3.0 GENERALIDADES GENERALIDADES ESTRUCTURALES Las estructuras han sido concebidas, analizadas y diseñadas para resistir todas las cargas a las que se encontrarán sometidas durante su vida útil como son: Cargas por efectos de gravedad y cargas por efectos sísmicos Los criterios fundamentales a trav!s de los cuales se ha estructurado la edificaci"n, corr corres espo pond nden en en esen esenci cia a a lo esti estipu pula lado do por por el #egl #eglam amen ento to $aci $acion onal al de %dificaciones %dificaciones &$orma %'(' )rt '* Cap +++ iseño -ismoresistente., los cuales son: •
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-implicidad -implicidad y simetría #igidez lateral #esistencia y ductilidad /iperestaticidad /iperestaticidad y 0onolitismo 0onolitismo 1niformidad 1niformidad y continuidad vertical de las estructuras %2istencia de un diafragma rígido Cimentaci"n adecuada iseño en concreto armado comporta ortamien miento to de las estructuras estructuras simples Simpli Simplicid cidad ad y Simetr Simetría: ía: %l comp frente a las estructuras comple3as, es me3or, por cuanto, la similitud de las rigide rigideces ces later lateral ales es permi permite te una evalu evaluaci aci"n "n muc mucho ho más esp especí ecífic fica a %n nuestro caso, para ambos bloques, se ha buscado la coincidencia del centro de masas &4unto de concentraci"n de la carga lateral 55 e 66., con el cent centro ro de rigi rigide dece ces s &4un &4unto to críti crítico co de rota rotaci ci"n "n de la estru estruct ctur ura. a. 1na 1na estruc est ructur tura a dispu dispuest esta a de forma forma sim!tr sim!trica ica,, evita evita los los efe efecto ctos s torsio torsiona nales les provocados por la e2centricidad e2istente entre ambos puntos, motivo por el cuall se con cua consid sidera erado do una com compe pensa nsaci" ci"n n de la rigid rigidez ez later lateral al en las dos dos direcciones de análisis, a trav!s de la incorporaci"n de muros de albañilería confinada y p"rticos de concreto armado
Rigidez Lateral: -i bien es cierto las cargas de gravedad &4ermanentes y sobrecarg sobrec argas as., ., son resist resistida idas s en gran gran porce porcenta nta3e 3e por por los los denom denomina inados dos p"rticos principales, el ob3etivo primordial es minimizar los desplazamientos laterales en las dos direcciones de la estructura, por lo que se ha utilizado elementos que permitan disipar y mitigar los esfuerzos sísmicos, como ser muros de albañilería confinada y p"rticos de concreto armado, logrando una mayor rigidez para controlar adecuadamente adecuadamente los desplazamientos desplazamientos laterales
Reite!cia y D"ctilidad: %l concreto y la albañilería otorgan la resistencia a los difer diferen entes tes esf esfue uerzo rzos s que se gen genera eran n &7uerz &7uerzas as a2ial a2iales, es, fue fuerza rzas s cortantes y momentos fle2ionantes., en tanto que la ductilidad es generada por el refuerzo de acero, otorgando la capacidad para deformarse en el rango elástico
#iperetaticidad y $%!%litim%: La estructura estructuraci"n ci"n efectuada, efectuada, se realiz" realiz" buscando un elevado grado de hiperestaticidad, con la finalidad de lograr una distribuci"n de esfuerzos adecuada y que la estructura tenga menor posibilidad de colapso, debido a la formaci"n de r"tulas plásticas y que !stas se disipen en el con3unto estructural %l monolitismo, básicamente se plasma durante el proceso constructivo, tratando en lo posible de lograr una sola unidad s"lida
Los elem elemen ento tos s estr estruc uctu tura rale les s U!i& U!i&%r %rmid midad ad y C%!t C%!ti! i!"i "idad dad 'ertic ertical al: Los resistentes tales como columnas y muros de albañilería confinada, presentan uniformidad y continuidad vertical en toda la edificaci"n
anális isis is sísm sísmic ico o 4seu 4seudo do88 E(i E(ite te!c !cia ia de "! Dia& Dia&ra ragm gmaa Rígi Rígid% d%: %l anál
9ridimensional se ha realizado considerando como hip"tesis fundamental, la e2iste e2istenci ncia a de un dia diafra fragma gma rígido rígido &Losa &Losa alig aligera erada da., ., indef indeform ormab able le en su plano, donde se concentra las fuerzas sísmicas en ambas direcciones
nte eam amiien ento to es a tra trav!s v!s de zap apa ata tas s Cime!t Cime!taci) aci)! ! Adec"a Adec"ada da: %l plant superficiales, esto con la finalidad de distribuir los esfuerzos localizados en los p"rticos de concreto armado
Die*% e! C%!cret% C%!cret% Armad%: %l diseño de los elementos estructurales de
concreto armado, armado, se efec efectuaro tuaron n confo conforme rme a las disposicion disposiciones es y normas normas vigentes del #eglamento $acional de %dificaciones $orma %'' Concreto )rmado %n lo que respecta, respecta, a los tipos de falla, se ha buscado que !sta sea por fluencia del refuerzo del acero y no por aplastamiento del concreto %n conclusi"n, el planteamiento estructural del proyecto, tiene por ob3etivo principal busca buscarr la seg seguri uridad dad y est estabi abililidad dad de tod todos os sus com compo ponen nentes tes,, para para el aná análilisis sis estructural se han considerado las cargas de gravedad y las cargas sísmicas a la que es sometida la estructura durante su vida útil; por las condiciones de ubicaci"n de alto riesgo sísmico,
a t>are re %9)?%9)?-,, debid debido o a su interf interfase ase gráfic gráfica a para para la introducci"n de datos y obtenci"n de resultados %n lo que respecta al diseño específico de los elementos estructurales se ha seguido lo indicado en las normas vigentes del #eglamento $acional de %dificaciones
+.0 C,NSIDERACI,NES -RE'IAS AL ANLISIS CARGAS ACTUANTES
Carga -erma!e!te 4eso 4rop 4eso 4ropio io de %lem %lemen ento tos s de de Con Concr cret eto o )rma )rmado do 4eso de Losa )ligerada &1nid de )rcilla. 4eso de )cabados
: : :
@A'' Bgm( @ ('' Bgm &eD@' cm. @ E'' Bgm
4eso de )lbañilería
:
EF'' Bgm(
-obrecarga 9ípica -obrecarga en %scaleras
: :
@G' Bgm A'' Bgm@
-obrecarga en )zotea
:
EG' Bgm@
Carga 'i/a @
-AR$ETR,S DE DISE, SIS$,RESISTENTE 7actor de
: : : :
9acna Categoría C 9ipo ++ -+-9 1)L &%sfuerzos )dmisibles. )dmisibles.
< D 1 D D #2 D #y D
-R,-IEDADES DE L,S $ATERIALES Los materiales presentan las siguientes características: #esistencia a la Co Compresi"n de del Co Concreto Límite de 7luencia del )cero 0"dulo de %lasticidad del Concreto 0"dulo de %lasticidad de la )lbañilería
fIc fy %c %m
D D D D
@E' Bgcm@ @ A@'' Bgcm EG''' fIc Bgcm@ G'' fIm
0"dulo de %lasticidad del )cero
%s
D
@'' %J:'' Bgcm
@
1.0 ANLISIS S2S$IC, 1. -ES, DE LA ESTRUCTURA ANLISIS S2S$IC, DIN$IC, REGLA$ENT, NACI,NAL DE EDI4ICACI,NES N,R$A T5CNICA E6030 )ltura 9otal 9otal de la %dificaci"n &m. D
EAA'
$K $iveles:
G
< on a
+=
7actor de
< : 'AG
epartamento
9acna
Categoría
C
7actor de 1so
1 : E''
Categoría de %dif
%dificaciones Comunes
9ipo de -uelo
-@ 7actor de -uelo
- : E 'G
escripci"n
-uelos +ntermedios
9ipo de %structura
#egular
:
E
'AG E'' E'G H''
Se!tid% L%!git"di!al 7E8e 969 7actor de )mplificaci"n -ísmica
Coeficiente de #educci"n 7actor de Coeficiente de #educci"n Chequeo C #
≥'E@G
C:
@ G '
%lementos #esistentes
/ n: 9:
E A A' ' '*
#: #:
H ' ' H
D
M
-istema %structural LI$ITE DE DES-LA;A$IENT, LATERAL LATERAL DE
ENTRE-IS, D
' @ '
$ATERIAL -RED,$INANTE
i<=ei '''H
-+-9 -+-9 ,1)L ,1 )L
Se!tid% L%!git"di!al 7E8e >6> 7actor de )mplificaci"n -ísmica
Coeficiente de #educci"n 7actor de Coeficiente de #educci"n Chequeo C #
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$ATERIAL -RED,$INANTE
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ESPECTRO NORMA E -030 (X-X e Y-Y) (G' (@G ('' @HG @G' @@G @'' EHG EG' E@G E'' 'HG 'G' '@G ''' ' G ' @ ' '
' ' G
G H '
' ' E
G @ E
' G E
G H E
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' ' A
G @ A
A ' G
i<=ei
G H A
' ' G
G @ G
1.? 4UER;A C,RTANTE EN LA @ASE
C ≤ 2.50 7actor de
< 1 9p #2 #y
: : : : : :
'AG &9acna. E'' &Categoría C. E'G &-uelo 9ipo ++. '' H'' H''
#eemplazando, #eemplazando, se tiene: =2
D
@''' N 4 9M9)L
=y
D
@''' N 4 9M9)L
.0 $,DEL, TRIDI$ENSI,NAL DE LA ESTRUCTURA
'ita S"peri%r
'ita Lateral
'ita lateral -e modelan considerando elementos finitos, con el ob3etivo de lograr un comportamiento estructural y constructivo apro2imado La losa aligerada fue idealizada utilizando elementos membr me mbrana ana para para simul simular ar el efe efecto cto de dia diafra fragma gma rígid rígido o y logra lograrr com compa patib tibili ilida dad d en los los desplazamientos desplazamientos diferenciales diferenciales Cabe resaltar que no se consideraron los tabiques de ladrillo, ya que los p"rticos de concreto armado y los muros de albañilería otorgan la mayor rigidez lateral a la estructura en las dos direcciones de análisis
B.0 #I-,TESIS DE CARGA -egún el #eglamento $acional de %dificaciones, las combinaciones que se consideran el diseño son:
Wu = 1.40Wm+1.70Wv Wu = 1.25Wm+1.25Wv+Ws Wu = 1.25Wm+1.25Wv-Ws Wu = 0.90Wm+Ws Wu = 0.90Wm-Ws
.0 DES-LA;A$IENT,S > DIST,RSI,NES $9I$AS
.0 DISE, -,R 4LE9I,N DISE, -,R C,RTE DISE, -,R 4LE9,C,$-RESI,N %n lo que respecta al diseño por fle2i"n se ha traba3ado utilizando el 0!todo a la #otura del Concreto, buscando la falla por fluencia del acero, para lo cual:
Asxfy
Mu As
a
Øxfyx( Øxfyx(d
a 0.85 xf 'cxb 'cxb
2)
0+$ D 0.80 x f 'c fy
%l iseño por Corte ha sido considerado con:
Vc 0.53 x f 'c xbxd
O=c P =ud
S Avxfyxd Vs
V Vs Vc
%l iseño por 7le2o8Compresi"n 7le2o8Compresi"n se desarroll" limitando las cuantías de acero:
0+$ D ''E
0)5D''
4ara el diseño de los %lementos de Cimentaci"n &
0.0 C,NCLUSI,NES > REC,$ENDACI,NES 4ara un buen 4ara buen comp compor orta tami mien ento to de la estr estruc uctu tura ra ante ante la acci acci"n "n de las las fu fuer erza zas s hori horizo zont ntal ales es sin sin te tene nerr defo deform rmac acio ione nes s impo import rtan ante tes, s, es nece necesa sari rio o prov provee eerl rla a de elementos estructurales que aporten rigidez lateral en las direcciones más críticas, en este est e sen sentid tido, o, la est estruc ructur tura a proye proyecta ctada da presen presenta ta una una adecu adecuada ada rigid rigidez ez latera laterall y torsional Los desplazamientos durante un sismo, ocasionan mayor efecto de pánico en los usuarios de la estructura, mayores daños en los elementos no estructurales y en general efectos per3udiciales, habi!ndose comprobado que para estos casos, el me3or camino para solucionar este aspecto es optar por estructuras rígidas y evitar en lo posible sistemas aporticados netos La utilizaci"n de muros de albañilería confinada logrará disipar adecuadamente los movimien movimientos tos provenie provenientes ntes de un even evento to sísmico, sísmico, permitie permitiendo ndo un comp comportam ortamiento iento aceptable del con3unto estructural 0uy por encima de los resultados num!ricos, lo importante es determinar un cierto nivel de fuerza sísmica, con el ob3etivo de verificar las zonas a rigidizar
.0 RE4ERENCIAS
%2tended ( )nalysis of ?uilding -ystems %9)?- %9)?- )nalysis #eference #eferenc e ?erBeley #eglamento #eglamento $acional de %dificaciones %dificaciones $orma 9!cnica de %dificaci"n %8'@' QCargasQ #eglamento #eglamento $acional de %dificaciones %dificaciones $orma 9!cnica de %dificaci"n %8'(' Qiseño -ismo #esistenteQ #eglamento #eglamento $acional de %dificaciones %dificaciones $orma 9!cnica de %dificaci"n %8'G' Q-uelos y CimentacionesQ #eglamento #eglamento $acional de %dificaciones %dificaciones $orma 9!cnica de %dificaci"n %8'' QConcreto )rmadoQ
