ANALISIS ESTRUCTURAL ESTRUCTURAL
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ANALISIS ESTRUCTURAL ESTRUCTURAL
INTRODUCCIÓN Se define como estructura a los cuerpos capaces de resistir cargas sin que exista una deformación excesiva de una de las partes con respecto a otra !or ello la función de una estructura consiste en trasmitir las fuer"as de un punto a otro en el espacio# resistiendo su aplicación sin perder la esta$ilidad El presente informe t%cnico tiene como finalidad refle&ar los resultados del an'lisis s(smico estructural efectuado a la edificación mediante el uso del programa ETA)S
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ANALISIS ESTRUCTURAL ESTRUCTURAL I. GENERALIDADES. La presente *emoria corresponde al an'lisis s(smico + calculo estructural del pro+ecto ,-I-IEN.A ,-I-IEN.A C/*ERCI/0# C/*ERCI/0# de !ropietar !ropietario io ,T ,T LE/NAR. LE/NAR./ / !AL/*IN !AL/*IN/ / 1ANA*! 1ANA*!A A2 SRA03 edificación conformada por 4 niveles m's a"otea3 con u$icación en la esquina de los &irones Constitución + .os de *a+o3 provincia de 5u'nuco# departamento de 5u'nuco 1.1 ESTRUCTURACION. La altura pro+ectada de los sectores es 6789m del :;piso al 4; piso3 con un nivel de <6789m so$re la v(a p=$lica El sistem sistema a estruc estructur tural al plante planteado ado consis consiste te en un Siste Sistema ma Aport Aportica icado do >en >en am$as am$as direcciones de la Edificación? Se tiene diversas secciones de columna# rectangulares de @69x@69m# @@x@79m# @79x@9@m# @69x@69m3 mientras que las vigas son -! :9x@cm# :9xB@cm El diafragma r(gido lo conforma una losa aligerada en un sentido de peralte 6@cm desde el :; al 4; nivel# seg=n se indica en los planos Adem's se an contemplado losas osas maci maci"a "ass en alguna unas partes rtes de$ de$ido a la prese resen ncia cia de a$er $ertura turass + discontinuidades en los diafragmas 1.2 NORMAS EMPLEADAS.
Se sigu sigue e las las disp dispos osic icio ione ness de los los Regl Reglam amen ento toss + Norm Normas as Naci Nacion onal ales es e Internacionales descritos a continuación •
Reglamento Nacional de Edificaciones >!er=? D Normas T%cnicas de Edificación >NTE? NTE E@6@ ,CARFAS0 GNTE E@H@ ,C/NCRET/ AR*A./0 NTE E@7@ ,.ISE/ SIS*/RRESISTENTE0 SIS*/RRESISTENTE0 GNTE E@@ ,AL)AILERIA0 NTE E@9@ ,SUEL/S 2 CI*ENTACI/NES0 ACI 7:4 D 6@@4 >American Concrete Institute? G )uilding Code Requirements Requirements for Structural Concrete
− − − •
Se entiende que todos los Reglamentos + Normas est'n en vigencia +Jo son de la =ltima edición 1.3 ESPECIFICACIONES – MATERIALES MATERIALES EMPLEADOS.
ESTUDIO DEL SUELO • • • •
Arena $ien graduada graduada >suelo >suelo intermedio? intermedio? Capacidad admisi$le admisi$le K :9@ gJcm6 Empu&e activo >Ma? K @68 !rofundidad !rofundidad m(nima de cimentación K :6@ m
CONCRETO: • •
Resistencia >f>fc? 6: 6:@ Mg MgJcm6 >t>todos lo los el elementos? *ódu *ódulo lo de Elas Elastitici cida dad d >E? >E? 6:@ 6:@#@ #@@@ @@ MgJc MgJcm6 m6 >fc >fc K 6: 6:@@ @@#@ #@@@ @@ tonJ tonJm6 m6?? 3
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• •
*ódulo de !oisson >u? @6@ !eso Espec(fico >OC? 67@@ MgJm7 >concreto simple?3 6B@@ MgJm7 >concreto armado?
ACERO CORRUGADO (ASTM A605): •
Resistencia a la fluencia >f+? B#6@@ MgJcm6 >FP H@? ,E0 6Q:@@#@@@ MgJcm6
RECUBRIMIENTOS MÍNIMOS (R): • • • •
Cimientos# "apatas# vigas de cimentación 9@ cm Columnas# -igas# !lacas# *uros >Cisternas# Tanques? B@@ cm Losas Aligeradas# -igas catas# -igas de $orde 7@@cm Losas maci"as# Escaleras 69@ cm
UNIDADES DE ALBAILERÍA • •
*ódulo de !oisson @69 K *ódulo de elasticidad Em
1.!. PESO CORRESPONDIENTE AL E"UIPAMIENTO DE TELECOMUNICACIONES
C#$#%&'$&*%# +' A,&',# N- 01
Tabla de peso (KG) 4
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T/RRE .E ANTENA
2
)ASE
7
ANTENA SALA .E EUI!/S
.E
T/RRE
H@ .E H9 :9@ @
C#$#%&'$&*%# +' A,&',# N- 02 Ca$e resaltar que en dica vivienda se cuenta con otra antena con diferentes caracter(sticas las cuales se muestran a continuación
R'/',:
1
Torre de antena
7@@
2
)ase de torre de antena
:H@
3
Sala de equipos
79@@
1.5 REFERENCIAS 1.5.1 AR"UITECTURA CONFIGURACION GEOMETRICA
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ANALISIS ESTRUCTURAL II. ESTADOS DE CARGAS COMBINACIONES DE CARGAS. 2.1 ESTADOS DE CARGAS. .e acuerdo a las Normas NTE E@6@# E@H@ + al reglamento ACI 7:4G@4# se consideran los siguientes estados de Carga en la estructura seg=n valores definidos en el tem 66:# adem's del Espectro definido en el tem 6: .ónde • •
•
L: + L6 son dos alternancias consideradas para la carga viva total >L? E. + EI son Vuer"a S(smica en direcc G# con excentricidad accidental de 9W en direcc ,<20 + ,D20 respectivamente# en cada $loc + nivel# calculada en el Item 667 E2. + E2I son Vuer"a S(smica en direcc 2G2# con una excentricidad accidental de 9W en direcc ,<0 + ,D0 respectivamente# en cada $loc + nivel# calculada en el Item 667
2.2 COMBINACIONES DE CARGAS. .efiniendo primero las com$inaciones auxiliares ,envL0 + ,envS0 •
,envL0 es la Envolvente de las 6 alternancias de la carga viva + la total de esta# seg=n cuadro de a$a&o
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•
•
,envS0 es la Envolvente de los B estados de carga s(smica definidos anteriormente + del Espectro# seg=n cuadro de a$a&o
.e dicos estados de cargas se considera las siguientes com$inaciones en cuadro ,.efine Load Com$inations0
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.e dicas com$inaciones# el diseXo Estructural se efect=a con la ,EN-/L-ENTE0 definida seg=n cuadro ,Load com$ination .ata0 2.3. P$' +*/',*,#/*',& 2.3.1. L# Cuando los tecos aligerados tienen las medidas tradicionales indicadas en la Vigura# + cuando se emplea $loques uecos de arcilla >7@x7@ cm?# puede utili"arse las siguientes cargas de peso propio# expresadas en ilogramos por metro cuadrado de 'rea en planta !a ra pre
dimensionar el espesor >? de las losas aligeradas armadas en un sentido se siguió la Norma E@H@ de Concreto Armado# donde se menciona que para prescindir de la verificación de deflexiones# cuando act=an so$recargas menores a 7@@gJm6# se puede utili"ar la relación
Con los valores o$tenidos se decide uniformi"ar el sistema de tecos a un espesor de @6@ m para losas aligeradas en toda la vivienda El peralte de las losas aligeradas puede ser dimensionado tam$i%n considerando los siguientes criterios resultando un espesor de @6@ de$ido a que las luces no son tan largas + solo est' comprendida entre B D 9 m • K :cms Luces menores de Bm Y K 6@cms Luces comprendidas entre B + 9m Y K 69cms Luces comprendidas entre 9 + Hm 12
ANALISIS ESTRUCTURAL Y
K 7@cms Luces comprendidas entre H + m
2.3.2. *4# El peralte >? + anco >$? m(nimo de la viga se o$tendr' de las siguientes relaciones -igas continuas -igas simplemente apo+adas
Adem's la $ase de$e ser ma+or o igual a @69 m para vigas sismo resistentes !ero por cuestiones de c'lculo tomaremos como $ase @69 m -iga -! @: Lu" K H@m Z K H@J:B K @B7 m aproximado a @B9 m !ara optimi"ar el diseXo se opta por utili"ar un peralte K @B9 m + un anco $K@69 m >por diseXo de columna? en todas las vigas principales -iga -S @: Lu" K B4 m Z K B4J:B K @97m aproximado a @99 m -iga -S @6 Lu" K :8 m Z K :8J:B K @:B m aproximado a @:9 m !ara optimi"ar el diseXo se opta por utili"ar un peralte K @99 m + un anco $K@69 m >por diseXo de columna? en todas las vigas secundarias 2.3.3. C/,# Las vigas apo+an so$re las columnas transmiti%ndoles fuer"a cortante# que se acumulan como carga axial en los entrepisos !ara o$tener la carga axial en las columnas# de$er(a resolverse el pro$lema iperest'tico anali"ando a los pórticos espacialmente# pero para metrar cargas# se desprecia el efecto iperest'tico tra$a&ando con 'reas de influencia provenientes de su$dividir los tramos de cada viga en partes iguales# o se regula la posición de las l(neas divisorias para estimar los efectos iperest'ticos En cuanto al 'rea tri$utaria escogemos el 'rea m's cr(tica >ma+or 'rea?
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2.4 ALTERNANCIA DE CARGAS
DIAFRAGMA ! NI"EL: Se indican valores de la 1º alternancia de la carga viva (L1) en kg!2" ade!#s del $entro de %asa del dia&rag!a'
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DIAFRAGMA TI#ICO2! $ %!NI"EL: Se indican valores de la 2º alternancia de la carga viva (L2) en kg!2" $entro de %asa del dia&rag!a
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III. ANALISIS SISMICOS.$ &.. #ESO DE LA ESTRUCTURA (#)
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&.2 FACTORES #ARA EL ANALISIS l *n#lisis S+s!ico se reali,a -tili,ando -n !odelo !ate!#tico tridi!ensional en donde los ele!entos verticales est#n conectados con 17
T
C2.( Tp*T)
+C+ Sa Sa ,o- / 0 -e 0' &1.111ESTRUCTURAL 2. . . ANALISIS 05 11 14 14 0' .111 2. . . 10 11 14 14 dia&rag!as .ori,ontales/ los c-ales se s-onen 0' 1.111 2. . . innita!ente r+gidos en s-s lanos' *de!#s/ 15 11 14 14 0' .11 2. . . ara cada direccin/ se .a considerado -na 20 11 14 14 ecentricidad accidental de 0'05 veces la 0' 3.111 2. . . di!ensin del edicio en la direccin 25 11 14 14 0' .111 2. . . erendic-lar a la accin de la &-er,a' Los 30 11 14 14 ar#!etros s+s!icos -e esti-la la or!a de 0' 4.2%3 2. . . iseo Sis!orresistente ( '030) 35 11 14 14 0' &.1 2. . . considerados ara el *n#lisis en el dicio son los sig-ientes 40 11 14 14 0' &.&&& 2. . . 45 11 14 14 Clasificación Factor Valor Justificación 0' &.111 2. Nomenclatura . . Cate órica Ti o 50 11 14 14 Zona 2 0.3 Zona Sísmica 2: Junín 0' 2.2 2. . Z. Edificaciones Comunes: 55 11 14 U14 Uso C 1.0 Viviendas 0' 2.11 2. . . S2 1.2 Suelo ! " #ava mal $#aduada 60 Suelo 11 14 S14 T s 0.6 de E.!.S. 0' 2.&1% 2.& .1 .1 Conc#e%o &mado 6.00 !u#os Es%#uc%u#ales 65 1% Rx 0'Coeficiente 2.4& de 2. 1. 1. Sis%ema & o#%icado 70 reducción 4& 43 43 !u#os Es%#uc%u#ales Conc#e%o &mado 6.00 Ry 0' 2.111 2.1 1.% 1.% Sis%ema & o#%icado 75 11 %& %& 0' .% .% 1.% 1.% 80 2% 2% &.. FUER'AS SISMICAS "ERTICALES 0' .3 . 1. 1. l &actor de :ona de la dicacin clasica 85 3 0' .33 .3 1. 1. co!o ;:2<' =or tanto/ seg>n la ? '030/ las 90 3 &3 &3 &-er,as s+s!icas verticales se consideraran 0' . . 1.3 1.3 co!o -na &raccin de 23 del valor de la &-er,a 95 . .11 . 1.3 1.3 s+s!ica .ori,ontal 11 11 32 32 1' .42 .4 1.3 1.3 &.2 ANALISIS DINAMICO &.2. ES#ECTRO DE #SEUDO 05 2 & & 1' .&34 .& 1.3 1.3 ACELERACIONES 10 34 12 12 =ara el *n#lisis in#!ico de la str-ct-ra se 1' .&14 .& 1. 1. -tili,a -n sectro de res-esta seg>n la ? 15 14 3 3 '030/ ara co!arar la &-er,a cortante !+ni!a 1' .21 .2 1. 1. en la @ase co!ararlos con los res-ltados de 20 1 2 2 1' .211 .2 1. 1. -n an#lisis est#tico' odo esto ara cada direccin de la dicacin en lanta (A e B) 25 11 &1 &1 1' .4 . 1. 1. 30 4 1 1 1' . . 1.4 1.4 35 1' .1 .1 1.4 1.4 40 & & 1' .1&4 .1 1.4 1.4 45 &4 1' .111 .1 1.4 1.4 50 11 4 4 1' 1.3% 1. 1.4 1.4 55 3% 2 2 1' 1.&% 1. 1.4 1.4 60 &% 4 4 1' 1.1 1. 1.4 1.4 18 65 1 1 1 1' 1.%%2 1.% 1.& 1.& 70 %2 1 1 1' 1.% 1.% 1.& 1.& % %
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&.4 ANALISIS ESTATICO Se calc-lara el $ortante st#tico con los valores de los ar#!etros denidos anterior!ente/ ade!#s de denir el =eso de la str-ct-ra el Cactor de *!liacin in#!ica ($)'
&.4. FACTOR DE AM#LIFICACI5N S6SMICA (C) 7 #ERIODO FUNDAMENTAL (T)
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ANALISIS ESTRUCTURAL =ara el c#lc-lo del Cactor de *!licacin S+s!ica en los *n#lisis se consider el eriodo &-nda!ental esti!ado en la or!a ' '030/ seg>n $D 2'5 () E 2'5
&.4.2 FUER'A CORTANTE EN LA 8ASE (") La C-er,a $ortante en la Fase de la dicacin se deter!ina co!o -na &raccin del eso total de la dicacin !ediante la sig-iente eresin
&.4.& DISTRI8UCI5N DE FUER'A CORTANTE EN ELE"ACI5N Si ;< G 0'7s/ -na arte de la $ortante @asal ;H< deno!inada ;Ca< se alicara co!o &-er,a concentrada en la arte s-erior de la edicacin/ calc-lada seg>n Ca D 0'07()(H) E 0'15 H
9 D 0'813 s 9 Ca D 8'145 l resto de la $ortante Fasal (H?Ca) se distri@-e en cada nivel de la dicacion/ incl-endo el -lti!o/ seg-n la &or!-la
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Se indican ? $argas de Sis!o st#tico en ;A< n $'%' de dia&rag!as del cada nivel ? $argas de Sis!o st#tico en ;B< n $'%' de dia&rag!as del cada nivel
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I". CONTROL DE DES#LA'AMIENTOS LATERALES.$ S=L*:*%IJS $KJS %*S* B AK%JS I*CK*%*S (=JK IHLS)
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S=L*:*%IJS %*AI%JS AK%JS I*CK*%*S (=JK IHLS)
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". ANALISIS ESTRUCTURAL #OR CARGAS DE GRA"EDAD
e ac-erdo a la or!a ' 030/ ara el control de los desla,a!ientos laterales/ los res-ltados de@er#n ser !-ltilicados or el valor de 0'75K ara calc-lar los !#i!os desla,a!ientos laterales de la estr-ct-ra' Se to!aron los desla,a!ientos del centro de !asa del eMe !#s aleMado' Los res-ltados se !-estran en la sig-iente ta@la ara cada direccin de an#lisis' onde Ni.e D esla,a!iento relativo de entreiso *de!#s OiA.eA (!#') D 0'0050 (!#i!o er!isi@le *l@ailer+a connada/ '030 P 3'8) OiB.eB (!#') D 0'0070 (!#i!o er!isi@le $oncreto ar!ado/ '030 P 3'8) Se o@serva -e tanto en el Me del $entro de %asa co!o en los Mes !#s aleMados de este en cada direccin/ todos los entreisos c-!len con el
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ANALISIS ESTRUCTURAL esla,a!iento relativo !#i!o er!isi@le de entreiso (Oi.e)%*A en a!@as direcciones'
.. "ERIFICACION DE DISEO DE LOSAS ALIGERADAS DE C;A; ='=ro' (cladrillo) eD 0'17! 195 kg!2 eD 0'20! 215 kg!2 eD 0'25! 245 kg!2
A.C.I. &%$211%: •
eQL20 (en cada tra!o)
•
vericando *s !in
•
vericando or corte
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.2. "ERIFICACION DE "IGAS 0 COLUMNAS DE C;A; $o!arando el iseo de re&-er,o longit-dinal en los !ie!@ros (&ra!e) de $R*R/ con los diseos del =roecto Jriginal (Se indican #reas ;*s< en c!2)
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; NI"EL: =lanta general/ alg-nas vistas a!liadas
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2; NI"EL: =lanta general/ alg-nas vistas a!liadas (se -ni&or!i,an lantas/ .aciendo t+ico del 2 al 8 nivel)
; NI"EL: =lanta general/ alg-nas vistas a!liadas (se -ni&or!i,an lantas/ .aciendo t+ico del 2 al 8 nivel)
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%; NI"EL: =lanta general/ alg-nas vistas a!liadas (se -ni&or!i,an lantas/ .aciendo t+ico del 2 al 8 nivel)
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"I. COMENTARIOS 0 CONCLUSIONES str-ct-racin =re di!ensiona!iento La estr-ct-racin re di!ensiona!iento se reali, sig-iendo los criterios de *n#lisis str-ct-ral $oncreto *r!ado' $onr!ando de esta &or!a -e los criterios e!leados &-eron correctos' n la c-anto a vigas/ la l-, li@re !aor entre aoos -e se encontr &-e de 2'75 ! teniendo co!o di!ensiones de viga (0'200'25) or lo -e er!ite -e la edicacin se rigidice en !aor roorcin logrando -na adec-ada esta@ilidad al dia&rag!a de la estr-ct-ra' La edicacin visitada/ osee las sig-ientes caracter+sticas •
•
•
La vivienda se enc-entra en -na -@icacin adec-ada/ li@re de o@st#c-los ara e!itir seal' =resenta -na edicacin n - e v a de !enor antigTedad -e las otras viviendas/ se constr- con !ateriales de constr-ccin resistentes/ el c-al aseg-ra -n co!orta!iento de accin s+s!ica' La vivienda inseccionada no c-enta con s-ras ni grietas en los ele!entos estr-ct-rales" en los lanos se arecia la distri@-cin de dic.os ele!entos'
%odela!iento •
•
HII'
Los desla,a!ientos o@tenidos gracias al !odela!iento en el rogra!a *FS c-!len con los est#ndares esti-lados en el regla!ento de edicaciones de iseo Sis!o Kesistente or!a '030/ c-!liendo as+ con los l+!ites ara desla,a!iento lateral entreiso' $on la so@recarga alicada a la vivienda (antena de teleco!-nicaciones) los desla,a!ientos son !+ni!os' =or lo tanto/ la vivienda -ede soortar el incre!ento de carga de la torre sin ning>n ro@le!a incl-Undose los e-ios carg#ndose a los ele!entos estr-ct-rales'
K$J%*$IJS
•
$-al-ier a-!ento de cargas a la estr-ct-ra de la vivienda/ se de@e reali,ar -na n-eva eval-acin estr-ct-ral/ de ser el caso reali,ar -n re&or,a!iento de dic.os ele!entos estr-ct-rales'
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