CONFIGURACION ESTRUCTURAL

PROYECTO: “CONSTRUCCION Y MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA INSTITUCION EDUCATIVA Nº88153 DEL DISTRITO DE TAUCA, PROVINCIA DE PALLASCA, REGION ANCASH”

MEMORIA DE CÁLCULO DEL DISEÑO ESTRUCTURAL DE AULAS DEL PROYECTO: “CONSTRUCCION Y MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA INSTITUCION EDUCATIVA Nº88153 DEL DISTRITO DE TAUCA , PROVINCIA DE PALLASCA REGION ANCASH”

1.0

UBICACIÓN DEL PROYECTO. •

UBICACIÓN. Políticamente Región Departamento Provincia Distrito

: : : :

Ancash Ancash Pallasca Tauca

Geográficamente: Altitud

2.0

:

3367 msnm.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO. •

DISTRIBUCIÓN ARQUITECTÓNICA. La estructura a analizar tiene que ser un edificio de 2 pisos de concreto armado. El área es de 6.50 m x 25.90, con un pasadizo en voladizo en el segundo nivel de 2.10 m de ancho, y el área total

del primer nivel es de 168.35 m2 y el área total del

segundo nivel es de 220.15 m2; Con una altura de 3.30 m por nivel. El uso del edificio es para Aulas Educativas. Además el edificio contara con una escalera, ubicada al lado derecho (visto frontalmente) de la edificación, la misma que esta separada mediante una junta de dilatación.

3.0

ESTRUCTURACIÓN, PREDIMENSIONAMIENTO Y METRADO DE CARGAS DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES. Las estructuras las planteamos en función del plano de arquitectura y serán del tipo aporticado de concreto armado. En este tipo de construcción los pórticos tendrán doble función, ya que de una parte cumplen una función netamente portante,

GOBIERNO REGIONAL DE ANCASH


resistiendo las cargas de gravedad de la edificación y por otra parte cumplen con la función de arriostre resistiendo las cargas laterales debidas a sismos, vientos y otras causas. En esta etapa del proceso de cálculo se ha seleccionado una distribución adecuada de los distintos elementos del conjunto estructural, tales como la disposición de columnas y vigas (estos unidos monolíticamente conforman pórticos de uniones rígidas), la determinación del sentido del aligerado, selección de muros, etc.; tratando de adquirir coherencia en todas las partes de la estructura y buscando que la línea de acción de las fuerzas se transmita en forma equilibrada a la cimentación. Así tenemos que las cargas verticales estarán soportadas por pórticos interiores.

3.1

CARGAS DE DISEÑO. Las cargas verticales se evaluaron conforme a la norma de cargas N.T.P E-020 del Reglamento Nacional de edificaciones.

3.1.1 CARGAS MUERTAS. . * PESO PROPIO. Referida al peso de los diferentes elementos estructurales, tales como vigas, columnas, aligerados, etc. En el Reglamento Nacional de Edificaciones, se especifican pesos promedios para diferentes alturas de aligerados.

CARGAS UNITARIAS DE LOSA ALIGERADA. Losa aligerada de h= 20 cm

Para 1 m2 de losa: Peso de losa = 0.05 m x 1 m x 1 m x 2400 kg/m 3 = 120 kg Peso de = 2.5 viguetas x 0.1 m x 0.12 m x 1 m x = 72 kg viguetas 2400 kg/m3 Peso de ladrillos = 2.5 filas x 3.3 ladrillos/fila x 10.5 = 86.7 kg kg/ladrillo



278.7 Según el RNC, para una losa de h = 20 cm:

= 280 kg/m2

* PESO MUERTO O SOSTENIDO. Se refiere a elementos no estructurales como tabiques, pisos, instalaciones permanentes, etc. Para propósitos de diseño se consideran los siguientes pesos: PISO TERMINADO

:

100 Kg/m 2

TABIQUERIA

:

100 Kg/m2

3.1.2 CARGAS VIVAS O SOBRECARGAS. Generalmente es distribuida y móvil, pudiendo extenderse en las zonas precisas para producir efectos más desfavorables. Se especifica en el Reglamento Nacional de Edificaciones de acuerdo al uso que se va a dar a los pisos como es este caso para edificaciones escolares; Así tenemos: PRIMER PISO

:

300 Kg/m2

SEGUNDO PISO

:

100 Kg/m 2

ESCALERA

:

400 Kg/m2

Las sobrecargas obedecen a que la estructura esta destinada a ser utilizada íntegramente como unas aulas.

3.2

MATERIALES.

3.2.1 CONCRETO. Las resistencias cilíndricas del concreto (a los 28 días) a usarse dentro del Análisis Estructural y el futuro Diseño Sismorresistente, son los siguientes: ALIGERADOS y VIGAS COLUMNAS y/o PLACAS

: :

fć = 210 Kg/cm2

fć = 210 Kg/cm2

ZAPATAS

:

fć = 210 Kg/cm2

ESCALERA

:

fć = 210 Kg/cm2



3.2.2 REFUERZO METÁLICO. Para todos los elementos estructurales se usará el “ACERO GRADO 60” que presenta un límite a la fluencia de: fý = 4200 Kg/cm2

4.0

METRADO DE CARGAS.

4.1

METRADO DE CARGAS VERTICALES: El metrado es una técnica con la cual se estiman las cargas actuantes sobre los distintos elementos estructurales que componen el edificio. Este proceso es aproximado ya que por lo general se desprecian los efectos hiperestáticos producidos por los momentos flectores, salvo estos sean muy importantes. Como regla general, al metrar cargas debe pensarse 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 o muros que la soportan, luego, estas vigas al apoyarse sobre las columnas transmiten la carga hacia sus elementos de apoyo que son las zapatas; finalmente, las cargas pasan a actuar sobre el suelo de cimentación.

5.- ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACIÓN ESCOLAR. 5.1

CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE LOS ELEMENTOS. La estructura a analizar tiene que ser un edificio de 2 pisos con pórticos de concreto armado. El área es de 6.50 m x 25.90 m, con un pasadizo en voladizo en el segundo de 2.00 m de ancho, y el área total del primer nivel es de 168.35 m2 y el área total del segundo es de 220.15 m2; Con una altura de 3.30 m por nivel. El uso del edificio es para centro Educativo. No

se

realizaron

ensayos

de

laboratorio

para

conocer las

características de los materiales. Se ha considerado a los elementos homogéneos. La resistencia a la compresión del concreto de las



columnas, vigas y/o placas es de f'c=210 kg/cm². Con un módulo de elasticidad del concreto de 15000 √fć kg/cm². Además, se consideró un peso unitario del concreto de 2400 kg/m³. Las losas son aligeradas de 20 cm de espesor en el primer y segundo nivel. El esfuerzo de fluencia del acero de refuerzo es de 4200 kg/cm², y Es= 2x10 6 kg/cm² En la dirección transversal “Y-Y”, se ha considerado una resistencia de la mampostería de f'm=64 kg/cm² con un f'b=100 kg/cm², que es la resistencia equivalente de muros con ladrillo industrial. Con un módulo de elasticidad de la mampostería de 32000 kg/cm². La cimentación consiste en un sistema de zapatas continuas, conectadas por vigas, para el análisis se ha considerado que esta cimentación empotra a los elementos verticales. Los alfeizares en la dirección longitudinal “ X-X” y la escalera están separados de la estructura principal mediante juntas de aislamiento sísmico, por lo que no se considerara en el análisis.

5.2. MODELAMIENTO DE ESTRUCTURAS MEDIANTE PROGRAMAS DE CÓMPUTO. En los últimos años, el uso de programas de cómputo en los procesos de análisis y diseño se ha extendido ampliamente. Particularmente en ingeniería estructural, los programas de análisis cubren un campo de aplicaciones que van desde las estructuras aporticadas, con arriostres o muros de corte, hasta la inclusión de disipadores de energía o de aisladores sísmicos en la base, los pisos o coberturas laminares pueden ser modelados con elementos finitos apropiados. Asimismo, debido al desarrollo de aplicaciones con elementos finitos, con ciertos programas es posible modelar el suelo circundante a la cimentación en conjunto con las estructuras de la cimentación. En la actualidad se cuentan con programas de uso general, para diversos tipos de estructuras: Edificios, puentes, losas, estructuras analizables con estados planos de esfuerzo o deformación, etc. Sin embargo la demanda mayor sigue siendo la de edificios, y por esta razón también hay programas diseñados exclusivamente para su uso en estas estructuras. Estos programas, aparte de la evidente desventaja de su estrecho campo de aplicación, tienen las ventajas siguientes:



•

Facilidad en el ingreso de datos, enfocado en trabajar con términos propios a los edificios, pues el modelamiento se hace a partir de pisos, vanos, ejes de columnas, muros, en lugar de elementos genéricos.

•

En forma consistente con los datos, los resultados son presentados en forma rápidamente entendible para el ingeniero, de acuerdo a cada elemento de la estructura.

•

A nivel rápidamente interno de programación, los métodos de solución de las ecuaciones involucradas se concentran en aquellas mas apropiadas, según las características numéricas de un problema que viene a ser típico.

El enfoque de la enseñanza y la aplicación del análisis estructural esta cambiando en forma acelerada debido a la profusión del uso y disponibilidad de la computadora, la capacidad de calculo siempre creciente han tenido como era de esperar, un efecto positivo en los programas para el análisis de estructuras, el uso de la computadora permite optimizar el diseño al ser factible considerar diversos sistemas estructurales, geometrías o secciones para una misma estructura en un tiempo razonable. También se puede aumentar la confiabilidad estructural al poder considerarse con relativa facilidad diversas combinaciones de cargas mas allá de las mínimas requeridas por un Reglamento, todo esto es posible mediante el uso de programas profesionales para el análisis estructural. Lo que no es posible sustituir mediante una computadora es el esfuerzo detrás de años de estudio en la universidad y sobre todo el buen juicio ingenieril. El programa SAP V 10.01 (Structural Analysis Program) es uno de propósito específico, con el que se pueden realizar análisis estáticos y dinámicos. Los análisis se realizan básicamente en el rango lineal, pero pueden ser considerados elementos no lineales en los apoyos o en los disipadores de energía. En lo que compete a este trabajo de tesis se analizara las estructuras con la versión 10.01.



De acuerdo al programa, el edificio esta formado por un ensamblaje de columnas, vigas, arriostres, si los hubiera y muros interconectados por losas horizontales las cuales son diafragmas rígidos en su plano, la geometría básica es definida con referencia a una malla simple tridimensional, formada por la intersección de los planos de cada piso y los ejes de las columnas, los edificios son simétricos o de forma regular en planta. El comportamiento torsional de los diafragmas y la compatibilidad

entre los diafragmas de cada piso es tomado en

cuenta, con las compatibilidades de desplazamientos considerados en el modelo. Evidentemente, una gran ventaja de contar con un programa de este tipo es el de disponer del modelo de una edificación y poder realizar las modificaciones, geométricas o de inclusión de elementos estructurales, si es que el edificio no cumple con los requerimientos de resistencia o deformación determinados por el actual código de diseño sismorresistente A continuación se muestra el proceso de creación de un modelo estructural en el programa. PASO 1. Elaboración de la geometría del Modelo. PASO 2. Re-etiquetado de los Nudos y elementos PASO 3. Definición de las propiedades del Material. PASO 4. Definición de las secciones. PASO 5. Asignación de grupos. PASO 6. Asignación de las secciones. PASO 7. Asignación de restricciones en los apoyos . PASO 8. Definición de los Casos de carga estática. PASO 9. Asignación de cargas estáticas. PASO 10. Definición de combinaciones de carga: PASO 11. ANALISIS DINAMICO: PASO 12. Asignación de valores de Inercia Traslacional y Rotacional. PASO 13. Asignación de Restricciones y Constraints. PASO 14. Definición del Espectro de Aceleraciones. PASO 15. Definición del caso de Respuesta Espectral.



PASO 16. Análisis de la Respuesta Espectral. PASO 17. Evaluación de Resultados.

4.3

EVALUACIÓN DE LA FUERZA HORIZONTAL SÍSMICA.

De acuerdo a la Norma Técnica de edificación, E-030 2003 de diseño Sismorresistente, la fuerza cortante total en la base de la estructura, correspondiente a la dirección considerada, se determinará por la siguiente expresión: V =

ZUCS R

× P

Debiendo considerarse para C/R el siguiente valor mínimo: C R

≥ 0.1

Donde: :

Z U

:

la S C

: :

R

:

P

:

Factor de zona Factor de uso (depende de la categoría de Edificación) Parámetro del suelo Coeficiente sísmico (en función del Periodo fundamental) Coeficiente de reducción para estructuras Regulares. Peso de la edificación.

Valores de “Z”

Como la edificación se encuentra ubicada en la ciudad de Tauca en la Provincia

de

Pallasca,

Región

Ancash,

tomaremos

el

valor

correspondiente a la Zona 3, es decir Z=0.4 Valores de “U”

Como se trata de una edificación esencial de categoría A, el factor de uso será de 1.50 Valores de “S”

El suelo de Tauca es un suelo intermedio, debido a que presenta capas densas de arena o grava sin presencia de un nivel. Se



caracteriza por no cambiar su forma ante efectos sísmicos; por lo tanto, corresponde al perfil tipo S2, correspondiéndole el parámetro 1.20 y por lo tanto el periodo que define la plataforma del espectro

para este tipo de suelo será de 0.60 seg. Valores de “C”

Uno de los cambios importantes es la forma de la curva del Factor de Amplificación Sísmica C, la misma que se utilizara en la definición del espectro de diseño, se ha suprimido el exponente 1.25 de manera que ahora la curva baja mas lentamente para periodos largos; de esta manera se regresa a la versión de 1977.

De acuerdo a las

características del sitio, se define el factor de amplificación sísmico por la siguiente expresión: TP C = 2.5( ) T

Y además

C ≤ 2.5

Y se interpreta como el factor de amplificación

de la respuesta

estructural respecto a la aceleración del suelo. Calculamos el período fundamental “T”: T = (

C T = 35

h C T

)

: Para edificios cuyos elementos resistentes en la dirección considerada sean únicamente pórticos.

10.05 T = ( ) = 0.287 35

Luego: C = 2.5 * (

0.6 0.3

T = 0.30

) = 5.00

Como no cumple, Asumimos C = 2.5 Valores de “R”

Como nuestro sistema estructural lo conforman pórticos de Concreto Armado; es decir, las cargas verticales y horizontales son resistidas



únicamente por pórticos de Concreto Armado, luego el coeficiente de reducción a utilizar será. R=8

Además

C R

≥ 0.1

2.5 8

5.4

= 0.313 ……

cumple

ANÁLISIS DINÁMICO. El análisis sísmico se realizó según la norma vigente NTE E-030 2003, mediante un análisis dinámico por superposición espectral, en la que se define un espectro de respuesta que no es más que una respuesta máxima de un sistema estructural excitado en su base por una función aceleración – tiempo. Esta función se expresa en términos de frecuencia natural de la estructura y del amortiguamiento del sistema en las direcciones “ X” e “Y”, considerando las condiciones de suelo, las características de la estructura y la condición de uso. El análisis sísmico realizado para todos los modelos fue del tipo dinámico tridimensional, con el método de espectro de respuesta, y para la obtención de los desplazamientos espectrales se empleo la combinación cuadrática completa (CQC) de las formas de modo de vibración. Como herramienta de análisis se utilizó el programa SAP, creado en la Universidad de California, Berkeley. Los elementos verticales, aun los que incluían alas de concreto o columnas en forma de “T ”, fueron modelados con el elemento columna (COLUMN) de SAP, y los elementos horizontales con el elemento viga (BEAM). En ningún caso se empleo el elemento panel o placa (SHELL), la formulación del elemento columna toma en cuenta deformación axial, de corte, de flexión y de torsión, la flexión y el corte se dan en la direcciones principales y secundaria de la sección del elemento, la formulación del elemento viga incluye deformación de flexión y de corte, solo en la dirección principal, y de torsión. Las columnas del primer piso se suponen empotradas en su extremo inferior.



La losa es aligerada de 20 cm de espesor en el primer y el segundo nivel se trata de un sistema convencional con vigas de concreto armado con cobertura de eternit gran onda y tijerales de madera con cielo raso de triplay con tapajuntas, las cuales se suponen rígidas en su plano, se empleo de este tipo de losa por que permite una distribución mas uniforme de esfuerzos y deformaciones entre los elementos que llegan a ella. Además, tiene aproximadamente el espesor necesaria para cubrir las luces dadas. Los muros portantes, Tienen por función principal, en su propio plano, absorber un porcentaje de las fuerzas laterales aplicadas a la edificación, disminuyendo en este porcentaje el trabajo de los pórticos, en la misma dirección.

5.4.1 FACTOR DE ESCALA DEL ESPECTRO DE RESPUESTA. El Espectro de Respuesta esta considerado en el programa SAP en % g (en otras palabras como fracción de la gravedad) y tiene una aceleración del suelo igual a 1 (o sea que para el periodo 0 el valor seria de 1-g); por lo tanto, debemos escalarlo para que tenga la máxima aceleración del suelo correspondiente al sitio donde se va ha construir la estructura por ejemplo para el presente proyecto, estudios de peligro sísmico sugieren cuatro niveles de peligro sísmico, asociados a un valor de aceleración máxima en la roca y a un período de retorno.

Nivel de Peligro Sísmico Frecuente Ocasional Raro Muy Raro

Periodo de Retorno 43 años 72 años 475 años 970 años

Aceleración Máxima en la Roca 0.20 g 0.25 g 0.40 g 0.50 g

TABLA 4 – NIVELES DE PELIGRO SISMICO PARA LA COSTA PERUANA

Estos niveles se representan a través de los siguientes espectros, teniendo en cuenta que el perfil de suelo corresponde al tipo S2 o suelo intermedio, definido en la Norma Peruana con las siguientes características:



: :

Factor de Suelo, S Periodo de Vibración, Tp

) g (

1.2 0.6 seg.

1.80

l a r t c e p s E n ó i 1.20 c a r e l e c A

0.60

a = 0.50g

a = 0.40g

a = 0.25g a = 0.20g

0.00 0

10

20

30

Desplazamiento Espectral (cm)

GRÁFICO 1 – REPRESENTACION DE LOS NIVELES DE DEMANDA SISMICA EN EL PERU

Se utilizara un espectro de respuesta considerando un nivel de peligro sísmico raro con un periodo de retorno de 475 años y una aceleración máxima en la roca de 0.40 g, además se le debe asignar unidades al espectro, en este caso m/seg² para lo cual se multiplica también por el valor correspondiente de g (9.81 m/seg²). En resumen el factor de escala es igual a 0.40 x 9.81 m/seg² = 3.924 m/seg² En conclusión se utilizaran los siguientes parámetros para determinar el Espectro de Respuesta, según la Norma E-030 2003:

Z = 0.40 (Factor de Zona) U = 1.50 (Factor de uso – Centro Educativo) S = 1.20 (Factor de Suelo - Flexible) Tp = 0.60 (Periodo de Suelo) R = 8 (Coeficiente de reducción de solicitaciones sísmicas) C = Factor de Amplificación Sísmica. T = Periodo fundamental de la estructura. Luego, reemplazaremos los valores obtenidos, en la siguiente función de la Aceleración Espectral:



ESPECTRO DE ACELERACIONES DE LA NUEVA NORMA E-030 Z= U= S= Tp = R= ZUS/R=

0.4 1.5 1.2 0.6 8 0.0900

T

Ci=2.5(Tp/Ti)

C

Sa

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.15 2.2 2.25 2.3 2.35 2.4 2.45 2.5 2.55 2.6 2.65 2.7 2.75 2.8 2.85

15.0000 7.5000 5.0000 3.7500 3.0000 2.5000 2.1429 1.8750 1.6667 1.5000 1.3636 1.2500 1.1538 1.0714 1.0000 0.9375 0.8824 0.8333 0.7895 0.7500 0.7143 0.6977 0.6818 0.6667 0.6522 0.6383 0.6250 0.6122 0.6000 0.5882 0.5769 0.5660 0.5556 0.5455 0.5357 0.5263

2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.1429 1.8750 1.6667 1.5000 1.3636 1.2500 1.1538 1.0714 1.0000 0.9375 0.8824 0.8333 0.7895 0.7500 0.7143 0.6977 0.6818 0.6667 0.6522 0.6383 0.6250 0.6122 0.6000 0.5882 0.5769 0.5660 0.5556 0.5455 0.5357 0.5263

0.2250 0.2250 0.2250 0.2250 0.2250 0.2250 0.1929 0.1688 0.1500 0.1350 0.1227 0.1125 0.1038 0.0964 0.0900 0.0844 0.0794 0.0750 0.0711 0.0675 0.0643 0.0628 0.0614 0.0600 0.0587 0.0574 0.0563 0.0551 0.0540 0.0529 0.0519 0.0509 0.0500 0.0491 0.0482 0.0474



2.9 2.95 3 3.05 3.1 3.15 3.2 3.25 3.3 3.35 3.4 3.45 3.5 3.55 3.6 3.65 3.7 3.75 3.8 3.85 3.9 3.95 4

0.5172 0.5085 0.5000 0.4918 0.4839 0.4762 0.4688 0.4615 0.4545 0.4478 0.4412 0.4348 0.4286 0.4225 0.4167 0.4110 0.4054 0.4000 0.3947 0.3896 0.3846 0.3797 0.3750

0.5172 0.5085 0.5000 0.4918 0.4839 0.4762 0.4688 0.4615 0.4545 0.4478 0.4412 0.4348 0.4286 0.4225 0.4167 0.4110 0.4054 0.4000 0.3947 0.3896 0.3846 0.3797 0.3750

0.0466 0.0458 0.0450 0.0443 0.0435 0.0429 0.0422 0.0415 0.0409 0.0403 0.0397 0.0391 0.0386 0.0380 0.0375 0.0370 0.0365 0.0360 0.0355 0.0351 0.0346 0.0342 0.0338

I.E Nº 88153 - TAUCA

NIVEL

X

Y

Z

PESO

1 2

(m) 8.90 8.90

(m) 4.15 4.15

(m) 3.05 6.10

(Tn) 136.44 98.18

PESO Y CENTRO DE MASA EN LOS DIFERENTES NIVELES

5.4.2 CORTANTE BASAL ESTÁTICO:



La Norma E-030 de Diseño Sismorresistente, indica que el cortante sísmico en la base de un edificio se obtiene mediante de la ecuación fundamental; y en donde el coeficiente de reducción de fuerzas por ductilidad se define en función del sistema estructural para cargas laterales y verticales

V=

ZUCS R

×P

En otro caso. V = Sa * g* M Donde “Sa” es el valor del espectro de aceleraciones para un periodote vibración dado, “g” es la aceleración de la gravedad y “M” la masa total del edificio, incluidas la masa de la estructura, de los elementos no estructurales, de los equipos permanentes y, en algunos casos, el 50 % de de la carga viva.

5.5

DESCRIPCIÓN DEL MODELO ESTRUCTURAL. En la actualidad existen edificaciones educativas con varias características similares en el aspecto arquitectónico y estructural, algunas edificaciones cuentan con dos o tres aulas por nivel, las cuales cuentan con un pasadizo a uno de sus lados, y en uno de sus extremos se ubica la escalera independiente de la estructura principal, esta ponencia brindara información importante sobre las características de la edificaciones educativas, la cual también servirá para brindar alternativas de solución para futuros proyectos de este tipo. Este modelo tuvo como criterio considerar los pórticos de concreto armado y considerar muros de albañilería confinada en la dirección

“Y”. Se ha despreciado a los tabiques de ladrillo en la dirección “X” en el análisis sísmico; en la dirección longitudinal, el sistema estructural esta formado por pórticos de concreto armado. La otra dirección, transversal, cuenta con un sistema mixto de pórticos de concreto armado, alternados con muros de albañilería confinada los cuales se consideraron en el análisis sísmico como elementos



resistentes en su plano. La edificación educativa es un pabellón de dos aulas por nivel y de dos niveles, con una elevación de 3.30 m por nivel, y con un pasadizo lateral de 2.00 m y una escalera el cual se aisló de la estructura principal para poder efectuar el análisis. Se utilizaron columnas Rectangulares ( C-1) de 0.1125 m2 de área y columnas (C-2 ) de 0.0625 m2 de área en forma respectivamente y vigas peraltadas para el primer y segundo piso (VP-101) de 25 x 50 cm, para los ejes 2, 4, y 6, ( VA-101 ) de 25 x 40 cm para los ejes

1,3 5 y 7 y vigas peraltadas para el primer y segundo piso ( VA-101) de 25 x 40 cm para los ejes A y B, Las luces a cubrir son de 5.30 m en la dirección transversal (eje “Y”) y de 4.00 m en la dirección longitudinal (eje “X”), se considero vigas de 0.25 x 0.30 ( VB) en la dirección C el cual soportara el peso propio del parapeto, El techo será una losa aligerada de 20 cm de espesor armada en una dirección. Los muros de ladrillo divisorios de las aulas fueron considerados en el análisis como tabiques de 25 cm, tomando en consideración su peso; además, se consideraron en el análisis sísmico como elementos resistentes en su plano. La estructura tiene muros de albañilería confinada (ejes 3 y 4) considerada como elementos rigidizantes en el sentido “Y ”, y por las columnas de concreto armado de 0.25m2. Este tipo de estructura en el sentido longitudinal “ X ” solo se tiene muros de ladrillo de 15 cm de espesor con una altura de 2.05 m y ventanas altas (eje A) mientras que en el otro lado se tiene muros de ladrillo de 15 cm de espesor. El modelo considero 55 nudos y 48 elementos entre columnas y vigas se modelaron puntales de albañilería confinada para los ejes 1,

3, 5 y 7, el número de grados de libertad fue aproximadamente de 177. Se aprecia a continuación las características del modelo.

5.0

MÉTODO DEL ANÁLISIS ESTRUCTURAL. Se efectuó el análisis dinámico elástico calculando la aceleración espectral

para

cada

uno

de

los

periodos

de

vibración

correspondientes a los modos de la estructura, utilizando al espectro



de pseudo aceleraciones de la norma E-030 2003. La edificación educativa se idealizó como un ensamblaje de pórticos verticales y sistemas de puntales de albañilería confinada interconectados por diafragmas horizontales de piso, los cuales son rígidos en su propio plano. La integración de las fuerzas internas del elemento finito en cuanto a fuerzas y momentos, esta completamente automatizado, de tal manera que produce el equilibrio completo para las fuerzas aplicadas a la estructura. Las formulaciones de columnas, vigas y puntales de albañilería confinada, incluyen efectos de flexión, carga axial y deformaciones por corte. El comportamiento torsional de los pisos y compatibilidad de entrepiso son con precisión reflejada en los resultados de los análisis realizados. Las formas de modo y frecuencias, factores de participación modal y porcentajes de participación

de

masas

y

rigideces

es

adecuado

para

el

comportamiento dinámico de la estructura analizada. Se utilizo en las estructuras analizadas un modelo de masas concentradas considerando 3 grados de libertad por nivel o piso, la cual evalúa 2 componentes ortogonales de traslación horizontal y una componente de rotación. Se presenta a continuación los resultados del análisis sísmico de cada una de las edificaciones educativas analizadas teniendo en cuenta su grado de resistencia sísmica determinado por su sistema estructural y material de construcción empleado. Luego se presentara la conclusión a la cual se ha llegado, de acuerdo a los resultados del análisis sísmico.


CONFIGURACION ESTRUCTURAL

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