Eer Li Pcs 0100662 Indoamerica A
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
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INFORME DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL
EBC: LI_PCS_0100662_ INDOAMERICA_A
JULIO 2014
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
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INDICE
1. Alcances
2. Documentación disponible
3. Descripción de la Estructura de la Edificación en Estado Actual
4. Descripción de la Propuesta de Reforzamiento
5. Características Geotécnicas de la Zona
6. Descripción de la Estructura y Equipos a instalarse
7. Normatividad y Especificaciones Aplicables
8. Criterio Para el Reforzamiento Estructural
Criterio de rigidez.
Criterio de resistencia.
Hipótesis para la evaluación.
9. Hipótesis Adoptadas para la evaluación.
10. Propiedades de los Materiales
11. Consideraciones de carga
Peso propio
Carga Muerta adicional
Cargas Vivas
Cargas Sísmica
12. Procedimiento de Evaluación
Elaboración del Modelo estructural
Análisis Estático
Análisis Modal
Análisis Dinámico
Análisis de Desplazamientos
Verificación de Esfuerzos
13. Resultados del Análisis de la Estructura Reforzada
Resultados del Análisis Modal de la Estructura
Verificación de la Cortante Máxima.
Desplazamientos y Distorsiones.
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14. Verificación por resistencia de los elementos estructurales
Combinaciones de Carga Empleadas.
Verificación de Vigas Existentes.
o Descripción de los Elementos
o Cuantía Mínima
o Criterios de Análisis por Flexión
o Verificación de la capacidad resistente de la sección para requerimientos de Flexión
o Criterios de Análisis por Cortante
o Verificación de la capacidad resistente de la sección para requerimientos de Cortante
Verificación de Columnas Existentes
o Descripción de los Elementos
o Verificación de las Columnas más solicitadas
Verificación de Muros de Albañilería Existentes
o Descripción de los Elementos
o Verificación por Carga Axial
o Verificación por Cortante
15. Diseño de Muros de Concreto Armado
16. Diseño de Cimentación de Muros de Concreto Armado
17. Conclusiones y Recomendaciones
18. Anexo Fotógrafo
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
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Propietario: NEXTEL
Proyecto: EBC INDOAMERICA
Dirección: MZ A16 LT 25, Urb. Manuel Arévalo, distrito de La Esperanza, provincia
de Trujillo, departamento de La Libertad.
1. Alcances:
La finalidad del presente documento es presentar la propuesta de
Reforzamiento Estructural de la edificación ubicada en la Urb. Manuel Arévalo
Mz A16 LT 25, distrito de La Esperanza, provincia de Trujillo, departamento de
La Libertad.
No forma parte de los alcances de la evaluación, el análisis de la subestructura
(cimentación), así como tampoco la realización de ensayos destructivos y no
destructivos para determinar las propiedades mecánicas de los materiales, la
auscultación o escaneo del acero de refuerzo de los elementos de concreto
armado, así como del picado, escarificado o retiro de recubrimiento de los
mismos.
2. Documentación disponible:
No se ha tenido acceso a planos estructurales ni de ninguna otra especialidad.
La evaluación ha sido desarrollada tomando en cuenta únicamente la
información recabada en la visita de inspección.
3. Descripción de la Estructura de la Edificación en Estado Actual:
La estructura a evaluar consta de 03 niveles más azotea, con una altura total
de 9.00m. En planta se tiene un frente de 6.12m y una profundidad de 20.00m,
lo que hace un área total de 122.40m2 por nivel (sin tomar en cuenta los
aleros existentes).
La dirección longitudinal (dirección mayor en planta, que en este caso es
ortogonal a la fachada), será denominada en el modelo estructural como
dirección Y-Y. Esta dirección se cuenta con 03 eje principales, de los cuales
los ejes laterales están definidos por muros de albañilería de 13cm de
espesor, que se presumen están construidos con unidades solidas tipo KK
artesanal. Se presume además que la albañilería esta acoplada a las
columnas y a las vigas de concreto armado. Se ha asumido que las vigas
soleras son del ancho de las columnas y de peralte igual al espesor de la losa
de techo (25cmx20cm).
El eje central está definido por un pórtico de concreto armado de 07 tramos en
todos los niveles. La viga continua de este pórtico tiene sección transversal
25cmx20cm.
La dirección transversal (dirección menor en planta, que en este caso es
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paralela a la fachada), será denominada en el modelo estructural como
dirección X-X. Esta dirección, cuenta con 07 ejes principales definidos por
pórticos de concreto armado con dos tramos, cada uno, y vigas de sección
transversal 25cmx30cm. Los ejes 01, 03, 04 y 05 (numerados a partir de la
parte posterior) cuentan con un paño de albañilería acoplada al pórtico de
concreto armado.
La disposición de los muros y pórticos existentes, así como las secciones
transversales de las vigas y columnas existentes se pueden observar en las
figuras del modelo estructural.
Las losas de entrepiso y techo son del tipo aligerado unidireccional con un
espesor de 20cm. Se ha supuesto que las viguetas se encuentran orientadas
en la dirección longitudinal. Todas las columnas tienen sección transversal
25cmx30cm.
La estructura se considera regular tanto planta como en elevación, de acuerdo
a lo establecido en la norma E–030.
4. Descripción de la Propuesta de Reforzamiento:
De acuerdo a la evaluación estructural desarrollada, la edificación presenta
problemas de rigidez lateral y resistencia en algunos elementos estructurales.
En el primer caso, los desplazamientos de la edificación (2do nivel dirección X-
X), superan los límites establecidos por la norma de diseño sismo-resistente.
Por otro lado, algunas vigas existentes no cuentan con la resistencia suficiente
ante solicitaciones de flexión (asumiendo una cuantía de acero mínima) y
varios muros de albañilería se agrietan por cortante, bajo la acción de un
sismo moderado.
Para limitar estos desplazamientos, se plantea la construcción de dos muros
de concreto armados de 20 cm de espesor en la dirección paralela a la
fachada (dirección X-X en el modelo estructural). Uno de ellos se ubicará en el
cuarto eje (partiendo del eje de la fachada) y se construirá en los tres niveles
existentes. La longitud de este muro será de 2.94m. Dos columnas existentes
de sección transversal 25cmx30cm, servirán de elementos de borde. El muro
de concreto en mención se ubicará en el eje 4 (del modelo estructural), entre
los ejes B y C.
El segundo muro se ubicará el quinto eje (partiendo del eje de la fachada) y se
construirá en los dos primeros niveles. En el primer nivel, la longitud de este
muro será de 2.94m. Dos columnas existentes de sección transversal
25cmx30cm, servirán de elementos de borde. En el segundo nivel el muro
sufrirá una reducción en su longitud. En total contará con una longitud de
1.84m, incluyendo una nueva columna de sección 30cmx25cm en uno de los
bordes. Esta columna y la columna existente, ubicada en el otro extremo,
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servirán de elementos de borde. La nueva columna mencionada será
construida desde el 1er nivel.
La construcción de estos muros de concreto armado permitirá reducir la
cortante sísmica en los muros de albañilería en la dirección y X-X. También ha
permito reducir las solicitaciones de flexión de las vigas en esa dirección. Se
ha optado por construir dos placas, en lugar de una, con la finalidad de evitar
que un solo muro asuma demasiada cortante sísmica.
Ubicación de muros de concreto armado como elementos de refuerzo (1er y 2do Nivel)
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Ubicación de muro de concreto armado como elemento de refuerzo (3er Nivel)
5. Características Geotécnicas de la zona:
No se cuenta con información de las características geotécnicas de la zona
donde se emplaza la edificación. Para la determinación de las fuerzas
sísmicas se ha considerado un suelo intermedio con periodo Ts=0.6 seg.
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6. Descripción de las Estructuras y Equipos a Instalarse:
La estación, a implementar, se ubicará en la azotea de la edificación. Ésta
constará de un mástil de 9mts de altura y 02 equipos de telecomunicaciones:
un minishelter (820mmx900mmx2030mm) de 800kg y un banco de baterías
(650mmx650mmx1000mm) de 350kg. Los equipos se soportarán mediante un
entramado de vigas metálicas apoyadas sobre cuatro columnas del edificio.
De forma similar, el mástil también se emplazará directamente sobre una
columna del edificio.
La estación estará cercada por paredes de drywall, fijadas a un sardinel de
concreto armado. Todo el peso del cerramiento lateral se soporta en 04 vigas
de la estructura.
7. Normatividad Y Especificaciones Aplicables:
Normas nacionales:
- Norma Técnica de Edificación E-020 "Cargas" – RNE
- Norma Técnica de Edificación E-030 “Diseño Sismo Resistente" – RNE
- Norma Técnica de Edificación E-050 “Suelos y Cimentaciones" – RNE
- Norma Técnica de Edificación E-060 “Concreto Armado” – RNE
- Norma Técnica de Edificación E-070 “Albañilería” – RNE
Otras Especificaciones:
- ACI-318S-05: Requisitos de Reglamento Para Concreto Estructural
(Versión en Español y en Sistema Métrico).
- ACI-318S-08: Requisitos de Reglamento Para Concreto Estructural
(Versión en Español y en Sistema Métrico).
- ASCE/SEI 7-10: Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures
8. Criterios Para el Reforzamiento Estructural
Para determinar el comportamiento de la estructura sometida a cargas
gravitatorias (cargas muerta y viva) y cargas sísmicas, se empelaran dos
criterios: El criterio de rigidez y el criterio de resistencia.
- Criterio de Rigidez: La rigidez viene a ser la capacidad de la estructura a
oponerse a ser deformada. Deformaciones importantes involucran daño a
elementos estructurales y no estructurales (elementos divisorios,
instalaciones eléctricas y mecánicas, muebles, etc.) de la edificación. El
procedimiento consiste en determinar los máximos desplazamientos
laterales, en cada entrepiso, debidos a cargas sísmicas y compararlas con
los límites establecidos en la norma de diseño sismo-resistente. Estos
límites son expresados como fracción de la altura de entrepiso (deriva), de
acuerdo con el material predominante de los elementos estructurales.
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Material predominante (D/he)
Concreto Armado 0.007
Albañilería 0.005
Acero Estructural 0.010
Madera 0.010
- Criterio de Resistencia: La Resistencia viene a ser la capacidad de la
estructura a no romperse. La resistencia debe distribuirse uniformemente,
es decir, se debe evitar estructuraciones que concentren esfuerzos en
pocos elementos, generando un desbalance entre el nivel de esfuerzo de
los elementos Debe buscarse, además, una estructuración con más de una
línea de resistencia y con capacidad de redistribuir las fuerzas de sismo, en
la eventualidad de falla de elementos importantes.
El criterio consistirá en determinar la capacidad nominal de los distintos
elementos estructurales para soportar las solicitaciones impuestas: flexión,
cortante, torsión y flexo-compresión. Luego, la resistencia nominal
multiplicada por el factor de reducción correspondiente, será contrastada
con los esfuerzos actuantes amplificados.
El criterio de ductilidad no será parte de la presente evaluación, debido a
que no se cuenta con la información de la cantidad exacta y disposición del
acero de refuerzo, tanto longitudinal como transversal) de los elementos de
concreto armado existentes. El criterio de estabilidad solo será verificado
para el caso de flexo-compresión en las columnas.
9. Hipótesis Adoptadas para la Evaluación
Para el análisis estructural se supondrá que los materiales son isotrópicos,
homogéneos y poseen un comportamiento lineal y elástico. También se
considera como valido el principio de superposición.
Por otro lado se asume que se cumple la teoría de pequeños
desplazamientos, por lo que las condiciones de equilibrio se presentan para el
sistema informado. También se acepta la linealidad geométrica entre
deformaciones unitarias y desplazamientos.
10. Propiedades de los Materiales
Concreto Existente
- Resistencia a la compresión f’c = 175 Kg/ cm2(asumido)
- Módulo de elasticidad = 2.0 x 105 Kg/cm2
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- Módulo de corte Gm= 83,333Kg/cm2
- Módulo de Poisson = 0.20
Concreto Nuevo
- Resistencia a la compresión f’c = 210 Kg/ cm2(asumido)
- Módulo de elasticidad = 2.2 x 105 Kg/cm2
- Módulo de corte Gm= 91,667/cm2
- Módulo de Poisson = 0.20
Acero
- Resistencia a la fluencia del acero grado 60 fy = 4200 Kg/cm2
Norma ASTM-615-96a
Albañilería
- Ladrillos artesanales King Kong.
- Resistencia a la compresión f’m = 35Kg/cm2
- Módulo de elasticidad Em= 500f’m = 17,500Kg/cm2
- Módulo de corte Gm= 0.40 Em = 7,000Kg/cm2
- Módulo de Poisson = 0.30
11. Consideraciones de Carga
Cargas por Peso Propio: Son cargas provenientes del peso de los elementos
estructurales. Es calculado automáticamente por el software empleado,
multiplicando las dimensiones de cada elemento por su peso volumétrico.
Carga Muerta Adicional: Son cargas provenientes de dispositivos de servicio,
acabados, equipos, tabiques, cielorrasos y otros elementos que forman parte de
la edificación y/o que se consideran permanentes. El peso de los equipos y
demás elementos que componen la estación proyectada han sido considerados
como carga muerta.
Cargas Vivas: Cargas que provienen de los pesos no permanentes en la
estructura, que incluyen a los ocupantes, materiales, equipos muebles y otros
elementos móviles estimados en la estructura.
Cargas Producidas por Sismo: Para definir la carga sísmica se empleará el
espectro de respuesta definido por la Norma de diseño sismorresistente E.030
cuyos parámetros, aplicado mediante un análisis dinámico. Los parámetros que
definen el espectro se especifican a continuación:
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Zonificación (Z)
La zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad
observada, las características esenciales de los movimientos sísmicos, la
atenuación de estos con la distancia y la información geotécnica obtenida de
estudios científicos.
De acuerdo a lo anterior la Norma E-0.30 de diseño sismo-resistente asigna un
factor “Z” a cada una de las 3 zonas del territorio nacional. Este factor representa
la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida
en 50 años.
Para el presente estudio, la zona en la que está ubicado el proyecto corresponde
a la zona 3 (Trujillo) y su factor de zona Z será 0.4.
- Parámetros del Suelo (S)
Para los efectos de este estudio, los perfiles de suelo se clasifican tomando en
cuenta sus propiedades mecánicas, el espesor del estrato, el periodo
fundamental de vibración y la velocidad de propagación de las ondas de corte.
Para el presente caso considerará que el perfil de suelo en la zona de
emplazamiento de la estructura en evaluación, es de tipo Intermedio S2. El
periodo del suelo, Tp, asociado con este tipo de suelo es de 0.60seg y el factor
de amplificación del suelo se considera S=1.2.
- Factor de Amplificación Sísmica (C)
Se define al factor de amplificación sísmica(C) mediante la siguiente expresión:
C = 2.5 x (Tp/T); C≤ 2.5
- Categoría de las Edificaciones(U)
Cada estructura debe ser clasificada de acuerdo a la categoría de uso de la
edificación. El uso actual dado a la edificación es el de una vivienda, por lo que
la norma establece un factor de importancia U = 1.0.
- Sistemas Estructurales(R)
Los sistemas estructurales se clasifican según los materiales usados y el
sistema de estructuración sismoresistente predominante en cada dirección.
En ambas direcciones, se usará un factor de reducción R = 6 para la
verificación de la capacidad resistente de los elementos de concreto armado y
para la verificación del agrietamiento por cortante bajo sismo moderado. Para el
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caso de la verificación de la cortante global bajo sismo severo se usará un factor
de reducción R = 3.
Resumen de Cargas
Carga Muerta:
Peso propio elementos de concreto armado = 2400Kg/m3
Peso propio muros de albañilería = 1800 Kg/m3
Peso propio piso terminado = 100 Kg/m2
Peso de tabiquería = 100 Kg/m2
Peso de parapeto en azotea (h=0.90m, e=13cm) = 160 Kg/m
Peso de pedestal de torre (0.35mx0.35mx0.35m) = 100 Kg
Peso de mástil de 9.00m (Inc. Antenas y accesorios) = 600 Kg
Peso de Minishelter = 800 kg
Peso de Banco de Baterías = 350 kg
Entramado de vigas metálicas = 400 kg
Paneles de plancha de ¼” de espesor = 113 kg
Peso de las paredes de Drywall = 20 Kg/m2
Peso de Sardinel para drywall = 54 Kg/m
Peso de paredes de polimero = 6 Kg/m2
Carga Viva:
Sobrecarga en piso típico = 200 Kg/m2
Sobrecarga en azotea = 100 Kg/m2
Cargas de Sismo:
Espectro de Respuesta – E030
Dónde:
Z = 0.40 (Zona 3–Trujillo)
U = 1.00 (Categoría C: Edificación Común)
S = 1.20 (Tp=0.6 Suelo Intermedio)
R = 6; 3
g = 9.81 (aceleración de la gravedad m/s2)
C = 2.5 x (Tp / T); C≤ 2.5
ZUCSSa g
R
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
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Espectro de respuesta (Norma E-030).
12. Procedimiento de Evaluación
Elaboración del Modelo Estructural:
Se desarrolló un modelo estructural tridimensional empleando el programa
ETABS (versión 9.7), en el cual, se consideraron los siguientes elementos
estructurales:
- Columnas y vigas: se modelaron como elementos lineales tipo marco
(frame), con 06 gdl por nudo (03 gdl tralacionales y 03 gld rotacionales).
- Losas de entrepiso y Techo: se modelaron como elementos planos tipo
plate, con 03 gdl por nudo (01 gdl traslacional y 02 gld rotacionales), que
capturan el comportamiento de flexión fuera del plano. Dado que las losas
son del tipo aligerado en una dirección, en el modelo se ha tomado en
cuenta la existencia de las nervaduras para el cálculo de un espesor
equivalente, a ser considerado en el análisis. Los ladrillos de la losa de
techo han sido considerados únicamente como carga. Para tomar en
cuenta la direccionalidad de la carga, se ha considerado ésta como
ortótropa.
- Muros de Albañilería: se modelaron como elementos planos tipo cascara
(shell), con 06 gdl por nudo (03 gdl tralacional y 03 gld rotacionales), que
capturan el comportamiento de flexión fuera del plano y el comportamiento
de membrana en el plano del elemento.
En el modelo se ha tomado en cuenta la flexibilidad de las losas en su plano.
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
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Los elementos no estructurales, tales como la tabiquería, han sido
considerados únicamente como cargas gravitatorias.
Los apoyos han sido considerados como empotrado (todos los gdl
restringidos).
El peso de los elementos que conforman la estación proyectada, han sido
considerados como carga muerta. El peso total de los equipos, vigas metálicas
y paneles de plancha de ¼” de espesor ha sido repartido en 04 columnas
existentes de la edificación, la cual recibirá una carga puntual de 416 kg. El
peso del mástil estimado en 700 kg (incluyendo el peso del pedestal de
concreto armado), también será aplicado como carga puntual sobre una
columna existente. Finalmente, el peso total del sardinel de concreto armado y
las paredes de drywall, ha sido estimado como una carga repartida de
114kg/m aplicada sobre 04 vigas de concreto armado.
Modelo estructural-vistas en planta. (1er y 2do Nivel).
Ubicación de
nuevos muros de
concreto armado
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
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Modelo Estructural- Elevaciones de los Ejes 4 y 5
Modelo estructural en 3D
Análisis Estático:
Para los estados de carga muerta y viva, se analizará la estructura
considerando que estas se aplican de forma gradual, de manera que se
puedan despreciar los efectos inerciales. El procedimiento consiste en
determinar las matrices de rigidez de los elementos estructurales, asumiendo
un campo de desplazamientos, para luego ensamblar una matriz de rigidez
global de toda la estructura. El siguiente paso es aplicar las condiciones de
borde (condiciones de apoyo y otros constrains), para finalmente proceder a
resolver el conjunto de ecuaciones lineales cuyo resultado nos proporcionará
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
16
el vector de desplazamientos en los nudos de los elementos. El Paso final es
determinar los esfuerzos internos en los elementos estructurales.
Análisis Modal:
El análisis modal nos servir a para determinar las formas de vibrar de la estructura,
que nos serán útiles en dos aspectos:
- Nos permitirá entender el comportamiento dinámico de la estructura en
evaluación.
- Los modos de vibrar de la estructura se pueden utilizar como base para la
superposición modal en casos de análisis de respuesta espectral o en casos
de análisis tiempo-historia.
Existen dos tipos de análisis modal: Análisis por auto-vectores y Análisis por
vectores Ritz. En el presente caso utilizaremos los auto-vectores.
Para realizar el análisis modal definiremos la masa de la Estructura considerando el
100% de la carga muerta y el 25% de la carga viva, por tratarse de una edificación
común tipo C (ver norma E-030 de diseño sismo-resistente)
Análisis Dinámico:
En la presente evaluación se aplicará un análisis de espectro de respuesta
utilizando superposición modal. Los modos y las frecuencias de vibración, serán
determinado mediante un análisis por auto-vectores.
La curva de respuestas espectral (pseudo-aceleraciones vs periodos)
será definida utilizando las consideraciones de la Norma E-030 de diseño sismo-
resistente. El ratio de amortiguamiento será de 0.05. El procedimiento de
combinación modal será la técnica de combinación cuadrática completa (CQC) y
la combinación direccional será el método SRSS (razi cuadrada de la suma de
los cuadrados)
Hay que tener en cuenta que la Norma E-030 señala que, en cada
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
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dirección, se considerarán aquellos modos de vibración cuya suma de
masas efectivas sea por lo menos el 90% de la masa de la estructura, pero
deberá tomarse en cuenta por lo menos los tres primeros modos
predominantes en la dirección de análisis.
Análisis de Desplazamientos:
Se refiere al máximo desplazamiento relativo de entrepiso, calculado según un
análisis lineal elástico con las solicitaciones sísmicas.
13. Resultados del análisis de la Estructura Reforzada
Resultados del Análisis Modal de la Estructura:
En la tabla se muestran los resultados de los periodos de vibración con su
porcentaje de masa participante, que indicará la importancia de cada modo en
su respectiva dirección.
Mode Period UX UY SumUX SumUY
1 0.213967 25.5758 0.1363 25.5758 0.1363
2 0.199817 42.6159 0.0239 68.1917 0.1602
3 0.143872 0.0114 81.8543 68.2031 82.0145
4 0.086206 7.8432 0.2206 76.0463 82.2351
5 0.067745 7.8198 0.015 83.8661 82.2501
6 0.060264 6.3933 0.108 90.2594 82.3582
7 0.054846 0.2233 0.008 90.4826 82.3662
8 0.053182 0 0.0717 90.4827 82.4379
9 0.052974 0.2059 0.0007 90.6886 82.4386
10 0.052742 0.015 8.9698 90.7035 91.4084
2do MODO DE VIBRACION (predominante en la dirección X, T=0.20 s.)
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
18
3er MODO DE VIBRACION (predominante en la dirección Y, T=0.14 s.)
Calculo de la cortante en la base del edificio:
Empleando las expresiones de la Norma E030 para el análisis sísmico estático,
se tiene:
Modulo Z U C S R ZUCS/R P (t) .80*Vxx)/.80*Vyy
X-X 0.4 1 2.50 1.2 6 0.20 450.91 72.15
Y-Y 0.4 1 2.50 1.2 3 0.40 450.91 144.29
Cortante Dinámico
Dir X-X 57.06 Cortante Dinámico
Dir Y-Y 145.10
Del análisis dinámico se obtiene que el cortante, en la base, en la dirección transversal (dirección X-X) es menor al 80% del cortante estático. Por lo tanto es necesario incrementar el cortante para cumplir el mínimo señalado por reglamento. El factor de escala será de 1.26. Del análisis dinámico se obtiene que el cortante, en la base, en la dirección
longitudinal (dirección Y-Y) es mayor al 80% del cortante estático. Por lo tanto no
es necesario incrementar el cortante para cumplir el mínimo señalado por
reglamento.
Desplazamiento y Distorsiones
Los desplazamientos y distorsiones, en la estructura reforzada, han sido
obtenidos a través del análisis dinámico realizado con el programa ETABS
Versión 9.7
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
19
Story Item Load DriftX DriftY 0.75R x DriftX
0.75R x DriftY
STORY3 Max Drift X SXR6 0.00061 0.002745
STORY3 Max Drift Y SXR6 0.000078 0.000351
STORY3 Max Drift X SYR3 0.000161 0.00036225
STORY3 Max Drift Y SYR3 0.000277 0.00062325
STORY2 Max Drift X SXR6 0.000439 0.0019755
STORY2 Max Drift Y SXR6 0.000079 0.0003555
STORY2 Max Drift X SYR3 0.000146 0.0003285
STORY2 Max Drift Y SYR3 0.000467 0.00105075
STORY1 Max Drift X SXR6 0.000281 0.0012645
STORY1 Max Drift Y SXR6 0.000069 0.0003105
STORY1 Max Drift X SYR3 0.000135 0.00030375
STORY1 Max Drift Y SYR3 0.000331 0.00074475
En la tabla mostrada se indican las distorsiones máximas de cada nivel. Estos
valores fueron determinados multiplicando los resultados obtenidos en el
programa de análisis por 0.75 R, conforme a lo especificado en la norma vigente
E030.
Se observa que, tanto en la dirección X-X como en la dirección Y-Y, se cumple
que las máximas derivas son inferiores a los límites establecidos por la norma de
diseño sismo-resistente.
14. Verificación por Resistencia de los Elementos Estructurales
Combinaciones de Cargas Empleadas:
Las combinaciones de cargas usadas para encontrar la envolvente de
esfuerzos, sobre los elementos de la estructura, son las siguientes:
COMBO 1 1.4 D +1.7L …………. (Linear Static)
COMBO 2 1.25 (D + L) ±SX …………. (Linear Static)
COMBO 3 1.25 (D + L) ±SY …………. (Linear Static)
COMBO 4 0.9 D ±SX …………. (Linear Static)
COMBO 5 0.9 D ±SY …………. (Linear Static)
Verificación de Vigas Existentes
a) Descripción de los Elementos:
Se verificarán todas las vigas existentes en la edificación. Debido a que no se
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
20
cuenta con información del acero de refuerzo existente en ellas, se asumirán, conservadoramente, los siguientes valores (cuantía mínima):
- Para vigas de sección 25cmx30cm se considerará un acero de refuerzo de 2Ø1/2”, tanto negativo como positivo.
- Para vigas de sección 25cmx65cm se considerará un acero de refuerzo de 2Ø5/8” + 2Ø1/2”, tanto negativo como positivo.
- Para vigas de sección 25cmx60cm se considerará un acero de refuerzo de 2Ø5/8” + 2Ø1/2”, tanto negativo como positivo.
- Para vigas de sección 25cmx20cm se considerará un acero de refuerzo de 2Ø1/2”, tanto negativo como positivo.
b) Cuantía mínima: La cuantía mínima del acero de refuerzo no deberá ser menor a los siguientes valores.
c) Criterios de Análisis por Flexión
Partiendo del refuerzo existente “As”, se calculará la profundidad del bloque rectangular de compresiones en el concreto“a”, mediante la siguiente formula: Luego se procederá a calcular la profundidad del eje neutro “c”:
2
1/ / 0.85 4200 /yc a a para f kg cm
El siguiente paso será determinar la deformación unitaria neta en el acero de
refuerzo extremo “εs”, utilizando el diagrama lineal de deformaciones en la sección
transversal de la viga:
0.003 1s
d
c
Deberá verificarse si la sección es controlada por tracción, para lo que deberá
cumplirse que 0.005s
Finalmente se determinará el momento resistente de la sección transversal
/ 2n s yM A f d a
Deberá verificarse la condición de diseño u nM M
' 2
min 2
0.70 0.70 175 /0.0022
4200 /
c
y
f kg cm
f kg cm
min
140.0033
yf
'0.85
s y
c
A fa
f b
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
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d) Verificación de la capacidad resistente de la sección para requerimientos de Flexión:
A continuación se muestran los diagramas de momento flector de las vigas existentes:
Diagrama de Envolvente de Momentos Flectores- Vigas en ejes 1 y 2.
Diagrama de Envolvente de Momentos Flectores- Vigas en ejes 3 y 4.
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
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Diagrama de Envolvente de Momentos Flectores- Vigas en ejes 5 y 6.
Diagrama de Envolvente de Momentos Flectores- Vigas en ejes 7 y B.
La siguiente tabla contrasta, para cada viga, los momentos últimos actuantes máximos con los momentos resistentes:
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23
e) Criterios de verificación por Cortante:
La fuerza cortante que resiste la viga, se traduce en la resistencia al cortante que proporciona el acero y el concreto: La contribución del concreto a la resistencia al cortante se determina por la siguiente expresión:
Dónde:
Si se cumple la siguiente expresión, la viga no requeriría de acero por cortante y se colocaría acero mínimo para montaje. Caso contrario, sería necesario adicionar acero de refuerzo para asumir el cortante que el concreto no puede resistir. El aporte del acero de refuerzo transversal, se determina mediante la siguiente expresión:
( )Vu Vc Vs
'0.53 c wVc f b d
: Ancho del alma de la vigawb
: Peralte de la vigad' : Resistencia a la compresión del concretocf
VuVs Vc
Vu Vc
EJE PISO SECCION Mu(-) Mu(+) φMn ≥Mu(-) φMn ≥Mu(+)
1er PISO VIGA 25X30 1.06 0.59 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
2do PISO VIGA 25X30 1.1 0.69 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
3er PISO VIGA 25X30 0.99 0.65 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
1er PISO VIGA 25X30 2.13 1.78 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
2do PISO VIGA 25X30 1.94 1.8 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
3er PISO VIGA 25X30 1.63 1.67 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
1er PISO VIGA 25X30 2.02 1.76 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
2do PISO VIGA 25X30 2.00 1.69 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
3er PISO VIGA 25X30 1.80 1.53 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
1er PISO VIGA 25X30 2.77 1.83 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
2do PISO VIGA 25X30 3.03 1.56 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
3er PISO VIGA 25X30 2.65 1.45 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
1er PISO VIGA 25X30 2.04 1.72 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
2do PISO VIGA 25X30 2.43 1.93 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
3er PISO VIGA 25X30 2.25 1.68 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
1er PISO VIGA 25X30 3.02 2.13 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
2do PISO VIGA 25X30 3.04 2.03 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
3er PISO VIGA 25X30 2.04 1.97 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
1er PISO VIGA 25X30 1.73 1.32 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
2do PISO VIGA 25X30 1.92 1.28 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
3er PISO VIGA 25X30 1.56 1.22 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!
1er PISO VIGA 25X20 0.54 0.42 4.00 25.00 15.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.005 Cumple 2.141 1.926 Ok! Ok!
2do PISO VIGA 25X20 0.55 0.41 4.00 25.00 15.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.005 Cumple 2.141 1.926 Ok! Ok!
3er PISO VIGA 25X20 0.44 0.32 4.00 25.00 15.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.005 Cumple 2.141 1.926 Ok! Ok!
6
7
B
1
2
3
4
5
( )b cm ( )Mn tn m ( )Mn tn m 0.005s s2( )sA cm ( )d cm ( )a cm ( )c cm' 2( / )cf kg cm 2( / )yf kg cm
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
24
Dónde:
El espaciamiento del acero transversal, por cortante, se determina mediante la siguiente expresión:
Dónde:
f) Verificación de la capacidad resistente de la sección para
requerimientos de Cortante: A continuación se muestran los diagramas de fuerzas cortantes de las vigas existentes:
Diagrama de Fuerzas Cortantes - Vigas en ejes 1 y 2.
0.85 (factor de reducción por resistencia)
v yA f ds
Vs
: Acero de refuerzo por cortantevA
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
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Diagrama de Fuerzas Cortantes - Vigas en ejes 3 y 4.
Diagrama de Fuerzas Cortantes - Vigas en ejes 5 y 6.
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
26
Diagrama de Fuerzas Cortantes - Vigas en ejes 7 y B.
La siguiente tabla determina la necesidad de las vigas de requerir acero transversal por cortante y calcula el espaciamiento de este refuerzo:
EJE PISO SECCION Vu(tn)
1er PISO VIGA 25X30 2.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 No se requiere estribos por cte. --- --- ---
2do PISO VIGA 25X30 2.05 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 No se requiere estribos por cte. --- --- ---
3er PISO VIGA 25X30 1.93 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 No se requiere estribos por cte. --- --- ---
1er PISO VIGA 25X30 5.07 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 1.758 1.42 81.42
2do PISO VIGA 25X30 4.75 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 1.38149 1.42 103.61
3er PISO VIGA 25X30 4.03 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 0.53443 1.42 267.83
1er PISO VIGA 25X30 5.82 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 2.640 1.42 54.21
2do PISO VIGA 25X30 5.99 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 2.840 1.42 50.39
3er PISO VIGA 25X30 4.75 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 1.381 1.42 103.61
1er PISO VIGA 25X30 6.1 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 2.970 1.42 48.20
2do PISO VIGA 25X30 5.93 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 2.770 1.42 51.68
3er PISO VIGA 25X30 4.68 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 1.299 1.42 110.18
1er PISO VIGA 25X30 5.35 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 2.087 1.42 68.57
2do PISO VIGA 25X30 5.08 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 1.770 1.42 80.88
3er PISO VIGA 25X30 4.62 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 1.229 1.42 116.51
1er PISO VIGA 25X30 6.17 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 3.052 1.42 46.90
2do PISO VIGA 25X30 5.88 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 2.711 1.42 52.80
3er PISO VIGA 25X30 4.78 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 1.417 1.42 101.03
1er PISO VIGA 25X30 3.44 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 No se requiere estribos por cte. --- --- ---
2do PISO VIGA 25X30 3.43 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 No se requiere estribos por cte. --- --- ---
3er PISO VIGA 25X30 3.01 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 No se requiere estribos por cte. --- --- ---
1er PISO VIGA 25X20 1.01 25.00 15.00 175.00 4200.00 2.629 No se requiere estribos por cte. --- --- ---
2do PISO VIGA 25X20 1.31 25.00 15.00 175.00 4200.00 2.629 No se requiere estribos por cte. --- --- ---
3er PISO VIGA 25X20 0.85 25.00 15.00 175.00 4200.00 2.629 No se requiere estribos por cte. --- --- ---
6
7
B
5
1
2
3
4
( )b cm2( )vA cm( )d cm Vu Vc' 2( / )cf kg cm 2( / )yf kg cm ( )Vs tn ( )s cm( )Vc tn
Como puede observarse, es muy poco probable que las vigas existentes posean un acero de refuerzo trasversal inferior al indicado y también es poco probable que tengan un espaciamiento mayor o igual al requerido.
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
27
Verificación de Columnas Existentes
o Descripción de los Elementos:
A continuación se indican las secciones y acero de refuerzo de las columnas existentes (se ha asumido el acero de refuerzo):
- Columna 25cmx30cm Asmín= 7.50 cm2, considerar 4Ø5/8”
o Verificación de las columnas más solicitadas
- La columna más solicitada, bajo la condición de máxima carga axial se ubica en la intersección de ejes 6 y B en el primer nivel. Combo 01: Pu=46.41 tn, Mu3-3 = 0.15 tn-m, Mu2-2 = 0.11 tn-m,
- La columna más solicitada, bajo la condición de máximo momento flector M3-3, se ubica en la intersección de ejes 6 y C en el tercer nivel. Combo 01: Pu=5.82 tn, Mu3-3 = 1.72 tn-m, Mu2-2 = 0.08 tn-m.
Diagrama de fuerzas axiales y momento flector M3-3. Condición de máxima carga
axial (Columna 6-B en el 1er nivel)
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Diagrama de fuerzas axiales y momento flector M3-3. (Columna 6-C en el 3er
nivel)
Diagrama de Interacción de columna
De los resultados, se estima que las columnas más solicitadas bajo condiciones de flexo-compresión cumplen con los requerimientos de resistencia, considerando una cuantía mínima de acero de refuerzo.
Combo_01: Pu=46.41tn, Mu3-3=0.15tn-m
Combo_02: Pu=5.82tn, Mu3-3=1.72tn-m
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14.1. Verificación de muros de Albañilería existentes
- Descripción del Elemento
Se procederá a analizar el comportamiento de los muros confinados en los ejes X e Y. Para nuestro caso los muros están conformados por ladrillos macizos artesanales King Kong, con espesores de 13cm.
- Verificación por Carga axial.
El máximo esfuerzo axial producido por la carga de gravedad máxima de servicio, incluyendo el 100 % de sobrecarga será inferior a:
2
0.20 ' 1 0.15 '35
m m
Pm hfa Fa f f
A t
Donde:
fa: es el esfuerzo actuante sobre el muro
Fa: es el esfuerzo admisible del muro de albañilería confinada
f’m: es la resistencia de la albañilería a la compresión.
Como se observa del cuadro anterior comparando los esfuerzos, se estima que los
muros de albañilería tienen la capacidad de resistir las cargas de gravedad actuantes.
- Verificación por corte.
Se verifica la resistencia de los muros ante sismo moderado.
Dirección Muro Nivel L(m) h(m) t(m) f'm (ton/m2) Pm (Ton) Aeq(m2)(*) Pm/(L*t + Aeq ) 0.2f'm(1-(h/(35t))^2) 0.15*f'm Status
1er Nivel 2.45 2.80 0.13 350 30.59 0.857 26.020 43.491 52.50 Ok!
2do Nivel 2.45 2.70 0.13 350 21.03 0.857 17.888 45.351 52.50 Ok!
3ro Nivel 2.45 2.70 0.13 350 10.76 0.857 9.152 45.351 52.50 Ok!
1er Nivel 2.95 2.80 0.13 350 39.09 0.857 31.508 43.491 52.50 Ok!
2do Nivel 2.95 2.70 0.13 350 28.85 0.857 23.254 45.351 52.50 Ok!
1er Nivel 17.10 2.80 0.13 350 137.16 6.00 16.680 43.491 52.50 Ok!
2do Nivel 17.10 2.70 0.13 350 91.89 6.00 11.175 45.351 52.50 Ok!
3ro Nivel 17.10 2.70 0.13 350 44.75 6.00 5.442 45.351 52.50 Ok!
1er Nivel 14.30 2.80 0.13 350 123.53 5.143 17.642 43.491 52.50 Ok!
2do Nivel 14.30 2.70 0.13 350 85.41 5.143 12.198 45.351 52.50 Ok!
3ro Nivel 14.30 2.70 0.13 350 40.28 5.143 5.753 45.351 52.50 Ok!
Ejes C (entre 2 y 7)
Y
Eje 3 (entre B y C)
X
Eje 1 (entre A y B)
Ejes A (entre 1 y 7)
Dirección Muro Nivel L(m) h(m) t(m) Pg (Ton) Ve (Ton) Me (Ton-m) α Vm (Ton) 0.55Vm (Ton) Ve < 0,55Vm
1er Nivel 3.00 2.80 0.13 28.83 7.636 38.600 0.59 12.533 6.89 ≈Ok!
2do Nivel 3.00 2.70 0.13 19.9 7.006 24.570 0.86 13.084 7.20 Ok!
3ro Nivel 3.00 2.70 0.13 10.34 5.141 10.823 1.00 12.323 6.78 Ok!
1er Nivel 3.45 2.80 0.13 35.33 5.859 31.210 0.65 15.533 8.54 Ok!
2do Nivel 3.45 2.70 0.13 26.59 7.963 24.696 1.00 17.552 9.65 Ok!
1er Nivel 19.20 2.80 0.13 128.13 41.59 222.690 1.00 93.118 51.21 Ok!
2do Nivel 19.20 2.70 0.13 86.26 33.36 119.820 1.00 83.488 45.92 Ok!
3ro Nivel 19.20 2.70 0.13 42.73 17.63 39.860 1.00 73.476 40.41 Ok!
1er Nivel 16.10 2.80 0.13 114.91 31.03 197.280 1.00 79.801 43.89 Ok!
2do Nivel 16.10 2.70 0.13 79.65 25.21 106.290 1.00 71.691 39.43 Ok!
3ro Nivel 16.10 2.70 0.13 38.27 13.68 35.99 1.00 62.174 34.20 Ok!
Y
Ejes A (entre 1 y 7)
Ejes C (entre 2 y 7)
X
Eje 1 (entre A y B)
Eje 3 (entre B y C)
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Se verifica que los muros no presentan agrietamiento frente a sismo moderado, tanto en la dirección Y-Y como en la dirección X-X.
Para la verificación global por sismo severo se tiene:
- Eje X-X: Piso 01: ∑Vm= 28.10 tn + 84.55tn = 112.65 tn > 57.06 tn Ok! Piso 02: ∑Vm= 30.64 tn + 68.09tn = 98.73 tn > 49.84 tn Ok! Piso 03: ∑Vm= 12.32 tn + 42.28tn = 54.60 tn > 31.45 tn Ok!
- Eje Y-Y: Piso 01: ∑Vm= 172.92 tn > 143.15 tn Ok! Piso 02: ∑Vm= 155.18 tn > 119.06 tn Ok! Piso 03: ∑Vm= 135.65 tn > 63.95 tn Ok!
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15. Diseño de Muro de concreto armado
Se plantea la construcción de un muro de concreto armado de 20cm de espesor en los tres niveles existentes. La longitud de este muro será de 2.94m. Dos columnas existentes de sección transversal 25cmx30cm, servirán de elementos de borde. El muro de concreto en mención se ubicará en el eje 4 (del modelo estructural – dirección X-X), entre los ejes B y C.
a) Disposición del Muro en Planta:
Ubicación en Planta de los Muros de C°A°, P1 y P2, a construirse
b) Espesores Mínimos:
El espesor del muro no deberá ser menor a los siguientes valores
t ≥ h/25=3.00/25=0.12m t ≥ 15cm
Para ambos muros se ha considerado un espesor de 20cm, por consideraciones de resistencia y proceso constructivo. Este espesor nos permitirá tener una zona confinada por estribos en los extremos del alma de la placa.
c) Disposición del acero de refuerzo: El espesor de 20cm obliga, según norma, a utilizar dos capas de acero.
P1
P2
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d) Diseño por flexo-compresión:
o Acero de refuerzo preliminar: En todos los muros, se considerará un acero vertical de diseño preliminar de: As= 12.90 cm2/m repartida en dos capas (Ø1/2”@0.20 por capa). Adicionalmente se considerarán zonas confinadas en los extremos que limiten con columnas existentes. Cada zona confinada tendrá una longitud preliminar de 35cm y tendrá 06 varillas Ø1/2” con estribos Ø3/8” ([email protected],[email protected], resto @0.20m.). o Verificación de la necesidad de contar con elementos de borde:
Para el muro de corte ubicado en el Eje 4:
1er nivel: ' 2 2 2
max0.2 0.2(210 / ) 42 / ( .) 51.92 /cf kg cm kg cm comp kg cm
2do nivel: ' 2 2 2
max0.2 0.2(210 / ) 42 / ( .) 34.51 /cf kg cm kg cm comp kg cm
3er nivel: ' 2 2 2
max0.2 0.2(210 / ) 42 / ( .) 17.43 /cf kg cm kg cm comp kg cm
Solo en el 1er nivel es necesario contar con elementos de borde. A continuación se determina las dimensiones de dichos elementos:
1er Nivel.
Conservadoramente, se considerará una zona de 35cm, confinada por estribos, adicional a las columnas existentes que servirán de elementos de borde. Esto se hará en los 03 niveles existentes. Para el muro de corte ubicado en el Eje 5:
1er nivel: ' 2 2 2
max0.2 0.2(210 / ) 42 / ( .) 41.26 /cf kg cm kg cm comp kg cm
2do nivel: ' 2 2 2
max0.2 0.2(210 / ) 42 / ( .) 29.14 /cf kg cm kg cm comp kg cm
En este muro no es necesario contar con elementos de borde. Sin embargo, conservadoramente, se considerará una zona de 35cm, confinada por estribos, adicional a las columnas existentes que servirán de elementos de borde. Esto se hará en los 02 niveles existentes
o Ratios de Esfuerzo en Muros de Concreto:
Para verificar la capacidad resistente de los muros de concreto armado, con el acero de refuerzo considerado, se ha empleado el módulo de diseño de muros de corte del programa Etabs V 9.7.2, el cual determina, el ratio de esfuerzos bajo solicitaciones de flexo-compresión. Para determinar los ratios de esfuerzos, el programa calcula la superficie de interacción para la sección transversal de la placa. Los ratios deben ser menores a la unidad. A continuación se muestran los
64.79 / 2 32.40 0.1 30.39 35cmmC cm C cm C l cm se usará
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resultados obtenidos:
Modelo en el módulo Section Designer de la Placa P1 (Eje 4 – todos los niveles)
Gráfico de Ratio de Esfuerzos en Placa P1 (Eje 4)
Story PierLbl StnLoc PierSec D/CRatio
STORY3 P1 Top P1 0.050
STORY3 P1 Bottom P1 0.116
STORY2 P1 Top P1 0.160
STORY2 P1 Bottom P1 0.300
STORY1 P1 Top P1 0.282
STORY1 P1 Bottom P1 0.489
Cuadro de Ratio de Esfuerzos en Placa P1 (Eje 4)
P1
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Modelo en el módulo Section Designer de la Placa P2 (Eje 5 – 1er Nivel)
Modelo en el módulo Section Designer de la Placa P2 (Eje 5 – 2do Nivel)
Gráfico de Ratio de Esfuerzos en Placa P2 (Eje 5)
Story PierLbl StnLoc PierSec D/CRatio
STORY2 P2 Top P1 0.089
STORY2 P2 Bottom P1 0.300
STORY1 P2 Top P1 0.181
STORY1 P2 Bottom P1 0.335
Cuadro de Ratio de Esfuerzos en Placa P1 (Eje 5)
P2
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o Diagramas de Interacción:
Con el fin de verificar los resultados obtenidos del Etabs, se construirá los diagramas de interacción de los muros de concreto armado P1 y P2. Para ello emplearemos el programa Csi-Col.
Modelo de Muro en Csi-Col – Placa P1 (Eje 4)
Diagramas de Mtos. Flectores y Fza. Axiales. Combo_02 (combinación crítica)
Placa P1 (Eje 4)
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Diagramas de Interacción de la sección transversal. Placa P1 (Eje 4)
Modelo de Muro en Csi-Col – Placa P2 (Eje 5- 1er Nivel)
Modelo de Muro en Csi-Col – Placa P2 (Eje 5- 2do Nivel)
1er Nivel (combo 02)
Mu=208.92tn-m, Pu=102.30tn
2do Nivel (combo
02) Mu=126.81tn-m, Pu=69.40tn
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37
Diagramas de Mtos. Flectores y Fza. Axiales. Combo_02 (combinación crítica)
Placa P2 (Eje 5)
Diagramas de Interacción de la sección transversal. Placa P2 (Eje 5 - 1er Nivel)
1er Nivel (combo 02)
Mu=166.34tn-m, Pu=92.45
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38
Diagramas de Interacción de la sección transversal. Placa P2 (Eje 5 – 2do
Nivel)
e) Diseño Por Cortante:
Determinación de Cortante última Vu: El efecto de sobre-resistencia por diseño a flexión se tomará del mayor de los siguientes cálculos:
3.44
max / (4 ) 1.83
6.00
lm m
Mu Vu m la altura de los dos primeros niveles
la altura de los dos primeros niveles m
La sobre-resistencia se considerará solo en los dos primeros niveles.
- Para el muro de corte ubicado en el Eje 4:
1er nivel: 497.00
28.48 67.75208.92
Mn tn mVu Vau tn tn
Mua tn m
2do nivel: 453.77
27.22 97.40126.81
Mn tn mVu Vau tn tn
Mua tn m
3er nivel: 28.69Vu tn
- Para el muro de corte ubicado en el Eje 5:
1er nivel: 511.99
33.80 104.40166.34
Mn tn mVu Vau tn tn
Mua tn m
2do nivel: 150.76
23.10 65.7252.99
Mn tn mVu Vau tn tn
Mua tn m
2do Nivel (combo
02) Mu=52.99tn-m, Pu=35.56tn
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39
Determinación de la Resistencia al Cortante de la Sección:
- Para el muro de corte ubicado en el Eje 4:
' 2 2
/ 9.00 / 3.44 2.62 0.17
6,880 0.17 210 / 16.95c
hm lm m m c
Vc Acw c f cm kg cm tn
min
97.40 16.95 97.64 0.0034 0.0025
0.85h h
Vn tnVs Vc tn tn
0.0034 100 20 6.80 2 / 3/ 8"@20 ( )Ash x x cm m Usar cm dos capas
212.9 /0.0065 min 0.0025
100 20
cm mv v
x
Para el muro de corte ubicado en el Eje 5 – 1er Piso:
' 2 2
/ 9.00 / 3.44 2.62 0.17
6,880 0.17 210 / 16.95c
hm lm m m c
Vc Acw c f cm kg cm tn
min
104.40 16.95 105.87 0.0037 0.0025
0.85h h
Vn tnVs Vc tn tn
0.0037 100 20 7.33 2 / 3/ 8"@20 ( )Ash x x cm m Usar cm dos capas
212.9 /0.0065 min 0.0025
100 20
cm mv v
x
Para el muro de corte ubicado en el Eje 5 – 2do Piso:
' 2 2
/ 9.00 / 3.44 2.62 0.17
4,200 0.17 210 / 10.35c
hm lm m m c
Vc Acw c f cm kg cm tn
min
65.72 10.35 66.97 0.0037 0.0025
0.85h h
Vn tnVs Vc tn tn
0.0037 100 20 7.33 2 / 3/ 8"@20 ( )Ash x x cm m Usar cm dos capas
212.9 /0.0065 min 0.0025
100 20
cm mv v
x
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40
f) Sección Transversal del Muros de Concreto:
Sección Transversal de Muro de concreto P1 (Eje 4 – 1er al 3er nivel))
Sección Transversal de Muro de concreto P2 (Eje 5 – 1er nivel))
Sección Transversal de Muro de concreto P2 (Eje 5 – 2do nivel))
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41
16. Diseño de Cimentación de Muros de concreto armado:
El peralte de la zapata deberá ser capaz de permitir el desarrollo del anclaje de las varillas de refuerzo longitudinal del muro de concreto armado. Para el cálculo de la longitud de desarrollo en compresión (sin gancho) de las varillas de refuerzo del pedestal se considerará un diámetro de 5/8”: Ldb = 0.08*db*fy / √f´c = 0.08*1.58*4200/√210 = 37 cm. Ldb = 0.004*db*fy = 0.004*1.90*4200 = 27 cm. El peralte total de la Zapata será 37cm más 10cm (recubrimiento de zapata más parrilla de la zapata), obteniéndose una longitud total de 47 cm, con lo cual obtenemos un peralte de zapata de 50 cm. En planta se considerarán las dimensiones 1.20mx2.15m. Con estas dimensiones se verificará la trasmisión de esfuerzos al terreno bajo cargas de servicio (solo se han considerado las reacciones por carga muerta y carga viva).
- Cimentación de Muro de concreto P1:
Modelo de la cimentación – Muro de Concreto P-1
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42
Presiones transmitidas al terreno bajo cargas en servicio– Muro de Concreto P-1
σmax= 0.89 kg/cm2 < 1.00 kg/cm2 (capacidad portante asumida)
Acero de refuerzo en la dirección X-X (Acero negativo y acero positivo)
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43
Acero de refuerzo en la dirección Y-Y (Acero negativo y acero positivo)
Asmin= 0.0018x50cmx100cm = 9.00cm2/m (una capa) Asmin= 0.0012x50cmx100cm = 6.00cm2/m (dos capas) Dirección X-X: As(-)= 1.72 cm2/m < 6.00cm2/m Usar Ø1/2”@0.20 Dirección X-X: As+)= 1.18 cm2/m < 6.00cm2/m Usar Ø1/2”@0.20 Dirección Y-Y: As(-)= 0.17 cm2/m < 6.00cm2/m Usar Ø1/2”@0.20 Dirección Y-Y: As(+)= 0.78 cm2/m < 6.00cm2/m Usar Ø1/2”@0.20
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44
- Cimentación de Muro de concreto P2:
Modelo de la cimentación – Muro de Concreto P-2
Presiones transmitidas al terreno bajo cargas en servicio– Muro de Concreto P-2
σmax= 1.003 kg/cm2 = 1.00 kg/cm2 (capacidad portante asumida)
![Page 45: Eer Li Pcs 0100662 Indoamerica A](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022013115/55cf905f550346703ba559c7/html5/thumbnails/45.jpg)
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45
Acero de refuerzo en la dirección X-X (Acero negativo y acero positivo)
Acero de refuerzo en la dirección Y-Y (Acero negativo y acero positivo)
![Page 46: Eer Li Pcs 0100662 Indoamerica A](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022013115/55cf905f550346703ba559c7/html5/thumbnails/46.jpg)
Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
46
Asmin= 0.0018x50cmx100cm = 9.00cm2/m (una capa) Asmin= 0.0012x50cmx100cm = 6.00cm2/m (dos capas) Dirección X-X: As(-)= 0.83 cm2/m < 6.00cm2/m Usar Ø1/2”@0.20 Dirección X-X: As+)= 1.43cm2/m < 6.00cm2/m Usar Ø1/2”@0.20 Dirección Y-Y: As(-)= 0.17 cm2/m < 6.00cm2/m Usar Ø1/2”@0.20 Dirección Y-Y: As(+)= 0.70 cm2/m < 6.00cm2/m Usar Ø1/2”@0.20
17. Conclusiones y Recomendaciones
Del análisis sísmico realizado a la edificación (incluyendo el planteamiento de refuerzo), ubicada en la Urb. Manuel Arévalo Mz A16 LT 25, distrito de La Esperanza, provincia de Trujillo, departamento de La Libertad, se concluye: - El desplazamiento máximo relativo en el rango inelástico, en la estructura
evaluada para un evento sísmico, alcanza un valor máximo de 0.0011 de deriva en la dirección Y-Y. Este valor es inferior a las derivas máximas permisible por la Norma E.030.
- El desplazamiento máximo relativo en el rango inelástico, en la estructura evaluada para un evento sísmico, alcanza un valor máximo de 0.0027 de deriva en la dirección X-X. Este valor es inferior a las derivas máximas permisible por la Norma E.030.
De acuerdo al análisis a los elementos estructurales, presentado en el presente documento, se concluye:
- Se estima que las columnas de la estructura que soporta las mayores
solicitaciones de flexo-compresión, cuentan con la capacidad resistente necesaria.
- Se estima que las vigas de la estructura que soporta las mayores solicitaciones de flexión, cuentan con la capacidad resistente necesaria.
- Respecto a la verificación por cortante de los muros de albañilería, se estima que éstos no presentarán agrietamiento ante sismo moderado, tanto en la dirección Y-Y como en la dirección X-X.
- Respecto a la verificación por carga axial de los muros de albañilería, se estima
que estos cumple con ésta condición tanto, en la dirección Y-Y como en la dirección X-X.
El presente informe de reforzamiento ha sido desarrollado, asumiendo valores conservadores de las propiedades mecánicas de los materiales así como de la cantidad y distribución del acero de refuerzo de los elementos de concreto armado, de acuerdo a los requerimientos establecidos por Nextel.
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
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18. Anexo Fotográfico
Vista de la Fachada
Vista de tabiquería en el segundo y tercer nivel
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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A
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Vista de viga en el primer nivel y mechas de columna en la azotea