Grupo CRIXUS. Diseño de un centro de salud.pdf

DISEÑO SISMICO Y DE CONCRETO ARMADO

ESTRUCTURA APORTICADA

PROYECTO

: Centro de Salud Rocchacc

UBICACIÓN

: Apurimac – Chincheros - Ongoy

AYACUCHO – PERU 2016

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA 1. ESTRUCTURACIÓN El sistema estructural principal de esta edificación está basado en pórticos de concreto armado en ambas direcciones, los muros de albañilería son aislados del sistema estructural principal por medio de columnetas y viguetas de amarre, la junta de separación entre estos elementos y los pórticos de la estructura será de una pulgada, esta junta deberá ser rellenada con material adecuado de acuerdo a los detalles de los planos. El sistema de losas de entrepiso está formado por losas aligeradas en un sentido dependiendo de las luces que abarcan y las cargas de diseño. Por la irregularidad en planta de esquina entrante que se tiene en el proyecto se decidió separar en 02 bloques la estructura principal, comprendidos en los bloques “A” y “B”, esta separación se realizó mediante una junta de separación la cual tendrá un espesor de acuerdo al análisis sísmico que se realizó.

Imagen 01. Sistema Estructural

En el siguiente cuadro se detallan el tipo de los elementos estructurales a ser utilizados en el modelamiento de los bloques. PABELLÓN

Zapatas

BLOCK A BLOCK B

Aislada y combinada Aislada y combinada

Elemento a flexo compresión Columnas Columnas

Elemento a flexión Vigas Vigas

losas Aligerada Aligerada

Cuadro 01. Elementos estructurales de los bloques

1

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA 2. NORMAS EMPLEADAS Normas nacionales (Reglamento Nacional de Edificaciones). - R.N.E., N.T.E. - R.N.E., N.T.E. - R.N.E., N.T.E. - R.N.E., N.T.E.

E-020 Cargas. E-030 Diseño Sismo resistente. E-050 Suelos y Cimentaciones. E-060 Concreto Armado.

Normas internacionales -

ACI 318S-14 ASCE/SEI 7-10 FEMA 356 ASCE/SEI 41-13

Building Code Requirements for Structural Concrete Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings Seismic Evaluation and Retrofi t of Existing Buildings

3. PREDIMENSIONAMIENTO El pre dimensionamiento de los elementos estructurales se desarrolló de acuerdo a las recomendaciones y propuestas por investigadores involucrados en el tema. PRE DIMENSIONAMIENTO Losas macizas en una dirección Vigas o losas nervadas en una dirección

Ambos extremos continuos L/28 L/21

En voladizo L/10 L/8

Cuadro 02. Pre dimensionamiento de Vigas

COL C-1 C-2 C-1 C-2

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS (1° - 4° NIVEL) PISO W (t/m2) Ata (m2) n f'c Pg=W*At p Ac (cm2) DIM. INICIAL DIM. FINAL 1° 1.05 18.23 0.30 210 19.142 1.10 935.807 0.31 x 0.31 0.25 x 0.40 1° 1.05 21.25 0.25 210 22.313 1.25 1487.500 0.39 x 0.39 0.25 x 0.60 2° 1.05 18.23 0.30 210 19.142 1.10 534.747 0.23 x 0.23 0.25 x 0.40 2°

1.05

21.25

0.25 210 22.313 1.25 850.000 0.29 x 0.29 0.25 x 0.60 Cuadro 03. Pre dimensionamiento de columnas

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS EN LA DIRECCION x-x VIGA B b=B/20 Ln h=Ln/11 DIMENSION INICIAL DIMENSION FINAL V-101 5.23 0.262 3.35 0.305 0.25 x 0.30 0.25 x 0.40 V-102 4.50

0.225

6.22

0.565

0.25 x 0.25 x

0.55

V-103 4.43

0.222

6.05

0.550

0.25 x 0.40

0.55

0.25 x 0.40

V-104 4.46

0.223

5.77

0.525

0.25 x 0.20 x

0.55

0.25 x 0.40

V-105 3.68

0.184

5.61

0.510

0.50

0.25 x 0.35

V-106 1.13

0.057 5.52 0.502 0.20 x 0.50 Cuadro 04. Pre dimensionamiento de Vigas x-x

0.25 x 0.35

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS EN LA DIRECCION y-y VIGA B b=B/20 Ln h=Ln/11 DIMENSION INICIAL DIMENSION FINAL V-101 2.89 0.145 5.06 0.460 0.25 x 0.45 0.25 x 0.35 V-102 5.47

0.274

5.55

0.505

V-103 4.26

0.213

5.55

0.505

V-104 3.49

0.175

5.55

0.505

V-105 1.31

0.30 x 0.25 x

0.50

0.25 x 0.40

0.50

0.25 x 0.40 0.25 x 0.50 0.25 x 0.40 0.066 5.55 0.505 0.20 x 0.50 0.25 x 0.35 Cuadro 03. Pre dimensionamiento de Vigas y-y

2

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA 4. METRADO DE CARGAS El metrado de cargas que se presenta a continuación tiene como propósito determinar el peso sísmico de la estructura con la finalidad de poder hallar el cortante basal estático, el cual será comparado con el análisis dinámico a fin de verificar si es necesario escalar el espectro de sísmico para el diseño de los elementos de concreto armado, cabe mencionar que este escalamiento no afecta en el análisis de la deriva de piso. Este análisis se realizó por niveles en los cuales se indica las sobrecargas utilizadas en el modelo y los pesos de las edificación. METRADO DE CARGAS - POR NIVELES PISO 01

ELEMENTO ESTRUCTURAL Losa Aligerada - e=0.20 m

N° VECES

CARGA MUERTA LARGO ANCHO

1 1 1 1 1 1 1

ALTO

PESO

TOTAL (kg)

Area= Area= Area= Area= Area= Area= Area=

55.165 49.512 48.269 78.927 50.208 61.101 18.944

300 300 300 300 300 300 300

16549.500 14853.510 14480.640 23678.160 15062.400 18330.210 5683.230

Columnas C-01 C-02

18 8

Area= Area=

0.100 0.188

4.100 4.100

2400 2400

17712.000 14760.000

V-xx V-xx V-yy V-yy

4 2 4 1

12.300 9.650 26.750 14.950

0.400 0.400 0.400 0.400

0.250 0.250 0.250 0.250

2400 2400 2400 2400

11808.000 4632.000 25680.000 3588.000

100 100 100 100 100 100 100 (tn)

5516.500 4951.170 4826.880 7892.720 5020.800 6110.070 1894.410 223.030

S/C

TOTAL (kg)

300 300 300 300 300 400 400 (tn)

16549.500 14853.510 14480.640 23678.160 15062.400 24440.280 7577.640 116.642

Vigas

Tabiqueria 1 1 1 1 1 1 1


N° VECES 1 1 1 1 1 1 1


CARGA VIVA LARGO ANCHO Area= Area= Area= Area= Area= Area= Area=

55.165 49.512 48.269 78.927 50.208 61.101 18.944 TOTAL CM

ALTO 55.165 49.512 48.269 78.927 50.208 61.101 18.944 TOTAL CV

S/C: Sobrecarga según el RNE, en la norma E020

3

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA PISO 02 ELEMENTO ESTRUCTURAL Losa Aligerada - e=0.20 m

N° VECES

CARGA MUERTA LARGO ANCHO

1 1 1 1 1 1 1

ALTO

PESO

TOTAL (kg)


55.165 49.512 48.269 78.927 50.208 61.101 18.944

300 300 300 300 300 300 300

16549.500 14853.510 14480.640 23678.160 15062.400 18330.210 5683.230

Columnas C-01 C-02

18 8

Area= Area=

0.100 0.188

4.250 4.250

2400 2400

18360.000 15300.000

V-xx V-xx V-yy V-yy

4 2 4 1

12.300 9.650 26.750 14.950

0.400 0.400 0.400 0.400

0.250 0.250 0.250 0.250

2400 2400 2400 2400

11808.000 4632.000 25680.000 3588.000

100 100 100 100 100 100 100 (tn)

5516.500 4951.170 4826.880 7892.720 5020.800 6110.070 1894.410 224.218

S/C

TOTAL (kg)

100 100 100 100 100 100 100 (tn)

5516.500 4951.170 4826.880 7892.720 5020.800 6110.070 1894.410 36.213

Vigas

Tabiqueria 1 1 1 1 1 1 1


N° VECES 1 1 1 1 1 1 1


CARGA VIVA LARGO ANCHO Area= Area= Area= Area= Area= Area= Area=

55.165 49.512 48.269 78.927 50.208 61.101 18.944 TOTAL CM

ALTO 55.165 49.512 48.269 78.927 50.208 61.101 18.944 TOTAL CV

S/C: Sobrecarga según el RNE, en la norma E020 PESO DEL EDIFICIO N° PISO Piso 02 Piso 01

PESO DEL EDIFICIO (tn) CARGA MUERTA (CM) CARGA VIVA (CV) 112.109 18.106 111.515 58.321 Peso total (tn) =

CM+0.5CV+0.25CVT 116.636 140.676 257.311

Imagen 02. Modelo de Acoplamiento Cercano

4

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA 5. ANÁLISIS ESTÁTICO DE LA EDIFICACIÓN MATRIZ DE MASAS N° PISO Piso 02 Piso 01

PESO (tn) 116.636 140.676

MASA (tn/m/s) 11.889 14.340

CALCULO DE LA CORTANTE BASAL EN LA BASE DEL EDIFICIO (V) : PARAMETROS Z U S R 3/4R Tp Ht Ctx T C (calculado)<2.5 C (asumido) Kx Px (Tn) Vx (Tn) Cty T C (calculado)<2.5 C (asumido) Ky Py (Tn) Vy (Tn)

VALORES DESCRIPCION 0.25 Zona 2 (Apurimac) 1.50 Edificacion para centros educativos "A" 1.40 Suelo intermedio 8.00 Sistema estructural a base de pórticos 8.00 Por ser una estructura irregualr 1.00 Factor que depende "S" 10.45 Altura total de edificacion en metros Analisis en la direccion X 35.00 Factor Periodo fundamental - Porticos 0.30 Periodo fundamental de la Estructura 8.37 Coeficiente de amplificacion sismica 2.50 Coeficiente de amplificacion sismica 0.16 coeficiente de proporcionalidad 257.31 Peso total de la edificacion 42.215 Fuerza cortante en la base de la estructura Analisis en la direccion Y 35.00 Factor Periodo fundamental - Porticos 0.30 Periodo fundamental de la Estructura 8.37 Coeficiente de amplificacion sismica 2.50 Coeficiente de amplificacion sismica 0.16 coeficiente de proporcionalidad 257.31 Peso total de la edificacion 42.215 Fuerza cortante en la base de la estructura

CALCULO DE LA FUERZA LATERAL DE CADA ENTREPISO - DIRECCION X PISO 2 1

PESO PISO (Tn) 116.64 140.68 257.31

H 2.70 2.80

PiHi 314.92 393.89 708.81

PiHi/ƩPiHi 0.44 0.56

Fi (Tn) 18.756 23.459 42.215

Vi (Tn) 18.76 42.22

CALCULO DE LA FUERZA LATERAL DE CADA ENTREPISO - DIRECCION Y PISO 2 1

PESO PISO (Tn) 116.64 140.68 257.31

H 2.70 2.80

PiHi 314.92 393.89 708.81


Fi (Tn) 18.756 23.459 42.215

Vi (Tn) 18.76 42.22

DISTRIBUCIÓN DE FUERZAS EN AMBAS DIRECCIONES

18.76 tn (2° nivel)

42.22 tn (1° nivel)

5

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA 6. ESPECTRO DE DISEÑO El espectro de aceleraciones se elaboró de acuerdo a las recomendaciones presentadas en la norma técnica E030 del NRE. Los parámetros de ubicación (Z), uso (U), tipo de suelo (S), periodo del suelo (Tp), fueron obtenidos de las tablas que se ubican en la norma mencionada anteriormente y es a partir de ellos que se traza el espectro de aceleraciones del modelo sísmico de esta estructura. ESPECTRO DE SISMO SEGÚN EL PROYECTO DE LA NORMA E.030-2014 Zonificación, Según E.030-2014 (2.1) Zona :

2

Z=

0.25 g

S3

S=

1.4

TP =

1

TL =

1.6

U=

1.5

Parámetros de Sitio, Según E.030-2014 (2.4) Perfil Tipo :

Categoría del Edificio, Según E.030-2014 (3.1) Categoría :

Común C

Coeficiente Básico de Reducción de Fuerzas Sísmicas, Según E.030-2014 (3.4) Categoría :

Concreto Armado: pórticos R0 =

8

Restricciones de Irregularidad, Según E.030-2014 (3.7) Restriccion:

No se permiten irregularidades extremas

Factores de Irregularidad, Según E.030-2014 (3.6) Tomar en consideración el punto 5 sobre restricciones. Irregularidad en Altura, Ia :

Irregularidad en Planta, Ip :

01 Regular Ia =

1

Ip =

1

04 Esquinas Entrantes

Coeficiente de Reducción de Fuerzas Sísmicas, Según E.030-2014 (3.8) R=R0xIaxIp=

8

6

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA Espectro de Sismo de Diseño(Sa/g) C 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.273 2.083 1.923 1.786 1.667 1.563 1.384 1.235 1.108 1.000 0.826 0.694 0.592 0.510 0.444 0.250 0.160 0.111 0.082 0.063 0.049 0.040

T (s) 0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140 0.160 0.180 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 0.500 0.550 0.600 0.650 0.700 0.750 0.800 0.850 0.900 0.950 1.000 1.100 1.200 1.300 1.400 1.500 1.600 1.700 1.800 1.900 2.000 2.200 2.400 2.600 2.800 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 10.000

Sa/g 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.164 0.149 0.137 0.126 0.117 0.109 0.103 0.091 0.081 0.073 0.066 0.054 0.046 0.039 0.033 0.029 0.016 0.011 0.007 0.005 0.004 0.003 0.003

7

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA Espectros de Velocidades y Desplazamientos Sa (m/s2) 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.60945 1.46314 1.34121 1.23804 1.14961 1.07297 1.00591 0.89105 0.79479 0.71333 0.64378 0.53205 0.44707 0.38094 0.32846 0.28613 0.16095 0.10301 0.07153 0.05255 0.04024 0.03179 0.02575

Sv (m/s) 0.00000 0.00512 0.01025 0.01537 0.02049 0.02562 0.03074 0.03586 0.04098 0.04611 0.05123 0.06404 0.07685 0.08965 0.10246 0.11527 0.12808 0.14088 0.15369 0.16650 0.17931 0.19211 0.20492 0.21773 0.23054 0.24334 0.25615 0.25615 0.25615 0.25615 0.25615 0.25615 0.25615 0.24108 0.22769 0.21571 0.20492 0.18629 0.17077 0.15763 0.14637 0.13661 0.10246 0.08197 0.06831 0.05855 0.05123 0.04554 0.04098

Sd (m) 0.00000 0.00002 0.00007 0.00015 0.00026 0.00041 0.00059 0.00080 0.00104 0.00132 0.00163 0.00255 0.00367 0.00499 0.00652 0.00826 0.01019 0.01233 0.01468 0.01722 0.01998 0.02293 0.02609 0.02945 0.03302 0.03679 0.04077 0.04484 0.04892 0.05300 0.05708 0.06115 0.06523 0.06523 0.06523 0.06523 0.06523 0.06523 0.06523 0.06523 0.06523 0.06523 0.06523 0.06523 0.06523 0.06523 0.06523 0.06523 0.06523

8

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA 7. CORTANTE BASAL ESTÁTICO El cortante basal estático es calculado con la finalidad de poder compáralo con el cortante dinámico y ver de esta forma si nuestro espectro de aceleraciones debe ser escalado. El valor de este cortante se calculó de dos formas, la primera es de forma manual como se ve en la parte 4 de esta memoria de cálculo, la segunda se obtuvo por el programa ETABS. Forma manual:

PISO 2 1

PESO PISO (Tn) 116.64 140.68 257.31

Cortante Basal XX = 42.22 tn Cortante Basal YY = 42.22 tn H 2.70 2.80

PiHi 314.92 393.89 708.81


Fi (Tn) 18.756 23.459 42.215

Vi (Tn) 18.76 42.22

Fi (Tn) 18.756 23.459 42.215

Vi (Tn) 18.76 42.22

Corte basal - Dirección XX PISO 2 1

PESO PISO (Tn) 116.64 140.68 257.31

H 2.70 2.80

PiHi 314.92 393.89 708.81


Corte basal - Dirección YY Programa ETABS:

Cortante Basal XX= 41.09 tn Cortante Basal YY= 41.09 tn

Corte basal - Dirección XX

9

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA

Corte basal - Dirección YY TABLA RESUMEN DE CORTE BASAL – MÉTODO ESTÁTICO

8. ANÁLISIS MODAL ESPECTRAL Este análisis se desarrolló de con un modelo matemático de forma tridimensional, del cual se obtuvo las rigideces de cada uno de los pórticos con la finalidad de realizar una condensación estática y poder obtener una rigidez del sistema en coordenadas del piso. Para este modelo se consideró 3 grados de libertad por piso (diafragma rígido), 2 grados traslacionales (X e Y) y un grado rotacional (Alrededor de Z). El espectro de aceleraciones es

10

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA el que se mostró anteriormente, y para las combinaciones modales se usó la CQC (Combinación cuadrática completa). PERIODOS DE VIBRACIÓN Y FACTORES DE PARTICIPACIÓN MODAL

De la figura anterior podemos ver que en el modo N° 5 obtenemos un acumulativo de la participación de la masa modal mayor a 90% el cual es recomendado en la norma, por lo cual con 12 modos es más que suficiente para muestro análisis. 9. CORTANTE DINÁMICO Este valor se obtiene de la CQC realizada a todos los modos, del cual:

CORTANTE DINÁMICO DIRECCIÓN XX

11


CORTANTE DINÁMICO DIRECCIÓN YY

TABLA RESUMEN DEL CORTANTE DINÁMICO Factor de escala Cortante basal = 80% del Cortante basal = Cortante dinámico x = Cortante dinámico y = F.E. =

41.090 32.872 36.08 33.51 0.9810

tn tn (80% para estructuras regulares) tn tn (El Espectro de Diseño no necesita ser amplificado por el F.E.)

12

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA 10.DERIVAS DE ENTRE PISO Las derivas de entrepiso se calcularon teniendo en cuenta las siguientes consideraciones: -

-

El primer piso de la edificación se modelo como un diafragma rígido, puesto que las condiciones de este piso permiten la modelación como tal. El segundo nivel de la edificación presenta un techo inclinado a dos aguas, el cual no cumple las condiciones para el modelamiento como un diafragma rígido según las recomendaciones del ASCE/SEI 7-10, en su capítulo 12.3 “DIAPHRAGM FLEXIBILITY, CONFIGURATION IRREGULARITIES, AND REDUNDANCY”. EN tal sentido los cálculos de las derivas se calcularon teniendo en cuenta lo mencionado anteriormente.

SISMO ESTÁTICO CONTROL DE LA DERIVA DE PISO (Positivo)

R= 8.0

PISO 2 1

DESPL. ELAST. (m) 0.006624 0.003255

DESPL. INELAST. (m) 0.052992 0.026040

DERIVA DE PISO X-X 0.004244 0.006351

VERIFICACION CUMPLE CUMPLE

PISO 2 1

DESPL. ELAST. (m) 0.006243 0.003020

DESPL. INELAST. (m) 0.049944 0.024160

DERIVA DE PISO Y-Y 0.004060 0.005893


DERIVAS MÁXIMAS – SISMO ESTÁTICO XX - YY SISMO DINÁMICO CONTROL DE LA DERIVA DE PISO

R= 8.0

PISO 2 1

DESPL. ELAST. (m) 0.006820 0.003615

DESPL. INELAST. (m) 0.054560 0.028920

DERIVA DE PISO X-X 0.004038 0.006999


PISO 2 1

DESPL. ELAST. (m) 0.006142 0.003020

DESPL. INELAST. (m) 0.049136 0.024160

DERIVA DE PISO Y-Y 0.003933 0.005893


13


DERIVAS MÁXIMAS – SISMO DINÁMICO XX - YY 11.CONTROL DE ESTABILIDAD DE PISO SISMO ESTÁTICO CONTROL DE ESTABILIDAD DE PISO DIREC. X Y

P 257.31 257.31

V 42.22 42.22

C 0.16 0.16

Direc. x PISO 2 1

PESO (tn) 116.64 140.68

PESO ACUM (tn) 116.64 257.31

CORTE (tn) 18.76 42.22

DERIVA 0.004244 0.006351

ALT. (m) 6.35 4.10

Ɵ 0.0042 0.0052

VERIFIC. CUMPLE CUMPLE

Direc. y PISO 2 1

PESO (tn) 116.64 140.68

PESO ACUM (tn) 116.64 257.31

CORTE (tn) 18.76 42.22

DERIVA 0.004060 0.005893

ALT. (m) 6.35 4.10

Ɵ 0.0040 0.0048


SISMO DINÁMICO CONTROL DE ESTABILIDAD DE PISO DIREC. X Y

P (tn) 257.31 257.31

V (tn) 36.08 33.51

C 0.14 0.13

Direc x PISO 2 1

PESO (tn) 116.64 140.68

PESO ACUM (tn) 116.64 257.31

CORTE (tn) 18.76 36.08

DERIVA 0.004038 0.006999

ALT. (m) 6.35 4.10

Ɵ 0.0040 0.0067


Direc y PISO 2 1

PESO (tn) 116.64 140.68

PESO ACUM (tn) 116.64 257.31

CORTE (tn) 18.76 33.51

DERIVA 0.003933 0.005893

ALT. (m) 6.35 4.10

Ɵ 0.0039 0.0060


14

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA 12.DISEÑO DE CONCRETO ARMADO – PÓRTICOS Nos basaremos en el Concrete Frame Design Manual, para explicar el diseño de columnas, vigas y viguetas. El Etabs viene implementado con el módulo acorde con el ACI 318-2014, se harán comentarios con la norma ACI 318-2014 y la Norma Técnica de Concreto Armado E060.

La NTE E-060 tiene las siguientes combinaciones: U 1 = 1.4 (DEAD + CM) + 1.7 (LIVE + LIVEUP ) U 2 = 1.25 (DEAD + CM + LIVE + LIVEUP ) ± EQXXDIS U 3 = 1.25 (DEAD + CM + LIVE + LIVEUP ) ± EQYYDIS U 4 = 0.9 (DEAD + CM) ± EQXXDIS U 5 = 0.9 (DEAD + CM) ± EQYYDIS

(10.2.1) (10.2.1) (10.2.1) (10.2.1) (10.2.1)

Para el modelamiento de las vigas que no cuentan con una sección rectangular, en este caso las vigas que corresponde al techo a dos aguas se tuvieron que realizar una modificación de sus propiedades para su modelamiento como vigas rectangulares, están modificaciones se describen en el siguiente cuadro.

A AS2 AS3 J I22 I33

VIGA VIG-01 Cross Section (Axial) Area Shear Area in 2 Direction Shear Area in 3 Direction Torsion Constant Moment for Inertia About 2 Axis Moment for Inertia About 3 Axis

REC 0.25x0.30 750.000 625.000 625.000 77515.405 39062.500 56250.000

REAL 687.500 582.347 590.065 68778.000 34180.000 44042.000

% a Modificar 0.917 0.932 0.944 0.887 0.875 0.783

A AS2 AS3 J I22 I33


REC 0.25x0.30 750.000 625.000 625.000 77515.405 39062.500 56250.000

REAL 606.250 537.790 504.786 49974.000 30984.000 33019.000

% a Modificar 0.808 0.860 0.808 0.645 0.793 0.587

A AS2 AS3 J I22 I33


REC 0.50x0.20 1000.000 833.340 833.340 100743.000 208333.000 33333.000

REAL 1018.060 942.270 844.470 96065.000 215423.000 41390.000

% a Modificar 1.018 1.131 1.013 0.954 1.034 1.242

15

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA REFUERZO LONGITUDINAL

16


17


18


19

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA REFUERZO POR CORTE Se tendrá las siguientes consideraciones en las columnas.

20

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA Se tendrá las siguientes consideraciones en las vigas.

21


22

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA RADIO DE INTERACCIÓN DE COLUMNAS

23

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA 13.DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN DEL EDIFICIO Calcularemos el módulo de la sub rasante en las zapatas de la edificación, según las recomendaciones del FEMA 356 y del ASCE/SEI 41-13 para su posterior modelamiento en el SAFE. Calculamos el Módulo de Corte inicial, según las recomendaciones del FEMA 356: 𝐺𝑜 =

𝛾𝑉𝑠 2 𝑔

Donde “γ” es el peso específico del suelo en libras por pie cubico, “Vs ” es la velocidad de la onda de corte en bajas deformaciones en pies sobre segundos, y “g” es la aceleración de la gravedad en pies sobre segundos al cuadrado. Las unidades del módulo de corte se expresan en libras sobre pie cuadrado. La velocidad de onda, la elegimos del apartado 1.6.1.4.1., del reporte FEMA 356. Clase A: Roca dura con velocidad de onda de corte, vs>5000 ft/s (152400 cm/s) Clase B: Roca con velocidad onda corte, 2500 ft/s (76200 cm/s)20, o contenido de agua w>40%, vs 600 ft/s (18288 cm/s) Clase F: Suelos que requieren especial evaluación (ver el documento FEMA 356) La clasificación del suelo estará en el tipo “E”, con una velocidad de onda de corte igual a 600 ft/s (18288 cm/s). 𝐺𝑜 =

𝛾𝑉𝑠 2 (0.0018)(18288)2 𝑘𝑔⁄ = = 613.67 𝑐𝑚 2 𝑔 981

El módulo de corte efectivo del suelo se calculará con la relación existente entre el módulo de corte efectivo y el módulo de corte inicial, que se especifica en la tabla 4-7 del FEMA 357. El valor de SXS, es el valor de la aceleración que corresponde al primer modo de vibración para un espectro elástico; según el cálculo para las fuerzas equivalentes estáticas equivalentes el valor de la aceleración es de 0.16g, pero trabajando con el espectro elástico debemos de multiplicarlos por el valor del factor de reducción sísmica: 𝑆𝑥𝑠 = 0.16 𝑥 8 = 1.28 El valor de “G”, será calculado de la interpolación que se obtendrán de la tabla siguiente:

24

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA El valor de G/Go se interpolará para un valor de Sxs/2.5 de 0.512, G/Go = 0.036. El valor del módulo de corte efectivo “G” será igual a 3341.10 Kg/cm2 (47.90 Klb/pul2). 𝐺 = 𝐺𝑜 𝑥 0.036 = 613.67 𝑥 0.036 = 22.09

𝑘𝑔⁄ 𝑐𝑚 2

OBTENCIÓN DEL MÓDULO DE SUBRASANTE Según Modelo Desacoplado de Winkler

Módulo de Corte (G) = 22.09 Kg/cm2 Módulo de Poisson = 0.30 Rigidez Traslacional Ksv = 0.21 Kg/cm3 Rigidez Traslacional Ksv = 205.12 Tn/m3

PRESIONES DEL TERRENO EN LA ZAPATA

25

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA DISEÑO DEL ACERO EN LAS ZAPATAS

DISEÑO DEL ACERO EN SENTIDO XX

DISEÑO DEL ACERO EN SENTIDO YY

26

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA 14.DISEÑO DE LAS VIGAS DE CIMENTACIÓN

27

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA 15.DISEÑO DE LAS LOSAS ALIGERADAS LOSA ALIGERADA DEL PRIMER NIVEL

Cortante V11 – Momento M11


28



Acero Negativo máximo – Acero positivo máximo

29

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA De la imagen anterior podemos apreciar el número de varillas que se necesita en la losa en las sección es del volado y en la parte central del edificio. La distribución de acero final se procedió de la siguiente manera: Acero-Ø3/8" N° Varillas

Ancho vigueta

Ancho tributario

N° Viguetas

N° Varillas Final Área (cm2)

Negativo

16

0.4

3.5

9

2

1.42

Positivo

9

0.4

3.5

9

1

0.71

De esta manera se procedió a calcular todos los tramos del aligerado, en forma de resumen se presenta una memoria de calcula obtenida del SAFE. ACI 318-08 Concrete Strip Design Geometric Properties Material Properties Combination = COMB1 Concrete Comp. Strength = 2100 Tonf/m2 Strip Label = CSA13 Concrete Modulus = 2173707 Tonf/m2 Length = 15.37 m Longitudinal Rebar Yield = 40788.65 Tonf/m2 Distance to Top Rebar Center = 0.024525 m Distance to Bot Rebar Center = 0.024525 m

30


LOSA ALIGERADA DEL SEGUNDO NIVEL Este tipo de losa será modelada en el mismo Etabs, En el cual tenemos el siguiente modelo:

31

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO MJCA La vigueta se modelo de forma rectangular puesto que para las cargas impuestas, en estas viguetas de la losas hacen que no se comporten como una viga “T”, en nuestro modelo de la vigueta al momento de designar la sección se realizó una modificación a las propiedades de la masa y del peso específico, el cual se redujo a un 75% del total de la vigueta rectangular, este procedimiento se realizó para no duplicar el peso de la losa. Del análisis de esta losa tenemos los siguientes resultados:

De la imagen anterior podemos apreciar el área de acero que se necesita en la losa, en las secciones del volado y en la parte central del edificio. La distribución de acero final se procedió de la siguiente manera: Acero-Ø3/8" Área (cm2) Ancho vigueta

Ancho tributario

N° Viguetas

N° Varillas Final Área (cm2)

Negativo

0.603

0.4

0.4

1

1

0.71

Positivo

0.517

0.4

0.4

1

1

0.71

16.

32

Grupo CRIXUS. Diseño de un centro de salud.pdf

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