Memoria de Calculo Edificación Multiservicios

JAVIER JAVIER N. COLINA POZO INGENIERO CIVIL REG CIP 76289 C-18164

1. INFORMACIÓN GENERAL

Proyecto: LOCAL COMERCIAL, ENLLANTE BALANCEO , ALINEAMIENTO

Dirección: AV. LARCO CDA 01 TRUJILLO

Propietario: A&P INTERNACIONAL SAC

Ingeniero Civil Consultor: ING° JAVIER NAPOLEON COLINA POZO

2. DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA:

El presente proyecto es un local comercial de dos niveles, que brindara servicios de enllante, balanceo y

alineamiento de vehículos, Para cumplir con tales funciones la edificación posee dos bloques que tiene ambientes

como:

1° Bloque:

1° Planta: Recepción, SSHH , escalera.

2° Planta: Administración, Dormitorio, SSHH.

2° Bloque:

1° Planta: Patio de descarga, depósito, SSHH, escalera.

2° Planta: Vestidor, depósito.

Además de estos ambientes interiores se tiene áreas destinadas a estacionamiento y taller este último tiene una

cobertura con plancha ondulada liviana.

En el primer bloque debido a la ausencia de muros continuos se ha optado por una estructura de pórticos de

concreto, es decir todos lo muros de albañilería deben aislarse, para no generar esfuerzos adicionales, para que la

estructura responda tal como se ha modelado.

En el segundo bloque tenemos una buena densidad de muros en ambas direcciones. por lo que el sistema estructural

será de albañilería confinada.

3. BASES DE CÁLCULO :

Este ítem informe tiene como objetivo mostrar un resumen de los criterios, métodos y materiales empleados

los cuales controlan el diseño de las obras civiles para esta obra.

Su desarrollo esta basado en el Reglamento Nacional de Edificaciones.

3.1. Criterios de Diseño:

3.1.1. Suelo : De acuerdo al Estudio de Mecánica de Suelos, el suelo de fundación, según la

clasificación SUCS, corresponde a una arena mal graduada SP cuyo esfuerzo máximo admisible es

de 0.85 Kg/cm2 , para una profundidad de desplante de 1.5m . En caso de sismos esta resistencia podrá

incrementarse un 33% debido al reacomodo y densificación de los materiales granulares del suelo.

3.1.2. Materiales :

Concreto:

-Resistencia (f´c) : 210 Kg/cm2 (zapatas, cimientos armados).

210 Kg/cm2 (columnas, placas, vigas y losas).

-Módulo de Elasticidad (E) : 217000 Kg/cm2 (f´c = 210 Kg/cm2)

-Módulo de Poisson (u) : 0.20

-Peso Específico (γC) : 2300 Kg/m3 (concreto simple); 2400 Kg/m3 (concreto armado) .

Urb. Vista Hermosa Mz “G” lote “20” Dpto 202: T. 288786 : RPM # 979055911 TRUJILLO


Acero Corrugado (ASTM A605):

-Resistencia a la fluencia (fy) : 4200 Kg/cm2 (Gº 60); E: 2’100,000 Kg/cm2

Albañilería:

-F´m : 60 kg/cm2

-Mortero : 1: 1: 4

-Peso Específico : 1800 Kg/m3

Recubrimientos mínimos (r):

-Cimientos, zapatas, vigas de cimentación 7.50 cm

-Columnas, Vigas, Placas, Muros (Cisternas, Tanques) 4.00 cm

-Losas Aligeradas, Vigas chatas, Vigas de borde 3.00cm

-Losas macizas, Escaleras 2.50 cm .

3.2. Cargas :

Las cargas y sobrecargas se estiman según la norma NTE E0.20, E0.30. Para efectos de análisis las cargas

se consideran según su naturaleza.

- Cargas permanentes : Peso Propio y Sobrecarga

- Cargas Eventuales : Sismo

3.2.1. Cargas Permanentes:

Las cargas de peso propio consideradas en el diseño están constituidas por el peso de la

estructura y todo el material unido y soportado permanentemente por ella.

Peso Propio:

Para efectos de cálculo de los pesos propios de los materiales, se consideran los siguientes pesos

específicos:

Hormigón Armado : 2400 Kg/m3

Hormigón Simple : 2300 Kg/m3

Acero : 7850 Kg/m3

Suelo : 1800 Kg/m3

Sobrecargas:

Se usaran como mínimo los valores de a continuación que se encuentra en la tabla 1 de norma

E0.20, para los diferentes tipos de ocupación o uso valores que incluyen una margen para

condiciones ordinarias de impacto:

Almacén .............................................................................500 Kg/m2

Dormitorio..........................................................................250 Kg/m2

Oficina.................................................................................250 Kg/m2

Escaleras de Dormitorio ....................................................250 Kg/m2

Escalera de Oficina..............................................................400 Kg/m2



Azotea.................................................................................100 Kg/m2

3.2.2. Cargas Eventuales :

3.2.2.1. Sismo :

El cálculo sísmico de las distintas estructuras que componen el proyecto, se hará según la NTE

E0.30, la cual exige se utilice un análisis dinámico para estructuras irregulares, y para estructuras

regulares se empleará el método de las fuerzas laterales equivalentes también conocido como

método estático.

3.3. Normas Empleadas:

Se sigue las disposiciones de los Reglamentos y Normas Nacionales e Internacionales descritos a

continuación.

-Reglamento Nacional de Edificaciones (Perú) – Normas Técnicas de Edificación (N.T.E.):

-NTE E.020 “CARGAS” -NTE E.060 “CONCRETO ARMADO”

-NTE E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” -NTE E.070 “ALBAÑILERIA”

-NTE E.050 “SUELOS Y CIMENTACIONES”

- A.C.I. 318 – 2008 (American Concrete Institute) - Building Code Requirements for Structural Concrete

Se entiende que todos los Reglamentos y Normas están en vigencia y/o son de la última edición.

4. COMBINACIÓNES DE CARGA:

La resistencia requerida para cargas muertas (CM) y cargas vivas (CV) será como mínimo:

U = 1.4 CM + 1.7 CV

Y Considerando el Sismo:

U = 1.25 (CM + CV) ± CS

U = 0.9 CM ± CS

5. PREDIMENSIONADO:

5.1. Losas Aligeradas:

Para predimensionar el espesor (h) de las losas aligeradas armadas en un sentido se siguió la Norma

E.060 de Concreto Armado, donde se menciona que para prescindir de la verificación de deflexiones,

cuando actúan sobrecargas menores a 300kg/m2, se puede utilizar la relación:

h= L25

Donde: L = Es la luz libre de la losa.

1° Bloque:

Remplazando se tiene: h=2.5325

=0.11m

Con los valores obtenidos se decide uniformizar el sistema de techos a un espesor de 0.17 m para losas

aligeradas.

2° Bloque:



Remplazando se tiene: h=3.4625

=0.11m

Con los valores obtenidos se decide uniformizar el sistema de techos a un espesor de 0.20 m para la losa

aligerada del primer piso y de 0.17 m para la losa aligerada de la azotea.

5.2. Vigas:

El peralte (h) y ancho (b) mínimo de la viga se obtendrá de las siguientes relaciones:

Vigas continuas h≥Ln

14

Vigas simplemente apoyadas h≥Ln

12

Como ejemplo se presenta el pre dimensionamiento para las vigas del eje 4 - 4 y A - A (ver planos) que

son las de mayores longitudes.

Viga 4 - 4:

Luz = 6.30 → h = 6.30/12 = 0.52 m; Usar 25 x 45 cm

Viga A - A:

Luz = 4.20 → h = 4.2/12 = 0.25 m; Usar 25 x 35 cm

5.3. Columnas:

Se predimensiona de tal forma que el esfuerzo axial máximo en la sección de la columna bajo

solicitaciones de servicio sea igual o menor a 0.45 f´c, entonces:

A≥1.25∗Pservicio

0.45 f ' c

P = # de pisos x Area tributaria x Carga unitaria.

Peso de aligerado : 280 Kg/m2

Peso de Acabado : 120 Kg/m2

Peso de Vigas : 100 Kg/m2

Peso de Columnas : 60 Kg/m2

Sobrecarga(S/C) : 250 Kg/m2

Pservicio : 810 Kg/m2

P = 810*3.4*3.5 = 9639 Kg

A=1.25∗9639∗20.45∗210

=255cm 2 , por lo tanto ; Usar : 25 x 25 cm


eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee


5.4. Escalera:

e= L25

Bloque 1 Bloque 2

Escalera 1 Escalera2 Escalera 3

L 3.56 2.45 3.00

e 0.14 0.10 0.12

Usaremos e= 0.12 para todas las escaleras.

5.5. Armadura de Techo:

Tipo de Armadura : Howe , son mas recomendables y económicas que las armaduras tipo Warren y Pratt

ya que tienen sus diagonales en tracción.

h= L10

; h=10.410

=1.00 m; Por Arquitectura Usaremos h = 0.70m

Como en los planos de arquitectura de tiene una altura de 0.70m se utilizara esta altura para la armadura y se

dispondrá de los perfiles adecuados para que soporte las cargas a las que estará sometida.


hθ


6. ANÁLISIS DE ESTRUCTURA

6.1. Análisis Dinámico:



Espectro de Pseudoaceleraciones:

Parámetros sísmicos:

Para el Análisis Dinámico de la Estructura se utiliza un Espectro de respuesta según la NTE - E.030, para

comparar la fuerza cortante mínima en la base y compararlos con los resultados de un análisis estático.

Todo esto para cada dirección de la Edificación en planta (X e Y).

Sa=ZUCSR

g ; g = 9.81 ; c=2.5T p

T

Calculo de Centro de Masas y Peso de la Estructura:

En el bloque 1 el programa etabs es capaz de calcular el centro de masas a partir de las propiedades de los

elementos dibujados y de las cargas aplicadas ( cm, cv), en el segundo bloque debido a la existencia de

muros de albañilería el programa tiene problemas para calcular dichas masas por lo que realizara en una

hoja de calculo como se muestra:

CÁLCULO DEL CENTRO DE MASAS BLOQUE 2

TECHO 1

Elemento L H t ϒ Peso (P) x y P x P y

CM

Muros

Muro 1x 13.36 3.05 0.15 1800

11001.9

6 7.305 0.075

80369.3

2 825.147

Muro 2x 2.75 3.05 0.15 1800

2264.62

5 1.625 3.18

3680.01

6 7201.508

Muro 3x 12.87 3.05 0.15 1800

10598.4

5 7.06 10.43

74825.0

2 110541.8

Muro 1y 2.78 3.05 0.25 1800 3815.55 0.125 4.74

476.943

8 18085.71

Muro 2y 1.88 3.05 0.25 1800 2580.3 3.13 4.42

8076.33

9 11404.93

Muro 3y 9.8 3.05 0.25 1800 13450.5 14.365 5.275 193216. 70951.39


0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.20

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

ESPECTRO DE INELASTICO DE PSEUDOACELERACIONES


4

Vigas

Eje 1 - 1 13.36 0.25 0.2 2400 1603.2 7.305 0.125

11711.3

8 200.4

Eje 1´ - 1´ 2.75 0.15 0.2 2400 198 1.63 3.18 322.74 629.64

Eje 2 - 2

3.46 0.25 0.35 2400 726.6 4.98 5.28

3618.46

8 3836.448

3.46 0.25 0.35 2400 726.6 8.69 5.28

6314.15

4 3836.448

3.35 0.25 0.35 2400 703.5 12.39 5.28

8716.36

5 3714.48

Eje 3 - 3 12.87 0.25 0.2 2400 1544.4 7.06 10.475

10903.4

6 16177.59

Eje A - A

3.77 0.25 0.3 2400 678.6 0.125 8.27 84.825 5612.022

2.7 0.25 0.3 2400 486 0.125 1.75 60.75 850.5

2.78 0.25 0.2 2400 333.6 0.125 4.74 41.7 1581.264

Eje B - B

4.57 0.25 0.35 2400 959.7 3.13 8.02

3003.86

1 7696.794

2.85 0.25 0.35 2400 598.5 3.13 1.75

1873.30

5 1047.375

1.98 0.25 0.2 2400 237.6 3.13 4.34 743.688 1031.184

Eje C - C

4.58 0.25 0.45 2400 1236.6 6.83 2.69

8445.97

8 3326.454

4.57 0.25 0.45 2400 1233.9 6.83 7.87

8427.53

7 9710.793

Eje D - D

4.58 0.25 0.45 2400 1236.6 10.54 2.69

13033.7

6 3326.454

4.57 0.25 0.45 2400 1233.9 10.54 7.87

13005.3

1 9710.793

Eje E - E

9.8 0.25 0.2 2400 1176 14.365 5.275

16893.2

4 6203.4

Columnas

Eje 1-1

3.25 0.25 0.4 2400 780 0.125 0.2 97.5 156

3.25 0.25 0.25 2400 487.5 3.13 0.125 1525.87 60.9375



5

3.25 0.25 0.4 2400 780 6.83 0.2 5327.4 156

3.25 0.25 0.4 2400 780 10.54 0.2 8221.2 156

3.25 0.25 0.25 2400 487.5 14.485 0.125

7061.43

8 60.9375

Eje 1´ - 1´

3.25 0.25 0.25 2400 487.5 0.125 3.23 60.9375 1574.625

3.25 0.25 0.25 2400 487.5 3.13 3.23

1525.87

5 1574.625

Eje 2 - 2

3.25 0.25 0.4 2400 780 3.13 5.53 2441.4 4313.4

3.25 0.25 0.6 2400 1170 6.83 5.28 7991.1 6177.6

3.25 0.25 0.6 2400 1170 10.54 5.28 12331.8 6177.6

3.25 0.25 0.35 2400 682.5 14.19 5.28

9684.67

5 3603.6

3.25 0.25 0.25 2400 487.5 0.125 3.23 60.9375 1574.625

Eje 3 - 3

3.25 0.25 0.4 2400 780 0.125 10.35 97.5 8073

3.25 0.25 0.25 2400 487.5 3.13 10.43

1525.87

5 5084.625

3.25 0.25 0.4 2400 780 6.83 10.35 5327.4 8073

3.25 0.25 0.4 2400 780 10.54 10.35 8221.2 8073

3.25 0.25 0.25 2400 487.5 14 10.43 6825 5084.625

Losas :

Entre 1-1 , 1´-1' y ejes A - A, B - B 2.75 2.85 - 300 2351.25 1.63 1.68

3832.53

8 3950.1

3.46 5.08 - 300 5273.04 4.98 2.79

26259.7

4 14711.78

3.46 4.91 - 300 5096.58 8.69 2.7

44289.2

8 13760.77

3.52 4.91 - 300 5184.96 12.45 2.7

64552.7

5 13999.39

2.75 4.8 - 300 3960 1.63 7.9 6454.8 31284

3.46 4.72 - 300 4899.36 4.98 7.94

24398.8

1 38900.92

3.46 4.89 - 300 5075.82 8.69 7.85

44108.8

8 39845.19

3.33 4.89 - 300 4885.11 12.33 7.85

60233.4

1 38348.11

Acabados

3.25 2.85 120 1111.5 1.63 1.68

1811.74

5 1867.32



3.25 4.8 120 1872 1.63 7.9 3051.36 14788.8

109.2 120 13104 8.684 5.2386

113795.

1 68646.61

Tabiques

2.4 2.8 0.25 1350 2268 3.13 9.1 7098.84 20638.8

CV

3.25 2.85 500 4631.25 1.63 1.68

7548.93

8 7780.5

3.25 4.8 500 7800 1.63 7.9 12714 61620

109.2 500 54600 8.684 5.2386

474146.

4 286027.6

∑

192632.

6 1440468 1013647

Xcg = 7.48 Ycg = 5.26

TECHO 2

Elemento L H t ϒ Peso (P) x y P x P y

CM

Muros

Muro 1x 13.36 1.66 0.15 1800

5987.95

2 7.305 0.075

43741.9

9 449.0964

Muro 2x 2.75 1.66 0.15 1800 1232.55 1.625 3.18

2002.89

4 3919.509

Muro 3x 12.87 1.66 0.15 1800

5768.33

4 7.06 10.43

40724.4

4 60163.72

Muro 1y 2.78 1.66 0.15 1800

1245.99

6 0.125 4.74

155.749

5 5906.021

Muro 2y 1.88 1.66 0.15 1800 842.616 3.13 4.42

2637.38

8 3724.363

Muro 3y 9.8 1.66 0.15 1800 4392.36 14.365 5.275

63096.2

5 23169.7

Vigas

Eje 1 - 1 13.36 0.25 0.17 2400 1362.72 7.305 0.125 9954.67 170.34

Eje 1´ - 1´ 2.75 0.15 0.17 2400 168.3 1.63 3.18 274.329 535.194

Eje 2 - 2

3.46 0.25 0.3 2400 622.8 4.98 5.28

3101.54

4 3288.384

3.46 0.25 0.3 2400 622.8 8.69 5.28

5412.13

2 3288.384



3.35 0.25 0.3 2400 603 12.39 5.28 7471.17 3183.84

Eje 3 - 3 12.87 0.25 0.17 2400 1312.74 7.06 10.475

9267.94

4 13750.95

Eje A - A

3.77 0.25 0.3 2400 678.6 0.125 8.27 84.825 5612.022

2.7 0.25 0.3 2400 486 0.125 1.75 60.75 850.5

2.78 0.25 0.17 2400 283.56 0.125 4.74 35.445 1344.074

Eje B - B

4.57 0.25 0.35 2400 959.7 3.13 8.02

3003.86

1 7696.794

2.85 0.25 0.35 2400 598.5 3.13 1.75

1873.30

5 1047.375

1.98 0.25 0.17 2400 201.96 3.13 4.34

632.134

8 876.5064

Eje C - C

4.58 0.25 0.35 2400 961.8 6.83 2.69

6569.09

4 2587.242

4.57 0.25 0.35 2400 959.7 6.83 7.87

6554.75

1 7552.839

Eje D - D

4.58 0.25 0.35 2400 961.8 10.54 2.69

10137.3

7 2587.242

4.57 0.25 0.35 2400 959.7 10.54 7.87

10115.2

4 7552.839

Eje E - E

9.8 0.25 0.17 2400 999.6 14.365 5.275

14359.2

5 5272.89

Columnas

Eje 1-1

1.83 0.25 0.4 2400 439.2 0.125 0.2 54.9 87.84

1.83 0.25 0.25 2400 274.5 3.13 0.125 859.185 34.3125

1.83 0.25 0.4 2400 439.2 6.83 0.2

2999.73

6 87.84

1.83 0.25 0.4 2400 439.2 10.54 0.2

4629.16

8 87.84

1.83 0.25 0.25 2400 274.5 14.485 0.125

3976.13

3 34.3125

Eje 1´ - 1´

1.83 0.25 0.25 2400 274.5 0.125 3.23 34.3125 886.635

1.83 0.25 0.25 2400 274.5 3.13 3.23 859.185 886.635

Eje 2 - 2



1.83 0.25 0.4 2400 439.2 3.13 5.53

1374.69

6 2428.776

1.83 0.25 0.6 2400 658.8 6.83 5.28

4499.60

4 3478.464

1.83 0.25 0.6 2400 658.8 10.54 5.28

6943.75

2 3478.464

1.83 0.25 0.35 2400 384.3 14.19 5.28

5453.21

7 2029.104

1.83 0.25 0.25 2400 274.5 0.125 3.23 34.3125 886.635

Eje 3 - 3

1.83 0.25 0.4 2400 439.2 0.125 10.35 54.9 4545.72

1.83 0.25 0.25 2400 274.5 3.13 10.43 859.185 2863.035

1.83 0.25 0.4 2400 439.2 6.83 10.35

2999.73

6 4545.72

1.83 0.25 0.4 2400 439.2 10.54 10.35

4629.16

8 4545.72

1.83 0.25 0.25 2400 274.5 14 10.43 3843 2863.035

Losas :

Entre 1-1 , 1´-1' y ejes A - A, B - B 2.75 2.85 - 280 2194.5 1.63 1.68

3577.03

5 3686.76

3.46 5.08 - 280

4921.50

4 4.98 2.79

24509.0

9 13731

3.46 4.91 - 280

4756.80

8 8.69 2.7

41336.6

6 12843.38

3.52 4.91 - 280

4839.29

6 12.45 2.7

60249.2

4 13066.1

2.75 7.2 - 280 5544 1.63 6.7 9036.72 37144.8

3.46 4.72 - 280

4572.73

6 4.98 7.94

22772.2

3 36307.52

3.46 4.89 - 280

4737.43

2 8.69 7.85

41168.2

8 37188.84

3.33 4.89 - 280

4559.43

6 12.33 7.85

56217.8

5 35791.57

Acabados

A = 151.56 120 18187.2 7.1841 5.245

130658.

7 95391.86

CV

A = 151.56 100 15156 7.1841 5.245

108882.

2 79493.22

∑

108379.

8

783778.

7 562945



Xcg = 7.23 Ycg = 5.19

Cálculo de Masa Dinámicas : Calculo de masas traslacionales y rotacionales

Mr=Mt (I x−x+ I y− y

A)

Nivel CM CV CM+0.25CV Ixx Iyy A x y Mt Mr

1 125.60 67.03 142.36 1393.93 2395.38 145.49 7.48 5.26 14.51 377.95

2 93.22 15.16 97.01 1404.82 2609.47 151.57 7.23 5.19 9.89 261.91

Periodos y Masa Participantes:

Los periodos y la masa participante calculados mediante un análisis dinámico para 6 modos de vibración (3

modos por cada nivel), se presentan a continuación:

Bloque 1:

Bloque 2:

6.2. Análisis Estático:

El programa calculara las

fuerzas estáticas en

cada nivel para el bloque


Mode Period UX UY SumUX SumUY RZ SumRZ

1 0.416 27.446 0.629 27.446 0.629 66.871 66.871

2 0.345 9.891 76.579 37.337 77.207 1.905 68.776

3 0.286 53.087 9.474 90.424 86.681 25.929 94.705

4 0.121 7.089 0.750 97.513 87.430 0.424 95.129

5 0.114 1.503 7.267 99.016 94.697 0.034 95.163

6 0.106 0.006 1.944 99.022 96.642 3.863 99.026

Mode Period UX UY SumUX SumUY RZ SumRZ

1

0.13229

1 0.2256 83.4389 0.2256 83.4389 8.4175 8.4175

2

0.09412

5 95.3769 0.1759 95.6026 83.6147 0.0414 8.4589

3

0.06027

1 0.0051 10.7397 95.6077 94.3544 84.6976 93.1565

4

0.04357

5 0.0277 5.4482 95.6354 99.8026 3.3713 96.5278

5

0.03789

8 4.3644 0.0351 99.9998 99.8377 0.0335 96.5613

6

0.02350

8 0.0002 0.1623 100 100 3.4387 100


1 ya que es un aporticado, en el bloque 2 debido a los muros de albañilería esta parte se

realizara de forma manual como se indica en el siguiente cuadro.

FUERZAS ESTÁTICAS EQUIVALENTES EN ALTURA

PISO h H P HP % V F eaccxx eaccyy Mt x- x Mt y-y

1 4.6 4.6 142.36 654.8519 47.37% 26.42 0.52 0.73 13.7381

19.2861

8

2 2.9 7.5 97.01 727.596 52.63% 29.35 0.52 0.73 15.2642

21.4285

9

∑ 239.37 1382.45 55.77

Para el Diseño en albañilería confinada el reglamento exige que los muros se evalúen que no estén

agrietados para un “Sismo Moderado” con un R=6 y un R=3 para un “Sismo de Diseño” para diseñar los

muros y sus elementos de confinamiento, los elementos de concreto armado se diseñaran con el sismo

moderado.

6.3. Control de desplazamientos Laterales:

De acuerdo a la Norma NTE. E030, para el control de los desplazamientos laterales, los resultados deberán

ser multiplicados por el valor de 0.75R para calcular los máximos desplazamientos laterales de la estructura. Se

tomaron los

desplazamientos del centro de

masa y del eje más alejado .

Los resultados se muestran

en la siguiente tabla para cada

dirección de análisis.

Donde:

∆i/he =

Desplazamiento relativo de

entrepiso

Además: ∆iX/heX (máx.) =

0.0070 (concreto armado) y

0.005 (Albañilería Confinada)

(NTE E.030 – 3.8)

Bloque 1 (Pórticos de

Concreto Armado)


PARÁMETROS SÍSMICOS:

Z = 0.4 U = 1 S = 1.4 R = 6

C = 2.5 V = 0.233 x P

Story Item Load DriftX DriftY Δix Δiy

STORY2 Max Drift X SXPOS 0.00145

0.0065

1

STORY2 Max Drift Y SXPOS 0.00038 0.00171

STORY2 Max Drift X SXNEG 0.00126

0.0056

7

STORY2 Max Drift Y SXNEG 0.00019 0.00083

STORY2 Max Drift X SYNEG 0.00016

0.0007

2

STORY2 Max Drift Y SYNEG 0.00149 0.00669

STORY2 Max Drift X SYPOS 0.00013

0.0005

8

STORY2 Max Drift Y SYPOS 0.00154 0.00692

STORY1 Max Drift X SXPOS 0.00143

0.0064

3

STORY1 Max Drift Y SXPOS 0.00055 0.00249

STORY1 Max Drift X SXNEG 0.00119

0.0053

5

STORY1 Max Drift Y SXNEG 0.00033 0.00148

STORY1 Max Drift X SYNEG 0.00014

0.0006

3

STORY1 Max Drift Y SYNEG 0.00104 0.00466

STORY1 Max Drift X SYPOS 0.00029

0.0013

2

STORY1 Max Drift Y SYPOS 0.00141 0.00636


Bloque 2 (Albañilería Confinada)

Story Item DriftX DriftY Δix Δiy

STORY2 Max Drift X 0.000149 0.0013

STORY2 Max Drift Y 0.000021 0.0002















Los desplazamientos del bloque 2 se calculara con como: 0.75*R*2 *Drift(elástico) para poder determinar el

desplazamiento para el sismo de diseño que como se puede apreciar los desplazamientos son menores que 0.005

por lo que se evitara daños no estructurales.

Se observa que tanto en el Eje del Centro de Masa como en los Ejes más alejados de este en cada dirección, todos

los entrepisos cumplen con el Desplazamiento relativo máximo permisible de entrepiso (∆i/he) MAX en ambas

direcciones.

7. DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES :



Los elementos de concreto armado se diseñaran para tener una falla dúctil, un mecanismo de falla

que se inicie en las vigas (viga débil – columna fuerte). En el primer bloque que se diseñaran para las máximas

acciones sísmicas, mientras en el segundo bloque se diseñaran para unas fuerzas debidas al “ Sismo Moderado” y los

muros de albañilería se diseñaran por corte.

7.1. Losas Aligeradas:

1° Bloque:

1° Techo (h=0.17m)

Carga muerta:

Peso propio : 0.280*0.40 = 0.112 Tn/m

Piso Terminado : 0.120*0.40 = 0.048 Tn/m

CM = 0.160 Tn/m

Carga viva:

s/c : 0.25*0.40 = 0.100 Tn/m

CV = 0.10 Tn/m

2° Techo (h=0.17m)

Carga muerta:

Peso propio : 0.280*0.40 = 0.112 Tn/m


CM = 0.160 Tn/m

Carga viva:

s/c : 0.100*0.40 = 0.040 Tn/m

CV = 0.04 Tn/m

Debido a que las cargas vigas son menores que la carga muerta no se realizara una alternancia de carga viva. El

análisis se realiza con ayuda de un programa:

Se modelara las viguetas del aligerado apoyada sobre las vigas de techo como se muestra en la siguiente figura:



Se ha modelado las viguetas junto con las vigas de techo para representar adecuadamente las respuestas de viguetas

ya que esta estructura es irregular y se tiene una viga de que se apoya sobre otra de mayor rigidez.

En la siguiente figura se muestra el diagrama de fuerza cortante y momento flectores para una de las viguetas:

Diagrama de momento Flector

Diagrama de Fuerza Cortante

Acero Requerido

ρ=0.7 √ f ' c

f y

=0.7 √2104200

=0.0024 ; ρ=14f y

= 144200

=0.0033 ; Por lo tanto : Asmin = 0.0033*10*14.5 = 0.48cm2

Acero Propuesto Para el Primer Techo y Azotea

2° Bloque:

1° Techo (h=0.20m)

Carga muerta:

Peso propio : 0.300*0.40 = 0.120 Tn/m


CM = 0.168 Tn/m

Carga viva:

s/c : 0.500*0.40 = 0.200 Tn/mUrb. Vista Hermosa Mz “G” lote “20” Dpto 202: T. 288786 : RPM # 979055911 TRUJILLO

3/8 “

3/8”


CV = 0.200 Tn/m

2° Techo (h =0.17m)

Carga muerta:

Peso propio : 0.280*0.40 = 0.120 Tn/m


CM = 0.168 Tn/m

Carga viva:

s/c : 0.100*0.40 = 0.040 Tn/m

CV = 0.04 Tn/m

Se realizara un análisis de la vigueta con alternancia de carga viva para ser más conservadores con su

diseño:

El modelo se muestra a continuación:

Luego de realizar el análisis el programa nos muestra la envolvente de momentos y acero requerido por

flexión.

Envolvente de Momentos Flectores

Envolvente de Fuerzas Cortantes



Acero Requerido por flexión

Por lo que se dispondrá del siguiente refuerzo:

Acero Propuesto en Viguetas Para el Primer Techo

Acero Propuesto en Viguetas Para la Azotea

Verificación de la Fuerza Cortante : Vud ≤ фVc = 0.75 x 0.53 (fć)1/2 bd.

Vud = 0.973 Tn ≤ фVc = 0.85 x 0.53 (fć)1/2 bd = 0.85 x 0.53 x (210)1/2x17x10 =1.11 Tn.

7.2. Vigas:

7.3. Diseño por Flexión

El diseño se realizará considerando la envolvente de las diferentes combinaciones de carga. La Norma E.060

Concreto Armado establece que para secciones rectangulares el área mínima se determinará usando la

siguiente formula: A s=0.70√ f ć bd

f y

.

El área de acero máximo se calcula: A s=0.75 ρb bd

Es preciso señalar, según Norma E.060, las vigas con responsabilidad sísmica deben cumplir con las siguientes

exigencias:

Se deberá correr dos barras de acero tanto en la parte superior como inferior, las que deberán de ser

por lo menos el acero mínimo de la sección.

Se recomienda que el área de acero positivo deberá ser mayor o igual a un tercio del acero colocado

para resistir momentos negativos.

Diseño por corte

La capacidad resistente de una viga reforzada estará dada por el aporte del concreto

(Vc) y del estribo (Vs), es decir: ΦVn = ΦVc + ΦVs , de tal forma que: ΦVn ≥ Vu.

En vigas con responsabilidad sísmica, la Norma E.060 señala:


12 mm

12 mm

3/8”

3/8”


Se realizará el diseño por capacidad, por ello la fuerza cortante (Vu) de los elementos sometidos a

flexión deberá calcularse con la suma de la fuerza cortante asociada a cargas permanentes (cortante

isostática) y la cortante asociada al desarrollo de las resistencias nominales en flexión (Mn), osea :

V u=V est+( M n1+M n2

ln ) Se deberá colocar estribos (3/8” diámetro mínimo) en la zona de confinamiento con un espaciamiento

que no exceda el valor de: 0.25d, 8db, 30 cm. Dicha zona de confinamiento será considerada a una

distancia 2d de la cara en ambos extremos.

El espaciamiento de estribos fuera de la zona de confinamiento no será mayor a 0.5d.

Consideraciones para el diseño :

ρmin=0.7√ f ' c

f y

=0.7√2104200

=0.0024 ; ρmin=14f y

= 144200

=0.0033 ; Por lo tanto : Asmin = 0.0033*25*39.5 =

3.26cm2

ρb=0.85 β1 f ´c

f y ( 0.003f y

E s

+0.003 )=0.85∗0.85∗2104200 ( 0.00342002100000

+0.003 )=0.0217→ρmax=0.75∗0.0217=0.0163 , Asmax=16.5cm2

Ejemplo de diseño de una viga de concreto:

Vigas del 1° y 2° Techo del eje 4-4 de 0.25 x 0.45 m con una luz de 6.3m que sirve de apoyo a una viga

transversal la cual vendría a ser la mas critica. El programa Etabs 9.6.1 nos muestra los diagramas de

momentos los cuales son verificados con métodos simplificados usando una calculadora de bolsillo. Los

resultados del análisis y diseño se muestran a continuación:

Envolvente de Momentos Flectores



Acero Requerido para la Envolvente de Momentos (cm2)

Refuerzo por Corte Requerido (Asv/S)

La separación de los estribos se obtiene asumiendo un diámetro de estribo y dividiendo el doble de su área

entre los valores de la figura anterior:

s=2∗0.710.038

=37cm

Por lo que se usara una distribución de estribos para dar un confinamiento adecuado a los extremos de la

viga. Por lo tanto se usara 1 @ 0.05, 8 @ 0.10, R @ 0.20 para ambos niveles.



Se colocaran estribos adicionales en la viga principal en la zona de intersección con la viga

secundaria. El refuerzo adicional se obtendrá con la siguiente expresión:

∅ Ah f y ≥Vuhs

hp

Remplazando datos se obtiene:

Ah=4308∗35

0.85∗4200∗45=0.95cm2

Por lo que se añadirá un estribo dentro de : (b+hp−hs)

2=

(25+45−35)2

=17.5cm ; a cada

lado de la viga.

Ver planos el detalle de vigas.

El refuerzo longitudinal inferior de la viga secundaria se colocara por encima del refuerzo longitudinal inferior

de la viga principal y deberá anclarse adecuadamente a esta.


Viga Secundaria

1.10 m

2 - 5/8” + 1 – 1/2”

2 - 3/4” + 3 – 5/8”

2 - 5/8”

2 - 3/4”

2 - 5/8”

2 - 3/4” + 2 – 1/2”

2

2

3

31

1

1.301.301.301.301.301.301.301.301.301.301.301.301.301.301.301.301.301.301.301.301.301.301.301.30

0.90 m0.90 m

2

2

3

31

1


7.4. Verificación de Deflexiones:

Se verificara que las deflexiones de la viga de 25 x 45 no sobrepasen los desplazamientos admisibles.



Contraflecha : 0.449 + 0.696 = 1.2 cm.

7.5. Columnas:

A modo de ejemplo se presenta el diseño de la columna de 25 x 50 perteneciente al eje 4 – 4 . En la

tabla siguiente muestra las diferentes combinaciones de carga axial y momento flector (cargas últimas)

Calculados en la base de la columna del primer piso:


COMBINACIONES PU (Tn ) MU 3-3 ( Tn-m ) MU 2-2 ( Tn-m )

1.4CM+1.7CV -30.957 -0.308 3.188

1.25(CM+CV)

+SX(+) -24.18 8.383 9.618

1.25(CM+CV)+SX(-) -29.23 -8.879 -4.258

1.25(CM+CV)

+SY(+) -23.25 2.168 8.206

1.25(CM+CV)+SY(-) -30.16 -2.665 -2.846

0.9CM+SX(+) -13.54 8.543 8.308

0.9CM+SX(-) -18.59 -8.719 -5.568

0.9CM+SY(+) -12.61 2.328 6.896

0.9CM+SY(-) -19.52 -2.505 -4.156


Con ayuda del programa se dibuja el diagrama de interacción de la columna y las combinaciones:

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

DIAGRAMA DE INTERACCION A 45° DEL EJE X-X

7.6. Escaleras:

En el primer bloque tenemos dos escaleras una de tres tramos y una de un solo tramo que sirven a ambientes

con diferentes usos por lo que tendrán de diferentes sobrecargas. En el segundo bloque tenemos una escalera

de tres tramos que sirve de acceso al almacén superior por lo que colocara una sobrecarga correspondiente al

almacén. Se ha modelado las escaleras con elemento Shell tal como se mostrara en las figuras siguientes:

1° Bloque

Escalera de Tres Tramos:



Luego pedimos al programa que nos muestra los momentos, y le pedimos que nos calcule la resultante de

momentos en el tramo central y en los extremos:

Md(+) = 0.657 Tn-m ; Ml (+) = 0.824 Tn-m; Mu = 1.4*0.657 + 1.7*0.824 = 2.32 Tn-m → As(+) = 6.81 cm2

≥ Asmin = 3.16cm2 por lo tanto Usar : ½” @ 0.185 m



Md(-) = 0.310 Tn-m ; Ml = 0.396 Tn-m ; Mu = 1.4 * 0.310 + 1.7*0.396 = 1.107 Tn – m

→ As (-) = 3.25 Tn-m ≥ Asmin = 3.16 por lo tanto Usar : 3/8” @ 0.20 m

Escalera de un tramo:



Md (+) = 0.14 Tn-m, Ml = 0.20 Tn – m ; Mu = 1.4*0.14 + 1.7*0.20 = 0.536 Tn-m

→ As(+) = 1.58 cm2 < Asmin = 3.16 cm2 ; Usar : 3/8” @ 0.225 m

Md(-) = 0.08 Tn-m , Ml (-) = 0.15 Tn-m = ; Mu = 0.367 Tn-m , As = 1.1 cm2 < Asmin = 3.16 cm2 por lo

tanto Usar : 3/8” @ 0.225m

7.7.Cercha:

La separación entre armaduras será de 4.10m, las cuales tendrán una luz de 10.4m entre ejes, las cargas

para las cuales se va ha diseñar serán:

Peso Propio : 10 Kg/m2 (Asumido)

Peso de Cobertura Liviana : 10 Kg/m2

Carga Viva : 30 Kg/m2 (Según NTE E020)

La carga de Viento se considerara, debido a los edificios vecinos, solo viento en el sentido longitudinal con

barlovento abierto. Se estimara de acuerdo con el RNE con la siguiente Formula :

P=0.005C V n2

V n=V ( h10 )

0.22

=75∗( 3.710 )0.22

=60.27KPH

C=C e−Ci , del RNE se obtienen: Ce = -0.6 y Ci = -0.8, por lo tanto : C = -0.6 - 0.8 = -1.4.

Remplazando se obtiene : P = -0.005*1.4*60.272 = -25.45 Kg/m2 ( Succión).

De acuerdo al área tributaria por nudo se obtiene:

CM = (10+10)*4.1*1.043 = 85.53 Kg

CV = 30*4.1*1.043=128.29 Kg

P = -25.45*4.1*1.043 = -108.83 Kg

Estas son las cargas en los nudos interiores en los exteriores será la mitad.



Se diseñara para la armadura soporte las siguientes combinaciones de carga :

U = 1.2 CM + 1.6CV

U = 1.2CM + 1.3W + 0.5CV

U = 0.9CM + 1.3W

Las cargas son asignadas como se muestra en las siguientes imágenes:

Carga Muerta

Carga Muerta

Carga Viva



Carga Viva

Carga de Viento

Etiquetas de Nudos.

Envolvente de Fuerzas Axiales

En el elemento 61 – 7, que pertenece a al cordon superior, se tiene las siguientes cargas :

Pu= 5525.55 Kg (tracción) ; Pu= 1181.98 Kg (Compresión)



Ag=Pu

∅ f y

= 5525.550.9∗2530

=2.42cm2

Se utilizaran uniones soldadas por lo que no es encesario verificar la seccion por fractura. Se verificara un

perfil de 2 L 2” x 2” x 1/8” , Ag = 6.19 cm2 en compresion:

λc=kLrπ √ f y

E= 1∗1041.59∗π √ 2530

2.1x 106=0.723<1.5

λcQ=0.982 kLrπ √ f y

E=0.982 1∗104

1.59∗π √ 25302.1x 106

=0.710<1.5

F cr=Q (0.658Qλc2 ) F y=0.982∗(0.6580.982∗0.7232 )∗2530=2004.12Kgf

ϕ Pn=ϕ Ag Fcr=0.85∗6.19∗2004.12=10544.68kgf ≥1181.98Kgf.

Se obtiene las siguinetes periles:

Cordon Superior e inferior : 2 L 2 x 2 x 1/8

Montantes : L 1.5 x 1.5 x 3/16, L 2 x 2 x 1/8

Diagonales: L 1.5 x 1.5 x 3/16, L 2 x 2 x 1/8

Diseño de Vigueta de Celosia :

h¿ L20

=4.120

= 0.20 m, d = 0.95 h = 0.95*0.20 = 0.19

Cargas de servicio :

Carga Muerta :

Plancha liviana 10*1.04 :10.4 Kg/m

Peso Propio :10.0 Kg/m

Wd :20.4 Kg/m

Carga Viva (RNE): ( 30 Kg/m2)

WL (30*1.04) : 31.2 Kg/m



Cargas Factorizadas :

Wu = 1.2*20.4+1.6*31.2 = 74.4 Kg/m

Mmax = (1/8)*(74.4)(4.1)2= 156.33 Kg-m ; Vmax = (1/2)*74.4*4.1=152.52 Kg.

C = T = 156.33/(0.19) = 822.79 Kg.

Diseño de Brida inferior : Ag = 822.79/(0.9*2530) =0.36 cm2 , Usar : ф 3/8

Diseño de la Diagonal : Se ensaya una varilla de 3/8”

Vu = 152.52-74.4*0.273*0.5 = 142.36 Kg.

Fd = 142.36/cosθ = 172.36 kg , θ=arctg(0.5*0.273/0.2)= 34.31°

Ld = 0.338 m = 33.8 cm; r = 0.25*0.95=0.2375 cm ; Ld/r = 142.32

фFcr = 897.45 Kg/cm2 , Ag = 0.71 cm2 , фPn = 541.61 kg > 172.36Kg

Diseño de la Brida superior : Se ensaya 2L 1 x 1 x 1/8

A = 2*1.51 = 3.02 cm2 , x = 0.752 cm, rx = 0.772cm, ry = 1.588 cm , rz = 0.496 cm, Cw = 0, J = 0.102cm4

ro= (0.752-0.32/2)2+0.7722+1.5882 = 3.468 cm2 , H=1−

(0.752−0.322

¿¿2)

3.468=0.898¿

фFcr = 935 Kg/cm2 , ф Pn = 3.02*935 = 2823 kg > 822.79

Diseño de Planchas de Apoyo :

Aplanta=R

F´m

=1525.1720 = 76 cm2 , Usar B = L = 12.5 cm .

t=√ 2 PU n2

BN ϕb F y

t=√ 2PU m2

BN ϕb F y

Pu= 1525.17 Kg, B= N = 12cm, n= 2.5cm

t=√ 2∗1525.17∗2.5212∗12∗0.9∗2530=0.24 cm

Usar: PL 5” x 5” x ½”

8. CIMENTACIONES

En esta sección se ha considerado la cimentación de los dos bloques y el diseño de los muros no portantes, El análisis

y diseño de las zapatas de los bloques se realizara con el programa SAFE V 12.3.1, previamente se debe haber

exportado las reacciones de los apoyos de la estructura, analizado con el programa ETABS 9.6.

8.1.Predimensionamiento:

Bloque 1 (ejemplo de predimensionado de una zapata)

Entre Ejes A-A y 4-4 ( se considerar un 5% de peso propio de la Zapata)

Pd = 17.85 Tn , Pl = 3.51 Tn σadm= 0.85 Kg/cm2, para una columna de 50 x 50 cm

A z=1.05 Ps

σadm

=1.05∗(17.85+3.51)

7.5=2.99m2

Asumiendo Volados iguales se tiene: B x L= 1.75 X 1.75 m.



Este solo será un primer tanteo antes de llegar a la sección definitiva.

Bloque 2 (Dimensionamiento de un Cimiento Corrido)

Se metraran las cargas que llegan a los muros por metro lineal así:

Metrado de cargas :

Peso de losa aligerada : (0.300+0.280)*1.78*1 =1.032 Tn

Peso de viga solera : 0.25*(0.20+0.17)*1*2.4=0.222 Tn

Peso de Muros : 0.25*(3+3)*1*1.8 =2.700 Tn

Peso de Sobrecimiento : 0.25*(0.50)*1*2.30 =0.288 Tn

Peso de la Sobrecarga : (0.500+0.100)*1.78*1 =1.068 Tn

Peso Parcial : 5.310 Tn

Peso Propio del Cimiento (10% Peso Parcial) : 0.531 Tn

Peso Total : 5.841 Tn

Ancho de la Cimentación: B= Pσ t

=5.8418.50

= 0.70 m.

Se utilizara un peralte de h= 1.00 m

8.2.Verificación de Esfuerzos:

La capacidad portante a utilizar fue 0.85 Kg/cm2 para verificar presiones de las cargas de gravedad y 1.131

Kg/cm2 para verificar las presiones cuando actúen las cargas de gravedad en conjunto con el sismo. Las

combinaciones a utilizar Fueron:

CM+CV

CM+CV±SX

CM+CV±SY

En el programa se crea una combinación llamada envolvente de presiones para obtener las máximas

presiones en cada punto bajo las zapatas

Luego de modificar las dimensiones de las zapatas para que no sobrepasen las presiones del terreno se

llego a las siguientes dimensiones.



Bloque 1

Dimensiones en planta de cimentación



Presiones Sobre el Terreno.

Bloque 2

Dimensiones en planta de cimentación



Presiones Sobre el Terreno

Reacción del terreno ( Wu ) : Para el diseño por corte y flexión se obtendrá la reacción más alta debida a

las combinaciones de diseño.

Para la zapata del bloque 1 (Entre ejes A-A, 4-4): W u = 12.93 Tn/m2

Reacción del Terreno (Wu)

8.1. Verificación por cortante:

Por Corte tipo Viga:



∅V c≤∅ 0.53√ f 'c bd=0.85∗0.53∗√210∗190∗40=49.62Tn

V ud=12.93∗0.68∗1.9=16.71Tn≤ϕV c=49.62Tn

Por Punzonamiento:

Solo se verificara en zapatas aisladas, las que tengan vigas de cimentación ya no es necesario.

V c ≤0.27 (2+ 4β )√ f ' cb0d

V c ≤0.27 (2+ α s d

b0 )√ f ' cb0d

V c ≤1.1√ f 'c b0d

Zapata entre ejes A-A y 4-4:

V c ≤0.27 (2+ 41 )√210 (360 ) (40 )=338.02Tn



V c ≤0.27 (2+ 40∗40360 )√210 (360 ) (40 )=137.71Tn

∅V c=0.85∗137.71=117.06Tn

V c ≤1.1√210∗360∗40=229.52Tn

Vu = (1.90*2.50-0.9*0.9)*12.93 = 50.94 Tn ≤ фVc = 117.06 Tn

8.2. Diseño

M u=(wu B ) Lv

2

2=

(12.93∗1.9 )∗1.082

2=14.33Tn−m

As = 10.53 cm2, Asmin = 0.0018*50*190 = 17.1 cm2, As = 9.00 cm2 / m, Usar : 5/8” @ 0.25 m


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