Memoria de Calculo de Diseño Sismico - Pasanacollo

“MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DEL NIVEL INICIAL DE LA IEI PASANACCOLLO, DISTRITO DE NUÑOA– MELGAR - PUNO”

GOBIERNO REGIONAL GERENCIA DE INFRAESTRUCTURA

MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL PROYECTO: "MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DEL NIVEL INICIAL DE LA IEI PASANACCOLLO - DISTRITO DE NUÑOA – MELGAR – PUNO” DATOS GENERALES. UBICACIÓN POLITICA La ubicación del proyecto se identifica de la siguiente forma: Lugar

: PASANACCOLLO

Distrito

: NUÑOA

Provincia

: MELGAR

Región

: PUNO

1. BASES LEGALES El desarrollo del presente trabajo se basa en las siguientes normas y reglamentos: Normas Peruanas de Estructuras:  Norma Técnica de Edificación E.020  Norma Técnica de edificación E.030  Norma Técnica de edificación E.050  Norma Técnica de edificación E.060  Norma Técnica de edificación E.070  Norma Técnica de edificación E.090  ACI-318-2008. 2. CRITERIOS GENERALES DE ESTRUCTURACIÓN La concepción sismo-resistente de una estructura es quizás la más importante, porque de ella depende el éxito del diseño. Es la parte creativa del diseño, se decide en ella una estructura en función a sus cualidades en la que la intuición profesional juega un papel predominante. En tal sentido la culminación del proceso creativo es el resultado de síntesis de muchas consideraciones en las que se deciden las principales características de la estructura: su forma, ubicación y distribución de sus elementos resistentes y su dimensionamiento. “1 En general, el objetivo de los códigos es que un temblor de moderada intensidad no produzca daño estructural y que un fuerte temblor no produzca el colapso de la estructura”.

1

“MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DEL NIVEL INICIAL DE LA IEI PASANACCOLLO, DISTRITO DE NUÑOA– MELGAR - PUNO” 1


Normas técnicas de edificación-2004.

Los principales criterios que deben prevalecer en la concepción de una estructura sismo-resistente se pueden resumir en los siguientes. 2.1 SIMETRÍA Y CONTINUIDAD Se ha visto que las estructuras simétricas y continuas se comportan mejor a solicitaciones sísmicas, ello por su buena concepción en la etapa de diseño. La estructura con estas características es fácil de predecir su comportamiento durante un movimiento sísmico, y por tanto también corregir deficiencias. La asimetría tiende a producir excentricidades entre el centro de masa y el centro de rigidez ocasionando torsión que son difíciles de evaluar. En efecto se deben evitar no solamente formas irregulares (en forma de L, T, U, V, H) sino también la distribución asimétrica de los elementos estructurales, tales como un muro de corte en un lado del edificio y en otro un pórtico, que aumentan los efectos de torsión que son destructivos en muchos casos. En la fig. Se muestra algunos casos en la que se ha tratado de mantener la simetría de los elementos estructurales, pero la forma en planta del edificio no se puede.

(a)

Simetría en los dos sentidos.

b) Simetría sólo en un sentido.

(c) Asimetría en los dos sentidos

La continuidad de una estructura en elevación evita concentraciones de esfuerzos, y por ello que se forma rotulas plásticas tempranamente en los elementos estructurales verticales. La formación de rotulas plásticas en los elementos verticales (columna, placas) hacen que la falla del edificio sea frágil y violenta por ello no deseable. En la fig. Se muestra algunos casos frecuentes de esta consideración.

(a) óptima continuidad.

(b) Aceptable continuidad.

(c) Mala continuidad.

(d) Pésima continuidad.

2



2.2 DIAFRAGMA RÍGIDO En el análisis dinámico de edificios es habitual considerar la existencia de un diafragma rígido proporcionado por la losa. En este contexto se debe verificar esta hipótesis. Las losas con grandes aberturas y muy alargadas en planta debilitan la rigidez produciendo un comportamiento diferente al de un diafragma rígido. Una solución a estos problemas es mantener la continuidad en planta y en el caso de ser muy largas separar el edificio en dos o más secciones mediante juntas sísmicas. En la fig. Tenemos un caso de diafragma flexible y la solución para convertirlo en varios diafragmas rígidos.

(a) Diafragma Flexible

b) Diafragma Rígido

Es importante para prever algún efecto torsional causado por lo aleatorio y multidireccional del movimiento sísmico y por las inevitables asimetría de cargas, que el diafragma rígido tenga buena competencia torsional, ello se consigue ubicando adecuadamente las placas en planta, cuando más alejadas estén del centro de masa dotaran de mayor rigidez torsional. En la siguiente figura se muestran estructuras simétricas pero con diferente capacidad torsional.

(a) Buena capacidad torsional

(b) Regular capacidad.

(c) Mala capacidad torsional

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2.3 RIGIDEZ LATERAL Otro aspecto importante en la concepción estructural, es la deformación del edificio durante un sismo. La excesiva deformación produce a parte del pánico, en la gente, daños destructivos en los elementos no estructurales (tabiques, vidrios, parapetos, etc.), lo que frecuentemente producen más víctimas. En tal sentido es necesario proporcionar elementos estructurales con buena rigidez lateral, sin perjudicar la ductilidad de los mismos. En este contexto la inclusión de muros de corte en estructuras aporticadas es lo más indicado, de tal forma se consigue que los muros limiten las deformaciones y los pórticos proporcionen la ductilidad deseada, que es importante como un mecanismo de disipación de energía sísmica. 2.4 DUCTILIDAD La ductilidad es aquel mecanismo que ingresa a una etapa plástica, sin llegar a la falla. La energía sísmica se transforma en energía de deformación, esta se conserva en la etapa elástica, cuando ingresamos a la etapa plástica parte de esta energía se disipa por el trabajo realizado en las deformaciones permanentes, disminuyendo los esfuerzos en elementos que aun no han entrado a la etapa plástica. Por esta razón se le confiere a la estructura una resistencia inferior a la máxima necesaria, absorbiendo el saldo con una adecuada ductilidad. Lo que también disminuye los costos. La concepción de estructuras aporticadas debe ser tal que la formación de rotulas plásticas no produzcan inestabilidad. Ello se consigue con un alto grado de hiperestaticidad y ubicación de las rotulas. Las estructuras con un elevado grado de hiperestaticidad nos dan un mayor margen de formación de rotulas plásticas, con ellas mayor disipación de energía sísmica sin perder estabilidad tratando siempre que estas se produzcan primero en las vigas.

(a) Rotulas en vigas

b) Rotulas en columnas

4



Por esta razón las normas de diseño sismo-resistente exigen el cumplimiento de muchos requisitos. Por ejemplo para evitar que rotulas plásticas se formen en columnas antes que en vigas, la suma de momentos resistentes en columnas, deben ser mayor a la suma de momentos resistentes en vigas que concurren al mismo nudo y están en un mismo plano. También prever que la falla sea antes por la flexión que por otro efecto (corte, torsión, compresión), debe garantizarse en este caso que la falla se produzca por fluencia del acero y no por compresión del concreto. Considera zonas de confinamiento así como en nudos, en partes de esfuerzos altos, longitudes de anclajes, de desarrollo, de empalmes, etc. 2.5 ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES Los elementos no estructurales son parte del diseño arquitectónico, indispensables en toda edificación, permite dar mejor funcionalidad al separar ambientes de acuerdo al uso. Los elementos no estructurales deben ser tratados como tal, se debe tener cuidado que los esfuerzos de la estructura principal no sean transmitidos al resto de elementos, no solamente porque estos pueden hacer variar el comportamiento de la estructura principal sino también porque son muy altos, pudiendo hacer fallar a dichos elementos no estructurales. Cuando la tabiquería empieza a ser un elemento resistente, presenta efectos nocivos en el comportamiento de la estructura, así tenemos por ejemplo: la generación de columnas cortas, concentración de esfuerzos por falla de continuidad, altera el periodo fundamental de vibración, incremento del efecto torsionante por su usual distribución asimétrica en planta, disminuye la ductilidad al aumentar la rigidez lateral, etc. En estos casos debe separarse e independizar los tabiques de los elementos estructurales convenientemente de tal forma que solo soporten su peso propio. En estructuras con deformaciones relativamente grandes (estructuras flexibles) independizar los tabiques es irreal, pues en un momento dado durante un sismo por la excesiva deformación puede producirse una interacción tabique-estructura, lo más indicado en este caso es considerarlo en el modelo para el análisis (albañilería y pórtico de concreto armado). La tabiquería de albañilería puede modelarse adecuadamente como una biela diagonal en compresión.

2.6 CIMENTACIÓN La cimentación es el mecanismo por el cual se transmite los esfuerzos de la estructura al suelo, y durante un sismo a través de ella a la estructura. Se lograra un adecuado sistema de cimentación si conocemos las propiedades del suelo, con ello se estará garantizando que la estructura no pierda estabilidad por la falla de la cimentación.

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Otros aspectos que deben considerarse en el análisis es la posibilidad de giro y asentamiento diferencial en la cimentación, el cual afecta a la respuesta dinámica de la superestructura (periodo de vibración, coeficiente sísmico, fuerza cortante). No siempre es posible considerar apoyos empotrados en cuyo caso se debe modelar la estructura en conjunto con la cimentación para evaluar los posibles desplazamientos (interacción sueloestructura), ello puede ser muy costoso si se desea una interacción dinámica, pero si el modelo se adecua a una fundación elástica (modelo con resortes) es en muchos casos suficiente. En caso contrario se debe rigidizar la cimentación mediante vigas de conexión, platea u otros medios que proporcionen apoyos muy rígidos.

3. ESTRUCTURACIÓN DE: INSTITUCIÓN EDUCATIVA INICIAL DE ANCOCALA 3.1 INTRODUCCIÓN La estructuración del edificio depende mucho de la experiencia, criterios y conocimientos del ingeniero, por ello el tiempo que se invierta en esta etapa será importante y valioso al igual que en la concepción estructural. El esquema propuesto implicaba tener las siguientes características geométricas y estructurales: CONSTRUCCIÓN DE TRES MÓDULOS:  BLOQUE I (USO MULTIPLE, ARCHIVO, DIRECCION, TOPICO)

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 BLOQUE II (AULAS, SS.HH, AREA DE MATERIALES)

 BLOQUE III (COMEDOR, COCINA, DEPOSITO)

3.2 PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES. 3.2.1 PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS Existen criterios prácticos para determinar el peralte de vigas, que dan buenos resultados, con cargas vivas no excesivas. Las vigas son elementos sometidos a flexión, el peralte deberá estar entonces en función de la longitud y la carga.

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GOBIERNO REGIONAL


GERENCIA DE INFRAESTRUCTURA

La norma de diseño E-060 nos da unos requisitos que debe cumplir la sección, para asegurar el buen comportamiento de una viga sismo-resistente, así como también para controlar la deflexión. h

L 16



No chequear deflexión



Evitar el pandeo lateral



Comportamiento según la teoría de Navier



Mejorar la distribución del acero

b  25cm



Evitar el pandeo lateral torsional

ln  50b

b  0.30 h d

Ln 4

3.2.2 PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS Los criterios para predimensionar columnas, están basados en su comportamiento, flexocompresión, tratando de evaluar cual de los dos es el más crítico en el dimensionamiento. Para edificios que tengan muros de corte en las dos direcciones, donde la rigidez lateral y la resistencia van a estar principalmente controlada por los muros, se recomiendan las siguientes dimensiones. a) Para columnas centrales. Ac 

P(SERVICIO ) 0.45f ' C

b) Para columnas exteriores o esquineras: Ac 

P( SERVICIO) 0.35f ' C

La norma E-060 nos da unos requisitos para despreciar los efectos locales por esbeltez. Tratando de tener en cuenta esta consideración dará mayor consistencia a nuestro predimensionamiento. Para despreciar los efectos locales por esbeltez debe cumplir:

Ln M  34  12 1 r M2

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GOBIERNO REGIONAL


M1


M1

(a)

(b)

M2

M2

(A) CURVATURA DOBLE

B) CURVATURA SIMPLE

El caso más crítico es el de simple curvatura, cuando M1=M2, en ese caso la expresión se transforma en: Ln  22 r

Donde: “r” es radio de giro, r   Ic  para una sección rectangular r=0.30t (t=lado de  Ac 

la sección de la columna a analizar). Para secciones circulares r=0.25t y para otro tipo de secciones se recomienda hallar su sección total. 4. METRADOS DE CARGAS Las edificaciones y todas sus partes deberán ser capaces de resistir las cargas que se les imponga como consecuencia de uso previsto. Estas actuaran en las combinaciones prescritas y no causaran esfuerzos que excedan los admisibles señalados para cada material estructural en su norma de diseño específica. En ningún caso las cargas asumidas serán menores que los valores establecidos en esta norma. El metrado de cargas es cuantificar las cargas que pueden presentarse durante la vida útil de una estructura. Esto puede requerir a menudo una recolección de datos en el lugar en que se ubicara la estructura, como registros climáticos que cuantifiquen el viento, temperatura y las lluvias. Este tipo de información, junto con los requisitos del reglamento de diseño, forman la base a partir del cual se puede iniciar el metrado de carga. En general, las cargas más usuales son: cargas muertas, cargas vivas de piso, cargas debido a viento, debidas al cambio de temperatura y cargas sísmicas

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5. CARGAS MUERTAS Las cargas muertas se determinan del cálculo directo del peso de todos los componentes estructurales y de elementos no estructurales cuya posición no se modificara durante la vida útil de la edificación. Si se conocen con precisión las dimensiones de los elementos la determinación es rápida, sin embargo esto no sucede frecuentemente, ya que un diseño estructural se parte de una estimación preliminar de las dimensiones de los mismos, pudiendo modificarse a medida que se refina el diseño. La norma E020 del RNE nos proporciona algunos pesos unitarios para calcular la carga muerta, en nuestro caso tenemos:



Ladrillo hueco (h=15 cm)



Concreto armado

2400 kg/m3



Muro de albañilería hueca

1350 kg/m3



Mortero de cemento

2000 kg/m3



Piso terminado (pt)

100 kg/m2



Peso especifico del terreno

1800 kg/m3 (Variable según el EMS)

10 kg/und

TABLA 01 PESOS ESPECÍFICOS DE MATERIALES MATERIAL

PESO ESPECÍFICO Adobe

1600

kg/m3

Ladrillo Sólido

1800

kg/m3

Ladrillo Sólido (incluye Acabados)

1900

kg/m3

Ladrillo Hueco

1350

kg/m3

Armado

2400

kg/m3

Simple

2300

kg/m3

700

kg/m3

Dura húmeda

1000

kg/m3

Cemento

2000

kg/m3

Yeso

1000

kg/m3

Agua

1000

kg/m3

870

kg/m3

Acero

7850

kg/m3

Plomo

11400

kg/m3

Albañilería

Concreto Dura seca Maderas

Enlucidos

Líquidos Petróleo Metales

10



Aluminio

2750

kg/m3

Mercurio

13600

kg/m3

Mármol

2700

kg/m3

Losetas

2400

kg/m3

Cemento

1450

kg/m3

Tierra

1600

kg/m3

700

kg/m3

Bloque de vidrio

1000

kg/m3

Vidrio

2500

kg/m3

Papel

1000

kg/m3

Arena seca

1600

kg/m3

920

kg/m3

Piedra Pómez Otros

Hielo Referencia Norma E.020 cargas

5.1. CARGAS VIVAS DE PISO O USO. La carga de piso que se va aplicar a un área determinada de una edificación depende de su pretendida utilización u ocupación. Estas cargas se deben a los seres humanos, al equipo, al almacenamiento en general, a los automóviles, etc., debido a que estas cargas son de naturaleza aleatoria, no hay una forma precisa para aplicar las cargas reales a un área dada. Por esa razón se especifican como cargas distribuidas uniformemente en el área. Cabe indicar que estas cargas son extremamente conservadoras debido a la incertidumbre acerca de cómo pudieran distribuirse las cargas reales. La norma E020 nos da cargas distribuidas para distintos tipos de ocupación o uso, en nuestro caso tenemos las siguientes tablas:

TABLA 02 CARGAS VIVAS MÍNIMAS REPARTIDAS Almacenaje Baños

500 kg/m2 igual a la carga principal del resto del área

Bibliotecas salas de lectura

300 kg/m2

salas de almacenaje

750 kg/m2

corredores y escaleras

400 kg/m2

Oficinas Exceptuando salas de archivo y computación

250 kg/m2

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Salas de archivo

500 kg/m2

Salas de computación

350 kg/m2

Corredores y escaleras (igual a la carga principal del resto del área) Centros de educación Aulas, laboratorios

300 Kg/m2

Corredores y escaleras

400 kg/m2

Referencia Norma E.020 cargas 5.2. CONSIDERACIONES PRÁCTICAS DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS Y GEOMÉTRICAS DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES. En todo proceso de análisis estructural están implícitas aproximaciones en las propiedades de los materiales, las características estructurales y las acciones que actúan sobre ella, cuyas razones se justifican para obtener soluciones a costos razonables. Reconociendo que el análisis no es el objetivo final del proyectista, sino el medio que permite efectuar posteriormente el diseño; entonces el modelo estructural debe representar lo esencial del comportamiento, pero puede prescindirse de los detalles que dificultarían innecesariamente el análisis. Para efectuar el análisis estructural se requiere conocer el modulo de elasticidad, modulo de cortante del material, el área que soporta las cargas axiales, el momento de inercia de la sección transversal para la flexión y el área de cortante que resiste las fuerzas de corte para los diversos elementos estructurales del concreto, como son las vigas, columnas y placas. a. MODULO DE ELASTICIDAD: Este modulo; E, esta dado por la norma E-060 de las normas técnicas de edificación, el cual estipula que para concretos de peso normal se toma como:

E  15000 f ' c

(Kg / cm2)

b. MODULO DE CORTE Cuando se considera que el concreto es un material isotrópico con un módulo de poisson de aproximadamente 0.2, implica que el modulo de corte: G, es

G  E / 2.4 c. DE LAS VIGAS  ÁREA AXIAL; en caso de considerar deformaciones axiales se puede asumir que la rigidez

axial es aportada por toda la sección de la viga. En caso de vigas con alas o patines se puede tomar

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adicionalmente, a cada lado un ancho de los patines en 3 a 4 veces de su espesor o su ancho real efectivo, el que fuere menor.  INERCIA PARA FLEXIÓN; para la rigidez a flexión se puede tomar una inercia que varía

entre el 50% a 80% de la inercia total, esto debido al agrietamiento que presenta la viga cuando está sometido a esfuerzo de flexión. En el caso de vigas que posean patines y sometidos a flexión positiva (fuerzas de compresión en patines), se considera que la inercia que aporta rigidez; es la sección bruta del alma de la viga. Cuando la viga pertenece a una losa maciza, el ancho adicional a cada lado de la viga a portante de rigidez, se considera 3 a 4 veces el espesor de la losa o su ancho real efectivo, el que fuese menor.  ÁREA CORTANTE; generalmente no se considera la rigidez al corte de una viga, sin embargo,

en caso de considerarse se debe tomar el área que corresponde al alma de una viga, mas no de los patines (en caso de vigas T, L, I o similares). d. DE LAS COLUMNAS  ÁREA AXIAL; para ala rigidez axial se considera el 100% del área de la columnas.

 INERCIA PARA FLEXIÓN; la inercia se considera el 100% de la sección bruta de la columna, esto

debido a que las columnas se encuentran sometidas a grandes fuerzas de compresión.

 ÁREA CORTANTE; en caso de considerar deformaciones por corte, se puede tomar una que

corresponde a toda la sección transversal.

6. CARGAS DE DISEÑO El análisis de los elementos estructurales se ha realizado con las siguientes cargas de diseño: Carga Permanente o Muerta (D), incluye el peso propio de la estructura. (No se realizó el metrado de peso propio de la estructura, debido que el programa que se utilizó, contempla ó asume su propio peso). Carga Viva (L), (100 kg/m2) que considera las cargas vivas, básicamente incluye la posible acumulación de personas, y además las cargas de montaje o proceso constructivo. Carga de Sismo (Q), calculado de acuerdo con lo estipulado en la Norma Técnica de estructuras E.030 Diseño sismorresistente. Así mismo se realizo un análisis sísmico dinámico (análisis modal). Para el cálculo de la masa se ha considerado el 100% de la carga muerta y el 25% de la carga viva.

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MEMORIA DE CALCULO DE DISEÑO SISMICO – SAP 2000 I.FACTOR DE ZONA: Segun el articulo 05 – Zonificacion, del CAPITULO 02 – Parametros de Sitio, de la NORMA TECNICA E.030 – Diseño Sismo Resistente, contenido en el Reglamento Nacional de Edificaciones, en el TITULO III – Edificaciones parte III.2 – ESTRUCTURAS A cada zona se le asigna un factor Z según se indica en la Tabla N° 01. Este factor se interpreta como la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años.

I. FACTOR DE ZONA ZONA 01 02 03

Z 0.40 0.30 0.15

Por tanto, como nuestra ubicación es Puno, usaremos lo siguiente:

II. PARAMETROS DE SUELO: Según el Articulo 06 – Condiciones Locales, del CAPITULO 02 – Parametros del sitio, de la NORMA TECNICA E.030 – Diseño Sismo Resistente, contenido en el Reglamento Nacional de Edificaciones, en el TITULO III – Edificaciones, parte III.2 – ESTRUCTURAS.

Parámetros del Suelo Tipo Descripción Tp (s) 0.4 S Roca o suelos muy rígidos 0.6 S Suelos intermedios 0 2 0.9 S Suelos flex. o con estratos de gran 0* 3 S Condiciones excepcionales (*) Los valores de Tp y S para este caso serán establecidos por el especialista, 4

S 1.0 1.2 0 1.4 0*

pero en ningún caso serán menores que los especificados para el perfil tipo S3.

Por tanto usaremos lo siguiente

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III. FACTOR DE USO: Según el artículo 10 – Categoría de las edificaciones, del CAPITULO 03 – Requisitos Generales, de la NORMA TECNICA E.030 – Diseño Sismo Resistente, contenido en el Reglamento Nacional de Edificaciones, en el TITULO III -Edificaciones, parte III.2 – ESTRUCTURAS.

CATEGORIA DE LAS EDIFICACIONES CATEGORÍA

DESCRIPCIÓN

FACTOR U

A Edificaciones Esenciales

Edificaciones esenciales cuya función no debería interrumpirse inmediatamente después que ocurra un sismo, como hospitales, centrales de comunicaciones, cuarteles de bomberos y policía, subestaciones eléctricas, reservorios de agua. Centros educativos y edificaciones que puedan servir 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.

1.50

B

Edificaciones donde se reúnen gran cantidad de personas como teatros, estadios, centros comerciales, establecimientos

Edificaciones penitenciarios, o que guardan patrimonios valiosos como museos, bibliotecas y archivos especiales. También se considerarán Importantes depósitos de granos y otros almacenes importantes para el abastecimiento.

C

Edificaciones comunes, cuya falla ocasionaría pérdidas de cuantía intermedia como viviendas, oficinas, hoteles, restaurantes,

1.00

Edificaciones cuyas fallas causan pérdidas de menor cuantía y normalmente la probabilidad de causar víctimas es baja, como cercos

(*)

Edificaciones depósitos e instalaciones industriales cuya falla no acarree peligros adicionales de incendios, fugas de contaminantes, etc. Comunes

D

1.30

Edificaciones de menos de 1,50m de altura, depósitos temporales, pequeñas viviendas temporales y construcciones similares. Menores

(*) En estas edificaciones, a criterio del proyectista, se podrá omitir el análisis por fuerzas sísmicas, pero deberá proveerse de la resistencia y rigidez adecuadas para acciones laterales.

Por tanto usaremos lo siguiente:

IV. COEFICIENTE DE REDUCCION PARA ESTRUCTURAS: Según el artículo 12 - Sistemas Estructurales, del CAPITULO 03 – Requisitos Generales, de la NORMA TECNICA E.030 – Diseño Sismo Resistente, Contenido en el Reglamento Nacional de Edificaciones, en el TITULO III -Edificaciones, parte III.2 – ESTRUCTURAS.

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GOBIERNO REGIONAL



SISTEMAS ESTRUCTURALES Sistema Estructural

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

Acero: Pórticos dúctiles con uniones resistentes a momentos. Otras estructuras de acero: Arriostres excéntricos. Arriostres en cruz. Concreto Armado Pórticos(1). Dual(2). Muros estructurales (3). Muros de ductilidad limitada (4).

9.50

6.50 6.00 8.00 7.00 6.00 4.00

Albañilería Albañilería Armada o Confinada(5). Diseño por esfuerzos admisibles (5).

3.00 6.00

Madera 7.00 Madera (Por esfuerzos admisibles). Por lo menos el 80% del cortante en la base actúa sobre las columnas de los pórticos que cumplan los requisitos 1. 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. 2. 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) 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. 4. Edificación de baja altura con alta densidad de muros de ductilidad limitada. 5. Para diseño por esfuerzos admisibles el valor de R será 6.00. (*) 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. 3.

(**) Para estructuras irregulares, los valores de R deben ser tomados como 3/4 de los anotados en la Tabla.

Por tanto usaremos lo siguiente:

V. PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO: FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA T es el periodo que se asumirá posteriormente para realizar los coeficientes del factor de Amplificacion dinámica (Ver cuadro Respuesta Sismica – T seg.) ACELERACION ESPECTRAL , y se considerara g=9.81, como un factor de escala para la aceleración espectral,

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T (seg) 0.10 0.20 0.30 0.40 … … 9.70 9.80 9.90 10.00

C

Sa-i 0.141 0.141 0.141 0.141

2.500 2.500 2.500 2.500 … …

… … 0.103 0.102 0.101 0.100


Ver los datos y cálculos completos en la hoja de cálculo adjunto: “ESPECTRO.xlsx”

0.006 0.006 0.006 0.006

Si se desarrolla un gráfico con los datos anteriores, se tiene:

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MODELAMIENTO EN EL PROGRAMA SAP 2000 V.14 BLOQUE I (USO MULTIPLE, ARCHIVO, DIRECCION, TOPICO)

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GOBIERNO REGIONAL



CALCULO DE CANTIDAD DE ACERO DEL LOS RESULTADOS DE SAP COLUMNAS

BLOQUE I

DIAMETRO DE PERIME SECCION LA BARRA TRO

PESO

Pulg.

ACERO AREA REQUERIDO ACUMULADA


mm

kg/m

Nº de varillas

cm²

Nº de varillas

cm²

28.0 50.0 71.0 113.0 129.0

18.8 25.1 29.9 37.7 39.9

0.222 0.395 0.560 0.888 0.994

02 var.

2.58 cm²

04 var.

5.16 cm²

199.0 284.0 510.0 1006.0

49.9 59.8 79.8 112.5

1.552 2.235 3.973 7.907

04 var.

7.96 cm²

6.00 8.00 3/8 '' 9.50 12.00 1/2 '' 12.70 15.90 19.10 25.40 35.80

C-2 (25X25)

mm²

mm

5/8 '' 3/4 '' 1 '' 1 3/8 ''

C-1 (25X40)

fuente: Aceros Arequipa

10

10.540 cm² 10.000 cm² Ok

Area de Asº Total : Area de Asº Requerido :

Requerimos

5.160 cm² 5.125 cm² Ok

Requerimos

2 varillas de φ 1/2'' + 4 varillas 4 varillas de φ 1/2'' de φ 5/8'' VER DETALLE DE DISTRIBUCION DE ACERO EN EL PLANO

CALCULO DE CANTIDAD DE ACERO DEL LOS RESULTADOS DE SAP VIGAS

BLOQUE I DIAMETRO DE PERIME SECCION PESO LA BARRA TRO Pulg.

mm

mm²

mm

kg/m

-

6.00 8.00

28.0 50.0

18.8 25.1

0.222 0.395

3/8 '' 9.50 - 12.00 1/2 '' 12.70

71.0 113.0 129.0

29.9 37.7 39.9

0.560 0.888 0.994

15.90 199.0 19.10 284.0 25.40 510.0 35.80 1006.0

49.9 59.8 79.8 112.5

1.552 2.235 3.973 7.907

5/8 '' 3/4 '' 1 '' 1 3/8 ''


VP-101 (25X40)

VS-101 (25X40)

VP-102 (25X60)


ACERO AREA REQUERIDO ACUMULADA Nº de cm² varillas


Nº de varillas

cm²

01 var.

1.29 cm²

04 var.

7.96 cm²

05 var.

9.250 cm² 8.975 cm² Ok


Requerimos

6.45 cm²

2.58 cm²

05 var.

9.95 cm²

6.450 cm² 6.125 cm² Ok

Requerimos

1 varillas de φ 1/2'' + 4 varillas de φ 5/8''

02 var.

5 varillas de φ 1/2''

12.530 cm² 10.000 cm² Ok

Requerimos 2 varillas de φ 1/2'' + 5 varillas de φ 5/8''

VER DETALLE DE DISTRIBUCION DE ACERO EN EL PLANO

20



 BLOQUE II (AULAS, SS.HH, AREA DE MATERIALES)

21



22

GOBIERNO REGIONAL




BLOQUE II DIAMETRO DE PERIM SECCION PESO LA BARRA ETRO

C-1 (EN V)

C-2 (25X25)



Pulg.

mm

mm²

mm

kg/m

-

6.00

28.0

18.8

0.222

-

8.00

50.0

25.1

0.395

3/8 ''

9.50

71.0

29.9

0.560

-

12.00

113.0

37.7

0.888

1/2 ''

12.70

129.0

39.9

0.994

02 var.

2.58 cm²

5/8 ''

15.90

199.0

49.9

1.552

04 var.

7.96 cm²

3/4 ''

19.10

284.0

59.8

2.235

1 ''

25.40

510.0

79.8

3.973

1 3/8 ''

35.80

1006.0

112.5

7.907


04 var.

5.16 cm²

10


10.540 cm² 9.750 cm² Ok Requerimos

5.160 cm² 5.000 cm² Ok Requerimos





BLOQUE II DIAMETRO PERIM SECCION PESO DE LA BARRA ETRO Pulg. mm

mm²

mm kg/m

-

6.00

28.0

18.8

0.222

VP-101 (25X40)

VP-102 (25X30)

VP-103 (25X40)




-

8.00

50.0

25.1

0.395

3/8 ''

9.50

71.0

29.9

0.560

-

12.00

113.0

37.7

0.888

1/2 ''

12.70

129.0

39.9

0.994

01 var.

1.29 cm²

01 var.

1.29 cm²

01 var.

1.29 cm²

5/8 ''

15.90

199.0

49.9

1.552

04 var.

7.96 cm²

04 var.

7.96 cm²

04 var.

7.96 cm²

3/4 ''

19.10

284.0

59.8

2.235

1 ''

25.40

510.0

79.8

3.973

1 3/8 '' 35.80

1006.0

112.5

7.907


9.250 cm² 9.125 cm² Ok


Requerimos

7.500 cm² 6.125 cm² Ok

Requerimos



8.750 cm² 6.125 cm² Ok



23



 BLOQUE III (COMEDOR, COCINA, DEPOSITO)

24


RESULTADO ACERO-TIJERAL


RESULTADO ACERO-CONCRETO

25

GOBIERNO REGIONAL




BLOQUE III

DIAMETRO DE PERIME SECCION LA BARRA TRO

PESO

Pulg.



mm

kg/m

Nº de varillas

cm²

Nº de varillas

cm²

28.0 50.0 71.0 113.0 129.0

18.8 25.1 29.9 37.7 39.9

0.222 0.395 0.560 0.888 0.994

02 var.

2.58 cm²

04 var.

5.16 cm²

199.0 284.0 510.0 1006.0

49.9 59.8 79.8 112.5

1.552 2.235 3.973 7.907

04 var.

7.96 cm²

6.00 8.00 3/8 '' 9.50 12.00 1/2 '' 12.70 15.90 19.10 25.40 35.80

C-2 (25X25)

mm²

mm

5/8 '' 3/4 '' 1 '' 1 3/8 ''

C-1 (25X40)


10

10.540 cm² 10.000 cm² Ok


Requerimos

5.160 cm² 5.125 cm² Ok

Requerimos

2 varillas de φ 1/2'' + 4 varillas 4 varillas de φ 1/2'' de φ 5/8'' VER DETALLE DE DISTRIBUCION DE ACERO EN EL PLANO


BLOQUE III DIAMETRO DE PERIME SECCION PESO LA BARRA TRO Pulg.

mm

mm²

mm

kg/m

-

6.00 8.00

28.0 50.0

18.8 25.1

0.222 0.395

3/8 '' 9.50 - 12.00 1/2 '' 12.70

71.0 113.0 129.0

29.9 37.7 39.9

0.560 0.888 0.994

15.90 199.0 19.10 284.0 25.40 510.0 35.80 1006.0

49.9 59.8 79.8 112.5

1.552 2.235 3.973 7.907

5/8 '' 3/4 '' 1 '' 1 3/8 ''


VP-101 (25X40)

VS-101 (25X40)

VP-102 (25X60)




Nº de varillas

cm²

01 var.

1.29 cm²

04 var.

7.96 cm²

05 var.

9.250 cm² 8.975 cm² Ok


Requerimos

6.45 cm²

2.58 cm²

05 var.

9.95 cm²

6.450 cm² 6.125 cm² Ok

Requerimos


02 var.


12.530 cm² 10.000 cm² Ok



26

Memoria de Calculo de Diseño Sismico - Pasanacollo

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