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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE ARQUITECTURA

SISTEMAS ESTRUCTURALES  

CATEDRA: ARQ. JORGE ENRQUE AÑASCO CRUZADO ALUMNA: MARGY ANGELY PÉREZ ESQUIVES

2019

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TERMINOLOGIA CONFINAMIENTO:

Estribos de confinamiento

Confinar es amarrar 2 elementos de características diferentes con la finalidad de mejorar la resistencia ESBELTEZ:

Relación proporcional entre la longitud y el ancho de la estructura

ARRIOSTRAMIENTO: Impide la deformación y da mayor rigidez a la estructura. Es el conjunto de elementos estructurales a manera de amarres transversales usados para aumentar su capacidad de resistir cargas laterales, tales como los movimientos sísmicos y la presión de los vientos huracanados. ELASTICIDAD: Propiedad de cambiar su forma al aplicarse cierto grado de fuerza y luego recuperar su forma original PLASTICIDAD: Propiedad que tienen los cuerpos cuando actúan sobre ellos una fuerza de mantener la deformación irreversible y/o permanente

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RIGIDEZ: Capacidad de aguantar los esfuerzos sin perder su forma manteniendo sus uniones y sus sufrir grandes deformaciones.

FUERZAS Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. Toda aquella acción capaz de deformar un cuerpo (efecto estático) o alterar el estado de movimiento o reposo (efecto dinámico). REPOSO: La materia adopta un estado que carece de movimiento El término correcto es “equilibrio” EQUILIBRIO: Un cuerpo no se mueve en una sola dirección, si se aplican otras fuerzas de igual magnitud y sentido contrario se anulan. Cuando esto sucede se dice que el cuerpo está en equilibrio.

ESTABILIDAD: Se relaciona con el peligro de movimientos inaceptables del edificio en su totalidad. Debe estar bien equilibrado. 3

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DUCTIBILIDAD: Propiedad de algunos elementos que bajo acción de una fuerza pueden llegar a deformarse plásticamente; estos elementos son capaces de doblarse, estirarse y extenderse sin tener que romperse

PANDEO: Deformación de un cuerpo esbelto sometido a presión, la incidencia es colineal o paralela al eje de movimiento. Es muy común en soportes verticales

FLEXIÓN: Si sobre un cuerpo actúan fuerzas que tienden a doblarlo, el cuerpo sufre flexión. Es el tipo de esfuerzo que soportan las vigas y las cerchas.

FLECHA: Efecto de alabeo provocado en una viga, forjado por la cubierta apoyado en uno o dos extremos q se ve afectado por una fuerza vertical o por su propio peso.

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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FATIGA: Fenómeno que produce rotura en os materiales, se da a través de un estímulo cíclico y progresivo. Es una de las fallas más típicas de la industria Estos estímulos pueden ser naturales o diseñados para obtener alguna reacción. Es una de las fallas más típicas de la industria. Un 90% de las piezas se rompen a causa de este fenómeno. MOMENTO: Se llama momento de una fuerza a la capacidad de dicha fuerza para provocar un giro o rotación alrededor de un puto; a la combinación de fuerza aplicada por la distancia al punto de la estructura se le denomina momento. Sede en vigas, columnas y pilotes COMPRESIÓN: Es la acción y efecto de comprimir. Este verbo refiere a estrechar, apretar, oprimir o reducir a menor volumen. Puede ser un proceso físico o mecánico que consiste en someter a un cuerpo a la acción de dos fuerzas opuestas para que disminuya su volumen. se conoce como esfuerzo de compresión al resultado de estas tensiones.

TRACCIÓN: Un cuerpo está sometido a un esfuerzo de tracción cuando dos fuerzas de sentido opuesto tienden a alargarla. Cuanto mayor sea el valor de las fuerzas, mayor será el alargamiento de finalmente se produzca.

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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO CORTE: Esfuerzo cortante, de cizalla o de cortadura. Es el esfuerzo al que está sometida una pieza cuando las fuerzas aplicadas tienden a cortarla o desgarrarla. INERCIA: Tendencia que tiene un cuerpo a permanecer en reposo o a seguir en movimiento en línea recta uniformemente, sin fuerza alguna que actúe sobre él. se utiliza el momento planar para analizar elementos estructurales. Cuando se habla de momento de inercia se habla de rotaciones en sólido-rígidos (cuerpos tridimensionales indeformables) pero en este caso el escenario es diferente.

TORSIÓN: Si sobre un cuerpo actúan fuerzas que tienden a retorcerlo, el cuerpo sufre torsión. Es el tipo de esfuerzo que soporta una llave girando en una cerradura. CATENARIA: La catenaria se define como la curva que forma una cadena (una cuerda), cuya masa está distribuida uniformemente sujeta por sus dos extremos y sometida solamente a la fuerza de la gravedad. SOLICITACIÓN: El término solicitación se emplea en ingeniería estructural para designar algún tipo de acción o fenómeno externo que afecta a una estructura y necesita ser tenido en cuenta en los cálculos estructurales.

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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO CONTRAFLECHA:

Ligera curvatura, convexa, que se realiza en una viga o cercha para compensar cualquier flecha prevista cuando soporte un peso. También llamada combadura.

MASA:

El término masa se emplea en ingeniería estructural como sistema de masa activa. Es una estructura o miembro estructural que transmite las fuerzas externas aplicadas según la masa y la continuidad del material que lo compone.

PESO:

El peso es una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre un objeto. El peso equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un punto de apoyo, originada por la acción del campo gravitatorio local sobre la masa del cuerpo. Por ser una fuerza, el peso se representa como un vector, definido por su módulo, dirección y sentido, aplicado en el centro de gravedad del cuerpo y dirigido aproximadamente hacia el centro de la Tierra.

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TRAMA ESTRUCTURAL TRAMA (“Cuadrícula, maya o grilla”) Cruce de dos o más eje.

TRAMA ESTRUCTURAL Disposición ordenada de elementos estructurales considerados en los ejes X, Y, Z, cuya finalidad es generar NUDOS RÍGIDOS

 TIPOS DE TRAMA  Trama básica: Trama más utilizada, su disposición es equidistante  Trama variación: Se identifica por sus distancias variables

 Trama radial: Los módulos repetidos o las líneas estructurales giran alrededor de un centro común produciendo un efecto de radiación

 Trama fractal u orgánica: De una forma se multiplica o divide, objeto semigeometrico cuya estructura básica, fragmentada o irregular, se repite a diferentes escalas. 8

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ELEMENTOS ESTRUCTURALES Elementos lineales: columna y viga  COLUMNA La columna es el elemento estructural vertical empleado para sostener la carga de la edificación. Es utilizado ampliamente en arquitectura por la libertad que proporciona para distribuir espacios al tiempo que cumple con la función de soportar el peso de la construcción; es un elemento fundamental en el esquema de una estructura y la adecuada selección de su tamaño, forma, espaciamiento y composición influyen de manera directa en su capacidad de carga. FORMAS DE COLUMNAS

FALLAS: PANDEO: La columna o pilar empiezan a plegarse lateralmente debido a que alcanzaron su límite de elasticidad por la compresión CORTANTE: Los efectos de compresión y tensión en los materiales se presentan casi perpendicularmente COMPRESIÓN: Se genera cuando las cargas son mayores en comparación con el área de la sección transversal

Pandeo

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 VIGAS: Elemento estructural lineal unidireccional que trabaja principalmente la horizontalidad sobre las otras dos dimensiones, esta al juntarse con las columnas generan los pórticos. Las vigas soportan cargas de compresión y tracción y son de diferentes materialidades como de madera, acero o concreto armado TIPOS DE VIGAS.Viga chata Viga chata

La viga sobresale debajo de la losa Viga borde

La viga sobresale sobre de la losa La viga sobresale debajo de la losa

Viga chata

Viga chata

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Su espesor igual que la losa

Apoyado sobre un muro que soporta

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ARRIOSTRE

Son diagonales conocidas como arriostramientos que presentan varias soluciones según las condiciones de diseño Se tiene presente que según la dirección de la fuerza los esfuerzos de la viga se alternan entre tracción y compresión Aunque estas diagonales se podrían disponer sólo en un sentido, dicho elemento único tendrá que asumir tanto los esfuerzos de tracción como los de compresión. BARRAS

Para calcular la resistencia de las armaduras, esta se descompone a través de nodos, que son las intersecciones de las barras Las barras soportan cargas de compresión (fuerza que entra al nodo) y tracción (fuerza que sale del nodo)

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ELEMENTOS PLANARES:

Losas, muros, Placas y Diafragmas 

LOSAS

Es una estructura plana horizontal que separa un nivel de la edificación de otro y que puede servir de cubierta y puede construirse con diferentes procedimientos constructivos. Sirven para conformar pisos y techos de una edificación y se apoyan en las vigas y muros. -

Losa colaborante: tipo de losa compuesta, que usa un perfil de acero galvanizado diseñado para anclarse perfectamente al concreto y formar de esta manera una losa reforzada. Las láminas de acero funcionan como un encofrado colaborante, capaces de soportar el hormigón vertido, la armadura metálica y las cargas de ejecución.

Losa presforzada: son losas reforzadas con barras, alambres o cables de alambres de acero que son tensados y anclados al hormigón.

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Losas aligeradas (concreto armado) : . Echas de mampuestos aligerados de: para aligerar o alivianar su peso se le colocan ladrillos caracterizados por ser huecos Este tipo de techo corresponde a los diferentes pisos de una vivienda o edificación  

Unidireccionales: cuando las viguetas están dispuestas en una sola dirección Bidireccionales.- Cuando las viguetas están dispuestas en dos direcciones Losas macizas (concreto armado): Es aquella que cubre tableros rectangulares o cuadrados cuyos bordes, descansan sobre vigas a las cuales les trasmiten su carga y estas a su vez a las columnas y muros. Lo cual el encofrado es de superficie plana, y colocando el acero de forma uniforme en todo el ancho de la losa.

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ELEMENTOS ESTRUCTURALES MURO Se denomina de carga o muro portante a las paredes de una edificación que poseen función estructural, es decir; aquella que no soporta otros elementos estructurales del edificio como arcos, bóvedas, vigas o viguetas de losa. Cuando un muro soporta cargas horizontales, como las presiones del terreno contiguo, se denomina muros de cimentación. MURO DE ALBAÑILERÍA: cuando se meplea el ladrillo y son de aparejo de cabeza.

MURO ARMADO ( concreto)

MURO DE CONTENCION ( concreto armado)

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CIMENTACION Se llama al conjunto de elementos estructurales cuya misión es transmitir las cargas de la edificación al suelo. Debido a que la resistencia del suelo es generalmente menor que la de los pilares por muros que soportara el área de contado entre el suelo y la cimentación será proporcionalmente mas grande que los elementos soportados( excepto en suelos rocosos muy coherente). Cimentaciones superficiales . 1) Cimentación corrida. El uso de cimentaciones corridas es muy común sobre todo cuando se trata de edificios o casas-habitación con estructura libre o especial; se pueden inclusive tener una combinación de concreto y piedra, si el terreno es suficientemente resistente para soportar ducha carga.

2) Zapatas. Se llama al conjunto de elementos estructurales cuya misión es transmitir las cargas de la edificación al suelo. Se utiliza como soporte de una sola columna o de varias columnas cercanas en cuyo caso sirve de elementos integrados. 15

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3) Vigas de cimentación Se emplean en suelos pocos resistentes, para integrar varias columnas.

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ELEMENTOS ESTRUCTURALES EXIGENCIAS DE LAS EDIFICACIONES  Exigencias De funcionalidad: función que tiene lo edificado.  Exigencias De seguridad y confort: determinar el tipo y la calidad de los materiales a emplear en la construcción.  Urbanísticas: integra la edificación en un medio ambiente.  Económicas: definir los costos de la obra a construir. ESTABILIDAD DEL SISTEMA ESTRUCTURAL Estructura: la función de una estructura consiste en transmitir las fuerzas de un punto a otro en el espacio, resistiendo su aplicación sin perder la estabilidad. El sistema estructural y sus componentes deben ser diseñadas para resistir las solicitaciones permanentes y eventuales que puedan afectar una estructura entre las que se incluyen :  Peso propiuo.  Sobrecargas de uso.  Sismos.  Vientos.  Empujes d tierra.  Asentamientos totales y diferenciados de cimentación.

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SISTEMA DE ALBAÑILERÍA CONFINADA  También conocido como MAMPOSTERIA.  Resulta de la superposición de unidades de albañilería unidad entre si por un mortero, formado por un conjunto monolítico llamado MURO.  Esta se origina cuando el muro está enmarcado en todo su perímetro por elementos de concreto armado variado con posterioridad a la construcción del muro. MUROS: Construcción con base en piezas de mampostería unidas con morteros. Los MUROS CONFINADOS ESTRUCTURALES están diseñados por LOS MUROS NO ESTRUCTURALES separando espacios para soportar las losas y techos, dentro de la casa , soportan su propio peso y resisten las fuerzas horizontales causadas por un sismo o viento. ELEMENTOS DEL SISTEMA MURO DE MAMPOSTERIA

ELEMENTOS DE

Unidades de mampostería

Unidades de arcilla, concreto o suelo – cemento.

Mortero de pega

Convencional o premezclado

Vigas y

Acero de refuerzo longitudinal o transversal.

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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO CONFINAMIENTO

columnas

Concreto

COMPONENTES  Ladrillo King Kong.  Vigas y columnas de confinamiento, las columnas deben anclarse a la estructura.  Losa aligerada. CARACTERISTICAS  Mas utilizado, mano de obra no calificada.  Viviendas y edificacones multifamiliares, hasta 5 niveles como máximo.  Planta típica.  No vigas perasltadas; porque son típicas y reducidas.  Ciumentacion corrida.  Vanos enmarcados, muros portantes, no se permiten modificaciones. VENTAJAS.  No mano de obra calificada.  No sujeto a modulo. DESVENTAJAS 19

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 Vulnerable a sismos.  Limitado a un tipo de losa. SISTEMA DE ALBAÑILERÍA ARMADA  También conocido como MAMPOSTERIA ARMADA.  Conformado de muros reforzados con barras corrugadas de acero, horizontales y verticales, coloados en la celda de las piezas, en ductos o en juntas .el acero de refuerzotanto horizontal como vertical se distribuirá a lo alto y largo del muro consolidándose con concreto fluido.  Empleo de bloques de arcilla o concreto. ELEMENTOS DEL SISTEMA MURO DE MAMPOSTERIA

REFUERZO DE MURO

Unidades perforación vertical

Unidades de arcilla

Mortero de pega

Convencional Premezclado

Mortero de inyección

Mezclado mecánico en obra.

Unidades de concreto

Planta

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Acero

Vertical (celdas) Horizontal (juntas) Conectores (intersección)

CARACTERISTICAS  Con el ladrillo bloque, se construyen MUROS PORTANTES DE ALBAÑILERIA ARMADA, lográndose así un muro de albañilería con REFUERZO DE CONCRETO ARMADO.  Los planos de ejecución de obra deben de estar modulados en base a 15 cm y solo se cortaran los bloques que se necesitan para completar las dimensión de la obra.  Hasta 6 niveles.  Loza maciza, no se utilizan ni columnas ni vigas.  Bloques independientes, teniendo mejor comportamiento sísmico. VENTAJAS.  Mejor comportamiento que el sistema confinado.  No tarrajeo.  No emplea encofrado en muros. DESVENTAJAS  Mano de obra calificada.  Demanda de tiempo en la construcción. 21

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 Solo en planta típica.  No se puede hacer una remodelación futura.

SISTEMA DE MUROS Y LOSAS ARMADAS  También conocido como M.L.A , M.D.L( muros de ductilidad limitada)  Consiste en la utilización de juros de concreto armado( vaciados insitus) como elemento estructural vertical y losas de concreto armado como elemento estructural horizontal, considerando que se aprovecha los cimientos tanto vertical como horizontal sin necesidad de utilizar vigas y columnas. MUROS ARMADOS  Elemento estructural bidimensional en los que la tercera dimensión ( espesor de muro) abarca los e=10 – 20 cm comparada con la altura(h – a). Las cargas que actúan sobre las losas son mismos que dirigen la cimentación.

esencialmente verticales, los

 CARACTERISTICAS. 

Utilizados para dar estabilidad lateral, así como apoyo a los elementos que cubren los espacios. Generalmente son elementos a composición. 22

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

MUROS ESTRUCTURALES: Resistentes a fuerzas que actúan como carga y se dan en edificaciones hasta 28 pisos, sus encofrados son limitantes.

LOSAS ARMADAS  Elemento estructural, generalmente horizontal, capaz de transmitir las cargas que soporta, así como su propio peso, a los demás elementos de la estructura (vigas, pilares, muros...) hasta que todas las cargas llegan a la cimentación, que descansa sobre el terreno.  Forma parte de la estructura horizontal de las diferentes plantas de un edificio, siendo capaz de solidarizar horizontalmente los diversos elementos estructurales, permitiendo, por tanto, no solo transmitir cargas verticales sino también horizontales. CARACTERISTICAS  Permite construir hasta 20 pisos, dependiendo del espesor del muro.  Emlea encofrado masivo.  Muy resistente y mejor comportamiento a los sismos que los anteriores sitemas. 23

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 No emplea columnas ni vigas.

VENTAJAS  Reducido tiempo de construcción.  No tarrajeo o revoques. DESVENTAJAS  Planta típica.  No se puede desarrollar una remodelación futura.  No aislamiento térmico ni acústico.  Mano de obra calificada.

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Sistema Estructural Aporticado Es un sistema estructural con una estructura espacial esencialmente completa que proporcionan soportes a las cargas por gravedad. Los pórticos resistentes a momentos proporcionan resistencia a las cargas laterales principalmente por la acción de flexión de sus elementos horizontales. Puede llegar a tener 9 pisos como máximo Características    

El muros no es estructural Edificaciones variadas (desde viviendas hasta aeropuertos). Puede tener tabiques de drywall Empleo de pórticos como módulos

Sistema Estructural Dual Sistema estructural empleado para resistir fuerzas laterales formando por la combinación de un sistema resistente al momento flector ya la rigidez de una pared de arrostramiento. Combina pórticos reforzados por muros estructurales. Características 

Puede llegar a tener de 30 a 35 pisos 25

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    

Gran capacidad de reacción sísmica Puede usar diversos tipos de cimentación. Edificación variadas Tabiquería variada Puede usar diversas losas

Ventajas Planta variada

Desventajas No muy económico

Intervención futura Dobles alturas Vanos variados

SISMOLOGIA La sismología es una rama de la geofísica que se encarga del estudio de terremotos y la propagación de las ondas mecánicas (sísmicas) que se generan en el interior y la superficie de la Tierra, asimismo que de las placas tectónicas. Estudiar la propagación de las ondas sísmicas incluye la determinación del hipocentro (o foco), la localización del sismo y el tiempo que este haya durado. Sus principales objetivos son:    

El estudio de la propagación de las ondas sísmicas por el interior de la Tierra a fin de conocer su estructura interna; El estudio de las causas que dan origen a los temblores; La prevención del daño sísmico; Alertar a la sociedad sobre los posibles daños en la región determinada .

Origen de un sismo: 26

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Se encuentra en la acumulación de energía que se produce cuando los materiales de interior de la tierra que se desplazan buscando un equilibrio desde situaciones inestables, ocurrido por consecuencia de actividades volcánicas o tectónicas producidas en los bordes de las placas tectónicas. Cuando la energía acumulada supera la resistencia de los materiales circundantes se produce un brusco desplazamiento de bloques que emite vibraciones de distinto tipo e intensidad y que se trasmiten en todas direcciones generando un sismo.

Tipos de sismos: Microsismos: Estos son pequeños sismos de escasa intensidad que se desarrollan en la parte más alta del manto o más profunda de la litosfera. Sismo tectónico: Es el sísmico que se desarrolla en el interior de una placa continental debido al a acumulación o concentración de energía. Sismo volcánico: Este se desarrolla en el interior de una estructura volcánica debido a la liberación de una concentración, escape de energía que surge de las profundidades o por la lenta acumulación en el interior de la estructura volcánica. La teoría de la deriva continental fue propuesta originalmente por Alfred Wegener en 1912, quien la formuló basándose, entre otras cosas, en la manera en que parecen encajar las formas de los continentes a cada lado del océano Atlántico, como África y Sudamérica, de lo que ya se habían percatado anteriormente Benjamin Franklin y otros. También tuvo en cuenta la distribución de ciertas formaciones geológicas y el registro fósil de los continentes 27

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septentrionales, que manifestaba que habían compartido floras y faunas en tiempos geológicos anteriores. 

Tipos de Placas

Placas oceánicas. Están cubiertas íntegramente por corteza oceánica, delgada, de composición básica: hierro y magnesio dominantes. Aparecen sumergidas en toda su extensión, salvo por existencia de edificios volcánicos intraplaca, de los cuales los destacados por altos aparecen emergidos, o por arcos insulares (de islas) en alguno de sus bordes. Placas mixtas. Son placas parcialmente cubiertas por corteza continental y así mismo en parte por corteza oceánica. La mayoría de las placas son de estas características. Para que una placa sea íntegramente continental tendría que carecer de bordes de tipo divergente (dorsales) en su contorno..

Placa Pacífica En extensión esta capa llega a ocupar la mayor parte de todo el Océano Pacífico. Se le considera como la más grande en todo el mundo. Una de sus características principales son los puntos calientes subyacentes que originaron las islas Hawái y otros numerosos archipiélagos volcánicos. Placa Sudamericana Refiere a la capa que ocupa todo el área de Sudamérica y cierta zona del Atlántico sur. Por el oeste tiene un límite convergente generando dos notables fenómenos: la cordillera de los Andes y la fosa peruano-chilena; mientras que en el este el límite divergente con la placa Africana permitió la aparición del océano Atlántico y, posteriormente, la dorsal meso atlántica. Placa Antártida Es aquella que cubre la Antártida en su totalidad y el océano que le circunda y que se extiende hacia fuera, debajo de los océanos circundantes, abarcando casi 17 000 000 Km2. 28

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Placa Norteamericana Es una de las principales placas del planeta. Refiere a la placa que cubre Groenlandia, Norteamérica, parte del Glaciar Ártico, del Caribe, del Atlántico y de Siberia.

Teoría del Pangea: Placa africana Es la placa que se encuentra cubriendo toda África. Todos los límites de la placa Africana son muy divergentes, excepto el que tiene con la placa Euroasiática. Considerada como una placa principal. Tipo de placa que cubre casi toda Eurasia, a excepción de Arabia, India y Siberia. Llega hasta el oeste del centro de atlántica. Placa Euroasiática Placa Indoaustraliana Esta placa es la que cubre Australia, India y el océano que les circundan Se subdivide en dos placas que se fusionaron hace 50-55 millones de años, y cuyos límites mantienen una baja actividad tectónica: la placa australiana y la placa índica. Borde de placa Divergentes: Ocurre cuando se ajustan dos placas y se desplazan en direcciones opuestas. 

Se separan 29

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   

Se produce magma por derretimiento parcial del manto. Produce flujos de lava y diques basálticos. En fisuras de dorsales oceánicas. Puede ocurrir en continentes

Convergentes: Ocurre cuando dos placas de similar espesor entran en contacto entre si y una de ellas subduce debajo de la otra placa. Tipos posibles:    

Entre dos placas oceánicas. Entre dos placas continentales. Entre una placa oceánica y una continental. Crea arcos de islas.

Transformación: Cuando dos placas se desplazan lateralmente respecto a la otra.  

Movimiento paralelo en diferentes direcciones Acomodan el aumento en diámetro de la tierra que ocurre desde los polos al Ecuador.

Cinturón de Fuego: El cinturón de Fuego del Pacífico está situado en las costas del océano Pacífico y se caracteriza por concentrar algunas de las zonas de subducción más importantes del mundo, lo que ocasiona una intensa actividad sísmica y volcánica en las zonas que abarca. Incluye a Chile, Argentina, Bolivia, Perú, Ecuador, Colombia, Panamá, Costa Rica, Nicaragua, El Salvador, Honduras, Guatemala, México, Estados Unidos, Canadá, entre otros.

Sistemas de medición 30

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Escala de Richter: es una escala logarítmica arbitraria que asigna un número para cuantificar la energía que libera un terremoto, denominada así en honor del sismólogo estadounidense Charles Francis Richter. Escala de Mercalli: es una escala de doce grados desarrollada para evaluar la intensidad de los terremotos a través de los efectos y daños causados a distintas estructuras. Sismógrafo: El sismógrafo o sismómetro es un instrumento para medir terremotos o pequeños temblores provocados por los movimientos de las placas tectónicas o litosféricas. Fue inventado en 1842 por el físico escocés James David Forbes. Geófono: Consiste en una bobina suspendida de un sistema de resortes que se mueve en un campo magnético generado por un imán permanente. Hidrófono: Es un transductor electroacústico que convierte las vibraciones sonoras, presentes en forma de presión dentro de agua, en energía eléctrica, es decir, en espectro audible humano, que son frecuencias que podemos percibir con cierta facilidad para su comprensión y estudio. Acelerómetro: Es un dispositivo que mide la vibración o la aceleración del movimiento de una estructura. La fuerza generada por la vibración o el cambio en el movimiento (aceleración) hace que la masa "comprima" el material piezoeléctrico, generando una carga eléctrica que es proporcional a la fuerza ejercida sobre él.

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NORMA E-020

Capitulo 1 Articulo 1: ALCANCE Las edificaciones y todas sus partes deberán ser capaces de resistir las cargas que se les imponga como consecuencia de su uso previsto. Estas actuaran en las combinaciones prescritas y no deben causar esfuerzos ni deformaciones que excedan los señalados para cada material estructural en su norma de diseño especifica

En ningún caso las cargas empleadas en el diseño serán menores que los valores mínimos establecidos en esta norma.

Las cargas mínimas establecidas en esta norma están dadas en condiciones de servicio.

Esta norma se complementa con la NTE E.030 diseño sismorresistente y con las normas propias de diseño de los diversos materiales estructurales. 32

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NORMA E-020 Capitulo 1 Articulo 2: DEFINICIONES

Carga: Fuerza y otras acciones que resulten del peso de los materiales de construcción, ocupantes y sus pertenencias, efectos del medio ambiente, movimientos diferenciales y cambios dimensionales restringidos

CARGA MUERTA: Es el peso de los materiales, dispositivos de servicio, equipos, tabiques y otros elementos soportados por la edificación, incluyendo su peso propio, que sean permanentes o con una variación en su magnitud, pequeña en el tiempo

CARGA VIVA: Es el peso de todos lo ocupantes, materiales, equipos, muebles y otros elementos movibles soportados por la edificación.

Capitulo 2: CARGA MUERTA Articulo 3: MATERIALES Se considera el peso real de los materiales que conforman y los que deberán soportar la edificación, calculados en base a los pesos unitarios que aparecen en el Anexo 1, pudiéndose emplear pesos unitarios menores cuando se justifiquen debidamente.

El peso real se podrá determinar por medio de análisis o usando los datos indicados33 en los diseños y catalogos de los fabricantes

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NORMA E-020 Capitulo 3: CARGA VIVA Articulo 6: CARGA VIVA DEL PISO Se usara como mínimo los valores que se establecen en la tabla 1 para los diferentes tipos de ocupación o uso, calores que incluyen un margen para condiciones ordinarias de impacto. Su conformidad se verifica de acuerdo a las disposiciones en articulo 6

a)Cuando la ocupación o uso de un espacio no sea conforme con ninguno de los que figuran en la tabla 1, el proyectista determinara la carga viva justificándola ante las autoridades competentes.

b)Las cargas vivas de diseño deberán estar claramente indicadas en los planos del proyecto 34

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NORMA E-020 Capitulo 3: CARGA VIVA Articulo 6: CARGA VIVA DEL PISO

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NORMA E-020 Capitulo 3: CARGA VIVA Articulo 6: CARGA VIVA DEL PISO

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NORMA E-020 Capitulo 7: RIGIDEZ Articulo 26: ACUMULACION DE AGUA Anexo : PESOS UNITARIOS

Todos los techos tendrán suficiente pendiente o contraflecha para asegurar el drenaje adecuado del agua, después de que ocurran las deformaciones diferidas. Alternativamente serán diseñados para soportar adicionalmente la posible acumulación de agua debida a la deflexión.

El limite de deflexión para techos indicados en la tabla 6, no garantiza que no se produzca acumulación de agua debida a la deflexión.

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NORMA E-030 Capitulo 1: GENERALIDADES

Filosiofia La filosofía del diseño sismoresistente consiste en : a) Evitar perdidas de vidas b) Asegurar la continuidad de lo9s servicios básicos c) Minimizar los daños a la propiedad Principios del diseño sismo-rresistente Se reconoce que dar protección completa frente a todos los sismos no es técnica ni económicamente factible para la mayoría de olas estructuras. En concordancia con tal filosofía se establecen en esta Norma los siguientes principios para el diseño: a) La estructura no debería colapsar, ni causar daños graves a las personas debido a movimientos sísmicos severos que puedan ocurrir en el sitio. b) La estructura debería soportar movimientos sísmicos moderados , que puedan ocurrir en el sitio durante su vida de servicio, experimentando posibles daños dentro de límites aceptables.

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NORMA E-030 ARTICULO 5.- ZONIFICACION El territorio nacional se considera dividido en tres zonas, como se muestra en la figura N°1 . La zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las características generales de los movimientos sísmicos y la atenuación de estos con la distancia epicentral, asi como en información neotectonica. En el Anexo N°1 se indican las provincias que corresponden a cada zona.

FACTORES DE ZONA

NORMA E-020 ARTICULO 9.- CONCEPCION ESTRUCTURAL SISMORESISTENTE

El comportamiento sísmico de las edificaciones mejora cuando se observan las siguientes condiciones: • Simetría, tanto en la distribución de masas como en las rigideces. • Peso mínimo, especialmente en los pisos altos. • Selección y uso adecuado de los materiales de construcción. • Resistencia adecuada. • Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevación. • Ductilidad. • Deformación limitada. • Inclusión de líneas sucesivas de resistencia. 39 • Consideración de las condiciones locales. • Buena practica constructiva e inspección estructural rigurosa.

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ARTICULO 11.- CONFIGURACION ESTRUCTURAL Las estructuras deben ser clasificadas como regulares o irregulares con el fin de determinar el procedimiento adecuado de análisis y los valores apropiados del factor de reducción de fuerza sísmica (Tabla N°6).

a) Estructuras regulares.- son las que no tienen discontinuidades significativas horizontales o verticales en su configuración resistente a sus cagas laterales.

b) Estructuras irregulares.- se definen como estructuras irregulares aquellas que presentan una o mas de las características indicadas en la tabla N°4 o tabla N° 5.

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ARTICULO 15.- DESPLAZAMIENTOS LATERALES

Junta de separación sísmica (S) Toda estructura debe ser separada de as estructuras vecinas una distancia mínima s para evitar el contacto durante un movimiento sísmico. esta distancia mínima no será menor que los 2/3 de la suma de los desplazamientos máximos de los bloques adyacentes ni menor que: S=3+0,004.(h-500) (h y s en centímetros) s>3cm Ahora S=0,6h>0,03m Donde h es la altura medida desde el nivel considerado para evaluar s. El edificio se retirará de los limites de propiedad adyacentes a otros lotes edificables, o con edificaciones, distancias no menores que 2/3 del desplazamiento máximo calculado0 según Articulo 16(16.4) ni menores que s/2. I. DEFINICION

Objetivo-Descripcion-zona sismica

II. CONFIGURACION

Identificar bloques y, si es regular o irregular

III. REGULARIZACION

Calculo para regular Las juntas sísmicas que dividirá los volúmenes será determinado por la altura de los mismo y por la formula S= 0.006xh>0,003m h en cm

IV. ELECCION DEL SISTEMA ESTRUCTURAL

Características del sistema estructural seleccionado

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V. TRAMA ESTRUCTURAL

Repetición uniforme de ciertos elementos en dos sentidos

VI. PREDIMENSIONAMIENTO

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS E- 0.20 (cargas)

COLUMNAS HIPERESTATICAS

CV + CM/m2

CV

-

hospitales: 300kgm2 teatro- escena= 650kgm2 Vivienda= 200kgm2 Oficina= 250kgm2 Biblioteca= 450kgm2 Dep libros= 300gm2 Azotea= 100kgm2

CM

= Vigas + columnas + mamposteria + Acabados + losa = 750 -VIVIENDA=950 kg/m2 -OFICINA=1000 kg/m2

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según su ubicación de columnas Columna Esquina Borde Centro

a 0.10 0.18 0.35

At: Area tributaria de cargas Fc: resistencia del concreto a la comprensión Columna

a

FC FC FC FC

175KG/ CM2 210KG/CM2 240KG/CM2 280KG/CM2

FORMULA AC= P a. F’C

(HASTA 2 NIVELES) (HASTA 5 NIVELES) (HASTA 8 NIVELES) (HASTA 15 NIVELES)

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PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS COLUMNAS ISOSTATICOS

𝑨𝑮

𝑨𝒕 = 𝟎. 𝟏𝟔(𝑭′ 𝒄)

F’c= 175 kg/cm2 pórtico hasta 5m F’c= 210 kg/cm2 pórtico hasta 9m F’c= 240 kg/cm2 pórtico hasta 18m F’c= 280kg/cm2 pórtico hasta 36m

𝑨𝑮 =

𝑨𝒕 𝟎. 𝟎𝟖(𝑭′ 𝒄)

𝑨𝑮 =

𝒉(𝟏𝟎𝟎) 𝟒𝟓

Ac= área de columna cm2 H= altura entre piso cm COLUMNAS METALICAS

A= K.P A= Area columna cm2 k= factor de calculo dimensional que relaciona los otros valores P= carga de la columna expresada en tn.

Valor de k Posición valor de k Central 8 Lateral 14 Esquina 24 45

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VI. PREDIMENSIONAMIENTO PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS 𝑳𝑼𝒁 𝟏𝟐

O

𝑳𝑼𝒁 𝟏𝟒

CRUJIA

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGA VOLADIZO 𝑳𝑼𝒁 𝟓

O

𝑳𝑼𝒁 𝟔

CRUJIA 46

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Crujia Hasta 3.00 m (Peralte max) 3.05 – 4.50 m (Peralte int.) 4.55 – mas (Peralte min.)

h

Ancho de viga estructural bw= 0.5xh bw= 025 m mínimo a>0.25 mínimo a>0.50 máximo

bw

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PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS

UNIDIRECCIONAL:

.E= LC/18 MAX .E= LC/20MIN .E= VL/5 .E= VL/6 E= espesor de losa Lc= luz crujía Vl= volado losa

BIDIRECCIONAL:

.E= LC/22 E.= LC/24 .E= VL/6

48

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LOZA MACIZA UNIDIRECCIONAL:

.E= LC/22 .E= VL/8

BIDIMENCIONAL:

.E= LC/25 .E= VL/8

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LOZA COLABORANTE

.E= LUZ/35 +5cm

.E= LUZ/40 +5cm

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PREDIMENSIONAMIENTO DE PLACAS Altura (h)

Largo(cm)

Espesor(m)

Hasta 9m

15

0.75

Hasta 12m

20

1.20

Hasta 25m

25

2.00

Hasta 35m

30

2.50

.E= 15cm Min

Hasta 50m

40

3.00

.E= 60cm Max

Hasta 60m

50

4.00

Hasta 90m

60

5.00

Hasta 90m

60

6.00

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