PALACIO MUNICIPAL DEL DISTRITO DE NUEVO CHIMBOTE
MEMORIA DESCRIPTIVA DEL ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL
INDICE 1.
GENERALIDADES
2.
ESTRUCTURACIÓN Y MA MATERIALES
3.
ANÁLISIS Y DISEÑO
4.
CONCLUSIONES
5.
RECOMENDACIONES
6.
ANEXOS
PALACIO MUNICIPAL DEL DISTRITO DE NUEVO CHIMBOTE
MEMORIA DESCRIPTIVA DEL DISEÑO ESTRUCTURAL
CAPITULO I. GENERALIDADES La presente Memoria Descriptiva de Diseño Estructural se esta es tabl blec ece e para para el proy proyec ecto to CONS CONSTR TRUC UCCI CIN N DE !"L" "L"CIO CIO MUNICI!"L# MUNICI!"L# y tiene como $nalidad describir las veri$caciones de la
con$%uraci&n
estructural
planteada#
teniendo
en
consideraci&n 'ue la ubicaci&n de nuestra re%i&n se encuentra comprendida comprendida en la (ona de m)s alta actividad s*smica del !er+, En nuestro caso la concepci&n estructural corresponde a un Sistema Mi-to de !&rticos y Muros de Corte de Concreto "rma "rmado do##
como co mo elem elemen ento toss
res esis iste tent ntes es##
cime ciment ntad ados os so sobr bre e
(apatas conectadas con vi%as de cimentaci&n# y con elementos 'ue no tienen una .unci&n netamente estructural como son las tabi'uer*as 'ue intervienen para cerrar los ambientes# pero 'ue tambi/n se encuentran con$nados# cumpliendo las normas de albañiler*a, Se tendr) en consideraci&n para la veri$caci&n del diseño# la Norma Norma de Diseño Diseño Sismor Sismorre resis sisten tente te E0121 E0121 del Re%lame e%lamento nto Naci Na cion onal al de Co Cons nstr truc ucci cion ones es## la mism misma a 'ue 'ue es esttable ablece ce los los re'ui e'uisi sito toss m*ni m*nimo moss para ara 'ue 'ue las las edi$ edi$ca caci cion ones es ten% ten%an an un adecuado comportamiento s*smico,
CAPITULO II. ESTRUCTURACIÓN Y MATERIALES El edi$cio se 3a dividido en dos blo'ues# con una 4unta de separaci&n s*smica de 25 de espesor, Se 3a considerado un concreto de .6c7891:%;cm8 de resistencia a la compresi&n para las
un
.6c79>?:%;cm8#
y
un
concreto
de
.6c79@1:%;cm8 para los sobrecimientos sobrecimientos re.or(ados, El acero en %eneral ser) corru%ado y tendr) un Es.uer(o a la Aluencia de .6y7@#811:%;cm8# %rado B1, !ar ara a el diseñ iseño o de la cime cimen ntac aci& i&n n y estim stimad ado o de .uer .uer((as 3ori(ontales# se 3an usado los valores indicados en el estudio de suelos# suelos# y 'ue se resumen resumen en !resi&n !resi&n admisible en suelo S! arenas mal %raduadas 9,?@ :%;cm8 !ro.undidad de cimentaci&n
8,11 m,
Suelo intermedio S8
Tp7
se%, Aactor de suelo
S79,8
!eso unitario seco promedio
γ 79,>B 79,>B
%r;cm2 "n%ulo de .ricci&n interna φ78@F
1,B
"s* mismo# el estudio de suelos concluye 'ue no 3ay presencia de sales# por lo 'ue se utili(ar) cemento !ortland tipo I# en las estructuras 'ue est/n en contacto con en suelo y en %eneral,
CAPITULO III. ANÁLISIS Y DISEÑO PARÁMETROS S!SMICOS Y CARGAS DE SERVICIO PARÁMETROS PARA DE"INIR LA "UER#A S!SMICA El mode modelo lo es estr truc uctu tura rall plan plante tead ado# o# se anal anali( i(ar ar) ) por por ca carr%as %as s*smicas "n)lisis Din)mico, !ara lo cual cual de$nir de$niremo emoss los par)me par)metr tros os s*s s*smic micos os de diseño diseño## car%as y sobrecar%as# teniendo en cuenta las Normas !eruanas de Estr Estruc uctu tura ras s No Norrma de Dise Diseño ño Sism Sismo o Res esis iste tent nte e E 121# 121# Norma de Car%as E 181,
P$%&'()%* +( #*,-/$/-0, # Nuestra ciudad se encuentra comprendida dentro de la (ona III se%+n el Mapa de
C*(/-(,)( +( U* U Se 3a considerado con la Cate%or*a C# a la cual le corresponde un Coe$ciente de Uso e Importancia U 7 9,1,
P$%&'( $%&'()%* )%* +( (* S El terreno de Aundaci&n para la estr es truc uctu tura ra pres presen enta ta ca cara ract cter er*s *sti tica cass me mec) c)ni nica cass y es estr trat atos os de$n de$nid idos os en el Estu Estudi dio o de suel suelos os res espe pect ctiv ivo# o# del del cual cual se establece 'ue presenta un Suelo Intermedio correspondi/ndole un per*odo T7 7 1,B y un .actor de ampli$caci&n de suelo S 7 9,8,
P(%8*+* ",+$'(,)$ T El per*odo T estar) de$nido por la
alt altura ura de la edi$ edi$ca caci ci& &n
H n
= 17.50mts y un .a .actor
C t
'ue
depende del sistema estructural# para Sistema "porticado de Concreto "rmado
C t
= 35 ,
De tal manera 'ue T
=
H n C t
17.50 =
=
35
0.50 seg
ampl pli$ i$ca caci ci&n &n de la "$/)*% $/)*% A'7A'7-/$ /$/-0 /-0, , S8'S8'-/$ /$ C C La am respuesta estructural respecto a la aceleraci&n en el suelo ser) C ≤ 2.50
C = 2.5(
T p T
1.00
)
1.00
0.6 = 2.5 0.50
= 3.00 Lue%o C
=
2.50
C*(/-(,)( +( R(+//-0, R !ara nuestro caso se usar) un coe$ciente de reducci&n de Auer(a S*smica R 7 >
A/((%$/-0, E7(/)%$ S$ =er cuadro de espectro Sa
=
ZUCS R
g
CARGAS DE SERVICIO Las dim dimensi ensio ones de vi%a vi%ass#
colu co lum mnas# nas# losa losass
ali% li%er erad adas as##
escale esc alera ras# s# (apata (apatass y vi%as vi%as de ciment cimentaci aci&n &n cumple cumplen n con los re'ui e'uisi sito toss m*ni m*nimo moss e-i%i -i%ido doss se se%+ %+n n la No Norrma !erua eruana na de Concreto "rmado "rmado E01B1 respecto a peraltes m*nimos, Las ca carr%as actu ctuante antess usada adas en el an)l an)lis isis is es estr truc ucttural ural consideran -
Car%a Muerta
-
Car%a =iva
!rimer al Cuarto nivel
C"RG" MUERT" "li%erado 371,81m
211H%;m8
"li%erado 371,21m
2?1H%;m8
!isos
911H%;m8
Tabi'uer*a Tabi'uer*a
911H%;m8
O$cinas
8?1H%;m8
"lmacenes y "rc3ivos
?11H%;m8
Corredores y Escaleras
?11H%;m8
C"RG" =I="
"(otea
?11H%;m8
N*)$ Se 3a considerado ?11:%;cm8 en la a(otea teniendo en cuenta 'ue la estructura esta diseñada para traba4ar 3asta un ?F nivel# recomend)ndose 'ue este se destine para el )rea de arc3ivos,
M9TODOS PARA EL ANALISIS Y DISEÑO Todos Todos los elementos de la estructura se diseñan en base de e.ectos de .uer(as y momentos# los cuales se determinan por medio del an)lisis por car%as verticales y por car%a de sismo, En el diseño de estructuras de concreto armado los elementos debe deben n prop propor orcio ciona nars rse e para para una una res esis iste tenc ncia ia adec adecua uada da## de acue ac uerrdo a las las disp dispos osic icio ione ness del del Re%la e%lame ment nto o Na Naci cion onal al de Cons Co nstr truc ucci cion ones es## util utili( i(an ando do .act .actor ores es de ca carr%a y .act .actor ores es de reducci&n# reducci&n# dados tambi/n en el re%lamento,
RE:UISITOS GENERALES DE RESISTENCIA "l diseñar cada uno de los elementos de una estructura de concr concreto eto armado armado## se debe ase%ura ase%urarr 'ue las resis resisten tencia ciass de diseño sean por lo menos menos i%uales a las resistencias re'ueridas# re'ueridas#
las cuales se determinan ampli$c)ndose las car%as y con las combinaciones 'ue manda el re%lamento,
R(-)(,/-$ R(;(%-+$ La resistencia resistencia re'uerida re'uerida U para car%as car%as muertas CM# CM# car%as car%as vivas C= y car%as de sismo CS deber) ser como m*nimo U 7 9,? CM 9,J C= U 7 9,8? CM C= ± CS U 7 1,K CM ± 9,8? CS Estas Estas tres tres combin combinaci acione oness repr represe esenta ntan n las car%as car%as 'ue por lo %eneral
se
representan
en
el
diseño
de
estructuras
conv co nven enci cion onal ales es## sin sin em emba barr%o pued pueden en e-ist -istir ir otra otrass ca carr%as %as particulares particulares 'ue pod*an presentarse, Si en el diseño se debieran considerar car%as de viento# se ree eem mpla( pla(ar ar) ) es este te valo valorr por los los e.ec e.ecto toss de sism sismo o en las las combinaciones anteriores es decir# no es necesario considerar simult)neamente las car%as car%as de viento y las car%as de de sismo, Si .uera necesario incluir en el diseño el e.ecto de car%as de impacto# /stas deber)n deber)n incluirse en la car%a car%a viva,
R(-)(,/-$ +( D-(<* La resistencia de diseño se toma como la resistencia nominal resi resiste stenci ncia a propo proporc rcion ionada ada consid considera erando ndo el ace acero ro realm realment ente e colo co loca cado do
mult multip ipli lica cada da por por un .act .actor or
φ
de reduc reducci& ci&n n de
resistencia, Los valores del .actor de reducci&n de resistencia
φ son
si%uientes !ara e-i&n sin car%a a-ial
φ 7
1,K1
!ara !ara e-i&n con car%a a-ial de tracci&n
φ 7
1,K1
los
!ara e-i&n con car%a a-ial de compresi&n y para comprensi&n sin e-i&n Elementos con re.uer(o en espiral
φ 7
1,>?
Otros elementos
φ 7
1,>1
E-cep E-cepto to 'ue para para valor valores es reduci reducidos dos de car%a car%a a-ial# a-ial# φ puede increment incrementarse arse linealment linealmente e 3asta φ 71,K1 71,K1 con.or con.orme me el valor valor
φ
!n disminuye desde 1,91 . 6c "% a cero, !ara !ara cortante sin o con torsi&n
φ 7
1,J?
!ara !ara aplastamiento en el concreto φ 7 1,>1
CRITERIOS DE ESTRUCTURACION Y DISEÑO "l diseñar una estructura se debe satis.acer ciertos criterios de se%uridad# resistencia y econom*a, Cuando la estructuraci&n es comple4a
entonces
resulta
m)s
di.*cil
predecir
su
comportamiento s*smico# alterando alterando la se%uridad y econom*a de la
estructura,
!or
tal
motivo
es
conveniente
'ue
la
estructuraci&n sea lo m)s simple posible# de manera 'ue la ideali ideali(ac (aci&n i&n necesa necesaria ria para para su an)lis an)lisis is se ace acer' r'ue ue m)s a la .orma real de la estructura, Se debe# adem)s# tratar de evitar 'ue los elementos no estructurales cambien el comportamiento de la estructura, "l%u "l%uno noss de los los as aspe pect ctos os prin princi cipa pale less 'ue 'ue se debe debe tene tenerr en cuen cuentta par ara a lo% lo%rar una una es estr truc ucttura ura se%u e%ura# res esis iste ten nte y econ&mica son las si%uientes
$ R-=-+( R-=-+(> > $)(%$ $)(%$.. Esta Esta es una una de las las ca cara ract cter er*s *sti tica cass m) m)ss impo import rtan ante tess de una una estructura y 'ue debemos tener presente presente en la estructuraci&n, !ara 'ue una estructura pueda resistir .uer(as 3ori(ontales sin
tener de.ormaciones considerables# ser) necesario proveerla de elementos estructurales 'ue proporcionen ri%ide( lateral en sus dir direc ecci cion ones es prin princi cipa pale les, s, a abi bi/n /ndo dose se co comp mprrobad obado o un me me4o 4orr comp co mpor orta tami mien ento to en es estr truc uctu tura rass r*%i r*%ida dass 'ue 'ue en es estr truc uctu tura rass e-ibles y adem)s se disminuye el ries%o de p/rdida de vidas 3umanas, Las estructuras r*%idas tienen la venta4a de no tener mayores problemas constructivos y no tener 'ue aislar los elementos no estr es truc uctu tura rale les# s# per pero pose poseen en la desv desven enta ta4a 4a de no alca alcan( n(ar ar ductilidades elevadas, "l tener en una direcci&n abundantes muros y en la otra muy pocos# se tendr) una resistencia adecuada en la primera e inadecuada en la se%unda, En la direcci&n con pocos muros y con p&rticos de poca ri%ide(# los muros a pesar de ser pocos# tienen una ri%ide( lateral apreciable y probablemente mayor 'ue 'ue la de los los p&rt p&rtic icos os## pres presen ent) t)nd ndos ose e ento entonc nces es es es.u .uer er(o (oss elev elevad ados os en los los mur muros os## so sobr brep epas as)n )ndo dose se a los los es es.u .uer er(o (oss admisibles, Consi onsid der eran ando do es este te crit criter erio io se 3a incl inclui uid do en el diseñ iseño o estr es truc uctu tura rall mur muros de co cort rte e para para tene tenerr una una co comb mbin inac aci& i&n n de elementos
r*%idos
y
e-ibl ibles#
disminuy/ndose
as*
las
de.orma de.ormacione cioness y aumentand aumentando o la posibilidad posibilidad de disipaci&n disipaci&n de la ener%*a s*smica,
? R(- R(-)(, )(,/-$ /-$.. !ara cada direcci&n de la estructura debe e-istir la resistencia s*smica para ase%urar y %aranti(ar de esta manera la estabilidad# tanto de la estructura %lobal como de cada uno de sus elementos, Las car%as deben trans.erirse desde su punto de aplicaci&n 3asta su punto $nal de resistencia,
/ S-'7 S-'7-//-+$ +$+. +. La e-perien e-periencia cia 3a 3a demost demostrado rado 'ue en un movimi movimiento ento s*mico s*mico las estructuras simples se comportan me4or 'ue las estructuras comp co mple le4a 4as, s, La ra(& ra(&n n
es el co cono noci cimi mien ento to y la destr destre( e(a a de
'uienes lo e4ecutan para predecir el comportamiento real, Esto es lo 'ue 'ue %ene %enera ralm lmen ente te oc ocur urrre cuan cuando do se tien tiene e un dise diseño ño ar'uitect&nico
un
tanto
comple4o
y
se
desea
'ue
la
estructuraci&n estructuraci&n sea as*,
+ S-'()% S-'()%8$. 8$. En cuanto a la simetr*a 'ue debe e-istir en la estructura es aconse4able 'ue se bus'ue esta condici&n en las dos dir direc ecci cion ones es prin princi cipa pale less 'ue 'ue se ten% ten%a, a, En ca caso so de no e-ist -istir ir simetr*a en las dos direcciones principales# se producir) e.ectos torsionantes 'ue son destructivos y di.*ciles de evaluar, evaluar, Se ideali(a 'ue las .uer(as de sismo act+an en el centro de masas de cada piso y 'ue las .uer(as 'ue absorben las de sismo est)n ubicadas en el centro de ri%ide(# tambi/n de cada piso, El cen ce ntro tro de mas asa a es el punt punto o en 'ue se podr podr*a *a e'u e'uilib ilibrrar e-actamente sin provocar rotaci&n, Se tratar) en el desarrollo del presente proyecto# 'ue el centro de masas y el centro de ri%ide( est/n cercanos# para evitar as*# e.ectos
de
e-centricidad#
'ue
a
la
ve(
traen
como
consecuencias los movimientos de traslaci&n y de %iros torsi&n de la planta estructural# increment)ndose m)s las .uer(as en los elementos estructurales,
( D/)- D/)--+$ -+$+. +. La ductilidad depende de la car%a 'ue es aplicada al elemento estructural, Este e.ecto act+a en .orma di.erente# se%+n sea el
tipo de material empleado, !ara !ara el caso del presente proyecto el material es concreto armado# en el cual un aumento de la car%a se traduce en un aumento de la resistencia con disminuci&n de la ductilidad, En el diseño estructural de concreto armado la .alla por corte es de naturale(a .r)%il por tal motivo debe veri$carse# en el caso de una vi%a# 'ue la .uer(a cortante sea menor 'ue la capacidad res esis iste tent nte e al co cort rte e de la vi%a vi%a y en %ene %enera ral# l# para para cual cual'u 'uie ierr elemento# 'ue la presencia proporcionada por corte sea mayor 'ue la resistencia proporcionada por e-i&n, "dem)s se tendr) presente 'ue se debe %aranti(ar 'ue la .alla se produ(ca por uencia del acero y no por compresi&n del concreto,
@ U,-@*%'U,-@*%'-+$+ +$+ /*,)/*,)-,-+ ,-+$+ $+ +( $ ()%/) ()%/)%$. %$. Este criterio se basa en 'ue la estructura debe ser continua tanto en la planta como en su elevaci&n con elementos 'ue no camb ca mbie ien n brus brusca came ment nte e de ri%i ri%ide de(# (# de ma mane nera ra 'ue 'ue se evit evita a concentraciones de es.uer(os, !or e4emplo a veces es necesario eliminar un muro de corte en un nivel superior# pero el caso peor# es eliminar muros de corte en el nivel in.erior# si se 3ace esto
entonces
las
columnas
se
sobre
es.or(ar*an
e
incu incurs rsio iona nar* r*an an en una una etap etapa a pl)s pl)sti tica ca## re'ui e'uiri rien endo do muc3 muc3a a ductilidad,
= L*$ /*'* /*'* +-$@%$=' +-$@%$='$ $ %8=-+* En el an)l an)lis isis is es estr truc uctu tura rall .ue .ue nece necesa sari rio o co cons nsid ider erar ar## co como mo 3ip&tesis b)sica# la e-istencia de una lo(a r*%ida en su plano# 'ue permite la ideali(aci&n de la estructura como una unidad# donde las .uer(as 3ori(ontales aplicadas pueden distribuirse en las columnas y muros de corte de acuerdo a su ri%ide( lateral#
manten mantenien iendo do todas todas una misma misma de.or de.ormac maci&n i&n latera laterall para para un determinado nivel,
E('(,)* E('(,)* ,* ()%/)%$( ()%/)%$(.. La inuencia de los elementos secundarios es un aspecto 'ue debe ser tomado en cuenta en la estructuraci&n, Es importante reconocer 'ue los elementos no estructurales pueden .ormar# de manera inadvertida# parte del sistema sistema resistente resistente lateral, En al%u al%uno noss ca caso soss co cont ntri ribu buye yen n a disi disipa parr la ener ener%* %*a a s*sm s*smic ica# a# aliviando a los elementos resistentes sin embar%o# presentan tam ambi bi/n /n al%u al%uno noss e.ec e.ecto toss no posi positi tivo vos# s# dist distor orsi sion onan ando do la distribuci&n de es.uer(os, En el presente proyecto se 3a tratado de 'ue la estructura sea lo m)s r*%ida posible# !ara tal caso# es probable 'ue la ri%ide( de los tabi'ues de ladrillos sea muy pe'ueña en comparaci&n con la de los elementos de concreto armado 'ue tienen mayor ri%ide(, En este caso# al no considerar los tabi'ues de ladrillo en el an)lisis estructural no es tan importante como si se tuviera una estructura e-ible s&lo con p&rticos,
- C-'( C-'(,) ,)$/ $/-0 -0,. ,. !ara 'ue la cimentaci&n ten%a resistencia s*smica es necesario lo%rar una acci&n inte%ral de la misma, "dem)s de las car%as verticales 'ue act+an# considerar los si%uientes .actores para el diseño de la cimentaci&n • •
Transmisi&n Transmisi&n del corte basal basal de la estructura al suelo, suelo, !rovisi&n !rovisi&n para los momentos volcantes,
Uno de los aspectos importantes 'ue se deben considerar es la pos osib ibil ilid idad ad de %ir %iro en la cime cimen ntaci taci& &n nor orm malme almen nte se acostumbra considerar un empotramiento en la base de las
columnas y muros# lo cual no es cierto para la mayor*a de los casos, En caso de tener un suelo blando es mayor la importancia de cons co nsid ider erar ar la posi posibi bilid lidad ad de %ir %iro de la cime ciment ntac aci& i&n# n# el cual cual a.ec a.ecta ta desd desde e la dete deterrmina minaci ci&n &n del del per* per*od odo o de vibr vibrac aci& i&n# n# el coe$ciente s*smico# la distribuci&n de las .uer(as entre placas y p&rticos#
3asta
el
dise iseño
de
los
di.erentes
elementos
estructurales,
PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES. Una ve( adoptado el tipo de estructura# el paso si%uiente es determinar las dimensiones preliminares de cada uno de los elementos#
3aciendo
uso
de
los
m/todos
de
pred predim imen ensi sion onam amie ient nto o trat tratan ando do de no ale4 ale4ar arse se del del dise diseño ño ar'uitect&nico y teniendo en cuenta las condiciones s*smicas de la (ona, Las dimensiones $nales de los elementos se 3icieron teniendo en cuenta el an)lisis sismorresistente, sismorresistente, Se tom& en cuenta 8 aspectos importantes el econ&mico y ar'uitect&nico Se predimensionaron predimensionaron los si%uientes elementos •
Losas ali%eradas
•
=i%as
•
Columnas
•
Muros de Corte
LOSAS ALIGERADAS
El armado de estas# estar) dispuesta paralelamente al lado mas corto entre vi%as, Se%+n Se%+n la Norma !eruana !eruana de Estructuras E B1 91,@,9,9# establece 'ue en losas ali%eradas cont*nuas# con. co n.or orma mada dass por por vi%u vi%uet etas as de 91 cm de anc3 anc3o# o# blo' blo'ue uess de ladrillo de 21cm de anc3o# sobrecar%a menor a 211 H%;m8 y luces menores menores a >,? m# el peralte m*nimo de la losa losa se calcula 3≥L;8? para no veri$car dee-iones, ≥ L ;8?
PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS "l i%ual 'ue el predimensionamiento preliminar de losas y de cual'uier otro elemento estructural se reali(a despu/s 'ue se 3a planteado la estructuraci&n del edi$cio, Las vi%as vi%as deben deben tener tener su$ci su$cient ente e peralt peralte e para para propo proporc rcion ionar ar buena ri%ide( lateral a los p&rticos y no se de mayor cantidad de acero 'ue lo recomendado, !ara determinar determinar el predimen predimension sionamient amiento o de las vi%as se 3ar) uso del criterio pr)ctico si%uiente 3 7 L ; 91 3 7 L ; 98 3
peralte de vi%a
L
lu lu( lilibre, La La lu lu( lilibre se ser) la la ma mayor de de
toda todas# s# para para pode poderr ri%i ri%idi di(a (arr el se sent ntid ido o m) m)ss d/bil, La altura colocada incluye el espesor de la losa del tec3o y el anc3o de las vi%as tambi/n depende del anc3o de sus apoyos, El anc3o anc3o puede puede varia variarr entre entre 1,2 1,2 y 1,? 1,? !erua eruana na de de
de altur altura, a, La No Norrma
Conc Co ncrreto eto "rma "rmado do indi indica ca 'ue 'ue el anc3 anc3o o m*ni m*nimo mo
de las vi%as debe ser de 8?cm para el caso 'ue /stas .ormen parte de p&rticos o elementos sismorresistentes de estructuras de concreto armado,
PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS Las columnas traba4an principalmente para absorber la car%a a-ial y momento ector# por lo cual /stas deben ser dimens dimension ionada adass consid considera erando ndo los dos e.ecto e.ectoss en simult simult)ne )neo o Ale-ocompresi&n, El diseño de un sistema de p&rticos permiten reducir si%ni$cativamente los momentos en las columnas debido a la .uer(a s*smica, !ar el edi$cio 'ue tenemos# contamos con p&rticos principales en las dos direcciones# se va a tener ri%ide( lateral y resistencia# a su ve(#
para para 'ue 'ue las colum columna nass cumpla cumplan n con su .unci .unci&n &n
vamos a suponer una secci&n en 'ue la car%a a-ial en servicio produ(ca produ(ca un es.uer(o de compresi&n compresi&n en el orden orden de 1,@? . Pc# o sea de K@,?1 H% ; cm 8, Se%+ Se%+n n los los plan planos os de ar'u ar'uit itec ectu tura ra las las dime dimens nsio ione ness de las las columnas all* dadas son pe'ueñas# estas dimensiones pueden 3an variado variado un poco poco con el predime predimensio nsionamien namiento to del diseño diseño $nal,
PREDIMENSIONAMIENTO DE MUROS DE CORTE Cuando las estructuras del edi$cio 'ue resisten la acci&n del sismo son puramente columnas 'ue .orman p&rticos# notamos de.o de.orrma maci cion ones es late latera rale less muy muy impo import rtan ante tes# s# lo cual cual no es conveniente# por lo 'ue es necesario combinar muros de corte con sis sistem temas as de p&rtic p&rticos os se%+n se%+n lo permit permita a las posib posibili ilidad dades es
ar'uitect&nicas# con lo cual se tiene un balance adecuado en la distribuci&n de es.uer(os, Es di.*cil poder dimensionar un muro de corte# puesto 'ue como su principal .unci&n es absorber absorber las .uer(as s*smicas# s*smicas# mientras mass abun ma abunda dant ntes es se sean an toma tomar) r)n n un ma mayo yorr por porce cent nta4 a4e e del del cortante s*smico total,
CONCEPCIÓN ESTRUCTURAL La estructuraci&n se 3a traba4ado sobre el diseño ar'uitect&nico del edi$cio# el cual ser) a4ustado a las necesidades del sistema estructural del mismo, El material estructural empleado es el concreto armado y para la
tabi'uer*a
se
propone
el
material
de
construcci&n
convencionalmente usado en este tipo de edi$cios, El sistema estructural planteado planteado es una estructura estructura con.ormada con.ormada b)sicamente por p&rticos y muros de concreto armado placas# ubicados convenientemente para dar simetr*a a la estructura, Los elementos estructurales principales para el an)lisis y diseño del del edi$ edi$ci cio o es est) t)n n co cons nsti titu tuid idos os por por losa losass ali% ali%er erad adas as## vi%a vi%as# s# columnas# muros de corte placas# escaleras y cimentaci&n del edi$cio, "dicionalmente a /stos# pero de menos importancia tenemos los tabi'ues# parapetos y los muros, En un inicio se pens& traba4ar aislando la escalera del resto de la estructura# por medio de una 4unta s*smica# pero por ra(ones de diseño sismo resistente se decidi& 4untar la escalera al resto de la estructura# para 'ue 3aya me4or comportamiento ante la presencia de un sismo,
Se utili(ar) como sistema de losas una losa ali%erada de 81 cm y 21 cm de espesor y armada en una direcci&n, Se opt& por una losa ali%erada ali%erada por ra(ones de lo%rar la m*nima m*nima masa y con ello reducir la respuesta s*smica de la estructura, Loss muros Lo muros de cortan cortante te propo proporc rcion ionan an
al edi$c edi$cio io una una
mayor mayor
ri%i ri%ide de(( y res esis iste tenc ncia ia co cont ntra ra los los sism sismos os## abso absorb rben en el ma mayo yorr porcenta4e de .uer(a 3ori(ontal s*smica# y los despla(amientos 3ori(ontales relativos entre niveles ser)n muc3o menores, menores, Si colocamos mayor lon%itud de placas y en una sola parte# esto conllevar*a a 'ue las placas resistan casi toda la .uer(a s*smica y 'ue su cimentaci&n ten%an %randes dimensiones, !or esta ra(&n se trat& de colocar placas sim/tricamente para distribuir la .uer(a s*smica en .orma uni.orme en todas las placas y no tener (apatas de %randes dimensiones, Los duct ductos os de la losa losa se ser) r)n n co con$ n$na nado doss co con n vi%a vi%ass c3at c3atas as## vi%uetas o doble vi%uetas# con el re.uer(o necesario para cada caso, Los tabi'ues de 9?cm de espesor e spesor se apoyar)n sobre vi%as o vi%as c3atas# se%+n sea el caso, Loss ele Lo elemen mentos tos estruc estructur turale aless vertic verticale aless como como las column columnas as y placas tienen secciones en .orma rectan%ular, Las dimensiones de las vi%as se adoptaron de tal .orma 'ue entre la vi%a y columna no se ten%a la relaci&n vi%a .uerte y columna d/bil,
CONCEPCION DE LOS ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES Los elementos no estructurales est)n constituidos por los muros de divisi divisi&n &n de los ambien ambientes tes## lla llamad mados os tambi/ tambi/n n tabi'u tabi'uer* er*a# a# tamb tambi/ i/n n es est) t)n n co cons nsti titu tuid idos os por por la ca carp rpin inte ter* r*a a de ma made dera ra o met)lica 'ue se colocar) en el edi$cio,
!ar ara a 'ue los los elem elemen ento toss
no int inter erve ven% n%as as en el an)l an)lis isis is
estructural# /stos se deben aislar# de esta .orma se lo%ra 'ue no intera interact+ ct+en en con los ele elemen mentos tos estruc estructur turale aless del edi$ci edi$cio, o, Este Este aislamiento %eneralmente se lo%ra mediante la colocaci&n de una 4unta de dilataci&n de 95# rellenada con espuma pl)stica alta densidad de 99;85 y sellada con un sellador de 4unta,
MODELO ESTRUCTURAL El modelo estructural debe considerar todas las caracter*sticas de la estr struct uctura ura 'ue 'ue in inuyen yen en la res espu pues esta ta ante nte
las
soli so lici cita taci cion ones es de las las .uer .uer(a (ass e-ter -terna nas# s# m) m)ss adel adelan ante te se e-plicar) la .ormulaci&n del modelo estructural, El planteamiento de un modelo apropiado es .undamental para 'ue el an)lisis produ(ca produ(ca resultados resultados cualitativamente correctos, correctos, En la idea ideali li(a (aci ci& &n no se 3an 3an co con nside siderrado ado los los mur muros de albañiler*a como elementos 'ue contribuyen a resistir el sismo, En el modelo se considera la presencia de bra(os r*%idos en las vi%as, En el mode modelo lo para para el an)l an)lis isis is se co cons nsid ider er& & una una dist distri ribu buci ci&n &n espacial de masas y ri%ideces 'ue sean adecuadas, El sistema del piso .unciona como un dia.ra%ma r*%ido# por lo 'ue usamos un modelo con masas concentradas y tres %rados de libertad por dia.ra%ma, En tal caso las de.ormaciones se los elementos se compatibili(an mediante la condici&n de dia.ra%ma r*%ido y la distribuci&n de la planta de las .uer(as 3ori(ontales se 3ar) en .unci&n a las ri%ideces de los elementos resistentes, resistentes, El modelo estructural es el mismo para el an)lisis por car%as verticales car%a muerta y car%a viva como para el an)lisis de
car%as car%as de sismo, sismo, La di.erencia di.erencia son las caracter* caracter*stica sticass propias propias de las car%as actuantes y los %rados de libertad 'ue se deseen obtener, En el an)lisis por car%a de sismo se determin& 'ue los nudos nudos de la ciment cimentaci aci&n &n estar) estar)n n restr restrin% in%ido idoss al movim movimien iento to pero su4etos a rotaci&n en las tres direcciones %lobales de la estructura, En el an)lisis por car%as verticales las restricciones en los nudos cambian# se consideran empotrados en la base y los dem)s nudos se someten a las restricciones de los nudos maestros,
CAPITULO IV. IV. CONCLUSIONES C ONCLUSIONES abi/ abi/nd ndo ose rea eali li((ado ado el "n)lis )lisis is y Dise Diseñ ño del Sis Sistem ema a Estructural# se concluye 0 La propuesta propuesta Estructural Estructural en los m&dulos 9 y 8# cumple con los re'ui e'uisi sito toss m*ni m*nimo moss es esta tabl blec ecid idos os por por la No Norrma de Dise Diseño ño Sismorresistente E121# re.eridos a despla(amientos m)-imos y capa ca paci cida dad d de res esis iste tenc ncia ia de los los elem elemen ento tos# s# ver ver cuad cuadrro de despla(amientos y distorsiones en "ne-os "ne-os
CAPITULO V. V. RECOMENDACIONES RECOMEND ACIONES Se recomienda# 'ue en la etapa de e4ecuci&n de la obra# se ten%a especial cuidado en el control de calidad de a%re%ados# a%ua#
proporcio ciones
de
me(c e(cla#
enco.rados#
acero
no
contaminado# y consolidaci&n del concreto# para %aranti(ar 'ue la
resistencia
de
los
elementos
diseñados
ten%a
comportamiento se%+n el an)lisis estructural,
CAPITULO VI. ANEXOS Gr)$cos en 2D de los M&dulos# Modos de =ibraci&n, Dia%ramas de Auer(as Auer(as Internas de 8 e4es de la Edi$caci&n,
el
Espectro de Respuesta se%+n Norma E 121, C)lculo de Despla(amientos y Distorsiones de Entrepisos, Entrepisos, Diseño de los Elementos !rincipales de Concreto "rmado se%+n Norma E0 1B1,
B-?-*=%$@8$ Re%lamento Nacional de Construcciones Norma de Edi$caciones Edi$caciones en Concreto Concreto Estructural Estructural "CI 29J0 29J0 18, Norma de Car%as E0181 Norma de Diseño Sismorresistente Sismorresistente E 121, Norma de Concreto "rmado E 1B1, Norma de "lbañiler*a E 1>1, Concreto "rmado In%, Roberto Morales Morales Concreto "rmado "rmado In%, "ntonio Qlanco Qlasco "n)lisis S*smico de Edi$cios Meli0Qa(an Meli0Qa(an Concreto "rmado !ar:0!auley CSI QERHELE , Manual ET"QS, Cali.orniaUS" 8118
MODELO 3D DE BLO:UE 1
Modelo 2D de Qlo'ue 9 donde se observa la Escalera !rincipal unida a toda la Estructura
=ista en dia%onal del Qlo'ue 9 donde se observa parte del sistema de placas
MODOS DE VIBRACION MODO 9 1,@K1K
Se aprecia el modo 9 de traslaci&n en el sentido -0-
MODO 8 1,8JB9
Se aprecia el modo 8 de traslaci&n traslaci &n en el sentido y0y
DIAG DIAGRA RAMA MA DE "UER "UER#A #AS S EN POR PORTICO TICO EE 12 DI"GR"M" DE MOMENTOS ALECTORES EE 98
C012
C012
DI"GR"M" DE CORT"NTES DE COLUMN"S EE 98
C012
C01J
C012
C012
C012
C01J
DI"GR"M" DE "I"LES DE COLUMN"S COLUMN"S EE 98
C012 !L"NT" DE QLOUE 9
C012
C012
C01J
=ista en planta del Qlo'ue 9 donde se observa el sistema de columnas y placas planteadas
MODELO 3D DE BLO:UE 2
=ista dia%onal i('uierda 2D del Qlo'ue 8 donde se observa el sistema de columnas y placas planteadas
=ista dia%onal derec3a 2D del Qlo'ue 8 donde se observa el sistema de
columnas y placas planteadas
MODOS DE VIBRACION MODO 9 1,B?BB
Se aprecia el modo 9 de traslaci&n en el sentido -0-
MODO 8 1,?@9@
Se aprecia el modo 8 de traslaci&n en el sentido y0y
DIAGRAMA DE "UER#AS EE 1 DI"GR"M" DE MOMENTOS DE EE 9J6
!L018 !L018
C01K
C01K
!L01> !L012
DI"GR"M" DE CORT"NTES DE EE 9J6
!L018
C01K
C01K
DI"GR"M" DE "I"LES DE EE 9J6
!L01> !L012
!L018
C01K
C01K
!L01> !L012
!L"NT" DE QLOUE 8
=ista en planta del Qlo'ue 8 donde se observa el sistema de columnas y placas planteadas