DISEÑO DE UN EDIFICIO DE ALBAÑILERIA CONFINADA - EXAMEN DIMENSIONES, CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DE LA ALBAÑILERIA
LADRILLO KK ARCILLA 30% TIPO VI M. "REX" SOGA = 13 cm CABEZA = 23 cm CANTO = 9 cm
DIMENSION DE SOGA DIMENSION DE CABEZA DIMENSION DE CANTO
Þ Þ Þ
RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LAS UNIDADES DE ALBAÑILERIA (UNIDAD) RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LA ALBAÑILERIA (PILAS) RESISTENCIA AL CORTE DE LA ALBAÑILERIA (MURETES)
Þ Þ Þ
f'b f'm v'm
= = =
Þ Þ Þ
Em
=
32,500 kg/cm2
Gm
=
13,000 kg/cm2
145 65 8.1
kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2 }
MODULO DE ELASTICIDAD DE LAS UNIDADES DE: X ARCILLA Em = 500 f’ m SILICO-CALCAREAS Em = 600 f’ m Em = 700 f’ m CONCRETO VIBRADO
MODULO DE CORTE:
Gm = 0.4 E m
CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DEL ACERO DE REFUERZO
ESFUERZO DE FLUENCIA DEL ACERO MODULO DE ELASTICIDAD
Þ Þ
ACERO CORRUGADO GRADO 60 f y = 4,200 kg/cm2 Es = 2,000,000 kg/cm2
Þ Þ Þ Þ
f'c Ec Ec / Em Gc
= = = =
Þ
Z
=
CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DEL CONCRETO
MODULO DE ELASTICIDAD RELACION DE MODULOS DE ELASTICIDAD MODULO DE CORTE: Gc = 0.4 E c PARAMETROS SISMICOS ZONIFICACION FACTORES DE ZONA ZONA Z 3 0.4 2 0.3 1 0.15
CT = 35 CT = 45 CT = 60
0.4
X
CONDICIONESGEOTECNICAS PARAMETROS DEL SUELO TIPO DESCRIPCION S1 Roca o suelos muy rígidos S2 Suelos intermedios S3 Suelos flexibles o con estratos de gran espesor S4 Condixionesexcepcionales PERIODO FUNDAMENTAL
175 kg/cm2 198,431 kg/cm2 6.11 79,373 kg/cm2
T = hn / CT
Tp
S Þ TP (S) 0.4 0.6 0.9 *
1.4
0.9 seg
S 1.0 1.2 1.4 X * Þ
T
=
0.13 seg
Para edificios cuyos elementos resistentes en la dirección considerada sean unicamente pórticos Para edificios de concreto armado cuyos elementos sismoresistentes sismoresistentes sean pórticos y las cajas de ascensores y escaleras Para estructuras de mampostería y para todos los edificios de concreto armado cuyos elementos sismoresistentes sean fundamentalmente fundamentalmente muros de corte. Þ
N he1 he2 he3 he4 he5 he promedio hn
FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA
=
3 pisos 2.52 2.52 2.52
2.52 m 7.56 m
Þ X
CT
=
60
C = 2.5 (T p / T) ≤ 2.5
Þ
C
=
2.50
CATEGORIA DE LAS EDIFICACIONES
A - Esenciales B - Importantes C - Comunes D - Menores
Þ
COEFICIENTE DE USO E IMPORTANCIA DESCRIPCION
Categoría de edif.
U
=
1.0
R
=
3.0
U
Edificaciones esenciales cuya función no deberá interrumpirse inmediatamente despues que ocurra un sismo, como hospitales, centrales de comunicación, cuarteles de bomberos y policía, subestaciones eléctricas, reservorios de agua. Centros educativos y edificaciones que puedan servir de refugio despues de un desastre. También se incluyen 1.5 edificaciones cuyo colapso puede representar un riesgo adicional, como grandes hornos, depósitos o materiales inflamables o tóxicos. Edificaciones donde se reúnen gran cantidad de personas como teatros, estadios, centros comerciales, establecimientos penitenciarios, o que guardan patrimonios valiosos como museos, bibliotecas y archivos especiales. Tambien se considerarán depósitos de granos y otros almacenes importantes para el abastecimiento. Edificaciones comunes cuya falla ocasionaría perdidas de cuantía intermedía como viviendas, oficinas, hoteles, restaurantes, depósitos e instalaciones industriales cuya falla no acarree peligros adicionales de incendios, fugas de contaminantes, etc. Edificaciones comunes cuya falla ocasionaría perdidas de menor cuantía y normalmente la probabilidad de causar víctimas es baja, como cercos de 1.50 m de altura, depósitos temporales, pequeñas viviendas temporales, y construcciones similares.
1.3 1.0 X *
SISTEMAESTRUCTURAL COEFICIENTE DE REDUCCION PARA ESTRUCTURAS REGULARES (Para estructuras irregulares x 3/4) MATERIAL DESCRIPCION Acero Pórticos dúctiles con uniones resistentes a momentos Otras Estrucruras de Arriostres excentricos Acero Arriostres en cruz Pórticos (> 80 % cortante en la base actúa sobre las columnas de los pórticos) Dúal (las acciones sísmicas son resisitdas por un acombinación de pórticos y muros estructurales, los pórticos deberán tomar > 25 % cortante en la base) Muros estructurales (> 80 % cortante en la base es resistido por los muros estructurales) Concreto Armado Muros de ductilidad limitada. Albañilería Albañilería armada o confinada Madera Madera (por esfuerzoa admisibles)
Þ R 9.5 6.5 6.0 8.0 7.0 6.0 4.0 3.0 X 7.0
VERIFICACION DEL SISTEMA ESTRUCTURAL A UTILIZAR CATEGORIA A - Esenciales B - Importantes C - Comunes
REGUL. ESTRUCT. Regular Regular Regular/Irregular Regular/Irregular Regular/Irregular
ZONA 3 2y1 3y2 1 3, 2 y 1
CATEGORIA Y ESTRUCTURA DE LAS EDIFICACIONES SISTEMAESTRUCTURAL Acero, Pórticos de concreto armado, Muros de concreto armado, Dual, Alabañilería armada o confinada. Acero, Pórticos de concreto armado, Muros de concreto armado, Dual, Alabañilería armada o confinada, Madera. Acero, Pórticos de concreto armado, Muros de concreto armado, Dual, Alabañilería armada o confinada, Madera. Cualquier sistema Cualquier sistema
VERIFICACION DEL PROCEDIMIENTO DE ANALISIS SISMICO ESTATICO SISTEMAESTRUCTURAL REGUL. ESTRUCT. hn ≤ 45 m Cualquier sistema Regular R egular/Irregular ≤ 15 m Muros portantes X
Þ
hn CUMPLE – ANALISIS ESTATICO
Þ Þ Þ
C/R ZUS V/P
= = =
Þ Þ Þ
t t t
= = =
Þ
Z U S N / 56
=
Þ Þ Þ
Largo XX Ancho YY Ap
= = =
CONFIGURACION ESTRUCTURAL Þ REGULAR VERIFICACION Þ ALBAÑILERIA CONFINADA - CUMPLE
X
ANALISIS SISMICO ESTATICO C / R ≥ 0.125
V/P=ZUCS/R
0.833 0.5600 0.466
Þ
PARA CALCULO DE DESPLAZAMIENTOS ZUSC/R = 0.467
PREDIMENSIONAMIENTO ESPESOR EFECTIVO “t”
PARA ZONAS SÍSMICAS 2 Y 3 PARA ZONA SÍSMICA 1
t ≥ h/20 t ≥ h/25
X
0.13 m 0.10 m 0.13 m
DENSIDAD MINIMA DE MUROS REFORZADOS ∑ L t / Ap ≥ Z U S N / 56
Area de planta:
VERIFICACION ESPESOR EFECTIVO t
0.0300 9.45 m 6.00 m 56.70 m2
PROPORCION ENTRE DIMENSION MAYOR Y MENOR L MAYOR/L MENOR ENTRE 1 A 4
DIRECCION XX Nº MURO
X X N O I C C E R I D
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
EJE
TRAMO
A A B B B C C
1-2 3-4 1-2 2-3 3-4 1-2 3'-4
TRAMO
VECES
MATERIAL CONCRETO
L (m)
1 1 1 1 1 1 1
3.00 2.565 2.015 1.715 3.665 2.065 1.215
t (m)
n
0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13
nt (m)
6.11
0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 -
Lnt (m2) 0.390 0.333 0.262 0.223 0.476 0.268 0.158 -
2.111 DIRECCION YY Nº MURO
Y Y N O I C C E R I D
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8
EJE
TRAMO
1 1 1 2 3 3 3' 4
A-B A-B A-B A-B A-B B-C B-C A-B
TRAMO
VECES
MATERIAL CONCRETO
1 1 1 1 1 1 1 1
L (m) 1.615 2.165 1.715 2.70 2.165 2.165 2.70 3.15
t (m)
n
0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13
nt (m)
0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 -
50,000 PISO TIPICO 2 100,000 PESO TOTAL DEL EDIFICIO
30,000 AZOTEA 1 30,000 kg 130,000 kg
CALCULO DEL CENTRO DE RIGIDECES Nº
MURO
L
t
CENTRO DE RIGIDEZ h RIGIDEZ DISTANCIA LATERAL A CG MURO
RIGIDEZ LATERAL
COORD.
∑ L t / Ap
=
0.0372
¡OK DIRECCION XX!
Þ
∑ L t / Ap
=
0.0421
¡OK DIRECCION YY!
Lnt (m2) 0.210 0.281 0.223 0.351 0.281 0.281 0.351 0.410 -
2.389 METRADO DE CARGAS
Þ
X X N O I C C E R I D
Y Y N I
I
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
(m) 3.000 2.565 2.015 1.715 3.665 2.065 1.215
Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8
0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130
1.615 2.165 1.715 2.700 2.165 2.165 2.700 3.150
0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130
3.000 2.565 2.015 1.715 3.665 2.065 1.215
X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
(m) 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130
(m)
2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40
2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40
2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40
K (kg/cm) 94,987 69,448 40,892 27,868 136,830 43,261 11,495
d (m) 1.575 6.008 1.008 3.933 7.533 1.033 8.758
K*d (kg/cm * m) 149,604 417,244 41,220 109,606 1,030,742 44,689 100,673
208 279 221 348 279 279 348 406
0.075 0.075 3.075 4.725 4.725 6.075 9.375 9.375
16 21 679 1,644 1,318 1,695 3,261 3,805
387 330 260 221 472 266 157
0.075 0.075 2.775 2.775 2.775 5.925 5.925
29 25 720 613 1,310 1,576 928
K (kg/cm)
(m)
427,149
4.46
,
.
O I C C E R I D
20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8
1.615 2.165 1.715 2.700 2.165 2.165 2.700 3.150
0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130
2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40
24,025 48,150 27,868 77,155 48,150 48,150 77,155 104,196
0.808 4.833 0.858 2.775 4.833 4.833 2.625 4.200
19,413 232,709 23,911 214,105 232,709 232,709 202,532 437,624
456,942
3.50
CALCULO DEL CORTANTE BASAL
Fa = 0.07 T H ≤ 0.15 H
RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS NIVEL hi hei
(m) 5 4 3 2 1
(m)
2.52 2.52 2.52
Wi PD + P25%L
(kg)
2.40 2.40 2.40
30,000 50,000 50,000
FUERZAS CORTANTES DE ENTREPISO SISMO MODERADO NIVEL hi hi acumulado Wi
CENTRO DE MASAS
Þ Þ
% SISMO SEVERO H =
Þ Þ Þ Þ Þ
T < 0.7
RIGIDEZ LATERAL
Fa / H Fa Fa H - Fa
SIMO MODERADO PARA CALCULO DE DESPLAZAMIENTOS 50% % SISMO SEVERO 100% 30,290 kg H = 60,710 kg NO APLICAR Fa 0.009 273 kg kg 30,290 kg
= = = =
CENTRO DE RIGIDECES
x
y
XX
YY
x
y
(m)
(m)
(kg/cm)
(kg/cm)
(m)
(m)
4.725 4.725 4.725
Wi hi
3.00 3.00 3.00
Wi hi / ∑ Wi hi
427,149 427,149 427,149
456,942 456,942 456,942
4.46 4.46 4.46
3.50 3.50 3.50
Fi
Fa
Fi + Fa
Hi
(kg)
(kg)
(kg)
(kg)
PD + P25%L
(m) 5 4 3 2 1
(m)
2.52 2.52 2.52
SISMO SEVERO NIVEL hi
(m)
(kg)
7.56 5.04 2.52
30,000 50,000 50,000 130,000
(kg-m)
226,800 252,000 126,000 604,800
hi acumulado
Wi PD + P25%L
Wi hi
(m)
(kg)
(kg-m)
0.38 0.42 0.21 1.00
Wi hi / ∑ Wi hi
11,359 12,621 6,310 30,290
11,359 12,621 6,310
11,359 23,980 30,290
Fi
Fa
Fi + Fa
Hi
(kg)
(kg)
(kg)
(kg)
T < 0.7 Fa / H Fa Fa H - Fa
= = = =
CORTANTE BASAL C/R ≥ 0.125 C/R ≥ 0.125 P/CALCULO SISMO MODERADO
SISMO SEVERO
DESP. LAT.
(kg)
(kg)
(kg)
30,290
60,580
60,710
NO APLICAR Fa 546 kg kg 60,710 kg
SISMO SEVERO % SISMO SEVERO H =
Fa Fa H - Fa
= = =
100% 60,580 kg
545 kg kg 60,580 kg
5 4 3 2 1
2.52 2.52 2.52
7.56 5.04 2.52
30,000 50,000 50,000 130,000
226,800 252,000 126,000 604,800
0.38 0.42 0.21 1.00
22,718 25,242 12,621 60,581
22,718 25,242 12,621
22,718 47,960 60,581
VERIFICACION DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES PERMISIBLES
MAX di / hei SISMO SEVERO XX NIVEL hi
hi acumulado
(m) 5 4 3 2 1
(m)
2.52 2.52 2.52
SISMO SEVERO YY NIVEL hi
hi acumulado
(m) 5 4 3 2 1
7.56 5.04 2.52
(m)
2.52 2.52 2.52
7.56 5.04 2.52
Wi PD + P25%L
Wi hi
(kg)
(kg-m)
30,000 50,000 50,000 130,000
Wi hi
(kg)
(kg-m)
CALCULO DEL PERIODO FUNDAMENTAL SISMO MODERADO XX hi hi acumulado Wi NIVEL
226,800 252,000 126,000 604,800
Wi hi
Fi
(kg)
226,800 252,000 126,000 604,800
Wi PD + P25%L
30,000 50,000 50,000 130,000
Wi hi / ∑ Wi hi
0.38 0.42 0.21 1.00
Fi
(kg)
0.38 0.42 0.21 1.00
Wi hi / ∑ Wi hi
Fa
22,766 25,296 12,648
Fa
22,766 25,296 12,648
22,766 48,062 60,710
5 4 3 2 1
(m)
2.52 2.52 2.52
(kg)
7.56 5.04 2.52
SISMO MODERADO YY hi hi acumulado NIVEL
30,000 50,000 50,000 130,000
(kg-m)
Wi
226,800 252,000 126,000 604,800 Wi hi
(kg)
(kg)
Fi + Fa
Wi hi /
0.38 0.42 0.21 1.00
Wi hi
(kg)
11,359 12,621 6,310 30,290 Fi
Fa
11,359 12,621 6,310
Fi + Fa
22,766 48,062 60,710
5 4 3 2 1
(m)
2.52 2.52 2.52
EXCENTRICIDADES
(kg)
7.56 5.04 2.52
30,000 50,000 50,000 130,000
(kg-m)
226,800 252,000 126,000 604,800
(kg)
0.38 0.42 0.21 1.00
11,359 12,621 6,310 30,290
(kg)
(kg)
11,359 12,621 6,310
(cm)
427,149 427,149 427,149
0.053 0.113 0.142
0.75 R
(kg)
11,359 23,980 30,290
2.25 2.25 2.25
Ki
Hi / Ki
(kg/cm)
(cm)
d i / hei
0.00120 0.00253 0.00320
456,942 456,942 456,942
0.050 0.105 0.133
0.75 R
VERIF.
0.0005 0.0010 0.0013
OK OK OK
di
di / hei
VERIF.
(m)
2.25 2.25 2.25
Ki
Hi / Ki
Di
(ton/cm)
(m)
(m)
427,149 427,149 427,149
0.00027 0.00056 0.00071
0.00112 0.00237 0.00299
Wi Di
0.0004 0.0009 0.0012
OK OK OK
Fi Di
T = 2π√(∑Wi Di )/(g ∑ Fi di )
(seg)
0.00154 0.00127 0.00071
0.071 0.081 0.025 0.177
17.452 16.035 4.475 37.962
0.14
SISMO MODERADO YY
Hi
(kg)
11,359 23,980 30,290
di
(m)
SISMO MODERADO XX
PD + P25%L
(m)
(kg/cm)
Hi
(kg)
Hi / Ki
SISMO MODERADO YY
PD + P25%L
(m)
Ki
Hi
(kg)
SISMO MODERADO XX
(kg)
Fi + Fa
(kg)
0.0050
Hi
(kg)
22,766 25,296 12,648 60,710
Fi
Fi + Fa
(kg)
22,766 25,296 12,648 60,710
Wi hi / ∑ Wi hi
Fa
=
Ki
Hi / Ki
Di
(ton/cm)
(m)
(m)
456,942 456,942 456,942
0.00025 0.00052 0.00066
0.00144 0.00119 0.00066
2
Wi Di
Fi Di
2
T = 2π√(∑Wi Di )/(g ∑ Fi di )
(seg)
0.062 0.071 0.022 0.154
16.315 14.990 4.183 35.487
0.13
