Memoria De Calculo Letrina.docx

MEMORIA DESCRIPTIVA

1. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO El presente trabajo consiste en: -

Predimensionamiento Diseño Análisis Dinámico -Sismico Análisis Estructural Planos

El proyecto consiste en el “MEJORAMIENTO Y AMPLIACIÓN DEL SERVICIO DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO DEL ANEXO VISTA ALEGRE- DISTRITO DE MAZAMARI- SATIPO- JUNIN” Descripción estructural: El primer piso consta de un pabellón con servicios básicos (Baño, duchas) Gimnasio, y el segundo piso consta de una sala de usos múltiples, estructura tipo pórticos en sentido de análisis del eje “X” y albañilería confinada en el sentido de análisis del eje “Y”, con losa aligerada, cimentación superficial con zapatas céntricas, zapatas corridas, cimientos corridos. La estructuración está compuesta por un sistema dual y estructuradas de manera tal que se pueda dar mayor rigidez lateral a la estructura y reduciendo los desplazamientos laterales ante un sismo. CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES: 

 

Sistema estructural o Dirección X o Dirección Y No de pisos Tipo de cimentación

: Pórticos : Albañilería confinada :2 : zapatas conectadas, zapatas corridas, con cimientos.

2. ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE CIMENTACIONES La presente información resume las consideraciones técnicas tomadas en cuenta para el análisis y diseño de las cimentaciones, columnas, losas de la edificación a calcular. El servicio de letrina ha sido analizados y diseñado, considerando las siguientes Normas Técnicas de Edificaciones del Perú (NTP):

    

E.020 - Normas de Cargas. E.030 - Normas de Diseño Sismo resistente. E.050 - Norma de Suelos y Cimentaciones. E.060 - Norma de Concreto Armado. E.070 – albañilería.

Además de las siguientes normas de American Concrete Institute (ACI):  

ACI 318 – Building Code Requirements for Reinforced Concrete. ACI 350 - Environmental Engineering Concrete Structures.

2.1. CONFIGURACION ESTRUCTURAL Las características estructurales del proyecto que han sido planteadas para el diseño, están en función de la zonificación sísmica del Perú, en la zona 4, para el dimensionamiento de elementos estructurales se han tenido en cuenta el área tributaria, la consideración de carga muerta, carga viva y envolvente de fuerzas y fuerzas sísmicas. Para la elección del sistema de cimentación se han tenido en cuenta el estudio de suelos y presentados en el trabajo con un esfuerzo del terreno igual a 1.0 kg/cm2. A continuación se tienen las siguientes características: La cimentación es superficial convencional, formado zapatas aisladas céntricas en cada columnas, conectando a través de una viga de conexión, y en zonas donde funden los muros de albañilería, la cimentación será a través de zapatas corridas, de acuerdo a los factores del suelo, rigidez (esfuerzos admisibles y asentamientos máximos) y carga de las estructuras. Las Vigas, Losa aligerada, columnas se han diseñado con el efecto de la carga viva, carga Muerta y carga sísmica de acuerdo al método de rotura y combinaciones de carga que la Norma E-060 indica, evitando la falla Frágil.

2.2. ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN CON EL PROGRAMA DE COMPUTO ETABS 2016.

ETABS 2016 es un programa de análisis y diseño de sistema de edificaciones, que desde hace más de 30 años ha estado en continuo desarrollo para brindarle al ingeniero una herramienta confiable, sofisticada y fácil de usar.

ETABS 2016 posee una poderosa e intuitiva interfaz gráfica con procedimientos de modelaje, análisis, todos integrados usando una base de datos común. Aunque es fácil y sencillo para estructuras simples, ETABS 2016 también puede manejar grandes y complejos modelos de edificios, incluyendo un amplio rango de comportamientos no lineales, haciéndolo la herramienta predilecta para ingenieros estructurales en la industria de la construcción. ETABS 2016 es un sistema completamente integrado. Detrás de una interfase intuitiva y simple, se encajan poderosos métodos numéricos, procedimientos de diseño y códigos internacionales de diseño que funcionan juntos desde una base de datos. Esta Integración significa que usted crea solo un sistema de modelo de piso y sistema de barras verticales y laterales para analizar y diseñar el edificio completo. Las convenciones de entrada y de salida usadas corresponden a la terminología común de edificaciones. Con ETABS 2016 , los modelos se definen de forma lógica: piso por piso, viga por viga, columna por columna, tramo por tramo, muros por muros y no como corrientes de puntos y elementos no descritos como lo hacen la mayoría de los programas para fines generales. Así la definición estructural es simple, ordenada y significativa.

De Los Trabajos realizados: Habiendo establecido el Metrado de cargas gravitantes sobre la estructura, la forma de la misma, los tipos de materiales que intervienen en ellas (concreto, acero, unidades de albañilería etc.), la distribución de pórticos, la altura de los niveles, etc. y únicamente nos queda procesarlo por el conocido software DE COMPUTO ETABS 2016, el mismo que nos arroja como resultado de las combinaciones de cargas muerta, carga viva, fuerzas horizontales. Los esfuerzos axiales, normales, cortantes y momentos flectores en cada uno de los elementos

confortantes del pórtico de la estructura. Este paquete como entrada de datos exige la sección de cada una de las barras del pórtico (vigas o columnas), el material del que está hecho, y si es de concreto armado y de albañilería confinada, hay que ingresar obligatoriamente las características del acero, los recubrimientos, la orientación de las secciones, etc. En el resultado final, e incluso las barras de acero a utilizar en cada elemento, es calculado por dicho programa. Lógicamente en última instancia, el responsable de los cálculos tiene la opción, para interpretar los resultados y garantizar con criterios ingenieriles (técnico y económicos), la factibilidad de su construcción. La altura proyectada de los sectores es 3.00 m del 1º al 2ª con un techo máximo de +6.00 m sobre la vía pública. El sistema estructural planteado consiste en: - En la dirección X-X: Un Sistema Pórticos (regular), es decir, una combinación de columnas y vigas entre sí (regular). - En la dirección Y-Y: Un Sistema Albañilería Confinada (regular), es decir, una combinación de columnas y muros de Albañilería Confinados entre sí (regular). Se tiene 5 secciones de columna: L de .75x.40 m., T de .75x.50 m., Rectangular de .75x.25 m., .35x.25 m. y cuadrada de .25x.25 m. El diafragma rígido lo conforma una losa aligerada de 20 cm, según se indica en los planos.

3. ESPECIFICACIONES DE MATERIALES La calidad de los Materiales se eligió de acuerdo al requerimiento mínimo del Reglamento Nacional de Edificaciones:  

Zapatas, Losa Aligerada, Vigas Columnas

: f’c = 210 Kg. /cm2 : f’c = 210 Kg. /cm2

El acero deberá garantizar la fluencia y será del tipo corrugado, grado 60, con diámetros variables dependiendo de la función del elemento, y deberá actuar en forma conjunta con el concreto. 

Acero Corrugado

:fy= 4200 Kg. /cm2

La albañilería utilizada para el diseño de los muros de tabiquería tienen características: o Tipo de ladrillo o Dimensiones o Mortero

las siguientes

: King Kong 18 Huecos ( muros portantes) : (9x13x24) : 1:4 (cemento: Arena)

o Junta

: 1.5 cm Maximo

Los pesos Específicos considerados par el Análisis Según al RNE E.020 cargas, son: o Concreto Armado o Unidades de albañilería (huecas)

: 2400 Kg. /m3 : 1350 Kg. /m3

4. COMBINACIONES DE CARGAS Las combinaciones de carga con las cuales se obtiene la envolvente máxima de esfuerzos en los miembros estructurales, para este caso se tomaron las siguientes, como lo recomienda el Reglamento Nacional de Edificaciones.

Para el diseño de los elementos estructurales de concreto:

CU = 1.4 CM + 1.7 CV

Elementos que cargan sismos. CU 1 = 1.4 CM + 1.7 CV CU 2, 3 = 1.25 (CM + CV) ± CS CU 4, 5 = 0.90 (CM) ± CS

Además se realizó el análisis de alternancia de carga viva por sobre la losa aligerada.

CARGA VIVA QUE SE CONSIDERA Según RNE. (E.020) indica las cargas vivas mínimas repartidas según su ocupación (servicios higienicos “LETRINAS”), se deberá considerar:

5. PROCEDIMIENTOS DE ANÁLISIS El análisis estructural ha sido efectuado para los dos tipos fundamentales de cargas a los que estará sometida esta estructura: 1) cargas de gravedad (viva y muerta); 2) Fuerzas sísmicas de inercia, originadas por los movimientos sísmicos, interactuando con la masa de la estructura. En este análisis se ha utilizado el programa ETABS 2016, en concordancia con los capítulos 4, 5 y 6 de la Norma de Diseño sismo resistente NTE-030.

Se procede de la siguiente manera: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Metrado de cargas de gravedad Pre dimensionamiento de los elementos estructurales. Modelamiento en el programa de computo Análisis del espectro sísmico La distribución de las fuerzas sísmicas para las direcciones X e Y. Verificación de los desplazamientos máximos permisibles. Diseño de los elementos estructurales.

Pre dimensionamiento

El pre dimensionamiento de las vigas y columnas y losa son obtenidos por cálculos aproximados asumiendo factores y relaciones promedios, por lo que se modificara estas medidas de acuerdo al requerimiento del Análisis Sísmico, principalmente se modificara la dimensión de las Columnas por ser estas las que aportan la mayor rigidez lateral en el sentido de la mayor longitud.

a.1) VIGAS Según la norma E.060 Concreto Armado el peralte mínimo para no controlar deflexiones se puede predimensionar como sigue: Peralte = Luz Libre / 10 (Viga)

Bloque

Luz libre

BLOQUE 1

6.20

Peralte

Peralte

calculado

colocado

0.62

0.60

Tipo 0.25x0.60

a.1) LOSA ALIGERADA Según la norma E.060 Concreto Armado el peralte mínimo para no controlar deflexiones se puede predimensionar como sigue: Espesor = Luz Libre / 25 (Losa aligerada unidireccional)

Bloque

Luz libre

BLOQUE 1

3.10

Espesor

Espesor

Tipo

calculado

colocado

Aligerado

0.124

0.20

Unidireccional

a.2) ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO Según la NTP E070 la sección de los elementos de confinamiento (Vigas soleras y columnas de amarre) no debe ser inferior a: Asmin=20t cm2

Dónde: T: es el espesor del muro portante. Para nuestro caso se utilizaron viga de borde de 20cm de peralte en el eje 1-1, y viga de borde de 30cm de peralte en el eje 2-2 para darle pendiente al techo en caso llueva.

a.3) CIMENTACIÓN La cimentación es la parte de la estructura que se encarga de transmitir al terreno las cargas de las columnas y/o muros de albañilería confinada. Estas cargas (fuerzas axiales, cortantes y momentos) producen un esfuerzo en el terreno, el cual no deberá exceder el esfuerzo admisible del terreno proporcionado por el estudio de suelos. El diseño comprende dos etapas: el predimensionamiento, se considerará de 5% a 10% de las cargas de servicio como el peso propio de la zapata. Y el diseño de la cimentación que incluye el dimensionamiento del peralte y el refuerzo de acero requerido.

a.3.1) VERIFICACION DE ESFUERZOS EN TERRENO DE FUNDACION El primer paso es tratar que coincida el centro de gravedad con el centro de cargas. Después se debe realizar el dimensionamiento de la zapata de modo de obtener presiones menores o iguales a la presión admisible. Seguidamente se evalúan las presiones reales debido a las cargas y momentos siguiente expresión: 𝛔=

actuantes con la

𝐏 𝟔𝐌𝐱 𝟔𝐌𝐲 ± ± < 𝛔𝐚𝐝𝐦. 𝐀 𝐈𝐲 𝐈𝐱

Donde: P: Carga vertical en servicio. A: Área tentativa de la zapata.

σ: Esfuerzo admisible del suelo reducido. I: Momento de inercia.

y: Distancia desde el eje neutro de la sección hasta la fibra en compresión más alejada.

Fig. Diseño por corte de una zapata rectangular

Donde: d: peralte efectivo de la sección, igual a “h-10” (en cm) . B: Ancho de la zapata en la dirección de análisis. f´c: Resistencia a la compresión del concreto.

-

DISEÑO POR PUNZONAMIENTO

Se busca definir el peralte que tendrá la zapata, el cual será como mínimo 50 cm para asegurar que se desarrolle la longitud de anclaje de las barras longitudinales de los elementos verticales. En los cálculos, el peralte efectivo “d” se considerará igual al peralte total de la zapata menos 10 cm (d = h – 10). Se asume que la zapata actúa como losa en dos direcciones, con una sección crítica perpendicular al plano de la losa y localizada de tal forma que su perímetro “Lo” sea mínimo, y este se presenta a “d/2” de la cara de la columna o placa En ningún caso los esfuerzos hallados deben exceder la capacidad portante del suelo, ni debe haber esfuerzos en tracción. Posteriormente para el diseño se tomará el máximo valor obtenido después de amplificar las cargas actuantes (Pu máx.).

-

DISEÑO POR CORTANTE

Se asume que la zapata actúa como viga, con una sección crítica ubicada a una distancia “d” de la cara de la columna o placa.

Fig. Diseño por punzonamiento de una zapata rectangular. Donde βc : Relación del lado largo el lado corto del elemento vertical Lo : Es el perímetro de la sección critica medida a “d/2” de la cara de apoyo. En base a estas dos verificaciones se obtiene el peralte de la zapata.

-

DISEÑO POR FLEXION

El diseño por flexión dará a conocer el área del acero de refuerzo que necesita la zapata para soportar el momento de diseño de la sección crítica, ubicado en la cara de los elementos verticales Se emplean las ecuaciones de flexión ya vistas en el caso de vigas y losas.

Para

el

presente proyecto se realiza el predimensionamiento de la cimentación considerando la tipología de edificaciones nombrados páginas arriba y su respectiva capacidad portante del suelo de fundación. Para el predimensionamiento consideramos resultados de metrado de cargas vivas y muertas así como también el efecto de fuerzas sísmicas, para esta tarea se usó el programa ETABS 2016 Bajo estas consideraciones, todos los elementos de cimentación (zapatas y otros) tendrán una altura de 50cms de alto, la verificación de dimensiones y espesores se verán en el cálculo y diseño de cimentación. METRADO DE CARGAS

En este capítulo, se mostrará el cálculo de las cargas de gravedad que se aplican a la estructura. Las cargas de gravedad son la Carga Muerta y la Carga Viva. Como regla general, al metrar cargas se debe pensar en la manera como se apoya un elemento sobre otro, las cargas existentes en un nivel se transmiten a través de la losa del techo hacia las vigas que la soportan, luego estas vigas al apoyarse sobre las columnas, le transfieren su carga, posteriormente las columnas transfieren las cargas hacia sus elementos de apoyo que son las zapatas, finalmente las cargas pasan a actuar sobre el suelo de cimentación. El metrado se hará mediante el método de área tributaria o zonas de influencia separando la carga muerta de la carga viva. Los valores de cargas y pesos unitarios a usar son los siguientes y han sido tomados de la NTE E.020 de Cargas del Reglamento Nacional de Edificaciones. Pesos unitarios Losa aligerada h=0.20m 300 Acabados 120 Tabiqueria 120 Concreto armado 2400

kg/m2 kg/m2 kg/m2 kg/m3

Sobrecargas Aulas

250

kg/m2

Corredores y escaleras

400

kg/m2

El análisis se ha desarrollado haciendo uso del programa ETABS 2016 elaborado por Computers Taller de musica 250 kg/m2 and Estructures Inc. Y permite colocar las cargas de gravedad y definir la carga sísmica. Taller de costura 300 kg/m2 Adicionalmente al colocar las dimensiones de los elementos y definirkg/m2 la densidad del concreto como Bliblioteca (zona de lectura) 300 parámetro nos permite modelar de unade manera muy cercana Bliblioteca (zona almacen) 750 a la realidad kg/m2estos elementos. Como ejemplo se muestran a continuación la forma como se colocaron las cargas muertas y vivas Azoteas 100 kg/m2 en las losas con el programa ETABS 2016 Este programa reparte las cargas colocadas sobre los elementos estructurales horizontales en los diferentes pabellones, el peso propio de la losa lo determina el programa por lo que no se muestra esa carga en el gráfico adjunto.

a) determinación de masa de la estructura para las fuerzas sísmicas Se consideró: 

100% de la carga muerta + 25% de la carga viva. b) Modelamiento Estructural

EL modelo estructural está compuesto por elementos en tres dimensiones para darle una mayor realidad al comportamiento de la estructura. Se realizó con la ayuda del software ETBAS 2016. 

Vista del modelo: o Vista 3d

6. ANALISIS SISMICOS El análisis y diseño estructural, se realizó de acuerdo a lo estipulado en el reglamento Nacional de Edificaciones y sus normas técnicas complementarias, incluidas en dicho reglamento. Fueron consideradas las referencias a las de cimentación, a las de concreto, y a las de diseño por sismo. Todas las especificaciones se complementan con las correspondientes del ACI. El Análisis Sísmico se realiza utilizando un modelo matemático tridimensional en donde los elementos verticales están conectados con diafragmas horizontales, los cuales se suponen infinitamente rígidos en sus planos. Además, para cada dirección, se ha considerado una excentricidad accidental de 0.05 veces la dimensión del edificio en la dirección perpendicular a la

acción de la fuerza. Los parámetros sísmicos que estipula la Norma de Diseño Sismorresistente (NTE E.030) considerados para el Análisis en el Edificio son los siguientes: 6.1. PARAMETROS DE DISEÑO

-

Factor De Zona

FACTORES DE ZONA ZONA

FACTORES DE ZONA

4

0.45

3

0.35

2

0.25

1

0.10

-

Factor De Uso CATEGORIA DE LAS EDIFICACIONES

CATEGORIA

FACTOR

DESCRIPCION

A

U

Hospitales, Centrales de Comunicaciones, Cuarteles de Bomberos, Policía, Reservorios,

1.50

Centros Educativos, Edificaciones de Refugio. B

Teatros, Estadios, Centros Comerciales, Esta-

1.30

blecimientos Penitenciarios ,Museos, Bibliotecas , Archivos, Depos.de Granos, Almacenes. C

Viviendas, Oficinas, Hoteles, Restaurantes,

1.00

Depósitos, Instalaciones Industriales. D

Cercos de menos de 1.50m. de Altura, Depo-

*

sitos temporales, Pequeñas Viviendas Temporales y Construcciones Similares.

(*)En estas edificaciones a criterio del Proyectista, se podrá omitir el Análisis por Fuerzas Sísmicas, pero deberá de proveerse de la Rigidez y Resistencia adecuada para acciones laterales. -

Factor De Suelo FACTOR DEL SUELO “S” SUELO TIPO

S0

S1

S2

S3

Z4

0.80

1.00

1.05

1.10

Z3

0.80

1.00

1.15

1.20

Z2

0.80

1.00

1.20

1.40

Z1

0.80

1.00

1.60

2.00

PERIODOS “TP” Y “TL” PERFIL DE SUELO S0

-

T
S1

S2

S3

TP (S)

0.30

0.40

0.60

1.00

TL (S)

3.00

2.50

2.00

1.60

Factor De Amplificación Sísmica

C=2.5

TpTL

𝑻𝒑.𝑻𝑳

C=2.5*(

𝑻𝟐

)

Este coeficiente se interpreta como el factor de amplificación de la respuesta estructural respecto a la aceleración del Suelo.

-

Coeficiente De Reducción Sísmica

R

LIMITE DE

(*) (**)

ALTURA

PORTICOS DE ACERO.

9.50

ILIMITADO.

PORTICOS DE CONCRETO ARMADO.

8.00

ILIMITADO.

SISTEMAS DUALES.

7.00

ILIMITADO.

MUROS DE CONCRETO ARMADO.

6.00

ILIMITADO.

ALBAÑILERIA ARMADA O CONFINADA.

3.00

15m.

CONSTRUCCIONES DE MADERA.

7.00

8m.

SISTEMA ESTRUCTURAL

Estos coeficientes se aplicaran únicamente a estructuras en la que los elementos verticales y horizontales permitan la disipación de energía manteniendo la estabilidad de la estructura.

(*)

Para estructuras irregulares, los valores de R deberán ser tomados como los ¾ de los anotados en la tabla.

(**)

RESUMEN FACTOR

NOMENCLATURA

ZONA USO

Z U

SUELO

S

COEFICIENTE DE REDUCCIÓN

CLASIFICACIÓN CATEGORIA TIPO 2 D S3 TP(s) TL(s)

VALOR

JUSTIFICACIÓN

0.25 1.00 1.40 1.00 1.60

Zona sísmica 2 Letrina

Rx

Albañilería Sistema Confinado

3.00

Ry

Albañilería Sistema Confinado

3.00

Suelos Blandos Muros de Albañilería Confinada Muros de Albañilería Confinada

6.2. ANALISIS DINÁMICO 6.2.1. ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES Para el Análisis Dinámico de la Estructura se utiliza un Espectro de respuesta según la NTE - E.030, para comparar la fuerza cortante mínima en la base y compararlos con los resultados de un análisis estático. Todo esto para cada dirección de la Edificación en planta (X e Y)

ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES Y-Y

ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES X-X 0.160

0.160

Sa Dir X-X

0.140

0.120

0.100

SA dir y-y

SA DIR x-x

0.120 0.080 0.060

0.100 0.080 0.060

0.040

0.040

0.020

0.020

0.000 0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

PERIODO T(s)

10.00

Sa Dir Y-Y TP

0.140

12.00

0.000 0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

PERIODO T(s)

10.00

12.00

C 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.27 2.08 1.92 1.79 1.67 1.56 1.38 1.23 1.11 1.00 0.79 0.64 0.53 0.44 0.25 0.16 0.11 0.08 0.06 0.05 0.04

T 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00

Sa Dir X-X 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.133 0.122 0.112 0.104 0.097 0.091 0.081 0.072 0.065 0.058 0.046 0.037 0.031 0.026 0.015 0.009 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002

Sa Dir Y-Y 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.146 0.133 0.122 0.112 0.104 0.097 0.091 0.081 0.072 0.065 0.058 0.046 0.037 0.031 0.026 0.015 0.009 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002

ANALISIS DINAMICO

6.2.2. PERIODOS Y MASA PARTICIPANTE Los periodos y la masa participante calculados mediante un análisis dinámico para 3 modos de vibración (3 modos por cada nivel), se presentan a continuación:

TABLE: Modal Load Participation Ratios Case Item Type Item Static % Modal Acceleration UX 100 Modal Acceleration UY 100 Modal Acceleration UZ 0

Case

Mode

Modal Modal Modal

1 2 3

RX 0.9688 0.0311 0.0002

Dynamic % 100 100 0

Case Modal Modal Modal

TABLE: Modal Periods and Frequencies Period Frequency Circular Frequency sec cyc/sec rad/sec 1 0.046 21.865 137.3821 2 0.04 25.007 157.1227 3 0.029 34.094 214.2219

Mode

TABLE: Modal Participating Mass Ratios Period UX UY UZ Sum UX sec 0.046 0.0172 0.9688 0 0.0172 0.04 0.4636 0.0311 0 0.4808 0.029 0.5192 0.0002 0 1

RY

Sum UY 0.9688 0.9998 1

TABLE: Modal Participating Mass Ratios RZ Sum RX Sum RY

0.0172 0.4636 0.5192

0.0189 0.5569 0.4242

0.9688 0.9998 1

Sum UZ 0 0 0

Sum RZ

0.0172 0.4808 1

0.0189 0.5758 1

6.3. ANALISIS ESTATICO Se calculara el Cortante Estático con los valores de los parámetros definidos anteriormente, además de definir el Peso de la Estructura y el Factor de Ampliación Dinámica (C).

6.3.1. PESO DE LA ESTRUCTURA (P) La estructura clasifico como categoría C, por lo tanto el peso que se ha considerado para el análisis sísmico es el debido a la carga permanente más el 50% de la carga viva (100%CM + 25%CV). En azoteas y techo en general se considera el 25% de la carga viva (100%CM + 25%CV). CARGA MUERTA: El valor de las Cargas Muertas empleadas comprende el peso propio de los elementos estructurales (losas, vigas, columnas, muros, etc.) según características descritas en el Ítem 1.3; además del peso de los elementos en losas, peso de los acabados, según:

Eigenvalue rad²/sec² 18873.8346 24687.545 45891.0305

Peso propio (Losa Maciza):

Peso Muerto: Acabados: 100

e= 0.075m: 2400 kg/m3

kg/m2

1850 kg/m2 (maciza) CARGA VIVA: El valor de Carga Viva empleada es de 50 kg/m2 del techo del 1° Albañilería: nivel (azotea). Albañilería: 1350 kg/m2 (tubular)

TABLE: Mass Summary by Story Story Story1

UX

UY

UZ

tonf-s²/m

tonf-s²/m

tonf-s²/m

0.62521

0.62521

0

6.3.2. FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA (C) y PERIODO FUNDAMENTAL (T) Para el cálculo del Factor de Amplificación Sísmica en los Análisis se consideró el periodo fundamental estimado en la Norma NTE. E.030, según: C= 2.5 (Tp/T) ≤ 2.5 Dirección

Ct

Hn

T = hn/Ct

C

C/R > 0.125

X-X

60

2.75

0.046

2.50

0.417

Y-Y

60

2.75

0.046

2.50

0.417

6.3.3. FUERZA CORTANTE EN LA BASE (V) La Fuerza Cortante en la Base de la Edificación se determina como una fracción del peso total de la Edificación mediante la siguiente expresión: V = ZUSC.P →

Vx = 0.146*P = 0.895 tn

y

Vy = 0.146*P = 0.895 tn

R TABLE: Story Forces Load Story Case/Combo

Location

TECHO 1 TECHO 1

Bottom Bottom

Sx+e Sy+e

P kgf 0 0

VX kgf -895.1515 0

VY kgf 0 -895.1516

T ton-m 589.2712 -1401.5472

MX kgf-m 0 2461.6668

MY kgf-m -2461.6668 0

6.3.4. DISTRIBUCIÓN DE FUERZA CORTANTE EN ELEVACIÓN Si “T” > 0.7s, una parte de la Cortante basal “V” denominada “Fa” se aplicara como fuerza concentrada en la parte superior de la edificación, calculada según: Fa = 0.07(T)(V) ≤ 0.15 V → T= 0.046 s → Fa = 0 “FI” - entrepisos

El resto de la Cortante Basal (V-Fa) se distribuye en cada nivel de la Edificación, incluyendo el último, según la fórmula:

𝐹𝑖 =

𝑃𝑖 𝑥 ℎ𝑖 ∑(Pi x hi)

NIVEL

"Pi" (Tn)

1

6.131

TOTAL

6.131

hi (m) 2.75

Pi x hi

Fix (Tn)

Fiy (Tn)

16.86

0.895

0.895

16.86

0.895

0.895

𝑥(𝑉 − 𝐹𝑎)

6.3.5. FUERZA CORTANTE PARA EL DISEÑO DE COMPONENTES ESTRUCTURALES La respuesta máxima dinámica esperada para el cortante basal se calcula utilizando el criterio de combinación cuadrática completa para todos los modos de vibración calculados. De acuerdo a la norma vigente, el cortante dinámico no deberá ser menor al 80% del cortante estático para edificios regulares ni del 90% para edificios irregulares según Art. 4.6.4. Fuerza cortante mínima del RNE. De acuerdo a esto se muestra una tabla donde se compara los resultados obtenidos. El Edificio presenta una configuración regular (en planta y altura) por lo que se considera el 80% del corte estático como valor mínimo para el diseño estructural.

ANALISIS ESTATICO

ANALISIS DINAMICO

FUERZA

T(s)

V (Tn)

80%V (Tn)

T(s)

V (Tn)

DISEÑO

X-X

0.029

0.895

0.716

0.029

0.716

0.716

Y-Y

0.046

0.895

0.716

0.046

0.877

0.895

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7. CONTROL DE DESPLAZAMIENTO

De acuerdo a la Norma NTE. E030, para el control de los desplazamientos laterales, los resultados deberán ser multiplicados por el valor de 0.75R para calcular los máximos desplazamientos laterales de la estructura. Se tomaron los desplazamientos del centro de masa y del eje más alejado

Los resultados se muestran en la siguiente tabla para cada dirección de análisis. Donde: Δi/he = Desplazamiento relativo de entrepiso Además:

ΔiX/heX (máx.) = 0.0070 (máximo permisible Concreto Armado, NTE E.030 – 3.8) ΔiY/heY (máx.) = 0.0050 (máximo permisible Albañilería confinada, NTE E.030 – 3.8)

Se observa que tanto en el Eje del Centro de Masa como en los Ejes más alejados de este en cada dirección, todos los entrepisos cumplen con el Desplazamiento relativo máximo permisible de entrepiso (Δi/he) MAX en ambas direcciones.

SISMO X+E TABLE: Story Max/Avg Displacements Load Story Direction Case/Combo TECHO1 SX+e X BASE SX+e X

Altura cm 275 0

Maximum cm 0.004626 0

Deriva ELASTICA 1.68218E-05

Deriva INELASTICA 7.56982E-05 0

Deriva INELASTICA 0.08 º/ºº

Deriva LIMITE 5 º/ºº

Derivas Inelásticas - Sismo X + e 250

Derivas Inelásticas, NTE E.030

Deriva Límite, Tabla N°08

Altura Piso

200

150

100

50

0 0

0.001

0.002

0.003

Δ(%)

0.004

0.005

0.006

OK

SISMO Y+E TABLE: Story Max/Avg Displacements Load Story Direction Case/Combo TECHO1 BASE

SY+e SY+e

Y Y

Altura cm 275 0

Maximum cm 0.00775

Deriva ELASTICA 2.81818E-05

0

Deriva INELASTICA 0.000126818 0

Deriva INELASTICA 0.13 º/ºº

Deriva LIMITE 5 º/ºº

Derivas Inelásticas - Sismo Y+ e Derivas Inelásticas, NTE E.030

250

Deriva Límite, Tabla N°08

Altura Piso

200

150

100

50

0 0

0.001

0.002

0.003

Δ(%)

0.004

0.005

0.006

OK

8. DE DISEÑO DE COMPONENTES DE C°A°.8.1. DISEÑO DE VIGAS, COLUMNAS Y LOSAS DE CºAº Diseño de refuerzo longitudinal en los miembros (frame) de C°A° (Se indican áreas “As” en cm2): Cálculos de los momentos que actúan en los elementos (frame)

VIGAS MOMENTOS

RESUMEN DE MOMENTOS Y Asø VIGA VIGA VIGA 0.15X0.30 0.15X0.20 0.15X0.20 (EJE 1-1) (EJE 2-2) (EJE A-A)

VIGA 0.15X0.20 (EJE B-B)

0.1638 Ton-m

0.007 Ton-m

0.0182 Ton-m

0.0167 Ton-m

AS REQUERIDO

0.161 cm2

0.011 cm2

0.028 cm2

0.026 cm2

AS MINIMO

1.35 cm2

0.85 cm2

0.85 cm2

0.85 cm2

AS UTLIZADO

1.35 cm2

0.85 cm2

0.85 cm2

0.85 cm2

ø LONG. A UTILIZAR

4 ø 3/8"

4 ø 3/8"

4 ø 3/8"

4 ø 3/8"

ESTRIBOS

ø 1/4" [email protected] , [email protected] , [email protected]

1º NIVEL: Áreas de acero longitudinal “As” en vigas “El área de acero se encuentran especificadas en los planos”

CALCULO PARA EL RESTO DE COLUMNAS Asmin= 2.25 cm2 ø Long. a utilizar= 4ø3/8” , Estribos ø 1/4" [email protected] , [email protected] , [email protected] m

CALCULO PARA LOSA MACIZA

Losa maciza e= 7.5 cm. Mu= 0.21 ton-m Asmin= 1.35 cm2/100cm , La distribución del acero se encuentran especificadas en los planos

8.2. DISEÑO DE CIMENTACIÓN DIAGRAMA DE PRESIONES EN EL SUELO

DISTRIBUCIÓN DE ACERO El área de acero se encuentran especificadas en los planos” Asreq= 1ø3/8” Asmin= 4ø3/8” @0.10m.