PROYECTO DE ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL
UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
DISEÑO ESTRUCTURAL DE UNA VIVIENDA MULTIFA MULTIFAMILIAR MILIAR DE ALBAÑILERÍA ALBAÑILERÍ A CONFINADA CATEDRÁTICO: Ing. Miguel Sl! ALUMNA: M"#$ne% A&il'!( A)n* Ni+,-le
C,in+,( M- /012 Pertenece a: Martínez Avilés, Amanda Nichole
Página 1
PROYECTO DE ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL RESUMEN DE PROYECTO El presente trabajo tiene como objetivo el análisis y diseño estructural de un edificio de 3 pisos destinado al uso de viviendas, ubicado en Chincha. Este proyecto se ha desarrollado empleando Albañilería Armada. El edificio se proyecta sobre un terreno regular de aproimadamente !"# m #, con un área techada de ##$."3 m #, distribuido de modo %ue todos los pisos cuentan con un departamento. El acceso se encentra en la parte frontal del edificio, el cual conduce a la escalera %ue une los 3 niveles. &e busc' una distribuci'n %ue garantice una rigide( adecuada en ambas direcciones con la finalidad de controlar los despla(amientos laterales y evitar problemas de torsi'n. A continuaci'n se procedi' a reali(ar el metrado de cargas verticales para el análisis sísmico, cumpliendo con lo estipulado en las )ormas E"#" y E"3" de Cargas y de *iseño &ismo +esistente, respectivamente, con especial nfasis en las solicitudes de la )orma E"-" de Albañilería para los muros respectivos. osterior al análisis y verificaci'n del cumplimiento de los re%uisitos y comprobaci'n sísmica global global del edifici edificio, o, se diseña diseñaron ron los element elementos os estruct estructural urales es seg/n seg/n la )orma )orma E"0" E"0" de Concreto Armado y en caso de los muros de Albañilería Confinada, de acuerdo a la )orma E"-". E"-". 1ales ales elemento elementoss diseña diseñados dos fueron fueron los siguie siguiente ntes2 s2 losas losas maci(as maci(as,, vigas, vigas, muros muros de alba albañi ñiler lería ía y cime cimenta ntaci ci'n 'n,, esta esta /ltim /ltimaa toma tomand ndo o en cons consid idera eraci ci'n 'n la )orm )ormaa E"!" E"!" de Cimentaciones.
Pertenece a: Martínez Avilés, Amanda Nichole
Página 2
PROYECTO DE ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL RESUMEN DE PROYECTO El presente trabajo tiene como objetivo el análisis y diseño estructural de un edificio de 3 pisos destinado al uso de viviendas, ubicado en Chincha. Este proyecto se ha desarrollado empleando Albañilería Armada. El edificio se proyecta sobre un terreno regular de aproimadamente !"# m #, con un área techada de ##$."3 m #, distribuido de modo %ue todos los pisos cuentan con un departamento. El acceso se encentra en la parte frontal del edificio, el cual conduce a la escalera %ue une los 3 niveles. &e busc' una distribuci'n %ue garantice una rigide( adecuada en ambas direcciones con la finalidad de controlar los despla(amientos laterales y evitar problemas de torsi'n. A continuaci'n se procedi' a reali(ar el metrado de cargas verticales para el análisis sísmico, cumpliendo con lo estipulado en las )ormas E"#" y E"3" de Cargas y de *iseño &ismo +esistente, respectivamente, con especial nfasis en las solicitudes de la )orma E"-" de Albañilería para los muros respectivos. osterior al análisis y verificaci'n del cumplimiento de los re%uisitos y comprobaci'n sísmica global global del edifici edificio, o, se diseña diseñaron ron los element elementos os estruct estructural urales es seg/n seg/n la )orma )orma E"0" E"0" de Concreto Armado y en caso de los muros de Albañilería Confinada, de acuerdo a la )orma E"-". E"-". 1ales ales elemento elementoss diseña diseñados dos fueron fueron los siguie siguiente ntes2 s2 losas losas maci(as maci(as,, vigas, vigas, muros muros de alba albañi ñiler lería ía y cime cimenta ntaci ci'n 'n,, esta esta /ltim /ltimaa toma tomand ndo o en cons consid idera eraci ci'n 'n la )orm )ormaa E"!" E"!" de Cimentaciones.
Pertenece a: Martínez Avilés, Amanda Nichole
Página 2
PROYECTO DE ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL CAPÍTULO I MARCO TE3RICO 1.1. .1.
CONC CO NCEP EPT TO DE DE ALBA LBAÑIL ÑILERÍA RÍA a Albañilería es un sistema de construcci'n %ue resulta de la superposici'n de unidades de albañilería unidas entre sí por un mortero, mortero, formando un conjunto conjunto monolítico monolítico llamado llamado muro.
Análisis y Diseño de Edificaciones de Albañilería Ing. Tomás Tomás Flavio Abanto Castillo a Albañ Albañiler ilería ía o 4ampos 4amposterí teríaa se define define como como un conjun conjunto to de unidad unidades es trabad trabadas as o adheridas entre sí con alg/n material, como el mortero de barro o de cemento. as unidades pueden ser naturales 5piedras6 o artificiales 5adobes, tapias, ladrillos y blo%ues6.
Comportamiento Sísmico y Diseño Estrctral Ing. !ngel San "artolom#
1./. 1./.
CONC CO NCEP EPTO TO DE DE ALB ALBAÑ AÑIL ILER ERÍA ÍA ARMAD RMADA A
a Albañilería Albañilería Armada Armada es a%uella a%uella %ue ha sido construida construida con unidades unidades de albañilería, albañilería, de forma tal %ue se pueden colocar refuer(os hori(ontal y vertical, a travs de orificios presentes en stas. stas . Este refuer(o es adherido a la albañilería mediante mortero, morter o, formando un conjun conjunto to unitari unitario o similar similar en cuanto cuanto a compor comportam tamien iento to con el concret concreto o armado, armado, actuando conjuntamente para resistir esfuer(os.
Análisis y Diseño de Edificaciones de Albañilería Ing. Tomás Tomás Flavio Abanto Castillo En la albañilería se integran el comportamiento del acero y de la albañilería de modo tal %ue funcionen como un todo, de manera semejante a lo %ue ocurre con el concreto y el acero en el concreto armado. ara lograr esta integraci'n %ue define la naturale(a de la albañilería armada, es indispensable %ue la adherencia de la armadura y los empalmen y anclajes de esta posibiliten el desarrollo total de la resistencia de armadura a tracci'n El componente %ue integra el acero vertical con la albañilería es siempre el concreto lí%uido, así como lo es para el acero hori(ontal cuando se coloca en espacio o canales.
Albañilería Estrctral Ing. $#ctor %allegos & Ing. Carlos Casabonne Cas abonne
Pertenece a: Martínez Avilés, Amanda Nichole
Página 3
PROYECTO DE ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL a Albañilería Armada es la albañilería refor(ada interiormente con varillas de acero distribuidas vertical y hori(ontalmente integrada mediante concreto lí%uido, de tal manera %ue los diferentes componentes act/en conjuntamente para resistir los esfuer(os. A los muros de Albañilería Armada tambin se les denomina 4uros Armados.
'orma E()(
1.4.
CRITERIOS GENERALES DE ESTRUCTURACI3N
ara reali(ar una estructura de albañilería confinada se recomienda buscar la sencille( y simetría del edificio, ya %ue la falta de simetría ya sea en masas, rigideces o resistencias produce efectos de torsi'n los cuales s'lo pueden ser evaluados en forma aproimada y en casos de sismos intensos puede ocasionar daños apreciables. En la elevaci'n buscar la sencille(, simetría y regularidad para evitar %ue se produ(can concentraciones de esfuer(os en ciertos pisos. Es ideal %ue la longitud total de muros en ambas direcciones principales de la edificaci'n sean iguales. &i eistieran muros muy largos en comparaci'n con los demás, los primeros tomarán mayor cortante y por tanto sus elementos de confinamiento re%uerirán mayor esfuer(o produciendo un encarecimiento de la estructura. Es importante %ue todos los muros estn cargados o pre comprimidos ya %ue esta les da estabilidad para resistir las tracciones %ue pueden originar las fuer(as sísmicas. os alfei(ers de ventanas deben separarse de los muros mediante una junta sísmica y serán diseñados para fuer(as perpendiculares a su plano.
Diseño de na *ivienda Econ+mica Ing. %enaro Delgado Contreras El primer paso es seleccionar una forma estructural geomtrica %ue sea segura, esttica y econ'mica para esto debemos buscar formas simples %ue tenga continuidad en elevaci'n y %ue en planta aproimadamente se logre cierta simetría.
Pertenece a: Martínez Avilés, Amanda Nichole
Página 4
PROYECTO DE ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL *eben evitarse las discontinuidades estructurales, tales como2 los cambios bruscos en la rigide( entre los diferentes pisos, muros de corte discontinuos, primeros pisos fleibles 5blandos6, etc., %ue concentran esfuer(os y causarán un comportamiento inadecuado frente a un terremoto. El diafragma une todas las proporciones del edificio para hacerlas actuar como una unidad y debe resistir cortes y momentos resultantes de las fuer(as aplicadas y contener armadura %ue act/e como colectora de fuer(as. En los edificios de albañilería la densidad de muros en ambos sentidos es determinante para lograr un 'ptimo comportamiento tanto para cargas verticales como hori(ontales.
Análisis y Diseño de Edificaciones de Albañilería Ing. Tomás Flavio Abanto Castillo •
•
•
El muro debe estar enmarcado en sus 7 lados por elementos de concreto armado 5o la cimentaci'n6 especialmente diseñados8 esto se debe al carácter cíclico del efecto sísmico. a distancia máima entre los confinamientos verticales 5columnas6 debe ser # veces la distancia %ue eiste entre los confinamientos hori(ontales 5soleras6 El área mínima de las columnas de confinamiento debe ser2 Ac ( min )=20 t donde t =espesor efectivo del muro ( cm)
•
El área del acero mínimo de refuer(o a emplear en los elementos de confinamiento hori(ontales y verticales, debe ser2 ' As ( min ) ≥ 0.1 f c Ac / fy
•
El anclaje de refuer(o vertical y hori(ontal, así como los traslapes, deben ser diseñados a tracci'n. En previsi'n del corrimiento de la falla diagonal del muro sobre los elementos de confinamiento, debe eistir concentraci'n mínima de estribos en las es%uinas del marco de confinamiento. or la importancia %ue tienen los muros ubicados en el perímetro del edificio 5son los %ue aportan mayor rigide( torsional6, y todo a%uel %ue absorbe más del 9": del cortante basal sísmico, estos deben ser refor(ados. El espesor efectivo mínimo de los muros debe ser h;#" donde
•
•
•
•
Comportamiento Sísmico y Diseño Estrctral Ing. !ngel San "artolom# SI,-ICIDAD / SI,ET01A2 Estructuras simples se comportan mejor durante los sismos, la falta de simetría produce efectos torsionales %ue son difíciles de evaluar y pueden ser muy destructivos. as fuer(as de sismo se podrán ideali(ar actuando en el centro de masas de cada piso, mientras las fuer(as %ue absorben los elementos estarán ubicados en el centro de rigide(
Pertenece a: Martínez Avilés, Amanda Nichole
Página 5
PROYECTO DE ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL el movimiento sísmico no solo ocasionará un movimiento de traslaci'n, sino adicionalmente un giro en la planta estructural 5torsi'n6.
0ESISTE'CIA / D3CTIIDAD2 El sistema de resistencia sísmica debe eistir por lo menos en dos direcciones ortogonales o aproimadamente ortogonales. as cargas deben transferirse desde su punto de aplicaci'n hasta su punto final de resistencia. or lo tanto debe proveerse una trayectoria o trayectorias continuas, con suficiente resistencia y rigide( para garanti(ar el adecuado transporte de cargas. os criterios de ductilidad deben etenderse al dimensionamiento por corte8 para lograr esto debe verificarse en el caso de una viga, %ue la suma de los momentos flectores etremos divididos por la lu( sea menor %ue la capacidad resistente al corte de la viga, y en general para cual%uier elemento %ue la resistencia proporcionada por corte sea mayor %ue la resistencia proporcionada por flei'n.
$I-E0ESTATICIDAD / ,4'4ITIS,42 Es conveniente %ue la estructura tenga una disposici'n hiperestática. Esto logra una mayor capacidad resistente, al permitir %ue, por producci'n de r'tulas plásticas, se disipe en mejor forma la energía sísmica. En el diseño de estructuras donde el sistema de resistencia sísmica no sea hiperestático, es necesario tener en cuenta el efecto adverso %ue implicaría la falla de uno de los etremos o coneiones en la estabilidad de la estructura.
3'IF40,IDAD / C4'TI'3IDAD DE A EST03CT30A2 a estructura debe ser continua tanto en planta como en elevaci'n con elementos %ue no cambien bruscamente de rigide(, para evitar concentraciones de esfuer(os. &i se usan placas y se re%uiere eliminarlas en alg/n nivel, se deberán reali(ar reducciones paulatinas de manera de obtener una transici'n.
0I%IDE5 ATE0A2 ara %ue una estructura pueda resistir fuer(as hori(ontales sin tener deformaciones importantes, será necesario proveerla de elementos estructurales %ue aporten rigide( lateral en sus direcciones principales. as estructuras fleibles son más fáciles de anali(ar y de alcan(ar la ductilidad deseada, al menos analíticamente. as estructuras rígidas no tienen mayores problemas constructivos y no tienen %ue aislar y detallar cuidadosamente los elementos no estructurales, no alcan(an ductilidades elevadas y su análisis es más complicado.
EE,E'T4S '4 EST03CT30AES2 *esempeñan un papel positivo, colaboran a un mayor amortiguamiento dinámico. En los sismos violentos, al agrietarse contribuyen a disipar energía sísmica.
Pertenece a: Martínez Avilés, Amanda Nichole
Página
PROYECTO DE ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL &u efecto negativo es %ue al tomar esfuer(os no provistos en el cálculo, distorsionan la distribuci'n supuesta de esfuer(os.
Estrctraci+n y Diseño de Edificaciones de Concreto Armado Antonio "lanco "lasco
1.5.
FALLAS ESTRUCTURALES: FALLA POR CORTE:
&i un muro está confinado por un marco eterior, al estar sometido a una fuer(a hori(ontal tomará la siguiente forma.
Es decir, se despega en dos de sus es%uinas, actuando las fuer(as mostradas en la siguiente figura. Estas fuer(as pueden ideali(arse como una carga diagonal concentrada.
En esta forma el muro sufrirá deformaciones por cortante, es decir hori(ontales. a falla a ocurrir tendrá dos alternativas2 por compresi'n en uno de los etremos cargados como se muestra en la figura o puede hacerlo a travs de una grieta a lo largo de la diagonal.
Pertenece a: Martínez Avilés, Amanda Nichole
Página !
PROYECTO DE ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL uede ser una grieta de tracci'n, %ue atraviesa indistintamente los ladrillos y el mortero, como se muestra en la figura, sucediendo cuando la adherencia en las juntas es muy buena o si eiste una carga vertical muy alta.
El otro tipo de grieta diagonal, se debe al desli(amiento de los ladrillos sobre las juntas, por efecto de esfuer(os tangenciales como se muestra en la figura, esto ocurre cuando la adherencia entre el mortero y la unidad es deficiente.
FALLA POR FLEXIÓN: a falla por flei'n en el plano del muro, en esta forma el muro trabaja como un elemento en voladi(o, ocasionándose grietas hori(ontales en las juntas inferiores del muro en el lado %ue está aplicada la fuer(a hori(ontal. a falla por flei'n perpendicular al plano del muro, se origina por la poca inercia del muro en este sentido y cuando el arriostramiento en la parte superior del muro es deficiente. a albañilería no resiste tracciones, aparecerán rajaduras verticales8 para evitar esto se colocan las vigas soleras o collar.
FALLA POR ASENTAMIENTO DIFERENCIAL: Esto se presenta cuando el terreno es de baja capacidad portante y no se ha diseñado una adecuada cimentaci'n para este tipo de suelo. a forma típica de esta falla es una grieta vertical a todo lo alto del muro.
Análisis y Diseño de Edificaciones de Albañilería Ing. Tomás Flavio Abanto Castillo as fallas más frecuentes han sido2 •
•
•
•
*años en tabi%uería de ladrillo, vidrios, comisas y parapetos, debido a tenerse estructuras muy fleibles, con poca rigide( lateral, y sin un detallado especial para ellos. Edificios %ue han colapsado debido a tener elementos con poca capacidad resistente en una direcci'n, como vigas chatas y columnas con poco peralte en la denominada direcci'n secundaria. Edificios con asimetría en planta, producida por elementos estructurales dispuestos asimtricamente o, por elementos de tabi%uería tambin asimtricos %ue cambien el comportamiento de la estructura, aparentemente simtrica cuando no se considera la influencia de los tabi%ues. Columnas falladas por efecto de tabi%ues de ladrillo con ventanas altas y %ue forman las denominadas columnas cortas.
Pertenece a: Martínez Avilés, Amanda Nichole
Página "
PROYECTO DE ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL •
Edificios con formas en donde la asimetría en planta ocasiona esfuer(os importantes debidos al giro de torsi'n.
Estrctraci+n y Diseño de Edificaciones de Concreto Armado Antonio "lanco "lasco
AGRIETAMIENTO: Es la causa más frecuente de fallas en el comportamiento de la albañilería impedirlo es, entonces, una preocupaci'n constante. &e produce por deformaciones %ue inducen esfuer(os en eceso de la resistencia en tracci'n. a albañilería es muy frágil en tracci'n. a deformaci'n puede ser inducida por la imposici'n de cargas o por restricciones al cambio volumtrico de los materiales. os cambios volumtricos incluyen los originados en las variaciones de temperatura o de humedad, en la presencia temporal de agua, en la cristali(aci'n de sales y en la corrosi'n. ara %ue una grieta sea visible, las superficies de la grieta recin formada deben separarse, indicando la eistencia previa de tracci'n. Esto implica %ue es la tracci'n la causante de las grietas, sin importar %ue las cargas primarias sean compresi'n, tracci'n o corte. or otro lado, es notorio %ue la compresi'n para pura provoca tracciones transversales y el corte puro tracciones diagonales.
as grietas con aberturas menores de ".9 mm son insignificantes, casi invisibles, y no atentan contra la permeabilidad de la albañilería8 entre esa dimensi'n y ".7 mm se clasifican como
Albañilería Estrctral Ing. $#ctor %allegos & Ing. Carlos Casabonne
1.6. ACCIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS ACCIONES PERMANENTES (CARGA MUERTA): Pertenece a: Martínez Avilés, Amanda Nichole
Página #
PROYECTO DE ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL &u intensidad no varía con el tiempo, es una carga permanente %ue incluye el peso propio de todos los elementos de la edificaci'n, tales como2 cimentaci'n, muros portantes y no portantes, losas, vigas, columnas, puertas, ventanas, instalaciones. 5Albañilería de unidades s'lidas su peso es2 9>"" ?g;m 36
ACCIONES VARIABLES (CARGA VIVA): &u intensidad varía con el tiempo, se consideran las fuer(as de gravedad %ue act/an sobre una estructura y %ue no son permanentes, tales como2 personas, muebles, mercancía, y en general todo a%uello %ue pueda cambiar de lugar en forma manual con relativa facilidad. En el análisis estructural las cargas vivas se consideran distribuidas sobre toda el área del piso como cargas uniformes. 5@iviendas su peso es2 #"" ?g;m #6
ACCIONES ACCIDENTALES (CARGA SÍSMICA): ueden tomar valores significativos solo durante pe%ueñas fracciones de tiempo8 se incluyen al sismo y al viento. En el análisis estructural estas acciones se ideali(an como fuer(as hori(ontales. os sismos producen oscilaciones hori(ontales %ue ocasionan fuer(as de inercia 5i6, %ue act/an hori(ontalmente sobre cada piso y techo, por encima de la cimentaci'n en forma concentrada. *urante un sismo un suelo vibra tanto hori(ontal como verticalmente8 el movimiento vertical es ligero y generalmente se desprecia en el diseño, pero el movimiento hori(ontal es el principal responsable de los daños producidos en una estructura por un terremoto.
TRANSMISIÓN DE CARGAS: os elementos del primer piso transmiten al terreno su peso propio, sobrecarga y el %ue reciben de los pisos superiores. o más importante es %ue el proyectista estructural logre continuidad entre los elementos estructurales, de esta forma el edificio responderá como una sola unidad frente al sismo8 las cargas se distribuirán proporcionalmente a las rigideces de los elementos8 vale decir, %ue cada uno tomará un porcentaje de la carga total. ero si la traba('n mecánica entre los elementos resistentes es deficiente no se logrará una transferencia de esfuer(os adecuada8 entonces el sismo accionará en forma independiente sobre cada uno en forma proporcional a su masa originando una concentraci'n de esfuer(os muy peligrosa.
Pertenece a: Martínez Avilés, Amanda Nichole
Página 1$
PROYECTO DE ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL
Análisis y Diseño de Edificaciones de Albañilería Ing. Tomás Flavio Abanto Castillo
CARGA MUERTA: Es el peso de los materiales, dispositivos de servicio, e%uipos, tabi%ues y otros elementos soportados por la edificaci'n, incluyendo su peso propio, %ue sean permanentes o con una variaci'n en su magnitud, pe%ueña en el tiempo.
CARGA VIVA: Es el peso de todos los ocupantes, materiales, e%uipos, muebles y otros elementos movibles soportados por la edificaci'n.
'orma E(6(
Pertenece a: Martínez Avilés, Amanda Nichole
Página 11
PROYECTO DE ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL CAPÍTULO II INTRODUCCI3N AL PROYECTO /.1.
GENERALIDADES: a primera etapa del presente proyecto se inicia con el desarrollo ar%uitect'nico del edificio. El proyecto contempla un edificio multifamiliar de tres pisos de ##$."3 m # de área techada en el *istrito de Chincha sobre un terreno rectangular. El departamento del rimer iso cuenta con2 •
&ala de Estar
•
Estudio &ala Comedor Cocina avandería
• • • •
Pertenece a: Martínez Avilés, Amanda Nichole
• • • • •
Bardín 1erra(a &&.. 3 *ormitorios &imples *ormitorio rincipal con Dal? in Closeth y &&..
Página 12
PROYECTO DE ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL •
El departamento del &egundo y 1ercer iso cuentan con2
•
•
&ala de Estar
•
Estudio &ala Comedor Cocina
• • •
Pertenece a: Martínez Avilés, Amanda Nichole
• • • •
avandería &&.. 3 *ormitorios &imples *ormitorio rincipal con Dal? in Closeth y &&..
Página 13
•
/./.
DESCRIPCI3N DEL PROYECTO
El proyecto se inicia con el planteamiento ar%uitect'nico del edificio. &e busc' diseñar un edificio simtrico tanto en distribuci'n de masas como rigideces, continuidad en la estructura y una resistencia adecuada8 así mismo regularidad en la planta para evitar problemas de torsi'n ante un sismo. a edificaci'n no debe sufrir daño alguno durante un sismo leve, puede presentarse • daños dentro de límites tolerables para su reparaci'n en sismos moderados, y no debe colapsar durante sismos severos, preservando la integridad física de sus ocupantes. •
•
/.4.
NORMAS EMPLEADAS: 4etrado de Cargas Análisis &ísmico *iseño de Albañilería
• • •
)orma E"#" de Cargas )orma E"3" de *iseño &ismo +esistente )orma E"-" de Albañilería
•
/.5.
DATOS GENERALES: • • • •
bicaci'n )F de isos so &istema Estructural
2 2 2 2
•
*istribuci'n Ar%uitect'nica2
•
Chincha 3 pisos @ivienda Albañilería Confinada Albañilería Armada n departamento por piso, con un área techada por piso de ##$."3 m # 9.>" 1on;m# 7#"" ?g;cm# #.! ?g;cm# •
eso de la Albañilería Acero 5fy6 +esistencia del terreno
• • •
2 2 2
•
/.6.
ESTRUCTURACI3N: • • •
•
•
• •
•
a estructuraci'n del edificio tiene las siguientes características2 Eiste una densidad de muros más o menos aceptables en ambas direcciones. osa aligerada en una direcci'n 5la lu( más corta6 de #" cm de espesor8 ya %ue eisten luces mayores a 7m. ara la albañilería confinada se han considerado todos los muros de cabe(a, ya %ue seg/n la )orma de &ismo resistencia E G "3" la ecentricidad accidental hace %ue estos, tomen incrementos de cortantes por torsi'n importantes, principalmente a%uellos %ue están más alejados del centro de rigide( del edificio, es decir, los perimetrales. as ventanas de los ambientes han sido ubicadas en los etremos de los paños8 para obtener muros de mayor longitud. as vigas soleras se prolongarán por encima de los vanos. )o se han considerado en el análisis estructural los muros menores o igual a 9.#" m de longitud. os muros tendrán una altura de #.!" m •
CAPÍTULO III METRADO DE CARGAS •
ara reali(ar el metrado de cargas se consideran todos los muros estructurales y no estructurales, así como tambin los alfei(ers, para esto se han considerado los siguientes pesos2 eso de la losa aligerada 2 ".3" 1on;m# 5eH#" cm6 • 5Este dato lo encontramos en la 'orma E(6( & Ane7o 86 • eso de la albañilería 2 9.>" 1on;m3 • eso de piso terminado 2 ".9" 1on;m # • eso de la losa aligerada
[email protected] 2 ".#! 1on;m# • Cabe mencionar %ue la 'orma E(9( & Artíclo8:.9 nos indica lo siguiente2 • En edificaciones de la Categoría C, se tomará el #!: de la Carga @iva. • I para a(oteas y techos en general se tomará el #!: de la Carga @iva. • Ambos puntos se resumen en lo siguiente2 • Peso Total =Carga Muerta + 25 CargaViva • •
•
4.1.
METRADO EN ALBAÑILERÍA CONFINADA: -rimer -iso2 #>9.7$
•
Segndo -iso2 #0!.#9
•
Tercer -iso2 #0!.#9
•
4./.
METRADO EN ALBAÑILERÍA ARMADA: -rimer -iso2 9>7.##
•
Segndo -iso2 9--.$9
•
Tercer -iso2 9--.$9
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
CAPÍTULO IV •
FUER7A CORTANTE EN LA BASE
•
ara esto la 'orma E(9( ; Artíclo 8).9 nos da la siguiente f'rmula2
• •
V =
•
Z xU xC x S xP R
•
J2 Jonificaci'n <'orma E(9( ; Artíclo => 2 Categoría de la Edificaci'n <'orma E(9( ; Artíclo 8(> C2 actor de Amplificaci'n &ísmica <'orma E(9( ; Artíclo )> &2 Condiciones Keotcnicas <'orma E(9( ; Artíclo :.6> +2 &istema Estructural <'orma E(9( ; Artíclo 86> 2 eso 1otal de Edificaci'n2
• •
5.1.
7ONIFICACI3N: El territorio nacional se considera dividido en tres (onas. Este factor se interpreta como la aceleraci'n máima del terreno con una probabilidad de 9": de ser ecedida en !" años. Al ser una vivienda ubicada en la ciudad de Chincha, consideraremos el siguiente cuadro dado por la 'orma E(9( ; Artíclo =. •
•
• •
FACTOR 7ONA
•
7O
•
NA
7
•
•
3
•
#
•
9 •
".7
•
" ".3
•
" ".9
•
! •
• • • • • • • •
•
or lo tanto
en esta estructura el actor Jona será ".7". • • • •
5./. CATEGORÍA DE LA EDIFICACI3N: ara esto consideraremos el siguiente cuadro dado por la 'orma E(9( ; Artíclo 8(2
CATEGORÍA DE LAS EDIFICACIONES
•
CATEG ORÍA
•
FAC TOR U
DESCRIPCI3N ospitales, Centros de Comunicaci'n, Cuarteles de Lomberos y olicías, &ubestaciones Elctricas, +eservorios de Agua, Centros Educativos y edificaciones %ue puedan servir de refugio luego de un desastre. 1ambin se incluyen edificaciones cuyo colapso puede representar un riesgo adicional, como grandes hornos, dep'sitos de materiales inflamables o t'icos. •
A Edificaci • ones Esenciales •
L Edificaci • ones Mmportantes •
1eatros, Estadios, Centros Comerciales, Establecimientos enitenciarios, 4useos, Libliotecas y Archivos Especiales. 1ambin se •
•
9.!"
•
9.3"
considerarán dep'sitos de granos y otros almacenes importantes para el abastecimiento. C Edificaci • ones Comunes •
* Edificaci • ones 4enores •
•
@iviendas, Nficinas, oteles, +estaurantes, *ep'sitos e Mnstalaciones Mndustriales cuya falla no acarree peligros adicionales de incendios, fugas de contaminantes, etc. •
9.""
•
Cercos de 9.!" m. de altura, *ep'sitos temporales, e%ueñas @iviendas 1emporales y Construcciones &imilares. •
O
•
or lo tanto en esta estructura el actor de so será 9."".
•
5.4. FACTOR DE AMPLIFICACI3N SÍSMICA: ara hallar el actor de Amplificaci'n &ísmica emplearemos la siguiente f'rmula dada por la 'orma E(9( ; Artíclo ) 2 •
C =2.50 x
•
( ) T p T
C ! 2.50
•
1 p2 *ependerá del arámetro de &uelo %ue encontramos en el artículo de las Condiciones Keotcnicas. 1 2 eriodo undamental <'orma E(9( & Artíclo 8).6> •
•
$allando -eriodo Fndamental2 •
T =
•
" n C T
•
hn2 Altura 1otal del Edificio • C12 ara estructuras de mampostería y para todos los edificios de concreto armado cuyos elementos sismoresistentes sean fundamentalmente muros de corte será 0" •
•
T =
•
7.50 60
= 0.13
• •
5.5. CONDICIONES GEOT8CNICAS: ara hallar el arámetro de &uelo emplearemos el siguiente cuadro dado por la 'orma E(9( ; Artíclo :.62 •
•
T
•
PARÁMETROS DE SUELO DESCRIPCI3N
IPO •
S1
•
+oca o suelos muy rígidos
•
S/
•
&uelos muy intermedios
T9 •
S •
".7" •
".0"
9."" •
9.#"
•
S4
•
&uelos fleibles o con estratos de gran espesor
•
S5
•
Condiciones ecepcionales
•
•
".$" •
9.7" •
O
O
•
ara esta estructura se empleará el peor suelo por lo tanto se empleara el &3. • Ia %ue tenemos el arámetro de &uelo tambin tenemos el 1 p8 así %ue ya podemos hallar el actor de Amplificaci'n &ísmica2 •
•
C =2.50 x
•
( )= 0.90 0.13
=2.50
18 entonces C
•
5.6. SISTEMA ESTRUCTURAL: ara hallar el &istema Estructural veremos la 'orma E(9( ; Artíclo 862 • En el punto ! dice %ue para diseño por esfuer(os admisibles el valor será 0. •
•
5.2. PESO TOTAL DE LA EDIFICACI3N: ara esto se suma el peso de los 3 pisos hallados por medio del metrado de cargas8 por lo tanto tenemos %ue el eso 1otal de la edificaci'n en Albañilería Confinada es >99.$# y para Albañilería Armada es !7"."7 •
•
Teniendo todos los valores podemos ?allar la Fer@a Cortante en la "ase para Albañilería Armada2 •
•
•
V =
0.40 x 1.00 x 2.50 x 1.40 6
x 540.04 =94.51
• • • • • • • • • • • • • • •
CAPÍTULO VI •
FUER7AS INERCIALES Y CORTANTE POR PISO
•
2.1.
FUER7AS INERCIALES:
En el libro Diseño de na *ivienda Econ+mica ; Ing. %enaro Delgado Contreras <-ág.(9> se dice %ue las fuer(as inerciales son proporcionales a la masa y %ue es por esto muy importante %ue la estructura y los elementos no estructurales tengan el menos peso posible. os Cortantes de cada entrepiso serán distribuidos en funci'n de las rigideces relativas • de los muros de corte para luego hacer las debidas correcciones por torsiones reales y accidentales producidas por la forma y distribuci'n de los muros. •
• •
•
:.6.
CORTANTE POR PISO: En el libro Análisis y Diseño de Edificaciones de Albañilería P Ing. Tomás Flavio Abanto Castillo <-ág 89)> nos dice %ue la fuer(a cortante por nivel se distribuye •
proporcionalmente a la rigide( lateral. •
• • • •
CAPÍTULO VII •
CENTROS DE MASA
•
En el libro Diseño de na *ivienda Econ+mica & Ing. %enaro Delgado Contreras <-ág 8> nos dice %ue el centro de masas depende de la distribuci'n de las cargas de gravedad en la estructura ara hallar el Centro de 4asa de la estructura primero se hallara el centro de masa de • cada muro, para luego con la sumatoria de los esos, y y se hallara las coordenadas del Centro de 4asa de la Estructura. •
• • •
• • • • • • • • • • • •
CAPÍTULO VIII •
•
CENTRO DE RIGIDE7
El centro de rigide( depende de la distribuci'n de los elementos en la estructura, y siempre se locali(ará en el sector donde se concentra la mayor cantidad de elementos sismoresistentes. ara hallar el centro de rigide( se necesitará reali(ar las transformadas de cada muro, y • ubicar su momento de inercia de cada transformada. •
•
1ambin se necesitará el 4'dulo de Elasticidad 5Em6, la forma de hallarlo la encontramos en la 'orma E()( & Artíclo 6B.)2 •
#m =500 x f m
• •
El f m se encuentra en el siguiente cuadro ubicado en la 'orma E()( & Artíclo 89. •
RESISTENCIAS CARACTERÍSTICAS DE LA ALBAÑILERÍA
•
M
•
AT. PRIMA
Qing Qong Artesanal •
a l l i • c r A
Qing Qong Mndustrial •
•
+ejilla Mndustrial
Qing Qong )ormal •
l a c G • o c i l í &
•
*dalo
Estandar y mecano 5O6 •
PILA S )
UND. ;
DENOMINACI 3N
!.7
•
•
5!!6 •
•
97.# 597!6
•
#9.9 5#9!6
•
9!.590"6
•
97.# 597!6 97.# 597!6 7.$
•
•
•
".> 5>.96
>.3
•
".$ 5$.#6
•
9." 5$.-6
•
9." 5$.-6
•
".$ 5$.#6
-.3
•
".> 5>.06
>.3
•
".$ 5$.#6
$.3
•
9." 5$.-6
•
9.9 59".$6
9".> 599"6 $.3
•
5$!6 •
9".> 599"6
•
•
•
5-!6
5$!6 >.3
5>!6
•
5>!6 -.7
•
0.7
5-76 0.7
•
".! 5!.96
5>!6
50!6
Concreto Llo%ue 1ipo 5O6
•
50!6
5!"6 •
3.7 53!6
•
•
MURE TES &)
•
99.> 59#"6
•
ara hallar la rigide( en todos los muros para R e I se empleará la siguiente f'rmula dada en el libro Comportamiento Sísmico y Diseño Estrctral del Ing. !ngel San "artolom# <-ág. )=> 2
# x t
$ = •
( ) ( ) 3
4
% % +3 & &
•
1eniendo todo esto podremos obtener la +igide( 1orsional %ue nos ayudará a obtener las coordenadas del Centro de +igide( de la Estructura, mediante la siguiente f'rmula, dada en el libro Análisis y Diseño de Edificaciones de Albañilería P Ing. Tomás Flavio Abanto Castillo <-ág 8B(>2 •
•
•
C ( R ( =
∑ ( Pi x ) ∑ Pi
) C ( R (=
∑ ( Pi x ) ) ∑ Pi
•
•
• • • • • • • • • •
CAPÍTULO I< •
E
•
&i el centro de masas no coincide con el centro de rigideces se produce un momento torsor, el cual produce un incremento en los cortantes de los muros de albañilería
•
•
Eisten dos tipos de ecentricidades, son2
•
•
=.1.
E
Es la diferencia coordenada del Centro de 4asa y del Centro de +igide(.
•
=./.
E
Es el !: de la distancia de la losa tomada en el punto del Centro de 4asa.
• • • • •
• • • • • • • • • • • • • •
CAPÍTULO < MOMENTO DE INERCIA POLAR •
ara esto se empleará las +igideces en R e I, los Centros de 4asa de cada muro y el Centro de +igide( de la estructura. o %ue se hará con estos Centros de 4asa y el Centro de +igide(, será hallar la • diferencia, de esta manera se tendrán nuevas coordenadas %ue son necesarias para hallar el 4omento de Mnercia olar, ya %ue estas coordenadas se elevarán al cuadrado para hacer multiplicadas por el Q y Qy8 cabe mencionar %ue si trabajamos con el Q se multiplicará por la coordenada I al cuadrado y viceversa8 teniendo todo esto se hallarán las sumatorias y obtendremos el siguiente cuadro2 •
•
• • •
•
• •
CAPÍTULO
&i el Centro de 4asas no coincide con el Centro de +igide(, se produce un 4omento 1orsor el cual produce un incremento en los cortantes de los muros de albañilería8 los cuales deben ser considerados para efectos de diseño. ara esto necesitaremos la ongitud ya usada para la Ecentricidad Accidental, la • Ecentricidad Accidental, Ecentricidad +eal y el Cortante por iso. •
• • • • •
• • • • • • • • • • • • • •
CAPÍTULO
•
•
El libro Análisis y Diseño de Edificaciones de Albañilería P Ing. Tomás Flavio Abanto Castillo <-ág. 8B8> nos da las siguientes f'rmulas para hallar el Mncremento del 4omento 1orsor2 •
•
M x •
* V x =
( ) $ x #m
x )
+
•
M y x •
* V y =
( ) $ y
# m
x '
+
• • • • • •
CAPÍTULO
SELECCI3N DEL INCREMENTO TORSOR
•
ara la selecci'n del Mncremento 1orsor se elegirá de las variaciones el mayor siempre y cuando sea mayor a cero. •
• • • •
• • •
CAPÍTULO
CORTANTE TRASLACIONAL
•
ara reali(ar el Cortante 1raslacional usaremos el Cortante por iso y la +igide( 1orsional, usaremos las siguientes f'rmulas dadas en el libro Análisis y Diseño de Edificaciones de Albañilería P Ing. Tomás Flavio Abanto Castillo <-ág. 89>2 •
•
•
V trasx =
Vn x $x
V trasx =
Vn x $x $x
∑ $x
•
•
∑
•
CAPÍTULO
DISEÑO DE CORTANTE
El libro Análisis y Diseño de Edificaciones de Albañilería P Ing. Tomás Flavio Abanto Castillo <-ág. 8B9> nos dice %ue para hallar el Cortante de *iseño usaremos la siguiente f'rmula2 V dise,o =V tras + V torsi-n • •
•
•
•
•
•
•
CAPÍTULO
DISEÑO FINAL
•
ara el *iseño inal lo %ue se hará es elegir el mayor de ambos *iseños reliminares.
• •
12.1. DISEÑO FINAL PRIMER PISO: • •
*e esta manera tendremos %ue el Cortante de *iseño es 9>".9>, lo cual nos indica %ue la estructura para el rimer iso está diseñada para un cortante mayor al de Cortante por iso, ya %ue mi Cortante por iso es 979.$". •
•
12./. DISEÑO FINAL SEGUNDO PISO: • •
*e esta manera tendremos %ue el Cortante de *iseño es 97>.!-, lo cual nos indica %ue la estructura para el &egundo iso está diseñada para un cortante mayor al de Cortante por iso, ya %ue mi Cortante por iso es 99-."". •
•
12.4. DISEÑO FINAL TERCER PISO: •
•
*e esta manera tendremos %ue el Cortante de *iseño es >$."", lo cual nos indica %ue la estructura para el &egundo iso está diseñada para un cortante mayor al de Cortante por iso, ya %ue mi Cortante por iso es -"."$. •
•
•
•
•
•
CAPÍTULO
PARÁMETRO DE ESBELTE7
•
ara hallar el arámetro de Esbelte( se necesitará el Cortante de *iseño de los 3 pisos %ue ha sido hallado anteriormente, así como tambin el 4omento Actuante %ue se hallará mediante la siguiente f'rmula2 •
•
Me =Ve x %
• •
Cabe mencionar %ue este 4omento Actuante es acumulativo8 es decir, en el rimer iso se le añade lo del &egundo y 1ercer iso. ara hallar el arámetro de esbelte( se empleará la siguiente f'rmula %ue se encuentra • en la 'orma E()( & Artíclo 6:.92 •
•
1 •
3
!∝ !1
• • • • •
CAPÍTULO
•
FISURACI3N
ara la isuraci'n hay %ue tener en cuenta el eso del 4uro, eso de osa, eso de iso 1erminado, a partir de estos hallaremos la Carga 4uerta, Carga @iva y el eso Kravitacional, %ue se halla mediante la siguiente f'rmula2 •
•
Pg=C ( M (+ 25 .C(V(
• •
El g es acumulativo8 es decir el del rimer iso se le agregará lo del &egundo y 1ercer iso. ay %ue recordar %ue para hallar el eso de la osa y del iso 1erminado necesitamos • saber el área tributaria8 es decir el área de losa %ue soportará cada muro. ara hallar la +esistencia de Agrietamiento *iagonal necesitaremos los datos de • diseño, para esto utili(aremos el cuadro ubicado en la 'orma E()( & Artíclo 89. 5el cual tambin ha sido usado para reali(ar los cálculos para hallar la +igide( 1orsional6 1eniendo los datos %ue nos proporciona el cuadro, podremos calcular la +esistencia de • Agrietamiento *iagonal mediante la siguiente f'rmula %ue la encontramos en la 'orma E()( & Artíclo 6:.92 •
•
Vm = 0.5 v m x ∝ x t + 0.23 x Pg
• •
Esto se hallará muro por muro y a la ve( debe cumplir la siguiente condici'n2
• •
Ve ! 0.55 Vm
• •
&i esta condici'n se cumple significa %ue el muro no se agrieta ni fisura.
•
• •
•
CAPÍTULO
•
Vu =1.25 x Ve
• •
I para hallar el 4omento Amplificado usaremos la siguiente f'rmula2
• •
Mu =1.25 x Me
• •
•
• • • • •
•
CAPÍTULO <<
FACTOR DE REDUCCI3N POR RESISTENCIA •
•
a )orma E"-" nos dice %ue el factor de reducci'n de la capacidad resistente a fleocompresi'n S, se calculará mediante la siguiente epresi'n2
• • • • • • • • • • • • • • • •
CAPÍTULO <
ESFUER7O DE FLE
COMPRESI3N
•
•
En este punto la )orma E"-" nos dice %ue se verificará la necesidad de confinar los etremos libres 5sin muros trasversales6 comprimidos, evaluando el esfuer(o de compresi'n /ltimo 5Tu6 con la f'rmula de flei'n compuesta2
•
•
En la %ue u es la carga total del muro, considerando el 9"": de sobrecarga y amplificada por 9.#!.
•
1oda la longitud donde se tenga T uU".3fVm deberá ser confinada. El confinamiento se hará en toda la altura del muro donde los esfuer(os calculados sean mayores o iguales al esfuer(o límite indicado
•
Cuando se utilice confinamiento, el refuer(o vertical eistente en el borde libre deberá tener un diámetro *U93, donde <&= es el espaciamiento entre elementos de confinamiento.
•
•
•
CAPÍTULO <
•
a )orma E"-" nos dice %ue para todos los muros portantes se debe cumplir %ue la capacidad resistente a flei'n 4n, considerando la interacci'n carga aial G momento flector, reducida por el factor S, sea mayor o igual %ue el momento flector factori(ado 4n2 •
•
ara muros de secci'n rectangular, la capacidad resistente a flei'n 4 n podrá calcularse aplicando la siguiente f'rmula2
•
•
ara calcular el área de acero As a concentrar en el etremo del muro, se deberá utili(ar la menor carga aial2 •
•
Cuando el etremo traccionado concurra un muro perpendicular, el momento flector 4n podrá ser reducido en2
•
•
•
•
•
•
CAPÍTULO <
•
•
a )orma E"-" nos indica %ue debemos cumplir lo siguiente2
•
•
•
•
•
•
CAPÍTULO <
•
ara hallar la cantidad y diámetro de los aceros a emplear en cada muro lo %ue se hará será usar el área de acero ya hallada en el refuer(o vertical y a partir de ahí se hallarán la cantidad y diámetro de acero a emplear. a compresi'n resultante nos ayudará a hallar la longitud en la %ue irán estos aceros8 es decir la longitud %ue resulte del cálculo será de afuera hacia adentro en ambos etremos en la cual se colocarán estos aceros %ue se han calculado. •
•
•
•
CAPÍTULO <
•
a )orma E"-" nos da las siguientes f'rmulas para hallar el acero hori(ontal2
•
•
CAPÍTULO <
•
a )orma E"-" nos dice %ue el Concreto í%uido o Krout es un material de consistencia fluida %ue resulta de me(clar cemento, agregados y agua, pudindose adicionar cal hidratada normali(ada en una proporci'n %ue no eceda de 9;9" el volumen de cemento u otros aditivos %ue no disminuyan la resistencia o %ue originen corrosi'n del acero de refuer(o. Este se emplea para rellenar los alveolos de las unidades de albañilería en la construcci'n de muros armados, y tiene como funci'n integrar el refuer(o con la albañilería en un solo conjunto estructural.
•
os muros de edificaciones de uno y dos pisos cuyo esfuer(o cortante ante sismos severos no eceda de2
