ESTUDIO ESTRUCTURAL ESTRUCTURAL
EVALUACIÓN ESTRUCTURAL “ALMACEN Y TIENDA SANEXIM”
SOLICITADO: ARQ. AVALOS REALIZADO: MAYO 2015 Propietario
:
Proyeto
: EVAL!ACIO" ESTR!CT!RAL
Direi#$
: MA%DALE"A DEL MAR&LIMA
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ESTUDIO ESTRUCTURAL
1. %e$era'i(a(e)
O*+eti,o: La finalidad del presente documento es realizar la evaluación estructural de la edificación ubicada en calle MA%DALE"A DEL MAR , Provincia de Lima, Departamento de Lima, en esta ubicación se proyectara una ampliación.
De)ripi#$ (e 'a e)tr-t-ra ei)te$te: La estructura a evaluar, consta de 2 Bloques la parte delantera cuyo destino es oficinas administrativas y una tienda y la segunda en la parte posterior destinado a almacn las edificaciones presentan un sistema de alba!iler"a confinada en el #$e %&% y en el #$e '&'. #l tec(o de la estructura est) conformado por una losa aligerada, que act*a a manera de diafragma r"gido.
"or/ati,i(a(: +e considera en la evaluación estructural las siguientes ormas de dise!oap"tulo #&/.2/ 0orma de argas correspondientes al #3L45#67 4874L D# #D898487#+ vigente. ap"tulo #/.:/&2//; 0orma +ismo esistente y apitulo #/.
2. Proe(i/ie$to (e E,a'-ai#$
A$'i)i) (i$/io: 4 nivel general, se verificar) el comportamiento din)mico de la estructura frente a cargas s"smicas mediante un an)lisis espectral indicado en la orma correspondiente, con ese propósito se genera un modelo matem)tico para el an)lisis respectivo. #ste modelo ser) realizado usando el programa de c)lculo de estructuras #64B+. A$'i)i) (e (e)p'aa/ie$to): +e verificar) los desplazamientos obtenidos en el programa #64B+ con los permisibles de la orma correspondiente.
Veriiai#$ (e e)-ero): #ntre los par)metros que intervienen en la evaluación estructural se encuentran la resistencia al corte, fle>ión, carga a>ial en vigas, columnas de concreto armado y muros de alba!iler"a confinada.
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ESTUDIO ESTRUCTURAL
3. Criterio (e 'a E,a'-ai#$ E)tr-t-ra' +e realizar) el an)lisis s"smico de la estructura ante la acción de un sismo proporcionado por la 6# /.:/ y se verificar) que las distorsiones no superen el valor de /.//? en el sistema de alba!iler"a@ derivas m)>imas permitidas por la orma. 4dem)s, se verificar) el comportamiento d*ctil de los elementos estructurales, as" como la resistencia ante la acción de cargas combinadas especificadas por la orma. +e tomar)n en cuenta tambin las observaciones realizadas en campo, para determinar el comportamiento de los elementos estructurales.
4. Carater)tia) (e 'a) E)tr-t-ra) +eg*n el levantamiento de la edificación, se muestra a continuación los materiales que conforman la estructura y las especificaciones de los mismosCarater)tia) (e 'o) /ateria'e):
oncreto 4rmadoesistencia mec)nica del concreto, fAc 1
4cero de refuerzoesistencia a la fluencia del acero grado =/@ fy F2// Ggcm2
4lba!iler"a onfinada6ipo de unidad- 4rtesanal 01H, 2H, :H, FH y ?H nivel esistencia aracter"stica fAm :? Ggcm2. 5ódulo de #lasticidad de la alba!iler"a, # 1
5. Metra(o (e Car6a)
Car6a M-erta: +on cargas provenientes del peso de los elementos estructurales, acabados, tabiques y otros elementos que forman parte de la edificación yo se consideran permanentes.
Car6a Vi,a: argas que provienen de los pesos no permanentes en la estructura, que incluyen a los equipos muebles y elementos móviles estimados en la estructura as" como los equipos de telecomunicaciones y antenas a instalar. Car6a (e Si)/o: 4n)lisis de cargas est)ticas o din)micas que representan un evento s"smico y est)n reglamentadas por la norma #./:/ de dise!o sismorresistente.
Re)-/e$ (e Car6a):
:
ESTUDIO ESTRUCTURAL &Car6a) M-erta) 7CM8:
Peso propio piso terminado 0todos los niveles Peso propio piso tabiquer"a Peso propio piso tabiquer"a en azotea
1// 1?/ 1//
Cgm2 Cgm2 Cgm2
&Car6a) Vi,a) 7CV8:
+obrecarga de vivienda +obrecarga de azotea
2// Cgm2 1// Cgm2
+a
0IJ+.g
&Car6a) (e Si)/o 7SPEC98:
+eg*n orma Peruana de #structuras
. Co$)i(eraio$e) S)/ia) Las consideraciones adoptadas para poder realizar un an)lisis din)mico de la estación son tomadas mediante movimientos de superposición espectral, es decir, basado en la utilización de periodos naturales y modos de vibración que podr)n determinarse por un procedimiento de an)lisis que considere apropiadamente las caracter"sticas de rigidez y la distribución de las masas de la estructura. #ntre los par)metros de sitio usados y establecidos por las ormas de #structuras tenemos-
.1 Zo$iiai#$ 7Z8 La zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las caracter"sticas esenciales de los movimientos s"smicos, la atenuación de estos con la distancia y la información geotcnica obtenida de estudios cient"ficos. De acuerdo a lo anterior la orma #&/.:/ de dise!o sismo&resistente asigna un factor KI de cada una de las : zonas del territorio nacional. #ste factor representa la aceleración m)>ima del terreno con una probabilidad de 1/M de ser e>cedida en ?/ a!os. Para el presente estudio, la zona en la que est) ubicado el proyecto corresponde a la zona : y su factor de zona I ser) /.F/.
.2 Par/etro) (e' S-e'o 7S8 Para los efectos de este estudio, los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta sus propiedades mec)nicas, el espesor del estrato, el periodo fundamental de vibración y la velocidad de propagación de las ondas de corte. Para efectos de la aplicación de la norma #&/.:/ de dise!o sismorresistente se considera que el perfil de suelo es de tipo intermedio 0+2, el par)metro 6p asociado con este tipo de suelo es de /.=/ seg., y el factor de amplificación del suelo se considera + 1.2.
F
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.3 9ator (e a/p'iiai#$ S)/ia 7C8 De acuerdo a las caracter"sticas de sitio, se define al factor de amplificación s"smica 0 por la siguiente e>presiónC ; 2.5 7Tp
C> 2.5
.4 Cate6ora (e 'a) e(iiaio$e) 7!8 ada estructura debe ser clasificada de acuerdo a la categor"a de uso, debido a que la edificación es de tipo vivienda la norma establece un factor de importancia J 1./, que es el que se tomar) para este an)lisis.
.5 Si)te/a) e)tr-t-ra'e) 7R8 Los sistemas estructurales se clasifican seg*n los materiales usados y el sistema de estructuración sismorresistente predominante en cada dirección. De acuerdo a la clasificación de una estructura se elige un factor de reducción de la fuerza s"smica 0. De acuerdo a los sistemas estructurales predominantes observados en la edificación se planteara4lba!ileria- 0%&% : 0+ismo +evero = 05oderado 4lba!ileria- 0'&' : 0+ismo +evero = 05oderado
. De)p'aa/ie$to) Latera'e) Per/i)i*'e) +e refiere al m)>imo desplazamiento relativo de entrepiso, calculado seg*n un an)lisis lineal el)stico, con las solicitaciones s"smicas reducidas por el coeficiente 0/.//? en la dirección %&% y /.//? la dirección '&'.
.? A$'i)i) Di$/io Para poder calcular la aceleración espectral para cada una de las direcciones analizadas se utiliza un espectro inel)stico de pseudo&aceleraciones definido porSa ; Z!CS 6 R
DondeI
/.:/ 0Iona :N 4requipa
?
ESTUDIO ESTRUCTURAL J
1.?/ 0categor"a 4- #dificación #scenciales
+
1.2/ 06p /.= suelo intermedio
>
:
y
:
g
;.E1 0aceleración de la gravedad ms2
2.? > 06p 6@ O 2.?
.@ I$tro(-i#$ %ria (e Car6a) a' ETAS: Debido a que el programa #64B+ (ace la distribución autom)tica de las cargas de losas a vigas, se introdu$eron las cargas por metro cuadrado sobre el aligerado, sabiendo que las *nicas cargas que act*an fuera del peso propio 0ya considerado con la opción selfeig(t del programa son el piso terminado y sobrecarga de azotea.
arga sobre losa t"pica e>istente 0tonm2
arga sobre losa azotea e>istente y proyectado 0tonm2
=
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?. A$'i)i) Si)/orre)i)te$te (e 'a E)tr-t-ra De acuerdo a los procedimientos se!alados y tomando en cuenta las caracter"sticas de los materiales y cargas que act*an sobre la estructura e influyen en el comportamiento de la misma antes las solicitaciones s"smicas, se muestra a continuación el an)lisis realizado para la obtención de estos resultados.
?.1 Mo(e'o E)tr-t-ra' #l comportamiento din)mico de las estructuras se determina mediante la generación de modelos matem)ticos que consideren la contribución de los elementos estructurales tales como muros y columnas en la determinación de la rigidez lateral de cada nivel de la estructura. Las fuerzas de los sismos son del tipo inercial y proporcional a su peso, por lo que es necesario precisar la cantidad y distribución de las masas en la estructura. BL7QJ# 1
9ig. 1 Rista 8somtrica de la estructura. BL7QJ# 2
<
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?.2 A$'i)i) Mo(a' (e 'a E)tr-t-ra)
Ma)a) (e 'a e)tr-t-ra: +eg*n los lineamientos de la orma de Dise!o +ismo esistente 6# ./:/ N 2//;, que forma parte del #, y considerando las cargas mostradas anteriormente, se realizó el an)lisis modal de la estructura total. Para efectos de este an)lisis el peso de la estructura consideró el 1//M de la carga muerta y *nicamente el ?/M de la carga viva, por tratarse de una edificación com*n tipo 4.
Ta*'a (e perio(o) (e 'a E)tr-t-ra: #l programa #64B+ calcula las frecuencias naturales y los modos de vibración de las estructuras. #n el an)lisis tridimensional se (a empleado la superposición de los primeros modos de vibración por ser los m)s representativos de la estructura.
Re)-/e$ (e Perio(o) pre(o/i$a$te):
omo se observa en la tabla siguiente, los periodos con una mayor participación de masa fueron el modo 2 en la dirección % y el modo 1 en la dirección '@ los periodos fundamentales son los siguientes-
6> /.::< seg. 6y /.21F seg.
E
ESTUDIO ESTRUCTURAL 3rafico esumen- #n el grafico se aprecian los periodos para los modos principales, el amortiguamiento para el analisis 0?M y el porcenta$e de e>centricidad 0?M seg*n lo indicado en la 6# #&/:/. +e muestra a continuacion los graficos con las deformadas de los modos 1 y :.
?.3 A$'i)i) Di$/io Para edificaciones convencionales, se realiza el an)lisis din)mico por medio de combinaciones espectrales, mostradas anteriormente dadas por la orma #./:/. +e muestran a continuación las se!ales s"smicas empleadas en el Programa #64B+, para considerar las cargas s"smicas en las direcciones %&% e '&'.
44L8+8+ 57D4L #+P#64L 0%&%, '&'
;
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?.4 De)p'aa/ie$to y Di)tor)io$e) #l m)>imo desplazamiento relativo de entrepiso calculado seg*n el an)lisis lineal el)stico con las solicitaciones s"smicas reducidas por el coeficiente , no deber) e>ceder la fracción de la altura de entrepiso seg*n el tipo de material predominante. Mi/o De)p'aa/ie$to Re'ati,o (e E$trepi)o: La orma 6cnica de Dise!o +ismo esistente N 2//; del #, establece como distorsión m)>ima, as" se tiene que para estructuras de 4lba!iler"a onfinada el l"mite ser) /.//?.
D89 > /. A O /.//? 4lba!iler"a onfinada. (ei
Di)tor)i#$ Ma E+e B ; 0.00?2 7Pi)o 28 /ayor a' /i/o per/iti(o 70.0058 Di)tor)i#$ Ma E+e Y ; 0.0025 7Pi)o 28 /e$or a' /i/o per/iti(o 70.0058
+e observa que 7 se cumple los l"mites de distorsiones establecidos en la 6# #&/:/.
1/
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?.5 Veriiai#$ (e Corta$te a)a' Cortante Total en la Base (NTE-030 17.3). argamos el modelo del #64B+ con una carga donde se considere 1//M de la carga permanente o muerta y ?/M de la carga viva 075B7 P3 del modelo #64B+ para obtener el peso de la estructura de acuerdo al "tem 1=.: de la 6# #&/:/P3 1./ 5 S /.?/ R
Donde el peso total de la estructura seg*n lo indicado en el "tem 1=.: de la 6# #&/:/ esP% ; 1
[email protected] to$
eemplazando los par)metros s"smicos usados (asta a(ora en esta evaluación, para cada e$e de an)lisis, en la e>presión brindada l"neas arriba tendremos% ' 0IJ+> 0IJ+y R 0ton
1 1FF.?=
1 1FF.?=
ortante m"nimo en la Base 06#&/:/ 1E.2. #l cortante m"nimo en la base para una estructura regular analizada mediante un an)lisis por combinación modal 0din)mico es como m"nimo el E/M del cortante total en la base para estructuras regulares y ;/M para irregulares, esto es-
R 0ton
% 0/.E/
' 0/.E/
;1?.=?
;1?.=?
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ESTUDIO ESTRUCTURAL
Corta$te) Di$/io)
Direi#$ &: irregular RdinTE/MRest/.EU11FF.?= ;1?.=? 6n EE=.1=6n V ;1?.=?6n...+8 es necesario escalarlo. 9467 ;1?.=? EE=.1= 1./:: Direi#$ y&y: irregular RdinTE/MRest/.EU11FF.?= ;1?.=? 6n EE=.1=6n V ;1?.=?6n...+8 es necesario escalarlo. 9467 ;1?.=? E?E.<; 1./== Corta$te) Di$/io) E)a'a(o)
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ESTUDIO ESTRUCTURAL
@. Me/oria (e C'-'o De acuerdo al estudio realizado, se observaron algunos puntos cr"ticos en la estructura, los cuales ser)n analizados en esta sección para determinar que se cumpla con lo e>igido en el eglamento acional de #dificaciones. Las vigas y columnas que confinan los muros de alba!iler"a deben seguir los lineamientos de la orma #&/.
Las combinaciones de cargas usadas para encontrar la envolvente de esfuerzos sobre los elementos de la estructura son las siguientes75B7 1 1.F 5 S 1.< R 75B7 2 1.2? 05 S R ± +P#9% 75B7 : 1.2? 05 S R ± +P#9' 75B7 F /.; 5 ± +P#9% 75B7 ? /.; 5 ± +P#9' #R7LR#6#- 75B7 1 S 75B7 2 S 75B7 : S 75B7 F S 75B7 ? Donde5- arga Permanente R- arga Riva +P#9- +ismo on ello se obtuvieron los momentos m)>imos amplificados en las vigas y dem)s elementos, que forman parte de la estructura.
Veriiai#$ (e E'e/e$to) E)tr-t-ra'e)
1:
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@.1 Veriiai#$ (e Vi6a V25B40 La viga verificar se ubica en el quinto nivel, del modelo estructural #64B+.
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@.2 Veriiai#$ (e Co'-/$a) La columna a verificar ser) una de las que est)n afectadas directamente por la sobrecarga tanto de la nueva estructura que se construir) para sostener torre y antenas as" como la plataforma met)lica de m*ltiples operadores. Co'-/$a 25B25:
4cero Longitudinal- FW?E 4cero 6ransversal- W:E
Definición de la sección y refuerzo de la columna.
Diagrama de interacción de la columna.
1?
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Rerificacion de la resistencia de la columna-
Diagrama de interaccion P&5&5 +e determina que la resistencia de la columna de 2?>2?, 7 cumple con las cargas establecidas en el eglamento acional de #dificacion.
@.3 Veriiai#$ (e M-ro) (e A'*ai'era +e verifica en la dirección longitudinal. A. Veriiai#$ por Co/pre)i#$ Aia'
#l esfuerzo resistente de acuerdo al "tem 1;.1, "ndice b, es"o/e$'at-ra:
Pm arga 3ravitacional m)>ima de servicio en un muro, metrada con el 1//M de sobrecarga. fXAm esistencia caracter"stica a compresión a>ial de la alba!iler"a 0:? Ggcm2. L Longitud total del muro, incluyendo las columnas de confinamientos 0si e>istiesen. t #spesor efectivo del muro&
1=
ESTUDIO ESTRUCTURAL ( 4ltura de entrepiso o altura del entrepiso agrietado correspondiente a un muro confinado. 4plicando lo estipulado en la orma de 4lba!iler"a #&/ima a la compresión de la alba!iler"a.
esistencia m)>ima a la compresión de0.2335 F6</2 ; @.10 F6</2
Veriiai#$ (e M-ro) por 9-era Corta$te
+eg*n la orma #./ista agrietamiento en los muros del primer piso *nicamente ante acciones de sismos severos, para lo cual los elementos de confinamiento de estos elementos deben cumplir con condiciones especiales de reforzamiento.
Re)i)te$ia a Corta$te %'o*a'
on el ob$etivo de proporcionar una adecuada resistencia y rigidez al edificio, en cada entrepiso Ki y en cada dirección principal del edificio, se deber) cumplir que la resistencia al corte sea mayor que la fuerza cortante producida por el sismo severo es decir queYRm T R#i Para el caso de la presente evaluación se tiene muros de alba!iler"a confinada en la dirección % e ', por tanto se presenta el siguiente cuadro donde YRm se (a obtenido de los cuadros anteriores y se puede observar que 7 J5PL# la resistencia global en el e$e '&'. %&%
'&'
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ESTUDIO ESTRUCTURAL
. Co$'-)io$e) La estructura en estudio "O C!MPLE E" LOS 2 LOQ!ES con los requisitos m"nimos de la norma, se e>plica a continuación las razones. Por igidez
E' (e)p'aa/ie$to /i/o re'ati,o en el rango inel)stico en la estructura evaluada para un evento s"smico, alcanza un valor de distorsión m)>imo de /.//<2 en la dirección %&%, siendo este valor /ayor a la deriva m)>ima permisible por la orma #./:/ & 2//; de /.//? para estructuras compuestas de alba!iler"a.
E' (e)p'aa/ie$to /i/o re'ati,o en el rango inel)stico en la estructura evaluada para un evento s"smico, alcanza un valor de distorsión m)>imo de /.//2? en la dirección '&', siendo este valor /ayor a la deriva m)>ima permisible por la orma #./:/ & 2//; de /.//? para estructuras compuestas de alba!iler"a.
Por esistencia-
-
Las columnas de la estructura 7 J5PL# ante las acciones solicitadas, soportando la carga de cortante y fle>o compresión, dentro de los diagramas de interacción de dise!o.
-
Las vigas de la estructura 7 J5PL# por fle>ión y +8 J5PL# por orte, para las acciones solicitadas.
-
La alba!iler"a confinada +8 J5PL# por compresión y 7 J5PL# por cortante global en el e$e '&'.
ualquier variación en las normas actuales o anomal"as respecto a la calidad de los materiales descrita en el presente informe de$an sin validez las conclusiones aqu" presentadas.
Los aceros de refuerzo propuestos para la evaluación de este informe, son los aceros m"nimos de acuerdo a la norma.
La presente evaluación solamente es de la superestructura.
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