Memoria de Calculo de Diseño Sismico - Pasanacollo

MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DEL NIVEL GOBIERNO REGIONAL INICIAL DE LA IEI PASANACCOLLO, DISTRITO DE NUOA MELGAR - PUNO GERENCIA DE INFRAESTRUCTURA

1

MEMORIA DE CLCULO ESTRUCTURAL

PROYECTO:

"MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DEL NIVEL INICIAL

DE LA IEI PASANACCOLLO - DISTRITO DE NUOA MELGAR PUNO

DATOS GENERALES.

UBICACIN POLITICA

La ubicacin del proyecto se identifica de la siguiente forma:

Lugar : PASANACCOLLO

Distrito : NUOA

Provincia : MELGAR

Regin : PUNO

1. BASES LEGALES

El desarrollo del presente trabajo se basa en las siguientes normas y reglamentos:

Normas Peruanas de Estructuras:

Norma Tcnica de Edificacin E.020

Norma Tcnica de edificacin E.030





ACI-318-2008.

2. CRITERIOS GENERALES DE ESTRUCTURACIN

La concepcin sismo-resistente de una estructura es quizs la ms importante, porque de ella depende

el xito del diseo. Es la parte creativa del diseo, se decide en ella una estructura en funcin a sus

cualidades en la que la intuicin profesional juega un papel predominante. En tal sentido la culminacin

del proceso creativo es el resultado de sntesis de muchas consideraciones en las que se deciden las

principales caractersticas de la estructura: su forma, ubicacin y distribucin de sus elementos

resistentes y su dimensionamiento.

1 En general, el objetivo de los cdigos es que un temblor de moderada intensidad no

produzca dao estructural y que un fuerte temblor no produzca el colapso de la estructura.


2

1 Normas tcnicas de edificacin-2004.

Los principales criterios que deben prevalecer en la concepcin de una estructura sismo-resistente se

pueden resumir en los siguientes.

2.1 SIMETRA Y CONTINUIDAD

Se ha visto que las estructuras simtricas y continuas se comportan mejor a solicitaciones

ssmicas, ello por su buena concepcin en la etapa de diseo. La estructura con estas

caractersticas es fcil de predecir su comportamiento durante un movimiento ssmico, y por tanto

tambin corregir deficiencias. La asimetra tiende a producir excentricidades entre el centro de

masa y el centro de rigidez ocasionando torsin que son difciles de evaluar. En efecto se deben

evitar no solamente formas irregulares (en forma de L, T, U, V, H) sino tambin la distribucin

asimtrica de los elementos estructurales, tales como un muro de corte en un lado del edificio y

en otro un prtico, que aumentan los efectos de torsin que son destructivos en muchos casos.

En la fig. Se muestra algunos casos en la que se ha tratado de mantener la simetra de los

elementos estructurales, pero la forma en planta del edificio no se puede.

(a) Simetra en los dos sentidos. b) Simetra slo en un sentido. (c) Asimetra en los dos sentidos

La continuidad de una estructura en elevacin evita concentraciones de esfuerzos, y por ello que

se forma rotulas plsticas tempranamente en los elementos estructurales verticales. La formacin

de rotulas plsticas en los elementos verticales (columna, placas) hacen que la falla del edificio

sea frgil y violenta por ello no deseable. En la fig. Se muestra algunos casos frecuentes de esta

consideracin.

(a) ptima continuidad. (b) Aceptable continuidad. (c) Mala continuidad. (d) Psima continuidad.


3

2.2 DIAFRAGMA RGIDO

En el anlisis dinmico de edificios es habitual considerar la existencia de un diafragma rgido

proporcionado por la losa. En este contexto se debe verificar esta hiptesis. Las losas con grandes

aberturas y muy alargadas en planta debilitan la rigidez produciendo un comportamiento diferente

al de un diafragma rgido.

Una solucin a estos problemas es mantener la continuidad en planta y en el caso de ser muy

largas separar el edificio en dos o ms secciones mediante juntas ssmicas. En la fig. Tenemos un

caso de diafragma flexible y la solucin para convertirlo en varios diafragmas rgidos.

(a) Diafragma Flexible b) Diafragma Rgido

Es importante para prever algn efecto torsional causado por lo aleatorio y multidireccional del

movimiento ssmico y por las inevitables asimetra de cargas, que el diafragma rgido tenga buena

competencia torsional, ello se consigue ubicando adecuadamente las placas en planta, cuando

ms alejadas estn del centro de masa dotaran de mayor rigidez torsional. En la siguiente figura

se muestran estructuras simtricas pero con diferente capacidad torsional.

(a) Buena capacidad torsional (b) Regular capacidad. (c) Mala capacidad torsional


4

2.3 RIGIDEZ LATERAL

Otro aspecto importante en la concepcin estructural, es la deformacin del edificio durante un

sismo. La excesiva deformacin produce a parte del pnico, en la gente, daos destructivos en los

elementos no estructurales (tabiques, vidrios, parapetos, etc.), lo que frecuentemente producen

ms vctimas. En tal sentido es necesario proporcionar elementos estructurales con buena rigidez

lateral, sin perjudicar la ductilidad de los mismos.

En este contexto la inclusin de muros de corte en estructuras aporticadas es lo ms indicado, de

tal forma se consigue que los muros limiten las deformaciones y los prticos proporcionen la

ductilidad deseada, que es importante como un mecanismo de disipacin de energa ssmica.

2.4 DUCTILIDAD

La ductilidad es aquel mecanismo que ingresa a una etapa plstica, sin llegar a la falla. La energa

ssmica se transforma en energa de deformacin, esta se conserva en la etapa elstica, cuando

ingresamos a la etapa plstica parte de esta energa se disipa por el trabajo realizado en las

deformaciones permanentes, disminuyendo los esfuerzos en elementos que aun no han entrado

a la etapa plstica. Por esta razn se le confiere a la estructura una resistencia inferior a la mxima

necesaria, absorbiendo el saldo con una adecuada ductilidad. Lo que tambin disminuye los

costos.

La concepcin de estructuras aporticadas debe ser tal que la formacin de rotulas plsticas no

produzcan inestabilidad. Ello se consigue con un alto grado de hiperestaticidad y ubicacin de las

rotulas. Las estructuras con un elevado grado de hiperestaticidad nos dan un mayor margen de

formacin de rotulas plsticas, con ellas mayor disipacin de energa ssmica sin perder estabilidad

tratando siempre que estas se produzcan primero en las vigas.

(a) Rotulas en vigas b) Rotulas en columnas


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Por esta razn las normas de diseo sismo-resistente exigen el cumplimiento de muchos

requisitos. Por ejemplo para evitar que rotulas plsticas se formen en columnas antes que en vigas,

la suma de momentos resistentes en columnas, deben ser mayor a la suma de momentos

resistentes en vigas que concurren al mismo nudo y estn en un mismo plano. Tambin prever

que la falla sea antes por la flexin que por otro efecto (corte, torsin, compresin), debe

garantizarse en este caso que la falla se produzca por fluencia del acero y no por compresin del

concreto. Considera zonas de confinamiento as como en nudos, en partes de esfuerzos altos,

longitudes de anclajes, de desarrollo, de empalmes, etc.

2.5 ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES

Los elementos no estructurales son parte del diseo arquitectnico, indispensables en toda

edificacin, permite dar mejor funcionalidad al separar ambientes de acuerdo al uso. Los

elementos no estructurales deben ser tratados como tal, se debe tener cuidado que los esfuerzos

de la estructura principal no sean transmitidos al resto de elementos, no solamente porque estos

pueden hacer variar el comportamiento de la estructura principal sino tambin porque son muy

altos, pudiendo hacer fallar a dichos elementos no estructurales.

Cuando la tabiquera empieza a ser un elemento resistente, presenta efectos nocivos en el

comportamiento de la estructura, as tenemos por ejemplo: la generacin de columnas cortas,

concentracin de esfuerzos por falla de continuidad, altera el periodo fundamental de vibracin,

incremento del efecto torsionante por su usual distribucin asimtrica en planta, disminuye la

ductilidad al aumentar la rigidez lateral, etc. En estos casos debe separarse e independizar los

tabiques de los elementos estructurales convenientemente de tal forma que solo soporten su peso

propio.

En estructuras con deformaciones relativamente grandes (estructuras flexibles) independizar los

tabiques es irreal, pues en un momento dado durante un sismo por la excesiva deformacin puede

producirse una interaccin tabique-estructura, lo ms indicado en este caso es considerarlo en el

modelo para el anlisis (albailera y prtico de concreto armado). La tabiquera de albailera

puede modelarse adecuadamente como una biela diagonal en compresin.

2.6 CIMENTACIN

La cimentacin es el mecanismo por el cual se transmite los esfuerzos de la estructura al suelo, y

durante un sismo a travs de ella a la estructura. Se lograra un adecuado sistema de cimentacin

si conocemos las propiedades del suelo, con ello se estar garantizando que la estructura no

pierda estabilidad por la falla de la cimentacin.


6

Otros aspectos que deben considerarse en el anlisis es la posibilidad de giro y asentamiento

diferencial en la cimentacin, el cual afecta a la respuesta dinmica de la superestructura (periodo

de vibracin, coeficiente ssmico, fuerza cortante).

No siempre es posible considerar apoyos empotrados en cuyo caso se debe modelar la estructura

en conjunto con la cimentacin para evaluar los posibles desplazamientos (interaccin suelo-

estructura), ello puede ser muy costoso si se desea una interaccin dinmica, pero si el modelo

se adecua a una fundacin elstica (modelo con resortes) es en muchos casos suficiente. En caso

contrario se debe rigidizar la cimentacin mediante vigas de conexin, platea u otros medios que

proporcionen apoyos muy rgidos.

3. ESTRUCTURACIN DE: INSTITUCIN EDUCATIVA INICIAL DE ANCOCALA

3.1 INTRODUCCIN

La estructuracin del edificio depende mucho de la experiencia, criterios y conocimientos del

ingeniero, por ello el tiempo que se invierta en esta etapa ser importante y valioso al igual que en

la concepcin estructural. El esquema propuesto implicaba tener las siguientes caractersticas

geomtricas y estructurales:

CONSTRUCCIN DE TRES MDULOS:

BLOQUE I (USO MULTIPLE, ARCHIVO, DIRECCION, TOPICO)


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BLOQUE II (AULAS, SS.HH, AREA DE MATERIALES)

BLOQUE III (COMEDOR, COCINA, DEPOSITO)

3.2 PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES.

3.2.1 PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

Existen criterios prcticos para determinar el peralte de vigas, que dan buenos resultados,

con cargas vivas no excesivas. Las vigas son elementos sometidos a flexin, el peralte

deber estar entonces en funcin de la longitud y la carga.


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La norma de diseo E-060 nos da unos requisitos que debe cumplir la seccin, para

asegurar el buen comportamiento de una viga sismo-resistente, as como tambin para

controlar la deflexin.

No chequear deflexin 16L

h

Evitar el pandeo lateral 30.0

h

b

Comportamiento segn la teora de Navier 4Ln

d

Mejorar la distribucin del acero cm25b

Evitar el pandeo lateral torsional b50ln

3.2.2 PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

Los criterios para predimensionar columnas, estn basados en su comportamiento, flexo-

compresin, tratando de evaluar cual de los dos es el ms crtico en el dimensionamiento.

Para edificios que tengan muros de corte en las dos direcciones, donde la rigidez lateral y

la resistencia van a estar principalmente controlada por los muros, se recomiendan las

siguientes dimensiones.

a) Para columnas centrales.

C

SERVICIO

f

PAc

'45.0

)(

b) Para columnas exteriores o esquineras:

C

SERVICIO

f

PAc

'35.0

)(

La norma E-060 nos da unos requisitos para despreciar los efectos locales por esbeltez.

Tratando de tener en cuenta esta consideracin dar mayor consistencia a nuestro

predimensionamiento.

Para despreciar los efectos locales por esbeltez debe cumplir:

2

1

M

M1234

r

Ln


9

M

(a) (b)

1

2M

1M

2M

(A) CURVATURA DOBLE B) CURVATURA SIMPLE

El caso ms crtico es el de simple curvatura, cuando M1=M2, en ese caso la expresin

se transforma en:

22r

Ln

Donde: r es radio de giro,

Ac

Icr para una seccin rectangular r=0.30t (t=lado de

la seccin de la columna a analizar). Para secciones circulares r=0.25t y para otro tipo de

secciones se recomienda hallar su seccin total.

4. METRADOS DE CARGAS

Las edificaciones y todas sus partes debern ser capaces de resistir las cargas que se les imponga

como consecuencia de uso previsto. Estas actuaran en las combinaciones prescritas y no causaran

esfuerzos que excedan los admisibles sealados para cada material estructural en su norma de diseo

especfica. En ningn caso las cargas asumidas sern menores que los valores establecidos en esta

norma.

El metrado de cargas es cuantificar las cargas que pueden presentarse durante la vida til de una

estructura. Esto puede requerir a menudo una recoleccin de datos en el lugar en que se ubicara la

estructura, como registros climticos que cuantifiquen el viento, temperatura y las lluvias. Este tipo de

informacin, junto con los requisitos del reglamento de diseo, forman la base a partir del cual se puede

iniciar el metrado de carga.

En general, las cargas ms usuales son: cargas muertas, cargas vivas de piso, cargas debido a viento,

debidas al cambio de temperatura y cargas ssmicas


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5. CARGAS MUERTAS

Las cargas muertas se determinan del clculo directo del peso de todos los componentes estructurales

y de elementos no estructurales cuya posicin no se modificara durante la vida til de la edificacin. Si

se conocen con precisin las dimensiones de los elementos la determinacin es rpida, sin embargo

esto no sucede frecuentemente, ya que un diseo estructural se parte de una estimacin preliminar de

las dimensiones de los mismos, pudiendo modificarse a medida que se refina el diseo. La norma E-

020 del RNE nos proporciona algunos pesos unitarios para calcular la carga muerta, en nuestro caso

tenemos:

Ladrillo hueco (h=15 cm) 10 kg/und

Concreto armado 2400 kg/m3

Muro de albailera hueca 1350 kg/m3

Mortero de cemento 2000 kg/m3

Piso terminado (pt) 100 kg/m2

Peso especifico del terreno 1800 kg/m3 (Variable segn el EMS)

TABLA 01

PESOS ESPECFICOS DE MATERIALES

MATERIAL PESO ESPECFICO

Albailera

Adobe 1600 kg/m3

Ladrillo Slido 1800 kg/m3

Ladrillo Slido (incluye Acabados) 1900 kg/m3

Ladrillo Hueco 1350 kg/m3

Concreto Armado 2400 kg/m3

Simple 2300 kg/m3

Maderas Dura seca 700 kg/m3

Dura hmeda 1000 kg/m3

Enlucidos Cemento 2000 kg/m3

Yeso 1000 kg/m3

Lquidos Agua 1000 kg/m3

Petrleo 870 kg/m3

Metales Acero 7850 kg/m3

Plomo 11400 kg/m3


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Aluminio 2750 kg/m3

Mercurio 13600 kg/m3

Otros

Mrmol 2700 kg/m3

Losetas 2400 kg/m3

Cemento 1450 kg/m3

Tierra 1600 kg/m3

Piedra Pmez 700 kg/m3

Bloque de vidrio 1000 kg/m3

Vidrio 2500 kg/m3

Papel 1000 kg/m3

Arena seca 1600 kg/m3

Hielo 920 kg/m3

Referencia Norma E.020 cargas

5.1. CARGAS VIVAS DE PISO O USO.

La carga de piso que se va aplicar a un rea determinada de una edificacin depende de su

pretendida utilizacin u ocupacin. Estas cargas se deben a los seres humanos, al equipo, al

almacenamiento en general, a los automviles, etc., debido a que estas cargas son de naturaleza

aleatoria, no hay una forma precisa para aplicar las cargas reales a un rea dada. Por esa razn

se especifican como cargas distribuidas uniformemente en el rea. Cabe indicar que estas cargas

son extremamente conservadoras debido a la incertidumbre acerca de cmo pudieran distribuirse

las cargas reales. La norma E020 nos da cargas distribuidas para distintos tipos de ocupacin o

uso, en nuestro caso tenemos las siguientes tablas:

TABLA 02

CARGAS VIVAS MNIMAS REPARTIDAS Almacenaje 500 kg/m2

Baos igual a la carga principal del resto del rea

Bibliotecas

salas de lectura 300 kg/m2

salas de almacenaje 750 kg/m2

corredores y escaleras 400 kg/m2

Oficinas

Exceptuando salas de archivo y computacin 250 kg/m2


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Salas de archivo 500 kg/m2

Salas de computacin 350 kg/m2

Corredores y escaleras (igual a la carga principal del resto del rea)

Centros de educacin

Aulas, laboratorios 300 Kg/m2

Corredores y escaleras 400 kg/m2

Referencia Norma E.020 cargas

5.2. CONSIDERACIONES PRCTICAS DE LAS PROPIEDADES MECNICAS Y

GEOMTRICAS DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES.

En todo proceso de anlisis estructural estn implcitas aproximaciones en las propiedades de los

materiales, las caractersticas estructurales y las acciones que actan sobre ella, cuyas razones

se justifican para obtener soluciones a costos razonables. Reconociendo que el anlisis no es el

objetivo final del proyectista, sino el medio que permite efectuar posteriormente el diseo; entonces

el modelo estructural debe representar lo esencial del comportamiento, pero puede prescindirse

de los detalles que dificultaran innecesariamente el anlisis.

Para efectuar el anlisis estructural se requiere conocer el modulo de elasticidad, modulo de

cortante del material, el rea que soporta las cargas axiales, el momento de inercia de la seccin

transversal para la flexin y el rea de cortante que resiste las fuerzas de corte para los diversos

elementos estructurales del concreto, como son las vigas, columnas y placas.

a. MODULO DE ELASTICIDAD:

Este modulo; E, esta dado por la norma E-060 de las normas tcnicas de edificacin, el cual

estipula que para concretos de peso normal se toma como:

cfE '15000 (Kg / cm2)

b. MODULO DE CORTE

Cuando se considera que el concreto es un material isotrpico con un mdulo de poisson de

aproximadamente 0.2, implica que el modulo de corte: G, es

4.2/EG

c. DE LAS VIGAS

REA AXIAL; en caso de considerar deformaciones axiales se puede asumir que la rigidez

axial es aportada por toda la seccin de la viga. En caso de vigas con alas o patines se puede tomar


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adicionalmente, a cada lado un ancho de los patines en 3 a 4 veces de su espesor o su ancho real

efectivo, el que fuere menor.

INERCIA PARA FLEXIN; para la rigidez a flexin se puede tomar una inercia que vara

entre el 50% a 80% de la inercia total, esto debido al agrietamiento que presenta la viga cuando est

sometido a esfuerzo de flexin. En el caso de vigas que posean patines y sometidos a flexin positiva

(fuerzas de compresin en patines), se considera que la inercia que aporta rigidez; es la seccin bruta

del alma de la viga. Cuando la viga pertenece a una losa maciza, el ancho adicional a cada lado de la

viga a portante de rigidez, se considera 3 a 4 veces el espesor de la losa o su ancho real efectivo, el

que fuese menor.

REA CORTANTE; generalmente no se considera la rigidez al corte de una viga, sin embargo,

en caso de considerarse se debe tomar el rea que corresponde al alma de una viga, mas no de los

patines (en caso de vigas T, L, I o similares).

d. DE LAS COLUMNAS

REA AXIAL; para ala rigidez axial se considera el 100% del rea de la columnas.

INERCIA PARA FLEXIN; la inercia se considera el 100% de la seccin bruta de la columna, esto

debido a que las columnas se encuentran sometidas a grandes fuerzas de compresin.

REA CORTANTE; en caso de considerar deformaciones por corte, se puede tomar una que

corresponde a toda la seccin transversal.

6. CARGAS DE DISEO

El anlisis de los elementos estructurales se ha realizado con las siguientes cargas de diseo:

Carga Permanente o Muerta (D), incluye el peso propio de la estructura. (No se realiz el metrado de

peso propio de la estructura, debido que el programa que se utiliz, contempla asume su propio

peso).

Carga Viva (L), (100 kg/m2) que considera las cargas vivas, bsicamente incluye la posible

acumulacin de personas, y adems las cargas de montaje o proceso constructivo.

Carga de Sismo (Q), calculado de acuerdo con lo estipulado en la Norma Tcnica de estructuras

E.030 Diseo sismorresistente. As mismo se realizo un anlisis ssmico dinmico (anlisis modal).

Para el clculo de la masa se ha considerado el 100% de la carga muerta y el 25% de la carga viva.


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MEMORIA DE CALCULO DE DISEO SISMICO SAP 2000

I.FACTOR DE ZONA:

Segun el articulo 05 Zonificacion, del CAPITULO 02 Parametros de Sitio, de la NORMA TECNICA E.030 Diseo Sismo Resistente, contenido en el Reglamento Nacional de Edificaciones, en el TITULO III Edificaciones parte III.2 ESTRUCTURAS

A cada zona se le asigna un factor Z segn se indica en la Tabla N 01. Este factor se interpreta como la aceleracin mxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 aos.

Por tanto, como nuestra ubicacin es Puno, usaremos lo siguiente:

II. PARAMETROS DE SUELO:

Segn el Articulo 06 Condiciones Locales, del CAPITULO 02 Parametros del sitio, de la NORMA TECNICA E.030 Diseo Sismo Resistente, contenido en el Reglamento Nacional de Edificaciones, en el TITULO III Edificaciones, parte III.2 ESTRUCTURAS.

Parmetros del Suelo

Tipo Descripcin Tp (s) S

S Roca o suelos muy rgidos 0.4 1.0

S2

Suelos intermedios 0.60

1.20 S

3 Suelos flex. o con estratos de gran 0.9

0 1.40 S

4 Condiciones excepcionales * *

(*) Los valores de Tp y S para este caso sern establecidos por el especialista, pero en ningn caso sern menores que los especificados para el perfil tipo S3.

Por tanto usaremos lo siguiente

I. FACTOR DE ZONA

ZONA Z

01 0.40

02 0.30

03 0.15


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III. FACTOR DE USO:

Segn el artculo 10 Categora de las edificaciones, del CAPITULO 03 Requisitos Generales, de la NORMA TECNICA E.030 Diseo Sismo Resistente, contenido en el Reglamento Nacional de Edificaciones, en el TITULO III

-Edificaciones, parte III.2 ESTRUCTURAS.

CATEGORIA DE LAS EDIFICACIONES

CATEGORA DESCRIPCIN FACTOR

U

A Edificaciones Esenciales

Edificaciones esenciales cuya funcin no debera interrumpirse inmediatamente despus que ocurra un sismo, como hospitales, centrales de comunicaciones, cuarteles de bomberos y polica, subestaciones elctricas, reservorios de agua. Centros educativos y edificaciones que puedan servir de refugio despus de un desastre. Tambin se incluyen edificaciones cuyo colapso puede representar un riesgo adicional, como grandes hornos, depsitos de materiales inflamables o txicos.

1.50

B Edificaciones Importantes

Edificaciones donde se renen gran cantidad de personas como teatros, estadios, centros comerciales, establecimientos penitenciarios, o que guardan patrimonios valiosos como museos, bibliotecas y archivos especiales. Tambin se considerarn depsitos de granos y otros almacenes importantes para el abastecimiento.

1.30

C Edificaciones

Comunes

Edificaciones comunes, cuya falla ocasionara prdidas de cuanta intermedia como viviendas, oficinas, hoteles, restaurantes, depsitos e instalaciones industriales cuya falla no acarree peligros adicionales de incendios, fugas de contaminantes, etc.

1.00

D Edificaciones

Menores

Edificaciones cuyas fallas causan prdidas de menor cuanta y normalmente la probabilidad de causar vctimas es baja, como cercos de menos de 1,50m de altura, depsitos temporales, pequeas viviendas temporales y construcciones similares.

(*)

(*) En estas edificaciones, a criterio del proyectista, se podr omitir el anlisis por fuerzas ssmicas, pero deber proveerse de la resistencia y rigidez adecuadas para acciones laterales.

Por tanto usaremos lo siguiente:

IV. COEFICIENTE DE REDUCCION PARA ESTRUCTURAS:

Segn el artculo 12 - Sistemas Estructurales, del CAPITULO 03 Requisitos Generales, de la NORMA TECNICA E.030 Diseo Sismo Resistente, Contenido en el Reglamento Nacional de Edificaciones, en el TITULO III

-Edificaciones, parte III.2 ESTRUCTURAS.


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SISTEMAS ESTRUCTURALES

Sistema Estructural Coeficiente de Reduccin, R

Para estructuras regulares (*) (**)

Acero:

Prticos dctiles con uniones

resistentes a momentos.

9.50

Otras estructuras de acero: 6.50 Arriostres excntricos.

Arriostres en cruz. 6.00

Concreto Armado 8.00 Prticos(1).

Dual(2). 7.00

Muros estructurales (3). 6.00

Muros de ductilidad limitada (4). 4.00

Albailera

Albailera Armada o Confinada(5).

Diseo por esfuerzos admisibles (5).

3.00

6.00

Madera

Madera (Por esfuerzos admisibles).

7.00

1. Por lo menos el 80% del cortante en la base acta sobre las columnas de los prticos que cumplan los requisitos de la NTE E.060 Concreto Armado. En caso se tengan muros estructurales, estos debern disearse para resistir una fraccin de la accin ssmica total de acuerdo con su rigidez. 2. Las acciones ssmicas son resistidas por una combinacin de prticos y muros estructurales. Los prticos debern ser diseados para tomar por lo menos 25% del cortante en la base. Los muros estructurales sern diseados para las fuerzas obtenidas del anlisis segn Artculo 16 (16.2)

3. Sistema en el que la resistencia ssmica est dada predominantemente por muros estructurales sobre los que acta por lo menos el 80% del cortante en la base. 4. Edificacin de baja altura con alta densidad de muros de ductilidad limitada.

5. Para diseo por esfuerzos admisibles el valor de R ser 6.00.

(*) Estos coeficientes se aplicarn nicamente a estructuras en las que los elementos verticales y horizontales permitan la disipacin de la energa manteniendo la estabilidad de la estructura. No se aplican a estructuras tipo pndulo invertido.

(**) Para estructuras irregulares, los valores de R deben ser tomados como 3/4 de los anotados en la Tabla.

Por tanto usaremos lo siguiente:

V. PROCEDIMIENTO DE CLCULO:

FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA

T es el periodo que se asumir posteriormente para realizar los coeficientes del factor de Amplificacion dinmica (Ver cuadro Respuesta Sismica T seg.)

ACELERACION ESPECTRAL

, y se considerara g=9.81, como un factor de escala para la aceleracin espectral,


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Si se desarrolla un grfico con los datos anteriores, se tiene:

T (seg) C Sa-i

0.10 2.500 0.141

0.20 2.500 0.141

0.30 2.500 0.141

0.40 2.500 0.141

9.70 0.103 0.006

9.80 0.102 0.006

9.90 0.101 0.006

10.00 0.100 0.006

Ver los datos y clculos completos en la hoja de

clculo adjunto:

ESPECTRO.xlsx


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MODELAMIENTO EN EL PROGRAMA SAP 2000 V.14

BLOQUE I (USO MULTIPLE, ARCHIVO, DIRECCION, TOPICO)


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VER DETALLE DE DISTRIBUCION DE ACERO EN EL PLANO


SECCIONPERIME

TROPESO

ACERO

REQUERIDO

AREA

ACUMULADA

ACERO

REQUERIDO

AREA

ACUMULADA

Pulg. mm mm mm kg/m N de varillas cmN de

varillascm

- 6.00 28.0 18.8 0.222

- 8.00 50.0 25.1 0.395

3/8 '' 9.50 71.0 29.9 0.560

- 12.00 113.0 37.7 0.888

1/2 '' 12.70 129.0 39.9 0.994 02 var. 2.58 cm 04 var. 5.16 cm

5/8 '' 15.90 199.0 49.9 1.552 04 var. 7.96 cm

3/4 '' 19.10 284.0 59.8 2.235

1 '' 25.40 510.0 79.8 3.973

1 3/8 '' 35.80 1006.0 112.5 7.90710

fuente: Aceros Arequipa 10.540 cm 5.160 cm

10.000 cm Ok 5.125 cm Ok

4 varillas de 1/2'' 2 varillas de 1/2'' + 4 varillas

de 5/8''

DIAMETRO DE

LA BARRA

Area de As Total :

Area de As Requerido :

Requerimos Requerimos

CALCULO DE CANTIDAD DE ACERO DEL LOS RESULTADOS DE SAP

COLUMNASC-1 (25X40) C-2 (25X25)

BLOQUE I

VP-102 (25X60)

SECCIONPERIME

TROPESO

ACERO

REQUERIDO

AREA

ACUMULADA

ACERO

REQUERIDO

AREA

ACUMULADA

ACERO

REQUERIDO

AREA

ACUMULADA


varillascm

N de

varillascm

- 6.00 28.0 18.8 0.222

- 8.00 50.0 25.1 0.395

3/8 '' 9.50 71.0 29.9 0.560

- 12.00 113.0 37.7 0.888

1/2 '' 12.70 129.0 39.9 0.994 01 var. 1.29 cm 05 var. 6.45 cm 02 var. 2.58 cm

5/8 '' 15.90 199.0 49.9 1.552 04 var. 7.96 cm 05 var. 9.95 cm

3/4 '' 19.10 284.0 59.8 2.235

1 '' 25.40 510.0 79.8 3.973

1 3/8 '' 35.80 1006.0 112.5 7.907fuente: Aceros Arequipa 9.250 cm 6.450 cm 12.530 cm

8.975 cm Ok 6.125 cm Ok 10.000 cm Ok

BLOQUE I

DIAMETRO DE

LA BARRA

Area de As Total :


Requerimos Requerimos Requerimos

2 varillas de 1/2'' + 5 varillas

de 5/8''



de 5/8''

5 varillas de 1/2''

VIGASVP-101 (25X40) VS-101 (25X40)


21

BLOQUE II (AULAS, SS.HH, AREA DE MATERIALES)


22


23



SECCIONPERIM

ETROPESO

ACERO

REQUERIDO

AREA

ACUMULADA

ACERO

REQUERIDO

AREA

ACUMULADA

Pulg. mm mm mm kg/mN de

varillascm

N de

varillascm

- 6.00 28.0 18.8 0.222

- 8.00 50.0 25.1 0.395

3/8 '' 9.50 71.0 29.9 0.560

- 12.00 113.0 37.7 0.888

1/2 '' 12.70 129.0 39.9 0.994 02 var. 2.58 cm 04 var. 5.16 cm

5/8 '' 15.90 199.0 49.9 1.552 04 var. 7.96 cm

3/4 '' 19.10 284.0 59.8 2.235

1 '' 25.40 510.0 79.8 3.973

1 3/8 '' 35.80 1006.0 112.5 7.90710


9.750 cm Ok 5.000 cm Ok

Requerimos


DIAMETRO DE

LA BARRA

Requerimos

C-1 (EN V)

2 varillas de 1/2'' + 4

varillas de 5/8''

4 varillas de 1/2''

BLOQUE IICOLUMNAS

C-2 (25X25)

Area de As Total :


VP-103 (25X40)

SECCIONPERIM

ETROPESO

ACERO

REQUERIDO

AREA

ACUMULADA

ACERO

REQUERIDO

AREA

ACUMULADA

ACERO

REQUERIDO

AREA

ACUMULADA

Pulg. mm mm mm kg/mN de

varillascm

N de

varillascm

N de

varillascm

- 6.00 28.0 18.8 0.222

- 8.00 50.0 25.1 0.395

3/8 '' 9.50 71.0 29.9 0.560

- 12.00 113.0 37.7 0.888



3/4 '' 19.10 284.0 59.8 2.235

1 '' 25.40 510.0 79.8 3.973

1 3/8 '' 35.80 1006.0 112.5 7.907

fuente: Aceros Arequipa 9.250 cm 7.500 cm 8.750 cm

9.125 cm Ok 6.125 cm Ok 6.125 cm Ok


VP-102 (25X30)

VIGAS

Area de As Total :


BLOQUE IIVP-101 (25X40)


varillas de 5/8''



varillas de 5/8''


varillas de 5/8''

DIAMETRO

DE LA BARRA


24

BLOQUE III (COMEDOR, COCINA, DEPOSITO)


25

RESULTADO

ACERO-TIJERAL RESULTADO

ACERO-CONCRETO


26



SECCIONPERIME

TROPESO

ACERO

REQUERIDO

AREA

ACUMULADA

ACERO

REQUERIDO

AREA

ACUMULADA


varillascm

- 6.00 28.0 18.8 0.222

- 8.00 50.0 25.1 0.395

3/8 '' 9.50 71.0 29.9 0.560

- 12.00 113.0 37.7 0.888

1/2 '' 12.70 129.0 39.9 0.994 02 var. 2.58 cm 04 var. 5.16 cm

5/8 '' 15.90 199.0 49.9 1.552 04 var. 7.96 cm

3/4 '' 19.10 284.0 59.8 2.235

1 '' 25.40 510.0 79.8 3.973

1 3/8 '' 35.80 1006.0 112.5 7.90710


10.000 cm Ok 5.125 cm Ok

4 varillas de 1/2'' 2 varillas de 1/2'' + 4 varillas

de 5/8''

DIAMETRO DE

LA BARRA

Area de As Total :


Requerimos Requerimos


COLUMNAS

C-1 (25X40) C-2 (25X25)BLOQUE III

VP-102 (25X60)

SECCIONPERIME

TROPESO

ACERO

REQUERIDO

AREA

ACUMULADA

ACERO

REQUERIDO

AREA

ACUMULADA

ACERO

REQUERIDO

AREA

ACUMULADA


varillascm

N de

varillascm

- 6.00 28.0 18.8 0.222

- 8.00 50.0 25.1 0.395

3/8 '' 9.50 71.0 29.9 0.560

- 12.00 113.0 37.7 0.888


5/8 '' 15.90 199.0 49.9 1.552 04 var. 7.96 cm 05 var. 9.95 cm

3/4 '' 19.10 284.0 59.8 2.235

1 '' 25.40 510.0 79.8 3.973

1 3/8 '' 35.80 1006.0 112.5 7.907fuente: Aceros Arequipa 9.250 cm 6.450 cm 12.530 cm

8.975 cm Ok 6.125 cm Ok 10.000 cm Ok

BLOQUE III

DIAMETRO DE

LA BARRA

Area de As Total :




de 5/8''



de 5/8''

5 varillas de 1/2''

VIGASVP-101 (25X40) VS-101 (25X40)

Memoria de Calculo de Diseño Sismico - Pasanacollo

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