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“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________1 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
“MEJORAMIENTO DE LA CALIDAD DE
SERVICIO EDUCATIVO DE NIVEL
SECUNDARIO EN LA INSTITUCIÓN
EDUCATIVA SAN ROQUE DEL DISTRITO
DE CASTROVIRREYNA, PROVINCIA DE
CASTROVIRREYNA - HUANCAVELICA”
ANÁLISIS ESTRUCTURAL
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________2 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
ÍNDICE GENERAL
1. GENERALIDADES. 50
1.1 Introducción. 50
1.2 Objetivos. 50
1.3 Análisis Estructural. 50
2.4.13.1 ETABS VERSIÓN 9.7.2 50
2.4.13.2 SAP 2000 VERSION 14.2.4 51
2.4.13.3 SAFE VERSIÓN 12.3.1 52
1.4 Análisis Estructural por Cargas Verticales: 53
1.5 Códigos y Normas 54
1.6 Propiedades de los Materiales 55
2.1 DISEÑO ESTRUCTURAL MODULO “CENTRO DE RECURSOS
EDUCATIVOS” 58
2.1.1 Descripción General de la Edificación 58
2.1.2 Cargas Verticales 59
2.1.3 Diseño Sísmico 60
2.1.4 Combinación de Cargas 63
2.1.5 Modelo para el Análisis 63
2.1.6 Modos de vibración 64
2.1.7 Verificación de Desplazamientos 65
2.1.8 Fuerzas Globales 66
2.1.9 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m) 67
2.1.10 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton) 70
2.1.11 Distribución de refuerzos 73
2.1.12 Diseño de Losas Aligeradas 76
2.1.13 Diseño de Cimentaciones 78
2.1.13.1 Introducción 78
2.1.13.2 Pre-dimensionamiento 78
Verificación de esfuerzos 80
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________3 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Verificación Por punzonamiento 81
2.1.13.3 Modelo para el análisis 83
2.1.13.4 Verificación por punzonamiento 84
2.1.13.5 Verificación de esfuerzos 85
2.1.13.6 Diseño de Zapatas 86
2.2.1 Descripción General de la Edificación 89
2.2.2 Cargas Verticales 90
2.2.3 Diseño Sísmico 91
2.2.4 Combinación de Cargas 94
2.2.5 Modelo para el Análisis 94
2.2.6 Modos de vibración 95
2.2.7 Verificación de Desplazamientos 96
2.2.8 Fuerzas Globales 97
2.2.9 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m) 98
2.2.10 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton) 103
2.2.11 Distribución de refuerzos 108
2.2.12 Diseño de Losas Aligeradas 112
2.2.13 Diseño de Cimentaciones 115
2.2.13.1 Introducción 115
2.2.13.2 Pre-dimensionamiento 115
Verificación de esfuerzos 118
Verificación Por punzonamiento 119
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________4 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.2.13.3 Modelo para el análisis 121
2.2.13.4 Verificación por punzonamiento 122
2.2.13.5 Verificación de esfuerzos 123
2.2.13.6 Diseño de Zapatas 124
2.3 DISEÑO ESTRUCTURAL MODULO “Secretaría, Tópico y Psicología” 126
2.3.1 Descripción General de la Edificación 126
2.3.2 Cargas Verticales 127
2.3.3 Diseño Sísmico 128
2.3.4 Combinación de Cargas 132
2.3.5 Modelo para el Análisis 133
2.3.6 Modos de vibración 134
2.3.7 Verificación de Desplazamientos 134
2.3.8 Fuerzas Globales 136
2.3.9 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m) 136
2.3.10 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton) 140
2.3.11 Distribución de refuerzos 143
2.3.12 Diseño de Losas Aligeradas 146
2.3.13 Diseño de Cimentaciones 152
2.3.13.1 Introducción 152
2.3.13.2 Pre-dimensionamiento 152
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________5 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Verificación de esfuerzos 155
Verificación Por punzonamiento 156
2.3.13.3 Modelo para el análisis 157
2.3.13.4 Verificación por punzonamiento 158
2.3.13.5 Verificación de esfuerzos 159
2.3.13.6 Diseño de Zapatas 160
2.4.2 Descripción General de la Edificación 162
2.4.3 Cargas Verticales 163
2.4.4 Diseño Sísmico 164
2.4.5 Combinación de Cargas 167
2.4.6 Modelo para el Análisis 167
2.4.7 Modos de vibración 168
2.4.8 Verificación de Desplazamientos 169
2.4.9 Fuerzas Globales 169
2.4.10 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m) 170
2.4.11 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton) 172
2.4.12 Distribución de refuerzos 174
2.4.13 Diseño de Losas Aligeradas 176
2.4.14 Diseño de Cimentaciones 179
2.4.13.1 Introducción 179
2.4.13.2 Pre-dimensionamiento 180
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________6 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Verificación de esfuerzos 182
Verificación Por punzonamiento 183
2.4.13.3 Modelo para el análisis 185
2.4.13.4 Verificación por punzonamiento 186
2.4.13.5 Verificación de esfuerzos 187
2.4.13.6 Diseño de Zapatas 188
2.4 DISEÑO ESTRUCTURAL MODULO “AULA” 190
2.5.1 Descripción General de la Edificación 190
2.5.2 Cargas Verticales 191
2.5.3 Diseño Sísmico 192
2.5.4 Combinación de Cargas 195
2.5.5 Modelo para el Análisis 195
2.5.6 Modos de vibración 196
2.5.7 Verificación de Desplazamientos 197
2.5.8 Fuerzas Globales 197
2.5.9 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m) 198
2.5.10 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton) 202
2.5.11 Distribución de refuerzos 206
2.5.12 Diseño de Losas Aligeradas 210
2.5.13 Diseño de Cimentaciones 214
2.5.13.1 Introducción 214
2.5.13.2 Pre-dimensionamiento 214
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________7 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Verificación de esfuerzos 217
Verificación Por punzonamiento 218
2.5.13.3 Modelo para el análisis 219
2.5.13.4 Verificación por punzonamiento 220
2.5.13.5 Verificación de esfuerzos 221
2.5.13.6 Diseño de Zapatas 222
2.5 DISEÑO ESTRUCTURAL MODULO “SS.HH” 224
2.7.1 Descripción General de la Edificación 224
2.7.2 Cargas Verticales 225
2.7.3 Diseño Sísmico 226
2.7.4 Combinación de Cargas 229
2.7.5 Modelo para el Análisis 229
2.7.6 Modos de vibración 230
2.7.7 Verificación de Desplazamientos 231
2.7.8 Fuerzas Globales 232
2.7.9 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m) 233
2.7.10 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton) 236
2.7.11 Distribución de refuerzos 239
2.7.12 Diseño de Losas Aligeradas 242
2.7.13 Diseño de Cimentaciones 246
2.7.13.1 Introducción 246
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________8 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.2 Pre-dimensionamiento 246
Verificación de esfuerzos 249
Verificación Por punzonamiento 250
2.7.13.3 Modelo para el análisis 251
2.7.13.4 Verificación por punzonamiento 252
2.7.13.5 Verificación de esfuerzos 253
2.7.13.6 Diseño de Zapatas 254
2.7.14 Descripción General de la Edificación 256
2.7.15 Cargas Verticales 257
2.7.16 Diseño Sísmico 258
2.7.17 Combinación de Cargas 261
2.7.18 Modelo para el Análisis 261
2.7.19 Modos de vibración 262
2.7.20 Verificación de Desplazamientos 263
2.7.21 Fuerzas Globales 264
2.7.22 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m) 265
2.7.23 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton) 269
2.7.24 Distribución de refuerzos 273
2.7.25 Diseño de Losas Aligeradas 276
2.7.26 Diseño de Cimentaciones 280
2.7.13.1 Introducción 280
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Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________9 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.2 Pre-dimensionamiento 281
Verificación de esfuerzos 283
Verificación Por punzonamiento 284
2.7.13.3 Modelo para el análisis 286
2.7.13.4 Verificación por punzonamiento 287
2.7.13.5 Verificación de esfuerzos 288
2.7.13.6 Diseño de Zapatas 289
2.7.27 Descripción General de la Edificación 291
2.7.28 Cargas Verticales 292
2.7.29 Diseño Sísmico 292
2.7.30 Combinación de Cargas 296
2.7.31 Modelo para el Análisis 296
2.7.32 Modos de vibración 297
2.7.33 Verificación de Desplazamientos 298
2.7.34 Fuerzas Globales 298
2.7.35 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m) 299
2.7.36 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton) 302
2.7.37 Distribución de refuerzos 306
2.7.38 Diseño de Losas Aligeradas 309
2.7.39 Diseño de Cimentaciones 311
2.7.13.1 Introducción 311
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________10 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.2 Pre-dimensionamiento 311
Verificación de esfuerzos 314
Verificación Por punzonamiento 315
2.7.13.3 Modelo para el análisis 316
2.7.13.4 Verificación por punzonamiento 317
2.7.13.5 Verificación de esfuerzos 318
2.7.13.6 Diseño de Zapatas 319
2.6 DISEÑO ESTRUCTURAL MODULO “LABORATORIO – BLOQUE II” 321
2.7.40 Descripción General de la Edificación 321
2.7.41 Cargas Verticales 322
2.7.42 Diseño Sísmico 322
2.7.43 Combinación de Cargas 326
2.7.44 Modelo para el Análisis 326
2.7.45 Modos de vibración 327
2.7.46 Verificación de Desplazamientos 328
2.7.47 Fuerzas Globales 329
2.7.48 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m) 330
2.7.49 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton) 334
2.7.50 Distribución de refuerzos 338
2.7.51 Diseño de Losas Aligeradas 341
2.7.52 Diseño de Cimentaciones 343
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________11 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.1 Introducción 343
2.7.13.2 Pre-dimensionamiento 344
Verificación de esfuerzos 346
Verificación Por punzonamiento 347
2.7.13.3 Modelo para el análisis 349
2.7.13.4 Verificación por punzonamiento 350
2.7.13.5 Verificación de esfuerzos 351
2.7.13.6 Diseño de Zapatas 352
2.7.53 Descripción General de la Edificación 354
2.7.54 Cargas Verticales 355
2.7.55 Diseño Sísmico 355
2.7.56 Combinación de Cargas 359
2.7.57 Modelo para el Análisis 359
2.7.58 Modos de vibración 360
2.7.59 Verificación de Desplazamientos 361
2.7.60 Fuerzas Globales 362
2.7.61 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m) 363
2.7.62 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton) 368
2.7.63 Distribución de refuerzos 373
2.7.64 Diseño de Losas Aligeradas 378
2.7.65 Diseño de Cimentaciones 380
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________12 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.1 Introducción 380
2.7.13.2 Pre-dimensionamiento 380
Verificación de esfuerzos 383
Verificación Por punzonamiento 384
2.7.13.3 Modelo para el análisis 386
2.7.13.4 Verificación por punzonamiento 387
2.7.13.5 Verificación de esfuerzos 388
2.7.13.6 Diseño de Zapatas 389
2.7.1 Descripción General de la Edificación 391
2.7.2 Cargas Verticales 392
2.7.3 Diseño Sísmico 392
2.7.4 Combinación de Cargas 396
2.7.5 Modelo para el Análisis 397
2.7.6 Modos de vibración 397
2.7.7 Verificación de Desplazamientos 398
2.7.8 Fuerzas Globales 399
2.7.9 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m) 400
2.7.10 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton) 406
2.7.11 Distribución de refuerzos 412
2.7.12 Diseño de Losas Aligeradas 416
2.7.13 Diseño de Cimentaciones 417
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________13 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.1 Introducción 417
2.7.13.2 Pre-dimensionamiento 418
Verificación de esfuerzos 418
Verificación Por punzonamiento 419
2. CONCLUSIONES 421
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________14 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1: ETABS, Planta Modulo Centro de Recursos Educativos................................... 58
Figura 2: ETABS, Cargas Verticales Modulo Centro de Recursos Educativos. ............... 59
Figura 3: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado. .............................................. 62
Figura 4: Espectro Sistema de Albañilería Confinada. ...................................................... 62
Figura 5: ETABS, Modelo 3d Modulo Centro de Recursos Educativos. .......................... 64
Figura 6: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 67
Figura 7: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 67
Figura 8: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje C Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 68
Figura 9: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje D Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 68
Figura 10: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 69
Figura 11: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 69
Figura 12: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 70
Figura 13: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 70
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________15 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 14: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje C Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 71
Figura 15: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje D Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 71
Figura 16: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 72
Figura 17: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 72
Figura 18: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Centro de Recursos Educativos. ................ 73
Figura 19: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Centro de Recursos Educativos. ................. 73
Figura 20: ETABS, Refuerzos eje C Modulo Centro de Recursos Educativos. ................ 74
Figura 21: ETABS, Refuerzos eje D Modulo Centro de Recursos Educativos. ................ 74
Figura 22: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo Centro de Recursos Educativos. ................. 75
Figura 23: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Centro de Recursos Educativos. ................. 75
Figura 24: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo Centro de
Recursos Educativos ............................................................................................................ 77
Figura 25: SAP2000, Carga Viva Losa Aligera primer nivel, Modulo Centro de Recursos
Educativos ............................................................................................................................ 77
Figura 26: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada Primer nivel,
Modulo Centro de Recursos Educativos ............................................................................ 77
Figura 27: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel,
Modulo Centro de Recursos Educativos ............................................................................ 77
Figura 28: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Centro de Recursos Educativos. ... 83
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________16 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 29: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Centro de
Recursos Educativos. ........................................................................................................... 84
Figura 30: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Centro de Recursos
Educativos (kg/cm2). .......................................................................................................... 85
Figura 31: SAFE, Diagrama de Momentos en Zapatas Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 86
Figura 32: SAFE, Calculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 87
Figura 33: ETABS, Planta Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación............ 89
Figura 34: ETABS, Cargas Verticales Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De
Innovación. ........................................................................................................................... 90
Figura 35: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado. ............................................ 93
Figura 36: Espectro Sistema de Albañilería Confinada. .................................................... 93
Figura 37: ETABS, Modelo 3d Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación. ... 95
Figura 38: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ........................................................................................... 98
Figura 39: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ........................................................................................... 98
Figura 40: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 3 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ........................................................................................... 99
Figura 41: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 4 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ........................................................................................... 99
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________17 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 42: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 5 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 100
Figura 43: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 6 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 100
Figura 44: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 7 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 101
Figura 45: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 101
Figura 46: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 102
Figura 47: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 103
Figura 48: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 103
Figura 49: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 3 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 104
Figura 50: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 4 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 104
Figura 51: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 5 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 105
Figura 52: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 6 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 105
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________18 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 53: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 7 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 106
Figura 54: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 106
Figura 55: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 107
Figura 56: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
............................................................................................................................................. 108
Figura 57: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
............................................................................................................................................. 108
Figura 58: ETABS, Refuerzos eje 3 Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
............................................................................................................................................. 109
Figura 59: ETABS, Refuerzos eje 4 Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
............................................................................................................................................. 109
Figura 60: ETABS, Refuerzos eje 5 Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
............................................................................................................................................. 110
Figura 61: ETABS, Refuerzos eje 6 Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
............................................................................................................................................. 110
Figura 62: ETABS, Refuerzos eje 7 Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
............................................................................................................................................. 111
Figura 63: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
............................................................................................................................................. 111
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________19 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 64: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
............................................................................................................................................. 112
Figura 65: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 113
Figura 66: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 113
Figura 67: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 113
Figura 68: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 114
Figura 69: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer nivel,
Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación. .................................................... 114
Figura 70: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel,
Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación. .................................................... 114
Figura 71: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De
Innovación. ......................................................................................................................... 121
Figura 72: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 122
Figura 73: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. (kg/cm2). ....................................................................... 123
Figura 74: SAFE, Cálculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula
De Innovación. ................................................................................................................... 124
Figura 75: ETABS, Planta Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología. ............................... 126
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________20 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 76: ETABS, Cargas Verticales Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología. ............ 128
Figura 77: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado. .......................................... 131
Figura 78: Espectro Sistema de Albañilería Confinada. .................................................. 131
Figura 79: ETABS, Modelo 3d Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología. ....................... 133
Figura 80: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo Secretaría, Tópico Y
Psicología. ........................................................................................................................... 136
Figura 81: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Secretaría, Tópico Y
Psicología. ........................................................................................................................... 136
Figura 82: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 3 Modulo Secretaría, Tópico Y
Psicología. ........................................................................................................................... 137
Figura 83: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo Secretaría, Tópico Y
Psicología. ........................................................................................................................... 137
Figura 84: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo Secretaría, Tópico Y
Psicología. ........................................................................................................................... 138
Figura 85: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje C Modulo Secretaría, Tópico Y
Psicología. ........................................................................................................................... 138
Figura 86: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo Módulo Secretaría,
Tópico Y Psicología. ........................................................................................................... 140
Figura 87: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Módulo Secretaría,
Tópico Y Psicología. ........................................................................................................... 140
Figura 88: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 3 Modulo Módulo Secretaría,
Tópico Y Psicología. ........................................................................................................... 141
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________21 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 89: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo Módulo Secretaría,
Tópico Y Psicología ............................................................................................................ 141
Figura 90: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo Módulo Secretaría,
Tópico Y Psicología ............................................................................................................ 142
Figura 91: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje C Modulo Módulo Secretaría,
Tópico Y Psicología ............................................................................................................ 142
Figura 92: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología... 143
Figura 93: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología... 143
Figura 94: ETABS, Refuerzos eje 3 Modulo Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología... 144
Figura 95: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología.. 144
Figura 96: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología .. 145
Figura 97: ETABS, Refuerzos eje C Modulo Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología .. 145
Figura 98: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Módulo Secretaría, Tópico
Y Psicología. ....................................................................................................................... 147
Figura 99: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Módulo Secretaría, Tópico
Y Psicología. ....................................................................................................................... 147
Figura 100: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Módulo Secretaría,
Tópico Y Psicología. ........................................................................................................... 147
Figura 101: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Módulo Secretaría,
Tópico Y Psicología. ........................................................................................................... 147
Figura 102: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer nivel,
Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología. .......................................................................... 148
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
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_________________________________________________________________________22 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 103: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel,
Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología. .......................................................................... 148
Figura 104: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera segundo nivel, Módulo Secretaría,
Tópico Y Psicología. ........................................................................................................... 149
Figura 105: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Módulo Secretaría,
Tópico Y Psicología. ........................................................................................................... 150
Figura 106: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Módulo Secretaría,
Tópico Y Psicología. ........................................................................................................... 150
Figura 107: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Secretaría,
Tópico Y Psicología. ........................................................................................................... 150
Figura 108: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada segundo
nivel, Modulo Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología. ................................................. 150
Figura 109: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada segundo nivel,
Modulo Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología. ........................................................... 151
Figura 110: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología. 157
Figura 111: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Secretaría,
Tópico Y Psicología. ........................................................................................................... 158
Figura 112: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Secretaría, Tópico Y
Psicología (kg/cm2). .......................................................................................................... 159
Figura 113: SAFE, Calculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Secretaría, Tópico Y
Psicología. ........................................................................................................................... 160
Figura 114: ETABS, Planta Modulo Escalera. .................................................................. 162
Figura 115: ETABS, Cargas Verticales Modulo Escalera. ................................................ 163
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_________________________________________________________________________23 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 116: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado.......................................... 165
Figura 117: Espectro Sistema de Albañilería Confinada. ................................................ 166
Figura 118: ETABS, Modelo 3d Modulo Escalera. ........................................................... 168
Figura 119: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo Escalera. ........... 170
Figura 120: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo Escalera. ........... 170
Figura 121: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo Escalera. ............ 171
Figura 122: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Escalera. ............ 171
Figura 123: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo Escalera. .............. 172
Figura 124: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo Escalera. ............... 172
Figura 125: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo Escalera. ............... 173
Figura 126: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Escalera. ............... 173
Figura 127: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Escalera. ................................................... 174
Figura 128: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Escalera..................................................... 174
Figura 129: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo Escalera. .................................................... 175
Figura 130: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Escalera. .................................................... 175
Figura 131: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo Escalera. .... 177
Figura 132: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Escalera. ..... 177
Figura 133: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer nivel,
Modulo Escalera. ................................................................................................................ 177
Figura 134: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel,
Modulo Escalera. ................................................................................................................ 178
Figura 135: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera segundo nivel, Modulo Escalera... 179
Figura 136: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Escalera. .. 179
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
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Huancavelica”
_________________________________________________________________________24 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 137: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada segundo
nivel, Modulo Escalera. ..................................................................................................... 179
Figura 138: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada segundo nivel,
Modulo Escalera. ................................................................................................................ 179
Figura 139: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Escalera. ...................................... 185
Figura 140: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Escalera. ..... 186
Figura 141: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Escalera. (kg/cm2). . 187
Figura 142: SAFE, Calculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Escalera. .......................... 188
Figura 143: ETABS, Planta Modulo Aula. ........................................................................ 190
Figura 144: ETABS, Cargas Verticales Modulo Aula. ..................................................... 191
Figura 145: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado ......................................... 194
Figura 146: Espectro Sistema de Albañilería Confinada ................................................. 194
Figura 147: ETABS, Modelo 3d Modulo Aula. para el Análisis. .................................... 196
Figura 148: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo Aula. ................ 198
Figura 149: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo Aula. ................. 198
Figura 150: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje C Modulo Aula. ................. 199
Figura 151: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje D Modulo Aula. ................ 199
Figura 152: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje E Modulo Aula. ................. 200
Figura 153: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo Aula. ................. 200
Figura 154: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Aula. ................. 201
Figura 155: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo Aula. .................... 202
Figura 156: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo Aula. ..................... 202
Figura 157: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje C Modulo Aula. .................... 203
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_________________________________________________________________________25 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 158: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje D Modulo Aula. .................... 203
Figura 159: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje E Modulo Aula. ..................... 204
Figura 160: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo Aula. ..................... 204
Figura 161: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Aula. ..................... 205
Figura 162: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Aula. ........................................................ 206
Figura 163: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Aula. ......................................................... 206
Figura 164: ETABS, Refuerzos eje C Modulo Aula. ......................................................... 207
Figura 165: ETABS, Refuerzos eje D Modulo Aula. ........................................................ 207
Figura 166: ETABS, Refuerzos eje E Modulo Aula. ......................................................... 208
Figura 167: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo Aula........................................................... 208
Figura 168: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Aula........................................................... 209
Figura 169: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo Aula. .......... 211
Figura 170: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Aula. .......... 211
Figura 171: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Aula. .......... 211
Figura 172: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Aula. .......... 211
Figura 173: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer nivel,
Modulo Aula. ..................................................................................................................... 211
Figura 174: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel,
Modulo Aula. ..................................................................................................................... 211
Figura 175: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera segundo nivel, Modulo Aula. ....... 212
Figura 176: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Aula. ....... 212
Figura 177: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Aula. ....... 213
Figura 178: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Aula. ....... 213
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
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_________________________________________________________________________26 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 179: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada segundo
nivel, Modulo Aula. ........................................................................................................... 213
Figura 180: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada segundo nivel,
Modulo Aula. ..................................................................................................................... 213
Figura 181: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Aula............................................. 219
Figura 182: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Aula. ........... 220
Figura 183: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Aula. (kg/cm2). ....... 221
Figura 184: SAFE, Calculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Aula. ................................ 222
Figura 185: ETABS, Planta Modulo SS.HH. ..................................................................... 224
Figura 186: ETABS, Cargas Verticales Modulo SS.HH. .................................................. 225
Figura 187: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado ......................................... 228
Figura 188: Espectro Sistema de Albañilería Confinada ................................................. 228
Figura 189: ETABS, Modelo Modulo SS.HH. para el Análisis. ..................................... 230
Figura 190: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo SS.HH. ............. 233
Figura 191: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo SS.HH. .............. 233
Figura 192: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje C Modulo SS.HH.. ............. 234
Figura 193: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje D Modulo SS.HH. ............. 234
Figura 194: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo SS.HH. .............. 235
Figura 195: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo SS.HH. .............. 235
Figura 196: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo SS.HH. ................. 236
Figura 197: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo SS.HH. .................. 236
Figura 198: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje C Modulo SS.HH. ................. 237
Figura 199: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje D Modulo SS.HH. ................. 237
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________27 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 200: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo SS.HH. .................. 238
Figura 201: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo SS.HH. .................. 238
Figura 202: ETABS, Refuerzos eje A Modulo SS.HH. ..................................................... 239
Figura 203: ETABS, Refuerzos eje B Modulo SS.HH. ...................................................... 239
Figura 204: ETABS, Refuerzos eje C Modulo SS.HH. ...................................................... 240
Figura 205: ETABS, Refuerzos eje D Modulo SS.HH. ..................................................... 240
Figura 206: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo SS.HH. ...................................................... 241
Figura 207: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo SS.HH. ...................................................... 241
Figura 208: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo SS.HH. ...... 243
Figura 209: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo SS.HH. ...... 243
Figura 210: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo SS.HH. ...... 243
Figura 211: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo SS.HH. ...... 243
Figura 212: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer
nivel, Modulo SS.HH. ........................................................................................................ 243
Figura 213: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel,
Modulo SS.HH. .................................................................................................................. 244
Figura 214: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera segundo nivel, Modulo SS.HH. ... 245
Figura 215: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo SS.HH. ... 245
Figura 216: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo SS.HH. ... 245
Figura 217: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo SS.HH. ... 245
Figura 218: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada segundo
nivel, Modulo SS.HH. ........................................................................................................ 245
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________28 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 219: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada segundo nivel,
Modulo SS.HH. .................................................................................................................. 245
Figura 220: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo SS.HH. ........................................ 251
Figura 221: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo SS.HH. ........ 252
Figura 222: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo SS.HH. (kg/cm2). .... 253
Figura 223: SAFE, Cálculo de Refuerzo en Zapatas Modulo SS.HH. ............................. 254
Figura 224: ETABS, Planta Modulo Cafetín. .................................................................... 256
Figura 225: ETABS, Cargas Verticales Modulo Cafetín. ................................................. 257
Figura 226: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado ......................................... 260
Figura 227: Espectro Sistema de Albañilería Confinada ................................................. 260
Figura 228: ETABS, Modelo Modulo Cafetín. Para el Análisis. ..................................... 262
Figura 229: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo Cafetín. ............ 265
Figura 230: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo Cafetín. ............. 266
Figura 231: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje C Modulo Cafetín. ............. 266
Figura 232: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje D Modulo Cafetín. ............ 267
Figura 233: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje E Modulo Cafetín. ............. 268
Figura 234: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo Cafetín. ............. 268
Figura 235: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Cafetín. ............. 268
Figura 236: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo Cafetín. ................ 269
Figura 237: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo Cafetín. ................. 269
Figura 238: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje C Modulo Cafetín. ................ 270
Figura 239: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje D Modulo Cafetín. ................ 270
Figura 240: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje E Modulo Cafetín. ................. 271
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________29 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 241: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo Cafetín. ................. 271
Figura 242: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Cafetín. ................. 272
Figura 243: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Cafetín. .................................................... 273
Figura 244: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Cafetín. ..................................................... 273
Figura 245: ETABS, Refuerzos eje C Modulo Cafetín. ..................................................... 274
Figura 246: ETABS, Refuerzos eje D Modulo Cafetín...................................................... 274
Figura 247: ETABS, Refuerzos eje E Modulo Cafetín. ..................................................... 275
Figura 248: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo Cafetín....................................................... 275
Figura 249: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Cafetín....................................................... 276
Figura 250: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo Cafetín. ..... 277
Figura 251: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Cafetín. ..... 277
Figura 252: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Cafetín. ..... 278
Figura 253: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Cafetín. ..... 278
Figura 254: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer
nivel, Modulo Cafetín. ....................................................................................................... 278
Figura 255: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel,
Modulo Cafetín. ................................................................................................................. 278
Figura 256: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera segundo nivel, Modulo Cafetín. .. 279
Figura 257: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Cafetín. .. 279
Figura 258: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Cafetín. .. 279
Figura 259: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Cafetín. .. 280
Figura 260: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada segundo
nivel, Modulo Cafetín. ....................................................................................................... 280
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________30 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 261: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada segundo nivel,
Modulo Cafetín. ................................................................................................................. 280
Figura 262: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Cafetín......................................... 286
Figura 263: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Cafetín. ....... 287
Figura 264: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Cafetín.. (kg/cm2). .. 288
Figura 265: SAFE, Cálculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Cafetín. ............................ 289
Figura 266: ETABS, Planta Modulo Laboratorio – Bloque I. ........................................... 291
Figura 267: ETABS, Cargas Verticales Modulo Laboratorio – Bloque I. ........................ 292
Figura 268: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado ......................................... 295
Figura 269: Espectro Sistema de Albañilería Confinada ................................................. 295
Figura 270: ETABS, Modelo Modulo Laboratorio – Bloque I. para el Análisis. ........... 297
Figura 271: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo Laboratorio –
Bloque I. .............................................................................................................................. 299
Figura 272: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo Laboratorio – Bloque
I. ........................................................................................................................................... 300
Figura 273: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje C Modulo Laboratorio –
Bloque I. .............................................................................................................................. 300
Figura 274: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje D Modulo Laboratorio –
Bloque I. .............................................................................................................................. 301
Figura 275: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo Laboratorio – Bloque
I. ........................................................................................................................................... 301
Figura 276: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Laboratorio – Bloque
I. ........................................................................................................................................... 302
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________31 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 277: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo Laboratorio – Bloque
I. ........................................................................................................................................... 302
Figura 278: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo Laboratorio – Bloque
I. ........................................................................................................................................... 303
Figura 279: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje C Modulo Laboratorio – Bloque
I. ........................................................................................................................................... 303
Figura 280: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje D Modulo Laboratorio – Bloque
I. ........................................................................................................................................... 304
Figura 281: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo Laboratorio – Bloque
I. ........................................................................................................................................... 304
Figura 282: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Laboratorio – Bloque
I. ........................................................................................................................................... 305
Figura 283: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Laboratorio – Bloque I. ........................... 306
Figura 284: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Laboratorio – Bloque I. ............................ 306
Figura 285: ETABS, Refuerzos eje C Modulo Laboratorio – Bloque I. ........................... 307
Figura 286: ETABS, Refuerzos eje D Modulo Laboratorio – Bloque I. ........................... 307
Figura 287: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo Laboratorio – Bloque I. ............................ 308
Figura 288: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Laboratorio – Bloque I. ............................ 308
Figura 289: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo Laboratorio –
Bloque I. .............................................................................................................................. 310
Figura 290: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Laboratorio –
Bloque I. .............................................................................................................................. 310
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________32 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 291: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Laboratorio –
Bloque I. .............................................................................................................................. 310
Figura 292: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Laboratorio –
Bloque I. .............................................................................................................................. 310
Figura 293: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer
nivel, Modulo Laboratorio – Bloque I............................................................................... 310
Figura 294: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel,
Modulo Laboratorio – Bloque I. ........................................................................................ 310
Figura 295: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Laboratorio – Bloque I. .............. 316
Figura 296: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Laboratorio –
Bloque I. .............................................................................................................................. 317
Figura 297: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Laboratorio – Bloque I.
(kg/cm2). ............................................................................................................................ 318
Figura 298: SAFE, Cálculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Laboratorio – Bloque I. .. 319
Figura 299: ETABS, Planta Modulo Laboratorio – Bloque II. ......................................... 321
Figura 300: ETABS, Cargas Verticales Modulo Laboratorio – Bloque II. ....................... 322
Figura 301: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado ......................................... 325
Figura 302: Espectro Sistema de Albañilería Confinada ................................................. 325
Figura 303: ETABS, Modelo Modulo Laboratorio – Bloque II. para el Análisis. ......... 327
Figura 304: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje E Modulo Laboratorio – Bloque
II........................................................................................................................................... 330
Figura 305: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje F Modulo Laboratorio – Bloque
II........................................................................................................................................... 330
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Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
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_________________________________________________________________________33 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 306: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje G Modulo Laboratorio –
Bloque II. ............................................................................................................................. 331
Figura 307: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje H Modulo Laboratorio –
Bloque II. ............................................................................................................................. 331
Figura 308: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje I Modulo Laboratorio – Bloque
II........................................................................................................................................... 332
Figura 309: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Laboratorio – Bloque
II........................................................................................................................................... 332
Figura 310: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 3 Modulo Laboratorio – Bloque
II........................................................................................................................................... 333
Figura 311: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje E Modulo Laboratorio – Bloque
II........................................................................................................................................... 334
Figura 312: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje F Modulo Laboratorio – Bloque
II........................................................................................................................................... 334
Figura 313: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje G Modulo Laboratorio – Bloque
II........................................................................................................................................... 335
Figura 314: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje H Modulo Laboratorio – Bloque
II........................................................................................................................................... 335
Figura 315: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje I Modulo Laboratorio – Bloque
II........................................................................................................................................... 336
Figura 316: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Laboratorio – Bloque
II........................................................................................................................................... 336
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_________________________________________________________________________34 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 317: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 3 Modulo Laboratorio – Bloque
II........................................................................................................................................... 337
Figura 318: ETABS, Refuerzos eje E Modulo Laboratorio – Bloque II. .......................... 338
Figura 319: ETABS, Refuerzos eje F Modulo Laboratorio – Bloque II............................ 338
Figura 320: ETABS, Refuerzos eje G Modulo Laboratorio – Bloque II. .......................... 339
Figura 321: ETABS, Refuerzos eje H Modulo Laboratorio – Bloque II. ......................... 339
Figura 322: ETABS, Refuerzos eje I Modulo Laboratorio – Bloque II. ........................... 340
Figura 323: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Laboratorio – Bloque II. ........................... 340
Figura 324: ETABS, Refuerzos eje 3 Modulo Laboratorio – Bloque II. ........................... 341
Figura 325: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo Laboratorio –
Bloque II. ............................................................................................................................. 342
Figura 326: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Laboratorio –
Bloque II. ............................................................................................................................. 342
Figura 327: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Laboratorio –
Bloque II. ............................................................................................................................. 342
Figura 328: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Laboratorio –
Bloque II. ............................................................................................................................. 343
Figura 329: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer
nivel, Modulo Laboratorio – Bloque II. ............................................................................ 343
Figura 330: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel,
Modulo Laboratorio – Bloque II........................................................................................ 343
Figura 331: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Laboratorio – Bloque II. ............. 349
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_________________________________________________________________________35 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 332: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Laboratorio –
Bloque II. ............................................................................................................................. 350
Figura 333: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Laboratorio – Bloque II.
(kg/cm2). ............................................................................................................................ 351
Figura 334: SAFE, Cálculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Laboratorio – Bloque II. . 352
Figura 335: ETABS, Planta Modulo Taller........................................................................ 355
Figura 336: ETABS, Cargas Verticales Modulo Taller. .................................................... 355
Figura 337: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado ......................................... 358
Figura 338: Espectro Sistema de Albañilería Confinada ................................................. 358
Figura 339: ETABS, Modelo Modulo Taller. Para el Análisis. ...................................... 360
Figura 340: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo Taller. ............... 363
Figura 341: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo Taller................. 363
Figura 342: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje C Modulo Taller. ............... 364
Figura 343: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje D Modulo Taller. ............... 364
Figura 344: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje E Modulo Taller................. 365
Figura 345: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje E Modulo Taller................. 365
Figura 346: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje G Modulo Taller. ............... 366
Figura 347: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Taller. ................ 366
Figura 348: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 3 Modulo Taller. ................ 367
Figura 349: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 4 Modulo Taller. ................ 367
Figura 350: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo Taller. .................. 368
Figura 351: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo Taller. ................... 368
Figura 352: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje C Modulo Taller. ................... 369
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_________________________________________________________________________36 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 353: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje D Modulo Taller. .................. 369
Figura 354: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje E Modulo Taller. ................... 370
Figura 355: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje F Modulo Taller. ................... 370
Figura 356: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje G Modulo Taller.................... 371
Figura 357: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Taller..................... 371
Figura 358: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 3 Modulo Taller..................... 372
Figura 359: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 4 Modulo Taller..................... 372
Figura 360: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Taller. ....................................................... 373
Figura 361: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Taller. ........................................................ 373
Figura 362: ETABS, Refuerzos eje C Modulo Taller. ....................................................... 374
Figura 363: ETABS, Refuerzos eje D Modulo Taller. ....................................................... 374
Figura 364: ETABS, Refuerzos eje E Modulo Taller. ........................................................ 375
Figura 365: ETABS, Refuerzos eje F Modulo Taller. ........................................................ 375
Figura 366: ETABS, Refuerzos eje G Modulo Taller. ....................................................... 376
Figura 367: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Taller. ........................................................ 376
Figura 368: ETABS, Refuerzos eje 3 Modulo Taller. ........................................................ 377
Figura 369: ETABS, Refuerzos eje 4 Modulo Taller. ........................................................ 377
Figura 370: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo Taller. ........ 379
Figura 371: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Taller. ........ 379
Figura 372: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Taller. ........ 379
Figura 373: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Taller. ........ 379
Figura 374: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer
nivel, Modulo Taller. ......................................................................................................... 380
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_________________________________________________________________________37 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 375: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel,
Modulo Taller. .................................................................................................................... 380
Figura 376: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Taller. .......................................... 386
Figura 377: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Taller. ......... 387
Figura 378: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Taller. (kg/cm2). ..... 388
Figura 379: SAFE, Cálculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Taller. .............................. 389
Figura 380: ETABS, Planta Modulo Gimnasio. ................................................................ 391
Figura 381: ETABS, Cargas Verticales Modulo Gimnasio. ............................................. 392
Figura 382: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado ......................................... 395
Figura 383: Espectro Sistema de Albañilería Confinada ................................................. 395
Figura 384: ETABS, Modelo Modulo Gimnasio. Para el Análisis. ................................ 397
Figura 385: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo Gimnasio. ........ 400
Figura 386: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo Gimnasio. ......... 400
Figura 387: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje C Modulo Gimnasio. ......... 401
Figura 388: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje D Modulo Gimnasio. ........ 401
Figura 389: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo Gimnasio. ......... 402
Figura 390: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Gimnasio. ......... 402
Figura 391: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 3 Modulo Gimnasio. ......... 403
Figura 392: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 4 Modulo Gimnasio. ......... 403
Figura 393: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 5 Modulo Gimnasio. ......... 404
Figura 394: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 6 Modulo Gimnasio. ......... 404
Figura 395: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 7 Modulo Gimnasio. ......... 405
Figura 396: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 8 Modulo Gimnasio. ......... 405
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
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_________________________________________________________________________38 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 397: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo Modulo Gimnasio.
............................................................................................................................................. 406
Figura 398: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo Gimnasio.............. 406
Figura 399: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje C Modulo Gimnasio. ............ 407
Figura 400: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje D Modulo Gimnasio. ............ 407
Figura 401: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo Gimnasio. ............. 408
Figura 402: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Gimnasio. ............. 408
Figura 403: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 3 Modulo Gimnasio. ............. 409
Figura 404: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 4 Modulo Gimnasio. ............. 409
Figura 405: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 5 Modulo Gimnasio. ............. 410
Figura 406: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 6 Modulo Gimnasio. ............. 410
Figura 407: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 7 Modulo Gimnasio. ............. 411
Figura 408: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 8 Modulo Gimnasio. ............. 411
Figura 409: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Gimnasio. ................................................ 412
Figura 410: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Gimnasio. ................................................ 412
Figura 411: ETABS, Refuerzos eje C Modulo Gimnasio. ................................................. 413
Figura 412: ETABS, Refuerzos eje D Modulo Gimnasio. ................................................ 413
Figura 413: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo Gimnasio. ................................................. 413
Figura 414: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Gimnasio. ................................................. 414
Figura 415: ETABS, Refuerzos eje 3 Modulo Gimnasio. ................................................. 414
Figura 416: ETABS, Refuerzos eje 4 Modulo Gimnasio. ................................................. 414
Figura 417: ETABS, Refuerzos eje 5Modulo Gimnasio. .................................................. 415
Figura 418: ETABS, Refuerzos eje 6 Modulo Gimnasio. ................................................. 415
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
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_________________________________________________________________________39 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 419: ETABS, Refuerzos eje 7 Modulo Gimnasio. ................................................. 415
Figura 420: ETABS, Refuerzos eje 8 Modulo Gimnasio. ................................................. 416
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_________________________________________________________________________40 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Metrado de Cargas Losa Modulo Centro de Recursos Educativos. ................... 59
Tabla 2: Metrado de Cargas Modulo Centro de Recursos Educativos............................. 59
Tabla 3: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo Aceleraciones .................... 60
Tabla 4: Periodo - Aceleraciones ......................................................................................... 61
Tabla 5: Combinación de Cargas ........................................................................................ 63
Tabla 6: Modos de Vibración Modulo Centro de Recursos Educativos........................... 64
Tabla 7: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 65
Tabla 8: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinada y Pórticos por puntos
módulo Centro de Recursos Educativos. ........................................................................... 65
Tabla 9: Desplazamientos Laterales Por Centro De Masa Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 66
Tabla 10: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada primer nivel .......................... 76
Tabla 11: Metrado de Cargas Losa Aligerada - primer nivel ............................................ 76
Tabla 12: Carga muerta Losa Aligerada - primer nivel ..................................................... 76
Tabla 13: Cargas predimensionamiento Zapata 3-A, Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 79
Tabla 14: Cargas predimensionamiento Zapata 2-A, Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 79
Tabla 15: Cargas predimensionamiento Zapata 3-A, Modulo Centro de Recursos
Educativos. ........................................................................................................................... 80
Tabla 16: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto .................................................. 81
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_________________________________________________________________________41 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 17: Metrado de Cargas Losa Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
............................................................................................................................................... 90
Tabla 18: Metrado de Cargas Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación. .... 90
Tabla 19: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo Aceleraciones .................. 91
Tabla 20: Periodo - Aceleraciones ....................................................................................... 92
Tabla 21: Combinación de Cargas ...................................................................................... 94
Tabla 22: Modos de Vibración Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.... 95
Tabla 23: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ........................................................................................... 96
Tabla 24: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinada y Pórticos por puntos
módulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación. ...................................................... 96
Tabla 25: Desplazamientos Laterales Por Centro De Masa Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ........................................................................................... 97
Tabla 26: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada - primer nivel ...................... 112
Tabla 27: Metrado de Cargas Losa Aligerada - primer nivel .......................................... 113
Tabla 28: Carga muerta Losa Aligerada - primer nivel ................................................... 113
Tabla 29: Cargas predimensionamiento Zapata A-1, Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 116
Tabla 30: Cargas predimensionamiento Zapata B-1, Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula
De Innovación. ................................................................................................................... 117
Tabla 31: Cargas predimensionamiento Zapata C-1, Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 117
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_________________________________________________________________________42 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 32: Cargas predimensionamiento Zapata C-5, Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación. ......................................................................................... 118
Tabla 33: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto ................................................ 119
Tabla 34: Metrado de Cargas Losa Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología. ................ 127
Tabla 35: Metrado de Cargas Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.......................... 127
Tabla 36: Metrado de Cargas Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.......................... 127
Tabla 37: Metrado de Cargas Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.......................... 127
Tabla 38: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo Aceleraciones ................ 129
Tabla 39: Periodo - Aceleraciones ..................................................................................... 130
Tabla 40: Combinación de Cargas .................................................................................... 132
Tabla 41: Modos de Vibración Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología. ....................... 134
Tabla 42: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo Secretaría, Tópico
Y Psicología. ....................................................................................................................... 135
Tabla 43: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinaday Pórticos por puntos
módulo Secretaría, Tópico Y Psicología. .......................................................................... 135
Tabla 44: Desplazamientos Laterales Por Centro De Masa Modulo Secretaría, Tópico Y
Psicología. ........................................................................................................................... 135
Tabla 45: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada - primer nivel ...................... 146
Tabla 46: Metrado de Cargas Losa Aligerada - primer nivel .......................................... 146
Tabla 47: Carga muerta Losa Aligerada - primer nivel ................................................... 147
Tabla 48: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada segundo nivel ..................... 149
Tabla 49: Metrado de Cargas Losa Aligerada - segundo nivel ....................................... 149
Tabla 50: Carga muerta Losa Aligerada - segundo nivel ................................................ 149
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_________________________________________________________________________43 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 51: Cargas predimensionamiento Zapata A-1, Secretaría, Tópico Y Psicología.. 153
Tabla 52: Cargas predimensionamiento Zapata B-1, Secretaría, Tópico Y Psicología. . 153
Tabla 53: Cargas predimensionamiento Zapata C-1, Modulo Secretaría, Tópico Y
Psicología. ........................................................................................................................... 154
Tabla 54: Cargas predimensionamiento Zapata C-3, Modulo Secretaría, Tópico Y
Psicología. ........................................................................................................................... 154
Tabla 55: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto ................................................ 155
Tabla 56: Metrado de Cargas Modulo Escalera. .............................................................. 163
Tabla 57: Metrado de Cargas Modulo Escalera. .............................................................. 163
Tabla 58: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo Aceleraciones ................ 164
Tabla 59: Periodo - Aceleraciones ..................................................................................... 165
Tabla 60: Combinación de Cargas .................................................................................... 167
Tabla 61: Modos de Vibración Modulo Escalera. ............................................................ 168
Tabla 62: Desplazamientos Laterales Por Centro De Masa Modulo Escalera. .............. 169
Tabla 63: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada primer nivel ........................ 176
Tabla 64: Metrado de Cargas Losa Aligerada – primer nivel ........................................ 177
Tabla 65: Carga muerta Losa Aligerada – primer nivel ................................................. 177
Tabla 66: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada segundo nivel ..................... 178
Tabla 67: Metrado de Cargas Losa Aligerada - segundo nivel ....................................... 178
Tabla 68: Carga muerta Losa Aligerada - segundo nivel ................................................ 178
Tabla 69: Cargas predimensionamiento Zapata 2-A, Modulo Escalera. ........................ 180
Tabla 70: Cargas predimensionamiento Zapata 2-B, Modulo Escalera. ........................ 181
Tabla 71: Cargas predimensionamiento Zapata 1-A, Modulo Escalera. ........................ 181
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Huancavelica”
_________________________________________________________________________44 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 72: Cargas predimensionamiento Zapata 1-B, Modulo Escalera. ........................ 182
Tabla 73: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto ................................................ 183
Tabla 74: Metrado de Cargas Modulo Aula. .................................................................... 191
Tabla 75: Metrado de Cargas Modulo Aula. .................................................................... 191
Tabla 76: Metrado de Cargas Modulo Aula. .................................................................... 191
Tabla 77: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo Aceleraciones ................ 192
Tabla 78: Periodo - Aceleraciones ..................................................................................... 193
Tabla 79: Combinación de Cargas .................................................................................... 195
Tabla 80: Modos de Vibración Modulo Aula. .................................................................. 196
Tabla 81: Desplazamientos Laterales Por Centro De Masa Modulo Aula. .................... 197
Tabla 82: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada primer nivel ........................ 210
Tabla 83: Metrado de Cargas Losa Aligerada - primer nivel .......................................... 210
Tabla 84: Carga muerta Losa Aligerada - primer nivel ................................................... 210
Tabla 85: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada segundo nivel ..................... 212
Tabla 86: Metrado de Cargas Losa Aligerada - segundo nivel ....................................... 212
Tabla 87: Carga muerta Losa Aligerada - segundo nivel ................................................ 212
Tabla 88: Cargas predimensionamiento Zapata 2-A, Modulo Aula. ............................. 215
Tabla 89: Cargas predimensionamiento Zapata 2-E, Modulo Aula. .............................. 215
Tabla 90: Cargas predimensionamiento Zapata 1-A, Modulo Aula. ............................. 216
Tabla 91: Cargas predimensionamiento Zapata 1-E, Modulo Aula. .............................. 216
Tabla 92: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto ................................................ 217
Tabla 93: Metrado de Cargas Losa Modulo SS.HH. ........................................................ 225
Tabla 94: Metrado de Cargas Modulo SS.HH. ................................................................. 225
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_________________________________________________________________________45 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 95: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo Aceleraciones ................ 226
Tabla 96: Periodo - Aceleraciones ..................................................................................... 227
Tabla 97: Combinación de Cargas .................................................................................... 229
Tabla 98: Modos de Vibración Modulo SS.HH. ............................................................... 231
Tabla 99: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo SS.HH. ........... 231
Tabla 100: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinaday Pórticos por puntos
módulo SS.HH.................................................................................................................... 232
Tabla 101: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada – 1° nivel ............................ 242
Tabla 102: Metrado de Cargas Losa Aligerada - Inclinada ............................................. 242
Tabla 103: Carga muerta Losa Aligerada – 1° nivel ........................................................ 243
Tabla 104: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada – 2° nivel ............................ 244
Tabla 105: Metrado de Cargas Losa Aligerada - Inclinada ............................................. 244
Tabla 106: Carga muerta Losa Aligerada – 2° nivel ........................................................ 244
Tabla 107: Cargas predimensionamiento Zapata 2-A, Modulo SS.HH. ........................ 247
Tabla 108: Cargas predimensionamiento Zapata 2-D, Modulo SS.HH.......................... 247
Tabla 109: Cargas predimensionamiento Zapata 1-A, Modulo SS.HH. ........................ 248
Tabla 110: Cargas predimensionamiento Zapata 1-D, Modulo SS.HH.......................... 248
Tabla 111: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto .............................................. 249
Tabla 112: Metrado de Cargas Losa Modulo Cafetín. ..................................................... 257
Tabla 113: Metrado de Cargas Modulo Cafetín. .............................................................. 257
Tabla 114: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo Aceleraciones .............. 258
Tabla 115: Periodo - Aceleraciones ................................................................................... 259
Tabla 116: Combinación de Cargas ................................................................................... 261
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_________________________________________________________________________46 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 117: Modos de Vibración Modulo Cafetín. ............................................................ 263
Tabla 118: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo Cafetín. ........ 263
Tabla 119: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinaday Pórticos por puntos
módulo Cafetín................................................................................................................... 264
Tabla 120: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada – 1° nivel ............................ 277
Tabla 121: Metrado de Cargas Losa Aligerada ................................................................ 277
Tabla 122: Carga muerta Losa Aligerada – 1° nivel ........................................................ 277
Tabla 123: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada – 2° nivel ............................ 278
Tabla 124: Metrado de Cargas Losa Aligerada - Inclinada ............................................. 279
Tabla 125: Carga muerta Losa Aligerada – 2° nivel ........................................................ 279
Tabla 126: Cargas predimensionamiento Zapata 2-A, Modulo Cafetín......................... 281
Tabla 127: Cargas predimensionamiento Zapata 2-E, Modulo Cafetín. ........................ 282
Tabla 128: Cargas predimensionamiento Zapata 1-A, Modulo Cafetín......................... 282
Tabla 129: Cargas predimensionamiento Zapata 1-E, Modulo Cafetín. ........................ 283
Tabla 130: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto .............................................. 284
Tabla 131: Metrado de Cargas Losa Modulo Laboratorio – Bloque I. ............................ 292
Tabla 132: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo Aceleraciones .............. 293
Tabla 133: Periodo - Aceleraciones ................................................................................... 294
Tabla 134: Combinación de Cargas ................................................................................... 296
Tabla 135: Modos de Vibración Modulo Laboratorio – Bloque I. ................................... 297
Tabla 136: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo Laboratorio –
Bloque I. .............................................................................................................................. 298
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_________________________________________________________________________47 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 137: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinaday Pórticos por puntos
módulo Laboratorio – Bloque I. ........................................................................................ 298
Tabla 138: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada – 1° nivel ............................ 309
Tabla 139: Metrado de Cargas Losa Aligerada - Inclinada ............................................. 309
Tabla 140: Carga muerta Losa Aligerada – 1° nivel ........................................................ 309
Tabla 141: Cargas predimensionamiento Zapata 1-B, Modulo Laboratorio – Bloque I.
............................................................................................................................................. 312
Tabla 142: Cargas predimensionamiento Zapata 2-B, Modulo Laboratorio – Bloque I.
............................................................................................................................................. 312
Tabla 143: Cargas predimensionamiento Zapata 3-B, Modulo Laboratorio – Bloque I.
............................................................................................................................................. 313
Tabla 144: Cargas predimensionamiento Zapata 3-C, Modulo Laboratorio – Bloque I.
............................................................................................................................................. 313
Tabla 145: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto .............................................. 314
Tabla 146: Metrado de Cargas Losa Modulo Laboratorio – Bloque II. .......................... 322
Tabla 147: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo Aceleraciones .............. 323
Tabla 148: Periodo - Aceleraciones ................................................................................... 324
Tabla 149: Combinación de Cargas ................................................................................... 326
Tabla 150: Modos de Vibración Modulo Laboratorio – Bloque II. ................................. 327
Tabla 151: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo Laboratorio –
Bloque II. ............................................................................................................................. 328
Tabla 152: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinaday Pórticos por puntos
módulo Laboratorio – Bloque II. ....................................................................................... 329
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_________________________________________________________________________48 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 153: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada – 1° nivel ............................ 341
Tabla 154: Metrado de Cargas Losa Aligerada - Inclinada ............................................. 342
Tabla 155: Carga muerta Losa Aligerada – 1° nivel ........................................................ 342
Tabla 156: Cargas predimensionamiento Zapata 1-F, Modulo Laboratorio – Bloque II.
............................................................................................................................................. 344
Tabla 157: Cargas predimensionamiento Zapata 2-G, Modulo Laboratorio – Bloque II.
............................................................................................................................................. 345
Tabla 158: Cargas predimensionamiento Zapata 3-F, Modulo Laboratorio – Bloque II.
............................................................................................................................................. 345
Tabla 159: Cargas predimensionamiento Zapata 3-H, Modulo Laboratorio – Bloque II.
............................................................................................................................................. 346
Tabla 160: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto .............................................. 347
Tabla 161: Metrado de Cargas Losa Modulo Taller. ........................................................ 355
Tabla 162: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo Aceleraciones .............. 356
Tabla 163: Periodo - Aceleraciones ................................................................................... 357
Tabla 164: Combinación de Cargas ................................................................................... 359
Tabla 165: Modos de Vibración Modulo Taller................................................................ 360
Tabla 166: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo Taller. ........... 361
Tabla 167: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinaday Pórticos por puntos
módulo Taller. .................................................................................................................... 361
Tabla 168: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada – 1° nivel ............................ 378
Tabla 169: Metrado de Cargas Losa Aligerada - Inclinada ............................................. 378
Tabla 170: Carga muerta Losa Aligerada – 1° nivel ........................................................ 379
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_________________________________________________________________________49 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 171: Cargas predimensionamiento Zapata 2-B, Modulo Taller. ........................... 381
Tabla 172: Cargas predimensionamiento Zapata 2-E, Modulo Taller. ........................... 381
Tabla 173: Cargas predimensionamiento Zapata 3-B, Modulo Taller. ........................... 382
Tabla 174: Cargas predimensionamiento Zapata 4-C, Modulo Taller. .......................... 382
Tabla 175: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto .............................................. 383
Tabla 176: Metrado de Cargas Losa Modulo Taller. ........................................................ 392
Tabla 177: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo Aceleraciones .............. 393
Tabla 178: Periodo - Aceleraciones ................................................................................... 394
Tabla 179: Combinación de Cargas ................................................................................... 396
Tabla 180: Modos de Vibración Modulo Gimnasio. ........................................................ 398
Tabla 181: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo Gimnasio. .... 398
Tabla 182: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinaday Pórticos por puntos
módulo Gimnasio............................................................................................................... 399
Tabla 183: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada – 1° nivel ............................ 417
Tabla 184: Carga muerta Losa Aligerada – 1° nivel ........................................................ 417
Tabla 185: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto .............................................. 419
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_________________________________________________________________________50 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
1. GENERALIDADES.
1.1 Introducción.
El presente informe técnico, hace referencia al diseño y análisis estructural del
proyecto “Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel
Secundario En La Institución Educativa San Roque Del Distrito De
Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna - Huancavelica””
EL proyecto contempla la construcción de 5 bloques: Administrativo (Centro de
Recursos Educativos, Sala de Usos Múltiples/Aula de Innovación,
Secretaria/Tópico y Psicología), Área Pedagógica (Aulas, Escalera,
Despensa/Área de Ventas/cafetería/Cocina), Laboratorio, Taller y Gimnasio.
Cada uno de los módulos señalados será descrito posteriormente en el desarrollo
de su cálculo estructural.
1.2 Objetivos.
Realizar el modelamiento y los cálculos estructurales necesarios que garanticen
la funcionalidad adecuada de los diversos tipos de Estructuras propuestas en el
proyecto; asimismo determinar las dimensiones optimas y características de
éstos.
1.3 Análisis Estructural.
Con la finalidad de resolver sistemas estructurales hiperestáticos se ha
desarrollado métodos no tradicionales, considerando la facilidad en el desarrollo
del método seleccionado así como su sistematización mediante el uso de
computadoras para este caso se usará el método de rigidez y el método de los
Elementos Finitos (placas y muros), por seguir un procedimiento organizado que
sirve para resolver estructuras determinadas e indeterminadas, estructuras
linealmente elásticas y no linealmente elásticas.
En la actualidad con el desarrollo de la computación se han desarrollado
innumerables programas de computadora basados en el método general de
rigidez y sobretodo el método de los Elementos Finitos, los programas utilizados
en el proyecto son los siguientes:
2.4.13.1 ETABS VERSIÓN 9.7.2
El programa Etabs al igual que el Sap2000, pertenecen a la empresa CSI
Computers & Structures, INC, apoyados en los sistemas operativos
Windows 2000, Windows NT, Windows XP y W7
ETABS se ha desarrollado en un ambiente constructivo totalmente integrado
del análisis y del diseño, ideal para el análisis y diseño de edificios y naves
industriales, al igual que el SAP2000, puede realizar análisis de estructuras
complejas, pero tiene muchísimas opciones extras que simplifican el diseño
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_________________________________________________________________________51 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
de edificaciones, como por ejemplo: cálculo automático de coordenadas de
centros de masa (Xm, Ym), cálculo automático de coordenadas de centros de
rigideces (Xt, Yt), cálculo automático de fuerzas sísmicas, sus excentricidades
y aplicación en el centro de masas, cálculo automático de masas del edificio
a partir de los casos de carga elegidos, división automática de elementos
(Auto-Mesh), así se pueden definir elementos que se cruzan, y el programa
los divide automáticamente en su análisis interno, o se puede dar el comando
de que divida los elementos en el mismo modelo, plantillas predefinidas de
sistemas de losas planas, losas en una dirección, losas reticulares o con
nervaduras y casetones, cubiertas, etc.
2.4.13.2 SAP 2000 VERSION 14.2.4
Es un programa basado en el método de rigideces por procedimientos
matriciales y por el Metodo de los Elementos Finitos, escrito bajo la hipótesis
de la teoría de la elasticidad: continuidad, homogeneidad, isotropía,
linealidad y elasticidad.
Teniendo en cuenta estas hipótesis, el programa SAP2000 es capaz de
analizar sistemas estructurales formados en base a elementos del tipo marco,
cascara y solidos realizando un análisis tridimensional.
Este programa nos permite realizar el modelo idealizado de la estructura ; a
través de una interface grafica y posteriormente el respectivo análisis
tridimensional, realizando la debida combinación de cargas según las
diversas solicitaciones estipuladas tanta para el diseño de elementos de
Concreto Armado (Norma E.060-seccion 10.2) y Acero (Especificaciones
AISC –LRFD 93), lo cual nos permite obtener los esfuerzos últimos de diseño
de cada elemento.
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_________________________________________________________________________52 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.4.13.3 SAFE VERSIÓN 12.3.1
El programa Safe al igual que el Sap2000, pertenece a la empresa CSI
Computers & Structures, INC, apoyados en los sistemas operativos
Windows 2000, Windows NT, Windows XP y W7.
Es un programa especial que automatiza el análisis de cimentaciones o
fundaciones, empleando el Método de los Elementos Finitos y las técnicas de
métodos numéricos más confiables y eficientes.
Sus características son:
Diseño de cimentaciones o fundaciones con la forma real, (sin aproximar la
Geometría). Cimientos Aislados (circulares, Rectangulares, irregulares, etc.),
de Borde, de Esquina, Combinados, Sobre pilotes.
Plateas con diferentes espesores, sobre distintos terrenos (en un mismo
sistema de cimentaciones), con huecos, etc.
La aplicación directa de esta programa, permitirá el análisis de la cimentación
de la torres de los pases aéreos, interpretando como zapatas combinadas
según corresponda.
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_________________________________________________________________________53 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
1.4 Análisis Estructural por Cargas Verticales:
Este tipo de análisis se realizará para cargas Permanentes o Muertas y
Sobrecargas o Cargas Vivas. A continuación se hace una breve descripción de
ambos casos.
Análisis por Cargas Permanentes o Muertas.
Este análisis se realizará en base a las cargas que actúan permanentemente en la
estructura en análisis tales como: Peso propio de vigas, losas, tabiquería,
acabados, coberturas, etc. Estas cargas serán repartidas a cada uno de los
elementos que componen la estructura.
Los pesos de los materiales necesarios para la estimación de cargas muertas se
encuentran registrados en la Norma de Cargas E.020.
Análisis por Sobre cargas o Cargas Vivas.
Este análisis se realizará en base a las sobrecargas estipuladas en Normas
Peruanas de estructuras referidas a Cargas E.020.
Análisis Estructural por Cargas Dinámicas:
El análisis dinámico de las edificaciones se realiza mediante procedimientos de
superposición espectral, según lo estipulado en la Norma de Diseño Sismo
resistente E.030.
Actualmente la Norma de Diseño Sismo resistente E.030 exige analizar cada
dirección con el 100% del sismo actuando en forma independiente: sin embargo,
otros reglamentos contemplan la posibilidad que el sismo actúe en forma
simultánea en ambas direcciones: 100% en X y 30% en Y, y viceversa.
Un sismo puede actuar en el sentido N-S o S-N y también O-E o E-O, ya que las
aceleraciones son positivas y negativas. De esta manera, para efectos de diseño,
se trabaja con las envolventes de esfuerzos en condición de rotura. Al estructurar
se buscará que la ubicación de columnas y vigas tengan la mayor rigidez posible,
de modo que el sismo al actuar, éstas puedan soportar dichas fuerzas sin alterar
la estructura.
Para la determinación de los esfuerzos internos de la estructura en un análisis
por sismo se emplea el Método de Discretización de masas.
Método de Discretización de Masas
Son modelos que permiten comprender de manera simplista el
comportamiento de las estructuras.
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_________________________________________________________________________54 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Debido a la dificultad para resolver problemas estructurales considerados
como medios continuos, es decir, a tener que dar la respuesta de un sistema
estructural cualesquiera en una infinidad de puntos se convierte en un
problema complejo o complicado. Este imposible se facilita solo si calculamos
la respuesta en unos cuantos puntos a través de la discretización de las masas
concentradas y demás acciones de puntos determinados
El número de concentraciones de masas depende de la exactitud deseada en
la solución del problema.
El método de masas concentradas consiste en asumir que la masas se
encuentra concentrada en puntos discretos en la que definimos solo
desplazamientos, traslaciones, de tal manera que el modelo se asemeje de la
mejor manera a la estructura real.
Las cargas dinámicas serán determinadas en base a un análisis dinámico según
la ecuación matemática que gobierna la respuesta dinámica la cual se conoce con
el nombre de ecuación de movimiento y se expresa de la siguiente manera:
𝐾𝑢(𝑡) + 𝐶𝑢(𝑡) +𝑀𝑢(𝑡) = 𝑚𝑥𝑢𝑔𝑥(𝑡) + 𝑚𝑦𝑢𝑔𝑦(𝑡) + 𝑚𝑧𝑢𝑔𝑧(𝑡)
Donde:
K : Matriz de rigidez de la Estructura
C : Matriz de amortiguamiento de la Estructura
M : Matriz de masas de la Estructura
u(t), u(t),u(t): son las aceleraciones, velocidades y desplazamientos asociado a
cada grado de libertad
mx, my, mz: son las masas en cada dirección
ugx, ugy, ugz: son las aceleraciones del terreno en cada dirección
Uno de los métodos usados y de más fácil aplicación para obtener la solución de
la ecuación diferencial de movimientos es el método de Superposición Modal
para lo cual se hará uso del espectro de respuesta, donde se encuentra descrito
en la Norma Peruana para el Diseño Sismorresistente E.030.
1.5 Códigos y Normas
El proceso de estimación de las cargas, así como el análisis y diseño de las
estructuras está basado en los siguientes códigos.
Cargas.
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_________________________________________________________________________55 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Norma Técnica E-020
Norma de Diseño Sismorresistente E-030.
Se entiende que todas aquellas normas a las que los códigos hacen referencia,
forman parte integrante de los mismos en tanto sean aplicable a los materiales,
cargas y procedimientos usados en el presente proyecto.
Diseños.
Norma Técnica E.020, Cargas
Norma Técnica E.030, Diseño Sismorresistente.
Norma Técnica E.050, Suelos y Cimentaciones.
Norma Técnica E.060, Concreto Armado.
Norma Técnica E.070, Albañilería.
Norma de Construcciones en Concreto Armado ACI 318-08.
1.6 Propiedades de los Materiales
Los siguientes materiales han sido considerados en el presente estudio:
Concreto.
Modulo de Poisson : µ = 0.20
Módulo de Elasticidad : 𝐸𝑐 = 15000√𝑓𝑐
Peso Unitario del Concreto : = 2400.0 Kg/m3.
Resistencia a la Compresión :
Vigas y columnas de Pórticos : f´c = 210.0 Kg/cm2.
Vigas y columnas de Confinamientos :f´c = 210.0 Kg/cm2.
Vigas de Cimentación : f´c = 210.0 Kg/cm2.
Zapatas : f´c = 210.0 Kg/cm2.
Cimientos y Sobrecimientos : f´c = 140.0 Kg/cm2.
Albañilería.
Resistencia Mecánica del ladrillo : f ‘m=65 kg/cm²
Módulo de Elasticidad : E=500 x f ‘m
Módulo de Poisson cuantificado : v=0.25.
Peso Albañilería de unidades sólidas : 1800 Kg/m3
Acero Corrugado
Acero Corrugado ASTM 615 Grado 60 : fy =4200.0 Kg/cm2.
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_________________________________________________________________________56 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
DISEÑO ESTRUCTURAL DE MODULOS PROPUESTOS.
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_________________________________________________________________________57 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
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_________________________________________________________________________58 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.1 DISEÑO ESTRUCTURAL MODULO “CENTRO DE RECURSOS EDUCATIVOS”
2.1.1 Descripción General de la Edificación
Modulo “CENTRO DE RECURSOS EDUCATIVOS” Administrativo.- Este
Modulo contempla un área de 86.1m2 (área externa) y 41.3 metros lineales de
perímetro, el cual está constituido por pórticos principales en la dirección
transversal, cuyas vigas principales abarcan luces libres de 6.58m.
Las vigas principales son soportadas por las columnas de sección Rectangular,
con la finalidad de dar estabilidad y seguridad a estas, los mismos que absorben
los momentos negativos provocados por las vigas en mención, a los costados se
plantea vigas rectangulares, en estos casos las estructura esta confinada por
muros portantes de cabeza.
El sentido longitudinal cumple la función de amarre, consideradas como ejes
secundarias por el mismo hecho de paralelismo de las viguetas – losa aligerada.
Las cargas que se transmiten son paralelos a este sentido conforme se muestran
en los planos adjuntos. El techo o cobertura propuesta es Losa Aligerada
compuesto de viguetas y ladrillos, siendo una losa totalmente rígida y estable.
Los niveles de fundación son constantes y uniformes, evitándose de esta forma
asentamiento diferenciales y sobreesfuerzos generados en la superestructura.
Figura 1: ETABS, Planta Modulo Centro de Recursos Educativos.
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_________________________________________________________________________59 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.1.2 Cargas Verticales
Tabla 1: Metrado de Cargas Losa Modulo Centro de Recursos Educativos.
Tabla 2: Metrado de Cargas Modulo Centro de Recursos Educativos.
Figura 2: ETABS, Cargas Verticales Modulo Centro de Recursos Educativos.
Metrado de Cargas Losa Aligerada e=20cm con Ladrillo de Arcilla.
Eje Descripción Material Peso (kg/m3) Largo Ancho Alto Peso/m2
Recubrimiento Concreto 2400.0000 1 1 0.05 120
Viguetas Concreto 2400.0000 1 0.25 0.15 90
Ladrillo Ladrillo 15 592.0000 1 0.75 0.15 66.6
TOTAL 276.6
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_________________________________________________________________________60 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.1.3 Diseño Sísmico
El análisis dinámico, corresponde al módulo propuesto, en el primer nivel
no se debiera considerar diafragma ya que la cobertura es inclinada y no
garantiza el mismo desplazamiento en todos los puntos pero para poder ver
los desplazamientos por el centro de masa le asignaremos también
diafragma rígido. La masa de la estructura es determinada considerando el
100 % de las cargas permanentes (peso muerto y cargas externas) más el
50% de la carga viva del primer nivel más el incremento del 25 % de la carga
viva de la azotea según lo estipulado en la Norma Sismo resistente E.030.
Se verifica el desplazamiento lateral de cada punto además del piso de la
edificación teniendo en cuenta los límites establecidos según el tipo y
material de la edificación del RNE.
Espectro de Diseño. El análisis sísmico se realiza por superposición
espectral, generándose el espectro de diseño según el factor de zona,
categoría de edificación, tipo de suelo y sistema estructural.
Para la determinación del espectro de respuesta se usan los siguientes
parámetros de diseño, los cuales se encuentran especificados en la norma
vigente de Diseño Sismorresistente E.030
Tabla 3: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo Aceleraciones
5.2 ; 5.2
C
T
TC P g
R
SCUZSa
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_________________________________________________________________________61 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 4: Periodo - Aceleraciones
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_________________________________________________________________________62 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 3: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado.
Figura 4: Espectro Sistema de Albañilería Confinada.
La norma E.030 establece dos criterios de superposición espectral, el
primero en función de la suma de valores absolutos y la media cuadrática
y el segundo como combinación cuadrática completa de valores (CQC).
RD 75.0ii 1
H
m
i
i
m
i
i rrr1
2
1
75.025.0
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_________________________________________________________________________63 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.1.4 Combinación de Cargas
La verificación de la capacidad de los elementos de concreto armado se
basó en un procedimiento de cargas factoradas, conforme a la Norma
Técnica de Edificación E-060 "Concreto Armado". Los factores de carga se
indican en la tabla siguiente. DEAD denota cargas permanentes propia de
la edificación, CM cargas permanentes aplicadas a la edificación, LIVE
denota cargas vivas de entrepiso, LIVE UP denota cargas vivas en azotea,
Sx y Sy efectos de sismo.
Tabla 5: Combinación de Cargas
2.1.5 Modelo para el Análisis
El modelo ha sido preparado teniendo como principal objetivo una
estimación correcta de las rigideces laterales. Cabe anotar que el
programa resuelve la aparente incompatibilidad entre distintos planos,
en los que los nudos no siempre coinciden.
Combinación DEAD CM LIVE LIVE UP Sx Sy
1 1.4 1.4 1.7 1.7 0 0
2 1.25 1.25 1.25 1.25 ±1.00 0
3 1.25 1.25 1.25 1.25 0 ±1.00
4 1.25 1.25 0 0 ±1.00 0
5 1.25 1.25 0 0 0 ±1.00
6 0.9 0.9 0 0 ±1.00 0
7 0.9 0.9 0 0 0 ±1.00
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_________________________________________________________________________64 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 5: ETABS, Modelo 3d Modulo Centro de Recursos Educativos.
2.1.6 Modos de vibración
La tabla siguiente indica los resultados obtenidos para períodos y
frecuencias naturales, así como las masas efectivas en cada dirección. Para
el modelo se usaron 6 modos.
De la tabla se observa que los dos primeros modos de vibración
obedecen a una concentración de participación modal traslacional, la
primera en la dirección X y la segunda en la dirección Y, siendo el tercer
modo de vibración correspondiente a una participación modal rotacional.
Además se observa que la participación de masa supera el 90% estando
estas dentro de lo que la norma exige. Ademas los valores de los primeros
modos de vibracion de la estructura son menores a las del suelo, por lo
cual no abra efectos de resonancia.
Tabla 6: Modos de Vibración Modulo Centro de Recursos Educativos.
Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ RX RY RZ SumRX SumRY SumRZ
1 0.15 99.95 0.00 0.00 99.95 0.00 0.00 0.00 99.95 61.54 0.00 99.95 61.54
2 0.03 0.00 100.00 0.00 99.95 100.00 0.00 100.00 0.00 0.00 100.00 99.95 61.54
3 0.02 0.05 0.00 0.00 100.00 100.00 0.00 0.00 0.05 38.46 100.00 100.00 100.00
% PARTICIPACION DE MASAS TRASLACIONAL % PARTICIPACION DE MASAS ROTACIONAL
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_________________________________________________________________________65 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.1.7 Verificación de Desplazamientos
Según Norma del Reglamento Nacional de Edificaciones, establece
que para edificaciones de concreto armado la máxima distorsión de
entrepiso será de 0.007 y para albañileria la maxima distorsion de
entrepiso sera de 0.005. En la tabla de máximos desplazamientos
observamos para el Modulo Centro de Recursos Educativos. que tanto para
la dirección X-X (porticos de concreto armado) los valores máximos son
0.0016 y para la direccion Y-Y (Albañileria confinada ) los valores
maximos son 0.0001, los cuales son valores menores a los que la norma
exige.
Tabla 7: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo Centro de
Recursos Educativos.
Tabla 8: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinada y Pórticos por puntos módulo Centro de Recursos Educativos.
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_________________________________________________________________________66 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 9: Desplazamientos Laterales Por Centro De Masa Modulo Centro de
Recursos Educativos.
2.1.8 Fuerzas Globales
Empleando las expresiones de la norma E030 para el análisis
sísmico con fuerzas estáticas equivalentes.
La norma E030 indica que, para cada una de las direcciones
consideradas en el análisis, la fuerza cortante en la base del edificio no
podrá ser menor que el 80 % del valor calculado con las fórmulas estáticas,
tratándose de estructuras regulares. Si fuera necesario incrementar el
cortante para cumplir los mínimos señalados, se deberán escalar
proporcionalmente todos los otros resultados obtenidos, excepto los
desplazamientos.
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_________________________________________________________________________67 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.1.9 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m)
Figura 6: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo Centro
de Recursos Educativos.
Figura 7: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo Centro
de Recursos Educativos.
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_________________________________________________________________________68 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 8: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje C Modulo Centro de Recursos Educativos.
Figura 9: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje D Modulo Centro de Recursos Educativos.
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_________________________________________________________________________69 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 10: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Centro de Recursos Educativos.
Figura 11: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo Centro de Recursos Educativos.
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_________________________________________________________________________70 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.1.10 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton)
Figura 12: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo Centro de Recursos Educativos.
Figura 13: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo Centro de Recursos Educativos.
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_________________________________________________________________________71 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 14: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje C Modulo Centro de Recursos Educativos.
Figura 15: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje D Modulo Centro de Recursos Educativos.
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_________________________________________________________________________72 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 16: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo Centro de Recursos Educativos.
Figura 17: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Centro de Recursos Educativos.
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_________________________________________________________________________73 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.1.11 Distribución de refuerzos
Figura 18: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Centro de Recursos
Educativos.
Figura 19: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Centro de Recursos
Educativos.
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_________________________________________________________________________74 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 20: ETABS, Refuerzos eje C Modulo Centro de Recursos
Educativos.
Figura 21: ETABS, Refuerzos eje D Modulo Centro de Recursos
Educativos.
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_________________________________________________________________________75 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 22: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo Centro de Recursos
Educativos.
Figura 23: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Centro de Recursos
Educativos.
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_________________________________________________________________________76 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.1.12 Diseño de Losas Aligeradas
Considerando que las losas son elementos que deben ser diseñados
para resistir esfuerzos en flexión y corte, son aplicables las disposiciones
contempladas en la Norma de Concreto Armado y Concreto Armado
Comentarios E.060 en su sección 11 Flexión y la sección 13 Corte y
Torsión, Así mismo podemos mencionar las disposiciones contempladas
en la norma ACI 318 - 08 en la sección 10 Cargas Axiales y Flexión y la
sección 11 Corte y Torsión
El presente proyecto contempla losas aligeradas en una dirección,
compuesta por viguetas de 10 centímetros y losa de espesor 5 centímetros.
El material entre viguetas se considera Ladrillo pandereta de arcilla tal
como se indican en los planos correspondientes.
Tabla 10: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada primer nivel
Tabla 11: Metrado de Cargas Losa Aligerada - primer nivel
Tabla 12: Carga muerta Losa Aligerada - primer nivel
Descripción Valores Unidades
Resistencia del concreto 210.00 Kg/cm2
Resistencia a Fluencia del Acero 4,200.00 Kg/cm2
Longitud de la Vigueta max 4.00 m
Carga Muerta (WD) 345.28 Kg/m2
Carga Viva (WL) 100.00 Kg/m2
Carga Ultima (Wu) 653.39 Kg/mPeralte Losa Mínimo (h) 20.00 cm
Referencia: Fuente Propia
Datos de Carga Valores Unidades
Espesor de la Losa (t1) 5.00 cm
Espesor de la Vigueta (t2) 15.00 cm
Tabiqueria 0.00 Kg/m2
Carga Cobertura 100.00 Kg/m2Carga Viva 100.00 Kg/m2
Referencia: Fuente Propia
Descripción Largo (m) Ancho (m) Alto (m) P.E. (Kg/m3) Peso(Kg/Vigueta/m)
Peso de la Losa 1.00 0.40 0.05 2,400.00 48.00
Peso de la Vigueta 1.00 0.10 0.15 2,400.00 36.00
Peso del Ladrillo 1.00 0.30 0.15 592.00 26.64
Peso de tabiqueria - - - 0.00
Peso Piso + Cielorraso 1.00 0.40 100.00 40.00
150.64PESO PROPIO TOTAL
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_________________________________________________________________________77 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 24: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo Centro de Recursos Educativos
Figura 25: SAP2000, Carga Viva Losa Aligera primer nivel, Modulo Centro de Recursos Educativos
Figura 26: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada Primer nivel, Modulo Centro de Recursos Educativos
Figura 27: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel, Modulo Centro de Recursos Educativos
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_________________________________________________________________________78 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.1.13 Diseño de Cimentaciones
2.1.13.1 Introducción
Considerando que el diseño de las cimentaciones se realiza para
absorber esfuerzo de corte y flexión así como algunas verificaciones
como las de punzonamiento, adherencia y anclaje, transmisión de
esfuerzos, etc. El diseño considera las expresiones indicadas en la
Norma de Concreto Armado y Concreto Armado Comentarios en su
sección 11 Flexión, sección 13 Corte y Torsión y sección 16 Zapata; Así
mismo, se deberá tomar en cuenta algunas disposiciones para el
diseño sísmico como las mencionadas en la Norma ACI 318 – 08 en su
sección 21.8 Cimentaciones.
Para el análisis de cimentaciones se emplea el programa SAFE,
exportando las cargas directamente desde el programa de análisis y
diseño de Edificaciones ETABS, empleando el Método de los
Elementos Finitos, con modelamiento en los apoyos tipo resorte según
el módulo de balasto del terreno.
2.1.13.2 Pre-dimensionamiento
Del análisis de la superestructura se obtienen las reacciones en todos
los apoyos, siendo estos valores los datos necesarios para la asignación
de las dimensiones de las cimentaciones, teniendo como primera etapa
el pre-dimensionamiento correspondiente.
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_________________________________________________________________________79 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
PREDIMENSIONAMIENTO ZAPATAS MODULO CENTRO DE
RECURSOS EDUCATIVOS:
Tabla 13: Cargas predimensionamiento Zapata 3-A, Modulo Centro de
Recursos Educativos.
Tabla 14: Cargas predimensionamiento Zapata 2-A, Modulo Centro de
Recursos Educativos.
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_________________________________________________________________________80 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 15: Cargas predimensionamiento Zapata 3-A, Modulo Centro de
Recursos Educativos.
Verificación de esfuerzos
Para el presente estudio, el suelo indica un esfuerzo admisible para
zapatas rectangulares mínimo de 2.34 kg/cm², que equivale a 4.70
kg/cm³ (Winkler) siendo éste dato importante para el análisis de la
cimentación.
La verificación de los resultados obedece a las combinaciones según el
reglamento que exige, se crea una combinación de SERVICIO con el
fin de comprobar los esfuerzos del terreno y esfuerzos en la estructura
según las dimensiones geométricas de las zapatas asignadas.
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_________________________________________________________________________81 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 16: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto
Verificación Por punzonamiento
El procedimiento que lleva el programa SAFE para los cálculos al corte
por punzonamiento son bastante rigurosos y usa las fórmulas
siguientes.
Ratio: Expresa la relación
entre el esfuerzo de corte por punzonamiento (valor máximo) y la
capacidad del esfuerzo de corte por punzonamiento con el factor incluido.
Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler
(Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3)
0.25 0.65 1.55 3.19 2.85 5.700.30 0.78 1.60 3.28 2.90 5.800.35 0.91 1.65 3.37 2.95 5.900.40 1.04 1.70 3.46 3.00 6.000.45 1.17 1.75 3.55 3.05 6.100.50 1.30 1.80 3.64 3.10 6.200.55 1.39 1.85 3.73 3.15 6.300.60 1.48 1.90 3.82 3.20 6.400.65 1.57 1.95 3.91 3.25 6.500.70 1.66 2.00 4.00 3.30 6.600.75 1.75 2.05 4.10 3.35 6.700.80 1.84 2.10 4.20 3.40 6.800.85 1.93 2.15 4.30 3.45 6.900.90 2.02 2.20 4.40 3.50 7.000.95 2.11 2.25 4.50 3.55 7.101.00 2.20 2.30 4.60 3.60 7.201.05 2.29 2.35 4.70 3.65 7.301.10 2.38 2.40 4.80 3.70 7.401.15 2.47 2.45 4.90 3.75 7.501.20 2.56 2.50 5.00 3.80 7.601.25 2.65 2.55 5.10 3.85 7.701.30 2.74 2.60 5.20 3.90 7.801.35 2.83 2.65 5.30 3.95 7.901.40 2.92 2.70 5.40 4.00 8.001.45 3.01 2.75 5.501.50 3.10 2.80 5.60
L
e
LS
Pq
611
L
e
LS
Pq
612
24321
22dC
qqLS
qqFV XX
U
dbfbc
ØV CC
0
'2153.085.0
dbfb
dØV CC
0
'
0
2@27.085.0
dbfØV CC 0
'85.0
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_________________________________________________________________________82 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap
máx
C
u
V
V
Øv
vRatioShear
11.12.2.1) .....(ACI
'4
'2
'4
2
cf
cfb
d
cf
mínvo
sc
La Capacidad del esfuerzo de corte máximo (Vcap) viene a ser las tres
últimas ecuaciones presentadas anteriormente; cabe mencionar que, el
programa SAFE los representa como esfuerzos, es decir, fuerza sobre área
y las ecuaciones en el sistema Inglés son:
Donde β es la relación de las dimensiones de la sección crítica, bo es el
perímetro de la sección crítica y αs es un factor con respecto a la ubicación
de la sección crítica.
. 20
. 30
. 40
EsquinerasColumnasPara
LateralesColumnasPara
InterioresColumnasPara
s
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_________________________________________________________________________83 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.1.13.3 Modelo para el análisis
Figura 28: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Centro de Recursos Educativos.
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_________________________________________________________________________84 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.1.13.4 Verificación por punzonamiento
Figura 29: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Centro de Recursos Educativos.
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_________________________________________________________________________85 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.1.13.5 Verificación de esfuerzos
Figura 30: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Centro de Recursos Educativos (kg/cm2).
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De
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_________________________________________________________________________86 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.1.13.6 Diseño de Zapatas
Figura 31: SAFE, Diagrama de Momentos en Zapatas Modulo Centro de Recursos Educativos.
“Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De
Castrovirreyna - Huancavelica”
_________________________________________________________________________87 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 32: SAFE, Calculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Centro de Recursos Educativos.
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_________________________________________________________________________88 ING. DANNY REILLY BARRETO TUNQUE ANÁLISIS ESTRUCTURAL
“Mejoramiento Del Servicio Educativo De La I.E. N°20017 Honorio Manrique Nicho, Distrito De Gorgor, Provincia De Cajatambo, Departamento De Lima”
_________________________________________________________________________89 ING. DANNY REILLY BARRETO TUNQUE ANÁLISIS ESTRUCTURAL
DISEÑO ESTRUCTURAL MODULO “SALA DE USOS MULTIPLE/AULA DE INNOVACION”
2.2.1 Descripción General de la Edificación
Modulo “SALA DE USOS MULTIPLE/AULA DE INNOVACION”
Administración.- Este Modulo contempla un área de 258.5m2 (área externa) y
76.7 metros lineales de perímetro, el cual está constituido por pórticos
principales en la dirección transversal, cuyas vigas principales abarcan luces
libres de 6.23m.
Las vigas principales son soportadas por las columnas de sección
“Rectangular” invertido, con la finalidad de dar estabilidad y seguridad a estas,
los mismos que absorben los momentos negativos provocados por las vigas en
mención, a los costados se plantea vigas rectangulares, en estos casos las
estructura esta confinada por muros portantes de cabeza.
El sentido longitudinal cumple la función de amarre, consideradas como ejes
secundarias por el mismo hecho de paralelismo de las viguetas – losa aligerada.
Las cargas que se transmiten son paralelas a este sentido conforme se muestran
en los planos adjuntos. El techo o cobertura propuesta es Losa Aligerada
compuesto de viguetas y ladrillos, siendo una losa totalmente rígida y estable.
Figura 33: ETABS, Planta Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
“Mejoramiento Del Servicio Educativo De La I.E. N°20017 Honorio Manrique Nicho, Distrito De Gorgor, Provincia De Cajatambo, Departamento De Lima”
_________________________________________________________________________90 ING. DANNY REILLY BARRETO TUNQUE ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.2.2 Cargas Verticales
Tabla 17: Metrado de Cargas Losa Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
Tabla 18: Metrado de Cargas Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
Figura 34: ETABS, Cargas Verticales Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
Metrado de Cargas Losa Aligerada e=20cm con Ladrillo de Arcilla.
Eje Descripción Material Peso (kg/m3) Largo Ancho Alto Peso/m2
Recubrimiento Concreto 2400.0000 1 1 0.05 120
Viguetas Concreto 2400.0000 1 0.25 0.15 90
Ladrillo Ladrillo 15 592.0000 1 0.75 0.15 66.6
TOTAL 276.6
“Mejoramiento Del Servicio Educativo De La I.E. N°20017 Honorio Manrique Nicho, Distrito De Gorgor, Provincia De Cajatambo, Departamento De Lima”
_________________________________________________________________________91 ING. DANNY REILLY BARRETO TUNQUE ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.2.3 Diseño Sísmico
El análisis dinámico, corresponde al módulo propuesto, en el segundo nivel
no se debiera considerar diafragma ya que la cobertura es inclinada y no
garantiza el mismo desplazamiento en todos los puntos pero para poder ver
los desplazamientos por el centro de masa le asignaremos diafragma rígido.
La masa de la estructura es determinada considerando el 100 % de las cargas
permanentes (peso muerto y cargas externas) más el 50% de la carga viva
del primer nivel más el incremento del 25 % de la carga viva de la azotea
según lo estipulado en la Norma Sismo resistente E.030.
Se verifica el desplazamiento lateral de cada punto además del piso de la
edificación teniendo en cuenta los límites establecidos según el tipo y
material de la edificación del RNE.
Espectro de Diseño. El análisis sísmico se realiza por superposición
espectral, generándose el espectro de diseño según el factor de zona,
categoría de edificación, tipo de suelo y sistema estructural.
Para la determinación del espectro de respuesta se usan los siguientes
parámetros de diseño, los cuales se encuentran especificados en la norma
vigente de Diseño Sismorresistente E.030
Tabla 19: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo Aceleraciones
5.2 ; 5.2
C
T
TC P g
R
SCUZSa
“Mejoramiento Del Servicio Educativo De La I.E. N°20017 Honorio Manrique Nicho, Distrito De Gorgor, Provincia De Cajatambo, Departamento De Lima”
_________________________________________________________________________92 ING. DANNY REILLY BARRETO TUNQUE ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 20: Periodo - Aceleraciones
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_________________________________________________________________________93 ING. DANNY REILLY BARRETO TUNQUE ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 35: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado.
Figura 36: Espectro Sistema de Albañilería Confinada.
La norma E.030 establece dos criterios de superposición espectral, el
primero en función de la suma de valores absolutos y la media cuadrática
y el segundo como combinación cuadrática completa de valores (CQC).
RD 75.0
ii 1H
m
i
i
m
i
i rrr1
2
1
75.025.0
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2.2.4 Combinación de Cargas
La verificación de la capacidad de los elementos de concreto armado se
basó en un procedimiento de cargas factoradas, conforme a la Norma
Técnica de Edificación E-060 "Concreto Armado". Los factores de carga se
indican en la tabla siguiente. DEAD denota cargas permanentes propia de
la edificación, CM cargas permanentes aplicadas a la edificación, LIVE
denota cargas vigas de entrepiso, LIVE UP denota cargas vigas en azotea,
Sx y Sy efectos de sismo.
Tabla 21: Combinación de Cargas
2.2.5 Modelo para el Análisis
El modelo ha sido preparado teniendo como principal objetivo una
estimación correcta de las rigideces laterales. Cabe anotar que el
programa resuelve la aparente incompatibilidad entre distintos planos,
en los que los nudos no siempre coinciden.
Combinación DEAD CM LIVE LIVE UP Sx Sy
1 1.4 1.4 1.7 1.7 0 0
2 1.25 1.25 1.25 1.25 ±1.00 0
3 1.25 1.25 1.25 1.25 0 ±1.00
4 1.25 1.25 0 0 ±1.00 0
5 1.25 1.25 0 0 0 ±1.00
6 0.9 0.9 0 0 ±1.00 0
7 0.9 0.9 0 0 0 ±1.00
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Figura 37: ETABS, Modelo 3d Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
2.2.6 Modos de vibración
La tabla siguiente indica los resultados obtenidos para períodos y
frecuencias naturales, así como las masas efectivas en cada dirección. Para
el modelo se usaron 3 modos.
De la tabla se observa que los dos primeros modos de vibración
obedecen a una concentración de participación modal traslacional, la
primera en la dirección X y la segunda en la dirección Y, siendo el tercer
modo de vibración correspondiente a una participación modal rotacional.
Además se observa que la participación de masa supera el 90% estando
estas dentro de lo que la norma exige. Ademas los valores de los primeros
modos de vibracion de la estructura son menores a las del suelo, por lo
cual no abra efectos de resonancia.
Tabla 22: Modos de Vibración Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ RX RY RZ SumRX SumRY SumRZ
1 0.20 99.12 0.75 0.00 99.12 0.75 0.00 0.75 99.12 31.88 0.75 99.12 31.88
2 0.09 0.88 89.31 0.00 100.00 90.07 0.00 89.31 0.88 59.69 90.07 100.00 91.57
3 0.01 0.00 9.93 0.00 100.00 100.00 0.00 9.93 0.00 8.43 100.00 100.00 100.00
% PARTICIPACION DE MASAS TRASLACIONAL % PARTICIPACION DE MASAS ROTACIONAL
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2.2.7 Verificación de Desplazamientos
Según Norma del Reglamento Nacional de Edificaciones, establece
que para edificaciones de concreto armado la máxima distorsión de
entrepiso será de 0.007 y para albañileria la maxima distorsion de
entrepiso sera de 0.005. En la tabla de máximos desplazamientos
observamos para el Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
que tanto para la dirección X-X (porticos de concreto armado) los valores
máximos son 0.0028 y para la direccion Y-Y (Albañileria confinada ) los
valores maximos son 0.0007, los cuales son valores menores a los que la
norma exige.
Tabla 23: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo Sala De
Usos Múltiple/Aula De Innovación.
Tabla 24: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinada y Pórticos por puntos módulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
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Tabla 25: Desplazamientos Laterales Por Centro De Masa Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación.
2.2.8 Fuerzas Globales
Empleando las expresiones de la norma E030 para el análisis
sísmico con fuerzas estáticas equivalentes, se tiene:
La norma E030 indica que, para cada una de las direcciones
consideradas en el análisis, la fuerza cortante en la base del edificio no
podrá ser menor que el 80 % del valor calculado con las fórmulas estáticas,
tratándose de estructuras regulares. Si fuera necesario incrementar el
cortante para cumplir los mínimos señalados, se deberán escalar
proporcionalmente todos los otros resultados obtenidos, excepto los
desplazamientos.
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2.2.9 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m)
Figura 38: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo Sala De
Usos Múltiple/Aula De Innovación.
Figura 39: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Sala De
Usos Múltiple/Aula De Innovación.
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Figura 40: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 3 Modulo Sala
De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
Figura 41: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 4 Modulo Sala
De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
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_________________________________________________________________________100 ING. DANNY REILLY BARRETO TUNQUE ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 42: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 5 Modulo Sala
De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
Figura 43: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 6 Modulo Sala
De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
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Figura 44: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 7 Modulo Sala
De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
Figura 45: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo Sala
De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
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Figura 46: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo Sala
De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
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2.2.10 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton)
Figura 47: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
Figura 48: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Sala De
Usos Múltiple/Aula De Innovación.
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Figura 49: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 3 Modulo Sala De
Usos Múltiple/Aula De Innovación.
Figura 50: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 4 Modulo Sala De
Usos Múltiple/Aula De Innovación.
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Figura 51: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 5 Modulo Sala De
Usos Múltiple/Aula De Innovación.
Figura 52: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 6 Modulo Sala De
Usos Múltiple/Aula De Innovación.
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Figura 53: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 7 Modulo Sala De
Usos Múltiple/Aula De Innovación.
Figura 54: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo Sala
De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
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Figura 55: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo Sala
De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
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2.2.11 Distribución de refuerzos
Figura 56: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación.
Figura 57: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación.
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Figura 58: ETABS, Refuerzos eje 3 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación.
Figura 59: ETABS, Refuerzos eje 4 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación.
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Figura 60: ETABS, Refuerzos eje 5 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación.
Figura 61: ETABS, Refuerzos eje 6 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación.
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_________________________________________________________________________111 ING. DANNY REILLY BARRETO TUNQUE ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 62: ETABS, Refuerzos eje 7 Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación.
Figura 63: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación.
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Figura 64: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación.
2.2.12 Diseño de Losas Aligeradas
Considerando que las losas son elementos que deben ser diseñados
para resistir esfuerzos en flexión y corte, son aplicables las disposiciones
contempladas en la Norma de Concreto Armado y Concreto Armado
Comentarios E.060 en su sección 11 Flexión y la sección 13 Corte y
Torsión, Así mismo podemos mencionar las disposiciones contempladas
en la norma ACI 318 - 08 en la sección 10 Cargas Axiales y Flexión y la
sección 11 Corte y Torsión
El presente proyecto contempla losas aligeradas en una dirección,
compuesta por viguetas de 10 centímetros y losa de espesor 5 centímetros.
El material entre viguetas se considera Ladrillo pandereta de arcilla tal
como se indican en los planos correspondientes.
Tabla 26: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada - primer nivel
Descripción Valores Unidades
Resistencia del concreto 210.00 Kg/cm2
Resistencia a Fluencia del Acero 4,200.00 Kg/cm2
Longitud de la Vigueta max 4.00 m
Carga Muerta (WD) 345.28 Kg/m2
Carga Viva (WL) 100.00 Kg/m2
Carga Ultima (Wu) 653.39 Kg/mPeralte Losa Mínimo (h) 20.00 cm
Referencia: Fuente Propia
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Tabla 27: Metrado de Cargas Losa Aligerada - primer nivel
Tabla 28: Carga muerta Losa Aligerada - primer nivel
Figura 65: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación.
Figura 66: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación.
Figura 67: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación.
Datos de Carga Valores Unidades
Espesor de la Losa (t1) 5.00 cm
Espesor de la Vigueta (t2) 15.00 cm
Tabiqueria 0.00 Kg/m2
Carga Cobertura 100.00 Kg/m2Carga Viva 100.00 Kg/m2
Referencia: Fuente Propia
Descripción Largo (m) Ancho (m) Alto (m) P.E. (Kg/m3) Peso(Kg/Vigueta/m)
Peso de la Losa 1.00 0.40 0.05 2,400.00 48.00
Peso de la Vigueta 1.00 0.10 0.15 2,400.00 36.00
Peso del Ladrillo 1.00 0.30 0.15 592.00 26.64
Peso de tabiqueria - - - 0.00
Peso Piso + Cielorraso 1.00 0.40 100.00 40.00
150.64PESO PROPIO TOTAL
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_________________________________________________________________________114 ING. DANNY REILLY BARRETO TUNQUE ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 68: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación.
Figura 69: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer nivel, Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
Figura 70: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel, Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
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_________________________________________________________________________115 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.2.13 Diseño de Cimentaciones
2.2.13.1 Introducción
Considerando que el diseño de las cimentaciones se realiza para
absorber esfuerzo de corte y flexión así como algunas verificaciones
como las de punzonamiento, adherencia y anclaje, transmisión de
esfuerzos, etc. El diseño considera las expresiones indicadas en la
Norma de Concreto Armado y Concreto Armado Comentarios en su
sección 11 Flexión, sección 13 Corte y Torsión y sección 16 Zapata; Así
mismo, se deberá tomar en cuenta algunas disposiciones para el
diseño sísmico como las mencionadas en la Norma ACI 318 – 08 en su
sección 21.8 Cimentaciones.
Para el análisis de cimentaciones se emplea el programa SAFE,
exportando las cargas directamente desde el programa de análisis y
diseño de Edificaciones ETABS, empleando el Método de los
Elementos Finitos, con modelamiento en los apoyos tipo resorte según
el módulo de balasto del terreno.
2.2.13.2 Pre-dimensionamiento
Del análisis de la superestructura se obtienen las reacciones en todos
los apoyos, siendo estos valores los datos necesarios para la asignación
de las dimensiones de las cimentaciones, teniendo como primera etapa
el pre-dimensionamiento correspondiente.
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_________________________________________________________________________116 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
PREDIMENSIONAMIENTO ZAPATAS MODULO 01:
Tabla 29: Cargas predimensionamiento Zapata A-1, Modulo Sala De
Usos Múltiple/Aula De Innovación.
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_________________________________________________________________________117 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 30: Cargas predimensionamiento Zapata B-1, Modulo Sala De Usos
Múltiple/Aula De Innovación.
Tabla 31: Cargas predimensionamiento Zapata C-1, Modulo Sala De
Usos Múltiple/Aula De Innovación.
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_________________________________________________________________________118 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 32: Cargas predimensionamiento Zapata C-5, Modulo Sala De
Usos Múltiple/Aula De Innovación.
Verificación de esfuerzos
Para el presente estudio, el suelo indica un esfuerzo admisible para
zapatas rectangulares mínimo de 2.34 kg/cm², que equivale a 4.70
kg/cm³ (Winkler) siendo éste dato importante para el análisis de la
cimentación.
La verificación de los resultados obedece a las combinaciones según el
reglamento que exige, se crea una combinación de SERVICIO con el
fin de comprobar los esfuerzos del terreno y esfuerzos en la estructura
según las dimensiones geométricas de las zapatas asignadas.
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_________________________________________________________________________119 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 33: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto
Verificación Por punzonamiento
El procedimiento que lleva el programa SAFE para los cálculos al corte
por punzonamiento son bastante rigurosos y usa las fórmulas
siguientes.
Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler
(Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3)
0.25 0.65 1.55 3.19 2.85 5.700.30 0.78 1.60 3.28 2.90 5.800.35 0.91 1.65 3.37 2.95 5.900.40 1.04 1.70 3.46 3.00 6.000.45 1.17 1.75 3.55 3.05 6.100.50 1.30 1.80 3.64 3.10 6.200.55 1.39 1.85 3.73 3.15 6.300.60 1.48 1.90 3.82 3.20 6.400.65 1.57 1.95 3.91 3.25 6.500.70 1.66 2.00 4.00 3.30 6.600.75 1.75 2.05 4.10 3.35 6.700.80 1.84 2.10 4.20 3.40 6.800.85 1.93 2.15 4.30 3.45 6.900.90 2.02 2.20 4.40 3.50 7.000.95 2.11 2.25 4.50 3.55 7.101.00 2.20 2.30 4.60 3.60 7.201.05 2.29 2.35 4.70 3.65 7.301.10 2.38 2.40 4.80 3.70 7.401.15 2.47 2.45 4.90 3.75 7.501.20 2.56 2.50 5.00 3.80 7.601.25 2.65 2.55 5.10 3.85 7.701.30 2.74 2.60 5.20 3.90 7.801.35 2.83 2.65 5.30 3.95 7.901.40 2.92 2.70 5.40 4.00 8.001.45 3.01 2.75 5.501.50 3.10 2.80 5.60
L
e
LS
Pq
611
L
e
LS
Pq
612
24321
22dC
qqLS
qqFV XX
U
dbfbc
ØV CC
0
'2153.085.0
dbfb
dØV CC
0
'
0
2@27.085.0
dbfØV CC 0
'85.0
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_________________________________________________________________________120 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap
máx
C
u
V
V
Øv
vRatioShear
11.12.2.1) .....(ACI
'4
'2
'4
2
cf
cfb
d
cf
mínvo
sc
Ratio: Expresa la relación entre el esfuerzo de corte por punzonamiento
(valor máximo) y la capacidad del esfuerzo de corte por punzonamiento
con el factor incluido.
La Capacidad del esfuerzo de corte máximo (Vcap) viene a ser las tres
últimas ecuaciones presentadas anteriormente; cabe mencionar que, el
programa SAFE los representa como esfuerzos, es decir, fuerza sobre área
y las ecuaciones en el sistema Inglés son:
Donde β es la relación de las dimensiones de la sección crítica, bo es el
perímetro de la sección crítica y αs es un factor con respecto a la ubicación
de la sección crítica.
. 20
. 30
. 40
EsquinerasColumnasPara
LateralesColumnasPara
InterioresColumnasPara
s
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Castrovirreyna - Huancavelica”
_________________________________________________________________________121 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.2.13.3 Modelo para el análisis
Figura 71: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
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_________________________________________________________________________122 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.2.13.4 Verificación por punzonamiento
Figura 72: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
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_________________________________________________________________________123 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.2.13.5 Verificación de esfuerzos
Figura 73: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación. (kg/cm2).
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_________________________________________________________________________124 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.2.13.6 Diseño de Zapatas
Figura 74: SAFE, Cálculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Sala De Usos Múltiple/Aula De Innovación.
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_________________________________________________________________________125 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
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_________________________________________________________________________126 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.3 DISEÑO ESTRUCTURAL MODULO “Secretaría, Tópico y Psicología”
2.3.1 Descripción General de la Edificación
Modulo “SECRETARÍA, TOPICO Y PSICOLOGÍA”.- Este Modulo
contempla un área de 112.71 (área externa) y 44.7 metros lineales de perímetro,
el cual está constituido por pórticos principales en la dirección transversal,
cuyas vigas principales abarcan luces libres de 4.56m.
Las vigas principales son soportadas por las columnas de sección tipo “T” y
“L”, con la finalidad de dar estabilidad y seguridad a estas, los mismos que
absorben los momentos negativos provocados por las vigas en mención, a los
costados se plantea vigas rectangulares, en estos casos las estructura esta
confinada por muros portantes de cabeza.
El sentido longitudinal cumple la función de amarre, consideradas como ejes
secundarias por el mismo hecho de paralelismo de las viguetas – losa aligerada.
Las cargas que se transmiten son paralelos a este sentido conforme se muestran
en los planos adjuntos. El techo o cobertura propuesta es Losa Aligerada
compuesto de viguetas y ladrillos, siendo una losa totalmente rígida y estable.
Los niveles de fundación son constantes y uniformes, evitándose de esta forma
asentamiento diferenciales y sobreesfuerzos generados en la superestructura.
Figura 75: ETABS, Planta Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
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_________________________________________________________________________127 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.3.2 Cargas Verticales
Tabla 34: Metrado de Cargas Losa Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Tabla 35: Metrado de Cargas Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Tabla 36: Metrado de Cargas Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Tabla 37: Metrado de Cargas Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Metrado de Cargas Losa Aligerada e=20cm con Ladrillo de Arcilla.
Eje Descripción Material Peso (kg/m3) Largo Ancho Alto Peso/m2
Recubrimiento Concreto 2400.0000 1 1 0.05 120
Viguetas Concreto 2400.0000 1 0.25 0.15 90
Ladrillo Ladrillo 15 592.0000 1 0.75 0.15 66.6
TOTAL 276.6
Metrado de Cargas Losa Aligerada e=17cm con Ladrillo de Arcilla.
Eje Descripción Material Peso (kg/m3) Largo Ancho Alto Peso/m2
Recubrimiento Concreto 2400.0000 1 1 0.05 120
Viguetas Concreto 2400.0000 1 0.25 0.12 72
Ladrillo Ladrillo 15 592.0000 1 0.75 0.12 53.28
TOTAL 245.28
Metrado de Cargas Vigas principales ejes 1 Techo inclinado
Eje Descripción Material Peso (ton/m2) Ancho Trib. Peso (ton/m)
Principales Techo Aligerado Losa 17 0.25 2.82 0.71
Principales Acabados 0.10 2.82 0.28
TOTAL 0.99
Metrado de Cargas lineales
Eje Descripción Material Peso (ton/m2) Espesor (m) Altura (m) Peso (ton/m)
EJE A / TRAMO 1-2 Tabiqueria Albañilería 1.80 0.25 0.800 0.3600
EJE A / TRAMO 2-3 Tabiqueria Albañilería 1.80 0.25 3.980 1.7910
EJE B / TRAMO 1-2 Tabiqueria Albañilería 1.80 0.15 3.310 0.8937
EJE B / TRAMO 2-3 Tabiqueria Albañilería 1.80 0.15 3.310 0.8937
EJE C / TRAMO 1-2 Tabiqueria Albañilería 1.80 0.25 0.800 0.3600
EJE C / TRAMO 2-3 Tabiqueria Albañilería 1.80 0.25 2.600 1.1700
AZOTEA Tabiqueria Albañilería 1.80 0.15 0.330 0.0891
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_________________________________________________________________________128 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 76: ETABS, Cargas Verticales Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
2.3.3 Diseño Sísmico
El análisis dinámico, corresponde al módulo propuesto se está
considerando diafragma rígido en el primer nivel, y en el segundo nivel no
se debiera considerar ya que la cobertura es inclinada y no garantiza el
mismo desplazamiento en todos los puntos pero para poder ver los
desplazamientos por el centro de masa le asignaremos también diafragma
rígido.
La masa de la estructura es determinada considerando el 100 % de las cargas
permanentes (peso muerto y cargas externas) más el 50% de la carga viva
del primer nivel más el incremento del 25 % de la carga viva de la azotea
según lo estipulado en la Norma Sismo resistente E.030.
Se verifica el desplazamiento lateral de cada punto además del piso de la
edificación teniendo en cuenta los límites establecidos según el tipo y
material de la edificación del RNE.
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_________________________________________________________________________129 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Espectro de Diseño. El análisis sísmico se realiza por superposición
espectral, generándose el espectro de diseño según el factor de zona,
categoría de edificación, tipo de suelo y sistema estructural.
Para la determinación del espectro de respuesta se usan los siguientes
parámetros de diseño, los cuales se encuentran especificados en la norma
vigente de Diseño Sismorresistente E.030
Tabla 38: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo Aceleraciones
Descripción Simbolo Tipo ValorFactor de zona Z Zona 3 0.4Categoria de la edificación U A 1.5Tipo de Suelo Simbolo Perfi Tipo S3 1.4Período Fundamental Tp 0.9Sistema Estructural (Longitudinal) R C° Pórticos 8Sistema Estructural (Transversal) R Albañileria Armada o Confinada 3
5.2 ; 5.2
C
T
TC P g
R
SCUZSa
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_________________________________________________________________________130 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 39: Periodo - Aceleraciones
N° T C Sa/g (Porticos) Sa/g (Albañileria)1 0.00 2.50 0.2625 0.70002 0.02 2.50 0.2625 0.70003 0.04 2.50 0.2625 0.70004 0.06 2.50 0.2625 0.70005 0.08 2.50 0.2625 0.70006 0.10 2.50 0.2625 0.70007 0.12 2.50 0.2625 0.70008 0.14 2.50 0.2625 0.70009 0.16 2.50 0.2625 0.700010 0.18 2.50 0.2625 0.700011 0.20 2.50 0.2625 0.700012 0.25 2.50 0.2625 0.700013 0.30 2.50 0.2625 0.700014 0.35 2.50 0.2625 0.700015 0.40 2.50 0.2625 0.700016 0.45 2.50 0.2625 0.700017 0.50 2.50 0.2625 0.700018 0.55 2.50 0.2625 0.700019 0.60 2.50 0.2625 0.700020 0.65 2.50 0.2625 0.700021 0.70 2.50 0.2625 0.700022 0.75 2.50 0.2625 0.700023 0.80 2.50 0.2625 0.700024 0.85 2.50 0.2625 0.700025 0.90 2.50 0.2625 0.700026 0.95 2.37 0.2487 0.663227 1.00 2.25 0.2363 0.630028 1.10 2.05 0.2148 0.572729 1.20 1.88 0.1969 0.525030 1.30 1.73 0.1817 0.484631 1.40 1.61 0.1688 0.450032 1.50 1.50 0.1575 0.420033 1.60 1.41 0.1477 0.393834 1.70 1.32 0.1390 0.370635 1.80 1.25 0.1313 0.350036 1.90 1.18 0.1243 0.331637 2.00 1.13 0.1181 0.315038 2.20 1.02 0.1074 0.286439 2.40 0.94 0.0984 0.262540 2.60 0.87 0.0909 0.242341 2.80 0.80 0.0844 0.225042 3.00 0.75 0.0788 0.210043 4.00 0.56 0.0591 0.157544 5.00 0.45 0.0473 0.126045 6.00 0.38 0.0394 0.1050
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_________________________________________________________________________131 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 77: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado.
Figura 78: Espectro Sistema de Albañilería Confinada.
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_________________________________________________________________________132 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
La norma E.030 establece dos criterios de superposición espectral, el
primero en función de la suma de valores absolutos y la media cuadrática
y el segundo como combinación cuadrática completa de valores (CQC).
2.3.4 Combinación de Cargas
La verificación de la capacidad de los elementos de concreto armado se
basó en un procedimiento de cargas factoradas, conforme a la Norma
Técnica de Edificación E-060 "Concreto Armado". Los factores de carga se
indican en la tabla siguiente. DEAD denota cargas permanentes propia de
la edificación, CM cargas permanentes aplicadas a la edificación, LIVE
denota cargas vigas de entrepiso, LIVE UP denota cargas vigas en azotea,
Sx y Sy efectos de sismo.
Tabla 40: Combinación de Cargas
Combinación DEAD CM LIVE LIVE UP Sx Sy
1 1.4 1.4 1.7 1.7 0 0
2 1.25 1.25 1.25 1.25 ±1.00 0
3 1.25 1.25 1.25 1.25 0 ±1.00
4 1.25 1.25 0 0 ±1.00 0
5 1.25 1.25 0 0 0 ±1.00
6 0.9 0.9 0 0 ±1.00 0
7 0.9 0.9 0 0 0 ±1.00
RD 75.0ii 1
H
m
i
i
m
i
i rrr1
2
1
75.025.0
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_________________________________________________________________________133 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.3.5 Modelo para el Análisis
El modelo ha sido preparado teniendo como principal objetivo una
estimación correcta de las rigideces laterales. Cabe anotar que el
programa resuelve la aparente incompatibilidad entre distintos planos,
en los que los nudos no siempre coinciden.
Figura 79: ETABS, Modelo 3d Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
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_________________________________________________________________________134 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.3.6 Modos de vibración
La tabla siguiente indica los resultados obtenidos para períodos y
frecuencias naturales, así como las masas efectivas en cada dirección. Para
el modelo se usaron 6 modos.
De la tabla se observa que los dos primeros modos de vibración
obedecen a una concentración de participación modal traslacional, la
primera en la dirección X y la segunda en la dirección Y, siendo el tercer
modo de vibración correspondiente a una participación modal rotacional.
Además se observa que la participación de masa supera el 90% estando
estas dentro de lo que la norma exige. Ademas los valores de los primeros
modos de vibracion de la estructura son menores a las del suelo, por lo
cual no abra efectos de resonancia.
Tabla 41: Modos de Vibración Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
2.3.7 Verificación de Desplazamientos
Según Norma del Reglamento Nacional de Edificaciones, establece
que para edificaciones de concreto armado la máxima distorsión de
entrepiso será de 0.007 y para albañileria la maxima distorsion de
entrepiso sera de 0.005. En la tabla de máximos desplazamientos
observamos para el Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología. que tanto para
la dirección X-X (porticos de concreto armado) los valores máximos son
0.0047 y para la direccion Y-Y (Albañileria confinada ) los valores
maximos son 0.0012, los cuales son valores menores a los que la norma
exige.
Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ RX RY RZ SumRX SumRY SumRZ
1 0.21 98.30 0.09 0.00 98.30 0.09 0.00 0.09 98.13 1.70 0.09 98.13 1.70
2 0.10 0.82 69.42 0.00 99.12 69.51 0.00 69.30 0.86 31.14 69.39 98.98 32.84
3 0.09 0.70 30.39 0.00 99.82 99.91 0.00 30.24 0.76 67.05 99.62 99.74 99.89
4 0.02 0.04 0.00 0.00 99.86 99.91 0.00 0.00 0.24 0.01 99.62 99.97 99.90
5 0.01 0.10 0.01 0.00 99.97 99.92 0.00 0.00 0.02 0.07 99.62 99.99 99.98
6 0.01 0.03 0.08 0.00 100.00 99.99 0.00 0.00 0.00 0.01 99.63 99.99 99.98
% PARTICIPACION DE MASAS TRASLACIONAL % PARTICIPACION DE MASAS ROTACIONAL
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_________________________________________________________________________135 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 42: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Tabla 43: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinaday Pórticos por puntos módulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Tabla 44: Desplazamientos Laterales Por Centro De Masa Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
7-Concreto Armado, Porticos 8 R= 8
1-Regular 1
1-Concreto 0.007 OK!! OK!!!
TABLA POINT DRIFTS MAX.= 0.0264 0.0150 0.0047 0.0032
Story Point Load DispX DispY DriftX DriftY RY RZ Drift X por 0.75 Drift Y por 0.75
STORY2 10 SISMOXXPOS 0 0.00E+00 0 0.00E+00 -0.00032 -0.00002 0.00000 0.00000
STORY1 10-ene SISMOXXPOS 0.0029 4.00E-04 0.000686 9.00E-05 0.01740 0.00240 0.00412 0.00054
STORY2 10.00 SISMOXXNEG 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00030 -0.00002 0.00000 0.00000
STORY1 10-ene SISMOXXNEG 0.0029 3.00E-04 0.000675 6.40E-05 0.01740 0.00180 0.00405 0.00038
STORY2 10.00 SISMOYYPOS 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00000 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 10.00 SISMOYYPOS 0.0001 1.80E-03 0.000019 4.25E-04 0.00012 0.00005 0.00011 0.00255
STORY2 10.00 SISMOYYNEG 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00000 0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 10 SISMOYYNEG 0.0002 2.20E-03 0.000057 5.12E-04 -0.00002 0.00005 0.00034 0.00307
STORY2 10 EQXX 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00004 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 10 EQXX 0.0029 5.00E-04 0.000684 1.16E-04 0.00001 0.00004 0.00410 0.00070
STORY2 10.00 EQYY 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00004 0.00001 0.00000 0.00000
STORY1 10 EQYY 0.0003 2.30E-03 0.000074 5.34E-04 0.00012 0.00005 0.00044 0.00320
STORY2 10 COMB1 0 0.00E+00 0 0.00E+00 -0.00011 -0.00004 0.00000 0.00000
4-Albañileria Armada o Confinada 3 R= 3
1-Regular 1
3-Albañileria 0.005 OK!! OK!!!
TABLA POINT DRIFTS MAX.= 0.0099 0.0056 0.0018 0.0012
Story Point Load DispX DispY DriftX DriftY RY RZ Drift X por 0.75 Drift Y por 0.75
STORY2 10 SISMOXXPOS 0 0 0 0 -0.00031 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 10 SISMOXXPOS 0.0029 0.0004 0.000686 0.00009 -0.00018 0.00005 0.00154 0.00020
STORY2 10 SISMOXXNEG 0 0 0 0 0.00028 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 10 SISMOXXNEG 0.0029 0.0003 0.000675 0.000064 0.00028 0.00005 0.00152 0.00014
STORY2 10 SISMOYYPOS 0 0 0 0 -0.00026 0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 10 SISMOYYPOS 0.0001 0.0018 0.000019 0.000425 0.00028 0.00004 0.00004 0.00096
STORY2 10 SISMOYYNEG 0 0 0 0 -0.00027 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 10 SISMOYYNEG 0.0002 0.0022 0.000057 0.000512 0.00027 0.00005 0.00013 0.00115
STORY2 10 EQXX 0 0 0 0 -0.00029 -0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 10 EQXX 0.0029 0.0005 0.000684 0.000116 0.00024 -0.00004 0.00154 0.00026
STORY2 10 EQYY 0 0 0 0 -0.00030 -0.00003 0.00000 0.00000
STORY1 10 EQYY 0.0003 0.0023 0.000074 0.000534 0.00023 -0.00003 0.00017 0.00120
STORY2 10 COMB1 0 0 0 0 -0.00026 0.00004 0.00000 0.00000
Nº PISO SUP. PISO INF. DIFER. R 3/4x R H piso Δ piso Despl.obt.Despl.Max.Nor observacion
2 0.00370 0.003 0.0007 8 6 4.46 0.00016 0.0009 0.007 BIEN
1 0.003000 0 0.003 8 6 4.3 0.00070 0.0042 0.007 BIEN
DIRECCION Y ALBAÑILERIA CONFINADA
Nº PISO SUP. PISO INF. DIFER. R 3/4x R H piso Δ piso Despl.obt. Despl.Max.nor observ.
2 0.00200 0.0018 0.0002 3 2.25 4.46 0.00004 0.0001 0.005 BIEN
1 0.00180 0 0.0018 3 2.25 4.3 0.00042 0.0009 0.005 BIEN
Ref Etabs 9.7.1 Unidad ton-m-seg
RESUMEN DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES MODULO SECRETARIA, TÓPICO Y PSICOLOGÍA
DIRECCION X APORTICADO
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_________________________________________________________________________136 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.3.8 Fuerzas Globales
Empleando las expresiones de la norma E030 para el análisis
sísmico con fuerzas estáticas equivalentes, se tiene:
La norma E030 indica que, para cada una de las direcciones
consideradas en el análisis, la fuerza cortante en la base del edificio no
podrá ser menor que el 80 % del valor calculado con las fórmulas estáticas,
tratándose de estructuras regulares. Si fuera necesario incrementar el
Cortante para cumplir los mínimos señalados, se deberán escalar
proporcionalmente todos los otros resultados obtenidos, excepto los
desplazamientos.
2.3.9 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m)
Figura 80: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Figura 81: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
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_________________________________________________________________________137 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 82: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 3 Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Figura 83: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
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_________________________________________________________________________138 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 84: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Figura 85: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje C Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
“““Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
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_________________________________________________________________________139 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
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_________________________________________________________________________140 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.3.10 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton)
Figura 86: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Figura 87: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
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_________________________________________________________________________141 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 88: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 3 Modulo Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Figura 89: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología
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_________________________________________________________________________142 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 90: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología
Figura 91: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje C Modulo Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología
“““Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
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_________________________________________________________________________143 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.3.11 Distribución de refuerzos
Figura 92: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo Módulo Secretaría,
Tópico Y Psicología
Figura 93: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Módulo Secretaría,
Tópico Y Psicología
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_________________________________________________________________________144 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 94: ETABS, Refuerzos eje 3 Modulo Módulo Secretaría,
Tópico Y Psicología
Figura 95: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Módulo Secretaría,
Tópico Y Psicología
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_________________________________________________________________________145 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 96: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Módulo Secretaría,
Tópico Y Psicología
Figura 97: ETABS, Refuerzos eje C Modulo Módulo Secretaría,
Tópico Y Psicología
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_________________________________________________________________________146 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.3.12 Diseño de Losas Aligeradas
Considerando que las losas son elementos que deben ser diseñados
para resistir esfuerzos en flexión y corte, son aplicables las disposiciones
contempladas en la Norma de Concreto Armado y Concreto Armado
Comentarios E.060 en su sección 11 Flexión y la sección 13 Corte y
Torsión, Así mismo podemos mencionar las disposiciones contempladas
en la norma ACI 318 - 08 en la sección 10 Cargas Axiales y Flexión y la
sección 11 Corte y Torsión
El presente proyecto contempla losas aligeradas en una dirección,
compuesta por viguetas de 10 centímetros y losa de espesor 5 centímetros.
El material entre viguetas se considera Ladrillo pandereta de arcilla tal
como se indican en los planos correspondientes.
Tabla 45: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada - primer nivel
Tabla 46: Metrado de Cargas Losa Aligerada - primer nivel
Descripción Valores Unidades
Resistencia del concreto 210.00 Kg/cm2
Resistencia a Fluencia del Acero 4,200.00 Kg/cm2
Longitud de la Vigueta max 4.44 m
Carga Muerta (WD) 426.60 Kg/m2
Carga Viva (WL) 100.00 Kg/m2
Carga Ultima (Wu) 767.24 Kg/mPeralte Losa Mínimo (h) 17.00 cm
Referencia: Fuente Propia
Datos de Carga Valores Unidades
Espesor de la Losa (t1) 5.00 cm
Espesor de la Vigueta (t2) 15.00 cm
Tabiqueria 0.00 Kg/m2
Carga Cobertura 100.00 Kg/m2Carga Viva 300.00 Kg/m2
Referencia: Fuente Propia
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_________________________________________________________________________147 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 47: Carga muerta Losa Aligerada - primer nivel
Figura 98: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Figura 99: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Figura 100: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Figura 101: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Descripción Largo (m) Ancho (m) Alto (m) P.E. (Kg/m3) Peso(Kg/Vigueta/m)
Peso de la Losa 1.00 0.40 0.05 2,400.00 48.00
Peso de la Vigueta 1.00 0.10 0.15 2,400.00 36.00
Peso del Ladrillo 1.00 0.30 0.15 592.00 26.64
Peso de tabiqueria - - - 0.00
Peso Piso + Cielorraso 1.00 0.40 100.00 40.00
150.64PESO PROPIO TOTAL
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_________________________________________________________________________148 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 102: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer nivel, Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Figura 103: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel, Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
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_________________________________________________________________________149 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 48: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada segundo nivel
Tabla 49: Metrado de Cargas Losa Aligerada - segundo nivel
Tabla 50: Carga muerta Losa Aligerada - segundo nivel
Figura 104: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera segundo nivel, Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Descripción Valores Unidades
Resistencia del concreto 210.00 Kg/cm2
Resistencia a Fluencia del Acero 4,200.00 Kg/cm2
Longitud de la Vigueta max 4.44 m
Carga Muerta (WD) 345.28 Kg/m2
Carga Viva (WL) 100.00 Kg/m2
Carga Ultima (Wu) 653.39 Kg/mPeralte Losa Mínimo (h) 17.00 cm
Referencia: Fuente Propia
Datos de Carga Valores Unidades
Espesor de la Losa (t1) 5.00 cm
Espesor de la Vigueta (t2) 12.00 cm
Tabiqueria 0.00 Kg/m2
Carga Cobertura 100.00 Kg/m2
Carga Viva 100.00 Kg/m2
Referencia: Fuente Propio y RNE
Descripción Largo (m) Ancho (m) Alto (m) P.E. (Kg/m3)Peso(kg/Vigueta/m)
Peso de La losa 1.0000 0.4000 0.05 2400 48.00
Peso de la Vigueta 1.0000 0.1000 0.12 2400 28.80
Peso del Ladrillo 1.0000 0.3000 0.12 592 21.31
Peso de Tabiqueria - - - - 0.00
Peso Piso + Cieloraso 1.0000 0.4000 100 40.00
PESO PROPIO TOTAL 138.112
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_________________________________________________________________________150 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 105: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Figura 106: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Figura 107: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Figura 108: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
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_________________________________________________________________________151 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 109: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Módulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
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_________________________________________________________________________152 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.3.13 Diseño de Cimentaciones
2.3.13.1 Introducción
Considerando que el diseño de las cimentaciones se realiza para
absorber esfuerzo de corte y flexión así como algunas verificaciones
como las de punzonamiento, adherencia y anclaje, transmisión de
esfuerzos, etc. El diseño considera las expresiones indicadas en la
Norma de Concreto Armado y Concreto Armado Comentarios en su
sección 11 Flexión, sección 13 Corte y Torsión y sección 16 Zapata; Así
mismo, se deberá tomar en cuenta algunas disposiciones para el
diseño sísmico como las mencionadas en la Norma ACI 318 – 08 en su
sección 21.8 Cimentaciones.
Para el análisis de cimentaciones se emplea el programa SAFE,
exportando las cargas directamente desde el programa de análisis y
diseño de Edificaciones ETABS, empleando el Método de los
Elementos Finitos, con modelamiento en los apoyos tipo resorte según
el módulo de balasto del terreno.
2.3.13.2 Pre-dimensionamiento
Del análisis de la superestructura se obtienen las reacciones en todos
los apoyos, siendo estos valores los datos necesarios para la asignación
de las dimensiones de las cimentaciones, teniendo como primera etapa
el pre-dimensionamiento correspondiente.
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_________________________________________________________________________153 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
PREDIMENSIONAMIENTO ZAPATAS MODULO SECRETARIA,
TOPICO Y PSICOLOGÍA:
Tabla 51: Cargas predimensionamiento Zapata A-1, Secretaría, Tópico Y Psicología.
Tabla 52: Cargas predimensionamiento Zapata B-1, Secretaría, Tópico Y Psicología.
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_________________________________________________________________________154 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 53: Cargas predimensionamiento Zapata C-1, Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
Tabla 54: Cargas predimensionamiento Zapata C-3, Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
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_________________________________________________________________________155 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Verificación de esfuerzos
Para el presente estudio, el suelo indica un esfuerzo admisible para
zapatas rectangulares mínimo de 2.34 kg/cm², que equivale a 4.70
kg/cm³ (Winkler) siendo éste dato importante para el análisis de la
cimentación.
La verificación de los resultados obedece a las combinaciones según el
reglamento que exige, se crea una combinación de SERVICIO con el
fin de comprobar los esfuerzos del terreno y esfuerzos en la estructura
según las dimensiones geométricas de las zapatas asignadas.
Tabla 55: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto
Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler
(Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3)
0.25 0.65 1.55 3.19 2.85 5.700.30 0.78 1.60 3.28 2.90 5.800.35 0.91 1.65 3.37 2.95 5.900.40 1.04 1.70 3.46 3.00 6.000.45 1.17 1.75 3.55 3.05 6.100.50 1.30 1.80 3.64 3.10 6.200.55 1.39 1.85 3.73 3.15 6.300.60 1.48 1.90 3.82 3.20 6.400.65 1.57 1.95 3.91 3.25 6.500.70 1.66 2.00 4.00 3.30 6.600.75 1.75 2.05 4.10 3.35 6.700.80 1.84 2.10 4.20 3.40 6.800.85 1.93 2.15 4.30 3.45 6.900.90 2.02 2.20 4.40 3.50 7.000.95 2.11 2.25 4.50 3.55 7.101.00 2.20 2.30 4.60 3.60 7.201.05 2.29 2.35 4.70 3.65 7.301.10 2.38 2.40 4.80 3.70 7.401.15 2.47 2.45 4.90 3.75 7.501.20 2.56 2.50 5.00 3.80 7.601.25 2.65 2.55 5.10 3.85 7.701.30 2.74 2.60 5.20 3.90 7.801.35 2.83 2.65 5.30 3.95 7.901.40 2.92 2.70 5.40 4.00 8.001.45 3.01 2.75 5.501.50 3.10 2.80 5.60
L
e
LS
Pq
611
L
e
LS
Pq
612
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_________________________________________________________________________156 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap
máx
C
u
V
V
Øv
vRatioShear
11.12.2.1) .....(ACI
'4
'2
'4
2
cf
cfb
d
cf
mínvo
sc
Verificación Por punzonamiento
El procedimiento que lleva el programa SAFE para los cálculos al corte
por punzonamiento son bastante rigurosos y usa las fórmulas
siguientes.
Ratio: Expresa la relación
entre el esfuerzo de corte por punzonamiento (valor máximo) y la
capacidad del esfuerzo de corte por punzonamiento con el factor incluido.
La Capacidad del esfuerzo de corte máximo (Vcap) viene a ser las tres
últimas ecuaciones presentadas anteriormente; cabe mencionar que, el
programa SAFE los representa como esfuerzos, es decir, fuerza sobre área
y las ecuaciones en el sistema Inglés son:
Donde β es la relación de las dimensiones de la sección crítica, bo es el
perímetro de la sección crítica y αs es un factor con respecto a la ubicación
de la sección crítica.
24321
22dC
qqLS
qqFV XX
U
dbfbc
ØV CC
0
'2153.085.0
dbfb
dØV CC
0
'
0
2@27.085.0
dbfØV CC 0
'85.0
. 20
. 30
. 40
EsquinerasColumnasPara
LateralesColumnasPara
InterioresColumnasPara
s
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_________________________________________________________________________157 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.3.13.3 Modelo para el análisis
Figura 110: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
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_________________________________________________________________________158 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.3.13.4 Verificación por punzonamiento
Figura 111: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
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_________________________________________________________________________159 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.3.13.5 Verificación de esfuerzos
Figura 112: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología (kg/cm2).
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_________________________________________________________________________160 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.3.13.6 Diseño de Zapatas
Figura 113: SAFE, Calculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Secretaría, Tópico Y Psicología.
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_________________________________________________________________________162 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
DISEÑO ESTRUCTURAL MODULO “ESCALERA”
2.4.2 Descripción General de la Edificación
Modulo “ESCALERA”.- Este Modulo contempla un área de 19.12m2 (área
externa) y 17.5 metros lineales de perímetro, el cual está constituido por
pórticos principales en la dirección transversal, cuyas vigas principales abarcan
luces libres de 3.82m.
Las vigas principales son soportadas por las columnas de sección
“Rectangular” invertido, con la finalidad de dar estabilidad y seguridad a estas,
los mismos que absorben los momentos negativos provocados por las vigas en
mención, a los costados se plantea vigas rectangulares, en estos casos las
estructura esta confinada por muros portantes de cabeza.
El sentido longitudinal cumple la función de amarre, consideradas como ejes
secundarias por el mismo hecho de paralelismo de las viguetas – losa aligerada.
Las cargas que se transmiten son paralelas a este sentido conforme se muestran
en los planos adjuntos. El techo o cobertura propuesta es Losa Aligerada
compuesto de viguetas y ladrillos, siendo una losa totalmente rígida y estable.
Los niveles de fundación son constantes y uniformes, evitándose de esta forma
asentamiento diferenciales y sobreesfuerzos generados en la superestructura.
Figura 114: ETABS, Planta Modulo Escalera.
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_________________________________________________________________________163 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.4.3 Cargas Verticales
Tabla 56: Metrado de Cargas Modulo Escalera.
Tabla 57: Metrado de Cargas Modulo Escalera.
Figura 115: ETABS, Cargas Verticales Modulo Escalera.
Metrado de Cargas Losa Aligerada e=17cm con Ladrillo de Arcilla.
Eje Descripción Material Peso (kg/m3) Largo Ancho Alto Peso/m2
Recubrimiento Concreto 2400.0000 1 1 0.05 120
Viguetas Concreto 2400.0000 1 0.25 0.12 72
Ladrillo Ladrillo 15 592.0000 1 0.75 0.12 53.28
TOTAL 245.28
Metrado de Cargas Vigas principales ejes 1 Techo inclinado
Eje Descripción Material Peso (ton/m2) Ancho Trib. Peso (ton/m)
Principales Techo Aligerado Losa 17 0.25 2.67 0.67
Principales Acabados 0.10 2.67 0.27
TOTAL 0.93
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_________________________________________________________________________164 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.4.4 Diseño Sísmico
El análisis dinámico, corresponde al módulo propuesto se está
considerando diafragma rígido en el primer nivel, para con ello poder
verificar los desplazamientos por centro de masa de la cobertura inclinada
del módulo, aunque no es adecuado asignar diafragma rígido a las
coberturas inclinadas ya que fuerza a que los puntos a desnivel tengan el
mismo desplazamiento.
La masa de la estructura es determinada considerando el 100 % de las
cargas permanentes (peso muerto y cargas externas) más el incremento del
25 % de la carga viva de la azotea según lo estipulado en la Norma Sismo
resistente E.030.
Se verifica el desplazamiento lateral de cada punto además del piso de la
edificación teniendo en cuenta los límites establecidos según el tipo y
material de la edificación del RNE.
Espectro de Diseño. El análisis sísmico se realiza por superposición
espectral, generándose el espectro de diseño según el factor de zona,
categoría de edificación, tipo de suelo y sistema estructural.
Para la determinación del espectro de respuesta se usan los siguientes
parámetros de diseño, los cuales se encuentran especificados en la norma
vigente de Diseño Sismorresistente E.030
Tabla 58: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo Aceleraciones
Descripción Simbolo Tipo ValorFactor de zona Z Zona 3 0.4Categoria de la edificación U A 1.5Tipo de Suelo Simbolo Perfi Tipo S3 1.4Período Fundamental Tp 0.9Sistema Estructural (Longitudinal) R C° Pórticos 8Sistema Estructural (Transversal) R Albañileria Armada o Confinada 3
5.2 ; 5.2
C
T
TC P
gR
SCUZSa
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_________________________________________________________________________165 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 59: Periodo - Aceleraciones
Figura 116: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado.
N° T C Sa/g (Porticos) Sa/g (Albañileria)1 0.00 2.50 0.2625 0.70002 0.02 2.50 0.2625 0.70003 0.04 2.50 0.2625 0.70004 0.06 2.50 0.2625 0.70005 0.08 2.50 0.2625 0.70006 0.10 2.50 0.2625 0.70007 0.12 2.50 0.2625 0.70008 0.14 2.50 0.2625 0.70009 0.16 2.50 0.2625 0.700010 0.18 2.50 0.2625 0.700011 0.20 2.50 0.2625 0.700012 0.25 2.50 0.2625 0.700013 0.30 2.50 0.2625 0.700014 0.35 2.50 0.2625 0.700015 0.40 2.50 0.2625 0.700016 0.45 2.50 0.2625 0.700017 0.50 2.50 0.2625 0.700018 0.55 2.50 0.2625 0.700019 0.60 2.50 0.2625 0.700020 0.65 2.50 0.2625 0.700021 0.70 2.50 0.2625 0.700022 0.75 2.50 0.2625 0.700023 0.80 2.50 0.2625 0.700024 0.85 2.50 0.2625 0.700025 0.90 2.50 0.2625 0.700026 0.95 2.37 0.2487 0.663227 1.00 2.25 0.2363 0.630028 1.10 2.05 0.2148 0.572729 1.20 1.88 0.1969 0.525030 1.30 1.73 0.1817 0.484631 1.40 1.61 0.1688 0.450032 1.50 1.50 0.1575 0.420033 1.60 1.41 0.1477 0.393834 1.70 1.32 0.1390 0.370635 1.80 1.25 0.1313 0.3500
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Figura 117: Espectro Sistema de Albañilería Confinada.
La norma E.030 establece dos criterios de superposición espectral, el
primero en función de la suma de valores absolutos y la media cuadrática
y el segundo como combinación cuadrática completa de valores (CQC).
RD 75.0
ii 1H
m
i
i
m
i
i rrr1
2
1
75.025.0
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_________________________________________________________________________167 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.4.5 Combinación de Cargas
La verificación de la capacidad de los elementos de concreto armado se
basó en un procedimiento de cargas factoradas, conforme a la Norma
Técnica de Edificación E-060 "Concreto Armado". Los factores de carga se
indican en la tabla siguiente. DEAD denota cargas permanentes propia de
la edificación, CM cargas permanentes aplicadas a la edificación, LIVE
denota cargas vigas de entrepiso, LIVE UP denota cargas vigas en azotea,
Sx y Sy efectos de sismo.
Tabla 60: Combinación de Cargas
2.4.6 Modelo para el Análisis
El modelo ha sido preparado teniendo como principal objetivo una
estimación correcta de las rigideces laterales. Cabe anotar que el
programa resuelve la aparente incompatibilidad entre distintos planos,
en los que los nudos no siempre coinciden.
Combinación DEAD CM LIVE LIVE UP Sx Sy
1 1.4 1.4 1.7 1.7 0 0
2 1.25 1.25 1.25 1.25 ±1.00 0
3 1.25 1.25 1.25 1.25 0 ±1.00
4 1.25 1.25 0 0 ±1.00 0
5 1.25 1.25 0 0 0 ±1.00
6 0.9 0.9 0 0 ±1.00 0
7 0.9 0.9 0 0 0 ±1.00
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_________________________________________________________________________168 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 118: ETABS, Modelo 3d Modulo Escalera.
2.4.7 Modos de vibración
La tabla siguiente indica los resultados obtenidos para períodos y
frecuencias naturales, así como las masas efectivas en cada dirección. Para
el modelo se usaron 6 modos.
De la tabla se observa que los dos primeros modos de vibración
obedecen a una concentración de participación modal traslacional, la
primera en la dirección X y la segunda en la dirección Y, siendo el tercer
modo de vibración correspondiente a una participación modal rotacional.
Además se observa que la participación de masa supera el 90% estando
estas dentro de lo que la norma exige. Ademas los valores de los primeros
modos de vibracion de la estructura son menores a las del suelo, por lo
cual no abra efectos de resonancia.
Tabla 61: Modos de Vibración Modulo Escalera.
Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ RX RY RZ SumRX SumRY SumRZ
1 0.17 20.55 0.04 0.00 20.55 0.04 0.00 0.04 46.75 19.78 0.04 46.75 19.78
2 0.10 75.82 1.95 0.00 96.37 1.99 0.00 1.95 49.45 0.45 1.99 96.20 20.24
3 0.08 1.49 0.88 0.00 97.86 2.87 0.00 0.84 2.13 79.14 2.83 98.33 99.38
4 0.06 2.10 96.56 0.00 99.96 99.43 0.00 92.51 1.65 0.55 95.34 99.99 99.92
5 0.03 0.01 0.53 0.00 99.97 99.96 0.00 4.54 0.01 0.00 99.88 100.00 99.92
6 0.03 0.03 0.04 0.00 100.00 100.00 0.00 0.12 0.00 0.08 100.00 100.00 100.00
% PARTICIPACION DE MASAS TRASLACIONAL % PARTICIPACION DE MASAS ROTACIONAL
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_________________________________________________________________________169 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.4.8 Verificación de Desplazamientos
Según Norma del Reglamento Nacional de Edificaciones, establece
que para edificaciones de concreto armado la máxima distorsión de
entrepiso será de 0.007 y para albañileria la maxima distorsion de
entrepiso sera de 0.005. En la tabla de máximos desplazamientos
observamos para el Modulo Escalera. que tanto para la dirección X-X
(porticos de concreto armado) los valores máximos son 0.0041 y para la
direccion Y-Y (Albañileria confinada ) los valores maximos son 0.0004, los
cuales son valores menores a los que la norma exige.
Tabla 62: Desplazamientos Laterales Por Centro De Masa Modulo Escalera.
2.4.9 Fuerzas Globales
Empleando las expresiones de la norma E030 para el análisis
sísmico con fuerzas estáticas equivalentes, se tiene:
La norma E030 indica que, para cada una de las direcciones
consideradas en el análisis, la fuerza cortante en la base del edificio no
podrá ser menor que el 80 % del valor calculado con las fórmulas estáticas,
tratándose de estructuras regulares. Si fuera necesario incrementar el
cortante para cumplir los mínimos señalados, se deberán escalar
proporcionalmente todos los otros resultados obtenidos, excepto los
desplazamientos.
Nº PISO SUP. PISO INF. DIFER. R 3/4x R H piso Δ piso Despl.obt.Despl.Max.Nor observacion
2 0.00420 0.0008 0.0034 8 6 4.93 0.00069 0.0041 0.007 BIEN
1 0.000800 0 0.0008 8 6 4.35 0.00018 0.0011 0.007 BIEN
DIRECCION Y ALBAÑILERIA CONFINADA
Nº PISO SUP. PISO INF. DIFER. R 3/4x R H piso Δ piso Despl.obt. Despl.Max.nor observ.
2 0.00090 0.0007 0.0002 3 2.25 4.93 0.00004 0.0001 0.005 BIEN
1 0.00070 0 0.0007 3 2.25 4.35 0.00016 0.0004 0.005 BIEN
Ref Etabs 9.7.1 Unidad ton-m-seg
RESUMEN DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES MODULO ESCALERA
DIRECCION X APORTICADO
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_________________________________________________________________________170 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.4.10 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m)
Figura 119: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo
Escalera.
Figura 120: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo
Escalera.
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_________________________________________________________________________171 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 121: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo
Escalera.
Figura 122: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo
Escalera.
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_________________________________________________________________________172 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.4.11 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton)
Figura 123: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo
Escalera.
Figura 124: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo
Escalera.
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_________________________________________________________________________173 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 125: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo
Escalera.
Figura 126: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo
Escalera.
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_________________________________________________________________________174 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.4.12 Distribución de refuerzos
Figura 127: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Escalera.
Figura 128: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Escalera.
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_________________________________________________________________________175 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 129: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo Escalera.
Figura 130: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Escalera.
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_________________________________________________________________________176 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.4.13 Diseño de Losas Aligeradas
Considerando que las losas son elementos que deben ser diseñados
para resistir esfuerzos en flexión y corte, son aplicables las disposiciones
contempladas en la Norma de Concreto Armado y Concreto Armado
Comentarios E.060 en su sección 11 Flexión y la sección 13 Corte y
Torsión, Así mismo podemos mencionar las disposiciones contempladas
en la norma ACI 318 - 08 en la sección 10 Cargas Axiales y Flexión y la
sección 11 Corte y Torsión
El presente proyecto contempla losas aligeradas en una dirección,
compuesta por viguetas de 10 centímetros y losa de espesor 5 centímetros.
El material entre viguetas se considera Ladrillo pandereta de arcilla tal
como se indican en los planos correspondientes.
Tabla 63: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada primer nivel
Descripción Valores Unidades
Resistencia del concreto 210.00 Kg/cm2
Resistencia a Fluencia del Acero 4,200.00 Kg/cm2
Longitud de la Vigueta max 4.25 m
Carga Muerta (WD) 426.60 Kg/m2
Carga Viva (WL) 100.00 Kg/m2
Carga Ultima (Wu) 767.24 Kg/mPeralte Losa Mínimo (h) 20.00 cm
Referencia: Fuente Propia
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_________________________________________________________________________177 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 64: Metrado de Cargas Losa Aligerada – primer nivel
Tabla 65: Carga muerta Losa Aligerada – primer nivel
Figura 131: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo Escalera.
Figura 132: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Escalera.
Figura 133: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer nivel, Modulo Escalera.
Datos de Carga Valores Unidades
Espesor de la Losa (t1) 5.00 cm
Espesor de la Vigueta (t2) 15.00 cm
Tabiqueria 0.00 Kg/m2
Carga Cobertura 100.00 Kg/m2Carga Viva 400.00 Kg/m2
Referencia: Fuente Propia
Descripción Largo (m) Ancho (m) Alto (m) P.E. (Kg/m3) Peso(Kg/Vigueta/m)
Peso de la Losa 1.00 0.40 0.05 2,400.00 48.00
Peso de la Vigueta 1.00 0.10 0.15 2,400.00 36.00
Peso del Ladrillo 1.00 0.30 0.15 592.00 26.64
Peso de tabiqueria - - - 0.00
Peso Piso + Cielorraso 1.00 0.40 100.00 40.00
150.64PESO PROPIO TOTAL
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_________________________________________________________________________178 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 134: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel, Modulo Escalera.
Tabla 66: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada segundo nivel
Tabla 67: Metrado de Cargas Losa Aligerada - segundo nivel
Tabla 68: Carga muerta Losa Aligerada - segundo nivel
Descripción Valores Unidades
Resistencia del concreto 210.00 Kg/cm2
Resistencia a Fluencia del Acero 4,200.00 Kg/cm2
Longitud de la Vigueta max 4.25 m
Carga Muerta (WD) 345.00 Kg/m2
Carga Viva (WL) 100.00 Kg/m2
Carga Ultima (Wu) 653.00 Kg/mPeralte Losa Mínimo (h) 17.00 cm
Referencia: Fuente Propia
Datos de Carga Valores Unidades
Espesor de la Losa (t1) 5.00 cm
Espesor de la Vigueta (t2) 15.00 cm
Tabiqueria 0.00 Kg/m2
Carga Cobertura 100.00 Kg/m2Carga Viva 100.00 Kg/m2
Referencia: Fuente Propia
Descripción Largo (m) Ancho (m) Alto (m) P.E. (Kg/m3) Peso(Kg/Vigueta/m)
Peso de la Losa 1.00 0.40 0.05 2,400.00 48.00
Peso de la Vigueta 1.00 0.10 0.15 2,400.00 36.00
Peso del Ladrillo 1.00 0.30 0.15 592.00 26.64
Peso de tabiqueria - - - 0.00
Peso Piso + Cielorraso 1.00 0.40 100.00 40.00
150.64PESO PROPIO TOTAL
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_________________________________________________________________________179 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 135: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera segundo nivel, Modulo Escalera.
Figura 136: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Escalera.
Figura 137: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Escalera.
Figura 138: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Escalera.
2.4.14 Diseño de Cimentaciones
2.4.13.1 Introducción
Considerando que el diseño de las cimentaciones se realiza para
absorber esfuerzo de corte y flexión así como algunas verificaciones
como las de punzonamiento, adherencia y anclaje, transmisión de
esfuerzos, etc. El diseño considera las expresiones indicadas en la
Norma de Concreto Armado y Concreto Armado Comentarios en su
sección 11 Flexión, sección 13 Corte y Torsión y sección 16 Zapata; Así
mismo, se deberá tomar en cuenta algunas disposiciones para el
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_________________________________________________________________________180 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
diseño sísmico como las mencionadas en la Norma ACI 318 – 08 en su
sección 21.8 Cimentaciones.
Para el análisis de cimentaciones se emplea el programa SAFE,
exportando las cargas directamente desde el programa de análisis y
diseño de Edificaciones ETABS, empleando el Método de los
Elementos Finitos, con modelamiento en los apoyos tipo resorte según
el módulo de balasto del terreno.
2.4.13.2 Pre-dimensionamiento
Del análisis de la superestructura se obtienen las reacciones en todos
los apoyos, siendo estos valores los datos necesarios para la asignación
de las dimensiones de las cimentaciones, teniendo como primera etapa
el pre-dimensionamiento correspondiente.
PREDIMENSIONAMIENTO ZAPATAS MODULO D:
Tabla 69: Cargas predimensionamiento Zapata 2-A, Modulo Escalera.
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_________________________________________________________________________181 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 70: Cargas predimensionamiento Zapata 2-B, Modulo Escalera.
Tabla 71: Cargas predimensionamiento Zapata 1-A, Modulo Escalera.
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_________________________________________________________________________182 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 72: Cargas predimensionamiento Zapata 1-B, Modulo Escalera.
Verificación de esfuerzos
Para el presente estudio, el suelo indica un esfuerzo admisible para
zapatas rectangulares mínimo de 2.34 kg/cm², que equivale a 4.70
kg/cm³ (Winkler) siendo éste dato importante para el análisis de la
cimentación.
La verificación de los resultados obedece a las combinaciones según el
reglamento que exige, se crea una combinación de SERVICIO con el
fin de comprobar los esfuerzos del terreno y esfuerzos en la estructura
según las dimensiones geométricas de las zapatas asignadas.
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_________________________________________________________________________183 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 73: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto
Verificación Por punzonamiento
El procedimiento que lleva el programa SAFE para los cálculos al corte
por punzonamiento son bastante rigurosos y usa las fórmulas
siguientes.
Ratio: Expresa la relación
entre el esfuerzo de corte por punzonamiento (valor máximo) y la
capacidad del esfuerzo de corte por punzonamiento con el factor incluido.
Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler
(Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3)
0.25 0.65 1.55 3.19 2.85 5.700.30 0.78 1.60 3.28 2.90 5.800.35 0.91 1.65 3.37 2.95 5.900.40 1.04 1.70 3.46 3.00 6.000.45 1.17 1.75 3.55 3.05 6.100.50 1.30 1.80 3.64 3.10 6.200.55 1.39 1.85 3.73 3.15 6.300.60 1.48 1.90 3.82 3.20 6.400.65 1.57 1.95 3.91 3.25 6.500.70 1.66 2.00 4.00 3.30 6.600.75 1.75 2.05 4.10 3.35 6.700.80 1.84 2.10 4.20 3.40 6.800.85 1.93 2.15 4.30 3.45 6.900.90 2.02 2.20 4.40 3.50 7.000.95 2.11 2.25 4.50 3.55 7.101.00 2.20 2.30 4.60 3.60 7.201.05 2.29 2.35 4.70 3.65 7.301.10 2.38 2.40 4.80 3.70 7.401.15 2.47 2.45 4.90 3.75 7.501.20 2.56 2.50 5.00 3.80 7.601.25 2.65 2.55 5.10 3.85 7.701.30 2.74 2.60 5.20 3.90 7.801.35 2.83 2.65 5.30 3.95 7.901.40 2.92 2.70 5.40 4.00 8.001.45 3.01 2.75 5.501.50 3.10 2.80 5.60
L
e
LS
Pq
611
L
e
LS
Pq
612
24321
22dC
qqLS
qqFV XX
U
dbfbc
ØV CC
0
'2153.085.0
dbfb
dØV CC
0
'
0
2@27.085.0
dbfØV CC 0
'85.0
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_________________________________________________________________________184 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap
máx
C
u
V
V
Øv
vRatioShear
11.12.2.1) .....(ACI
'4
'2
'4
2
cf
cfb
d
cf
mínvo
sc
La Capacidad del esfuerzo de corte máximo (Vcap) viene a ser las tres
últimas ecuaciones presentadas anteriormente; cabe mencionar que, el
programa SAFE los representa como esfuerzos, es decir, fuerza sobre área
y las ecuaciones en el sistema Inglés son:
Donde β es la relación de las dimensiones de la sección crítica, bo es el
perímetro de la sección crítica y αs es un factor con respecto a la ubicación
de la sección crítica.
. 20
. 30
. 40
EsquinerasColumnasPara
LateralesColumnasPara
InterioresColumnasPara
s
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_________________________________________________________________________185 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.4.13.3 Modelo para el análisis
Figura 139: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Escalera.
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_________________________________________________________________________186 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.4.13.4 Verificación por punzonamiento
Figura 140: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Escalera.
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_________________________________________________________________________187 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.4.13.5 Verificación de esfuerzos
Figura 141: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Escalera. (kg/cm2).
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_________________________________________________________________________188 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.4.13.6 Diseño de Zapatas
Figura 142: SAFE, Calculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Escalera.
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_________________________________________________________________________190 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.4 DISEÑO ESTRUCTURAL MODULO “AULA”
2.5.1 Descripción General de la Edificación
Modulo “AULA”.- Este Modulo contempla un área de 109.44m2 (área externa)
y 47.4 metros lineales de perímetro, el cual está constituido por pórticos
principales en la dirección transversal, cuyas vigas principales abarcan luces
libres de 6.56m.
Las vigas principales son soportadas por las columnas de sección “T” y “L”
invertido, con la finalidad de dar estabilidad y seguridad a estas, los mismos
que absorben los momentos negativos provocados por las vigas en mención, a
los costados se plantea vigas rectangulares, en estos casos las estructura esta
confinada por muros portantes de cabeza.
El sentido longitudinal cumple la función de amarre, consideradas como ejes
secundarias por el mismo hecho de paralelismo de las viguetas – losa aligerada.
Las cargas que se transmiten son paralelas a este sentido conforme se muestran
en los planos adjuntos. El techo o cobertura propuesta es Losa Aligerada
compuesto de viguetas y ladrillos, siendo una losa totalmente rígida y estable.
Los niveles de fundación son constantes y uniformes, evitándose de esta forma
asentamiento diferenciales y sobreesfuerzos generados en la superestructura.
Figura 143: ETABS, Planta Modulo Aula.
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_________________________________________________________________________191 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.5.2 Cargas Verticales
Tabla 74: Metrado de Cargas Modulo Aula.
Tabla 75: Metrado de Cargas Modulo Aula.
Tabla 76: Metrado de Cargas Modulo Aula.
Figura 144: ETABS, Cargas Verticales Modulo Aula.
Metrado de Cargas Losa Aligerada e=17cm con Ladrillo de Arcilla.
Eje Descripción Material Peso (kg/m3) Largo Ancho Alto Peso/m2
Recubrimiento Concreto 2400.0000 1 1 0.05 120
Viguetas Concreto 2400.0000 1 0.25 0.12 72
Ladrillo Ladrillo 15 592.0000 1 0.75 0.12 53.28
TOTAL 245.28
Metrado de Cargas Vigas principales ejes 1 Techo inclinado
Eje Descripción Material Peso (ton/m2) Ancho Trib. Peso (ton/m)
Principales Techo Aligerado Losa 17 0.25 2.52 0.63
Principales Acabados 0.10 2.52 0.25
TOTAL 0.88
Metrado de Cargas Losa Aligerada e=20cm con Ladrillo de Arcilla.
Eje Descripción Material Peso (kg/m3) Largo Ancho Alto Peso/m2
Recubrimiento Concreto 2400.0000 1 1 0.05 120
Viguetas Concreto 2400.0000 1 0.25 0.15 90
Ladrillo Ladrillo 15 592.0000 1 0.75 0.15 66.6
TOTAL 276.6
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_________________________________________________________________________192 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.5.3 Diseño Sísmico
El análisis dinámico, corresponde al módulo propuesto se está
considerando diafragma rígido en el primer nivel, así como también para el
segundo nivel para con ello poder verificar los desplazamientos por centro
de masa de la cobertura inclinada del módulo, aunque no es adecuado
asignar diafragma rígido a las coberturas inclinadas ya que fuerza a que los
puntos a desnivel tengan el mismo desplazamiento.
La masa de la estructura es determinada considerando el 100 % de las
cargas permanentes (peso muerto y cargas externas) más el incremento del
25 % de la carga viva de la azotea según lo estipulado en la Norma Sismo
resistente E.030.
Se verifica el desplazamiento lateral de cada punto además del piso de la
edificación teniendo en cuenta los límites establecidos según el tipo y
material de la edificación del RNE.
Espectro de Diseño. El análisis sísmico se realiza por superposición
espectral, generándose el espectro de diseño según el factor de zona,
categoría de edificación, tipo de suelo y sistema estructural.
Para la determinación del espectro de respuesta se usan los siguientes
parámetros de diseño, los cuales se encuentran especificados en la norma
vigente de Diseño Sismorresistente E.030
Tabla 77: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo Aceleraciones
Descripción Simbolo Tipo ValorFactor de zona Z Zona 3 0.4Categoria de la edificación U A 1.5Tipo de Suelo Simbolo Perfi Tipo S3 1.4Período Fundamental Tp 0.9Sistema Estructural (Longitudinal) R C° Pórticos 8Sistema Estructural (Transversal) R Albañileria Armada o Confinada 3
5.2 ; 5.2
C
T
TC P g
R
SCUZSa
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_________________________________________________________________________193 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 78: Periodo - Aceleraciones
N° T C Sa/g (Porticos) Sa/g (Albañileria)1 0.00 2.50 0.2625 0.70002 0.02 2.50 0.2625 0.70003 0.04 2.50 0.2625 0.70004 0.06 2.50 0.2625 0.70005 0.08 2.50 0.2625 0.70006 0.10 2.50 0.2625 0.70007 0.12 2.50 0.2625 0.70008 0.14 2.50 0.2625 0.70009 0.16 2.50 0.2625 0.700010 0.18 2.50 0.2625 0.700011 0.20 2.50 0.2625 0.700012 0.25 2.50 0.2625 0.700013 0.30 2.50 0.2625 0.700014 0.35 2.50 0.2625 0.700015 0.40 2.50 0.2625 0.700016 0.45 2.50 0.2625 0.700017 0.50 2.50 0.2625 0.700018 0.55 2.50 0.2625 0.700019 0.60 2.50 0.2625 0.700020 0.65 2.50 0.2625 0.700021 0.70 2.50 0.2625 0.700022 0.75 2.50 0.2625 0.700023 0.80 2.50 0.2625 0.700024 0.85 2.50 0.2625 0.700025 0.90 2.50 0.2625 0.700026 0.95 2.37 0.2487 0.663227 1.00 2.25 0.2363 0.630028 1.10 2.05 0.2148 0.572729 1.20 1.88 0.1969 0.525030 1.30 1.73 0.1817 0.484631 1.40 1.61 0.1688 0.450032 1.50 1.50 0.1575 0.420033 1.60 1.41 0.1477 0.393834 1.70 1.32 0.1390 0.370635 1.80 1.25 0.1313 0.3500
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_________________________________________________________________________194 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 145: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado
Figura 146: Espectro Sistema de Albañilería Confinada
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_________________________________________________________________________195 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
La norma E.030 establece dos criterios de superposición espectral, el
primero en función de la suma de valores absolutos y la media cuadrática
y el segundo como combinación cuadrática completa de valores (CQC).
2.5.4 Combinación de Cargas
La verificación de la capacidad de los elementos de concreto armado se
basó en un procedimiento de cargas factoradas, conforme a la Norma
Técnica de Edificación E-060 "Concreto Armado". Los factores de carga se
indican en la tabla siguiente. DEAD denota cargas permanentes propia de
la edificación, CM cargas permanentes aplicadas a la edificación, LIVE
denota cargas vigas de entrepiso, LIVE UP denota cargas vigas en azotea,
Sx y Sy efectos de sismo.
Tabla 79: Combinación de Cargas
2.5.5 Modelo para el Análisis
El modelo ha sido preparado teniendo como principal objetivo una
estimación correcta de las rigideces laterales. Cabe anotar que el
programa resuelve la aparente incompatibilidad entre distintos planos,
en los que los nudos no siempre coinciden.
Combinación DEAD CM LIVE LIVE UP Sx Sy
1 1.4 1.4 1.7 1.7 0 0
2 1.25 1.25 1.25 1.25 ±1.00 0
3 1.25 1.25 1.25 1.25 0 ±1.00
4 1.25 1.25 0 0 ±1.00 0
5 1.25 1.25 0 0 0 ±1.00
6 0.9 0.9 0 0 ±1.00 0
7 0.9 0.9 0 0 0 ±1.00
RD 75.0ii 1
H
m
i
i
m
i
i rrr1
2
1
75.025.0
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_________________________________________________________________________196 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 147: ETABS, Modelo 3d Modulo Aula. para el Análisis.
2.5.6 Modos de vibración
La tabla siguiente indica los resultados obtenidos para períodos y
frecuencias naturales, así como las masas efectivas en cada dirección. Para
el modelo se usaron 6 modos.
De la tabla se observa que los dos primeros modos de vibración
obedecen a una concentración de participación modal traslacional, la
primera en la dirección X y la segunda en la dirección Y, siendo el tercer
modo de vibración correspondiente a una participación modal rotacional.
Además se observa que la participación de masa supera el 90% estando
estas dentro de lo que la norma exige. Ademas los valores de los primeros
modos de vibracion de la estructura son menores a las del suelo, por lo
cual no abra efectos de resonancia.
Tabla 80: Modos de Vibración Modulo Aula.
Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ RX RY RZ SumRX SumRY SumRZ
1 0.26 97.87 0.00 0.00 97.87 0.00 0.00 0.00 99.27 0.55 0.00 99.27 0.55
2 0.11 0.03 93.92 0.00 97.90 93.92 0.00 91.85 0.00 5.65 91.85 99.27 6.20
3 0.11 0.47 5.71 0.00 98.37 99.62 0.00 5.60 0.01 92.46 97.45 99.28 98.67
4 0.06 1.60 0.00 0.00 99.97 99.62 0.00 0.00 0.70 1.16 97.45 99.97 99.83
5 0.03 0.00 0.37 0.00 99.97 100.00 0.00 2.53 0.00 0.00 99.97 99.97 99.83
6 0.02 0.03 0.00 0.00 100.00 100.00 0.00 0.01 0.02 0.14 99.98 100.00 99.97
% PARTICIPACION DE MASAS TRASLACIONAL % PARTICIPACION DE MASAS ROTACIONAL
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_________________________________________________________________________197 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.5.7 Verificación de Desplazamientos
Según Norma del Reglamento Nacional de Edificaciones, establece
que para edificaciones de concreto armado la máxima distorsión de
entrepiso será de 0.007 y para albañileria la maxima distorsion de
entrepiso sera de 0.005. En la tabla de máximos desplazamientos
observamos para el Modulo E que tanto para la dirección X-X (porticos
de concreto armado) los valores máximos son 0.0052 y para la direccion
Y-Y (Albañileria confinada ) los valores maximos son 0.0010, los cuales
son valores menores a los que la norma exige.
Tabla 81: Desplazamientos Laterales Por Centro De Masa Modulo Aula.
2.5.8 Fuerzas Globales
Empleando las expresiones de la norma E030 para el análisis
sísmico con fuerzas estáticas equivalentes, se tiene:
La norma E030 indica que, para cada una de las direcciones
consideradas en el análisis, la fuerza cortante en la base del edificio no
podrá ser menor que el 80 % del valor calculado con las fórmulas estáticas,
tratándose de estructuras regulares. Si fuera necesario incrementar el
cortante para cumplir los mínimos señalados, se deberán escalar
proporcionalmente todos los otros resultados obtenidos, excepto los
desplazamientos.
Nº PISO SUP. PISO INF. DIFER. R 3/4x R H piso Δ piso Despl.obt.Despl.Max.Nor observacion
2 0.00550 0.0038 0.0017 8 6 4.93 0.00034 0.0021 0.007 BIEN
1 0.003800 0 0.0038 8 6 4.35 0.00087 0.0052 0.007 BIEN
DIRECCION Y ALBAÑILERIA CONFINADA
Nº PISO SUP. PISO INF. DIFER. R 3/4x R H piso Δ piso Despl.obt. Despl.Max.nor observ.
2 0.00240 0.002 0.0004 3 2.25 4.93 0.00008 0.0002 0.007 BIEN
1 0.00200 0 0.002 3 2.25 4.35 0.00046 0.0010 0.007 BIEN
Ref Etabs 9.7.1 Unidad ton-m-seg
RESUMEN DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES MODULO AULAS
DIRECCION X APORTICADO
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_________________________________________________________________________198 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.5.9 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m)
Figura 148: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo
Aula.
Figura 149: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo
Aula.
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_________________________________________________________________________199 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 150: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje C Modulo
Aula.
Figura 151: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje D Modulo
Aula.
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_________________________________________________________________________200 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 152: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje E Modulo
Aula.
Figura 153: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo
Aula.
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_________________________________________________________________________201 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 154: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo
Aula.
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_________________________________________________________________________202 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.5.10 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton)
Figura 155: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo Aula.
Figura 156: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo Aula.
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_________________________________________________________________________203 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 157: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje C Modulo Aula.
Figura 158: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje D Modulo Aula.
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_________________________________________________________________________204 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 159: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje E Modulo Aula.
Figura 160: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo Aula.
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_________________________________________________________________________205 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 161: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Aula.
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_________________________________________________________________________206 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.5.11 Distribución de refuerzos
Figura 162: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Aula.
Figura 163: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Aula.
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_________________________________________________________________________207 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 164: ETABS, Refuerzos eje C Modulo Aula.
Figura 165: ETABS, Refuerzos eje D Modulo Aula.
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_________________________________________________________________________208 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 166: ETABS, Refuerzos eje E Modulo Aula.
Figura 167: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo Aula.
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_________________________________________________________________________209 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 168: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Aula.
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_________________________________________________________________________210 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.5.12 Diseño de Losas Aligeradas
Considerando que las losas son elementos que deben ser diseñados
para resistir esfuerzos en flexión y corte, son aplicables las disposiciones
contempladas en la Norma de Concreto Armado y Concreto Armado
Comentarios E.060 en su sección 11 Flexión y la sección 13 Corte y
Torsión, Así mismo podemos mencionar las disposiciones contempladas
en la norma ACI 318 - 08 en la sección 10 Cargas Axiales y Flexión y la
sección 11 Corte y Torsión
El presente proyecto contempla losas aligeradas en una dirección,
compuesta por viguetas de 10 centímetros y losa de espesor 5 centímetros.
El material entre viguetas se considera Ladrillo pandereta de arcilla tal
como se indican en los planos correspondientes.
Tabla 82: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada primer nivel
Tabla 83: Metrado de Cargas Losa Aligerada - primer nivel
Tabla 84: Carga muerta Losa Aligerada - primer nivel
Descripción Valores Unidades
Resistencia del concreto 210.00 Kg/cm2
Resistencia a Fluencia del Acero 4,200.00 Kg/cm2
Longitud de la Vigueta max 3.83 m
Carga Muerta (WD) 426.60 Kg/m2
Carga Viva (WL) 100.00 Kg/m2
Carga Ultima (Wu) 767.24 Kg/mPeralte Losa Mínimo (h) 20.00 cm
Referencia: Fuente Propia
Datos de Carga Valores Unidades
Espesor de la Losa (t1) 5.00 cm
Espesor de la Vigueta (t2) 15.00 cm
Tabiqueria 0.00 Kg/m2
Carga Cobertura 100.00 Kg/m2Carga Viva 300.00 Kg/m2
Referencia: Fuente Propia
Descripción Largo (m) Ancho (m) Alto (m) P.E. (Kg/m3) Peso(Kg/Vigueta/m)
Peso de la Losa 1.00 0.40 0.05 2,400.00 48.00
Peso de la Vigueta 1.00 0.10 0.15 2,400.00 36.00
Peso del Ladrillo 1.00 0.30 0.15 592.00 26.64
Peso de tabiqueria - - - 0.00
Peso Piso + Cielorraso 1.00 0.40 100.00 40.00
150.64PESO PROPIO TOTAL
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_________________________________________________________________________211 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 169: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo Aula.
Figura 170: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Aula.
Figura 171: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Aula.
Figura 172: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Aula.
Figura 173: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer nivel, Modulo Aula.
Figura 174: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel, Modulo Aula.
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_________________________________________________________________________212 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 85: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada segundo nivel
Tabla 86: Metrado de Cargas Losa Aligerada - segundo nivel
Tabla 87: Carga muerta Losa Aligerada - segundo nivel
Figura 175: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera segundo nivel, Modulo Aula.
Figura 176: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Aula.
Descripción Valores Unidades
Resistencia del concreto 210.00 Kg/cm2
Resistencia a Fluencia del Acero 4,200.00 Kg/cm2
Longitud de la Vigueta max 3.83 m
Carga Muerta (WD) 345.00 Kg/m2
Carga Viva (WL) 100.00 Kg/m2
Carga Ultima (Wu) 653.00 Kg/mPeralte Losa Mínimo (h) 17.00 cm
Referencia: Fuente Propia
Datos de Carga Valores Unidades
Espesor de la Losa (t1) 5.00 cm
Espesor de la Vigueta (t2) 17.00 cm
Tabiqueria 0.00 Kg/m2
Carga Cobertura 100.00 Kg/m2Carga Viva 100.00 Kg/m2
Referencia: Fuente Propia
Descripción Largo (m) Ancho (m) Alto (m) P.E. (Kg/m3) Peso(Kg/Vigueta/m)
Peso de la Losa 1.00 0.40 0.05 2,400.00 48.00
Peso de la Vigueta 1.00 0.10 0.15 2,400.00 36.00
Peso del Ladrillo 1.00 0.30 0.15 592.00 26.64
Peso de tabiqueria - - - 0.00
Peso Piso + Cielorraso 1.00 0.40 100.00 40.00
150.64PESO PROPIO TOTAL
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_________________________________________________________________________213 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 177: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Aula.
Figura 178: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Aula.
Figura 179: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Aula.
Figura 180: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Aula.
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_________________________________________________________________________214 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.5.13 Diseño de Cimentaciones
2.5.13.1 Introducción
Considerando que el diseño de las cimentaciones se realiza para
absorber esfuerzo de corte y flexión así como algunas verificaciones
como las de punzonamiento, adherencia y anclaje, transmisión de
esfuerzos, etc. El diseño considera las expresiones indicadas en la
Norma de Concreto Armado y Concreto Armado Comentarios en su
sección 11 Flexión, sección 13 Corte y Torsión y sección 16 Zapata; Así
mismo, se deberá tomar en cuenta algunas disposiciones para el
diseño sísmico como las mencionadas en la Norma ACI 318 – 08 en su
sección 21.8 Cimentaciones.
Para el análisis de cimentaciones se emplea el programa SAFE,
exportando las cargas directamente desde el programa de análisis y
diseño de Edificaciones ETABS, empleando el Método de los
Elementos Finitos, con modelamiento en los apoyos tipo resorte según
el módulo de balasto del terreno.
2.5.13.2 Pre-dimensionamiento
Del análisis de la superestructura se obtienen las reacciones en todos
los apoyos, siendo estos valores los datos necesarios para la asignación
de las dimensiones de las cimentaciones, teniendo como primera etapa
el pre-dimensionamiento correspondiente.
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_________________________________________________________________________215 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
PREDIMENSIONAMIENTO ZAPATAS MODULO D:
Tabla 88: Cargas predimensionamiento Zapata 2-A, Modulo Aula.
Tabla 89: Cargas predimensionamiento Zapata 2-E, Modulo Aula.
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_________________________________________________________________________216 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 90: Cargas predimensionamiento Zapata 1-A, Modulo Aula.
Tabla 91: Cargas predimensionamiento Zapata 1-E, Modulo Aula.
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_________________________________________________________________________217 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Verificación de esfuerzos
Para el presente estudio, el suelo indica un esfuerzo admisible para
zapatas rectangulares mínimo de 2.34 kg/cm², que equivale a 4.70
kg/cm³ (Winkler) siendo éste dato importante para el análisis de la
cimentación.
La verificación de los resultados obedece a las combinaciones según el
reglamento que exige, se crea una combinación de SERVICIO con el
fin de comprobar los esfuerzos del terreno y esfuerzos en la estructura
según las dimensiones geométricas de las zapatas asignadas.
Tabla 92: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto
Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler
(Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3)
0.25 0.65 1.55 3.19 2.85 5.700.30 0.78 1.60 3.28 2.90 5.800.35 0.91 1.65 3.37 2.95 5.900.40 1.04 1.70 3.46 3.00 6.000.45 1.17 1.75 3.55 3.05 6.100.50 1.30 1.80 3.64 3.10 6.200.55 1.39 1.85 3.73 3.15 6.300.60 1.48 1.90 3.82 3.20 6.400.65 1.57 1.95 3.91 3.25 6.500.70 1.66 2.00 4.00 3.30 6.600.75 1.75 2.05 4.10 3.35 6.700.80 1.84 2.10 4.20 3.40 6.800.85 1.93 2.15 4.30 3.45 6.900.90 2.02 2.20 4.40 3.50 7.000.95 2.11 2.25 4.50 3.55 7.101.00 2.20 2.30 4.60 3.60 7.201.05 2.29 2.35 4.70 3.65 7.301.10 2.38 2.40 4.80 3.70 7.401.15 2.47 2.45 4.90 3.75 7.501.20 2.56 2.50 5.00 3.80 7.601.25 2.65 2.55 5.10 3.85 7.701.30 2.74 2.60 5.20 3.90 7.801.35 2.83 2.65 5.30 3.95 7.901.40 2.92 2.70 5.40 4.00 8.001.45 3.01 2.75 5.501.50 3.10 2.80 5.60
L
e
LS
Pq
611
L
e
LS
Pq
612
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_________________________________________________________________________218 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap
máx
C
u
V
V
Øv
vRatioShear
11.12.2.1) .....(ACI
'4
'2
'4
2
cf
cfb
d
cf
mínvo
sc
Verificación Por punzonamiento
El procedimiento que lleva el programa SAFE para los cálculos al corte
por punzonamiento son bastante rigurosos y usa las fórmulas
siguientes.
Ratio: Expresa la relación
entre el esfuerzo de corte por punzonamiento (valor máximo) y la
capacidad del esfuerzo de corte por punzonamiento con el factor incluido.
La Capacidad del esfuerzo de corte máximo (Vcap) viene a ser las tres
últimas ecuaciones presentadas anteriormente; cabe mencionar que, el
programa SAFE los representa como esfuerzos, es decir, fuerza sobre área
y las ecuaciones en el sistema Inglés son:
Donde β es la relación de las dimensiones de la sección crítica, bo es el
perímetro de la sección crítica y αs es un factor con respecto a la ubicación
de la sección crítica.
24321
22dC
qqLS
qqFV XX
U
dbfbc
ØV CC
0
'2153.085.0
dbfb
dØV CC
0
'
0
2@27.085.0
dbfØV CC 0
'85.0
. 20
. 30
. 40
EsquinerasColumnasPara
LateralesColumnasPara
InterioresColumnasPara
s
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_________________________________________________________________________219 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.5.13.3 Modelo para el análisis
Figura 181: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Aula.
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_________________________________________________________________________220 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.5.13.4 Verificación por punzonamiento
Figura 182: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Aula.
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_________________________________________________________________________221 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.5.13.5 Verificación de esfuerzos
Figura 183: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Aula. (kg/cm2).
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_________________________________________________________________________222 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.5.13.6 Diseño de Zapatas
Figura 184: SAFE, Calculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Aula.
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_________________________________________________________________________223 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
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_________________________________________________________________________224 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.5 DISEÑO ESTRUCTURAL MODULO “SS.HH”
2.7.1 Descripción General de la Edificación
Modulo “SS.HH”.- Este Modulo contempla un área de 83.57m2 (área externa)
y 37.95 metros lineales de perímetro, el cual está constituido por pórticos
principales en la dirección transversal, cuyas vigas principales abarcan luces
libres de 5.95m, por su forma se considera la estructura como Irregular.
Las vigas principales son soportadas por las columnas de sección “T”, “L” y
“CIRCULARES” , en los bordes, con la finalidad de dar estabilidad y seguridad
a estas, los mismos que absorben los momentos negativos provocados por las
vigas en mención, a los costados se plantea columnas tipo L, la estructura
cuenta con muros de albañilería en una direcciones.
El sentido longitudinal cumple la función de amarre, consideradas como ejes
secundarias por el mismo hecho de paralelismo de las viguetas – losa aligerada.
Las cargas que se transmiten son paralelas a este sentido conforme se muestran
en los planos adjuntos. El techo o cobertura propuesta es Losa Aligerada
compuesto de viguetas y ladrillos, siendo una losa totalmente rígida y estable.
Los niveles de fundación son constantes y uniformes, evitándose de esta forma
asentamiento diferenciales y sobreesfuerzos generados en la superestructura.
Figura 185: ETABS, Planta Modulo SS.HH.
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_________________________________________________________________________225 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.2 Cargas Verticales
Tabla 93: Metrado de Cargas Losa Modulo SS.HH.
Tabla 94: Metrado de Cargas Modulo SS.HH.
Figura 186: ETABS, Cargas Verticales Modulo SS.HH.
Metrado de Cargas Losa Aligerada e=20cm con Ladrillo de Arcilla.
Eje Descripción Material Peso (kg/m3) Largo Ancho Alto Peso/m2
Recubrimiento Concreto 2400.0000 1 1 0.05 120
Viguetas Concreto 2400.0000 1 0.25 0.15 90
Ladrillo Ladrillo 15 592.0000 1 0.75 0.15 66.6
TOTAL 276.6
Metrado de Cargas Losa Aligerada e=17cm con Ladrillo de Arcilla.
Eje Descripción Material Peso (kg/m3) Largo Ancho Alto Peso/m2
Recubrimiento Concreto 2400.0000 1 1 0.05 120
Viguetas Concreto 2400.0000 1 0.25 0.12 72
Ladrillo Ladrillo 15 592.0000 1 0.75 0.12 53.28
TOTAL 245.28
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_________________________________________________________________________226 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.3 Diseño Sísmico
El análisis dinámico, corresponde al módulo propuesto se está
considerando diafragma rígido en la planta del primer nivel, también se le
considera diafragma rígido a la losa inclinada, para con ello poder verificar
los desplazamientos por centro de masa de la cobertura inclinada del
módulo, aunque no es adecuado asignar diafragma rígido a las coberturas
inclinadas ya que fuerza a que los puntos a desnivel tengan el mismo
desplazamiento.
La masa de la estructura es determinada considerando el 100 % de las
cargas permanentes (peso muerto y cargas externas) más el incremento del
25 % de la carga viva de la azotea según lo estipulado en la Norma Sismo
resistente E.030.
Se verifica el desplazamiento lateral de cada punto además del piso de la
edificación teniendo en cuenta los límites establecidos según el tipo y
material de la edificación del RNE.
Espectro de Diseño. El análisis sísmico se realiza por superposición
espectral, generándose el espectro de diseño según el factor de zona,
categoría de edificación, tipo de suelo y sistema estructural.
Para la determinación del espectro de respuesta se usan los siguientes
parámetros de diseño, los cuales se encuentran especificados en la norma
vigente de Diseño Sismorresistente E.030
Para el coeficiente de reducción R se está multiplicando el valor por ¾ ya
que la estructura es irregular
Tabla 95: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo Aceleraciones
Descripción Simbolo Tipo ValorFactor de zona Z Zona 3 0.4Categoria de la edificación U A 1.5Tipo de Suelo Simbolo Perfi Tipo S3 1.4Período Fundamental Tp 0.9Sistema Estructural (Longitudinal) R C° Pórticos 8Sistema Estructural (Transversal) R Albañileria Armada o Confinada 3
5.2 ; 5.2
C
T
TC P g
R
SCUZSa
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_________________________________________________________________________227 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 96: Periodo - Aceleraciones
N° T C Sa/g (Porticos) Sa/g (Albañileria)1 0.00 2.50 0.2625 0.70002 0.02 2.50 0.2625 0.70003 0.04 2.50 0.2625 0.70004 0.06 2.50 0.2625 0.70005 0.08 2.50 0.2625 0.70006 0.10 2.50 0.2625 0.70007 0.12 2.50 0.2625 0.70008 0.14 2.50 0.2625 0.70009 0.16 2.50 0.2625 0.700010 0.18 2.50 0.2625 0.700011 0.20 2.50 0.2625 0.700012 0.25 2.50 0.2625 0.700013 0.30 2.50 0.2625 0.700014 0.35 2.50 0.2625 0.700015 0.40 2.50 0.2625 0.700016 0.45 2.50 0.2625 0.700017 0.50 2.50 0.2625 0.700018 0.55 2.50 0.2625 0.700019 0.60 2.50 0.2625 0.700020 0.65 2.50 0.2625 0.700021 0.70 2.50 0.2625 0.700022 0.75 2.50 0.2625 0.700023 0.80 2.50 0.2625 0.700024 0.85 2.50 0.2625 0.700025 0.90 2.50 0.2625 0.700026 0.95 2.37 0.2487 0.663227 1.00 2.25 0.2363 0.630028 1.10 2.05 0.2148 0.572729 1.20 1.88 0.1969 0.525030 1.30 1.73 0.1817 0.484631 1.40 1.61 0.1688 0.450032 1.50 1.50 0.1575 0.420033 1.60 1.41 0.1477 0.393834 1.70 1.32 0.1390 0.370635 1.80 1.25 0.1313 0.3500
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_________________________________________________________________________228 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 187: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado
Figura 188: Espectro Sistema de Albañilería Confinada
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_________________________________________________________________________229 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
La norma E.030 establece dos criterios de superposición espectral, el
primero en función de la suma de valores absolutos y la media cuadrática
y el segundo como combinación cuadrática completa de valores (CQC).
2.7.4 Combinación de Cargas
La verificación de la capacidad de los elementos de concreto armado se
basó en un procedimiento de cargas factoradas, conforme a la Norma
Técnica de Edificación E-060 "Concreto Armado". Los factores de carga se
indican en la tabla siguiente. DEAD denota cargas permanentes propia de
la edificación, CM cargas permanentes aplicadas a la edificación, LIVE
denota cargas vigas de entrepiso, LIVE UP denota cargas vigas en azotea,
Sx y Sy efectos de sismo.
Tabla 97: Combinación de Cargas
2.7.5 Modelo para el Análisis
El modelo ha sido preparado teniendo como principal objetivo una
estimación correcta de las rigideces laterales. Cabe anotar que el
Combinación DEAD CM LIVE LIVE UP Sx Sy
1 1.4 1.4 1.7 1.7 0 0
2 1.25 1.25 1.25 1.25 ±1.00 0
3 1.25 1.25 1.25 1.25 0 ±1.00
4 1.25 1.25 0 0 ±1.00 0
5 1.25 1.25 0 0 0 ±1.00
6 0.9 0.9 0 0 ±1.00 0
7 0.9 0.9 0 0 0 ±1.00
RD 75.0ii 1
H
m
i
i
m
i
i rrr1
2
1
75.025.0
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_________________________________________________________________________230 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
programa resuelve la aparente incompatibilidad entre distintos planos,
en los que los nudos no siempre coinciden.
Figura 189: ETABS, Modelo Modulo SS.HH. para el Análisis.
2.7.6 Modos de vibración
La tabla siguiente indica los resultados obtenidos para períodos y
frecuencias naturales, así como las masas efectivas en cada dirección. Para
el modelo se usaron 6 modos.
De la tabla se observa que en los siete primeros modos de vibración
obedecen a una concentración de participación modal traslacional en la
dirección X. Además se observa que la participación de masa supera el
90% estando estas dentro de lo que la norma exige. Ademas los valores
de los primeros modos de vibracion de la estructura son menores a las del
suelo, por lo cual no abra efectos de resonancia.
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_________________________________________________________________________231 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 98: Modos de Vibración Modulo SS.HH.
2.7.7 Verificación de Desplazamientos
Según Norma del Reglamento Nacional de Edificaciones, establece
que para edificaciones de concreto armado la máxima distorsión de
entrepiso será de 0.007 y para albañileria la maxima distorsion de
entrepiso sera de 0.005. En la tabla de máximos desplazamientos
observamos para el Modulo SS.HH. que tanto para la dirección X-X
(Albañileria confinada) los valores máximos son 0.0059 y para la direccion
Y-Y (porticos de concreto armado) los valores maximos son 0.008, los
cuales son valores menores a los que la norma exige.
Tabla 99: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo SS.HH.
Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ RX RY RZ SumRX SumRY SumRZ
1 0.27 98.93 0.00 0.00 98.93 0.00 0.00 0.00 98.39 0.20 0.00 98.39 0.20
2 0.10 0.28 53.23 0.00 99.20 53.23 0.00 55.92 0.11 36.71 55.93 98.49 36.91
3 0.09 0.15 44.59 0.00 99.36 97.82 0.00 41.65 0.09 53.40 97.57 98.58 90.31
4 0.06 0.49 1.90 0.00 99.85 99.72 0.00 0.17 0.71 9.64 97.74 99.29 99.95
5 0.03 0.13 0.27 0.00 99.98 99.99 0.00 1.83 0.61 0.02 99.57 99.90 99.97
6 0.01 0.02 0.01 0.00 100.00 100.00 0.00 0.43 0.10 0.03 100.00 100.00 100.00
% PARTICIPACION DE MASAS TRASLACIONAL % PARTICIPACION DE MASAS ROTACIONAL
7-Concreto Armado, Porticos 8 R= 8
1-Regular 1
1-Concreto 0.007 OK!! OK!!!
TABLA POINT DRIFTS MAX.= 0.0408 0.0180 0.0059 0.0022
Story Point Load DispX DispY DriftX DriftY UX por 0.75 UY por 0.75 Drift X por 0.75 Drift Y por 0.75
STORY2 1 SISMOXXPOS 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOXXPOS 0.0046 0 0.000971 0.000005 0.02760 0.00000 0.00583 0.00003
STORY2 1 SISMOXXNEG 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOXXNEG 0.0046 -0.0001 0.000985 0.00003 0.02760 -0.00060 0.00591 0.00018
STORY2 1 SISMOYYPOS 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOYYPOS 0.0001 0.0013 0.000017 0.000287 0.00060 0.00780 0.00010 0.00172
STORY2 1 SISMOYYNEG 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOYYNEG -0.0001 0.0017 0.000022 0.000352 -0.00060 0.01020 0.00013 0.00211
STORY2 1 EQXX 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 EQXX 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY2 1 EQYY 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 EQYY 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY2 1 COMB1 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 COMB1 0 0 0.000003 0.000004 0.00000 0.00000 0.00002 0.00002
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_________________________________________________________________________232 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 100: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinaday Pórticos por
puntos módulo SS.HH.
2.7.8 Fuerzas Globales
Empleando las expresiones de la norma E030 para el análisis
sísmico con fuerzas estáticas equivalentes, se tiene:
La norma E030 indica que, para cada una de las direcciones
consideradas en el análisis, la fuerza cortante en la base del edificio no
podrá ser menor que el 80 % del valor calculado con las fórmulas estáticas,
tratándose de estructuras regulares. Si fuera necesario incrementar el
cortante para cumplir los mínimos señalados, se deberán escalar
proporcionalmente todos los otros resultados obtenidos, excepto los
desplazamientos.
4-Albañileria Armada o Confinada 3 R= 3
1-Regular 1
3-Albañileria 0.005 OK!! OK!!!
TABLA POINT DRIFTS MAX.= 0.0153 0.0068 0.0022 0.0008
Story Point Load DispX DispY DriftX DriftY UX por 0.75 UY por 0.75 Drift X por 0.75 Drift Y por 0.75
STORY2 1 SISMOXXPOS 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOXXPOS 0.0046 0 0.000971 0.000005 0.01035 0.00000 0.00218 0.00001
STORY2 1 SISMOXXNEG 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOXXNEG 0.0046 -0.0001 0.000985 0.00003 0.01035 -0.00023 0.00222 0.00007
STORY2 1 SISMOYYPOS 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOYYPOS 0.0001 0.0013 0.000017 0.000287 0.00023 0.00293 0.00004 0.00065
STORY2 1 SISMOYYNEG 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOYYNEG -0.0001 0.0017 0.000022 0.000352 -0.00023 0.00383 0.00005 0.00079
STORY2 1 EQXX 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 EQXX 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY2 1 EQYY 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 EQYY 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY2 1 COMB1 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 COMB1 0 0 0.000003 0.000004 0.00000 0.00000 0.00001 0.00001
STORY2 1 COMB2 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 COMB2 0 0 0.000002 0.000003 0.00000 0.00000 0.00000 0.00001
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_________________________________________________________________________233 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.9 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m)
Figura 190: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo SS.HH.
Figura 191: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo SS.HH.
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_________________________________________________________________________234 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 192: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje C Modulo SS.HH..
Figura 193: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje D Modulo SS.HH.
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_________________________________________________________________________235 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 194: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo SS.HH.
Figura 195: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo SS.HH.
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_________________________________________________________________________236 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.10 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton)
Figura 196: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo SS.HH.
Figura 197: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo SS.HH.
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_________________________________________________________________________237 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 198: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje C Modulo SS.HH.
Figura 199: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje D Modulo SS.HH.
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_________________________________________________________________________238 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 200: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo SS.HH.
Figura 201: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo SS.HH.
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_________________________________________________________________________239 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.11 Distribución de refuerzos
Figura 202: ETABS, Refuerzos eje A Modulo SS.HH.
Figura 203: ETABS, Refuerzos eje B Modulo SS.HH.
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_________________________________________________________________________240 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 204: ETABS, Refuerzos eje C Modulo SS.HH.
Figura 205: ETABS, Refuerzos eje D Modulo SS.HH.
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_________________________________________________________________________241 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 206: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo SS.HH.
Figura 207: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo SS.HH.
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_________________________________________________________________________242 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.12 Diseño de Losas Aligeradas
Considerando que las losas son elementos que deben ser diseñados
para resistir esfuerzos en flexión y corte, son aplicables las disposiciones
contempladas en la Norma de Concreto Armado y Concreto Armado
Comentarios E.060 en su sección 11 Flexión y la sección 13 Corte y
Torsión, Así mismo podemos mencionar las disposiciones contempladas
en la norma ACI 318 - 08 en la sección 10 Cargas Axiales y Flexión y la
sección 11 Corte y Torsión
El presente proyecto contempla losas aligeradas en una dirección,
compuesta por viguetas de 10 centímetros y losa de espesor 5 centímetros.
El material entre viguetas se considera Ladrillo pandereta de arcilla tal
como se indican en los planos correspondientes.
Tabla 101: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada – 1° nivel
Tabla 102: Metrado de Cargas Losa Aligerada - Inclinada
Descripción Valores Unidades
Resistencia del concreto 210.00 Kg/cm2
Resistencia a Fluencia del Acero 4,200.00 Kg/cm2
Longitud de la Vigueta max 3.83 m
Carga Muerta (WD) 426.60 Kg/m2
Carga Viva (WL) 100.00 Kg/m2
Carga Ultima (Wu) 767.24 Kg/mPeralte Losa Mínimo (h) 20.00 cm
Referencia: Fuente Propia
Datos de Carga Valores Unidades
Espesor de la Losa (t1) 5.00 cm
Espesor de la Vigueta (t2) 20.00 cm
Tabiqueria 0.00 Kg/m2
Carga Cobertura 150.00 Kg/m2Carga Viva 400.00 Kg/m2
Referencia: Fuente Propia
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_________________________________________________________________________243 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 103: Carga muerta Losa Aligerada – 1° nivel
Figura 208: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo SS.HH.
Figura 209: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo SS.HH.
Figura 210: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo SS.HH.
Figura 211: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo SS.HH.
Figura 212: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer nivel, Modulo SS.HH.
Descripción Largo (m) Ancho (m) Alto (m) P.E. (Kg/m3) Peso(Kg/Vigueta/m)
Peso de la Losa 1.00 0.40 0.05 2,400.00 48.00
Peso de la Vigueta 1.00 0.10 0.15 2,400.00 36.00
Peso del Ladrillo 1.00 0.30 0.15 592.00 26.64
Peso de tabiqueria - - - 0.00
Peso Piso + Cielorraso 1.00 0.40 150.00 60.00
170.64PESO PROPIO TOTAL
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_________________________________________________________________________244 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 213: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel, Modulo SS.HH.
Tabla 104: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada – 2° nivel
Tabla 105: Metrado de Cargas Losa Aligerada - Inclinada
Tabla 106: Carga muerta Losa Aligerada – 2° nivel
Descripción Valores Unidades
Resistencia del concreto 210.00 Kg/cm2
Resistencia a Fluencia del Acero 4,200.00 Kg/cm2
Longitud de la Vigueta max 3.87 m
Carga Muerta (WD) 345.00 Kg/m2
Carga Viva (WL) 100.00 Kg/m2
Carga Ultima (Wu) 653.00 Kg/mPeralte Losa Mínimo (h) 17.00 cm
Referencia: Fuente Propia
Datos de Carga Valores Unidades
Espesor de la Losa (t1) 5.00 cm
Espesor de la Vigueta (t2) 17.00 cm
Tabiqueria 0.00 Kg/m2
Carga Cobertura 100.00 Kg/m2Carga Viva 100.00 Kg/m2
Referencia: Fuente Propia
Descripción Largo (m) Ancho (m) Alto (m) P.E. (Kg/m3) Peso(Kg/Vigueta/m)
Peso de la Losa 1.00 0.40 0.05 2,400.00 48.00
Peso de la Vigueta 1.00 0.10 0.15 2,400.00 36.00
Peso del Ladrillo 1.00 0.30 0.15 592.00 26.64
Peso de tabiqueria - - - 0.00
Peso Piso + Cielorraso 1.00 0.40 100.00 40.00
150.64PESO PROPIO TOTAL
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_________________________________________________________________________245 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 214: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera segundo nivel, Modulo SS.HH.
Figura 215: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo SS.HH.
Figura 216: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo SS.HH.
Figura 217: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo SS.HH.
Figura 218: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada segundo nivel, Modulo SS.HH.
Figura 219: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada segundo nivel, Modulo SS.HH.
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_________________________________________________________________________246 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13 Diseño de Cimentaciones
2.7.13.1 Introducción
Considerando que el diseño de las cimentaciones se realiza para
absorber esfuerzo de corte y flexión así como algunas verificaciones
como las de punzonamiento, adherencia y anclaje, transmisión de
esfuerzos, etc. El diseño considera las expresiones indicadas en la
Norma de Concreto Armado y Concreto Armado Comentarios en su
sección 11 Flexión, sección 13 Corte y Torsión y sección 16 Zapata; Así
mismo, se deberá tomar en cuenta algunas disposiciones para el
diseño sísmico como las mencionadas en la Norma ACI 318 – 08 en su
sección 21.8 Cimentaciones.
Para el análisis de cimentaciones se emplea el programa SAFE,
exportando las cargas directamente desde el programa de análisis y
diseño de Edificaciones ETABS, empleando el Método de los
Elementos Finitos, con modelamiento en los apoyos tipo resorte según
el módulo de balasto del terreno.
2.7.13.2 Pre-dimensionamiento
Del análisis de la superestructura se obtienen las reacciones en todos
los apoyos, siendo estos valores los datos necesarios para la asignación
de las dimensiones de las cimentaciones, teniendo como primera etapa
el pre-dimensionamiento correspondiente.
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_________________________________________________________________________247 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
PREDIMENSIONAMIENTO ZAPATAS MODULO SS.HHH:
Tabla 107: Cargas predimensionamiento Zapata 2-A, Modulo SS.HH.
Tabla 108: Cargas predimensionamiento Zapata 2-D, Modulo SS.HH.
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_________________________________________________________________________248 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 109: Cargas predimensionamiento Zapata 1-A, Modulo SS.HH.
Tabla 110: Cargas predimensionamiento Zapata 1-D, Modulo SS.HH.
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_________________________________________________________________________249 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Verificación de esfuerzos
Para el presente estudio, el suelo indica un esfuerzo admisible para
zapatas rectangulares mínimo de 2.34 kg/cm², que equivale a 4.70
kg/cm³ (Winkler) siendo éste dato importante para el análisis de la
cimentación.
La verificación de los resultados obedece a las combinaciones según el
reglamento que exige, se crea una combinación de SERVICIO con el
fin de comprobar los esfuerzos del terreno y esfuerzos en la estructura
según las dimensiones geométricas de las zapatas asignadas.
Tabla 111: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto
Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler
(Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3)
0.25 0.65 1.55 3.19 2.85 5.700.30 0.78 1.60 3.28 2.90 5.800.35 0.91 1.65 3.37 2.95 5.900.40 1.04 1.70 3.46 3.00 6.000.45 1.17 1.75 3.55 3.05 6.100.50 1.30 1.80 3.64 3.10 6.200.55 1.39 1.85 3.73 3.15 6.300.60 1.48 1.90 3.82 3.20 6.400.65 1.57 1.95 3.91 3.25 6.500.70 1.66 2.00 4.00 3.30 6.600.75 1.75 2.05 4.10 3.35 6.700.80 1.84 2.10 4.20 3.40 6.800.85 1.93 2.15 4.30 3.45 6.900.90 2.02 2.20 4.40 3.50 7.000.95 2.11 2.25 4.50 3.55 7.101.00 2.20 2.30 4.60 3.60 7.201.05 2.29 2.35 4.70 3.65 7.301.10 2.38 2.40 4.80 3.70 7.401.15 2.47 2.45 4.90 3.75 7.501.20 2.56 2.50 5.00 3.80 7.601.25 2.65 2.55 5.10 3.85 7.701.30 2.74 2.60 5.20 3.90 7.801.35 2.83 2.65 5.30 3.95 7.901.40 2.92 2.70 5.40 4.00 8.001.45 3.01 2.75 5.501.50 3.10 2.80 5.60
L
e
LS
Pq
611
L
e
LS
Pq
612
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_________________________________________________________________________250 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap
máx
C
u
V
V
Øv
vRatioShear
11.12.2.1) .....(ACI
'4
'2
'4
2
cf
cfb
d
cf
mínvo
sc
Verificación Por punzonamiento
El procedimiento que lleva el programa SAFE para los cálculos al corte
por punzonamiento son bastante rigurosos y usa las fórmulas
siguientes.
Ratio: Expresa la relación
entre el esfuerzo de corte por punzonamiento (valor máximo) y la
capacidad del esfuerzo de corte por punzonamiento con el factor incluido.
La Capacidad del esfuerzo de corte máximo (Vcap) viene a ser las tres
últimas ecuaciones presentadas anteriormente; cabe mencionar que, el
programa SAFE los representa como esfuerzos, es decir, fuerza sobre área
y las ecuaciones en el sistema Inglés son:
Donde β es la relación de las dimensiones de la sección crítica, bo es el
perímetro de la sección crítica y αs es un factor con respecto a la ubicación
de la sección crítica.
24321
22dC
qqLS
qqFV XX
U
dbfbc
ØV CC
0
'2153.085.0
dbfb
dØV CC
0
'
0
2@27.085.0
dbfØV CC 0
'85.0
. 20
. 30
. 40
EsquinerasColumnasPara
LateralesColumnasPara
InterioresColumnasPara
s
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_________________________________________________________________________251 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.3 Modelo para el análisis
Figura 220: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo SS.HH.
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_________________________________________________________________________252 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.4 Verificación por punzonamiento
Figura 221: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo SS.HH.
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_________________________________________________________________________253 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.5 Verificación de esfuerzos
Figura 222: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo SS.HH. (kg/cm2).
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_________________________________________________________________________254 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.6 Diseño de Zapatas
Figura 223: SAFE, Cálculo de Refuerzo en Zapatas Modulo SS.HH.
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_________________________________________________________________________255 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
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_________________________________________________________________________256 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
DISEÑO ESTRUCTURAL MODULO “CAFETIN”
2.7.14 Descripción General de la Edificación
Modulo “CAFETIN”.- Este Modulo contempla un área de 108.07m2 (área
externa) y 45 metros lineales de perímetro, el cual está constituido por pórticos
principales en la dirección transversal, cuyas vigas principales abarcan luces
libres de 6.56 m, por su forma se considera la estructura como Irregular.
Las vigas principales son soportadas por las columnas de sección “T” y “L”, en
los bordes, con la finalidad de dar estabilidad y seguridad a estas, los mismos
que absorben los momentos negativos provocados por las vigas en mención, a
los costados se plantea columnas tipo L, la estructura cuenta con muros de
albañilería en una direcciones.
El sentido longitudinal cumple la función de amarre, consideradas como ejes
secundarias por el mismo hecho de paralelismo de las viguetas – losa aligerada.
Las cargas que se transmiten son paralelas a este sentido conforme se muestran
en los planos adjuntos. El techo o cobertura propuesta es Losa Aligerada
compuesto de viguetas y ladrillos, siendo una losa totalmente rígida y estable.
Los niveles de fundación son constantes y uniformes, evitándose de esta forma
asentamiento diferenciales y sobreesfuerzos generados en la superestructura.
Figura 224: ETABS, Planta Modulo Cafetín.
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_________________________________________________________________________257 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.15 Cargas Verticales
Tabla 112: Metrado de Cargas Losa Modulo Cafetín.
Tabla 113: Metrado de Cargas Modulo Cafetín.
Figura 225: ETABS, Cargas Verticales Modulo Cafetín.
Metrado de Cargas Losa Aligerada e=20cm con Ladrillo de Arcilla.
Eje Descripción Material Peso (kg/m3) Largo Ancho Alto Peso/m2
Recubrimiento Concreto 2400.0000 1 1 0.05 120
Viguetas Concreto 2400.0000 1 0.25 0.15 90
Ladrillo Ladrillo 15 592.0000 1 0.75 0.15 66.6
TOTAL 276.6
Metrado de Cargas Losa Aligerada e=17cm con Ladrillo de Arcilla.
Eje Descripción Material Peso (kg/m3) Largo Ancho Alto Peso/m2
Recubrimiento Concreto 2400.0000 1 1 0.05 120
Viguetas Concreto 2400.0000 1 0.25 0.12 72
Ladrillo Ladrillo 15 592.0000 1 0.75 0.12 53.28
TOTAL 245.28
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_________________________________________________________________________258 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.16 Diseño Sísmico
El análisis dinámico, corresponde al módulo propuesto se está
considerando diafragma rígido en la planta del primer nivel, también se le
considera diafragma rígido a la losa inclinada, para con ello poder verificar
los desplazamientos por centro de masa de la cobertura inclinada del
módulo, aunque no es adecuado asignar diafragma rígido a las coberturas
inclinadas ya que fuerza a que los puntos a desnivel tengan el mismo
desplazamiento.
La masa de la estructura es determinada considerando el 100 % de las
cargas permanentes (peso muerto y cargas externas), 50% en entre pisos,
más el incremento del 25 % de la carga viva de la azotea según lo estipulado
en la Norma Sismo resistente E.030.
Se verifica el desplazamiento lateral de cada punto además del piso de la
edificación teniendo en cuenta los límites establecidos según el tipo y
material de la edificación del RNE.
Espectro de Diseño. El análisis sísmico se realiza por superposición
espectral, generándose el espectro de diseño según el factor de zona,
categoría de edificación, tipo de suelo y sistema estructural.
Para la determinación del espectro de respuesta se usan los siguientes
parámetros de diseño, los cuales se encuentran especificados en la norma
vigente de Diseño Sismorresistente E.030
Para el coeficiente de reducción R se está multiplicando el valor por ¾ ya
que la estructura es irregular
Tabla 114: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo
Aceleraciones
Descripción Simbolo Tipo ValorFactor de zona Z Zona 3 0.4Categoria de la edificación U A 1.5Tipo de Suelo Simbolo Perfi Tipo S3 1.4Período Fundamental Tp 0.9Sistema Estructural (Longitudinal) R C° Pórticos 8Sistema Estructural (Transversal) R Albañileria Armada o Confinada 3
5.2 ; 5.2
C
T
TC P g
R
SCUZSa
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_________________________________________________________________________259 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 115: Periodo - Aceleraciones
N° T C Sa/g (Porticos) Sa/g (Albañileria)1 0.00 2.50 0.2625 0.70002 0.02 2.50 0.2625 0.70003 0.04 2.50 0.2625 0.70004 0.06 2.50 0.2625 0.70005 0.08 2.50 0.2625 0.70006 0.10 2.50 0.2625 0.70007 0.12 2.50 0.2625 0.70008 0.14 2.50 0.2625 0.70009 0.16 2.50 0.2625 0.700010 0.18 2.50 0.2625 0.700011 0.20 2.50 0.2625 0.700012 0.25 2.50 0.2625 0.700013 0.30 2.50 0.2625 0.700014 0.35 2.50 0.2625 0.700015 0.40 2.50 0.2625 0.700016 0.45 2.50 0.2625 0.700017 0.50 2.50 0.2625 0.700018 0.55 2.50 0.2625 0.700019 0.60 2.50 0.2625 0.700020 0.65 2.50 0.2625 0.700021 0.70 2.50 0.2625 0.700022 0.75 2.50 0.2625 0.700023 0.80 2.50 0.2625 0.700024 0.85 2.50 0.2625 0.700025 0.90 2.50 0.2625 0.700026 0.95 2.37 0.2487 0.663227 1.00 2.25 0.2363 0.630028 1.10 2.05 0.2148 0.572729 1.20 1.88 0.1969 0.525030 1.30 1.73 0.1817 0.484631 1.40 1.61 0.1688 0.450032 1.50 1.50 0.1575 0.420033 1.60 1.41 0.1477 0.393834 1.70 1.32 0.1390 0.370635 1.80 1.25 0.1313 0.3500
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_________________________________________________________________________260 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 226: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado
Figura 227: Espectro Sistema de Albañilería Confinada
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_________________________________________________________________________261 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
La norma E.030 establece dos criterios de superposición espectral, el
primero en función de la suma de valores absolutos y la media cuadrática
y el segundo como combinación cuadrática completa de valores (CQC).
2.7.17 Combinación de Cargas
La verificación de la capacidad de los elementos de concreto armado se
basó en un procedimiento de cargas factoradas, conforme a la Norma
Técnica de Edificación E-060 "Concreto Armado". Los factores de carga se
indican en la tabla siguiente. DEAD denota cargas permanentes propia de
la edificación, CM cargas permanentes aplicadas a la edificación, LIVE
denota cargas vigas de entrepiso, LIVE UP denota cargas vigas en azotea,
Sx y Sy efectos de sismo.
Tabla 116: Combinación de Cargas
2.7.18 Modelo para el Análisis
El modelo ha sido preparado teniendo como principal objetivo una
estimación correcta de las rigideces laterales. Cabe anotar que el
Combinación DEAD CM LIVE LIVE UP Sx Sy
1 1.4 1.4 1.7 1.7 0 0
2 1.25 1.25 1.25 1.25 ±1.00 0
3 1.25 1.25 1.25 1.25 0 ±1.00
4 1.25 1.25 0 0 ±1.00 0
5 1.25 1.25 0 0 0 ±1.00
6 0.9 0.9 0 0 ±1.00 0
7 0.9 0.9 0 0 0 ±1.00
RD 75.0ii 1
H
m
i
i
m
i
i rrr1
2
1
75.025.0
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_________________________________________________________________________262 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
programa resuelve la aparente incompatibilidad entre distintos planos,
en los que los nudos no siempre coinciden.
Figura 228: ETABS, Modelo Modulo Cafetín. Para el Análisis.
2.7.19 Modos de vibración
La tabla siguiente indica los resultados obtenidos para períodos y
frecuencias naturales, así como las masas efectivas en cada dirección. Para
el modelo se usaron 6 modos.
De la tabla se observa que en los siete primeros modos de vibración
obedecen a una concentración de participación modal traslacional en la
dirección X. Además se observa que la participación de masa supera el
90% estando estas dentro de lo que la norma exige. Ademas los valores
de los primeros modos de vibracion de la estructura son menores a las del
suelo, por lo cual no abra efectos de resonancia.
Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ RX RY RZ SumRX SumRY SumRZ
1 0.24 99.03 0.00 0.00 99.03 0.00 0.00 0.00 98.11 0.45 0.00 98.11 0.45
2 0.12 0.00 99.90 0.00 99.03 99.90 0.00 96.27 0.00 0.01 96.27 98.11 0.47
3 0.10 0.33 0.01 0.00 99.36 99.91 0.00 0.01 0.00 99.09 96.28 98.12 99.55
4 0.04 0.61 0.00 0.00 99.97 99.91 0.00 0.00 1.72 0.40 96.28 99.84 99.95
5 0.02 0.00 0.09 0.00 99.97 100.00 0.00 3.72 0.00 0.00 100.00 99.84 99.95
6 0.01 0.03 0.00 0.00 100.00 100.00 0.00 0.00 0.16 0.05 100.00 100.00 100.00
% PARTICIPACION DE MASAS TRASLACIONAL % PARTICIPACION DE MASAS ROTACIONAL
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_________________________________________________________________________263 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 117: Modos de Vibración Modulo Cafetín.
2.7.20 Verificación de Desplazamientos
Según Norma del Reglamento Nacional de Edificaciones, establece
que para edificaciones de concreto armado la máxima distorsión de
entrepiso será de 0.007 y para albañileria la maxima distorsion de
entrepiso sera de 0.005. En la tabla de máximos desplazamientos
observamos para el Modulo Cafetín. que tanto para la dirección X-X
(Albañileria confinada) los valores máximos son 0.0049 y para la direccion
Y-Y (porticos de concreto armado) los valores maximos son 0.0015, los
cuales son valores menores a los que la norma exige.
Tabla 118: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo Cafetín.
7-Concreto Armado, Porticos 8 R= 8
1-Regular 1
1-Concreto 0.007 OK!! OK!!!
TABLA POINT DRIFTS MAX.= 0.0324 0.0210 0.0049 0.0040
Story Point Load DispX DispY DriftX DriftY UX por 0.75 UY por 0.75 Drift X por 0.75 Drift Y por 0.75
STORY2 1 SISMOXXPOS 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOXXPOS 0.0037 -0.0001 0.000784 0.000022 0.02220 -0.00060 0.00470 0.00013
STORY2 1 SISMOXXNEG 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOXXNEG 0.0036 -0.0002 0.000772 0.000047 0.02160 -0.00120 0.00463 0.00028
STORY2 1 SISMOYYPOS 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOYYPOS -0.0001 0.0024 0.000025 0.000519 -0.00060 0.01440 0.00015 0.00311
STORY2 1 SISMOYYNEG 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOYYNEG 0.0001 0.003 0.000027 0.000636 0.00060 0.01800 0.00016 0.00382
STORY2 1 EQXX 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 EQXX 0.0036 0.0002 0.000768 0.00005 0.02160 0.00120 0.00461 0.00030
STORY2 1 EQYY 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 EQYY 0.0001 0.003 0.000031 0.000638 0.00060 0.01800 0.00019 0.00383
STORY2 1 COMB1 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 COMB1 0 -0.0001 0.000001 0.000025 0.00000 -0.00060 0.00001 0.00015
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_________________________________________________________________________264 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 119: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinaday Pórticos por
puntos módulo Cafetín.
2.7.21 Fuerzas Globales
Empleando las expresiones de la norma E030 para el análisis
sísmico con fuerzas estáticas equivalentes, se tiene:
La norma E030 indica que, para cada una de las direcciones
consideradas en el análisis, la fuerza cortante en la base del edificio no
podrá ser menor que el 80 % del valor calculado con las fórmulas estáticas,
tratándose de estructuras regulares. Si fuera necesario incrementar el
cortante para cumplir los mínimos señalados, se deberán escalar
proporcionalmente todos los otros resultados obtenidos, excepto los
desplazamientos.
4-Albañileria Armada o Confinada 3 R= 3
1-Regular 1
3-Albañileria 0.005 OK!! OK!!!
TABLA POINT DRIFTS MAX.= 0.0122 0.0079 0.0018 0.0015
Story Point Load DispX DispY DriftX DriftY UX por 0.75 UY por 0.75 Drift X por 0.75 Drift Y por 0.75
STORY2 1 SISMOXXPOS 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOXXPOS 0.0037 -0.0001 0.000784 0.000022 0.00833 -0.00023 0.00176 0.00005
STORY2 1 SISMOXXNEG 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOXXNEG 0.0036 -0.0002 0.000772 0.000047 0.00810 -0.00045 0.00174 0.00011
STORY2 1 SISMOYYPOS 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOYYPOS -0.0001 0.0024 0.000025 0.000519 -0.00023 0.00540 0.00006 0.00117
STORY2 1 SISMOYYNEG 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOYYNEG 0.0001 0.003 0.000027 0.000636 0.00023 0.00675 0.00006 0.00143
STORY2 1 EQXX 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 EQXX 0.0036 0.0002 0.000768 0.00005 0.00810 0.00045 0.00173 0.00011
STORY2 1 EQYY 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 EQYY 0.0001 0.003 0.000031 0.000638 0.00023 0.00675 0.00007 0.00144
STORY2 1 COMB1 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 COMB1 0 -0.0001 0.000001 0.000025 0.00000 -0.00023 0.00000 0.00006
STORY2 1 COMB2 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
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_________________________________________________________________________265 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.22 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m)
Figura 229: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo Cafetín.
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_________________________________________________________________________266 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 230: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo Cafetín.
Figura 231: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje C Modulo Cafetín.
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_________________________________________________________________________267 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 232: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje D Modulo Cafetín.
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_________________________________________________________________________268 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 233: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje E Modulo Cafetín.
Figura 234: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo Cafetín.
Figura 235: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Cafetín.
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_________________________________________________________________________269 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.23 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton)
Figura 236: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo Cafetín.
Figura 237: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo Cafetín.
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_________________________________________________________________________270 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 238: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje C Modulo Cafetín.
Figura 239: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje D Modulo Cafetín.
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_________________________________________________________________________271 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 240: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje E Modulo Cafetín.
Figura 241: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo Cafetín.
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_________________________________________________________________________272 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 242: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Cafetín.
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_________________________________________________________________________273 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.24 Distribución de refuerzos
Figura 243: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Cafetín.
Figura 244: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Cafetín.
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_________________________________________________________________________274 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 245: ETABS, Refuerzos eje C Modulo Cafetín.
Figura 246: ETABS, Refuerzos eje D Modulo Cafetín.
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_________________________________________________________________________275 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 247: ETABS, Refuerzos eje E Modulo Cafetín.
Figura 248: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo Cafetín.
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_________________________________________________________________________276 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 249: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Cafetín.
2.7.25 Diseño de Losas Aligeradas
Considerando que las losas son elementos que deben ser diseñados
para resistir esfuerzos en flexión y corte, son aplicables las disposiciones
contempladas en la Norma de Concreto Armado y Concreto Armado
Comentarios E.060 en su sección 11 Flexión y la sección 13 Corte y
Torsión, Así mismo podemos mencionar las disposiciones contempladas
en la norma ACI 318 - 08 en la sección 10 Cargas Axiales y Flexión y la
sección 11 Corte y Torsión
El presente proyecto contempla losas aligeradas en una dirección,
compuesta por viguetas de 10 centímetros y losa de espesor 5 centímetros.
El material entre viguetas se considera Ladrillo pandereta de arcilla tal
como se indican en los planos correspondientes.
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_________________________________________________________________________277 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 120: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada – 1° nivel
Tabla 121: Metrado de Cargas Losa Aligerada
Tabla 122: Carga muerta Losa Aligerada – 1° nivel
Figura 250: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo Cafetín.
Figura 251: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Cafetín.
Descripción Valores Unidades
Resistencia del concreto 210.00 Kg/cm2
Resistencia a Fluencia del Acero 4,200.00 Kg/cm2
Longitud de la Vigueta max 3.83 m
Carga Muerta (WD) 426.60 Kg/m2
Carga Viva (WL) 100.00 Kg/m2
Carga Ultima (Wu) 767.24 Kg/mPeralte Losa Mínimo (h) 20.00 cm
Referencia: Fuente Propia
Datos de Carga Valores Unidades
Espesor de la Losa (t1) 5.00 cm
Espesor de la Vigueta (t2) 20.00 cm
Tabiqueria 0.00 Kg/m2
Carga Cobertura 150.00 Kg/m2Carga Viva 400.00 Kg/m2
Referencia: Fuente Propia
Descripción Largo (m) Ancho (m) Alto (m) P.E. (Kg/m3) Peso(Kg/Vigueta/m)
Peso de la Losa 1.00 0.40 0.05 2,400.00 48.00
Peso de la Vigueta 1.00 0.10 0.15 2,400.00 36.00
Peso del Ladrillo 1.00 0.30 0.15 592.00 26.64
Peso de tabiqueria - - - 0.00
Peso Piso + Cielorraso 1.00 0.40 150.00 60.00
170.64PESO PROPIO TOTAL
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_________________________________________________________________________278 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 252: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Cafetín.
Figura 253: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Cafetín.
Figura 254: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer nivel, Modulo Cafetín.
Figura 255: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel, Modulo Cafetín.
Tabla 123: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada – 2° nivel
Descripción Valores Unidades
Resistencia del concreto 210.00 Kg/cm2
Resistencia a Fluencia del Acero 4,200.00 Kg/cm2
Longitud de la Vigueta max 3.87 m
Carga Muerta (WD) 345.00 Kg/m2
Carga Viva (WL) 100.00 Kg/m2
Carga Ultima (Wu) 653.00 Kg/mPeralte Losa Mínimo (h) 17.00 cm
Referencia: Fuente Propia
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_________________________________________________________________________279 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 124: Metrado de Cargas Losa Aligerada - Inclinada
Tabla 125: Carga muerta Losa Aligerada – 2° nivel
Figura 256: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera segundo nivel, Modulo Cafetín.
Figura 257: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Cafetín.
Figura 258: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Cafetín.
Datos de Carga Valores Unidades
Espesor de la Losa (t1) 5.00 cm
Espesor de la Vigueta (t2) 17.00 cm
Tabiqueria 0.00 Kg/m2
Carga Cobertura 100.00 Kg/m2Carga Viva 100.00 Kg/m2
Referencia: Fuente Propia
Descripción Largo (m) Ancho (m) Alto (m) P.E. (Kg/m3) Peso(Kg/Vigueta/m)
Peso de la Losa 1.00 0.40 0.05 2,400.00 48.00
Peso de la Vigueta 1.00 0.10 0.15 2,400.00 36.00
Peso del Ladrillo 1.00 0.30 0.15 592.00 26.64
Peso de tabiqueria - - - 0.00
Peso Piso + Cielorraso 1.00 0.40 100.00 40.00
150.64PESO PROPIO TOTAL
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_________________________________________________________________________280 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 259: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Cafetín.
Figura 260: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Cafetín.
Figura 261: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada segundo nivel, Modulo Cafetín.
2.7.26 Diseño de Cimentaciones
2.7.13.1 Introducción
Considerando que el diseño de las cimentaciones se realiza para
absorber esfuerzo de corte y flexión así como algunas verificaciones
como las de punzonamiento, adherencia y anclaje, transmisión de
esfuerzos, etc. El diseño considera las expresiones indicadas en la
Norma de Concreto Armado y Concreto Armado Comentarios en su
sección 11 Flexión, sección 13 Corte y Torsión y sección 16 Zapata; Así
mismo, se deberá tomar en cuenta algunas disposiciones para el
diseño sísmico como las mencionadas en la Norma ACI 318 – 08 en su
sección 21.8 Cimentaciones.
Para el análisis de cimentaciones se emplea el programa SAFE,
exportando las cargas directamente desde el programa de análisis y
diseño de Edificaciones ETABS, empleando el Método de los
Elementos Finitos, con modelamiento en los apoyos tipo resorte según
el módulo de balasto del terreno.
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_________________________________________________________________________281 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.2 Pre-dimensionamiento
Del análisis de la superestructura se obtienen las reacciones en todos
los apoyos, siendo estos valores los datos necesarios para la asignación
de las dimensiones de las cimentaciones, teniendo como primera etapa
el pre-dimensionamiento correspondiente.
PREDIMENSIONAMIENTO ZAPATAS MODULO CAFETÍN:
Tabla 126: Cargas predimensionamiento Zapata 2-A, Modulo Cafetín.
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_________________________________________________________________________282 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 127: Cargas predimensionamiento Zapata 2-E, Modulo Cafetín.
Tabla 128: Cargas predimensionamiento Zapata 1-A, Modulo Cafetín.
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_________________________________________________________________________283 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 129: Cargas predimensionamiento Zapata 1-E, Modulo Cafetín.
Verificación de esfuerzos
Para el presente estudio, el suelo indica un esfuerzo admisible para
zapatas rectangulares mínimo de 2.34 kg/cm², que equivale a 4.70
kg/cm³ (Winkler) siendo éste dato importante para el análisis de la
cimentación.
La verificación de los resultados obedece a las combinaciones según el
reglamento que exige, se crea una combinación de SERVICIO con el
fin de comprobar los esfuerzos del terreno y esfuerzos en la estructura
según las dimensiones geométricas de las zapatas asignadas.
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_________________________________________________________________________284 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 130: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto
Verificación Por punzonamiento
El procedimiento que lleva el programa SAFE para los cálculos al corte
por punzonamiento son bastante rigurosos y usa las fórmulas
siguientes.
Ratio: Expresa la relación
entre el esfuerzo de corte por punzonamiento (valor máximo) y la
capacidad del esfuerzo de corte por punzonamiento con el factor incluido.
Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler
(Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3)
0.25 0.65 1.55 3.19 2.85 5.700.30 0.78 1.60 3.28 2.90 5.800.35 0.91 1.65 3.37 2.95 5.900.40 1.04 1.70 3.46 3.00 6.000.45 1.17 1.75 3.55 3.05 6.100.50 1.30 1.80 3.64 3.10 6.200.55 1.39 1.85 3.73 3.15 6.300.60 1.48 1.90 3.82 3.20 6.400.65 1.57 1.95 3.91 3.25 6.500.70 1.66 2.00 4.00 3.30 6.600.75 1.75 2.05 4.10 3.35 6.700.80 1.84 2.10 4.20 3.40 6.800.85 1.93 2.15 4.30 3.45 6.900.90 2.02 2.20 4.40 3.50 7.000.95 2.11 2.25 4.50 3.55 7.101.00 2.20 2.30 4.60 3.60 7.201.05 2.29 2.35 4.70 3.65 7.301.10 2.38 2.40 4.80 3.70 7.401.15 2.47 2.45 4.90 3.75 7.501.20 2.56 2.50 5.00 3.80 7.601.25 2.65 2.55 5.10 3.85 7.701.30 2.74 2.60 5.20 3.90 7.801.35 2.83 2.65 5.30 3.95 7.901.40 2.92 2.70 5.40 4.00 8.001.45 3.01 2.75 5.501.50 3.10 2.80 5.60
L
e
LS
Pq
611
L
e
LS
Pq
612
24321
22dC
qqLS
qqFV XX
U
dbfbc
ØV CC
0
'2153.085.0
dbfb
dØV CC
0
'
0
2@27.085.0
dbfØV CC 0
'85.0
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_________________________________________________________________________285 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap
máx
C
u
V
V
Øv
vRatioShear
11.12.2.1) .....(ACI
'4
'2
'4
2
cf
cfb
d
cf
mínvo
sc
La Capacidad del esfuerzo de corte máximo (Vcap) viene a ser las tres
últimas ecuaciones presentadas anteriormente; cabe mencionar que, el
programa SAFE los representa como esfuerzos, es decir, fuerza sobre área
y las ecuaciones en el sistema Inglés son:
Donde β es la relación de las dimensiones de la sección crítica, bo es el
perímetro de la sección crítica y αs es un factor con respecto a la ubicación
de la sección crítica.
. 20
. 30
. 40
EsquinerasColumnasPara
LateralesColumnasPara
InterioresColumnasPara
s
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Castrovirreyna - Huancavelica”
_________________________________________________________________________286 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.3 Modelo para el análisis
Figura 262: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Cafetín.
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_________________________________________________________________________287 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.4 Verificación por punzonamiento
Figura 263: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Cafetín.
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_________________________________________________________________________288 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.5 Verificación de esfuerzos
Figura 264: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Cafetín.. (kg/cm2).
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_________________________________________________________________________289 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.6 Diseño de Zapatas
Figura 265: SAFE, Cálculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Cafetín.
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_________________________________________________________________________290 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
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_________________________________________________________________________291 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
DISEÑO ESTRUCTURAL MODULO “LABORATORIO – BLOQUE I”
2.7.27 Descripción General de la Edificación
Modulo “LABORATORIO – BLOQUE I”.- Este Modulo contempla un área de
86.20m2 (área externa) y 42.10 metros lineales de perímetro, el cual está
constituido por pórticos principales en la dirección transversal, cuyas vigas
principales abarcan luces libres de 6.68m, por su forma se considera la
estructura como Irregular.
Las vigas principales son soportadas por las columnas de sección
“Rectangular”, en los bordes, con la finalidad de dar estabilidad y seguridad a
estas, los mismos que absorben los momentos negativos provocados por las
vigas en mención, la estructura cuenta con muros de albañilería en una
direcciones.
El sentido longitudinal cumple la función de amarre, consideradas como ejes
secundarias por el mismo hecho de paralelismo de las viguetas – losa aligerada.
Las cargas que se transmiten son paralelas a este sentido conforme se muestran
en los planos adjuntos. El techo o cobertura propuesta es Losa Aligerada
compuesto de viguetas y ladrillos, siendo una losa totalmente rígida y estable.
Los niveles de fundación son constantes y uniformes, evitándose de esta forma
asentamiento diferenciales y sobreesfuerzos generados en la superestructura.
Figura 266: ETABS, Planta Modulo Laboratorio – Bloque I.
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_________________________________________________________________________292 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.28 Cargas Verticales
Tabla 131: Metrado de Cargas Losa Modulo Laboratorio – Bloque I.
Figura 267: ETABS, Cargas Verticales Modulo Laboratorio – Bloque I.
2.7.29 Diseño Sísmico
El análisis dinámico, corresponde al módulo propuesto se está
considerando diafragma rígido en la planta del primer nivel, también se le
considera diafragma rígido a la losa inclinada, para con ello poder verificar
los desplazamientos por centro de masa de la cobertura inclinada del
módulo, aunque no es adecuado asignar diafragma rígido a las coberturas
inclinadas ya que fuerza a que los puntos a desnivel tengan el mismo
desplazamiento.
Metrado de Cargas Losa Aligerada e=20cm con Ladrillo de Arcilla.
Eje Descripción Material Peso (kg/m3) Largo Ancho Alto Peso/m2
Recubrimiento Concreto 2400.0000 1 1 0.05 120
Viguetas Concreto 2400.0000 1 0.25 0.15 90
Ladrillo Ladrillo 15 592.0000 1 0.75 0.15 66.6
TOTAL 276.6
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_________________________________________________________________________293 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
La masa de la estructura es determinada considerando el 100 % de las
cargas permanentes (peso muerto y cargas externas) más el incremento del
25 % de la carga viva de la azotea según lo estipulado en la Norma Sismo
resistente E.030.
Se verifica el desplazamiento lateral de cada punto además del piso de la
edificación teniendo en cuenta los límites establecidos según el tipo y
material de la edificación del RNE.
Espectro de Diseño. El análisis sísmico se realiza por superposición
espectral, generándose el espectro de diseño según el factor de zona,
categoría de edificación, tipo de suelo y sistema estructural.
Para la determinación del espectro de respuesta se usan los siguientes
parámetros de diseño, los cuales se encuentran especificados en la norma
vigente de Diseño Sismorresistente E.030
Para el coeficiente de reducción R se está multiplicando el valor por ¾ ya
que la estructura es irregular
Tabla 132: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo
Aceleraciones
Descripción Simbolo Tipo ValorFactor de zona Z Zona 3 0.4Categoria de la edificación U A 1.5Tipo de Suelo Simbolo Perfi Tipo S3 1.4Período Fundamental Tp 0.9Sistema Estructural (Longitudinal) R C° Pórticos 8Sistema Estructural (Transversal) R Albañileria Armada o Confinada 3
5.2 ; 5.2
C
T
TC P g
R
SCUZSa
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_________________________________________________________________________294 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 133: Periodo - Aceleraciones
N° T C Sa/g (Porticos) Sa/g (Albañileria)1 0.00 2.50 0.2625 0.70002 0.02 2.50 0.2625 0.70003 0.04 2.50 0.2625 0.70004 0.06 2.50 0.2625 0.70005 0.08 2.50 0.2625 0.70006 0.10 2.50 0.2625 0.70007 0.12 2.50 0.2625 0.70008 0.14 2.50 0.2625 0.70009 0.16 2.50 0.2625 0.700010 0.18 2.50 0.2625 0.700011 0.20 2.50 0.2625 0.700012 0.25 2.50 0.2625 0.700013 0.30 2.50 0.2625 0.700014 0.35 2.50 0.2625 0.700015 0.40 2.50 0.2625 0.700016 0.45 2.50 0.2625 0.700017 0.50 2.50 0.2625 0.700018 0.55 2.50 0.2625 0.700019 0.60 2.50 0.2625 0.700020 0.65 2.50 0.2625 0.700021 0.70 2.50 0.2625 0.700022 0.75 2.50 0.2625 0.700023 0.80 2.50 0.2625 0.700024 0.85 2.50 0.2625 0.700025 0.90 2.50 0.2625 0.700026 0.95 2.37 0.2487 0.663227 1.00 2.25 0.2363 0.630028 1.10 2.05 0.2148 0.572729 1.20 1.88 0.1969 0.525030 1.30 1.73 0.1817 0.484631 1.40 1.61 0.1688 0.450032 1.50 1.50 0.1575 0.420033 1.60 1.41 0.1477 0.393834 1.70 1.32 0.1390 0.370635 1.80 1.25 0.1313 0.3500
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_________________________________________________________________________295 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 268: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado
Figura 269: Espectro Sistema de Albañilería Confinada
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_________________________________________________________________________296 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
La norma E.030 establece dos criterios de superposición espectral, el
primero en función de la suma de valores absolutos y la media cuadrática
y el segundo como combinación cuadrática completa de valores (CQC).
2.7.30 Combinación de Cargas
La verificación de la capacidad de los elementos de concreto armado se
basó en un procedimiento de cargas factoradas, conforme a la Norma
Técnica de Edificación E-060 "Concreto Armado". Los factores de carga se
indican en la tabla siguiente. DEAD denota cargas permanentes propia de
la edificación, CM cargas permanentes aplicadas a la edificación, LIVE
denota cargas vigas de entrepiso, LIVE UP denota cargas vigas en azotea,
Sx y Sy efectos de sismo.
Tabla 134: Combinación de Cargas
2.7.31 Modelo para el Análisis
El modelo ha sido preparado teniendo como principal objetivo una
estimación correcta de las rigideces laterales. Cabe anotar que el
programa resuelve la aparente incompatibilidad entre distintos planos,
en los que los nudos no siempre coinciden.
Combinación DEAD CM LIVE LIVE UP Sx Sy
1 1.4 1.4 1.7 1.7 0 0
2 1.25 1.25 1.25 1.25 ±1.00 0
3 1.25 1.25 1.25 1.25 0 ±1.00
4 1.25 1.25 0 0 ±1.00 0
5 1.25 1.25 0 0 0 ±1.00
6 0.9 0.9 0 0 ±1.00 0
7 0.9 0.9 0 0 0 ±1.00
RD 75.0ii 1
H
m
i
i
m
i
i rrr1
2
1
75.025.0
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_________________________________________________________________________297 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 270: ETABS, Modelo Modulo Laboratorio – Bloque I. para el Análisis.
2.7.32 Modos de vibración
La tabla siguiente indica los resultados obtenidos para períodos y
frecuencias naturales, así como las masas efectivas en cada dirección. Para
el modelo se usaron 3 modos.
De la tabla se observa que en los siete primeros modos de vibración
obedecen a una concentración de participación modal traslacional en la
dirección X. Además se observa que la participación de masa supera el
90% estando estas dentro de lo que la norma exige. Ademas los valores
de los primeros modos de vibracion de la estructura son menores a las del
suelo, por lo cual no abra efectos de resonancia.
Tabla 135: Modos de Vibración Modulo Laboratorio – Bloque I.
Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ RX RY RZ SumRX SumRY SumRZ
1 0.22 99.96 0.00 0.00 99.96 0.00 0.00 0.00 99.42 0.18 0.00 99.42 0.18
2 0.02 0.02 0.00 0.00 99.98 0.00 0.00 0.00 0.22 82.59 0.00 99.64 82.77
3 0.02 0.00 99.82 0.00 99.98 99.82 0.00 99.72 0.00 0.00 99.72 99.64 82.77
% PARTICIPACION DE MASAS TRASLACIONAL % PARTICIPACION DE MASAS ROTACIONAL
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_________________________________________________________________________298 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.33 Verificación de Desplazamientos
Según Norma del Reglamento Nacional de Edificaciones, establece
que para edificaciones de concreto armado la máxima distorsión de
entrepiso será de 0.007 y para albañileria la maxima distorsion de
entrepiso sera de 0.005. En la tabla de máximos desplazamientos
observamos para el Modulo Laboratorio – Bloque I. que tanto para la
dirección X-X (Albañileria confinada) los valores máximos son 0.0045 y
para la direccion Y-Y (porticos de concreto armado) los valores maximos
son 0.00001, los cuales son valores menores a los que la norma exige.
Tabla 136: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo Laboratorio
– Bloque I.
Tabla 137: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinaday Pórticos por
puntos módulo Laboratorio – Bloque I.
2.7.34 Fuerzas Globales
Empleando las expresiones de la norma E030 para el análisis
sísmico con fuerzas estáticas equivalentes, se tiene:
7-Concreto Armado, Porticos 8 R= 8
1-Regular 1
1-Concreto 0.007 OK!! OK!!!
TABLA POINT DRIFTS MAX.= 0.0198 0.0042 0.0045 0.0001
Story Point Load DispX DispY DriftX DriftY RY RZ Drift X por 0.75 Drift Y por 0.75
STORY2 1 SISMOXXPOS 0 0.00E+00 0 0.00E+00 -0.00032 -0.00002 0.00000 0.00000
STORY1 01-ene SISMOXXPOS 0.0031 0.00E+00 0.000752 2.00E-06 0.01860 0.00000 0.00451 0.00001
STORY2 1.00 SISMOXXNEG 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00030 -0.00002 0.00000 0.00000
STORY1 01-ene SISMOXXNEG 0.0031 0.00E+00 0.000753 4.00E-06 0.01860 0.00000 0.00452 0.00002
STORY2 1.00 SISMOYYPOS 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00000 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 1.00 SISMOYYPOS 0 1.00E-04 0.000002 1.50E-05 0.00012 0.00005 0.00001 0.00009
STORY2 1.00 SISMOYYNEG 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00000 0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOYYNEG 0 1.00E-04 0.000002 2.10E-05 -0.00002 0.00005 0.00001 0.00013
STORY2 1 EQXX 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00004 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 1 EQXX 0.0031 0.00E+00 0.000752 4.00E-06 0.00001 0.00004 0.00451 0.00002
4-Albañileria Armada o Confinada 3 R= 3
1-Regular 1
3-Albañileria 0.005 OK!! OK!!!
TABLA POINT DRIFTS MAX.= 0.0074 0.0016 0.0017 0.0000
Story Point Load DispX DispY DriftX DriftY RY RZ Drift X por 0.75 Drift Y por 0.75
STORY2 1 SISMOXXPOS 0 0 0 0 -0.00031 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOXXPOS 0.0031 0 0.000752 0.000002 -0.00018 0.00005 0.00169 0.00000
STORY2 1 SISMOXXNEG 0 0 0 0 0.00028 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOXXNEG 0.0031 0 0.000753 0.000004 0.00028 0.00005 0.00169 0.00001
STORY2 1 SISMOYYPOS 0 0 0 0 -0.00026 0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOYYPOS 0 0.0001 0.000002 0.000015 0.00028 0.00004 0.00000 0.00003
STORY2 1 SISMOYYNEG 0 0 0 0 -0.00027 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOYYNEG 0 0.0001 0.000002 0.000021 0.00027 0.00005 0.00000 0.00005
STORY2 1 EQXX 0 0 0 0 -0.00029 -0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 1 EQXX 0.0031 0 0.000752 0.000004 0.00024 -0.00004 0.00169 0.00001
STORY2 1 EQYY 0 0 0 0 -0.00030 -0.00003 0.00000 0.00000
STORY1 1 EQYY 0 0.0001 0.000002 0.000021 0.00023 -0.00003 0.00000 0.00005
STORY2 1 COMB1 0 0 0 0 -0.00026 0.00004 0.00000 0.00000
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_________________________________________________________________________299 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
La norma E030 indica que, para cada una de las direcciones
consideradas en el análisis, la fuerza cortante en la base del edificio no
podrá ser menor que el 80 % del valor calculado con las fórmulas estáticas,
tratándose de estructuras regulares. Si fuera necesario incrementar el
cortante para cumplir los mínimos señalados, se deberán escalar
proporcionalmente todos los otros resultados obtenidos, excepto los
desplazamientos.
2.7.35 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m)
Figura 271: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo Laboratorio –
Bloque I.
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_________________________________________________________________________300 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 272: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo Laboratorio –
Bloque I.
Figura 273: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje C Modulo Laboratorio –
Bloque I.
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_________________________________________________________________________301 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 274: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje D Modulo Laboratorio –
Bloque I.
Figura 275: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo Laboratorio –
Bloque I.
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_________________________________________________________________________302 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 276: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Laboratorio –
Bloque I.
2.7.36 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton)
Figura 277: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo Laboratorio –
Bloque I.
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_________________________________________________________________________303 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 278: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo Laboratorio –
Bloque I.
Figura 279: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje C Modulo Laboratorio –
Bloque I.
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_________________________________________________________________________304 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 280: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje D Modulo Laboratorio –
Bloque I.
Figura 281: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo Laboratorio –
Bloque I.
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_________________________________________________________________________305 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 282: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Laboratorio –
Bloque I.
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_________________________________________________________________________306 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.37 Distribución de refuerzos
Figura 283: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Laboratorio – Bloque I.
Figura 284: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Laboratorio – Bloque I.
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_________________________________________________________________________307 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 285: ETABS, Refuerzos eje C Modulo Laboratorio – Bloque I.
Figura 286: ETABS, Refuerzos eje D Modulo Laboratorio – Bloque I.
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_________________________________________________________________________308 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 287: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo Laboratorio – Bloque I.
Figura 288: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Laboratorio – Bloque I.
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_________________________________________________________________________309 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.38 Diseño de Losas Aligeradas
Considerando que las losas son elementos que deben ser diseñados
para resistir esfuerzos en flexión y corte, son aplicables las disposiciones
contempladas en la Norma de Concreto Armado y Concreto Armado
Comentarios E.060 en su sección 11 Flexión y la sección 13 Corte y
Torsión, Así mismo podemos mencionar las disposiciones contempladas
en la norma ACI 318 - 08 en la sección 10 Cargas Axiales y Flexión y la
sección 11 Corte y Torsión
El presente proyecto contempla losas aligeradas en una dirección,
compuesta por viguetas de 10 centímetros y losa de espesor 5 centímetros.
El material entre viguetas se considera Ladrillo pandereta de arcilla tal
como se indican en los planos correspondientes.
Tabla 138: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada – 1° nivel
Tabla 139: Metrado de Cargas Losa Aligerada - Inclinada
Tabla 140: Carga muerta Losa Aligerada – 1° nivel
Descripción Valores Unidades
Resistencia del concreto 210.00 Kg/cm2
Resistencia a Fluencia del Acero 4,200.00 Kg/cm2
Longitud de la Vigueta max 3.83 m
Carga Muerta (WD) 345.00 Kg/m2
Carga Viva (WL) 100.00 Kg/m2
Carga Ultima (Wu) 653.00 Kg/mPeralte Losa Mínimo (h) 20.00 cm
Referencia: Fuente Propia
Datos de Carga Valores Unidades
Espesor de la Losa (t1) 5.00 cm
Espesor de la Vigueta (t2) 20.00 cm
Tabiqueria 0.00 Kg/m2
Carga Cobertura 100.00 Kg/m2Carga Viva 100.00 Kg/m2
Referencia: Fuente Propia
Descripción Largo (m) Ancho (m) Alto (m) P.E. (Kg/m3) Peso(Kg/Vigueta/m)
Peso de la Losa 1.00 0.40 0.05 2,400.00 48.00
Peso de la Vigueta 1.00 0.10 0.15 2,400.00 36.00
Peso del Ladrillo 1.00 0.30 0.15 592.00 26.64
Peso de tabiqueria - - - 0.00
Peso Piso + Cielorraso 1.00 0.40 100.00 40.00
150.64PESO PROPIO TOTAL
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_________________________________________________________________________310 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 289: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo Laboratorio – Bloque I.
Figura 290: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Laboratorio – Bloque I.
Figura 291: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Laboratorio – Bloque I.
Figura 292: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Laboratorio – Bloque I.
Figura 293: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer nivel, Modulo Laboratorio – Bloque I.
Figura 294: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel, Modulo Laboratorio – Bloque I.
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_________________________________________________________________________311 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.39 Diseño de Cimentaciones
2.7.13.1 Introducción
Considerando que el diseño de las cimentaciones se realiza para
absorber esfuerzo de corte y flexión así como algunas verificaciones
como las de punzonamiento, adherencia y anclaje, transmisión de
esfuerzos, etc. El diseño considera las expresiones indicadas en la
Norma de Concreto Armado y Concreto Armado Comentarios en su
sección 11 Flexión, sección 13 Corte y Torsión y sección 16 Zapata; Así
mismo, se deberá tomar en cuenta algunas disposiciones para el
diseño sísmico como las mencionadas en la Norma ACI 318 – 08 en su
sección 21.8 Cimentaciones.
Para el análisis de cimentaciones se emplea el programa SAFE,
exportando las cargas directamente desde el programa de análisis y
diseño de Edificaciones ETABS, empleando el Método de los
Elementos Finitos, con modelamiento en los apoyos tipo resorte según
el módulo de balasto del terreno.
2.7.13.2 Pre-dimensionamiento
Del análisis de la superestructura se obtienen las reacciones en todos
los apoyos, siendo estos valores los datos necesarios para la asignación
de las dimensiones de las cimentaciones, teniendo como primera etapa
el pre-dimensionamiento correspondiente.
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_________________________________________________________________________312 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
PREDIMENSIONAMIENTO ZAPATAS MODULO LABORATORIO –
BLOQUE I.:
Tabla 141: Cargas predimensionamiento Zapata 1-B, Modulo Laboratorio – Bloque I.
Tabla 142: Cargas predimensionamiento Zapata 2-B, Modulo Laboratorio – Bloque I.
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_________________________________________________________________________313 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 143: Cargas predimensionamiento Zapata 3-B, Modulo Laboratorio – Bloque I.
Tabla 144: Cargas predimensionamiento Zapata 3-C, Modulo Laboratorio – Bloque I.
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_________________________________________________________________________314 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Verificación de esfuerzos
Para el presente estudio, el suelo indica un esfuerzo admisible para
zapatas rectangulares mínimo de 2.34 kg/cm², que equivale a 4.70
kg/cm³ (Winkler) siendo éste dato importante para el análisis de la
cimentación.
La verificación de los resultados obedece a las combinaciones según el
reglamento que exige, se crea una combinación de SERVICIO con el
fin de comprobar los esfuerzos del terreno y esfuerzos en la estructura
según las dimensiones geométricas de las zapatas asignadas.
Tabla 145: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto
Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler
(Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3)
0.25 0.65 1.55 3.19 2.85 5.700.30 0.78 1.60 3.28 2.90 5.800.35 0.91 1.65 3.37 2.95 5.900.40 1.04 1.70 3.46 3.00 6.000.45 1.17 1.75 3.55 3.05 6.100.50 1.30 1.80 3.64 3.10 6.200.55 1.39 1.85 3.73 3.15 6.300.60 1.48 1.90 3.82 3.20 6.400.65 1.57 1.95 3.91 3.25 6.500.70 1.66 2.00 4.00 3.30 6.600.75 1.75 2.05 4.10 3.35 6.700.80 1.84 2.10 4.20 3.40 6.800.85 1.93 2.15 4.30 3.45 6.900.90 2.02 2.20 4.40 3.50 7.000.95 2.11 2.25 4.50 3.55 7.101.00 2.20 2.30 4.60 3.60 7.201.05 2.29 2.35 4.70 3.65 7.301.10 2.38 2.40 4.80 3.70 7.401.15 2.47 2.45 4.90 3.75 7.501.20 2.56 2.50 5.00 3.80 7.601.25 2.65 2.55 5.10 3.85 7.701.30 2.74 2.60 5.20 3.90 7.801.35 2.83 2.65 5.30 3.95 7.901.40 2.92 2.70 5.40 4.00 8.001.45 3.01 2.75 5.501.50 3.10 2.80 5.60
L
e
LS
Pq
611
L
e
LS
Pq
612
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_________________________________________________________________________315 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap
máx
C
u
V
V
Øv
vRatioShear
11.12.2.1) .....(ACI
'4
'2
'4
2
cf
cfb
d
cf
mínvo
sc
Verificación Por punzonamiento
El procedimiento que lleva el programa SAFE para los cálculos al corte
por punzonamiento son bastante rigurosos y usa las fórmulas
siguientes.
Ratio: Expresa la relación
entre el esfuerzo de corte por punzonamiento (valor máximo) y la
capacidad del esfuerzo de corte por punzonamiento con el factor incluido.
La Capacidad del esfuerzo de corte máximo (Vcap) viene a ser las tres
últimas ecuaciones presentadas anteriormente; cabe mencionar que, el
programa SAFE los representa como esfuerzos, es decir, fuerza sobre área
y las ecuaciones en el sistema Inglés son:
Donde β es la relación de las dimensiones de la sección crítica, bo es el
perímetro de la sección crítica y αs es un factor con respecto a la ubicación
de la sección crítica.
24321
22dC
qqLS
qqFV XX
U
dbfbc
ØV CC
0
'2153.085.0
dbfb
dØV CC
0
'
0
2@27.085.0
dbfØV CC 0
'85.0
. 20
. 30
. 40
EsquinerasColumnasPara
LateralesColumnasPara
InterioresColumnasPara
s
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_________________________________________________________________________316 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.3 Modelo para el análisis
Figura 295: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Laboratorio – Bloque I.
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_________________________________________________________________________317 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.4 Verificación por punzonamiento
Figura 296: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Laboratorio – Bloque I.
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_________________________________________________________________________318 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.5 Verificación de esfuerzos
Figura 297: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Laboratorio – Bloque I. (kg/cm2).
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_________________________________________________________________________319 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.6 Diseño de Zapatas
Figura 298: SAFE, Cálculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Laboratorio – Bloque I.
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_________________________________________________________________________320 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
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_________________________________________________________________________321 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.6 DISEÑO ESTRUCTURAL MODULO “LABORATORIO – BLOQUE II”
2.7.40 Descripción General de la Edificación
Modulo “LABORATORIO – BLOQUE II”.- Este Modulo contempla un área
de 114.31m2 (área externa) y 51.00 metros lineales de perímetro, el cual está
constituido por pórticos principales en la dirección transversal, cuyas vigas
principales abarcan luces libres de 5.95m, por su forma se considera la
estructura como Irregular.
Las vigas principales son soportadas por las columnas de sección
“Rectangular” , con la finalidad de dar estabilidad y seguridad a estas, los
mismos que absorben los momentos negativos provocados por las vigas en
mención, la estructura cuenta con muros de albañilería en una direcciones.
El sentido longitudinal cumple la función de amarre, consideradas como ejes
secundarias por el mismo hecho de paralelismo de las viguetas – losa aligerada.
Las cargas que se transmiten son paralelas a este sentido conforme se muestran
en los planos adjuntos. El techo o cobertura propuesta es Losa Aligerada
compuesto de viguetas y ladrillos, siendo una losa totalmente rígida y estable.
Los niveles de fundación son constantes y uniformes, evitándose de esta forma
asentamiento diferenciales y sobreesfuerzos generados en la superestructura.
Figura 299: ETABS, Planta Modulo Laboratorio – Bloque II.
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_________________________________________________________________________322 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.41 Cargas Verticales
Tabla 146: Metrado de Cargas Losa Modulo Laboratorio – Bloque II.
Figura 300: ETABS, Cargas Verticales Modulo Laboratorio – Bloque II.
2.7.42 Diseño Sísmico
El análisis dinámico, corresponde al módulo propuesto se está
considerando diafragma rígido en la planta del primer nivel, también se le
considera diafragma rígido a la losa inclinada, para con ello poder verificar
los desplazamientos por centro de masa de la cobertura inclinada del
módulo, aunque no es adecuado asignar diafragma rígido a las coberturas
inclinadas ya que fuerza a que los puntos a desnivel tengan el mismo
desplazamiento.
Metrado de Cargas Losa Aligerada e=20cm con Ladrillo de Arcilla.
Eje Descripción Material Peso (kg/m3) Largo Ancho Alto Peso/m2
Recubrimiento Concreto 2400.0000 1 1 0.05 120
Viguetas Concreto 2400.0000 1 0.25 0.15 90
Ladrillo Ladrillo 15 592.0000 1 0.75 0.15 66.6
TOTAL 276.6
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_________________________________________________________________________323 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
La masa de la estructura es determinada considerando el 100 % de las
cargas permanentes (peso muerto y cargas externas) más el incremento del
25 % de la carga viva de la azotea según lo estipulado en la Norma Sismo
resistente E.030.
Se verifica el desplazamiento lateral de cada punto además del piso de la
edificación teniendo en cuenta los límites establecidos según el tipo y
material de la edificación del RNE.
Espectro de Diseño. El análisis sísmico se realiza por superposición
espectral, generándose el espectro de diseño según el factor de zona,
categoría de edificación, tipo de suelo y sistema estructural.
Para la determinación del espectro de respuesta se usan los siguientes
parámetros de diseño, los cuales se encuentran especificados en la norma
vigente de Diseño Sismorresistente E.030
Para el coeficiente de reducción R se está multiplicando el valor por ¾ ya
que la estructura es irregular
Tabla 147: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo
Aceleraciones
Descripción Simbolo Tipo ValorFactor de zona Z Zona 3 0.4Categoria de la edificación U A 1.5Tipo de Suelo Simbolo Perfi Tipo S3 1.4Período Fundamental Tp 0.9Sistema Estructural (Longitudinal) R C° Pórticos 8Sistema Estructural (Transversal) R Albañileria Armada o Confinada 3
5.2 ; 5.2
C
T
TC P g
R
SCUZSa
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_________________________________________________________________________324 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 148: Periodo - Aceleraciones
N° T C Sa/g (Porticos) Sa/g (Albañileria)1 0.00 2.50 0.2625 0.70002 0.02 2.50 0.2625 0.70003 0.04 2.50 0.2625 0.70004 0.06 2.50 0.2625 0.70005 0.08 2.50 0.2625 0.70006 0.10 2.50 0.2625 0.70007 0.12 2.50 0.2625 0.70008 0.14 2.50 0.2625 0.70009 0.16 2.50 0.2625 0.700010 0.18 2.50 0.2625 0.700011 0.20 2.50 0.2625 0.700012 0.25 2.50 0.2625 0.700013 0.30 2.50 0.2625 0.700014 0.35 2.50 0.2625 0.700015 0.40 2.50 0.2625 0.700016 0.45 2.50 0.2625 0.700017 0.50 2.50 0.2625 0.700018 0.55 2.50 0.2625 0.700019 0.60 2.50 0.2625 0.700020 0.65 2.50 0.2625 0.700021 0.70 2.50 0.2625 0.700022 0.75 2.50 0.2625 0.700023 0.80 2.50 0.2625 0.700024 0.85 2.50 0.2625 0.700025 0.90 2.50 0.2625 0.700026 0.95 2.37 0.2487 0.663227 1.00 2.25 0.2363 0.630028 1.10 2.05 0.2148 0.572729 1.20 1.88 0.1969 0.525030 1.30 1.73 0.1817 0.484631 1.40 1.61 0.1688 0.450032 1.50 1.50 0.1575 0.420033 1.60 1.41 0.1477 0.393834 1.70 1.32 0.1390 0.370635 1.80 1.25 0.1313 0.3500
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_________________________________________________________________________325 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 301: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado
Figura 302: Espectro Sistema de Albañilería Confinada
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_________________________________________________________________________326 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
La norma E.030 establece dos criterios de superposición espectral, el
primero en función de la suma de valores absolutos y la media cuadrática
y el segundo como combinación cuadrática completa de valores (CQC).
2.7.43 Combinación de Cargas
La verificación de la capacidad de los elementos de concreto armado se
basó en un procedimiento de cargas factoradas, conforme a la Norma
Técnica de Edificación E-060 "Concreto Armado". Los factores de carga se
indican en la tabla siguiente. DEAD denota cargas permanentes propia de
la edificación, CM cargas permanentes aplicadas a la edificación, LIVE
denota cargas vigas de entrepiso, LIVE UP denota cargas vigas en azotea,
Sx y Sy efectos de sismo.
Tabla 149: Combinación de Cargas
2.7.44 Modelo para el Análisis
El modelo ha sido preparado teniendo como principal objetivo una
estimación correcta de las rigideces laterales. Cabe anotar que el
programa resuelve la aparente incompatibilidad entre distintos planos,
en los que los nudos no siempre coinciden.
Combinación DEAD CM LIVE LIVE UP Sx Sy
1 1.4 1.4 1.7 1.7 0 0
2 1.25 1.25 1.25 1.25 ±1.00 0
3 1.25 1.25 1.25 1.25 0 ±1.00
4 1.25 1.25 0 0 ±1.00 0
5 1.25 1.25 0 0 0 ±1.00
6 0.9 0.9 0 0 ±1.00 0
7 0.9 0.9 0 0 0 ±1.00
RD 75.0ii 1
H
m
i
i
m
i
i rrr1
2
1
75.025.0
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_________________________________________________________________________327 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 303: ETABS, Modelo Modulo Laboratorio – Bloque II. para el Análisis.
2.7.45 Modos de vibración
La tabla siguiente indica los resultados obtenidos para períodos y
frecuencias naturales, así como las masas efectivas en cada dirección. Para
el modelo se usaron 3 modos.
De la tabla se observa que en los siete primeros modos de vibración
obedecen a una concentración de participación modal traslacional en la
dirección X. Además se observa que la participación de masa supera el
90% estando estas dentro de lo que la norma exige. Ademas los valores
de los primeros modos de vibracion de la estructura son menores a las del
suelo, por lo cual no abra efectos de resonancia.
Tabla 150: Modos de Vibración Modulo Laboratorio – Bloque II.
Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ RX RY RZ SumRX SumRY SumRZ
1 0.15 99.96 0.00 0.00 99.96 0.00 0.00 0.00 99.96 51.55 0.00 99.96 51.55
2 0.03 0.00 100.00 0.00 99.96 100.00 0.00 100.00 0.00 0.00 100.00 99.96 51.55
3 0.02 0.04 0.00 0.00 100.00 100.00 0.00 0.00 0.04 48.45 100.00 100.00 100.00
% PARTICIPACION DE MASAS TRASLACIONAL % PARTICIPACION DE MASAS ROTACIONAL
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_________________________________________________________________________328 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.46 Verificación de Desplazamientos
Según Norma del Reglamento Nacional de Edificaciones, establece
que para edificaciones de concreto armado la máxima distorsión de
entrepiso será de 0.007 y para albañileria la maxima distorsion de
entrepiso sera de 0.005. En la tabla de máximos desplazamientos
observamos para el Modulo SS.HH. que tanto para la dirección X-X
(Albañileria confinada) los valores máximos son 0.0015 y para la direccion
Y-Y (porticos de concreto armado) los valores maximos son 0.0001, los
cuales son valores menores a los que la norma exige.
Tabla 151: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo Laboratorio
– Bloque II.
7-Concreto Armado, Porticos 8 R= 8
1-Regular 1
1-Concreto 0.007 OK!! OK!!!
TABLA POINT DRIFTS MAX.= 0.0090 0.0006 0.0015 0.0002
Story Point Load DispX DispY DriftX DriftY RY RZ Drift X por 0.75 Drift Y por 0.75
STORY1 1 SISMOXXPOS 0 0.00E+00 0 0.00E+00 -0.00032 -0.00002 0.00000 0.00000
STORY1 01-ene SISMOXXNEG 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1.00 SISMOYYPOS 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00030 -0.00002 0.00000 0.00000
STORY1 01-ene SISMOYYNEG 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1.00 EQXX 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00000 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 1.00 EQYY 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00012 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 1.00 COMB1 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00000 0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 1 COMB2 0 0.00E+00 0 0.00E+00 -0.00002 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 1 COMB3 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00004 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 1 COMB4 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00001 0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 1.00 COMB5 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00004 0.00001 0.00000 0.00000
STORY1 1 COMB6 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00012 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 1 COMB7 0 0.00E+00 0 0.00E+00 -0.00011 -0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 01-ene ENVE 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 02-ene SISMOXXPOS 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
4-Albañileria Armada o Confinada 3 R= 3
1-Regular 1
3-Albañileria 0.005 OK!! OK!!!
TABLA POINT DRIFTS MAX.= 0.0034 0.0002 0.0006 0.0001
Story Point Load DispX DispY DriftX DriftY RY RZ Drift X por 0.75 Drift Y por 0.75
STORY1 1 SISMOXXPOS 0 0 0 0 -0.00031 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOXXNEG 0 0 0 0 -0.00018 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOYYPOS 0 0 0 0 0.00028 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOYYNEG 0 0 0 0 0.00028 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 1 EQXX 0 0 0 0 -0.00026 0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 1 EQYY 0 0 0 0 0.00028 0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 1 COMB1 0 0 0 0 -0.00027 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 1 COMB2 0 0 0 0 0.00027 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 1 COMB3 0 0 0 0 -0.00029 -0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 1 COMB4 0 0 0 0 0.00024 -0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 1 COMB5 0 0 0 0 -0.00030 -0.00003 0.00000 0.00000
STORY1 1 COMB6 0 0 0 0 0.00023 -0.00003 0.00000 0.00000
STORY1 1 COMB7 0 0 0 0 -0.00026 0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 1 ENVE 0 0 0 0 0.00028 0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 2 SISMOXXPOS 0 0 0 0 0.00027 0.00005 0.00000 0.00000
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_________________________________________________________________________329 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 152: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinaday Pórticos por
puntos módulo Laboratorio – Bloque II.
2.7.47 Fuerzas Globales
Empleando las expresiones de la norma E030 para el análisis
sísmico con fuerzas estáticas equivalentes, se tiene:
La norma E030 indica que, para cada una de las direcciones
consideradas en el análisis, la fuerza cortante en la base del edificio no
podrá ser menor que el 80 % del valor calculado con las fórmulas estáticas,
tratándose de estructuras regulares. Si fuera necesario incrementar el
cortante para cumplir los mínimos señalados, se deberán escalar
proporcionalmente todos los otros resultados obtenidos, excepto los
desplazamientos.
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_________________________________________________________________________330 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.48 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m)
Figura 304: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje E Modulo Laboratorio –
Bloque II.
Figura 305: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje F Modulo Laboratorio –
Bloque II.
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_________________________________________________________________________331 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 306: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje G Modulo Laboratorio –
Bloque II.
Figura 307: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje H Modulo Laboratorio –
Bloque II.
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_________________________________________________________________________332 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 308: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje I Modulo Laboratorio –
Bloque II.
Figura 309: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Laboratorio –
Bloque II.
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_________________________________________________________________________333 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 310: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 3 Modulo Laboratorio –
Bloque II..
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_________________________________________________________________________334 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.49 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton)
Figura 311: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje E Modulo Laboratorio –
Bloque II.
Figura 312: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje F Modulo Laboratorio –
Bloque II.
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_________________________________________________________________________335 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 313: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje G Modulo Laboratorio –
Bloque II.
Figura 314: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje H Modulo Laboratorio –
Bloque II.
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_________________________________________________________________________336 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 315: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje I Modulo Laboratorio –
Bloque II.
Figura 316: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Laboratorio –
Bloque II.
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_________________________________________________________________________337 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 317: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 3 Modulo Laboratorio –
Bloque II.
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_________________________________________________________________________338 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.50 Distribución de refuerzos
Figura 318: ETABS, Refuerzos eje E Modulo Laboratorio – Bloque II.
Figura 319: ETABS, Refuerzos eje F Modulo Laboratorio – Bloque II.
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_________________________________________________________________________339 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 320: ETABS, Refuerzos eje G Modulo Laboratorio – Bloque II.
Figura 321: ETABS, Refuerzos eje H Modulo Laboratorio – Bloque II.
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_________________________________________________________________________340 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 322: ETABS, Refuerzos eje I Modulo Laboratorio – Bloque II.
Figura 323: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Laboratorio – Bloque II.
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_________________________________________________________________________341 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 324: ETABS, Refuerzos eje 3 Modulo Laboratorio – Bloque II.
2.7.51 Diseño de Losas Aligeradas
Considerando que las losas son elementos que deben ser diseñados
para resistir esfuerzos en flexión y corte, son aplicables las disposiciones
contempladas en la Norma de Concreto Armado y Concreto Armado
Comentarios E.060 en su sección 11 Flexión y la sección 13 Corte y
Torsión, Así mismo podemos mencionar las disposiciones contempladas
en la norma ACI 318 - 08 en la sección 10 Cargas Axiales y Flexión y la
sección 11 Corte y Torsión
El presente proyecto contempla losas aligeradas en una dirección,
compuesta por viguetas de 10 centímetros y losa de espesor 5 centímetros.
El material entre viguetas se considera Ladrillo pandereta de arcilla tal
como se indican en los planos correspondientes.
Tabla 153: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada – 1° nivel
Descripción Valores Unidades
Resistencia del concreto 210.00 Kg/cm2
Resistencia a Fluencia del Acero 4,200.00 Kg/cm2
Longitud de la Vigueta max 4.00 m
Carga Muerta (WD) 345.00 Kg/m2
Carga Viva (WL) 100.00 Kg/m2
Carga Ultima (Wu) 653.00 Kg/mPeralte Losa Mínimo (h) 20.00 cm
Referencia: Fuente Propia
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_________________________________________________________________________342 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 154: Metrado de Cargas Losa Aligerada - Inclinada
Tabla 155: Carga muerta Losa Aligerada – 1° nivel
Figura 325: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo Laboratorio – Bloque II.
Figura 326: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Laboratorio – Bloque II.
Figura 327: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Laboratorio – Bloque II.
Datos de Carga Valores Unidades
Espesor de la Losa (t1) 5.00 cm
Espesor de la Vigueta (t2) 20.00 cm
Tabiqueria 0.00 Kg/m2
Carga Cobertura 100.00 Kg/m2Carga Viva 100.00 Kg/m2
Referencia: Fuente Propia
Descripción Largo (m) Ancho (m) Alto (m) P.E. (Kg/m3) Peso(Kg/Vigueta/m)
Peso de la Losa 1.00 0.40 0.05 2,400.00 48.00
Peso de la Vigueta 1.00 0.10 0.15 2,400.00 36.00
Peso del Ladrillo 1.00 0.30 0.15 592.00 26.64
Peso de tabiqueria - - - 0.00
Peso Piso + Cielorraso 1.00 0.40 100.00 40.00
150.64PESO PROPIO TOTAL
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_________________________________________________________________________343 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 328: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Laboratorio – Bloque II.
Figura 329: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer nivel, Modulo Laboratorio – Bloque II.
Figura 330: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel, Modulo Laboratorio – Bloque II.
2.7.52 Diseño de Cimentaciones
2.7.13.1 Introducción
Considerando que el diseño de las cimentaciones se realiza para
absorber esfuerzo de corte y flexión así como algunas verificaciones
como las de punzonamiento, adherencia y anclaje, transmisión de
esfuerzos, etc. El diseño considera las expresiones indicadas en la
Norma de Concreto Armado y Concreto Armado Comentarios en su
sección 11 Flexión, sección 13 Corte y Torsión y sección 16 Zapata; Así
mismo, se deberá tomar en cuenta algunas disposiciones para el
diseño sísmico como las mencionadas en la Norma ACI 318 – 08 en su
sección 21.8 Cimentaciones.
Para el análisis de cimentaciones se emplea el programa SAFE,
exportando las cargas directamente desde el programa de análisis y
diseño de Edificaciones ETABS, empleando el Método de los
Elementos Finitos, con modelamiento en los apoyos tipo resorte según
el módulo de balasto del terreno.
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_________________________________________________________________________344 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.2 Pre-dimensionamiento
Del análisis de la superestructura se obtienen las reacciones en todos
los apoyos, siendo estos valores los datos necesarios para la asignación
de las dimensiones de las cimentaciones, teniendo como primera etapa
el pre-dimensionamiento correspondiente.
PREDIMENSIONAMIENTO ZAPATAS MODULO LABORATORIO –
BLOQUE II:
Tabla 156: Cargas predimensionamiento Zapata 1-F, Modulo Laboratorio – Bloque II.
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_________________________________________________________________________345 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 157: Cargas predimensionamiento Zapata 2-G, Modulo Laboratorio – Bloque II.
Tabla 158: Cargas predimensionamiento Zapata 3-F, Modulo Laboratorio – Bloque II.
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_________________________________________________________________________346 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 159: Cargas predimensionamiento Zapata 3-H, Modulo Laboratorio – Bloque II.
Verificación de esfuerzos
Para el presente estudio, el suelo indica un esfuerzo admisible para
zapatas rectangulares mínimo de 2.34 kg/cm², que equivale a 4.70
kg/cm³ (Winkler) siendo éste dato importante para el análisis de la
cimentación.
La verificación de los resultados obedece a las combinaciones según el
reglamento que exige, se crea una combinación de SERVICIO con el
fin de comprobar los esfuerzos del terreno y esfuerzos en la estructura
según las dimensiones geométricas de las zapatas asignadas.
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_________________________________________________________________________347 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 160: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto
Verificación Por punzonamiento
El procedimiento que lleva el programa SAFE para los cálculos al corte
por punzonamiento son bastante rigurosos y usa las fórmulas
siguientes.
Ratio: Expresa la relación
entre el esfuerzo de corte por punzonamiento (valor máximo) y la
capacidad del esfuerzo de corte por punzonamiento con el factor incluido.
Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler
(Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3)
0.25 0.65 1.55 3.19 2.85 5.700.30 0.78 1.60 3.28 2.90 5.800.35 0.91 1.65 3.37 2.95 5.900.40 1.04 1.70 3.46 3.00 6.000.45 1.17 1.75 3.55 3.05 6.100.50 1.30 1.80 3.64 3.10 6.200.55 1.39 1.85 3.73 3.15 6.300.60 1.48 1.90 3.82 3.20 6.400.65 1.57 1.95 3.91 3.25 6.500.70 1.66 2.00 4.00 3.30 6.600.75 1.75 2.05 4.10 3.35 6.700.80 1.84 2.10 4.20 3.40 6.800.85 1.93 2.15 4.30 3.45 6.900.90 2.02 2.20 4.40 3.50 7.000.95 2.11 2.25 4.50 3.55 7.101.00 2.20 2.30 4.60 3.60 7.201.05 2.29 2.35 4.70 3.65 7.301.10 2.38 2.40 4.80 3.70 7.401.15 2.47 2.45 4.90 3.75 7.501.20 2.56 2.50 5.00 3.80 7.601.25 2.65 2.55 5.10 3.85 7.701.30 2.74 2.60 5.20 3.90 7.801.35 2.83 2.65 5.30 3.95 7.901.40 2.92 2.70 5.40 4.00 8.001.45 3.01 2.75 5.501.50 3.10 2.80 5.60
L
e
LS
Pq
611
L
e
LS
Pq
612
24321
22dC
qqLS
qqFV XX
U
dbfbc
ØV CC
0
'2153.085.0
dbfb
dØV CC
0
'
0
2@27.085.0
dbfØV CC 0
'85.0
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_________________________________________________________________________348 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap
máx
C
u
V
V
Øv
vRatioShear
11.12.2.1) .....(ACI
'4
'2
'4
2
cf
cfb
d
cf
mínvo
sc
La Capacidad del esfuerzo de corte máximo (Vcap) viene a ser las tres
últimas ecuaciones presentadas anteriormente; cabe mencionar que, el
programa SAFE los representa como esfuerzos, es decir, fuerza sobre área
y las ecuaciones en el sistema Inglés son:
Donde β es la relación de las dimensiones de la sección crítica, bo es el
perímetro de la sección crítica y αs es un factor con respecto a la ubicación
de la sección crítica.
. 20
. 30
. 40
EsquinerasColumnasPara
LateralesColumnasPara
InterioresColumnasPara
s
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_________________________________________________________________________349 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.3 Modelo para el análisis
Figura 331: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Laboratorio – Bloque II.
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_________________________________________________________________________350 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.4 Verificación por punzonamiento
Figura 332: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Laboratorio – Bloque II.
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_________________________________________________________________________351 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.5 Verificación de esfuerzos
Figura 333: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Laboratorio – Bloque II. (kg/cm2).
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_________________________________________________________________________352 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.6 Diseño de Zapatas
Figura 334: SAFE, Cálculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Laboratorio – Bloque II.
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_________________________________________________________________________354 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
DISEÑO ESTRUCTURAL MODULO “TALLER”
2.7.53 Descripción General de la Edificación
Modulo “TALLER”.- Este Modulo contempla un área de 339.76m2 (área
externa) y 78.60 metros lineales de perímetro, el cual está constituido por
pórticos principales en la dirección transversal, cuyas vigas principales abarcan
luces libres de 7.08m, por su forma se considera la estructura como Irregular.
Las vigas principales son soportadas por las columnas de sección
“Rectangular” , con la finalidad de dar estabilidad y seguridad a estas, los
mismos que absorben los momentos negativos provocados por las vigas en
mención, la estructura cuenta con muros de albañilería en una direcciones.
El sentido longitudinal cumple la función de amarre, consideradas como ejes
secundarias por el mismo hecho de paralelismo de las viguetas – losa aligerada.
Las cargas que se transmiten son paralelas a este sentido conforme se muestran
en los planos adjuntos. El techo o cobertura propuesta es Losa Aligerada
compuesto de viguetas y ladrillos, siendo una losa totalmente rígida y estable.
Los niveles de fundación son constantes y uniformes, evitándose de esta forma
asentamiento diferenciales y sobreesfuerzos generados en la superestructura.
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_________________________________________________________________________355 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 335: ETABS, Planta Modulo Taller.
2.7.54 Cargas Verticales
Tabla 161: Metrado de Cargas Losa Modulo Taller.
Figura 336: ETABS, Cargas Verticales Modulo Taller.
2.7.55 Diseño Sísmico
El análisis dinámico, corresponde al módulo propuesto se está
considerando diafragma rígido en la planta del primer nivel, también se le
Metrado de Cargas Losa Aligerada e=20cm con Ladrillo de Arcilla.
Eje Descripción Material Peso (kg/m3) Largo Ancho Alto Peso/m2
Recubrimiento Concreto 2400.0000 1 1 0.05 120
Viguetas Concreto 2400.0000 1 0.25 0.15 90
Ladrillo Ladrillo 15 592.0000 1 0.75 0.15 66.6
TOTAL 276.6
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_________________________________________________________________________356 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
considera diafragma rígido a la losa inclinada, para con ello poder verificar
los desplazamientos por centro de masa de la cobertura inclinada del
módulo, aunque no es adecuado asignar diafragma rígido a las coberturas
inclinadas ya que fuerza a que los puntos a desnivel tengan el mismo
desplazamiento.
La masa de la estructura es determinada considerando el 100 % de las
cargas permanentes (peso muerto y cargas externas) más el incremento del
25 % de la carga viva de la azotea según lo estipulado en la Norma Sismo
resistente E.030.
Se verifica el desplazamiento lateral de cada punto además del piso de la
edificación teniendo en cuenta los límites establecidos según el tipo y
material de la edificación del RNE.
Espectro de Diseño. El análisis sísmico se realiza por superposición
espectral, generándose el espectro de diseño según el factor de zona,
categoría de edificación, tipo de suelo y sistema estructural.
Para la determinación del espectro de respuesta se usan los siguientes
parámetros de diseño, los cuales se encuentran especificados en la norma
vigente de Diseño Sismorresistente E.030
Para el coeficiente de reducción R se está multiplicando el valor por ¾ ya
que la estructura es irregular
Tabla 162: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo
Aceleraciones
Descripción Simbolo Tipo ValorFactor de zona Z Zona 3 0.4Categoria de la edificación U A 1.5Tipo de Suelo Simbolo Perfi Tipo S3 1.4Período Fundamental Tp 0.9Sistema Estructural (Longitudinal) R C° Pórticos 8Sistema Estructural (Transversal) R Albañileria Armada o Confinada 3
5.2 ; 5.2
C
T
TC P g
R
SCUZSa
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_________________________________________________________________________357 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 163: Periodo - Aceleraciones
N° T C Sa/g (Porticos) Sa/g (Albañileria)1 0.00 2.50 0.2625 0.70002 0.02 2.50 0.2625 0.70003 0.04 2.50 0.2625 0.70004 0.06 2.50 0.2625 0.70005 0.08 2.50 0.2625 0.70006 0.10 2.50 0.2625 0.70007 0.12 2.50 0.2625 0.70008 0.14 2.50 0.2625 0.70009 0.16 2.50 0.2625 0.700010 0.18 2.50 0.2625 0.700011 0.20 2.50 0.2625 0.700012 0.25 2.50 0.2625 0.700013 0.30 2.50 0.2625 0.700014 0.35 2.50 0.2625 0.700015 0.40 2.50 0.2625 0.700016 0.45 2.50 0.2625 0.700017 0.50 2.50 0.2625 0.700018 0.55 2.50 0.2625 0.700019 0.60 2.50 0.2625 0.700020 0.65 2.50 0.2625 0.700021 0.70 2.50 0.2625 0.700022 0.75 2.50 0.2625 0.700023 0.80 2.50 0.2625 0.700024 0.85 2.50 0.2625 0.700025 0.90 2.50 0.2625 0.700026 0.95 2.37 0.2487 0.663227 1.00 2.25 0.2363 0.630028 1.10 2.05 0.2148 0.572729 1.20 1.88 0.1969 0.525030 1.30 1.73 0.1817 0.484631 1.40 1.61 0.1688 0.450032 1.50 1.50 0.1575 0.420033 1.60 1.41 0.1477 0.393834 1.70 1.32 0.1390 0.370635 1.80 1.25 0.1313 0.3500
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_________________________________________________________________________358 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 337: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado
Figura 338: Espectro Sistema de Albañilería Confinada
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_________________________________________________________________________359 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
La norma E.030 establece dos criterios de superposición espectral, el
primero en función de la suma de valores absolutos y la media cuadrática
y el segundo como combinación cuadrática completa de valores (CQC).
2.7.56 Combinación de Cargas
La verificación de la capacidad de los elementos de concreto armado se
basó en un procedimiento de cargas factoradas, conforme a la Norma
Técnica de Edificación E-060 "Concreto Armado". Los factores de carga se
indican en la tabla siguiente. DEAD denota cargas permanentes propia de
la edificación, CM cargas permanentes aplicadas a la edificación, LIVE
denota cargas vigas de entrepiso, LIVE UP denota cargas vigas en azotea,
Sx y Sy efectos de sismo.
Tabla 164: Combinación de Cargas
2.7.57 Modelo para el Análisis
El modelo ha sido preparado teniendo como principal objetivo una
estimación correcta de las rigideces laterales. Cabe anotar que el
Combinación DEAD CM LIVE LIVE UP Sx Sy
1 1.4 1.4 1.7 1.7 0 0
2 1.25 1.25 1.25 1.25 ±1.00 0
3 1.25 1.25 1.25 1.25 0 ±1.00
4 1.25 1.25 0 0 ±1.00 0
5 1.25 1.25 0 0 0 ±1.00
6 0.9 0.9 0 0 ±1.00 0
7 0.9 0.9 0 0 0 ±1.00
RD 75.0ii 1
H
m
i
i
m
i
i rrr1
2
1
75.025.0
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_________________________________________________________________________360 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
programa resuelve la aparente incompatibilidad entre distintos planos,
en los que los nudos no siempre coinciden.
Figura 339: ETABS, Modelo Modulo Taller. Para el Análisis.
2.7.58 Modos de vibración
La tabla siguiente indica los resultados obtenidos para períodos y
frecuencias naturales, así como las masas efectivas en cada dirección. Para
el modelo se usaron 3 modos.
De la tabla se observa que en los siete primeros modos de vibración
obedecen a una concentración de participación modal traslacional en la
dirección X. Además se observa que la participación de masa supera el
90% estando estas dentro de lo que la norma exige. Ademas los valores
de los primeros modos de vibracion de la estructura son menores a las del
suelo, por lo cual no abra efectos de resonancia.
Tabla 165: Modos de Vibración Modulo Taller.
Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ RX RY RZ SumRX SumRY SumRZ
1 0.25 99.33 0.00 0.00 99.33 0.00 0.00 0.00 99.42 9.72 0.00 99.42 9.72
2 0.06 0.64 0.00 0.00 99.97 0.00 0.00 0.00 0.54 85.95 0.00 99.96 95.68
3 0.06 0.00 95.70 0.00 99.97 95.70 0.00 96.03 0.00 0.00 96.03 99.96 95.68
% PARTICIPACION DE MASAS TRASLACIONAL % PARTICIPACION DE MASAS ROTACIONAL
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_________________________________________________________________________361 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.59 Verificación de Desplazamientos
Según Norma del Reglamento Nacional de Edificaciones, establece
que para edificaciones de concreto armado la máxima distorsión de
entrepiso será de 0.007 y para albañileria la maxima distorsion de
entrepiso sera de 0.005. En la tabla de máximos desplazamientos
observamos para el Modulo Taller. que tanto para la dirección X-X
(Albañileria confinada) los valores máximos son 0.0044 y para la direccion
Y-Y (porticos de concreto armado) los valores maximos son 0.0003, los
cuales son valores menores a los que la norma exige.
Tabla 166: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo Taller.
Tabla 167: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinaday Pórticos por
puntos módulo Taller.
7-Concreto Armado, Porticos 8 R= 8
1-Regular 1
1-Concreto 0.007 OK!! OK!!!
TABLA POINT DRIFTS MAX.= 0.0258 0.0042 0.0044 0.0008
Story Point Load DispX DispY DriftX DriftY RY RZ Drift X por 0.75 Drift Y por 0.75
STORY2 1 SISMOXXPOS 0 0.00E+00 0 0.00E+00 -0.00032 -0.00002 0.00000 0.00000
STORY1 01-ene SISMOXXPOS 0.0042 -2.00E-04 0.000738 4.10E-05 0.02520 -0.00120 0.00443 0.00025
STORY2 1.00 SISMOXXNEG 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00030 -0.00002 0.00000 0.00000
STORY1 01-ene SISMOXXNEG 0.0042 -2.00E-04 0.000739 4.20E-05 0.02520 -0.00120 0.00443 0.00025
STORY2 1.00 SISMOYYPOS 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00000 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 1.00 SISMOYYPOS 0 6.00E-04 0.000008 1.05E-04 0.00012 0.00005 0.00005 0.00063
STORY2 1.00 SISMOYYNEG 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00000 0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOYYNEG 0 7.00E-04 0.000008 1.26E-04 -0.00002 0.00005 0.00005 0.00076
STORY2 1 EQXX 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00004 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 1 EQXX 0.0042 3.00E-04 0.000739 4.60E-05 0.00001 0.00004 0.00443 0.00028
STORY2 1.00 EQYY 0 0.00E+00 0 0.00E+00 0.00004 0.00001 0.00000 0.00000
STORY1 1 EQYY 0.0001 7.00E-04 0.000011 1.28E-04 0.00012 0.00005 0.00007 0.00077
STORY2 1 COMB1 0 0.00E+00 0 0.00E+00 -0.00011 -0.00004 0.00000 0.00000
4-Albañileria Armada o Confinada 3 R= 3
1-Regular 1
3-Albañileria 0.005 OK!! OK!!!
TABLA POINT DRIFTS MAX.= 0.0097 0.0016 0.0017 0.0003
Story Point Load DispX DispY DriftX DriftY RY RZ Drift X por 0.75 Drift Y por 0.75
STORY2 1 SISMOXXPOS 0 0 0 0 -0.00031 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOXXPOS 0.0042 -0.0002 0.000738 0.000041 -0.00018 0.00005 0.00166 0.00009
STORY2 1 SISMOXXNEG 0 0 0 0 0.00028 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOXXNEG 0.0042 -0.0002 0.000739 0.000042 0.00028 0.00005 0.00166 0.00009
STORY2 1 SISMOYYPOS 0 0 0 0 -0.00026 0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOYYPOS 0 0.0006 0.000008 0.000105 0.00028 0.00004 0.00002 0.00024
STORY2 1 SISMOYYNEG 0 0 0 0 -0.00027 0.00005 0.00000 0.00000
STORY1 1 SISMOYYNEG 0 0.0007 0.000008 0.000126 0.00027 0.00005 0.00002 0.00028
STORY2 1 EQXX 0 0 0 0 -0.00029 -0.00004 0.00000 0.00000
STORY1 1 EQXX 0.0042 0.0003 0.000739 0.000046 0.00024 -0.00004 0.00166 0.00010
STORY2 1 EQYY 0 0 0 0 -0.00030 -0.00003 0.00000 0.00000
STORY1 1 EQYY 0.0001 0.0007 0.000011 0.000128 0.00023 -0.00003 0.00002 0.00029
STORY2 1 COMB1 0 0 0 0 -0.00026 0.00004 0.00000 0.00000
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_________________________________________________________________________362 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.60 Fuerzas Globales
Empleando las expresiones de la norma E030 para el análisis
sísmico con fuerzas estáticas equivalentes, se tiene:
La norma E030 indica que, para cada una de las direcciones
consideradas en el análisis, la fuerza cortante en la base del edificio no
podrá ser menor que el 80 % del valor calculado con las fórmulas estáticas,
tratándose de estructuras regulares. Si fuera necesario incrementar el
cortante para cumplir los mínimos señalados, se deberán escalar
proporcionalmente todos los otros resultados obtenidos, excepto los
desplazamientos.
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_________________________________________________________________________363 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.61 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m)
Figura 340: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo Taller.
Figura 341: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo Taller.
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_________________________________________________________________________364 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 342: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje C Modulo Taller.
Figura 343: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje D Modulo Taller.
““Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
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_________________________________________________________________________365 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 344: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje E Modulo Taller.
Figura 345: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje E Modulo Taller.
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_________________________________________________________________________366 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 346: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje G Modulo Taller.
Figura 347: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Taller.
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_________________________________________________________________________367 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 348: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 3 Modulo Taller.
Figura 349: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 4 Modulo Taller.
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_________________________________________________________________________368 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.62 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton)
Figura 350: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo Taller.
Figura 351: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo Taller.
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_________________________________________________________________________369 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 352: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje C Modulo Taller.
Figura 353: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje D Modulo Taller.
““Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
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_________________________________________________________________________370 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 354: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje E Modulo Taller.
Figura 355: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje F Modulo Taller.
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_________________________________________________________________________371 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 356: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje G Modulo Taller.
Figura 357: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Taller.
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_________________________________________________________________________372 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 358: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 3 Modulo Taller.
Figura 359: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 4 Modulo Taller.
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_________________________________________________________________________373 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.63 Distribución de refuerzos
Figura 360: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Taller.
Figura 361: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Taller.
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_________________________________________________________________________374 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 362: ETABS, Refuerzos eje C Modulo Taller.
Figura 363: ETABS, Refuerzos eje D Modulo Taller.
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_________________________________________________________________________375 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 364: ETABS, Refuerzos eje E Modulo Taller.
Figura 365: ETABS, Refuerzos eje F Modulo Taller.
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_________________________________________________________________________376 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 366: ETABS, Refuerzos eje G Modulo Taller.
Figura 367: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Taller.
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_________________________________________________________________________377 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 368: ETABS, Refuerzos eje 3 Modulo Taller.
Figura 369: ETABS, Refuerzos eje 4 Modulo Taller.
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_________________________________________________________________________378 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.64 Diseño de Losas Aligeradas
Considerando que las losas son elementos que deben ser diseñados
para resistir esfuerzos en flexión y corte, son aplicables las disposiciones
contempladas en la Norma de Concreto Armado y Concreto Armado
Comentarios E.060 en su sección 11 Flexión y la sección 13 Corte y
Torsión, Así mismo podemos mencionar las disposiciones contempladas
en la norma ACI 318 - 08 en la sección 10 Cargas Axiales y Flexión y la
sección 11 Corte y Torsión
El presente proyecto contempla losas aligeradas en una dirección,
compuesta por viguetas de 10 centímetros y losa de espesor 5 centímetros.
El material entre viguetas se considera Ladrillo pandereta de arcilla tal
como se indican en los planos correspondientes.
Tabla 168: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada – 1° nivel
Tabla 169: Metrado de Cargas Losa Aligerada - Inclinada
Descripción Valores Unidades
Resistencia del concreto 210.00 Kg/cm2
Resistencia a Fluencia del Acero 4,200.00 Kg/cm2
Longitud de la Vigueta max 6.00 m
Carga Muerta (WD) 345.00 Kg/m2
Carga Viva (WL) 100.00 Kg/m2
Carga Ultima (Wu) 653.00 Kg/mPeralte Losa Mínimo (h) 20.00 cm
Referencia: Fuente Propia
Datos de Carga Valores Unidades
Espesor de la Losa (t1) 5.00 cm
Espesor de la Vigueta (t2) 20.00 cm
Tabiqueria 0.00 Kg/m2
Carga Cobertura 100.00 Kg/m2Carga Viva 100.00 Kg/m2
Referencia: Fuente Propia
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_________________________________________________________________________379 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 170: Carga muerta Losa Aligerada – 1° nivel
Figura 370: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligera primer nivel, Modulo Taller.
Figura 371: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Taller.
Figura 372: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Taller.
Figura 373: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada primer nivel, Modulo Taller.
Descripción Largo (m) Ancho (m) Alto (m) P.E. (Kg/m3) Peso(Kg/Vigueta/m)
Peso de la Losa 1.00 0.40 0.05 2,400.00 48.00
Peso de la Vigueta 1.00 0.10 0.15 2,400.00 36.00
Peso del Ladrillo 1.00 0.30 0.15 592.00 26.64
Peso de tabiqueria - - - 0.00
Peso Piso + Cielorraso 1.00 0.40 100.00 40.00
150.64PESO PROPIO TOTAL
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_________________________________________________________________________380 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 374: SAP2000, Momento Flector Envolvente (ton-m) Losa Aligerada primer nivel, Modulo Taller.
Figura 375: SAP2000, Distribución de refuerzos (cm2), Losa Aligerada primer nivel, Modulo Taller.
2.7.65 Diseño de Cimentaciones
2.7.13.1 Introducción
Considerando que el diseño de las cimentaciones se realiza para
absorber esfuerzo de corte y flexión así como algunas verificaciones
como las de punzonamiento, adherencia y anclaje, transmisión de
esfuerzos, etc. El diseño considera las expresiones indicadas en la
Norma de Concreto Armado y Concreto Armado Comentarios en su
sección 11 Flexión, sección 13 Corte y Torsión y sección 16 Zapata; Así
mismo, se deberá tomar en cuenta algunas disposiciones para el
diseño sísmico como las mencionadas en la Norma ACI 318 – 08 en su
sección 21.8 Cimentaciones.
Para el análisis de cimentaciones se emplea el programa SAFE,
exportando las cargas directamente desde el programa de análisis y
diseño de Edificaciones ETABS, empleando el Método de los
Elementos Finitos, con modelamiento en los apoyos tipo resorte según
el módulo de balasto del terreno.
2.7.13.2 Pre-dimensionamiento
Del análisis de la superestructura se obtienen las reacciones en todos
los apoyos, siendo estos valores los datos necesarios para la asignación
de las dimensiones de las cimentaciones, teniendo como primera etapa
el pre-dimensionamiento correspondiente.
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_________________________________________________________________________381 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
PREDIMENSIONAMIENTO ZAPATAS MODULO TALLER:
Tabla 171: Cargas predimensionamiento Zapata 2-B, Modulo Taller.
Tabla 172: Cargas predimensionamiento Zapata 2-E, Modulo Taller.
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_________________________________________________________________________382 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 173: Cargas predimensionamiento Zapata 3-B, Modulo Taller.
Tabla 174: Cargas predimensionamiento Zapata 4-C, Modulo Taller.
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_________________________________________________________________________383 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Verificación de esfuerzos
Para el presente estudio, el suelo indica un esfuerzo admisible para
zapatas rectangulares mínimo de 2.34 kg/cm², que equivale a 4.70
kg/cm³ (Winkler) siendo éste dato importante para el análisis de la
cimentación.
La verificación de los resultados obedece a las combinaciones según el
reglamento que exige, se crea una combinación de SERVICIO con el
fin de comprobar los esfuerzos del terreno y esfuerzos en la estructura
según las dimensiones geométricas de las zapatas asignadas.
Tabla 175: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto
Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler
(Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3)
0.25 0.65 1.55 3.19 2.85 5.700.30 0.78 1.60 3.28 2.90 5.800.35 0.91 1.65 3.37 2.95 5.900.40 1.04 1.70 3.46 3.00 6.000.45 1.17 1.75 3.55 3.05 6.100.50 1.30 1.80 3.64 3.10 6.200.55 1.39 1.85 3.73 3.15 6.300.60 1.48 1.90 3.82 3.20 6.400.65 1.57 1.95 3.91 3.25 6.500.70 1.66 2.00 4.00 3.30 6.600.75 1.75 2.05 4.10 3.35 6.700.80 1.84 2.10 4.20 3.40 6.800.85 1.93 2.15 4.30 3.45 6.900.90 2.02 2.20 4.40 3.50 7.000.95 2.11 2.25 4.50 3.55 7.101.00 2.20 2.30 4.60 3.60 7.201.05 2.29 2.35 4.70 3.65 7.301.10 2.38 2.40 4.80 3.70 7.401.15 2.47 2.45 4.90 3.75 7.501.20 2.56 2.50 5.00 3.80 7.601.25 2.65 2.55 5.10 3.85 7.701.30 2.74 2.60 5.20 3.90 7.801.35 2.83 2.65 5.30 3.95 7.901.40 2.92 2.70 5.40 4.00 8.001.45 3.01 2.75 5.501.50 3.10 2.80 5.60
L
e
LS
Pq
611
L
e
LS
Pq
612
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_________________________________________________________________________384 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap
máx
C
u
V
V
Øv
vRatioShear
Verificación Por punzonamiento
El procedimiento que lleva el programa SAFE para los cálculos al corte
por punzonamiento son bastante rigurosos y usa las fórmulas
siguientes.
Ratio: Expresa la relación
entre el esfuerzo de corte por punzonamiento (valor máximo) y la
capacidad del esfuerzo de corte por punzonamiento con el factor incluido.
La Capacidad del esfuerzo de corte máximo (Vcap) viene a ser las tres
últimas ecuaciones presentadas anteriormente; cabe mencionar que, el
programa SAFE los representa como esfuerzos, es decir, fuerza sobre área
y las ecuaciones en el sistema Inglés son:
Donde β es la relación de las dimensiones de la sección crítica, bo es el
perímetro de la sección crítica y αs es un factor con respecto a la ubicación
de la sección crítica.
24321
22dC
qqLS
qqFV XX
U
dbfbc
ØV CC
0
'2153.085.0
dbfb
dØV CC
0
'
0
2@27.085.0
dbfØV CC 0
'85.0
11.12.2.1) .....(ACI
'4
'2
'4
2
cf
cfb
d
cf
mínvo
sc
““Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De Castrovirreyna -
Huancavelica”
_________________________________________________________________________385 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
. 20
. 30
. 40
EsquinerasColumnasPara
LateralesColumnasPara
InterioresColumnasPara
s
““Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De
Castrovirreyna - Huancavelica”
_________________________________________________________________________386 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.3 Modelo para el análisis
Figura 376: SAFE, Dimensiones de zapatas, Modulo Taller.
““Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución Educativa San Roque Del Distrito de Castrovirreyna, Provincia De
Castrovirreyna - Huancavelica”
_________________________________________________________________________387 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.4 Verificación por punzonamiento
Figura 377: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas Modulo Taller.
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_________________________________________________________________________388 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.5 Verificación de esfuerzos
Figura 378: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas, Modulo Taller. (kg/cm2).
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_________________________________________________________________________389 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.6 Diseño de Zapatas
Figura 379: SAFE, Cálculo de Refuerzo en Zapatas Modulo Taller.
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_________________________________________________________________________390 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
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_________________________________________________________________________391 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
DISEÑO ESTRUCTURAL MODULO “GIMNASIO”
2.7.1 Descripción General de la Edificación
Modulo “GIMNASIO”.- Este Modulo contempla un área de 1379.64m2 (área
externa) y 158.33 metros lineales de perímetro, el cual está constituido por
pórticos principales en la dirección transversal, cuyas vigas principales abarcan
luces libres de 4.6m.
Las vigas principales son soportadas por las columnas de sección
“Rectangular” , con la finalidad de dar estabilidad y seguridad a estas, los
mismos que absorben los momentos negativos provocados por las vigas en
mención, la estructura cuenta con muros de albañilería en ambas direcciones.
El sentido longitudinal cumple la función de amarre, consideradas como ejes
secundarias por el mismo hecho de paralelismo de las viguetas – losa aligerada.
Las cargas que se transmiten son paralelas a este sentido conforme se muestran
en los planos adjuntos. El techo o cobertura propuesta es Losa Aligerada
compuesto de viguetas y ladrillos, siendo una losa totalmente rígida y estable.
Los niveles de fundación son constantes y uniformes, evitándose de esta forma
asentamiento diferenciales y sobreesfuerzos generados en la superestructura.
Figura 380: ETABS, Planta Modulo Gimnasio.
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_________________________________________________________________________392 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.2 Cargas Verticales
Tabla 176: Metrado de Cargas Losa Modulo Taller.
Figura 381: ETABS, Cargas Verticales Modulo Gimnasio.
2.7.3 Diseño Sísmico
El análisis dinámico, corresponde al módulo propuesto se está
considerando diafragma rígido en la planta del primer nivel, también se le
considera diafragma rígido a la losa inclinada, para con ello poder verificar
los desplazamientos por centro de masa de la cobertura inclinada del
Metrado de Cargas Losa Aligerada e=20cm con Ladrillo de Arcilla.
Eje Descripción Material Peso (kg/m3) Largo Ancho Alto Peso/m2
Recubrimiento Concreto 2400.0000 1 1 0.05 120
Viguetas Concreto 2400.0000 1 0.25 0.15 90
Ladrillo Ladrillo 15 592.0000 1 0.75 0.15 66.6
TOTAL 276.6
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_________________________________________________________________________393 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
módulo, aunque no es adecuado asignar diafragma rígido a las coberturas
inclinadas ya que fuerza a que los puntos a desnivel tengan el mismo
desplazamiento.
La masa de la estructura es determinada considerando el 100 % de las
cargas permanentes (peso muerto y cargas externas), 50% para entrepisos,
más el incremento del 25 % de la carga viva de la azotea según lo estipulado
en la Norma Sismo resistente E.030.
Se verifica el desplazamiento lateral de cada punto además del piso de la
edificación teniendo en cuenta los límites establecidos según el tipo y
material de la edificación del RNE.
Espectro de Diseño. El análisis sísmico se realiza por superposición
espectral, generándose el espectro de diseño según el factor de zona,
categoría de edificación, tipo de suelo y sistema estructural.
Para la determinación del espectro de respuesta se usan los siguientes
parámetros de diseño, los cuales se encuentran especificados en la norma
vigente de Diseño Sismorresistente E.030
Tabla 177: Datos para la Construcción del Espectro de Seudo
Aceleraciones
Descripción Simbolo Tipo ValorFactor de zona Z Zona 3 0.4Categoria de la edificación U A 1.5Tipo de Suelo Simbolo Perfi Tipo S3 1.4Período Fundamental Tp 0.9Sistema Estructural (Longitudinal) R C° Pórticos 8Sistema Estructural (Transversal) R Albañileria Armada o Confinada 3
5.2 ; 5.2
C
T
TC P g
R
SCUZSa
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_________________________________________________________________________394 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 178: Periodo - Aceleraciones
N° T C Sa/g (Porticos) Sa/g (Albañileria)1 0.00 2.50 0.2625 0.70002 0.02 2.50 0.2625 0.70003 0.04 2.50 0.2625 0.70004 0.06 2.50 0.2625 0.70005 0.08 2.50 0.2625 0.70006 0.10 2.50 0.2625 0.70007 0.12 2.50 0.2625 0.70008 0.14 2.50 0.2625 0.70009 0.16 2.50 0.2625 0.700010 0.18 2.50 0.2625 0.700011 0.20 2.50 0.2625 0.700012 0.25 2.50 0.2625 0.700013 0.30 2.50 0.2625 0.700014 0.35 2.50 0.2625 0.700015 0.40 2.50 0.2625 0.700016 0.45 2.50 0.2625 0.700017 0.50 2.50 0.2625 0.700018 0.55 2.50 0.2625 0.700019 0.60 2.50 0.2625 0.700020 0.65 2.50 0.2625 0.700021 0.70 2.50 0.2625 0.700022 0.75 2.50 0.2625 0.700023 0.80 2.50 0.2625 0.700024 0.85 2.50 0.2625 0.700025 0.90 2.50 0.2625 0.700026 0.95 2.37 0.2487 0.663227 1.00 2.25 0.2363 0.630028 1.10 2.05 0.2148 0.572729 1.20 1.88 0.1969 0.525030 1.30 1.73 0.1817 0.484631 1.40 1.61 0.1688 0.450032 1.50 1.50 0.1575 0.420033 1.60 1.41 0.1477 0.393834 1.70 1.32 0.1390 0.370635 1.80 1.25 0.1313 0.3500
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_________________________________________________________________________395 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 382: Espectro Sistema de Pórticos Concreto Armado
Figura 383: Espectro Sistema de Albañilería Confinada
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_________________________________________________________________________396 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
La norma E.030 establece dos criterios de superposición espectral, el
primero en función de la suma de valores absolutos y la media cuadrática
y el segundo como combinación cuadrática completa de valores (CQC).
2.7.4 Combinación de Cargas
La verificación de la capacidad de los elementos de concreto armado se
basó en un procedimiento de cargas factoradas, conforme a la Norma
Técnica de Edificación E-060 "Concreto Armado". Los factores de carga se
indican en la tabla siguiente. DEAD denota cargas permanentes propia de
la edificación, CM cargas permanentes aplicadas a la edificación, LIVE
denota cargas vigas de entrepiso, LIVE UP denota cargas vigas en azotea,
Sx y Sy efectos de sismo.
Tabla 179: Combinación de Cargas
Combinación DEAD CM LIVE LIVE UP Sx Sy
1 1.4 1.4 1.7 1.7 0 0
2 1.25 1.25 1.25 1.25 ±1.00 0
3 1.25 1.25 1.25 1.25 0 ±1.00
4 1.25 1.25 0 0 ±1.00 0
5 1.25 1.25 0 0 0 ±1.00
6 0.9 0.9 0 0 ±1.00 0
7 0.9 0.9 0 0 0 ±1.00
RD 75.0ii 1
H
m
i
i
m
i
i rrr1
2
1
75.025.0
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_________________________________________________________________________397 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.5 Modelo para el Análisis
El modelo ha sido preparado teniendo como principal objetivo una
estimación correcta de las rigideces laterales. Cabe anotar que el
programa resuelve la aparente incompatibilidad entre distintos planos,
en los que los nudos no siempre coinciden.
Figura 384: ETABS, Modelo Modulo Gimnasio. Para el Análisis.
2.7.6 Modos de vibración
La tabla siguiente indica los resultados obtenidos para períodos y
frecuencias naturales, así como las masas efectivas en cada dirección. Para
el modelo se usaron 6 modos.
De la tabla se observa que en los siete primeros modos de vibración
obedecen a una concentración de participación modal traslacional en la
dirección X. Además se observa que la participación de masa supera el
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_________________________________________________________________________398 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
90% estando estas dentro de lo que la norma exige. Ademas los valores
de los primeros modos de vibracion de la estructura son menores a las del
suelo, por lo cual no abra efectos de resonancia.
Tabla 180: Modos de Vibración Modulo Gimnasio.
2.7.7 Verificación de Desplazamientos
Según Norma del Reglamento Nacional de Edificaciones, establece
que para edificaciones de concreto armado la máxima distorsión de
entrepiso será de 0.007 y para albañileria la maxima distorsion de
entrepiso sera de 0.005. En la tabla de máximos desplazamientos
observamos para el Modulo Gimnasio. que tanto para la dirección X-X
(Albañileria confinada) los valores máximos son 0.0012 y para la direccion
Y-Y (porticos de concreto armado) los valores maximos son 0.0006, los
cuales son valores menores a los que la norma exige.
Tabla 181: Desplazamiento X-X Sistema de Pórticos por punto módulo Gimnasio.
Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ RX RY RZ SumRX SumRY SumRZ
1 0.15 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2 0.07 0.01 0.04 0.00 0.01 0.04 0.00 0.27 0.00 0.15 0.27 0.00 0.15
3 0.06 0.62 0.00 0.00 0.62 0.05 0.00 0.02 0.64 0.00 0.29 0.64 0.15
4 0.05 0.03 0.18 0.00 0.66 0.23 0.00 0.44 0.03 0.15 0.73 0.68 0.30
5 0.03 0.10 0.50 0.00 0.75 0.72 0.00 0.02 0.02 0.05 0.74 0.70 0.35
6 0.03 0.24 0.17 0.00 0.99 0.89 0.00 0.00 0.25 0.00 0.75 0.95 0.35
% PARTICIPACION DE MASAS TRASLACIONAL % PARTICIPACION DE MASAS ROTACIONAL
7-Concreto Armado, Porticos 8 R= 8
1-Regular 1
1-Concreto 0.007 OK!! OK!!!
TABLA POINT DRIFTS MAX.= 0.0240 0.2232 0.0012 0.0015
Story Point Load DispX DispY DriftX DriftY UX por 0.75 UY por 0.75 Drift X por 0.75 Drift Y por 0.75
STORY2 9 SISMOXXPOS 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 9 SISMOXXPOS 0.0004 0 0.000098 0 0.00240 0.00000 0.00059 0.00000
STORY2 9.00 SISMOXXNEG 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 9.00 SISMOXXNEG 0.0004 0 0.000104 0 0.00240 0.00000 0.00062 0.00000
STORY2 9 SISMOYYPOS 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 9 SISMOYYPOS 0.0004 0.0003 0.000091 0.000075 0.00240 0.00180 0.00055 0.00045
STORY2 9 SISMOYYNEG 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 9 SISMOYYNEG 0.0003 0.0003 0.000074 0.000073 0.00180 0.00180 0.00044 0.00044
STORY2 9.00 EQXX 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 9.00 EQXX 0.0004 0 0.000081 0 0.00240 0.00000 0.00049 0.00000
STORY2 9.00 EQYY 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 9.00 EQYY 0.0004 0.0003 0.000093 0.000066 0.00240 0.00180 0.00056 0.00040
STORY2 9 COMB1 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 9.00 COMB1 0 0 0.000007 0 0.00000 0.00000 0.00004 0.00000
STORY2 9 COMB2 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 9 COMB2 0.0004 0 0.000087 0 0.00240 0.00000 0.00052 0.00000
““Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
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_________________________________________________________________________399 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 182: Desplazamiento Y-Y Sistema Albañileria Confinaday Pórticos por
puntos módulo Gimnasio.
2.7.8 Fuerzas Globales
Empleando las expresiones de la norma E030 para el análisis
sísmico con fuerzas estáticas equivalentes, se tiene:
La norma E030 indica que, para cada una de las direcciones
consideradas en el análisis, la fuerza cortante en la base del edificio no
podrá ser menor que el 80 % del valor calculado con las fórmulas estáticas,
tratándose de estructuras regulares. Si fuera necesario incrementar el
cortante para cumplir los mínimos señalados, se deberán escalar
proporcionalmente todos los otros resultados obtenidos, excepto los
desplazamientos.
4-Albañileria Armada o Confinada 3 R= 3
1-Regular 1
3-Albañileria 0.005 OK!! OK!!!
TABLA POINT DRIFTS MAX.= 0.0090 0.0837 0.0005 0.0006
Story Point Load DispX DispY DriftX DriftY UX por 0.75 UY por 0.75 Drift X por 0.75 Drift Y por 0.75
STORY2 9 SISMOXXPOS 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 9 SISMOXXPOS 0.0004 0 0.000098 0 0.00090 0.00000 0.00022 0.00000
STORY2 9 SISMOXXNEG 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 9 SISMOXXNEG 0.0004 0 0.000104 0 0.00090 0.00000 0.00023 0.00000
STORY2 9 SISMOYYPOS 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 9 SISMOYYPOS 0.0004 0.0003 0.000091 0.000075 0.00090 0.00068 0.00020 0.00017
STORY2 9 SISMOYYNEG 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 9 SISMOYYNEG 0.0003 0.0003 0.000074 0.000073 0.00068 0.00068 0.00017 0.00016
STORY2 9 EQXX 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 9 EQXX 0.0004 0 0.000081 0 0.00090 0.00000 0.00018 0.00000
STORY2 9 EQYY 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STORY1 9 EQYY 0.0004 0.0003 0.000093 0.000066 0.00090 0.00068 0.00021 0.00015
STORY2 9 COMB1 0 0 0 0 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
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_________________________________________________________________________400 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.9 Diagrama de Momentos Flectores (ton-m)
Figura 385: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje A Modulo Gimnasio.
Figura 386: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje B Modulo Gimnasio.
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_________________________________________________________________________401 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 387: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje C Modulo Gimnasio.
Figura 388: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje D Modulo Gimnasio.
““Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
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_________________________________________________________________________402 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 389: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 1 Modulo Gimnasio.
Figura 390: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 2 Modulo Gimnasio.
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_________________________________________________________________________403 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 391: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 3 Modulo Gimnasio.
Figura 392: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 4 Modulo Gimnasio.
““Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
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_________________________________________________________________________404 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 393: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 5 Modulo Gimnasio.
Figura 394: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 6 Modulo Gimnasio.
““Mejoramiento De La Calidad De Servicio Educativo De Nivel Secundario En La Institución
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_________________________________________________________________________405 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 395: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 7 Modulo Gimnasio.
Figura 396: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores eje 8 Modulo Gimnasio.
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_________________________________________________________________________406 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.10 Diagrama de Fuerzas Cortantes (ton)
Figura 397: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje A Modulo Modulo
Gimnasio.
Figura 398: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje B Modulo Gimnasio.
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_________________________________________________________________________407 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 399: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje C Modulo Gimnasio.
Figura 400: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje D Modulo Gimnasio.
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_________________________________________________________________________408 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 401: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 1 Modulo Gimnasio.
Figura 402: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 2 Modulo Gimnasio.
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_________________________________________________________________________409 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 403: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 3 Modulo Gimnasio.
Figura 404: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 4 Modulo Gimnasio.
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_________________________________________________________________________410 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 405: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 5 Modulo Gimnasio.
Figura 406: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 6 Modulo Gimnasio.
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_________________________________________________________________________411 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 407: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 7 Modulo Gimnasio.
Figura 408: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes eje 8 Modulo Gimnasio.
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_________________________________________________________________________412 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.11 Distribución de refuerzos
Figura 409: ETABS, Refuerzos eje A Modulo Gimnasio.
Figura 410: ETABS, Refuerzos eje B Modulo Gimnasio.
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_________________________________________________________________________413 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 411: ETABS, Refuerzos eje C Modulo Gimnasio.
Figura 412: ETABS, Refuerzos eje D Modulo Gimnasio.
Figura 413: ETABS, Refuerzos eje 1 Modulo Gimnasio.
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_________________________________________________________________________414 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 414: ETABS, Refuerzos eje 2 Modulo Gimnasio.
Figura 415: ETABS, Refuerzos eje 3 Modulo Gimnasio.
Figura 416: ETABS, Refuerzos eje 4 Modulo Gimnasio.
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_________________________________________________________________________415 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 417: ETABS, Refuerzos eje 5Modulo Gimnasio.
Figura 418: ETABS, Refuerzos eje 6 Modulo Gimnasio.
Figura 419: ETABS, Refuerzos eje 7 Modulo Gimnasio.
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_________________________________________________________________________416 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Figura 420: ETABS, Refuerzos eje 8 Modulo Gimnasio.
2.7.12 Diseño de Losas Aligeradas
Considerando que las losas son elementos que deben ser diseñados
para resistir esfuerzos en flexión y corte, son aplicables las disposiciones
contempladas en la Norma de Concreto Armado y Concreto Armado
Comentarios E.060 en su sección 11 Flexión y la sección 13 Corte y
Torsión, Así mismo podemos mencionar las disposiciones contempladas
en la norma ACI 318 - 08 en la sección 10 Cargas Axiales y Flexión y la
sección 11 Corte y Torsión
El presente proyecto contempla losas aligeradas en una dirección,
compuesta por viguetas de 10 centímetros y losa de espesor 5 centímetros.
El material entre viguetas se considera Ladrillo pandereta de arcilla tal
como se indican en los planos correspondientes.
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_________________________________________________________________________417 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 183: Pre-dimensionamiento general Losa Aligerada – 1° nivel
Tabla 184: Carga muerta Losa Aligerada – 1° nivel
2.7.13 Diseño de Cimentaciones
2.7.13.1 Introducción
Considerando que el diseño de las cimentaciones se realiza para
absorber esfuerzo de corte y flexión así como algunas verificaciones
como las de punzonamiento, adherencia y anclaje, transmisión de
esfuerzos, etc. El diseño considera las expresiones indicadas en la
Norma de Concreto Armado y Concreto Armado Comentarios en su
sección 11 Flexión, sección 13 Corte y Torsión y sección 16 Zapata; Así
mismo, se deberá tomar en cuenta algunas disposiciones para el
diseño sísmico como las mencionadas en la Norma ACI 318 – 08 en su
sección 21.8 Cimentaciones.
Para el análisis de cimentaciones se emplea el programa SAFE,
exportando las cargas directamente desde el programa de análisis y
diseño de Edificaciones ETABS, empleando el Método de los
Elementos Finitos, con modelamiento en los apoyos tipo resorte según
el módulo de balasto del terreno.
Descripción Valores UnidadesResistencia del Concreto 210 Kg/cm2Peso Especifico del Concreo 2400 Kg/cm3Longitud de la Vigueta max. 4.14 mPeralte Losa Minimo (h) 20 cm
Descripción Largo (m) Ancho (m) Alto (m) P.E. (Kg/m3)Peso(kg/Vigueta/m)
Peso de La losa 1.0000 0.4000 0.05 2400 48.00
Peso de la Vigueta 1.0000 0.1000 0.15 2400 36.00
Peso del Ladrillo 1.0000 0.3000 0.15 592 26.64
Peso de Tabiqueria - - - - 0.00
Peso Piso + Cieloraso 1.0000 0.4000 150 60.00
PESO PROPIO TOTAL 170.64
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_________________________________________________________________________418 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2.7.13.2 Pre-dimensionamiento
Del análisis de la superestructura se obtienen las reacciones en todos
los apoyos, siendo estos valores los datos necesarios para la asignación
de las dimensiones de las cimentaciones, teniendo como primera etapa
el pre-dimensionamiento, para el caso de este módulo se plantea una
platea en todo el perímetro de la infraestructura.
Verificación de esfuerzos
Para el presente estudio, el suelo indica un esfuerzo admisible para
zapatas rectangulares mínimo de 2.34 kg/cm², que equivale a 4.70
kg/cm³ (Winkler) siendo éste dato importante para el análisis de la
cimentación.
La verificación de los resultados obedece a las combinaciones según el
reglamento que exige, se crea una combinación de SERVICIO con el
fin de comprobar los esfuerzos del terreno y esfuerzos en la estructura
según las dimensiones geométricas de las zapatas asignadas.
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_________________________________________________________________________419 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Tabla 185: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto
Verificación Por punzonamiento
El procedimiento que lleva el programa SAFE para los cálculos al corte
por punzonamiento son bastante rigurosos y usa las fórmulas
siguientes.
Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler
(Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3) (Kg/Cm2) (Kg/Cm3)
0.25 0.65 1.55 3.19 2.85 5.700.30 0.78 1.60 3.28 2.90 5.800.35 0.91 1.65 3.37 2.95 5.900.40 1.04 1.70 3.46 3.00 6.000.45 1.17 1.75 3.55 3.05 6.100.50 1.30 1.80 3.64 3.10 6.200.55 1.39 1.85 3.73 3.15 6.300.60 1.48 1.90 3.82 3.20 6.400.65 1.57 1.95 3.91 3.25 6.500.70 1.66 2.00 4.00 3.30 6.600.75 1.75 2.05 4.10 3.35 6.700.80 1.84 2.10 4.20 3.40 6.800.85 1.93 2.15 4.30 3.45 6.900.90 2.02 2.20 4.40 3.50 7.000.95 2.11 2.25 4.50 3.55 7.101.00 2.20 2.30 4.60 3.60 7.201.05 2.29 2.35 4.70 3.65 7.301.10 2.38 2.40 4.80 3.70 7.401.15 2.47 2.45 4.90 3.75 7.501.20 2.56 2.50 5.00 3.80 7.601.25 2.65 2.55 5.10 3.85 7.701.30 2.74 2.60 5.20 3.90 7.801.35 2.83 2.65 5.30 3.95 7.901.40 2.92 2.70 5.40 4.00 8.001.45 3.01 2.75 5.501.50 3.10 2.80 5.60
L
e
LS
Pq
611
L
e
LS
Pq
612
24321
22dC
qqLS
qqFV XX
U
dbfb
dØV CC
0
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0
2@27.085.0
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_________________________________________________________________________420 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap
máx
C
u
V
V
Øv
vRatioShear
11.12.2.1) .....(ACI
'4
'2
'4
2
cf
cfb
d
cf
mínvo
sc
Ratio: Expresa la relación
entre el esfuerzo de corte por punzonamiento (valor máximo) y la
capacidad del esfuerzo de corte por punzonamiento con el factor incluido.
La Capacidad del esfuerzo de corte máximo (Vcap) viene a ser las tres
últimas ecuaciones presentadas anteriormente; cabe mencionar que, el
programa SAFE los representa como esfuerzos, es decir, fuerza sobre área
y las ecuaciones en el sistema Inglés son:
Donde β es la relación de las dimensiones de la sección crítica, bo es el
perímetro de la sección crítica y αs es un factor con respecto a la ubicación
de la sección crítica.
dbfbc
ØV CC
0
'2153.085.0 dbfØV CC 0
'85.0
. 20
. 30
. 40
EsquinerasColumnasPara
LateralesColumnasPara
InterioresColumnasPara
s
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_________________________________________________________________________421 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
2. CONCLUSIONES
Los cálculos estructuras se llevan a cabo bajo los programas del grupo CSI validados
en aplicaciones reales y hojas de cálculo
Los resultados finales del análisis estructural se manifiestan en los distintos planos
que contiene el presente proyecto.
Para el diseño de Concreto Armado, se toma en cuenta el Reglamento Nacional de
Edificaciones vigente y el Código ACI 318 – 08.
Las consideraciones sísmicas, se toman en cuenta según los factores y características
de la zona del proyecto.
El análisis de cimentación se realizó conforme se adjunta el estudio de suelos y las
recomendaciones del especialista.
Las especificaciones técnicas se tomarán en cuenta durante la ejecución del proyecto.
Los cálculos estructurales se realizaron en programas del grupo CSI y hojas de
cálculo de Microsoft Office.
Para el diseño de Estructuras de Concreto y Cimentación, se recurrió a lo normado
en NTP.060 y NTP.050 respectivamente.
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