Fuerzas Horizontales y Fuerzas Cortantes en El Entrepiso

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FILIAL ABANCAY

CURSO: ALBAÑILERIA ESTRUCTRUCTURAL

FUERZAS HORIZONTALES HORIZONTALES SISMICAS (METODO ESTATICO) Y FUERZA CORTANTE EN LOS ENTRE PISOS

I.

INTRODUCCION: Las edificaciones de albañilería son estructuras compuestas de muros de ladrillos reforzadas, cimiento, entrepiso y techo de concreto armado actuando como diafragmas horizontales El modelaje de la edificación supone que los muros se encuentran empotrados en la cimentación, que están conectados por los diafragmas y que actúan como voladizos; consecuentemente la fuerza cortante en la base del edificio determinada de acuerdo a la norma técnica peruana E-030, es repartida en cada piso del edificio Esta fuerza cortante existente en cada nivel es distribuida proporcionalmente a las rigideces laterales de cada muro. A esta carga se añade el cortante por torsión producido por el momento torsor que surge a consecuencia de la excentricidad del centro de la fuerza cortante y del centro de rigideces de los muros en el nivel considerado. Estas fuerzas horizontales se caracterizan por que pueden tomar valores significativos solo durante pequeñas fracciones de tiempo; dentro de esta categoría se incluyen fundamentalmente el sismo y al viento En el análisis estructural estas acciones se idealizan como fuerzas horizontales los sismos producen oscilaciones horizontales que ocasionan fuerzas de inercia (f), que actúan horizontalmente sobre cada piso por encima de la cimentación en forma concentrada Durante el sismo el suelo vibra tanto horizontal como verticalmente; el movimiento vertical es ligero y generalmente se desprecia en el diseño, pero el movimiento horizontal es el principal responsable de los daños producidos en una estructura por un terremoto La magnitud de estas fuerzas horizontales depende de la cantidad y tipo de aceleración del suelo asi como de la masa y rigidez de la estructura Las cargas sísmicas pueden calcularse usando un análisis dinámico basado en la teoría de la dinámica estructural este análisis es obligatorio en estructuras muy grandes, es usualmente complejo y se hacen con la ayuda de la computadora Para estructuras clasificadas como regulares y de nomas de 45 m. de altura un análisis estático de diseño sísmico puede ser suficiente.


II.


JUSTIFICACION

El presente trabajo consiste en realizar la metodología para el análisis y diseño sísmico de un edificio a base de marcos de acuerdo a la NORMA PERUANA DE DISEÑO SISMORRESISTENTE SISMORRESISTENTE E-0.30 Es importante en la ingeniería ingeniería civil contar con información información clara y eficiente, para el análisis y diseño de edificios. Este trabajo puede tomarse como base para el diseño de edificios, siguiendo la metodología que presenta este trabajo, adaptándolo a la normatividad que rija en el momento en que se consulte.


II.


JUSTIFICACION

El presente trabajo consiste en realizar la metodología para el análisis y diseño sísmico de un edificio a base de marcos de acuerdo a la NORMA PERUANA DE DISEÑO SISMORRESISTENTE SISMORRESISTENTE E-0.30 Es importante en la ingeniería ingeniería civil contar con información información clara y eficiente, para el análisis y diseño de edificios. Este trabajo puede tomarse como base para el diseño de edificios, siguiendo la metodología que presenta este trabajo, adaptándolo a la normatividad que rija en el momento en que se consulte.


III.


OBEJTIVOS Y ALCANCES



El objetivo de este estudio, es describir con la Norma E-0.30, la metodología para el análisis y diseño sísmico de un edificio, empleando el método estático.



Esta Norma establece las condiciones mínimas para que las edificaciones diseñadas según sus requerimientos tengan un comportamiento sísmico acorde con los principios señalados



Además de lo indicado en esta Norma, se deberá tomar medidas de prevención contra los desastres que puedan producirse como consecuencia del movimiento sísmico: fuego, fuga de materiales peligrosos, deslizamiento masivo de tierras u otros.

IV.

OBJETIVO ESPECÍFICO Realizar el análisis estructural de una edificación por el método estático 


V.


MEMORIA DESCRIPTIVA DATOS GENERALES DEL PROYECTO: Ubicación : Abancay N° de pisos : 5 pisos Uso : Vivienda Sistema estructural : Albañilería Albañilerí a confinada Distribución Distribuci ón arquitectónica arquitectóni ca : dos departamentos en el nivel, con un área techada de 270 m2 Peso de la Albañilería : 1,800 Kg/m3 Albañilería (f´m) : 60 Kg/cm2 Mortero : 1:4 Cemento: Arena Concreto (f´c) : 210 Kg/cm2 Acero (f´y) : 4,200 Kg/cm2 Resistencia del Terreno : 2.5 Kg/cm2


VI.


MARCO TEORICO METODO ESTATICO Este método aproxima las cargas dinámicas mediante un conjunto de fuerzas estáticas (fuerzas de inercia “f”) que se aplican lateralmente a la estructura, estas fuerzas pueden actuar

en forma simultánea en cualquier dirección y su suma e decir la fuerza cortante (v)total en la base de la edificación de acuerdo al reglamento nacional de edificaciones, norma e-030 diseño sismo resistente    

Sólo es aplicable a estructuras regulares y de menos de 45m de altura Aplicable a estructuras irregulares de muros portantes de hasta 15m de altura Nivel único correspondiente al sismo severo. Representa las solicitaciones sísmicas mediante un conjunto de fuerzas horizontales actuando en cada nivel

IDEALIZACION ESTRUCTURAL Se utilizara el método de análisis por rigideces, el cual considera a los muros como placas rectangulares homogéneas Se toma en cuenta la rigidez lateral de los muros en el sentido en que se efectúa el análisis

CONSIDERACIONES: En cada entre piso el muro se comporta como un elemento en voladizo La fuerza sísmica actua en el nivel de cada piso Todos los elementos resistentes en cualquier piso, tienen el mismo desplazamiento horizontal relativo La fuerza sísmica se distribuye en forma proporcional a la rigidez relativa de cada muro   



METODOLOGIA DE ANALISIS Aquí se verifica si las secciones de los muros de cada nivel son adecuados para resistir los



Se comienza con los muros ya analizados por cargas verticales y con la densidad mínima de muros recomendada El análisis se asume en los siguientes pasos: 1° Determinación del peso total de la edificación 2° Cálculo de la fuerza sísmica “v” en la base del edificio 3° Distribución de la fuerza sísmica “v” en altura 4° Distribución de la fuerza cortante de nivel “v” en cada muro

PARÁMETROS DE SITIO Zonificación El territorio nacional se considera dividido en tres zonas, como se muestra en la Figura N° 1. La zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las características generales de los movimientos sísmicos y la atenuación de éstos con la distancia epicentral, así como en información neotectónica. En el Anexo N° 1 se indican las provincias que corresponden a cada zona.

A cada zona se asigna un factor Z según se indica en la Tabla N°1. Este factor se interpreta como la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10 % de ser excedida en 50 años.



ZONA1 Sismicidad Baja ZONA 2 Sismicidad Media ZONA 3 Sismicidad Alta

ZONA 1 - Sismicidad Baja 1. Loreto. Provincias de Ramón Castilla, Mainas y Requena. 2. Ucayali. Provincia de Purús. 3. Madre de Dios. Provincia de Tahuamanú. ZONA 2 – Sismicidad Media 1. Loreto. Provincias de Loreto, Alto Amazonas y Ucayali. 2. Amazonas. Todas las provincias. 3. San Martín. Todas las provincias. 4. Huánuco. Todas las provincias. 5. Ucayali.

Provincias de

Coronel

6. Portillo, Atalaya y Padre Abad. 7. .Cerro de Pasco.

Todas las provincias.

8. Junín. Todas las provincias. 9. Huancavelica. Provincias de Acobamba, Angaraes, Churcampa, Tayacaja y Huancavelica. 10. Ayacucho. Provincias de Sucre, Huamanga, Huanta y Vilcashuaman. 11. Apurimac. Todas las provincias. 12. Cusco. Todas las provincias. 13. Madre de Dios. Provincias de Tambopata y Manú. 14. Puno. Todas las provincias ZONA 3 - Sismicidad Alta 1. Tumbes. Todas las provincias. 2. Piura. Todas las provincias. 3. Cajamarca. Todas las provincias. 4. Lambayeque. Todas las provincias.



6. Ancash. Todas las provincias. 7. Lima. Todas las provincias. 8. Provincia Constitucional del Callao. 9. Ica. Todas las provincias. 10. Huancavelica. Provincias de Castrovirreyna y Huaytará. 11. Ayacucho. Provincias de Cangallo, Huanca Sancos, Lucanas, Victor Fajardo, Parinacochas y Paucar del Sara Sara. 12. Arequipa. Todas las provincias. 13. Moquegua. Todas las provincias. 14. Tacna. Todas las provincias

Tabla N° 01 FACTORES DE ZONA ZONA

Z

3

0.4

2

0.3

1

0.15

MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA Condiciones Geotécnicas Para los efectos de esta Norma, los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta las propiedades mecánicas del suelo, el espesor del estrato, el período fundamental de vibración y la velocidad de propagación de las ondas de corte. Los tipos de perfiles de suelos son cuatro:

Perfil tipo S1: Roca o suelos muy rígidos. A este tipo corresponden las rocas y los suelos muy rígidos con velocidades de propagación de onda de corte similar al de una roca, en los que el período fundamental para vibraciones de baja amplitud no excede de 0,25 s, incluyéndose los casos en los que se cimienta sobre: Roca sana o parcialmente alterada, con una resistencia a la compresión no confinada mayor o igual que 500 kPa (5 kg/cm2). Grava arenosa densa.

Estrato de no más de 20 m de material cohesivo muy rígido, con una resistencia al corte en condiciones no drenadas superior a 100 kPa (1 kg/cm2), sobre roca u otro material con velocidad de onda de corte similar al de una roca.



Estrato de no más de 20 m de arena muy densa con N > 30, sobre roca u otro material con velocidad de onda de corte similar al de una roca.

Perfil tipo S2: Suelos intermedios. Se clasifican como de este tipo los sitios con características intermedias entre las indicadas para los perfiles S1 y S3.

Perfil tipo S3: Suelos flexibles o con estratos de gran espesor. Corresponden a este tipo los suelos flexibles o estratos de gran espesor en los que el período fundamental, para vibraciones de baja amplitud, es mayor que 0,6 s, incluyéndose los casos en los que el espesor del estrato de suelo excede los valores siguientes:

Suelos Cohesivos

Blandos Medianamente compactos Compactos Muy compactos Suelos Granulares Sueltos Medianamente densos Densos

Resistencia al Corte típica en

Espesor del

condición no drenada (kPa)

estrato (m) (*)

< 25 25 - 50 50 - 100 100 - 200

20 25 40 60

Valores N típicos en ensayos

Espesor del

De penetración estándar (SPT)

estrato (m) (*)

4 - 10 10 - 30 Mayor que 30

40 45 100

Suelo con velocidad de onda de corte menor que el de una roca.

Perfil Tipo S4: Condiciones excepcionales. A este tipo corresponden los suelos excepcionalmente flexibles y los sitios donde las



Deberá considerarse el tipo de perfil que mejor describa las condiciones locales, utilizándose los correspondientes valores de Tp y del factor de amplificación del suelo S, dados en la Tabla Nº2. En los sitios donde las propiedades del suelo sean poco conocidas se podrán usar los valores correspondientes al perfil tipo S3. Sólo será necesario considerar un perfil tipo S4 cuando los estudios geotécnicos así lo determinen.

Tabla Nº 2 Parámetros del Suelo Tipo

Descripción

Tp (s)

S

S1

Roca o suelos muy rígidos

0,4

1,0

S2

Suelos intermedios

0,6

1,2

S3

Suelos flexibles o con estratos de gran espesor

0,9

1,4

S4

Condiciones excepcionales

*

*

(*) Los valores de Tp y S para este caso serán establecidos por el especialista, pero en ningún caso serán menores que los especificados para el perfil tipo S3

FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA ( C ) Este coeficiente se interpreta como el factor de amplificación de la respuesta estructural respecto a la aceleración del suelo.



Período Fundamental ( T ) El periodo fundamental para cada dirección se estimará con la siguiente expresión: T =

h

n

C T



donde:

 


hn

= Altura total de la Edificación

C T

=


CT 35 45 60

Sistema Resistente al Corte Sólo pórticos Pórticos, cajas de ascensores, escaleras Muros de corte

Sistema Resistente al Corte Para edificios cuyos elementos elementos resistentes en la dirección considerada sean únicamente pórtico Para edificio de concreto armado cuyos elementos sismo resistentes sean pórticos y las cajas de ascensores y escaleras Muros para estructuras de mamposterías y para todos los edificios de concreto armado uyos elementos sismo resistentes sean fundamentalmente muros de corte

A medida que el valor de

C T aumenta, el valor de T disminuye

También podrá usarse un procedimiento de análisis dinámico que considere las características de rigidez y distribución de masas en la estructura. Como una forma sencilla de este procedimiento puede usarse la siguiente expresión: n 2

i

i i= 1

Fi

PiDi

T =2π g i=1

F D i

FACTOR DE USO O IMPORTANCIA ( U ) Tipo A B C

Edificaciones Esenciales Importantes Comunes

U 1.5 1.3 1.0

CT 35 45 60



( * ) : No requieren análisis sísmico

Losa Vigas

16.3 Peso de la Edificación

Columnas

Piso "i"

Muros

Acabad os

P = Carga MUERTA + % Carga VIVA

Tabiquería

Carga Muerta:

% Sobrecarga

+

Peso de:

Losa Vigas Columnas y Muros Acabados Tabiquería

hn hi





REQUISITOS GENERALES Aspectos Generales. Toda edificación y cada una de sus partes serán diseñadas y construidas para resistir las solicitaciones sísmicas determinadas en la forma pre-escrita en esta Norma. Deberá considerarse el posible efecto de los elementos no estructurales en el comportamiento sísmico de la estructura. El análisis, el detallado del refuerzo y anclaje deberá hacerse acorde con esta consideración. Para estructuras regulares, el análisis podrá hacerse considerando que el total de la fuerza sísmica actúa independientemente en dos direcciones ortogonales. Para estructuras irregulares deberá suponerse que la acción sísmica ocurre en la dirección que resulte más desfavorable para el diseño de cada elemento o componente en estudio. Se considera que la fuerza sísmica vertical actúa en los elementos simultáneamente con la fuerza sísmica horizontal y en el sentido más desfavorable para el análisis. No es necesario considerar simultáneamente los efectos de sismo y viento. Cuando sobre un sólo elemento de la estructura, muro o pórtico, actúa una fuerza de 30 % o más del total de la fuerza cortante horizontal en cualquier entrepiso, dicho elemento deberá diseñarse para el 125 % de dicha fuerza Concepción Estructural Sismorresistente El comportamiento sísmico de las edificaciones mejora cuando se observan las siguientes condiciones: -

Simetría, tanto en la distribución de masas como en las rigideces. Peso mínimo, especialmente en los pisos altos. Selección y uso adecuado de los materiales de construcción. Resistencia adecuada. Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevación. 11


-


Ductilidad. Deformación limitada. Inclusión de líneas sucesivas de resistencia. Consideración de las condiciones locales. Buena práctica constructiva e inspección estructural rigurosa.

Categoría de las Edificaciones Cada estructura debe ser clasificada de acuerdo con las categorías indicadas en la Tabla N° 3. El coeficiente de uso e importancia (U), definido en la Tabla N° 3 se usará según la clasificación que se haga. Tabla N° 3

CATEGORÍA DE LAS EDIFICACIONES CATEGORÍA

DESCRIPCIÓN

FACTOR U

Edificaciones esenciales cuya función no debería interrumpirse inmediatamente después que ocurra un

A

sismo,

Edificaciones

comunicaciones, cuarteles de bomberos y policía,

Esenciales

subestaciones eléctricas, reservorios de agua.

como

hospitales,

centrales

de

Centros educativos y edificaciones que puedan servir

1,5

de refugio después de un desastre. También se incluyen edificaciones cuyo colapso puede representar un riesgo adicional, como grandes hornos, depósitos de materiales inflamables o tóxicos. Edificaciones donde se reúnen gran cantidad de

B

personas

como

teatros,

estadios,

centros

comerciales, establecimientos penitenciarios, o que

Edificaciones

guardan patrimonios valiosos como museos,

Importantes

bibliotecas y archivos especiales.

1,3

También se considerarán depósitos de granos y otros almacenes importantes para el abastecimiento Edificaciones comunes, cuya falla ocasionaría

C

pérdidas de cuantía intermedia como viviendas,

Edificaciones

oficinas,

Comunes

instalaciones industriales cuya falla no acarree

hoteles,

restaurantes,

depósitos

e

1,0

peligros adicionales de incendios, fugas de contaminantes, etc. Edificaciones cuyas fallas causan pérdidas de menor

D

cuantía y normalmente la probabilidad de causar

Edificaciones

víctimas es baja, como cercos de menos de 1,50m de

Menores

altura, depósitos temporales, pequeñas viviendas

(*)

temporales y construcciones similares. (*) En estas edificaciones, a criterio del proyectista, se podrá omitir el análisis por fuerzas



CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL Las estructuras deben ser clasificadas como regulares o irregulares con el fin de determinar el procedimiento adecuado de análisis y los valores apropiados del factor de reducción de fuerza sísmica (Tabla N° 6). A) ESTRUCTURAS Regulares . Son las que no tienen discontinuidades significativas horizontales o verticales en su configuración resistente a cargas laterales.

B)

Estructuras Irregulares . Se definen como estructuras irregulares aquellas que presentan una o más de las

características indicadas en la Tabla N°4 o Tabla N° 5.

Tabla N° 4

IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN ALTURA Irregularidades de Rigidez – Piso blando En cada dirección la suma de las áreas de las secciones transversales de los elementos verticales resistentes al corte en un entrepiso, columnas y muros, es menor que 85 % de la correspondiente suma para el entrepiso superior, o es menor que 90 % del promedio para los 3 pisos superiores. No es aplicable en sótanos. Para pisos de altura diferente multiplicar los valores anteriores por (h i/hd) donde hd es altura diferente de piso y hi es la altura típica de piso.

Irregularidad de Masa Se considera que existe irregularidad de masa, cuando la m asa de un piso es m ayor que el 150% de la masa de un piso adyacente. No es aplicable en azoteas

Irregularidad Geométrica Vertical La dimensión en planta de la estructura resistente a cargas laterales es mayor que 130% de la correspondiente dimensión en un piso adyacente. No es aplicable en azoteas ni en sótanos.

Discontinuidad en los Sistemas Resistentes. Desalineamiento de elementos verticales, tanto por un cambio de orientación, como por un desplazamiento de magnitud mayor que la dimensión del elemento.

Tabla N° 5

IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN PLANTA Irregularidad Torsional Se considerará sólo en edificios con diafragmas rígidos en los que el desplazamiento promedio de algún entrepiso exceda del 50% del máximo permisible indicado en la Tabla N°8 del Artículo 15 (15.1). En cualquiera de las direcciones de análisis, el desplazamiento relativo máximo entre dos pisos consecutivos, en un extremo del edificio, es mayor que 1,3 veces el promedio de este desplazamiento relativo máximo con el desplazamiento relativo que simultáneamente se obtiene en el extremo opuesto.

Esquinas Entrantes La configuración en planta y el sistema resistente de la estructura, tienen esquinas entrantes, cuyas dimensiones en ambas direcciones, son mayores que el 20 % de la correspondiente dimensión total en planta.

Discontinuidad del Diafragma Diafragma con discontinuidades abruptas o variaciones en rigidez, incluyendo áreas abiertas mayores a 50% del área bruta del diafragma.



SISTEMAS ESTRUCTURALES Los sistemas estructurales se clasificarán según los materiales usados y el sistema de estructuración sismorresistente predominante en cada dirección tal como se indica en la Tabla N°6. Según la clasificación que se haga de una edificación se usará un coeficiente de reducción de fuerza sísmica (R). Para el diseño por resistencia última las fuerzas sísmicas internas deben combinarse con factores de carga unitarios. En caso contrario podrá usarse como (R) los valores establecidos en Tabla N°6 previa multiplicación por el factor de carga de sismo correspondiente.

Tabla N° 6

SISTEMAS ESTRUCTURALES Sistema Estructural

Coeficiente de Reducción, R Para estructuras regulares (*) (**)

Acero Pórticos dúctiles con uniones resistentes a momentos.

9,5

Otras estructuras de acero: Arriostres Excéntricos.

6,5

Arriostres en Cruz.

6,0

Concreto Armado (1)

Pórticos . Dual

8

(2)

.

De muros estructurales

7 (3)

.

Muros de ductilidad limitada

6 (4)

.

4

Albañilería Armada o Confinada .

3

Madera (Por esfuerzos admisibles)

7



Por lo menos el 80% del cortante en la base actúa sobre las columnas de los pórticos que cumplan los requisitos de la NTE E.060 Concreto Armado. En caso se tengan muros estructurales, estos deberán diseñarse para resistir una fracción de la acción sísmica total de acuerdo con su rigidez. 1. Las acciones sísmicas son resistidas por una combinación de pórticos y muros estructurales. Los pórticos deberán ser diseñados para tomar por lo menos 25% del cortante en la base. Los muros estructurales serán diseñados para las fuerzas obtenidas del análisis según Artículo 16 (16.2) 2. Sistema en el que la resistencia sísmica está dada predominantemente por muros estructurales sobre los que actúa por lo menos el 80% del cortante en la base. 3. Edificación de baja altura con alta densidad de muros de ductilidad limitada. 4. Para diseño por esfuerzos admisibles el valor de R será 6 (*) Estos coeficientes se aplicarán únicamente a estructuras en las que los elementos verticales y horizontales permitan la disipación de la energía manteniendo la estabilidad de la estructura. No se aplican a estructuras tipo péndulo invertido. (**) Para estructuras irregulares, los valores de R deben ser tomados como ¾ de los anotados en la Tabla. Para construcciones de tierra referirse a la NTE E.080 Adobe. Este tipo de construcciones no se recomienda en suelos S 3, ni se permite en suelos S 4.

CATEGORÍA, SISTEMA ESTRUCTURAL Y REGULARIDAD DE LAS EDIFICACIONES De acuerdo a la categoría de una edificación y la zona donde se ubique, ésta deberá proyectarse observando las características de regularidad y empleando el sistema estructural que se indica en la Tabla N° 7.



Tabla N° 7 CATEGORÍA Y ESTRUCTURA DE LAS EDIFICACIONES Categoría de la

Regularidad

Edificación.

Estructural

Zona

3

A (*) (**)

Regular

B

C

Irregular

Regular o Irregular

Acero, Muros de Concreto Armado, Albañilería Armada o Confinada, Sistema Dual Acero, Muros de Concreto Armado, Albañilería Armada

2y1

Regular o

Sistema Estructural

o Confinada , Sistema Dual, Madera Acero, Muros de Concreto Armado, Albañilería Armada

3y2

o Confinada, Sistema Dual, Madera

1

Cualquier sistema.

3, 2 y 1

Cualquier sistema.

(*)

Para lograr los objetivos indicados en la Tabla N°3, la edificación será especialmente estructurada para resistir sismos severos.

(**)

Para pequeñas construcciones rurales, como escuelas y postas médicas, se podrá usar materiales tradicionales siguiendo las recomendaciones de las normas correspondientes a dichos materiales .



PROCEDIMIENTOS DE ANÁLISIS Cualquier estructura puede ser diseñada usando los resultados de los análisis dinámico referidos en el Artículo 18 Las estructuras clasificadas como regulares según el artículo 10 de no más de 45 m de altura y las estructuras de muros portantes de no más de 15 m de altura, aún cuando sean irregulares, podrán analizarse mediante el procedimiento de fuerzas estáticas equivalentes del Artículo 17.

DESPLAZAMIENTOS LATERALES Desplazamientos Laterales Permisibles El máximo desplazamiento relativo de entrepiso, calculado según el Artículo 16 (16.4), no deberá exceder la fracción de la altura de entrepiso que se indica en la Tabla N° 8

Tabla N° 8 LÍMITES PARA DESPLAZAMIENTO LATERAL DE ENTREPISO Estos límites no son aplicables a naves industriales Material Predominante

(

i /

hei )

Concreto Armado

0,007

Acero

0,010

Albañilería

0,005

Madera

0,010

Junta de Separación sísmica (s) Toda estructura debe estar separada de las estructuras vecinas una distancia mínima s para evitar el contacto durante un movimiento sísmico. Esta distancia mínima no será menor que los 2/3 de la suma de los desplazamientos máximos de los bloques adyacentes ni menor que: s = 3 + 0,004 ⋅ (h − 500) (h y s en centímetros) s > 3 cm Donde h es la altura medida desde el nivel del terreno natural hasta el nivel considerado para evaluar s.



El Edificio se retirará de los límites de propiedad adyacentes a otros lotes edificables, o con edificaciones, distancias no menores que 2/3 del desplazamiento máximo calculado según Artículo 16 (16.4) ni menores que s/2.



ANÁLISIS DE EDIFICIOS Generalidades Solicitaciones sísmicas y análisis En concordancia con los principios de diseño sismorresistente del Artículo 3, se acepta que las edificaciones tendrán incursiones inelásticas frente a solicitaciones sísmicas severas. Por tanto las solicitaciones sísmicas de diseño se consideran como una fracción de la solicitación sísmica máxima elástica El análisis podrá desarrollarse usando las solicitaciones sísmicas reducidas con un modelo de comportamiento elástico de la estructura. MODELOS PARA ANALISIS DE EDIFICIOS El modelo para el análisis deberá considerar una distribución espacial de masas y rigidez que sean adecuadas para calcular los aspectos más significativos del comportamiento dinámico de la estructura. Para edificios en los que se pueda razonablemente suponer que los sistemas de piso funcionan como diafragmas rígidos, se podrá usar un modelo con masas concentradas y tres grados de libertad por diafragma, asociados a dos componentes ortogonales de traslación horizontal y una rotación. En tal caso, las deformaciones de los elementos deberán compatibilizarse mediante la condición de diafragma rígido y la distribución en planta de las fuerzas horizontales deberá hacerse en función a las rigideces de los elementos resistentes. Deberá verificarse que los diafragmas tengan la rigidez y resistencia suficientes para asegurar la distribución mencionada, en caso contrario, deberá tomarse en cuenta su flexibilidad para la distribución de las fuerzas sísmicas. Para los pisos que no constituyan diafragmas rígidos, los elementos resistentes serán diseñados para las fuerzas horizontales que directamente les corresponde.

PESO DE LA EDIFICACIÓN El peso (P), se calculará adicionando a la carga permanente y total de la Edificación un porcentaje de la carga viva o sobrecarga que se determinará de la siguiente manera: a.

En edificaciones de las categorías A y B, se tomará el 50% de la carga viva.

b.

En edificaciones de la categoría C, se tomará el 25% de la carga viva.

c.

En depósitos, el 80% del peso total que es posible almacenar.


d.


En azoteas y techos en general se tomará el 25% de la carga viva.

e. En estructuras de tanques, silos y estructuras similares se considerará el 100% la carga que puede contener.

de

Solicitaciones Sísmicas Verticales Estas solicitaciones se considerarán en el diseño de elementos verticales, en elementos post o pre tensados y en los voladizos o salientes de un edificio.



ANÁLISIS ESTÁTICO Generalidades Este método representa las solicitaciones sísmicas mediante un conjunto de fuerzas horizontales actuando en cada nivel de la edificación Debe emplearse sólo para edificios sin irregularidades y de baja altura según se establece en el Artículo 14 (14.2).

Período Fundamental El periodo fundamental para la dirección se estimara con la siguiente expresión:

n

T=

CT donde : CT = 35 para

edificios

cuyos

elementos resistentes en la dirección

considerada sean únicamente pórticos. CT = 45 para

edificios

de

concreto armado cuyos elementos

sismorresistentes sean pórticos y las cajas de ascensores y escaleras.

CT = 60 para estructuras de mampostería y para todos los edificios de concreto armado cuyos elementos sismorresistentes sean fundamentalmente muros de corte. b. También podrá usarse un procedimiento de análisis dinámico que considere las características de rigidez y distribución de masas en la estructura. Como una forma sencilla de este procedimiento puede usarse la siguiente expresión: 2

n

∑P D ⋅

i

i

i=1

T=2

π

n

⋅

g

⋅

∑i

F

D

⋅

i

i=1

Cuando el procedimiento dinámico no considere el efecto de los elementos no estructurales, el periodo fundamental deberá tomarse como el 0,85 del valor obtenido por este método.

Fuerza Cortante en la Base La fuerza cortante total en la base de la estructura, correspondiente a la dirección considerada,



se determinará por la siguiente expresión: V

ZUCS =

⋅P

R

debiendo considerarse para C/R el siguiente valor mínimo:

C

≥ 0,125

R

Distribución de la Fuerza Sísmica en Altura Si el período fundamental T, es mayor que 0,7 s, una parte de la fuerza cortante V, denominada Fa, deberá aplicarse como fuerza concentrada en la parte superior de la estructura. Esta fuerza Fa se determinará mediante la expresión: Fa 0,07 ⋅ T ⋅ V ≤ 0,15 ⋅ V =

Donde el período T en la expresión anterior será el mismo que el usado para la determinación de la fuerza cortante en la base. El resto de la fuerza cortante, es decir ( V - F a ) se distribuirá entre los distintos niveles, incluyendo el último, de acuerdo a la siguiente expresión:

F

=

n

Pi ⋅ hi ⋅ (V − F )

∑P ⋅ h

a

j=1



CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL Las estructuras deben ser clasificadas como regulares o irregulares con el fin de determinar el procedimiento adecuado de análisis y los valores apropiados del factor de reducción de fuerza sísmica (Tabla N° 6). A) ESTRUCTURAS REGULARES. Son las que no tienen discontinuidades significativas horizontales o verticales en su configuración resistente a cargas laterales. B) ESTRUCTURAS IRREGULARES. Se definen como estructuras irregulares aquellas que presentan una o más de las características indicadas en la Tabla N°4 o Tabla N° 5. Tabla N° 4 IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN ALTURA Irregularidades de Rigidez – Piso blando En cada dirección la suma de las áreas de las secciones transversales de los elementos verticales resistentes al corte en un entrepiso, columnas y muros, es menor que 85 % de la correspondiente suma para el entrepiso superior, o es menor que 90 % del promedio para los 3 pisos superiores. No es aplicable en sótanos. Para pisos de altura diferente multiplicar los valores anteriores por (hi/hd) donde hd es altura diferente de piso y hi es la altura típica de piso.



Irregularidad de Masa Se considera que existe irregularidad de masa, cuando la masa de un piso es mayor que el 150% de la masa de un piso adyacente. No es aplicable en azoteas.

Irregularidad Geométrica Vertical La dimensión en planta de la estructura resistente a cargas laterales es mayor que 130% de la correspondiente dimensión en un piso adyacente. No es aplicable en azoteas ni en sótanos.



Discontinuidad en los Sistemas Resistentes. Desalineamiento de elementos verticales, tanto por un cambio de orientación, como por un desplazamiento de magnitud mayor que la dimensión del elemento.


VII.


MEMORIA DESCRIPTIVA PROYECTO

:

VIVIENDA MULTIFAMILIAR

PROPIETARIO

:

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

UBICACIÓN

: Departamento Provincia

: Abancay.

Distrito

: Abancay.

Urb. LINDEROS 

: Apurímac.

: Av. Panamericana s/n

:

POR EL FRENTE (SUR): Con la avenida Perú, con una línea recta de 13.50 ml.



POR LA DERECHA (ESTE): Con propiedad privada, con una línea recta de 20.00. ml.



POR EL FONDO (NORTE): Con la Propiedad Privada, con una línea recta de 13.50 ml.



POR LA IZQUIERDA OESTE): Con la propiedad Privada con una línea recta de 20.00 ml

PERIMETRO DEL TERRENO.Con un perímetro total de:

67.00 Metros Lineales.

AREA DEL TERRENO.El terreno descrito dentro de los perímetros correspondientes tiene un área de DOSCIENTOS SETENTA CON 10/100 METROS CUADRADOS (270.00 M2.) Área terreno

:

270.00 m2

CUADRO DE AREAS. Área de construcción primer nivel Área de construcción segundo nivel Área de construcción tercer nivel Área de construcción cuarto nivel Área de construcción quinto nivel

: : : : :

Área de construcción total

:

270.00 m2. 270.00 m2 270.00 m2 270.00 m2. 270.00 m2 -------------1 350.00 M2.



DESCRIPCION DEL TERRENO.El terreno tiene forma regular, presentando una topografía plana y claramente diferenciada con relación a la Avenida Perú. DESCRIPCION DEL PROYECTO: El inmueble materia de la presente memoria descriptiva consta de Cinco niveles, que serán destinados cada uno de ellos a la Vivienda y Comercio con la siguiente distribución: DISTRIBUCION GENERAL Primer Nivel.- Consta de un ingreso, una principal que distribuye a los diferentes niveles correspondientes mediante una caja de escaleras, además consta de 05 tiendas, 01 hall de distribución, u restaurante con su área de mesas y cocineta y un servicio higiénico general. Segundo Nivel.- Consta de 02 departamentos cada uno de: 01 sala comedor, 02 dormitorios, 01 servicio higiénico y su respectiva caja de escaleras. Tercer Nivel.- Consta de 02 departamentos cada uno de: 01 sala comedor, 02 dormitorios, 01 servicio higiénico y su respectiva caja de escaleras. Cuarto Nivel.- Consta de 02 departamentos cada uno de: 01 sala comedor, 02 dormitorios, 01 servicio higiénico y su respectiva caja de escaleras. Quinto Nivel.- Consta de 02 departamentos cada uno de: 01 sala comedor, 02 dormitorios, 01 servicio higiénico y su respectiva caja de escaleras. El objetivo de acuerdo a las expectativas del propietario la construirá paulatinamente por aspectos netamente económicos y efectuara pago de licencia de construcción del primer nivel.



ESTUDIO DE MICROZONIFICACION DEL PROYECTO 1.

ANTECEDENTES SISMICO REGIONAL

1.1 DESCRIPCIÓN SÍSMICO REGIONAL. La actividad sísmica de la región es registrada por la estación sísmica de Chalhuanca a 2,900 m.s.n.m. a 110 Km al Sur Oeste de Abancay, las coordenadas geográficas son: 14º17’40” Latitud Sur 73º14’64” Longitud Oeste.

Los datos reportados por Instituto Geofísico del Perú 1, 650 – 2, 001. 

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31 de Marzo de 1,650, a las 14:00 horas se sintió en Abancay y Andahuaylas un moderado movimiento sísmico a partir del terremoto ocurrido en Cusco. 24 de Marzo de 1739, ocurrió un terremoto en el pueblo de Santa Catalina, provincia de Aymaraes. En 1847, terremoto destruye el pueblo de Huancarama al oeste de Abancay. 13 de Abril de 1862, ocurrió un terremoto en Andahuaylas, Talavera y San Jerónimo. 10 de Julio de 1870, a las 13:30 horas fuerte sismo sacudió a Cotabambas. 5 de Diciembre de 1875 a las 21:30 horas hubo un violento sismo en Abancay, que fue antecedido por dos movimientos sísmicos y seguidos por un total 27 replicas sentidas hasta las 6:00 horas del día siguiente. Se produjeron daños en algunas edificaciones, el movimiento sísmico fue percibido en forma notoria en Curahuasi. 4 de Noviembre de 1913, violento sismo que afecto a los poblados de Sañayca, Colcabamba y Amoray en la Provincia de Aymaraes, donde fallecieron alrededor de 150 personas, en Chalhuanca y Abancay el movimiento se sintió moderadamente ocasionando algunos daños en las edificaciones. 14 de octubre de 1971, fuerte sismo afecto los poblados de Soraya, Mosecca, Sañayca y Toraya, ubicados en la margen izquierda del río Pachachaca, ocurrieron deslizamientos que destruyeron diversos tramos en la carretera de Abancay hacia Chalhuanca. 08 de Agosto del 2001, El sismo ocurrió a las 21.07 hora local (0307 GMT) del miércoles con una magnitud de 5,0 grados en la escala de Richter, con su epicentro a 31 kilómetros al suroeste de la zona de Antabamba, en el departamento andino de Apurímac, según el Instituto Geofísico del Perú. El temblor duró unos nueve segundos y registró una profundidad de 48 kilómetros, con saldo de al menos dos muertos, 20 heridos y decenas de viviendas destruidas.



RIESGO SÍSMICO. La información más reciente referida a peligrosidad sísmica para la zona se encuentra en la ponencia “Peligrosidad Sísmica en el Sur del Perú” (D. López y J. Olarte -CISMID UNI - 2001) en la que se realiza un análisis de la distribución espacial de la sismicidad tanto en planta como en profundidad así como un análisis estadístico que establece gráficas y ecuaciones de períodos de retorno para trabajos de predicción sísmica.

En Mapa de Ordenadas espectrales al 10% de probabilidad de ocurrencia en un periodo de exposición de 50 años. Elaborado por la Pontifica Universidad Católica del Perú. En dicho mapa se puede observar que Para Abancay le corresponde un sismo de 0.32g.



Cuadro de eventos sísmicos de Apurímac Lugar

Fecha

Horas

Intensidad

Ciudad de Cusco

31/03/1650

14.00

-

Huancarama

1847

-

-

04/1861

17:30

-

Abancay

04/01/1876

-

IX MM

Aymaraes

04/11/1913

16:33

-

Abancay

05/01/1925

-

VI MM

Cusco

18/09/1941

8:15

VI – VII

Ciudad de Cusco

21/05/1950

13:38

VI MM

Provincia de Aymaraes

01/07/1964

22:49

(5.3) MM

Chalhuanca

19/12/1965

20:10

(5.1) MM

Chuquibambilla

12/06/1969

14:12

(5.2) MM

Tanzapura Colca y Cotaruse (Aymaraes) 16/06/1994

17:20

(4.4) MM

Andahuaylas – Talavera y San Jerónimo

Cuadro de cronología de sismos en Abancay FECHA

LUGAR

DATOS Y ÁREA AFECTADA

31-03-1,650

Cusco

Terremoto del Cusco generalizando en Abancay y Andahuaylas.

24-03-1,739

Aymaraes

Terremoto en el pueblo de Santa Catalina y Aymaraes. Terremoto ocasionado en Huancarama

1,847

Abancay

(Oeste de Abancay). El pueblo quedó asolado por este fenómeno. Terremoto en Andahuaylas, Talavera y San Jerónimo.



13-04-1,862

Andahuaylas

Recio sismo en Abancay a las 21:30 produciendo averías en algunas edificaciones. Hasta las 6:00 a.m. del día siguiente se contaron 27 temblores. IX MM

05-12-1,875

Abancay

07-11-1,913

Aymaraes

Violento sismo en la Provincia de Aymaraes, puente Huaiquipa, Sañayca, fuertes daños en las aldeas de Colcabmba, Amoray. Murieron alrededor de 150 personas. Se sintió en Chalhuanca y Abancay ocasionando algunos daños en las construcciones. Sismo destructor afectando a Soraya, Mosecca, Sañayca, Toraya, ubicados al margen izquierdo del Pachachaca. Los deslizamientos destruyeron diversos tramos en la carretera de Abancay-Chalhuanca.

14-10-1,971

Aymaraes



Mapa de la distribución espacial de la sismicidad



Aún cuando en la zona existió un elevado tectonismo, las que es responsable de los sistemas denominado “Fallas de Abancay” ubicados en la zona Norte de la ciudad, en dirección predominante de SW- NE, dislocando el plegamiento Herciniano en un “Horst” habiendo formado

un alto estructural impresionante en las alturas del Ampay, ya que las rocas que afloran en la cima son más antiguas. La mayoría de los sismos que han afectado la ciudad han tenido sus epicentros, principalmente en las provincias de Aymaraes, Grau y Antabamba y están más bien relacionados con el sistema de fallas activas de Aymaraes – Antabamba y las fallas del Cusco. Sin embargo la posibilidad de la ocurrencia de un fenómeno de este tipo es latente, ya que la zona presenta evidencias de cambios bruscos y existe fallas regionales en actividad, la que podría asociarse a fenómenos de remoción de masa (deslizamiento de tierras) en zonas de ladera, altamente hidroscópicos. De acuerdo a los estudios hechos por el Ing. Juan C. Gómez 1998. Indican que en ese entonces se encontró actividad sísmica del tipo tectónica local, ocasionada por los sistemas de fallas geológicas emplazadas en las inmediaciones del Nevado Ampay (Falla Sahuanay).

2.

IDENTIFICACIÓN DE ZONAS INESTABLES.

La ciudad de Abancay está amenazada por la ocurrencia de eventos de geodinámica externa en actividad que se hallan latentes en la ciudad y su entorno inmediato. Es importante indicar que parte de estos fenómenos, han sido provocados, producto de intervenciones no controladas.



MAPA DE IDENTIFICACIÓN DE ZONAS INESTABLES SUBCUENCA MARINÓ

38



Entre las zonas de alta actividad geodinámica podemos citar:

Quebrada Sahuanay Chinchichaca.En esta zona ha ocurrido el aluvión de 1951, en la cabecera de la quebrada Sahuanay a 3,140 m.s.n.m. en una zona donde aflora' aguas subterráneas, sobre depósitos cuaternarios coluviales. Consistió en una avalancha de lodo negro bajó por la quebrada, afectando el sector cercano al Olivo, las avenidas Díaz Bárcenas, Arequipa, Av.- Venezuela, Av. Gamarra, etc. en la actualidad todavía es posible identificar dicho lodo negro y el paso del aluvión que ocasionó cobró la vida de 7 víctimas. 

Esta Quebrada tiene un área de recepción de 19.50 Km2 que genera un caudal punta de 5 ml de aguas pluviales, representando zona de alto riesgo frente a un desembalse de la Laguna Ampay o a un aluvión por remoción de masas, por lo que su canalización es urgente y la apertura para dar paso al curso natural de las aguas dentro de una perspectiva de prevención.



Entre las zonas de alta actividad geodinámica podemos citar:

Quebrada Sahuanay Chinchichaca.En esta zona ha ocurrido el aluvión de 1951, en la cabecera de la quebrada Sahuanay a 3,140 m.s.n.m. en una zona donde aflora' aguas subterráneas, sobre depósitos cuaternarios coluviales. Consistió en una avalancha de lodo negro bajó por la quebrada, afectando el sector cercano al Olivo, las avenidas Díaz Bárcenas, Arequipa, Av.- Venezuela, Av. Gamarra, etc. en la actualidad todavía es posible identificar dicho lodo negro y el paso del aluvión que ocasionó cobró la vida de 7 víctimas. 

Esta Quebrada tiene un área de recepción de 19.50 Km2 que genera un caudal punta de 5 ml de aguas pluviales, representando zona de alto riesgo frente a un desembalse de la Laguna Ampay o a un aluvión por remoción de masas, por lo que su canalización es urgente y la apertura para dar paso al curso natural de las aguas dentro de una perspectiva de prevención.

El Deslizamiento de FONAVI - BELLAVISTA.Esta masa en movimiento es de tipo de reptación de suelos, con una longitud de 1300 m. y 80 m. profundidad en la zona más profunda, ha tenido actividad desde 1980, cuando se construyó las viviendas del sector FONAVI, afecta a las urbanizaciones de Micaela Bastidas parte alta. Baja, Gilbert Urbiola, Señor de los Milagros, Av. Venezuela, los terrenos agrícolas de Muyocorral y León Pampa, etc. La zona más afectada se estima en 01 Millón de m2. y se halla dentro del radio urbano de la ciudad, amenaza importantes zonas de expansión urbana, vías de comunicación regionales y locales y lo que es peor, es que la zona se halla habitada, presentando un alto riesgo para la seguridad física y personal de los moradores del sector. 

Río Marino, tramo Condebamba - El Riñón.Es una zona donde el río Colca que pasa a formar el Marino y forma una curvatura desarrollando meandros donde se ensancha el cauce, con el tiempo ha sido ocupada sus riberas, ubicándose importante centros recreativos como son las Piscinas de "El Cristal" UE1 Riñón" y Quintas. La crecida del presente año ha provocado la destrucción de esta infraestructuras y casas ubicada sobre el cauce del río, también provocó la destrucción de la vía de conexión de Condebamba, lo que ha permitido catalogar como una zona de alto riesgo frente a fenómenos de riadas o crecida de aguas, por lo que su protección y recuperación es importantes en esta zona. 

Zona de Polvorín carretera Cusco - Abancay.Esta zona presenta deslizamiento de suelos, a la salida de la carretera Cusco Abancay, cerca al Mirador, producto de los cortes profundos realizados para la apertura de la vía, sobre depósitos alterados e inestables del Grupo Mitu. esta característica se presentan en varios tramos de la carretera, siendo estas superficiales, haciendo inestable a esta importante vía de comunicación en este tramo. 



Deslizamiento Cocha Pumaranra y zonas aledañas.Ocurrido en la madrugada del 18 de febrero de 1997 que afectó a las Comunidades Campesinas de Cocha y Pumaranra, sepultando a 122 comuneros, dentro de ellos animales, viviendas y suelos agrícolas. El evento se produjo desde el domingo 16 a las 8.30 a.m. la que se produce en dos fases. El primero un deslizamiento de tierras sobre limonitas calcáreas del Yuncaypata y el segundo un desprendimiento de rocas (areniscas rojas) y suelo que cubrió toda la zona, llegando hasta el río Colcaque. 

El riesgo representa no solo para Cocha Pumaranra, sino también para Querapata, Comunidades ubicadas sobre este tipo de materiales como San Antonio, que tienen las mismas características de suelos y rocas en la zona norte, que posibilitan el movimiento y presentan alta vulnerabilidad.

2.1 ZONAS DE RIESGO GEODINAMICO. El riesgo potencial de que acurran desastres naturales en Abancay es grande; oscila entre un 60% a 70% de probabilidad, referidos a desastres generados por aluviones y sismos fuertes. Mediante el trabajo de campo se han podido identificar y trazar las fronteras en el mapa de zonas de riesgo o críticas existentes en la ciudad de Abancay.

Zona A. (Alto riesgo) 

 

 

  

 

 

Dentro de esta zona se considera especialmente la parte norte, intermedia entre la ciudad y el Cerro Ampay. Riesgo de un aluvión o alud del Nevado de Ampay. Riesgo de una crecida de aguas de la quebrada Sahuanay Chinchichaca y desborde de las lagunas. Deslizamiento de tierras o rocas, tanto en zona urbana y pie de ladera. Curvatura del río Colcaque - Marino, desde puente Condebamba hasta las Piscinas del Riñón en el Marino. Deslizamiento el Polvorín, carretera Abancay - Cusco. Zona B. (Moderado riesgo) Dentro de estas zonas se han calificado algunas zonas intermedias y altas que tiene elevada pendiente, entre estas tenemos: Torrentera final entre las quebradas Sahuanay - Chinchichaca. Franja intermedia entre Tamburco y Comunidades de San Antonio, Querapata. Toda la margen izquierda río Colcaque y Marino, parle de Aymas. Zonas C. (Riesgo bajo)




   


Especialmente zonas de moderada a baja pendiente, con suelos calichosos que tienen buena capacidad portante pata edificar, suelos granulares, entre estos tenemos: Zona de Patibamba Micaela Bastidas y las Américas (zona del proyecto). Condebamba parte céntrica de la ciudad de Abancay. Parte baja de Tamburco.



MAPA DE RIESGO

42


3.


FOLOSOFIA Y PRINCIPIOS DEL DISEÑO SISMORESISTENTE La filosofía del diseño sismorresistente consiste en: a. Evitar pérdidas de vidas b. Asegurar la continuidad de los servicios básicos c. Minimizar los daños a la propiedad. Se reconoce que dar protección completa frente a todos los sismos no es técnica ni económicamente factible para la mayoría de las estructuras. En concordancia con tal filosofía se establecen en esta Norma los siguientes principios para el diseño: La estructura no debería colapsar, ni causar daños graves a las personas debido a movimientos sísmicos se sísmicos moderados, que puedan ocurrir en el sitio La estructura debería soportar movimientos sísmicos moderados, que puedan ocurrir en el sitio durante su vida de servicio, experimentando posibles daños dentro de límites


3.


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

3.1 Zonificación El territorio nacional se considera dividido en tres zonas, como se muestra en la Figura N° 1. La zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las características generales de los movimientos sísmicos y la atenuación de éstos con la distancia epicentral, así como en información neotectónica. En el Anexo N° 1 se indican las provincias que corresponden a cada zona.



Figura N° 1 A cada zona se asigna un factor Z según se indica en la Tabla N°1. Este factor se interpreta como la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10 % de ser excedida en 50 años.

Para nuestra región nos corresponde zona 2

3.2 Concepción estructural Sismorresistente

El comportamiento sísmico de las edificaciones mejora cuando se observan las siguientes condiciones:          

Simetría, tanto en la distribución de masas como en las rigideces. Peso mínimo, especialmente en los pisos altos. Selección y uso adecuado de los materiales de construcción. Resistencia adecuada. Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevación. Ductilidad. Deformación limitada. Inclusión de líneas sucesivas de resistencia. Consideración de las condiciones locales. Buena práctica constructiva e inspección estructural rigurosa.

3.3 Principios de diseños Sismoresistente



Microzonificacion sismica Los estudios de microzonificación sísmicas consisten en la identificación y caracterización de unidades litológicas, generalmente suelos cuyas respuesta dinámica frente a terremotos son semejantes. Además de estas unidades se incluyen los efectos inducidos (fallas, licuefacción, etc.) y se valora su peligrosidad. Los mapas resultantes, o mapas de micro zonación, se presentan en una base cartográfica útil para fines de edificación y planificación urbana. Las escalas utilizadas suelen estar comprendidas entre 1/15,000 y 1/5,000, aunque pueden variar en función del grado de detalle requerido e información disponible.





Simplicidad y Simetria La experiencia ha demostrado repetidamente que las estructuras simples se comportan mejor durante los sismos. Hay dos razones principales para que esto sea así. Primero, nuestra habilidad para predecir el comportamiento sísmico de una estructura es marcadamente mayor para las estructuras simples que para las complejas; y segundo, nuestra habilidad para idealizar los elementos estructurales es mayor para las estructuras simples que para las complicadas. La simetría de la estructura en dos direcciones es deseable por las mismas razones; la falta de simetría produce efectos torsionales que son difíciles de evaluar y pueden ser muy destructivos.



Resistencia y Ductilidad Las estructuras deben tener resistencia sísmica adecuada por lo menos en dos direcciones ortogonales o aproximadamente ortogonales, de tal manera que se garantice la estabilidad tanto de la estructura como un todo, como de cada una de sus elementos.

Las cargas deben transferirse desde su punto de aplicación hasta su punto final de resistencia. La característica fundamental de la solicitación sísmica es su eventualidad; por esta razón, las fuerzas de sismo se establecen para valores intermedios de la solicitación, confiriendo a la estructura una resistencia inferior a la máxima necesaria, debiendo complementarse el saldo otorgándole una adecuada ductilidad. Esto requiere preparar a la estructura para ingresar en una etapa plástica, sin que se llegue a la falla. Otro antecedente importante que debe ser tomado en cuenta en la concepción de estructura aporticadas, es la ubicación de las rótulas plásticas. El diseño debe tender a que estas se produzcan en los elementos que contribuyan menos a la estabilidad de la estructura, por esta razón, es conveniente que se produzcan en las vigas antes que en las columnas. Los criterios de ductilidad deben también extenderse al dimensionamiento por corte, ya que en el concreto armado la falla por corte es de naturaleza frágil. Para lograr este objetivo, debe verificarse en el caso de una viga, que la suma de los momentos flectores extremos divididos por la luz sea menor que la capacidad resistente al corte de la viga; y en general para cualquier elemento, que la resistencia proporcionada por corte sea mayor que la resistencia proporcionada por flexión.





Hiperestaticidad y Monolitismo Como concepto general de diseño sismo-resistente, debe indicarse la conveniencia de que las estructuras tengan una disposición hiperestática; ello logra una mayor capacidad resistente. En el diseño de estructuras donde el sistema de resistencia sísmica no sea hiperestático, en necesario tener en cuenta el efecto adverso que implicaría la falla de uno de los elementos o conexiones en la estabilidad de la estructura.



Uniformidad y Continuidad de la Estructura La estructura debe ser continua tanto en planta como en elevación, con elementos que no cambien bruscamente su rigidez, para evitar la concentración de esfuerzos.



Rigidez Lateral Para que una estructura pueda resistir fuerzas horizontales sin tener deformaciones importantes, será necesario proveerla de elementos estructurales que aporten rigidez lateral en sus direcciones principales. Las estructuras flexibles tienen la ventaja de ser más fáciles de analizar y de alcanzar la ductilidad deseada. Sus desventajas son: que el pórtico flexible tiene dificultades en el proceso constructivo ya que puede existir gran congestionamiento de acero en los nudos, que los elementos no estructurales pueden invalidar el análisis ya que al ser difíciles de separar completamente de la estructura es posible que introduzcan una distribución diferente de esfuerzos y que las deformaciones son significativas siendo a menudo excesivas. Las estructuras rígidas tienen la ventaja de no tener mayores problemas constructivos y no tener que aislar y detallar cuidadosamente los elementos no estructurales, pero poseen la desventaja de no alcanzar ductilidades elevadas y su análisis es más complicado. Actualmente es práctica generalizada la inclusión de muros de corte en edificios 16 aporticados a fin de tener una combinación de elementos rígidos y flexibles. Con esto se consigue que el muro limite la flexibilidad del pórtico, disminuyendo las deformaciones, en tanto que el pórtico le confiere la hiperestaticidad al muro, otorgándole mejor posibilidad de disipación de energía sísmica.


VIII.


CALCULOS ESTRUCTURACION: La estructuración del edificio tiene las siguientes características: Existe una densidad de muros mas o menos aceptable en ambas direcciones



Losa aligerada armada en una dirección (la luz mas corta)



Losa macisa de e=20 cm, en la zona de la escalera, debido a la reducción en planta que



sufre la losa aligerada en dicho sector. 

Existe una simetría del edificio con respecto al eje “x” y “y”



Es proporcional se ha considerado muro de cabeza y muros de soga según la nueva norma sismo resistente E-030 la excentricidad accidental hace que estos, tomen incrementos de cortantes por torsión importantes, principalmente aquellos que están alejados del centro de rigidez del edificio, es decir los perimetrales Las ventana de los ambientes han sido ubicados en los extremos de los paños en la parte



frontal de la edificación y para obtener muros de mayor longitud 

La escalera a sido ubicada en la dirección mas critica (Y)



Todos los muros perimetrales serán confinados para efectos de torsión



Las vigas soleras de los muros se prolongaran por encima de los vanos (no se consideran dinteles)



No se han considerado en el análisis estructural los muros menores a 1.00 m de longitud



Lo muro tendrán una altura de 2.4 m



Los muros confinados mantendrán la relación l≤2h



La disposición y espesores se mantendrán en todos los niveles

BUENA

CRITERIOS DE CALIFICACION DE LOS ATRIBUTOS DELA FORMA

SIMETRIA

:2

CALIFICACION DE LA FORMA PORTIPO DECALIFICACION

REGULA R:1 MALA

:0

CONTINUIDAD

PLANTA

CALIFICACION MAXIMA:

20

Y

A

PLANTA

X

PLANTA

ELEVACION X

ELEVACION X

ELEVACION Y

ELEVACION Y

ROBUSTES COMPETENCIATORCIONAL

A I R T E M I S

D A D I U N I T N O C

ELEVACION X

2

PLANTA

1

ELEVACION X

1

ELEVACION

2

Y

PLANTA

PLANTA

X

ELEVACION Y

Y 5 7 . 0

X 1 1 . 1

X

2

ELEVACION Y

PLANTA

X 8 4 . 1

ELEVACION X

1

Y

S E T S U B O R

1

ELEVACION X

2

ELEVACION Y

2

A I C L N A E T N E O P I C M R O O C T PUNTAJETOTAL

% DEL MAXIMO

1

15

75 %

47


METRADO DE CARGAS Peso de la losa aligerada Peso de la Albañilería Peso de acabados Peso del concreto armado Sobre cargas S/C, 1°, 2°, 3°, 4° Sobre cargas S/C, 5°


: : : : : :

280 1,800 100 2,400 200 100

Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2

CALCULO DEL PESO TOTAL DEL EDIFICIO (P) Peso de la Albañilería Altura de Muro (hm) Peso de acabados Peso del concreto armado Sobre cargas S/C, 1°, 2°, 3°, 4° Sobre cargas S/C, 5° Peso de la losa aligerada

: : : : : : :

1,800 2.40 100 2,400 200 100 280

Kg/m2 m Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2

48



VERIFICACION DE LA DENSIDAD DE MUROS MURO 1X 2X 3X 4X 5X 6X 7X 8X 9X 10X 11X 12X TOTALES

DIRECCION X t=0.13 m t=0.23 m 2.05 3.20 3.30 2.30 3.30 7.60 4.25 7.60 4.25 4.25 5.25 13.65 22.65 38.35

MURO 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 7Y 8Y

DIRECCION Y t=0.13 m t=0.23 m 20.00 8.15 8.15 8.15 2.40 3.45 2.40 20.00

TOTALES

32.70

32.70 40.00

RESUMEN: DIRECCION "X" LX (t=0.13 cm)=

22.65

DIRECCION "Y" LY (t=0.13 cm)=

LX (t=0.23 cm)=

38.35

LY (t=0.23 cm)=

40.00

VERIFICACION DE LA DENSIDAD DE MUROS EN EL EJE "X" 0.0436 > 0.0385 OK EN EL EJE "Y" 0.0498

>

0.0385 OK

49



CALCULO DE PESO DE EDIFICACION Sobrecarga Piso Tipico PISO 5 (DESCRIPCION)

PESO

AREA (M2)

200 kg/m2 PESO (KG)

PESO (TN)

73269.0

73.3

67.5

17010.0

17.0

0.0600

13.5

1944.0

1.9

kg/m3

0.1350

82.8

26827.2

26.8

2400

kg/m3

0.1500

2.8

1008.0

1.0

Peso de Acabados

100

kg/m2

258.6

25860.0

25.9

Peso de Tabiques

120

kg/m2

258.6

31032.0

31.0

Sobrecarga ( 50%S/C)

100

kg/m2

258.6

25860.0

25.9

Cantidad

Unidad

Losa 5 to Nivel

350

kg/m2

209.34

Peso de Viga X-X

2400

kg/m3

0.1050

Peso de Viga chata X-X

2400

kg/m4

Peso de Viga Y-Y

2400

Peso de columna

LONGITUD

W4

PESO DE 5to NIVEL

202.8

Sobrecarga Piso Tipico PISO 4 (DESCRIPCION)

PESO

AREA (M2)

200 kg/m2 PESO (KG)

PESO (TN)

73269.0

73.3

67.5

17010.0

17.0

0.0600

13.5

1944.0

1.9

kg/m3

0.1350

82.8

26827.2

26.8

2400

kg/m3

0.1500

2.8

1008.0

1.0

Peso de Acabados

100

kg/m2

258.6

25860.0

25.9

Peso de Tabiques

120

kg/m2

258.6

31032.0

31.0


100

kg/m2

258.6

25860.0

25.9

Cantidad

Unidad

Losa4 to Nivel

350

kg/m2

209.34

Peso de Viga X-X

2400

kg/m3

0.1050


2400

kg/m4

Peso de Viga Y-Y

2400

Peso de columna

PESO DE 5to NIVEL

W4

LONGITUD

202.8

50




PESO

AREA (M2)

200 kg/m2 PESO (KG)

PESO (TN)

73269.0

73.3

67.5

17010.0

17.0

0.0600

13.5

1944.0

1.9

kg/m3

0.1350

82.8

26827.2

26.8

2400

kg/m3

0.1500

2.8

1008.0

1.0

Peso de Acabados

100

kg/m2

258.6

25860.0

25.9

Peso de Tabiques

120

kg/m2

258.6

31032.0

31.0


100

kg/m2

258.6

25860.0

25.9

Cantidad

Unidad

Losa3 to Nivel

350

kg/m2

209.34

Peso de Viga X-X

2400

kg/m3

0.1050


2400

kg/m4

Peso de Viga Y-Y

2400

Peso de columna

LONGITUD

W4

PESO DE 5to NIVEL

202.8


PESO

AREA (M2)

200 kg/m2 PESO (KG)

PESO (TN)

73269.0

73.3

67.5

17010.0

17.0

0.0600

13.5

1944.0

1.9

kg/m3

0.1350

82.8

26827.2

26.8

2400

kg/m3

0.1500

2.8

1008.0

1.0

Peso de Acabados

100

kg/m2

258.6

25860.0

25.9

Peso de Tabiques

120

kg/m2

258.6

31032.0

31.0


100

kg/m2

258.6

25860.0

25.9

Cantidad

Unidad

Losa3 to Nivel

350

kg/m2

209.34

Peso de Viga X-X

2400

kg/m3

0.1050


2400

kg/m4

Peso de Viga Y-Y

2400

Peso de columna

LONGITUD

202.8

W4

PESO DE 5to NIVEL


PESO

AREA (M2)

200 kg/m2 PESO (KG)

PESO (TN)

73269.0

73.3

67.5

17010.0

17.0

0.0600

13.5

1944.0

1.9

kg/m3

0.1350

80

25920.0

25.9

2400

kg/m3

0.1500

5.25

1890.0

1.9

Peso de columnetas

2400

kg/m4

0.0450

4

432.0

0.4

Peso de Acabados

100

kg/m2

258.6

25860.0

25.9

Peso de Tabiques

120

kg/m2

258.6

31032.0

31.0


100

kg/m2

258.6

25860.0

25.9

Cantidad

Unidad

Losa1 to Nivel

350

kg/m2

209.34

Peso de Viga X-X

2400

kg/m3

0.1050


2400

kg/m4

Peso de Viga Y-Y

2400

Peso de columna

PESO DE 5to NIVEL

W4

LONGITUD

203.2

51


PESO TOTAL DE EDIFICIO

Wtotal =


1014.5

TN

CALCULO DE LA FUERZA CORTANTE EN LA BASE DEL EDIFICIO: PARAMETROS Z U S R Tp ho Ct T Ccalculado Casumido K P (Kg) V (Kg)

VALORES 0.30 1.00 1.20 6.00 0.60 14.45 60.00 0.24

6.23 2.50 0.20 1,014,457.80 152,168.67

DESCRIPCION Zona 2 Abancay Edificación para vivienda (Categoría C) Suelo intermedio Estructura de Albañilería confinada Factor que depende de "S" Altura total de la edificación en metros Coeficiente para estimar el periodo fundamental Periodo fundamental de la estructura Coeficiente de amplificación sísmica Coeficiente de amplificación sísmica Coeficiente de proporcionalidad Peso total de la edificación Fuerza cortante en la base de la estructura

52



V = 152,168.67 TN DISTRIBUCION DE LA FUERZA CORTANTE EN ALTURA 

Piso 5 4 3 2 1

Pi 202,810.20 202,810.20 202,810.20 202,810.20 203,217.00 1,014,457.80

hi 14.40 11.60 8.80 6.00 3.20

Pihi 2,920,466.88 2,352,598.32 1,784,729.76 1,216,861.20 650,294.40 8,924,950.56



0.33 0.26 0.20 0.14 0.07

Fi 49,793.39 40,111.34 30,429.30 20,747.25 11,087.39 152,168.67

Vi 49,793.39 89,904.74 120,334.03 141,081.28 152,168.67

ALTURA TOTAL

3.20

6.00

8.80

11.60

14.40

53



50,716

40,573

30,430

20,286

10,164

FUERZAS INERCIALES (F)

54



50,716

91,289

121,719

142,005

152,169

FUERZAS CORTANTES (F)

55


IX.


CONCLUSIONES









Cuando más pesado sea el edificio o mayor masa tenga, mayor será la fuerza horizontal equivalente que tienda a moverlo, su mayor desplazamiento estar en el último piso y su mayor valor de corte estará en la base empotrada

El esfuerzo de corte en la base o fuerza sísmica horizontal resultante que actúa sobre el edificio según la dirección de análisis considerada se distribuye en función de la altura, obteniéndose asi un sistema de fuerzas horizontales que se considera equivalente a la acción sísmica

Estas fuerzas actúan en los puntos en que se han supuesto la cargas gravitatorias, es decir a nivel de los entre pisos y techo del edificio

Las ejecuciones en la ciudad de Abancay en la gran mayoría las que son para uso netamente de vivienda no realizan estudio previos de suelos, asi como el diseño estructural de las mismas, de la misma forma en la etapa de ejecución no hay un seguimiento de un profesional todo ello conlleva a una deficiente construcción de sus viviendas las que en un evento supuesto de un sismo de gran intensidad no resistirían sus elementos estructurales y conllevando a ello a perdidas de vidas humanas y el colapso de las edificaciones

56


X.


RECOMENDACIONES 

Importancia de los aspectos constructivos en la vida útil de las construcción con fines para viviendas

57

Fuerzas Horizontales y Fuerzas Cortantes en El Entrepiso

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