DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

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CONFINADA DISEÑO DE UNA EDIFICACION DE ALBAÑILERIA

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Page 1: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

CONFINADA

DISEÑO DE UNA EDIFICACION

DE ALBAÑILERIA

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OBJETIVO DEL CURSO

El objetivo del presente curso taller es que el participante

realice el diseño completo de una edificación de albañilería

confinada, esto implica el diseño de los Muros de Albañilería y

sus elementos de confinamiento, diseño de la losa de piso,

diseño de cimentación corrida.

METODOLOGIA

El curso esta dividido en 4 sesiones de taller en el cual los

participantes desarrollaran en cada sesión ejemplos prácticos

aplicando las consideraciones y/o recomendaciones dadas por

las normas E070, E030, E060. Con ese fin se dan las pautas

básicas de las normas aplicables en cada etapa del desarrollo

de un proyecto estructural. El curso es netamente practico de

modo que el participante deberá desarrollar en aula un ejemplo

practico con la tutoría del expositor logrando el alcance

programado para cada sesión.

Page 3: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

CONSIDERACIONES PREVIAS

En el Perú el mayor porcentaje de viviendas en zonas urbanas

como rurales es construida con el sistema de albañilería sea

confinada o armada.

Se estima que entre el 60% y 70% de la construcción urbana es

de albañilería. Entre el 90% al 100% de la construcción rural es

de albañilería. En cuanto a la construcción informal gran

proporción es de albañilería.

En este contexto en el año 2006 se promulga la vigente norma

E - 070 que rige el diseño de edificaciones de albañilería.

La actual Norma E070 incluye un cambio sustancial en el

procedimiento de diseño de las edificaciones de albañilería y es

que acorde con las tendencias actuales en el análisis y diseño

Sismo resistente se incluye Niveles de Sismo de Diseño para

evaluar el desempeño de las edificaciones, en particular 02

niveles, Sismo Moderado y Sismo Severo.

Page 4: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

AlbañileríaLa Albañilería es también conocida como Mampostería, una

definición simple de la albañilería es aquella en la que se considera

como un conjunto de unidades trabadas o unidas entre si con algún

material, como el mortero de barro o de cemento. Las unidades

pueden ser piedras(naturales) o también adobe, tapias, ladrillos de

arcillay bloques de concreto(artificiales).

CONSIDERACIONES PREVIAS

Fuente: Ing. Ángel San Bartolomé

Page 5: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

DEFINICIONES PREVIAS

• Construccionesde albañiler ía

• Todo aquel sistema donde se ha empleado básicamente

elementos de albañilería (muros, vigas, pilastras, etc.) estos

elementos a su vez están compuestos por unidades de arcilla,

sílice-cal o de concreto, adheridas con mortero de cemento o

concreto fluido (“grout”).

• ALBAÑILERIAESTRUCTURAL

• Existe un consenso en la mayoría de las referencias revisadas en

cuanto a una definición para la albañilería estructural y ésta es

aquella que la define como construcciones de albañilería que

han sido diseñadas racionalmente, de tal manera que las

cargas actuantes (cargas de gravedad, y cargas sísmicas, etc.)

durante su vida útil se transmitan adecuadamente a través de los

elementos de albañilería (convenientemente reforzadas) hasta el

suelo de cimentación.

Page 6: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

• CLASIFICACION DE LA ALBAÑILERIA

• A efectos de obtener una mejor descripción de los diferentes tipos de

albañilería las clasificaremos de dos maneras:

• Por su Función Estructural.-

– Los muros se clasifican en Portantes y No Portantes.

• Por la distr ibución del Refuerzo

– Muros de albañilería simple

– Muros reforzados (armados, laminares y confinados).

Page 7: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

• PRETENSADO EN LA ALBAÑILERIA

• Hotel Excalibur de la Vegas (EE.UU) - Albañilería Preesforzada.

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• AISLAMIENTO EN LA ALBAÑILERIA

Efectos del Aislamiento de base en edificaciones .

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CONSIDERACIONES PREVIAS – NORMA E 070

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CONSIDERACIONES PREVIAS – NORMA E 070

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CONSIDERACIONES PREVIAS – NORMA E 070

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CONSIDERACIONES PREVIAS – NORMA E 070

Unidades de Albañilería.

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CONSIDERACIONES PREVIAS – NORMA E 070

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CONSIDERACIONES PREVIAS – NORMA E 070

Foto: Ing. Ángel San Bartolomé

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CONSIDERACIONES PREVIAS – NORMA E 070

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CONSIDERACIONES PREVIAS – NORMA E 070

Page 17: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

COMPORTAMIENTO SISMICO Y CRITERIOS DE ESTRUCTURACION EN EDIFICACIONES DE

ALBAÑILERIA

COMPORTAMIENTOSISMICODE LA ALBAÑILERIA

El comportamiento de estructuras de albañilería sometidas a sismos no siempre

ha sido exitoso. Las principales razones de las fallas ocurridas, algunas de ellas

de magnitud catastrófica se vienen sucediendo en cada evento sísmico.

Estudiaremos a continuación varios tipos de fallas ocurridos en las

construcciones de albañilería muchos de los cuales se han puesto de manifiesto

en los recientes sismos, las lecciones que estas fallas nos dejan se remarcan y se

muestran para mejorar el comportamiento de estas edificaciones, así como

también se muestra aquellas que tuvieron un buen comportamiento lo cual

implica la validez de las recomendaciones de nuestras normas.

Page 18: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Poca rigidez en la dirección corta

Pisco 2007

COMPORTAMIENTOSISMICODE LA ALBAÑILERIA

Fuente: Ing. Marcos Tinman

Page 19: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Deficiente Estructuración

Planta de arquitectura

COMPORTAMIENTOSISMICODE LA ALBAÑILERIA

Fuente: Ing. Marcos Tinman

Page 20: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Planta de estructuras

Deficiente Estructuración

COMPORTAMIENTOSISMICODE LA ALBAÑILERIA

Fuente: Ing. Marcos Tinman

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Fuerzas fuera del plano que se generan en los encuentros de muros sin confinamiento y

consecuente colapso de los muros perimétricos de un edificio en Santa Cruz en el sismo

de Loma Prieta.

COMPORTAMIENTOSISMICODE LA ALBAÑILERIA

Page 22: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

COMPORTAMIENTOSISMICODE LA ALBAÑILERIA

Agrietamiento diagonal de muros por falta de confinamiento, este tipo de falla son

de naturaleza frágil.

Foto: Ing. Ángel San Bartolomé

Page 23: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

COMPORTAMIENTOSISMICODE LA ALBAÑILERIA

“Piso Blando” este problema se genera debido a que muchas viviendas típicas tienen

el primer piso libre de muros y a partir del segundo nacen los muros.

Foto: Ing. Ángel San Bartolomé

Page 24: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

COMPORTAMIENTOSISMICODE LA ALBAÑILERIA

Vivienda en Chimbote sismo de 1970 licuefacción del suelo, y cimiento armado sobre

suelos colapsable.

Foto: Ing. Ángel San Bartolomé

Page 25: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

NORMATECNICADE SUELOSY CIMENTACIONESE -050

Page 26: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

NORMATECNICADE SUELOSY CIMENTACIONESE -050

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CRITERIOSDE ESTRUCTURACION– NORMAE 070

Page 28: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

CRITERIOSDE ESTRUCTURACION– NORMAE 070

Page 29: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

CRITERIOSDE ESTRUCTURACION– NORMAE 070

División de bloques en plantas estructurales tipo L o T.

Bloques con plantas estructurales tipo L o T.

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CRITERIOSDE ESTRUCTURACION– NORMAE 070

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CRITERIOSDE ESTRUCTURACION– NORMAE 070

Page 32: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

PREDIMENSIONAMIENTODE MUROS– NORMAE 070

Page 33: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

PREDIMENSIONAMIENTODE MUROS– NORMAE 070

Page 34: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

PREDIMENSIONAMIENTODE MUROS– NORMAE 070

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PREDIMENSIONAMIENTODE MUROS– NORMAE 070

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EJEMPLO: EDIFICIODE 04 NIVELESEn el siguiente ejemplo se muestra la aplicación de las recomendaciones de

estructuración, predimensionamiento y verificación de los capítulos 6 y 7 de la E-070.

•Características del Edificio•La figura corresponde a la planta típica de un

edificio de 4 pisos destinado a oficinas,

ubicado en Lima sobre un suelo de buena

calidad (grava arenosa densa) .

Paso 1.- Espesor mínimo de muros Art 7.1.1Lima ----Zona Sísmica 3.

Considerando h =2.40m, t = 2.4/20 = 0.12m

Muro de soga (mínimo 0.13m)

•Vigas soleras en Y-Y: 0.15 x 0.30 m

Vigas soleras en X-X: 0.25 x 0.30

Page 37: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Paso 2.- Estructuración en planta: Muros portantes en dirección xx , dirección yy losa

aligerada

•Vigas soleras en Y-Y: 0.15 x 0.30 m,

•Vigas soleras en X-X: 0.25 x 0.30

•Diafragma rígido

•Losa aligerada e = 0.20m

EJEMPLO: EDIFICIODE 04 NIVELES

•Predimensionamiento de la losa aligerada.

•Norma E-060

Page 38: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

EJEMPLO: EDIFICIODE 04 NIVELES

•Propiedades de los materiales

Concreto : f’c = 175 kg/cm2 = 0.175 t/cm2

Acero : fy = 4200 kg/cm2 = 4.2 t/cm2

Albañilería : Pilas: f’m =65 kg/cm2 = 650 t/m2

Ladrillo : King Kong Industrial

Mortero : 1:4 (cemento: arena gruesa)

Cargas Muertas y vivas

•Concreto Armado : = 2.40 t/m3

•Losa Aligerada (e=0.20m): 300 kg/m2 = 0.30 t/m2

•Acabados : 0.10 t/m2

•Sobrecarga de azotea : 0.10 t/m2

•Sobrecarga de oficina : 0.25 t/m2 (Norma E -020)•Muros de albañilería : 1.90 t/m3 (para considerar el pesode l tarrajeo)

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EJEMPLO: EDIFICIODE 04 NIVELES

Norma E – 020 CARGAS

Capitulo 3 - Carga viva

Art. 3.1.1 – Tabla 3.1.1 Cargas vivas mínimas repartidas

Page 40: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

EJEMPLO: EDIFICIODE 04 NIVELES

•De acuerdo a la norma E – 030:

Para nuestra edificación:

Z= Factor de zona (Lima está en zona 3) = 0.4

U= Factor de uso (oficinas) = 1.0

S= Factor de suelo (grava arenosa densa) = 1.0

N= Número de piso del edificio = 4.0

Ap=Área de la planta típica = 12.00 x 7.0= 84.00 m2

L= Longitud total del muro confinado

t= Espesor efectivo del muro

Paso 3.- Estructuración en planta – DENSIDAD MINIMA DE MUROS Art 7.1.2

Page 41: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Con la ayuda de una hoja de calculo se procede a verificar la densidad mínima de muros

para cada dirección.

EJEMPLO: EDIFICIODE 04 NIVELES

Con lo que verificamos que en ambas

direcciones cumple con lo establecido en la

Norma.

Page 42: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

EJEMPLO: EDIFICIODE 04 NIVELES

Con la ayuda de la hoja de calculo se

realiza el calculo del esfuerzo axial para

cada muro y para cada dirección. Como

muestra se presenta el calculo paso a paso

para el muro Y7.

Para hallar la carga axial sobre cada muro

es necesario determinar las áreas

tributarias esto se muestra en el grafico de

la derecha.

Para el muro Y7 el área tributaria es igual

a =9.42m2.

La máxima carga axial para todos los

muros se presenta en los muros del primer

nivel, para nuestro ejemplo el numero de

pisos es igual a 4, (3 típicos +1azotea).

Paso 4.- Esfuerzo Axial Máximo ( m)-----Art 7.1.1b

Page 43: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

EJEMPLO: EDIFICIODE 04 NIVELES

Considerando muro de soga:

Peso Muro (Pm) : 0.13 x 2.28 x 2.40 x 1.90 x 4 = 5.408 t

Peso Viga solera : 0.15 x 0.30 x 2.28 x 2.40 x 4 = 0.984 t

Peso Losa : 0.30 x 9.42 x 4 = 11.304 t

Peso Acabados : 0.10 x 9.42 x 4 = 3.768 t

Peso Sobrecarga : 0.25 x 9.42 x 3 + 0.1 x 9.42 = 8.007 t

Pm = 29.47 t

Ahora verificamos que la máxima carga axial (esto es en el muro del primer nivel)

encontrada en el muro Y7 es menor al 15%f’m como lo exige la Norma E.070.

m=29.47/(0.13x2.28)=99.426 t/m2 ≤0.2x650[1-(2.4/ (35x0.13)2 ] =93.83 t/m2

≤0.15f’m=97.50 t/m2

Como se puede observar el máximo esfuerzo axial para este muro es mayor que el

limite establecido por la norma E070, a fin de reducir los esfuerzos se puede

incrementar el espesor del muro o en su defecto aumentar la calidad de la albañilería

es decir f´m. En este ejemplo se ha considerado aumentar el espesor a muro de cabeza.

Paso 4.- Esfuerzo Axial Máximo ( m)-----Art 7.1.1b

Page 44: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

EJEMPLO: EDIFICIODE 04 NIVELES

Considerando muro de cabeza:

Peso Muro (Pm) : 0.23 x 2.28 x 2.40 x 1.90 x 4 = 9.565 t

Peso Viga solera : 0.25 x 0.30 x 2.28 x 2.40 x 4 = 1.642 t

Peso Losa : 0.30 x 9.42 x 4 = 11.304 t

Peso Acabados : 0.10 x 9.42 x 4 = 3.768 t

Peso Sobrecarga : 0.25 x 9.42 x 3 + 0.1 x 9.42 = 8.007 t

Pm = 34.286 t

Ahora verificamos que la máxima carga axial (esto es en el muro del primer nivel)

encontrada en el muro Y7 es menor al 15%f’m como lo exige la Norma E.070.

m=34.286/(0.23x2.28)=65.35 t/m2 ≤0.2x650[1-(2.4/ (35x0.23)2 ] =118.44 t/m2

≤0.15f’m=97.50 t/m2

Como se puede observar el máximo esfuerzo axial para este muro considerando un

aparejo de cabeza se logra reducir los efectos de confinamiento. Este es un proceso

iterativo que se puede trabajar de manera practica con la hoja de excel tal como se

muestra a continuación.

Paso 4.- Esfuerzo Axial Máximo ( m)-----Art 7.1.1b

Page 45: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

EJEMPLO: EDIFICIODE 04 NIVELES

Paso 4.- Esfuerzo Axial Máximo ( m)-----Art 7.1.1b

Page 46: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

EJEMPLO: EDIFICIODE 04 NIVELES

Paso 4.- Esfuerzo Axial Máximo ( m)-----Art 7.1.1b

Límites de Norma E070

Esfuerzo de Compresión 0.2*f'm*(1-(h/35e)^2) 0.15*f'mEsfuerzo Máximo σ máx.

σ (Ton/m2) (Ton/m2) (Ton/m2)

45.15 93.83 97.50 conforme

60.24 93.83 97.50 conforme

44.52 93.83 97.50 conforme

62.79 93.83 97.50 conforme

79.75 93.83 97.50 conforme

62.79 93.83 97.50 conforme

64.13 118.44 97.50 conforme

53.63 93.83 97.50 conforme

33.56 93.83 97.50 conforme

44.47 93.83 97.50 conforme

Repetir el procedimiento para los muros en la dirección xx. Algunos autores

recomiendan considerar un ancho tributario para los muros en esta dirección igual a 4

veces el espesor de la losa para cuantificar el área tributaria.

Page 47: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIARDE 04 NIVELES

Considerando las mismas condiciones del ejemplo desarrollado y empleando la hoja

de calculo trabajada. Realizar la estructuración en planta de la edificación

multifamiliar de 04 niveles mostrada a continuación, verifique espesor mínimo de

muros, densidad mínima de muros, esfuerzo axial máximo en cada muro de cada

dirección.

Page 48: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

NORMA PERUANA E-030

Page 49: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Diseño Sísmico ConvencionalNorma Técnica de Edificación E- 030

Page 50: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Diseño Sísmico ConvencionalNorma Técnica de Edificación E- 030

¿¿Estructura reforzada??

Page 51: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Diseño Sísmico ConvencionalNorma Técnica de Edificación E- 030

Page 52: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Diseño Sísmico Convencional

Norma Técnica de Edificación E- 070

Page 53: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Diseño Sísmico ConvencionalNorma Técnica de Edificación E- 030

Page 54: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Diseño Sísmico ConvencionalNorma Técnica de Edificación E- 030

Acorde con lo indicado en la norma E-030y en la mayoría de los códigos de diseñosismo resistente del mundo, se reconoceque diseñar para el 100% de la fuerzasísmica no es técnica ni económicamentefactible. Por ello la fuerza sísmica real esREDUCIDA por el factor “R” el cualvaria según al sistema estructural y que esfunción de la ductilidad e hiperestatismode cada sistema. Esto implica que laestructura tenga capacidad suficiente paraDISIPAR ENERGIA. En términos masconcisos esto significa DAÑO Estructuraly no estructural. Este daño es controladociertamente mediante los limites dedesplazamientos y distorsiones quepermitan la reparación de la estructura.

V = ZUCS * P

R

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COMPORTAMIENTO DUCTIL vs FRAGIL

Fuente: Ing. Ángel San Bartolomé

Page 56: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

COMPORTAMIENTO DUCTIL vs FRAGIL

Ensayo de carga lateral típico en

muros de albañilería (CISMID)

Page 57: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

COMPORTAMIENTO DUCTIL vs FRAGIL

Ensayo de carga lateral típico en

muros de albañilería (CISMID)

Curvas de histéresis y de comportamiento, Corte vs

Desplazamiento – Note la degradación de la rigidez y el

incremento de desplazamiento.

Page 58: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Diseño Sísmico ConvencionalNorma Técnica de Edificación E- 030

V = ZUCS * P

R

Page 59: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Norma Técnica de Edificación E- 030

Fuente: Dr. Ing. Javier Piqué

Page 60: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Norma Técnica de Edificación E- 030

Page 61: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Norma Técnica de Edificación E- 060

Page 62: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Norma Técnica de Edificación E- 060

Page 63: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Norma Técnica de Edificación E- 030

Page 64: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Norma Técnica de Edificación E- 030

Page 65: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Norma Técnica de Edificación E- 030

Page 66: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Norma Técnica de Edificación E- 030

Fuente: Dr. Ing. Javier Piqué

Page 67: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Norma Técnica de Edificación E- 030

Page 68: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Norma Técnica de Edificación E- 030

Page 69: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Norma Técnica de Edificación E- 030

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Norma Técnica de Edificación E- 030

Page 71: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Norma Técnica de Edificación E- 030

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Norma Técnica de Edificación E- 030

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Norma Técnica de Edificación E- 030

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Norma Técnica de Edificación E- 030

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Norma Técnica de Edificación E- 030

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Norma Técnica de Edificación E- 030

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Norma Técnica de Edificación E- 030

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Norma Técnica de Edificación E- 030

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Norma Técnica de Edificación E- 030

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Norma Técnica de Edificación E- 030

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Norma Técnica de Edificación E- 030

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Norma Técnica de Edificación E- 030

Page 83: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Norma Técnica de Edificación E- 030

Page 84: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Considerando las mismas condiciones del ejemplo desarrollado y empleando la hoja

de calculo trabajada. Realizar la estructuración en planta de la edificación

multifamiliar de 04 niveles mostrada a continuación, verifique espesor mínimo de

muros, densidad mínima de muros, esfuerzo axial máximo en cada muro de cada

dirección.

Page 85: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

1.70 1.20 1.20

1.20 1.20

1.20

1.30 .60

6.00

9.85

10.80

6.50

3.50

2.55

1.88

1.40

1.78

1.95

1.95

1.951.20

Estructuración y Áreas tributarias

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Page 86: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Page 87: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Page 88: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Con la ayuda de la hojade Excel se procede arealizar el calculo delpeso de la edificación eneste caso considerandosolo el 25% de la cargaviva.

Page 89: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Calculo del cortante basal.

Page 90: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Calculo del cortantedirecto sobre cada muroen función de su rigidezlateral. Esto en cada piso yen cada dirección.

Rigidez lateral de muros

Page 91: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Page 92: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Page 93: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Page 94: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL

Los programas de computo aplicados son una herramienta muy potentepara el análisis y diseño de estructuras en general, sin embargo estos noreemplazan el criterio del ingeniero quien es responsable de lo masimportante en todo proyecto estructural la Concepción Estructural.

Es frecuente, en la práctica que la mayoría del tiempo que se dedica al

diseño estructural de un edificio se invierta en los procesos de análisis y

diseño, y que se examinen con brevedad los aspectos de diseño

conceptual y de estructuración. Desde el punto de vista del diseño sismo

resistente, esta costumbre es particularmente peligrosa, puesto que no se

puede lograr que un edificio mal estructurado se comporte

satisfactoriamente ante sismos, por mucho que se refinen los

procedimientos de análisis y dimensionamiento. Por el contrario, la

experiencia obtenida en varios sismos muestra que los edificios bien

concebidos estructuralmente y bien detallados han tenido un

comportamiento adecuado, aunque no hayan sido objeto de cálculos

elaborados, y en ocasiones, aunque no hayan satisfecho rigurosamente

las normas y/o reglamentos.

Page 95: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL

Paso1 .- Previo a la creación del modelo en el programa ETABS esnecesario definir los ejes de los respectivos elementos estructurales yasean muros, columnas, vigas etc. Aun cuando el programa tiene laopción de importar la geometría del modelo desde un archivo conextensión *.dxf, data de hoja de calculo con extensión *.xls, con laayuda de los ejes definido y la versatilidad del programa es suficientepara generar el modelo en el mismo entorno del programa con la ayudade los iconos de dibujo.

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

El programa ETABS es un programa desarrollado por CSI, familia delprograma SAP2000, en nuestro medio se podría decir que son losprogramas mas usados. Ambos poseen un interface grafica de ingreso ysalida de datos, este ambiente grafico permite generar con rapidez ysencillez los modelos estructurales para el análisis. En particular elETABS es indicado para edificaciones.

Page 96: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Paso1 .- Ejes (grilla) de muros.

Page 97: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Paso2 .- Iniciar el programa al igual que cualquier programa de uso común.

Aceptar “OK” y cambiar unidades en la parte inferior derecha a Ton-m.

Seguidamente en el menú File escoger la opción New Model y escoja la opción No.

Page 98: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Paso3 .- En la ventana mostrada escoger Grid Only y presionar “OK”. Se ha aceptado losejes por defecto del programa tal como se muestra. En el menú Edit escoger Edit Grid Data /Edit Grid.

Page 99: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Paso 4 .- En la ventana mostrada escoger Modify/Show System. En la ventana siguientemodificar las coordenadas por defecto mostradas tanto en “x” como en “y” de acuerdo a lascoordenadas de los ejes de nuestra edificación previamente trazada, al finalizar presión “OK”

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Paso 5 .- En la ventana mostrada escoger Modify/Show System. En la ventana siguientemodificar las coordenadas por defecto mostradas tanto en “x” como en “y” de acuerdo a lascoordenadas de los ejes de nuestra edificación previamente trazada, al finalizar presión “OK”y otra vez Ok. Seguidamente en el menú File escoger Save As , ubicar el directorio donde sedesea grabar el archivo colocar el nombre al proyecto y presionar Guardar.

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APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Paso6 .- En el menú Edit escoger Edit Story Data/. En Label editar los nombres de cada piso y enHeight cambiar las alturas de cada piso, en Master Story escoger para el Piso 1 Yes y los otrospiso mantener No, en Similar Story escoger Piso 1 para los pisos 2 a 4. Finalmente “OK”.

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APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Paso7 .- Ahora procederemos a dibujar los elementos del modelo muros y losas, luegodefiniremos las secciones y las asignaremos según corresponda.

Para dibujar cambiar en la parte inferior derecha la opción One Story a Similar Story

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APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Paso8 .- En la barra vertical izquierda escoger el icono de dibujo Draw Walls (Plan), seleccionarel punto inicial del muro Y1 haciendo click en el mouse, arrastrar el mouse hasta la coordenadafinal del muro Y1, Continuar dibujando todos los muros de la edificación en X e Y hastacompletar el modelo, para salir del modo dibujo presionar la tecla ESC del teclado.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso9 .- En la barra vertical izquierda escoger el icono de dibujo Draw Rectangular Áreas(Plan),seleccionar el punto inicial de la esquina inferior del paño de losa y arrastrar el mouse hasta laesquina opuesta del paño de losa. Completar el modelo con todas las losas de la planta típica,para salir del modo dibujo presionar la tecla ESC del teclado. En la barra de menú buscar elicono Set Building Wiew Options que tiene forma de un check, en la ventana Special Effectsactivar la opción Extrusion.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso10 .- Ahora procederemos a definir las propiedades de los materiales y las seccionestransversales de muros y losas. En el menú Define escoger Material Properties / seleccionarConc y de ser el caso modificar las propiedades del concreto por defecto para f´c=280kg/cm2.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso11 .- Repetir el procedimiento ahora seleccionar Other y en Material Name modificar elnombre a Albañilería y seguidamente las otras propiedades considerar Mass per unit Volume(densidad ) 0.18 t/m3, Weight per unit Volume (P.E.) 1.8 t/m3 y Modulus of Elasticity 32,500t/m2 (aprox 500f´m , f´m =650t/m2), finalmente aceptar Ok, nuevamente Ok..

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso12 .- En el menú Define escoger Wall/Slab/DeckSection seleccionar WALL1 y escogerModify/ShowSection luego en Section Name editar nombre a Soga (muro de soga). EnMembrana y Bending colocar 0.13 (espesor del muro), finalmente aceptar Ok, nuevamente Ok..

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Paso13 .- En el menú Define escoger Wall/Slab/DeckSection seleccionar SLAB1 y escogerModify/ShowSection luego en Section Name editar nombre a ALIGH20 (aligerado). EnMembrana y Bending colocar 0.125 (espesor equivalente para un aligerado de 0.20m), en Typeescoger Membrana y en Load Distribution activar Use Special One –Way Load Distribution,finalmente aceptar Ok, nuevamente Ok..

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso14 .- Hacer click en el icono Set Building Wiew Option que tiene forma de check, en ObjectPresent in View desactivar Floor (Area), finalmente aceptar Ok.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso15 .- En la vista en planta seleccionar todos los muros de la edificación, luego ir al menúAssign, escoger Shell/Area escoger Wall/Slab/DeckSection luego en Sections seleccionar SOGAfinalmente aceptar Ok.

Page 111: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso16 .- Hacer click en el icono Set Building Wiew Option que tiene forma de check, en ObjectPresent in View activar Floor (Area), y desactivar Wall(Area) finalmente aceptar Ok.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Paso17 .- En la vista en planta seleccionar todos las losas de la edificación, luego ir al menúAssign, escoger Shell/Area escoger Wall/Slab/DeckSection luego en Sections seleccionarALIGH20 finalmente aceptar Ok.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso18 .- Hacer click en el icono Set Building Wiew Option que tiene forma de check, en ObjectPresent in View activar Floor (Area), y activar Wall(Area) finalmente aceptar Ok.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Paso19 .- En el icono inferior derecho cambiar a One Story. En la vista en planta seleccionartodos los muros y losas de la edificación, luego ir al menú Assign, escoger Joint /Point luegoescoger Diaphragms seleccionar D1, finalmente aceptar Ok.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso20 .- Hacer click en el icono Move Up in List que tiene forma de flecha hacia arriba.Seleccionar todos los elementos de ese piso2 y repetir el procedimiento es decir ir al menúAssign, escoger Joint /Point luego escoger Diaphragms seleccionar Add New Diaphragm luegoOK. Repetir hasta completar los 4 pisos.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso21 .- Hacer click en el icono Set Building Wiew Option que tiene forma de check, en ObjectPresent in View desactivar Floor (Area), y activar Wall(Area) finalmente aceptar Ok.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Paso22 .- En la vista en planta seleccionar el muro X1, luego ir al menú Assign, escogerShell/Area escoger Pier Label luego en Wall Piers cambiar P1 (por defecto) a X1 luego hacerclick en Change Name y finalmente Ok.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso23 .- Repetir el procedimiento en la vista en planta seleccionar el muro X2, luego ir al menúAssign, escoger Shell/Area escoger Pier Label luego en Wall Piers colocar X2 luego hacer clicken Add New Name y finalmente Ok. Repetir el procedimiento para todos los muros en ladirección X e Y.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso24 .- Finalmente se tiene el modelo conforme los muros portantes según la estructuraciónprevia hecha en CAD.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso24 .- Finalmente se tiene el modelo conforme los muros portantes según la estructuraciónprevia hecha en CAD.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso25 .- En el menu Define escoger Static Loas Cases en Load escribir SISMO X en Typeescoger QUAKE en Auto Lateral Load escoger User Loads presionar Add New Load luegoModify Latera Load.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso26 .- Ingresar las fuerzas de piso halladas para cada dirección X e Y. Activar Apply Center ofMass

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso27 .- Repetir el procedimiento para la ingresar las fuerzas sísmicas en Y.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Paso28 .- En el menu Select escoger by Wall/Slab/Deck Sections.. , luego escoger ALIGH20, yfinalmente OK.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso29 .- En el menu Assign escoger Shell/Area Loads, luego Uniform y luego en Load CaseName escoger DEAD y en Uniform Load ingresar 0.10t/m2 (peso de acabados) en Optionsactivar Replace Existing Loads y finalmente OK.

Page 126: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso30 .- En el menu Assign escoger Shell/Area Loads, luego Uniform y luego en Load CaseName escoger LIVE y en Uniform Load ingresar 0.20t/m2 (Carga Viva) en Options activarReplace Existing Loads y finalmente OK.

Page 127: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso31 .- Con ayuda del icono Move Up in List o Move Down in List que tiene forma de flechaubicarse en la planta del piso 4 (azotea), cambiar la opción Similar Story a One Story en elventana inferior derecha. Repetir el proceso anterior y asignar una carga viva iguala 0.10t/m2.

Page 128: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso32 .- Con ayuda del icono Move Up in List o Move Down in List que tiene forma de flechaubicarse en la planta BASE del edificio, en el menu Assign seleccionar Joint/Point y luegoRestraint(Supports) seleccionar el icono de empotramiento y finalmente OK.

Page 129: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso33 .- Finalmente ejecutar el programa con el icono Run Analisis o con F5.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso34 .- En el Menu Display escoger Show Mode Shape luego en Mode Number escoger laforma de modo que se desea estudiar, finalmente OK.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso35 .-En parte superior izquierda de la ventana activa se puede leer el periodo de vibraciónasociado a esa forma de modo. Haciendo click sobre el icono Star Animation se puede observarel movimiento de asociado a dicha forma de modo.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso36 .- En el Menu Display escoger Show Deformed Shape luego en Load escoger la cargaasociada a la deformación que se desea estudiar, por ejemplo SISMO Y finalmente OK.

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso37 .- Haciendo click derecho en cualquier punto se obtienen los valores de losdesplazamientos en cada dirección. Presionando en Lateral Drift se puede revisar la distorsiónreducida, para obtener la Distorsión real se deberá multiplicar por 0.75R.

Page 134: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso38 .- En el menu Display, escoger Show Member Force/StressDiagram luego escogerFrame/Pier/Spandrel Forces. Seleccionar en Load SISMO Y Static Load en Component escogerShear 2-2 y en Include activar Piers.

Page 135: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso39 .- En la ventana derecha repetir el procedimiento pero en la opción Component escogerMoment 3-3 en lugar de Shear 2-2 en include activar Piers. Con ayuda del icono Set ElevationView escoger la elevación E.

Page 136: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso40 .- Otra forma de ver los resultados del análisis y exportarlos a formato excel es con ayudadel Menu Display escoger ShowTables

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso41 .- Ahora activar todas los datos que necesitamos Displacement/ Reactions etc y en SelectLoad Cases escoger SISMO X y SISMO Y.

Page 138: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso42 .- En el menu desplegable escoger por ejemplo Story Drift para revisar las distorsionesde piso.

Page 139: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso43 .- Ahora en el menu Edit seleccionar Copy EntireTable

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USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso44 .- Abrir el programa Excel y hacer click derecho opción Pegar.

Page 141: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso45 .- Ahora podrá trabajar los datos para verificar las distorsiones. Multiplicandopreviamente por el factor 0.75R.

Page 142: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso46 .- Nuevamente en la ventana desplegable escoger Pier Force y repetir el procedimiento esdecir en el menu Edit seleccionar Copy EntireTable.

Page 143: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURALAPLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELESPaso47 .- Abrir el programa Excel y hacer click derecho opción Pegar.

Ahora podrá trabajar los datos de cortante sísmico para verificar las condiciones de sismomoderado y severo de acuerdo a la norma E070.

Page 144: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

Norma Técnica de Edificación E- 070

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Norma Técnica de Edificación E- 070

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Norma Técnica de Edificación E- 070

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Norma Técnica de Edificación E- 070

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Norma Técnica de Edificación E- 070

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Norma Técnica de Edificación E- 070

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Norma Técnica de Edificación E- 070

Sismo

Moderado

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Norma Técnica de Edificación E- 070

Sismo

Moderado

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Norma Técnica de Edificación E- 070

Sismo

Severo

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Norma Técnica de Edificación E- 070

Sismo

Severo

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Norma Técnica de Edificación E- 070

Sismo

Severo

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Norma Técnica de Edificación E- 070

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Norma Técnica de Edificación E- 070

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Norma Técnica de Edificación E- 070

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Norma Técnica de Edificación E- 070

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Norma Técnica de Edificación E- 070

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Norma Técnica de Edificación E- 070

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Norma Técnica de Edificación E- 070

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Norma Técnica de Edificación E- 070

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Norma Técnica de Edificación E- 070

Page 164: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

SISMO MODERADO - CONTROL DE LA FISURACION

Se muestra la revisión de los muros en la dirección Y frente a las fuerzas de sismo moderado.

En el ejemplo se ha analizado para un valor de R=3(sismo severo) por ello para no realizar otroanálisis y acorde con lo indicado en la norma se considerara como valores para sismo moderadola mitad de los valores obtenidos.

Sismo Moderado

Ve Me

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APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

SISMO MODERADO - CONTROL DE LA FISURACION

Page 166: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

SISMO MODERADO - CONTROL DE LA FISURACION

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APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

SISMO MODERADO - CONTROL DE LA FISURACION

Ve

Es de esperar que los muros ante sismos moderados no sufran daños. …..OK!!

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APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

SISMO SEVERO – RESISTENCIA DEL EDIFICIO

Page 169: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

SISMO SEVERO – RESISTENCIA DEL EDIFICIO

La resistencia al cortedel edificio es mayorque la fuerza de corteante sismo severo.…..OK!!

Vm ≥ VE

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APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

SISMO SEVERO – FUERZAS DE DISEÑO - Vu y Mu

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APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

SISMO SEVERO – DISEÑO DE COLUMNAS DE CONFINAMIENTO

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APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Se muestra el diseño paso a paso del muro Y1.

SISMO SEVERO – DISEÑO DE COLUMNAS DE CONFINAMIENTO

Como el muro tiene una longitud mayor que 2 veces sualtura, se va a considerar una columna intermedia, paraeste ejemplo ubicada en el medio de la longitud del muro.

M= 93.08 -1/2x46.53*2.4 = 37.24 T-m

F=M/L = 37.24/6.5= 5.73T.

Nc = 3 (2 extremas + 1 interior)

Lm = 6.5/2 =3.25m

Pc =Pg1/2+Pg/2 como el muro Y1 loestamos dividiendo en 2paños entonces laPg1 = 38.62T también lo dividimos entre 2entonces Pg1 =38.62/2 =19.31T.

Además Pg2 = 17.64T

Reemplazando:

Pc = 19.31/2+17.64/2=18.48T.

Page 173: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Diseño del muro Y1.

SISMO SEVERO – DISEÑO DE COLUMNAS DE CONFINAMIENTO

Como el muro tiene 2 columnasextremas y 1 interior se muestra eldiseño para la columna extrema. Paraello se determinara las fuerzas internasde acuerdo a la Tabla 11.

Vm1= 46.53 T, F = 5.73T.

Nc = 3 , Lm = 3.25m, Pc = 36.95T.

Vc= 1.5x46.53*3.25/[6.5x(3+1)] =8.72 T….. (Fuerza de corte)

T= 5.73 – 18.48 = -12.75 T. …No existe tracción en este muro (Tracción)

C= 5.73+18.48 = 24.21 T (Compresión)

Page 174: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Diseño del muro Y1.

SISMO SEVERO – DISEÑO DE COLUMNAS DE CONFINAMIENTO

Corte fricción

Asf = Vc/(fy )

Vc = 8.72T, fy = 4.2T/cm2.

Reemplazando:

Asf = 3.05cm2

Tracción

Ast= T/(fy )

T = 0T, No existe tracción .

Reemplazando:

Ast = 0.0cm2

Refuerzo vertical

As= 3.05+0.0=3.05cm2

0.1f´cAc/fy =???

Considerando Ac=15x15= 225cm2

0.1*225*175/4200= 0.90cm2

4 8mm < > 4x0.50 =2.0cm2

Entonces As=3.05m2…OK …(4 1/2”)

Page 175: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Diseño del muro Y1.

SISMO SEVERO – DISEÑO DE COLUMNAS DE CONFINAMIENTO

Compresión

As=4x1.27= 5.08cm2 ,C=24.21 T.

fy = 4.2T/cm2

An= 5.08+[(24.21/0.70–5.08*4.2) /(0.85*1.0*0.175 )]

An= cm2 (9x11) (Núcleo)

Considerando el recubrimiento

Ac=13x15 (195cm2).

Corte fricción

Acf = Vc/(0.2f’c )

f’c=0.175T/cm2

Acf = 8.72 / (0.2*0.175*0.85) =293.1cm2.

Considerando

Ac=13x25 (325cm2).

Mínimo ….15 t = 15x13

Área columna de confinamiento extrema

Ac = 13x25 cm2………………OK!!!

Page 176: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Diseño del muro Y1.

SISMO SEVERO – DISEÑO DE COLUMNAS DE CONFINAMIENTO

Estribos de la columna

Av=2x0.31= 0.62cm2 , (Usando 1/4”)

fy = 4.2T/cm2, f’c=0.175T/cm2

An=(13 - 4)x(25- 4)=189 cm2 (Núcleo)

tn= cm

S1

S1=0.62*4.2/(0.3x9x0.175x(325/189-1)

S1= 7.65cm.

S2

S2=0.62*4.2/(0.12x9x0.175)

S2= 13.77cm.

S3

S3=21/4=5.25 cm >5cm.

S4= 10.0cm.

Usar [] 1/4” 1@5,8@5,Rto@25

Page 177: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Diseño del muro Y1.

SISMO SEVERO – DISEÑO DE COLUMNAS DE CONFINAMIENTO

Viga solera

Vm1=46.53 T., Lm = 3.25m, L=6.5m

fy = 4.2T/cm2, f’c=0.175T/cm2

Acs=13x30 =390 cm2

Ts=46.53x3.25/(2x6.5) = 11.63 T

As = 11.63/(0.9x4.2) = 3.07cm2

Mínimo

0.1x0.175x13x30 / 4.2 = 1.62cm2

Usar 4 1/2”.

Page 178: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Cimiento corrido del muro Y1.

DISEÑO DE LA CIMENTACION

Para nuestro caso consideraremos conservadoramente lalongitud de la cimentación igual a la del muro.

El dimensionamiento en planta se hace teniendo comocondición las presiones transmitidas al terreno estas nodeben superar el esfuerzo admisible. Para este casosupondremos .

adm= 1.5Kg/cm2 < > 15T/m2

Las cargas en servicio sin considerar sismo.

Ps = 47.44 T. (PD+PL)

Considerando un ancho B= 0.6m y una altura H=0.8m,Peso propio = 2.3x0.6x0.8x6.5=7.17 T

qmax/min = P/(B.L) +/- 6M/(B.L2)

Recordando

Para una zapata corrida dedimensiones en planta BxL :

qmax/min = (47.44+7.17) / (0.6x6.5)

qmax = 14.00T/m2, < 15.0 T/m2 ………………….OK!

Ahora verificaremos considerando sismo

Hallando las presiones transmitidas:

Page 179: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Cimiento corrido del muro Y1.

DISEÑO DE LA CIMENTACION

adm= 1.5Kg/cm2 < > 15T/m2 . La norma E060 permiteincrementar la capacidad admisible hasta un 30% cuando severifican esfuerzos incluyendo sismo.

El momento por sismo.

Msismo Y = 31 T-m

Considerando un ancho B= 0.6m y una altura H=0.8m, Pesopropio = 2.3x0.6x0.8x6.5=7.17 T

Hallando las presiones:

qmax/min = P/(BxL) +/- 6M/(BxL2)

qmax/min = (47.44+7.17) / (0.6x6.5) +/- 6x31/(0.6x6.52)

qmax = 21.34T/m2, < 1.3x15 = 19.5 T/m2 (con sismo)…..REDIMENSIONAR

qmin = 6.66T/m2 > 0 y < 1.3x15 = 19.5 T/m2 (con sismo)…..OK!

Page 180: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Cimiento corrido del muro Y1.

DISEÑO DE LA CIMENTACION

Aumentando el ancho a B= 0.7m y una alturaH=0.8m, Peso propio = 2.3x0.7x0.8x6.5=8.37 T

Calculamos las presiones nuevamente.

qmax/min = (47.44+8.37) / (0.7x6.5) +/- 6x31/(0.7x6.52)

qmax = 18.55T/m2, < 1.3x15 = 19.5 T/m2 (con sismo)…. OK!

qmin = 5.97T/m2 >0 y < 1.3x15 = 19.5 T/m2 (con sismo)…..OK!

Usar una cimentación corrida de ancho B=0.7m yaltura H = 0.8m.

Nivel de fondo de cimentación de acuerdo alestudio de suelos….Df.

Page 181: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Cimiento corrido del muro Y1.

DISEÑO DE LA CIMENTACION

Revisión de la altura por corte y punzonamiento

El diseño de zapatas en general se hace con cargas ultimas acorde con la norma E060.

Por corte

Pu = 69.94 T. Mu=44.52 T-m

qu =(69.94) / (0.7x6.5) +/- 6x44.52/(0.7x6.52)

qumax = 24.40T/m2, qumin = 6.33T/m2

Para efectos de simplificar el calculo supondremos una distribución uniforme igual a 24.4 T/m2

Luego sabemos el corte ocurre a una distancia “d” de la cara del muro en este caso en ladirección X, como d=0.7m cae fuera del ancho de la cimentación luego es conforme por corte.

Por Punzonamiento a una sección igual a “d/2” es decir 0.35m también cae fuera del ancho dela cimentación luego es conforme por punzonamiento.

Verificando los esfuerzos de tracción por flexión en la base del cimiento para longitud unitaria:

Mu = qu (lv)2 / 2 lv = (0.7-0.13)/2 = 0.285m…….Mu = 24.40x0.285^2 / 2 = 0.99T-m

Esfuerzo actuante en la base del cimiento corrido

6M / (1xH2) = 6x0.99 / (1.0x0.8^2) =9.28 T/m2

9.28 T/m2 < > 0.93 Kg/cm2

Page 182: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Cimiento corrido del muro Y1.

DISEÑO DE LA CIMENTACION

Resistencia a la tracción del concreto :

Modulo de Ruptura fr = 2√f’c

Considerando f’c = 140 kg/cm2; fr = 2* √140 = 23.66 kg/cm2

= 0.92 < 23.66 kg/cm2 ………………Ok!!

Considerando inclusive las cargas ultimas el concreto es capaz

de soportar los esfuerzos de tracción …………..OK!!

USAR Cimentación Corrida B= 0.70 m x H=0.80m

Page 183: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Se ha escogido el paño de losa mostrado, el modelo de esta losa se ha considerado como unaviga de dos tramos simplemente apoyada en los muros de albañilería.

DISEÑO DE LA LOSA ALIGERADA

Cargas y consideraciones de diseño

Page 184: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Resultados del análisis. DMF y DFC.

DISEÑO DE LA LOSA ALIGERADA

As = 0.39cm2 ………Usar 1 3/8…………. Refuerzo inferior

Page 185: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

Resultados del análisis. DMF y DFC.

DISEÑO DE LA LOSA ALIGERADA

As = 0.40cm2 ………Usar 1 3/8…………. Refuerzo superior

Page 186: DISEÑO ALBAÑILERIA CONFINADA

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

DISEÑO DE LA LOSA ALIGERADA

Detalle de armadura