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I
UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENERA CIVIL Y MECNICA
CARRERA DE INGENIERA CIVIL
TRABAJO ESTRUCTURADO DE INVESTIGACIN
DE MANERA INDEPENDIENTE PREVIO A LA
OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIERO CIVIL
Tema:
DISEO ESTRUCTURAL SISMO-RESISTENTE DE LOS EDIFICIOS
DE DEPARTAMENTOS DE HORMIGN ARMADO LIMBURG
PLATZ" DE LA CIUDAD DE QUITO, PARA GARANTIZAR LA
SEGURIDAD DE LOS OCUPANTES.
Nombre del Autor: Estefany Lucia Ortiz Naveda
Nombre del Director: Ing. Santiago Medina
Ambato - Ecuador
2012
II
APROBACIN DEL TUTOR
En mi calidad de Director de la presente Tesis de Grado previa a la obtencin del
Ttulo de Ingeniero Civil, bajo el tema: DISEO ESTRUCTURAL SISMO-
RESISTENTE DE LOS EDIFICIOS DE DEPARTAMENTOS DE HORMIGN
ARMADO LIMBURG PLATZ" DE LA CIUDAD DE QUITO, PARA
GARANTIZAR LA SEGURIDAD DE LOS OCUPANTES., ejecutado por la
Srta. Estefany Luca Ortiz Naveda, egresada de la Facultad de Ingeniera Civil y
Mecnica de la Universidad Tcnica de Ambato, certifico que la presente
tesis es un trabajo indito, la misma que ha sido concluida en forma
total, en apego al Plan de Tesis aprobado.
Ambato, Septiembre del 2012
Ing. Santiago Medina
DIRECTOR DE TESIS
III
AUTORA
El contenido del presente trabajo investigativo, clculo y diseo, as como los
criterios, opiniones y dems concepciones vertidas y expuestas en el mismo, son
de absoluta autora y exclusiva responsabilidad del autor.
Ambato, Septiembre del 2012
-------------------------------------------
Egda. Luca Ortiz Naveda
C.I. 160043376-5
IV
DEDICATORIA
Este trabajo lo dedico a cada persona que puso su granito de arena para la
realizacin del mismo, a todas las personas que siempre me apoyaron, estuvieron
pendientes de m.
A las personas que luchan cada da por salir adelante a pesar de los golpes de la
vida, siempre brindan una sonrisa, disfrutando de cada paso en su vida.
A mis Padres, a mi gran Familia, a mis queridos amigos, por brindarme su apoyo
incondicional y su cario, su fe en MI.
Autor
V
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios por haberme dado el privilegio de vivir y salir adelante.
A mis padres, mi gran ejemplo, Nelson e Irma, que siempre me han apoyado en
todo momento, mis hermanos Gaby, Ren y Jos, de una u otra manera me
ayudaron en toda mi vida, a mis grandes amores mis sobrinos, Martn, Junior y
Dani, ellos son la fuerza que me mantiene cada da, con su cario y ternura
llenaron nuestras vidas.
A la Universidad Tcnica de Ambato, a la Facultad de Ingeniera Civil y
Mecnica y cada uno de los Ingenieros que siempre me apoyaron en todo
momento, en las aulas y fuera de ellas con sus palabras y sabios consejos.
Al Ing. Santiago Medina, profesional y profesor, quien me supo ayudar con
paciencia en todo momento en cada captulo de la elaboracin de este proyecto de
Investigacin.
Al Ing. Wilson Medina, profesional destacado y un gran profesor, quien me guio y
me brind su ayuda en el proceso de la realizacin de este proyecto,
Al Arq. Ramiro Padilla, un gran profesional, por ayudarme con la facilitacin de
los planos, con sus consejos y ayuda incondicional en todo aspecto durante la
elaboracin del trabajo.
A toda mi gran Familia, mis abuelitas, mis tos y mis grandes amigos, mis
compaeros, que siempre me apoyaron en todo momento, en las buenas y en las
malas, no me dejaron caer y estuvieron pendientes de m en todo aspecto.
VI
Autor
A. PGINAS PRELIMINARES
NDICE GENERAL DE CONTENIDOS
Pg.
PORTADA..I
APROBACIN DEL AUTOR...II
AUTORA.III
DEDICATORIA....IV
AGRADECIMIENTOV
NDICE GENERAL DE CONTENIDOSVI
NDICE DE CUADROS Y GRFICOS.VII
RESUMEN EJECUTIVO...VIII
B. TEXTO
Pg.
CAPITULO I
Problema de Investigacin
1.1 Tema de Investigacin 2
1.2 Planteamiento del Problema
1.2.1 Contextualizacin 2
1.2.2 Anlisis Crtico 5
1.2.3 Prognosis 6
1.2.4 Formulacin del Problema 7
1.2.5 Interrogantes 7
1.2.6 Delimitacin del Objeto de Investigacin
1.2.6.1 Delimitacin Temporal 7
1.2.6.2 Delimitacin Espacial 8
1.2.6.3 Delimitacin de Contenido 8
1.3 Justificacin 8
VII
1.4 Objetivos
1.4.1 General 9
1.4.2 Especficos 9
CAPITULO II
Marco Terico
2.1 Antecedentes Investigativos 11
2.2 Fundamentacin Filosfica 11
2.3 Fundamentacin Legal 12
2.4 Categoras Fundamentales
2.4.1 Supraordinacin de Variables 12
2.4.2 Conceptos Bsicos 13
2.4.2.1 Edificio 13
2.4.2.2 Construccin de Edificios 15
2.4.2.3 Clasificacin de Edificaciones 15
2.4.2.4 Partes Constitutivas de un Edificio 16
2.4.2.5 Parmetros de Diseo 16
2.4.2.5.1 Elementos Estructurales 16
2.4.2.5.2 Elementos No Estructurales 17
2.4.2.5.3 Distribucin y Concentracin de
Masas 17
2.4.2.5.4 Simetra 18
2.4.2.5.5 Altura 18
2.4.2.5.6 Rigidez 19
2.4.2.5.7 Calidad de los Materiales de
Construccin 19
2.4.2.6 Requerimientos de Diseo Sismo
Resistente 24
2.4.2.7 Diseo Sismo-Resistente 26
VIII
2.4.2.8 Desempeo Ssmico 27
2.4.2.9 Anlisis Esttico 27
2.4.2.10 ETABS 28
2.4.2.11 Mtodos Numricos 28
2.4.2.12 Diseo de Estructuras 28
2.5 Hiptesis 30
2.6 Sealamiento de Variables de la Hiptesis
2.6.1 Variable Independiente 30
2.6.2 Variable Dependiente 30
CAPITULO III
Metodologa
3.1 Enfoque 31
3.2 Modalidad Bsica de Investigacin
3.2.1 Modalidad 31
3.2.2 Nivel de Investigacin 31
3.3 Poblacin y Muestra 31
3.4 Operacionalizacin de Variables 32
3.5 Tcnicas de Recoleccin de la Informacin 33
3.6 Plan de Procesamiento de la Informacin 34
3.7 Procesamiento y Anlisis 34
CAPITULO IV
ANLISIS E INTERPRETACIN DE RESULTADOS
4.1 Anlisis de resultados 35
4.2 Interpretacin de datos 40
4.3 Verificacin de la Hiptesis 42
IX
CAPTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 Conclusiones 43
5.2Recomendaciones 44
CAPTULO VI
PROPUESTA
6.1 Datos informativos 45
6.2 Antecedentes de la propuesta 46
6.3 Justificacin 47
6.4 Objetivos
6.4.1 Objetivo general 48
6.4.2 Objetivos especficos 48
6.5 Anlisis de factibilidad 48
6.6 Fundamentacin 49
6.6.1 Especificaciones de Planos 49
6.6.2 Losas 49
6.6.2.1 Recubrimiento Mnimo 53
6.6.3 Anlisis de Vigas 53
6.6.3.1 Diseo a Flexin en Hormign Armado 54
6.6.3.2 Refuerzo mnimo en elementos a Flexin 56
6.6.4 Anlisis de Columnas 56
6.6.4.1 Comportamiento 57
6.6.4.2 Diseo de una columna a Flexo
-Compresin biaxial 58
6.6.4.3 Resistencia mnima a flexin
en Columnas 59
6.6.4.4 Seccin mnima de Columnas 60
X
6.6.4.5 Diseo de elementos sometidos a esfuerzo
de corte 61
6.6.4.6 Refuerzo Longitudinal 61
6.6.4.7 Refuerzo Transversal 61
6.6.5 Procedimiento de Clculo de Fuerzas Ssmicas
(Segn CEC-2002) 64
6.6.5.1 Cortante Basal de Diseo (V) 64
6.6.5.2 Periodo de Vibracin (T) 64
6.6.5.3 Coeficiente del Suelo (S) 65
6.6.5.4 Zonas Ssmicas y Factor de zona (Z) 66
6.6.5.5 Coeficiente de Tipo de Uso (I) 66
6.6.5.6 Coeficiente de Reduccin de Respuesta
Estructural (R) 66
6.6.5.7 Coeficiente de Configuracin en Planta (P ) 67
6.6.5.8 Coeficiente de Configuracin en
Elevacin (E ) 67
6.6.6 Ascensores 68
6.6.6.1 Determinacin de la Carga Nominal 70
6.6.6.2 Determinacin de la Carga Dinmica 70
6.6.6.3 Cargas sobre la Estructura Sustentable 71
6.6.6.4 Capacidad de Carga Viva 71
6.6.6.5 Peso de la Cabina 72
6.6.6.6 Cantidad de Cables 72
6.6.6.7 Peso de los Cables 73
6.6.6.8 Clculo de Fuerzas Ssmicas 74
6.6.6.9 Tensiones 76
6.6.7 Muros de Corte 78
6.6.7.1 Tipos de Muros Estructurales 79
6.6.7.2 Muros Estructurales Esbeltos 81
6.6.7.3 Muros Estructurales Robustos 83
6.6.7.4 Refuerzos mnimos en Muros 84
6.6.7.5 Requisitos del Cdigo ACI para
XI
Muros de Corte 86
6.6.7.6 Diseo del refuerzo por Cortante para Muros 89
6.6.8 Sistema de Placas Colaborantes 90
6.6.8.1 Descripcin de las cargas 93
6.6.8.2 Instalacin 93
6.6.9 Modelo Estructural de Diseo 94
6.6.9.1 Cargas 94
6.6.9.2 Cdigos a Utilizar 96
6.6.9.3 Espesor Equivalente para Losa 98
6.6.10 Juntas de Construccin 100
6.6.11 Diseo de Cimentaciones de Hormign Armado 101
6.6.11.1 El suelo de Cimentacin 101
6.6.11.2 Tipos de Cimentaciones 101
6.6.11.3 Criterios para el Diseo de Plintos 104
6.7 Metodologa. Modelo operativo 108
6.7.1 Predimensionamiento de Elementos de la Estructura 108
6.7.1.1Predimensionamiento de Losas 108
6.7.1.1.1 Carga Muerta 109
6.7.1.1.2 Carga Viva 110
6.7.1.1.3 Reduccin de Cargas Vivas 110
6.7.1.1.4 Chequeo de la Flecha Mxima en Losa 111
6.7.1.1.5 Clculo de Cargas de Paredes Tipo 112
6.7.1.1.6 Clculo de Tableros 117
6.7.1.1.7 Chequeo a Flexin 120
6.7.1.1.8 Clculo de la Armadura 122
6.7.1.1.9 rea de Acero del Tablero Edificio A 123
rea de Acero del Tablero Edificio B 124
rea de Acero del Tablero Edificio C 125
rea de Acero del Tablero Edificio D 126
6.7.1.2 Clculo de Volados 127
6.7.1.2.1 Chequeo a Flexin 128
6.7.1.2.2 Chequeo a Corte 128
XII
6.7.1.2.3 Clculo de la Flecha mxima en Volado
De Losa Tipo 128
6.7.1.3 Clculo de Losas de Edificio A 130
6.7.1.4 Clculo de Losas de Edificio B 134
6.7.1.5 Clculo de Losas de Edificio C 138
6.7.1.6 Clculo de Losas de Edificio D 141
6.7.1.7 Preparacin de Pesos por Planta 144
6.7.1.7.1 Edificio de Departamento A 144
6.7.1.7.2 Edificio de Departamento B 151
6.7.1.7.3 Edificio de Departamento C 157
6.7.1.7.4 Edificio de Departamento D 162
6.7.1.8 Clculo de Fuerzas Ssmicas (Segn CEC-2002)
6.7.1.8.1 Edificio A con Tapagrada 167
6.7.1.8.2 Edificio A sin Tapagrada 170
6.7.1.8.3 Edificio B con Tapagrada 172
6.7.1.8.4 Edificio B sin Tapagrada 174
6.7.1.8.5 Edificio C y D sin Tapagrada 176
6.7.1.9 Mtodo del Portal
6.7.1.9.1 Edificio de Departamentos A (Sentido X) 178
6.7.1.9.2 Edificio de Departamentos A (Sentido Y) 179
6.7.1.9.3 Edificio de Departamentos B (Sentido X) 180
6.7.1.9.4 Edificio de Departamentos B (Sentido Y) 181
6.7.1.9.5 Edificio de Departamentos C (Sentido X) 182
6.7.1.9.6 Edificio de Departamentos C (Sentido Y) 183
6.7.1.9.7 Edificio de Departamentos D (Sentido X) 184
6.7.1.9.8 Edificio de Departamentos D (Sentido Y) 185
6.7.1.10 rea Cooperantes
6.7.1.10.1 rea Cooperante del Edificio A 186
6.7.1.10.2 rea Cooperante del Edificio B 187
6.7.1.10.2 rea Cooperante del Edificio C 188
6.7.1.10.2 rea Cooperante del Edificio D 189
6.7.1.11 Predimensionamiento de Vigas 190
XIII
6.7.1.11.1 Clculo de Vigas del Edificio A Sentido X 195
6.7.1.11.2 Clculo de Vigas del Edificio A Sentido Y 198
6.7.1.11.3 Clculo de Vigas del Edificio B Sentido X 202
6.7.1.11.4 Clculo de Vigas del Edificio B Sentido Y 204
6.7.1.11.5 Clculo de Vigas del Edificio C Sentido X 207
6.7.1.11.6 Clculo de Vigas del Edificio C Sentido Y 209
6.7.1.11.7 Clculo de Vigas del Edificio D Sentido X 212
6.7.1.11.8 Clculo de Vigas del Edificio D Sentido Y 214
6.7.1.12 Predimensionamiento de Columnas 216
6.7.1.13 Clculo de Ascensores 226
6.7.1.14 Diseo de los Muros de Corte 228
6.7.1.14.1 Tabla de Clculo de rea de Acero 232
6.7.1.14.2 Chequeo de Cuanta p de Refuerzo 233
6.7.1.14.3 Chequeo a Corte 233
6.7.1.15 Paso Peatonal entre los Edificios
de Departamentos 235
6.7.1.16 Proceso de Anlisis y Diseo de un Edificio
En ETABS 239
6.7.1.16.1 Datos de Entrada 239
6.7.1.16.2 Pasos de Modelacin 241
6.7.1.17 Diseo de Vigas
6.7.1.17.1 Diseo de Vigas del Edificio A 264
6.7.1.17.2 Diseo de Vigas del Edificio B 266
6.7.1.17.3 Diseo de Vigas del Edificio C 268
6.7.1.17.4 Diseo de Vigas del Edificio D 270
6.7.1.18 Diseo de Columnas 272
6.7.1.19 Diseo de Gradas del Edificio A 275
6.7.1.19.1 Diseo de Viga de descanso 281
6.7.1.20 Diseo de Gradas del Edificio B 284
6.7.1.20.1 Diseo de Viga de descanso 290
6.7.1.21 Diseo de Cimentaciones 293
6.7.1.21.1 Clculo de Cimentaciones del Edificio A 298
XIV
6.7.1.21.1.1 Clculo de Cimentaciones con
Trabe de Liga del Edificio A 300
6.7.1.21.2 Clculo de Cimentaciones del Edificio B 308
6.7.1.21.3 Clculo de Cimentaciones del Edificio C 311
6.7.1.21.4 Clculo de Cimentaciones del Edificio D 314
6.7.1.22 Diseo de Junta 317
6.8 Administracin 319
6.9 Previsin de la evaluacin 319
C. MATERIALES DE REFERENCIA
1.1 BIBLIOGRAFA 319
1.2 ANEXOS 321
XV
NDICE DE GRFICOS
CAPTULO II
Marco Terico
Figura 1.- Resistencia y Deformacin del Hormign
Armado a Compresin 21
Figura 2.- Resistencia y Deformacin del Acero
a Traccin 23
CAPTULO IV
Anlisis e Interpretacin de Resultados
Figura 3.- Distribucin porcentual de la poblacin en la
Provincia de Pichincha por Gnero 37
Figura 4.- Distribucin porcentual de permisos
de construccin en el Pas, segn su
Origen de Financiamiento 37
Figura 5.- Distribucin porcentual de la Superficie a
Construirse con Recursos Propios, a nivel
Provincial frente a la Regin 38
Figura 6.- Distribucin porcentual del Valor de
Financiamiento en el Pas por Recursos
Propios y Crditos 38
CAPTULO VI
Propuesta
Figura 7.- Ubicacin del Proyecto 45
Figura 8.- Esquema de Vigas 54
XVI
Figura 9.- Distribucin Rectangular equivalente de
Esfuerzos en el Concreto 55
Figura 10.- Carga Crtica Pcr 57
Figura 11.- Excentricidad de la Columna 58
Figura 12.- Ejemplos de Estribos cerrados de
Confinamiento Mltiples 63
Figura 13.- Esquema de un ascensor Panormico 69
Figura 14.- Fuerzas ssmicas que actan en las Paredes
Del Foso 75
Figura 15.- Cables de Acero 76
Figura 16.- Deformaciones de un Prtico 78
Figura 17.- Formas de los Muros de Corte 79
Figura 18.- Dimensiones del Muro de Corte 80
Figura 19.- Muro de Corte 86
Figura 20.- Propiedades de la Placa Colaborante 91
Figura 21.- Sistema Mixto 91
Figura 22.- Detalles Constructivos y Encofrado Lateral 92
Figura 23.- Instalacin en Construccin Mixta 93
Figura 24.- Esquema de Distancias para Inercias 98
Figura 25.- Ejemplo de Pilotes Aislados 102
Figura 26.- Zapatas Corridas 102
Figura 27.- Zapatas Combinadas 103
Figura 28.- Vigas de Cimentacin 103
Figura 29.- Losas de Cimentacin 104
Figura 30.- Pilotes 104
Figura 31.- Diseo de Plintos 105
Figura 32.- Seccin Crtica de Cortante 105
Figura 33.- Seccin Crtica al Punzonamiento 106
Figura 34.- Seccin Crtica a la Flexin (hormign armado) 106
Figura 35.- Seccin Crtica a la Flexin
(Muro de mampostera) 107
Figura 36.- Zapatas Inclinadas o Escalonadas 107
XVII
Figura 37.- Faja Unitaria del Muro 229
Figura 38.- Diagrama de Carga y Momento 229
Figura 39.- Esquema de Paso Peatonal 235
Figura 40. Esquema de Correas de Acero 241
Figura 41. Pantalla principal de ETABS 242
Figura 42. Cambio de Unidades 242
Figura 43. Ventana para crear o abrir un modelo 242
Figura 44. Pantalla para definir la grilla 243
Figura 45. Pantalla para definir dimensiones de Grilla 243
Figura 46. Pantalla para definir la altura 244
Figura 47. Pantalla para definir el material 245
Figura 48. Pantalla para definir la seccin de Columna 245
Figura 49. Pantalla para definir dimensiones e inercia
Agrietada de Columnas 246
Figura 50. Pantalla para definir las propiedades
de refuerzo de Columnas 246
Figura 51. Pantalla para definir dimensiones e inercia
Agrietada de Vigas 247
Figura 52. Pantalla para definir las propiedades
de refuerzo de Vigas 247
Figura 53. Pantalla para definir el tipo de Losa, dimensiones
Y propiedades 248
Figura 54. Pantalla para definir el tipo de Muros, dimensiones
Y propiedades 248
Figura 55. Dibujo de Columnas, Vigas y Losas 249
Figura 56. Estados de Carga 250
Figura 57. Definicin de Cargas Ssmicas 251
Figura 58. Definicin de Diagrama de Piso 251
Figura 59. Definir tipos de apoyo 252
Figura 60. Colocacin de Cargas 252
Figura 61. Definicin de combinacin de cargas 253
Figura 62. Colocacin de Rigidez infinita 253
XVIII
Figura 63. Proceso de anlisis del modelo 254
Figura 64. Modelacin del Edificio C 254
Figura 65. Datos de entrada y salida de la modelacin 255
Figura 66. Diseo del Edificio C 256
Figura 67. Datos de diseo del Edificio C 257
Figura 68. Datos necesarios para obtener la deriva
Global del edificio 258
Figura 69. Edificio de tres pisos con desplazamientos
De piso ante un sismo 259
Figura 70. Muestra de Derivas 259
Figura 71. Datos de Deriva del Edificio A (Sentido X) 260
Figura 72. Datos de Deriva del Edificio A (Sentido Y) 260
Figura 73. Datos de Deriva del Edificio B (Sentido X) 261
Figura 74. Datos de Deriva del Edificio B (Sentido Y) 261
Figura 75. Datos de Deriva del Edificio C (Sentido X) 262
Figura 76. Datos de Deriva del Edificio C (Sentido Y) 252
Figura 77. Datos de Deriva del Edificio D (Sentido X) 263
Figura 78. Datos de Deriva del Edificio D (Sentido Y) 263
XIX
NDICE DE TABLAS
CAPITULO II
Marco Terico
Tabla 1.- Coeficiente de suelo S y de Coeficiente Cm 24
CAPTULO IV
Anlisis e Interpretacin de Resultados
Tabla 2.- Cuadro de reas 39
CAPTULO VI
Propuesta
Tabla 3.- Dimensiones de Bloques 50
Tabla 4.- Mximas Deflexiones permisibles
Calculadas en Losas 50
Tabla 5.- Altura Mnima de Vigas o Losas en una Direccin
Cuando no se calculan Deflexiones 52
Tabla 6.- Coeficiente del Suelo (S) y Coeficiente (Cm) 65
Tabla 7.- Poblaciones ecuatorianas y valor de factor (Z) 66
Tabla 8.- Tipo de uso, destino e importancia de estructura 66
Tabla 9.- Coeficiente de Reduccin de Respuesta (R) 66
Tabla 10.- Coeficiente de Configuracin en Planta (p) 67
Tabla 11.- Coeficiente de Configuracin en Elevacin (e) 67
Tabla 12.- Anlisis de la Energa Dinmica de los
Ascensores de Tipo Normal 71
Tabla 13.- Refuerzos Mnimos entre Juntas 85
Tabla 14.- Datos de Catlogo de Placa Colaborante 236
Tabla 15.- Tabla de Datos de Correas de acuerdo a la
XX
Distancia entre apoyos 238
UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO
TEMA: DISEO ESTRUCTURAL SISMO-RESISTENTE DE LOS
EDIFICIOS DE DEPARTAMENTOS DE HORMIGN ARMADO
LIMBURG PLATZ" DE LA CIUDAD DE QUITO, PARA GARANTIZAR
LA SEGURIDAD DE LOS OCUPANTES.
AUTOR: Egda. Luca Ortiz N.
TUTOR DE TESIS: Ing. Santiago Medina
FECHA: Septiembre del 2012
RESUMEN EJECUTIVO
El presente proyecto tiene por finalidad realizar el Diseo Estructural Sismo-
resistente de los Edificios de Departamentos de Hormign Armado LIMBURG
PLATZ" de la ciudad de Quito, para garantizar la seguridad de los ocupantes;
iniciando con el estudio de los planos arquitectnicos, el estudio de suelos y las
normas de construccin, datos de poblacin y de construccin en la ciudad.
Siguiendo con el diseo, realizamos un predimensionamiento de las losas, vigas y
columnas, basados en las normas del Cdigo ACI318-05 y del CEC 2002, para
tener una idea de las dimensiones con las que se construirn los edificios de
departamentos. Preparamos los datos para ingresar en el programa ETABS, ya
que este es una herramienta fundamental para el desarrollo del proyecto, en el
realizamos la modelacin de las estructuras, una vez realizado el anlisis esttico,
el programa nos da los datos que servirn para confrontarlos con los datos
XXI
obtenidos en el predimensionamiento de las vigas y columnas resistentes de los
edificios.
El objetivo de esta comparacin es comprobar que los momentos solicitantes sean
menores o iguales a los momentos resistentes calculados.
Luego, con los datos finales, realizamos los planos correspondientes para cada
edificio de departamentos.
Este trabajo consta de 6 captulos, distribuidos de la siguiente manera:
El Captulo I, el Problema plantea el problema de la falta medidas en la
realizacin de estudios previos para la construccin de edificios, la falta de usos
de las normas de construccin establecidas en el pas, los tipos de problemas que
se pueden presentar en el evento de un sismo y las posibles soluciones para
mejorar el nivel de construccin en el Ecuador.
El Captulo II, trata sobre el Marco Terico nos permite establecer
antecedentes investigativos, adems de definir los principales trminos
relacionados con los parmetros de construccin en el pas, incluyendo normas,
caractersticas y definiciones necesarias para identificar una posible hiptesis.
El Captulo III, indica la Metodologa utilizada en la investigacin, establece el
tamao de la muestra a partir de la poblacin, y operacionalizacin de las
variables en estudio.
El Captulo IV, incluye el Anlisis e Interpretacin de Resultados de los datos
obtenidos en las Encuestas realizadas de Poblacin y Vivienda del INEC, con ello
realizamos la verificacin la hiptesis propuesta.
El Captulo V contiene las Conclusiones y Recomendaciones de la
investigacin obtenidos a partir del anlisis de los resultados.
XXII
El Captulo VI presenta la propuesta motivo de la investigacin, establece los
parmetros de diseo estructural sismo-resistente de los Edificios de
Departamentos LIMBURG PLATZ", basada en la investigacin bibliogrfica de
normas del Cdigo ACI 318-05 y el Cdigo Ecuatoriano de la Construccin, con
la realizacin del estudio previo y los planos estructurales.
2
CAPITULO I
EL PROBLEMA DE INVESTIGACIN
1.1 TEMA DE INVESTIGACIN
Estudio Estructural de los Edificios de Departamentos LIMBURG PLATZ" de la
ciudad de Quito para garantizar la seguridad de sus ocupantes.
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.2.1 CONTEXTUALIZACIN
En el comienzo de la historia de la humanidad, los hechos arquitectnicos slo se
conocan despus de su construccin. A partir del renacimiento surge, con la
perspectiva, la posibilidad de representar los edificios y apreciar sus formas y
proporciones antes de su construccin y como mtodo de verificacin. Luego,
aparecen otras formas de representacin como son los planos en la actualidad.
Las nuevas ideas arquitectnicas en estos das estn proyectadas a crear
estructuras modernas e innovadoras, las cuales deben estar ligadas a un diseo
estructural de alta calidad y eficacia que ofrezca soluciones concretas.
Un edificio est definido como una estructura que sirve fundamentalmente para
dar cabida al ser humano, permitindole que realice todas las actividades del
diario vivir en un ambiente ptimo, lleno de comodidad y confort, mejorando el
rendimiento de sus labores y promoviendo el desarrollo de las ciudades.
El clculo estructural es de vital importancia para el buen funcionamiento del
mismo, ya que de esto depender la vida de quienes lo habitan.
3
En la actualidad, el mundo ha vivido momentos difciles a causa de los sismos
ocurridos en Hait, Chile y el ms reciente ocurrido en Japn, los cuales nos han
hecho analizar sobre la inseguridad existente en edificaciones de todo uso como:
edificios educativos, departamentales, histricos, etc.
El Ecuador es un claro ejemplo de un pas expuesto a la ocurrencia de sismos por
su ubicacin en el cinturn de Fuego, los cuales siempre han afectado las
edificaciones,por lo que un proyecto de este tipo presenta un ejemplo del tipo de
clculo que debemos realizar para garantizar que la edificacin resista ante un
sismo, garantizar el comportamiento del mismo y proporcione seguridad a sus
ocupantes.
La vulnerabilidadde una edificacin frente a un terremoto, la cual es el
comportamiento deficiente de una estructura frente a un sismo incluso moderado,
debido a un dficit de resistencia o a una ductilidad escasa. Las normativas sismo-
resistentes, en general, admiten que los edificios sean diseados para resistir
sismos fuertes sin colapso, incluso admitiendo daos estructurales severos, en el
caso de sismos moderados no se permiten daos en elementos estructurales, pero
s algn dao en elementos no estructurales como tabiques, particiones, etc., y
que, en general, sean fcilmente reparables, en el caso de sismos leves, la
estructura no debe sufrir ningn dao.
Las nuevas tendencias en el diseo ssmico de edificios, parecen estar orientadas a
la estimacin del comportamiento estructural a diferentes niveles de la intensidad
del movimiento del terreno ocasionado por sismos. Para ello, el anlisis
estructural sismo-resistente ha sido identificado como un parmetro para medir la
confiabilidad de ocupacin de la estructura.
La evolucin de los mtodos de anlisis ha sido particularmente notoria en las
ltimas dcadas, con el uso cada vez ms frecuente de las computadoras digitales.
Actualmente estas herramientas se consideran indispensables para un anlisis
ssmico apropiado, no tanto por la posibilidad de efectuar los cmputos ms
4
rpidamente cuanto porque, al poder considerar mejores modelos, se logran
estructuras ms eficientes y confiables. Sin embargo, debe reconocerse que por las
incertidumbres en las acciones ssmicas e incluso en las propiedades de los
materiales, as como por las numerosas hiptesis simplificadoras previas al
anlisis, los resultados del mejor programa de cmputo es slo una descripcin
aproximada de la realidad.
Generalmente existen muchas consideraciones asociadas que pueden determinar
que una Estructura sismo- resistente cumpla con estas condiciones de seguridad,
siendo agrupadas en el tipo de suelo, la simetra del diseo, en que los pisos
superiores sean lo ms livianos posible, la necesidad de una adecuada seleccin en
cantidad y calidad de los materiales especialmente del acero, el cual debe ser
dctil, tambin es necesario que la estructura se deforme limitadamente, as como
una buena prctica de construccin e inspeccin estructural rigurosa.
Debido a que las ondas ssmicas se trasmiten bsicamente de tres formas
horizontal, vertical y mixta, se requiere que el diseo de las estructuras sean lo
ms simtricas posibles y que el efecto de los esfuerzos cortantes y de traccin
asociados a estos movimientos sean adecuadamente asimilados por la misma.
Cuando el pas empez a utilizar hormign como material fundamental para las
construcciones, existieron un sinnmero de problemas que en la actualidad han
sido superados. Si bien es cierto que existe una buena experiencia en el medio con
respecto al hormign armado, se continan presentando problemas al momento de
ensayar los materiales que forman parte del hormign.
Los edificios de departamentos de Hormign Armado LIMBURG PLATZ"
ubicados en la ciudad de Quito, como muchas otras edificaciones en diferentes
ciudades del pas requieren no solo un estricto control de calidad en sus
materiales, sino tambin en sus sistemas constructivos para que lo calculado en el
diseo se acerque lo ms posible a la realidad.
5
1.2.2 ANLISIS CRTICO
Los acontecimientos ssmicos recientes, como los sismos de Hait, Chile y Japn
que causaron daos importantes en estructuras de concreto reforzado y que han
llevado al colapso de estructuras o daos en elementos estructurales y no
estructurales impidiendo el uso de la edificacin en un tiempo considerable han
hecho eco en el mundo entero sobre la inseguridad existente en edificaciones.
El crecimiento de la poblacin y la urbanizacin hace que el pas se caracterice en
la actualidad por su naturaleza urbana la tasa anual de crecimiento urbano es de
3.67%, la poblacin urbana es de alrededor del 68% de la poblacin total, hechos
que influyen indiscutiblemente en el desarrollo de vivienda y por tanto en el
desarrollo del pas si se considera que el sector de la construccin es un sector
lder en el desarrollo econmico.
En la ciudad de Quito, a pesar de la modernidad de las edificaciones, muchas
veces su construccin se ha basado en la experiencia del ingeniero, por lo que la
falta de conciencia sobre los problemas que pueden acarrear el no realizar un
estudio profundo sobre una edificacin que se vaya a construir pueden producirse
fallas o el colapso al momento de producirse un sismo de mediana intensidad.
El mal desempeo ssmico de estructuras sismo resistente modernas han puesto en
evidencia que la confiabilidad del diseo ssmico no solo era menor que la que se
esperaba, sino que presenta grandes inconsistencias entre estructuras que tienen
un mismo sistema estructural, lo cual ha enfatizado la necesidad de replantear las
metodologas actuales de diseo ssmico para salvaguardar la vida de los
ocupantes cuando ocurra algn sismo.
De acuerdo con los resultados de la evaluacin estructural, se debe realizar un
clculo objetivo que cumplan las normas establecidas de construccin aplicada a
cualquier tipo estructura, que cumpla un buen funcionamiento dentro del diseo
sismo-resistente para salvaguardar las vidas humanas y que resulte conveniente a
la economa actual que vive el pas.
6
1.2.3 PROGNOSIS
El impulso necesario que se ha generado para la incorporacin de nuevas tcnicas
de construccin procede bsicamente de dos fuentes diferentes: el anlisis de las
construcciones tradicionales y las nuevas tcnicas; sintetizando ambas, el uso
consecuente de tecnologas apropiadas, incorporando la lgica ingenieril, se
ofrece una amplia gama de posibilidades de construccin con procesos rpidos y
de alta calidad para ser aplicados en el medio.
Las nuevas tendencias de la Ingeniera Ssmica, reconocen la necesidad de evaluar
la vulnerabilidad de las estructuras en los entornos urbanos, ya que es all en
donde existe mayor concentracin de la poblacin, infraestructuras y servicios.
As pues, el estudio del comportamiento de los edificios ante la eventual
ocurrencia de un sismo intenso, es el responsable de evitar verdaderas catstrofes,
como las que hasta la fecha continan dejando grandes prdidas de vidas humanas
y econmicas.
El desarrollo y aplicacin de diversos mtodos o tcnicas avanzadas del anlisis
estructural para el desempeo, vulnerabilidad y fragilidad de una estructura, ha
permitido establecer de forma cuantitativa, la importancia que, para la
minimizacin de un riesgo ssmico, tiene el diseo y construccin sismo
resistente, quedando an varias dudas e interrogantes respecto del anlisis
estructural, mismas que en el futuro seguirn sin ser investigadas si no se les da la
importancia necesaria, pudiendo conducir en muchos casos a decisiones y
soluciones erradas en la evaluacin y diseo de una estructura, con consecuencias
para la seguridad estructural y peor an, para la vida humana.
Si no se realiza un clculo y diseo estructural sismo-resistente a las estructuras,
al no aplicar los cdigos, normas y procedimientos establecidos para este tipo de
edificios de departamentos, llevaran en lo posterior a cometer errores en los
clculos que conduciran a poner en riesgo vidas humanas adems de los costos en
la reparacin y reforzamiento de las estructuras.
7
1.2.4 FORMULACIN DEL PROBLEMA
Qu tipo de Diseo Estructural Sismo-Resistente ser necesario realizar en los
Edificios de Departamentos de Hormign Armado LIMBURG PLATZ" de la
ciudad de Quito para garantizar la seguridad de sus habitantes?
1.2.5 INTERROGANTES
Qu tipo de clculo se va a emplear?
Cules sern los procesos lgicos, ordenados y secuenciales de clculo y diseo
estructural sismo-resistente?
Qu es anlisis estructural sismo resistente?
Cul es el procedimiento correcto para realizar un anlisis estructural sismo-
resistente?
Cul es la herramienta computacional adecuada para la aplicacin del anlisis
estructural sismo-resistente?
Cmo evaluar e interpretar los reportes computarizados para un diseo ptimo y
seguro?
1.2.6 DELIMITACIN DEL OBJETO DE INVESTIGACIN
1.2.6.1 DELIMITACIN TEMPORAL
El proyecto propuesto se ejecutar en el segundo semestre del 2011.
8
1.2.6.2 DELIMITACIN ESPACIAL
La investigacin constar de estudios de campo, los cuales se realizarn en el
Barrio El Dorado, de la ciudad de Quito provincia de Pichincha.
Para el desarrollo de las actividades complementarias de la investigacin se
considera el uso de la biblioteca de la Facultad de Ingeniera Civil y Mecnica de
la Universidad Tcnica de Ambato.
1.2.6.3 DELIMITACIN DE CONTENIDO.
Problema: Inseguridad de los ocupantes de los Edificios de Departamentos de
Hormign Armado LIMBURG PLATZ" de la ciudad de Quito.
Tema: Estudio Estructural de los Edificios de Departamentos LIMBURG
PLATZ" de la ciudad de Quito para garantizar la seguridad de sus ocupantes.
Aspecto: Estructuras, Hormign, Computacin Aplicada, Obras Civiles,
Proyectos Estructurales, Proyecto de Tesis.
rea: Estructuras.
Campo: Ingeniera Civil.
1.3 JUSTIFICACIN
Segn el Instituto Geofsico que cuenta con un mapa de peligro ssmico, la ciudad
de Quito se encuentra ubicada en la Zona 4, que es la zona de mayor riesgo. Por
ello se tiene que tomar muy en cuenta sobre los diseos de estructuras que van a
tener ocupacin de vidas humanas, garantizando su comportamiento y
proporcionando seguridad.
9
Las experiencias de las edificaciones daadas que no solamente son producto de
una mala ejecucin, sino que denotan ligereza en los clculos y diseos
estructurales, producto de una prctica equivocada, que han conducido en unos
casos a subdimensionamientos y en otros a sobredimensionamientos, hace ms
que necesario contar con un clculo y diseo estructural sismo-resistente que
conduzca a diseos satisfactorios y precisos a travs de procesos lgicos que
tomen en cuenta las ltimas innovaciones tanto en materia tcnica como en el uso
de programas computarizados de ltima generacin.
Con la realizacin de un estudio estructural adecuado para los edificios de
departamentos se determinar que tipo de material es ms conveniente, las
secciones mnimas de diseo, el diseo sismo-resistente que cumpla con las
normas para que en un futuro se sigan cometiendo errores en los diseos que a su
vez conducen a poner en riesgo vidas humanas y grandes costos en la reparacin y
reforzamiento de las estructuras.
1.4 OBJETIVOS
1.4.1 GENERAL
Realizar el Estudio Estructural de los Edificios de Departamentos LIMBURG
PLATZ" de la ciudad de Quito para garantizar la seguridad de sus ocupantes.
1.4.2 ESPECFICOS
Definir el clculo y diseo estructural sismo resistente para los edificios de
departamentos.
Seleccionar normas y cdigos de diseo estructural sismo-resistente para
edificios de hormign armado, tomando como base el ACI 318S-05 y el
CEC 2002.
10
Establecer procesos lgicos, ordenados y secuenciales de clculo y diseo
estructural sismo-resistente.
Definir alternativas de proceso para lograr resultados satisfactorios y
confiables para la seguridad humana.
Utilizar programas computarizados adecuados para el anlisis estructural y
diseo sismo-resistente.
Obtener resultados y evaluarlos para un diseo seguro.
Obtener la infraestructura ptima para la construccin del edificio en base
de los estudios fundamentales.
11
CAPITULO II
MARCO TERICO
2.1 ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS
En la actualidad el desarrollo tecnolgico e ingenieril se ha incrementado en gran
escala, motivo por el cual es necesario que toda estructura cuente con un anlisis
Sismo-Resistente, en cualquier sitio en el que se encuentre dicha estructura, ms
an en zonas de alto riesgo ssmico como es el caso de la ciudad de Quito; es por
esto que es imprescindible que el calculista conozca y maneje tcnicas modernas y
apropiadas para un correcto anlisis estructural, en todos y cada uno de los
diseos, garantizando su comportamiento y proporcionando una seguridad
mxima.
En la actualidad ya se realizan diseos ssmicos para estructuras que van a ser
construidas, pero poco o casi nada se realiza un anlisis en las edificaciones ya
existentes, sin embargo se requiere de un proceso para obtener una gama de
resultados que reflejen la respuesta real de la estructura, frente a esto, el anlisis
estructural Sismo-Resistente representa la mejor alternativa para dar solucin al
mencionado problema
2.2 FUNDAMENTACIN FILOSFICA.
La investigacin se halla bajo el paradigma crtico positivista, ya que es objetiva
y predominan los mtodos cuantitativos, sabemos que existen leyes y reglamentos
pre estructurados y esquematizados, es decir, que no podemos cambiar el
procedimiento, adems est orientado a la verificacin, confirmacin y anlisis de
resultados.
12
2.3. FUNDAMENTACIN LEGAL
La presente investigacin se basar en normas y especificaciones tcnicas para la
elaboracin de diseo del Edificio en cuestin.
Estas normas son obligatorias para cumplir con los requerimientos bsicos para la
construccin del edificio:
FEMA-440
Cdigo ACI (318-05)
Cdigo Ecuatoriano de la Construccin (CEC-2002)
2.4 CATEGORAS FUNDAMENTALES
2.4.1 SUPRAORDINACIN DE VARIABLES.
VARIABLE VARIABLE
INDEPENDIENTE. DEPENDIENTE.
Comparacin de
resultados
Nivel Ocupacional
Niveles de dao
Parmetros de
diseo
Calidad de los materiales
Resistencia ante un
sismo
Satisfaccin solicitaciones y
seguridad de ocupantes
Realizacin de Planos
Estructurales
Diseo Sismo-
Resistente
Interpretacin de
Resultados
Aplicacin del
Programa ETABS
Consideraciones de
Clculo
Anlisis de Planificacin
de Edificios
Estudio estructural
de Edificios
13
2.4.2 CONCEPTOS BSICOS.
2.4.2.1 EDIFICIO.- Construccin permanente, separado e independiente,
concebido para ser utilizada como vivienda o para servir a fines agrarios,
industriales, educativos, a la prestacin de servicios o en general al desarrollo de
una actividad. Una construccin es permanente si ha sido concebida y construida
para atender necesidades de duracin indefinida y que, por lo tanto, durar
normalmente en el mismo sitio ms de 10 aos.
Toda construccin tiene elementos verticales y horizontales, lineales o planos,
que pueden ser integrados en la estructura y que sern capaces de absorber
cargas ssmicas. Una clasificacin de estos elementos puede ser:
Diafragmas
Prticos
Tabiques de hormign armado resistentes al corte.
Mampostera portante arriostrada.
Prticos con triangulaciones.
Columna empotrada en la base.
Sistemas Estructurales tipo cajn.
Para realizar una evaluacin estructural de cualquier edificacin se requiere
realizar varios pasos:
Memoria.-En ella se incluye el programa de necesidades, se describir las
caractersticas del edificio y el uso previsto que condicionan las exigencias de
seguridad estructural, tanto a la capacidad portante, las bases de clculo y la
justificacin del cumplimiento de las exigencias de seguridad.
En la base de clculo se incluir los siguientes datos:
14
El periodo de servicio previsto, si difiere de 50 aos.
Las simplificaciones efectuadas sobre el edificio, en uno o varios modelos
de clculo, indicando el tipo estructural adoptado, las caractersticas de las
secciones, tipo de conexiones y condiciones de sustentacin.
Las caractersticas mecnicas consideradas para los materiales
estructurales y para el terreno que lo sustenta.
Las exigencias relativas a la capacidad portante y a la aptitud al servicio,
incluida durabilidad.
De cada tipo de elemento estructural, la modalidad de anlisis efectuado y
los mtodos de clculo empleados.
Los planos del proyecto correspondientes a la estructura deben ser
suficientemente precisos para la realizacin de la obra, a cuyos efectos se podrn
deducir de planos auxiliares de obra o de taller, lo cual deben incluir detalles y
especificaciones como:
Las cargas utilizadas en el diseo, carga viva, carga muerta, carga de
viento, etc.
Tamao y localizacin de todos los elementos estructurales, refuerzos y
anclaje.
Tipo y localizacin de los empalmes soldados y mecnicos de refuerzo.
Resistencia mnima a compresin del concreto.
Resistencia especificada o tipo de acero del refuerzo.
Ubicacin y detallado de todas las juntas de contraccin o expansin
especificadas del concreto.
La comprobacin estructural de un edificio requiere:
Determinar las situaciones de dimensionamiento adecuado que resulten
determinante;
Establecer las acciones que deben tenerse en cuenta y los modelos
adecuados para la estructura;
15
Realizar el anlisis estructural, adoptando mtodos de clculo adecuados a
cada problema;
Verificar que, para las situaciones de dimensionamiento correspondiente,
no se sobrepasen los estados lmite.
En las verificaciones se tendr en cuenta los efectos del paso del tiempo (acciones
qumicas, fsicas y biolgicas; acciones variables repetidas) que pueden inducir en
la capacidad portante o en la aptitud del servicio, en concordancia con el perodo
de servicio.
2.4.2.2 CONSTRUCCIN DE EDIFICIOS.- La construccin de edificio es un
ejemplo de las tareas de ingeniera civil que nos es muy familiar. Alrededor de
todo el mundo, se construyen en las ciudades enormes de rascacielos y grandes
bloques de viviendas u oficinas.
2.4.2.3 CLASIFICACIN DE EDIFICACIONES.- Para fines de evaluar las
fuerzas ssmicas los edificios se clasifican de acuerdo con su uso y sus
caractersticas estructurales. En cuanto al uso, la mayora de las normas distinguen
a los edificios importantes, ya sea porque en ellos existan grandes concentraciones
de personas, o porque su supervivencia resulte vital para responder a las
situaciones de emergencia provocadas por los sismos.
Conviene subrayar que los hospitales son un buen ejemplo, tanto de edificios con
una gran densidad de uso, como de centros indispensables para la atencin de las
vctimas despus de un sismo. En general, a los edificios importantes se les asigna
un factor de sobre-diseo que afecta directamente al clculo de las fuerzas
ssmicas.
Las caractersticas estructurales definen fundamentalmente el comportamiento
inelstico de los edificios. Como se ver ms adelante, un buen porcentaje de los
reglamentos latinoamericanos proporciona coeficientes ssmicos y espectros de
diseo que consideran el comportamiento inelstico de las estructuras, lo cual
16
permite utilizar valores de diseo, menores que los necesarios para mantenerse en
el rango elstico. De aqu que sea necesario clasificar a las estructuras en funcin
de las caractersticas que definen su capacidad para absorber energa en el rango
inelstico.
2.4.2.4 PARTES CONSTITUTIVAS DE UN EDIFICIO.
Un edificio est constituido por dos partes:
Superestructura.- es el conjunto de elementos que resisten directamente las
cargas, tales como: losas, vigas, viguetas, etc.
Infraestructura.- especficamente son las partes encargadas de transmitir las
cargas de la superestructura a la infraestructura hasta la tierra: columnas,
cimentaciones.
2.4.2.5 PARMETROS DE DISEO:
2.4.2.5.1 ELEMENTO ESTRUCTURAL.-Es cada una de las partes
diferenciadas aunque vinculadas en que puede ser dividida una estructura a
efectos de su diseo (cimientos, columnas, vigas y pisos). El diseo y
comprobacin de estos elementos se hace de acuerdo con los principios de la
ingeniera estructural y la resistencia de materiales.
Los elementos estructurales suelen clasificarse en virtud de tres criterios
principales:
Dimensionalidad del elemento, segn puedan ser modelados como
elementos unidimensionales (vigas, arcos, pilares,...), bidimensionales
(placas, lminas, membranas) o tridimensionales.
17
Forma geomtrica o posicin, La forma geomtrica concreta afecta a los
detalles del modelo estructural usado, as si la pieza es recta como una
viga o curva como un arco, el modelo debe incorporar estas diferencias,
tambin la posicin u orientacin afecta al tipo de estado tensional que
tenga el elemento.
Estado tensional o solicitaciones predominantes, Los tipos de esfuerzos
predominantes pueden ser traccin (membranas y cables), compresin
(pilares), flexin (vigas, arcos, placas, lminas) o torsin (ejes de
transmisin, etc.).
2.4.2.5.2 ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES.-Se consideran como
elementos no-estructurales, aquellos que estando o no conectados al sistema
resistente a fuerzas horizontales, su aporte a la rigidez del sistema es despreciable
y que estn unidos a las partes estructurales (cimientos, columnas, vigas y pisos).
Estos elementos se clasifican en dos grupos: arquitectnicos y las instalaciones
bsicas cumpliendo funciones esenciales en el edificio relacionados como
propsito y la funcin del mismo.
2.4.2.5.3 DISTRIBUCIN Y CONCENTRACIN DE MASAS.- La
distribucin de las masas debe ser lo ms uniforme posible, en cada planta
como en altura. Es conveniente que la variacin de las masas piso a piso
acompae a la variacin de la rigidez. Si la relacin masa-rigidez varia
bruscamente de un piso a otro se producen concentraciones de esfuerzos.
Se debe evitar la presencia de masas superfluas, tales como rellenos excesivos
en terrazas, terrazas con jardn, etc. Es conveniente solucionar la provisin de
agua con sistemas que eviten la construccin de una reserva de agua
voluminosa en el nivel ms alto del edificio.
18
2.4.2.5.4 SIMETRA.- Con el trmino simetra describimos una propiedad
geomtrica de la configuracin del edificio. Un edificio es simtrico respecto a
dos ejes en planta si su geometra es idntica en cualquiera de los lados de los
ejes. Este edificio ser perfectamente simtrico. La simetra puede existir
respecto a un eje solamente. Tambin existe simetra en elevacin, aunque es
ms significativa desde el punto de vista dinmico la simetra en planta. La
simetra en altura no es perfecta porque todo edificio tiene un extremo fijo al
terreno y libre el otro.
La falta de simetra tiende a producir excentricidad entre el centro de masa y el
centro de rigidez, y por lo tanto provocar torsin en planta. A medida que ms
simtrico es el edificio, disminuye el momento torsor en planta y el
comportamiento de la estructura es ms predecible.
La asimetra tiende a concentrar esfuerzos, el ejemplo ms comn es el caso de
las esquinas interiores. Aunque un edificio simtrico puede tener esquinas
interiores como es el caso de las plantas en cruz. En este caso la planta del
edificio es simtrica pero no es una planta regular.
Los ncleos de las circulaciones verticales, pueden producir tambin asimetras
si su ubicacin o solucin constructiva genera elementos estructurales rgidos
en la distribucin estructural. Existe simetra estructural si el centro de masa y
el centro de rigidez coinciden en la planta. La simetra es conveniente tambin a
la forma del edificio sino tambin a la distribucin de la estructura.
2.4.2.5.5ALTURA.- La altura de un edificio influye directamente en el perodo
de oscilacin, si aumenta la altura aumenta el perodo. Si un edificio alto tiene
un perodo cercano a 2 segundos es probable que su aceleracin sea menor que
un edificio ms bajo, de 5 a 10 pisos, con perodo de segundo. Los registros
de terremotos indican que los sismos concentran su energa y mayores
aceleraciones en perodos cercanos a segundo.
19
Algunos reglamentos limitaban la altura de los edificios en reas ssmicas, pero
en las normas actuales, la tendencia es que la limitacin sea un producto de la
calidad del diseo.
2.4.2.5.6 RIGIDEZ.- La rigidez se confunde con resistencia, pero son dos
conceptos diferentes, en tanto la resistencia es la capacidad de carga que puede
soportar un elemento estructural antes de colapsar, la rigidez mide la capacidad
que un elemento estructural tiene para oponerse a ser deformado.
Se dice que un cuerpo es ms rgido cuanto mayor sea la carga que es necesario
aplicar para alcanzar una deformacin dada. Analticamente la rigidez de un
elemento se expresa mediante el cociente entre la carga y la deformacin que
esta produce.
En las estructuras modernas de edificios es comn adoptar soluciones con
prticos, que se construyen con vigas y columnas unidas en sus nudos,
constituyendo un elemento con continuidad estructural. La unin entre
diferentes componentes de una estructura tiene una influencia decisiva en su
rigidez, o lo que es lo mismo en su deformabilidad. Matemticamente la
flexibilidad se define como la inversa de la rigidez, o sea como el cociente entre
la deformacin y la carga que produce esa deformacin.
2.4.2.5.7 CALIDAD DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIN:
CEMENTO.- Un material cementante es aquel que tiene las propiedades de
adhesin y cohesin necesario para unir agregados inertes y conformar una masa
slida de resistencia y durabilidad adecuada. (Nilson, 2001). Hay varios tipos de
cementos. Las propiedades de cada uno de ellos estn ntimamente asociadas a la
composicin qumica de sus componentes iniciales, que se expresa en forma de
sus xidos, y que segn cuales se formarn compuestos resultantes distintos en las
reacciones de hidratacin.
20
HORMIGN.- El hormign armado es el material de unir ridos con la pasta
que se obtiene al aadir agua a un conglomerante. El conglomerante puede ser
cualquiera, pero cuando nos referimos a hormign generalmente es un cemento
artificial, entre estos ltimos, el ms importante y habitual es el cemento portland.
La pasta formada por cemento y agua es la que confiere al hormign su fraguado
y endurecimiento, mientras que el rido es un material inerte sin participacin en
el fraguado y endurecimiento.
Ventajas del hormign armado. Las ventajas del hormign armado incluyen las
de sus dos materiales componentes que son el hormign y el acero, a continuacin
describimos algunas ventajas:
Se adapta a formas diversas.
Su costo relativamente bajo.
Resistencia a los elementos atmosfricos y al fuego.
Resistencia a compresin
Resistencia a traccin.
Ductilidad.
Resistencia y deformacin del Hormign Armado a compresin. En efecto su
comportamiento depende de la relacin entre los esfuerzos sobre el material de las
estructuras y las deformaciones de dicho material.
21
Figura 1. Resistencia y deformacin del Hormign Armado a compresin.
En efecto su comportamiento depende de la relacin entre los esfuerzos sobre el
material de las estructuras y las deformaciones de dicho material.
fc = Esfuerzo caracterstico del hormign = esfuerzo de rotura a los 28 das.
0= Deformacin del hormign cuando alcanza su mxima resistencia = 0,002
tan = Ec = Mdulo de elasticidad del hormign =
; Ec = 15.000.00 cf '
(kg/cm2).
El comportamiento es lineal hasta un esfuerzo igual a 0,70fc. En la realidad y
observando el grfico, el comportamiento es lineal hasta un esfuerzo igual 0,50fc.
Mdulo de elasticidad.-Es la pendiente de la recta que identifica al rango elstico
de comportamiento de los materiales, y en el caso del hormign se representa
Ec. Numricamente el mdulo de elasticidad es el cociente entre el esfuerzo y
la deformacin unitaria dentro del rango elstico.
SE
22
AGREGADOS.- Para concretos estructurales comunes, los agregados ocupan
aproximadamente entre el 70 y el 75 por ciento del volumen de masa endurecida,
el resto est conformado por la pasta de cemento endurecida, agua no combinada
y vacos de aire. Mientras ms densamente pueda empaquetarse el agregado,
mejor ser el refuerzo, la resistencia a la intemperie y la economa del concreto.
Por esta razn, resulta de fundamental importancia la graduacin del tamao de
las partculas de los agregados, con el fin de producir este empaquetamiento
compacto.
Los agregados naturales se clasifican en finos y gruesos. Un agregado fino o arena
es cualquier material que pase el tamiz No. 4, es decir, un tamiz con cuatro
aberturas por pulgada lineal. El material ms grueso que este se clasifica como
agregado grueso o grava. Cuando se desea una graduacin ptima, los agregados
se separan mediante tamizado, en dos o tres grupos de diferente tamao.
ACERO DE REFUERZO.- El tipo ms comn de acero de refuerzo
(distinguindose de los aceros de pre-esfuerzo) viene en forma de barra circular
llamadas varillas y disponibles en un amplio intervalo de dimetro
aproximadamente de 10cm hasta 36cm para aplicaciones normales y en dos
tamaos de barra pesados de aproximadamente 40cm.
Hoy en da el acero que generalmente se utiliza para el diseo tiene una fluencia
fy=4200 kg/cm2 y no se recomienda soldar para los empalmes, estribos, zunchos,
etc. Razn por la cual para las diferentes necesidades de uniones entre varillas se
utiliza alambre de amarre debidamente especificado en el cdigo ecuatoriano de la
construccin CEC2002.
Estas barras vienen corrugadas para aumentar la resistencia al deslizamiento entre
el acero y el concreto. Los requisitos mnimos para los resaltes superficiales
(espaciamiento, proyeccin, etc.). Se han determinado mediante investigacin
experimental.
23
Figura. 2. Resistencia y deformacin del acero a traccin.
Obsrvese que su comportamiento a compresin es similar al de traccin, siempre
y cuando se controle el pandeo.
fy = Esfuerzo de fluencia.
y= Es
fy Deformacin cedente del acero.
an = Ductilidad del acero.
Es = Mdulo de elasticidad del acero.
Ductilidad = y
su
su = Deformacin de rotura del acero.
Detalles de armado.- El detalle de armado para las diversas barras de acero
(varillas) que conforman el diseo de hormign armado requiere un anlisis
detallado para salvaguardar la seguridad de la estructura. El CEC2002 provee
normas para cada una de las solicitaciones de construccin, especificados en los
siguientes partes:
24
Detalle de Refuerzo CEC2002 Parte 2, Captulo 7.
Longitudes de Desarrollo y Empalmes de Refuerzo CEC2002 Parte 2,
Captulo 12.
2.4.2.6 REQUERIMIENTOS DE DISEO SISMO-RESISTENTE:
SISMO DE DISEO.- Terremoto que tiene una probabilidad del 10% de ser
excedido en 50 aos, determinado bien a partir de un anlisis de la peligrosidad
ssmica del sitio de emplazamiento de la estructura, o a partir de un mapa de
peligro ssmico, tal como el proporcionado por este cdigo. Para representar
este terremoto, puede utilizarse un grupo de acelerogramas que presenten
propiedades dinmicas representativas de las caractersticas tectnicas,
geolgicas y geotcnicas del sitio. Los efectos dinmicos del sismo de diseo
pueden representarse mediante un espectro de respuesta para diseo.
CORTANTE BASAL DE DISEO.- Los valores establecidos en la Tabla 3
del CEC2002, provienen de los valores de aceleraciones espectrales mximas
esperados para valores de Z (Factor de Zona Ssmica) y de tipo de suelo crtico.
La interseccin entre el valor de C y su lmite interior Cm, define la frecuencia
de esquina o de corte que separa la zona de perodos con aceleracin constante
con la zona de perodos de velocidad constante, dependiendo del tipo de suelo.
Tabla 1. Coeficiente de suelo S y Coeficiente Cm
Perfil Tipo Descripcin S Cm
S1 Roca o suelo firme 1,0 2,5
S2 Suelos intermedios 1,2 3,0
S3 Suelos blandos y estrato profundo 1,5 2,8
S4 Condiciones especiales de suelo 2,0* 2,5
(*) = Este valor debe tomarse como mnimo, y no substituye los estudios de detalle
necesarios para construir sobre este tipo de suelo.
25
PERODO DE VIBRACIN (T).- El Cdigo Ecuatoriano de la Construccin
2002 nos proporciona dos tipos de mtodos para calcular el mtodo de
vibracin.
Mtodo 1.- Para estructuras de edificacin, el valor de T puede
determinarse de manera aproximada, proporciona un valor referencial
simplificado, til para aplicar el mtodo de clculo ssmico esttico.
El mtodo 2.- Puede ser calculado utilizando las propiedades
estructurales y las caractersticas de deformacin de los elementos
resistentes, en un anlisis apropiado. Requiere de utilizar una
distribucin aproximada de fuerzas laterales y el clculo de las
deflexiones elsticas estticas resultantes de esa distribucin de fuerzas
en la estructura (incluye por tanto el efecto delas distribuciones de las
rigideces laterales de la estructura). Por lo tanto, los resultados del
mtodo 2constituyen una mejor estimacin.
FACTOR DE REDUCCIN DE RESISTENCIA SISMICA (R).- El factor
de Resistencia R depende del tipo de estructuras, tipo de suelo, del perodo de
vibracin considerado y de los factores de ductilidad, sobre-resistencia,
redundancia y amortiguamiento de una estructura en condiciones lmite.
SEPARACIN ENTRE ESTRUCTURAS ADYACENTES.- El
establecimiento de separaciones mximas entre estructuras desea evitar el
golpeteo entre estructuras adyacentes, o entre partes de la estructura
intencionalmente separadas, debido a las deformaciones laterales.
Se considera el efecto desfavorable en que los sistemas de entrepiso de cada una
de las partes intencionalmente separadas de las estructuras, o de las estructuras
adyacentes, no coincidan a la misma cota de altura. Para los casos de
coincidencia o no coincidencia, se establece cuantificacin de separacin
mxima. Cabe mencionar que la exigencia impuesta est cerca al 50% del valor
de separacin mxima que debera estrictamente cumplirse.
26
COEFICIENTE SSMICO.- Coeficiente ssmico define el porcentaje del peso
total de la estructura que se debe considerar como cortante actuante en su base con
fines de diseo. Para una regin ssmica especfica la mayora de las normas
proporcionan valores del coeficiente ssmico en funcin de las caractersticas
estructurales, del uso del inmueble y del tipo de suelo.
Los valores del coeficiente ssmico para suelos compresibles suelen ser mayores
que para los firmes, ya que consideran la amplificacin que sufren las ondas
ssmicas en este tipo de suelos. En varios casos el coeficiente ssmico es tambin
funcin del perodo fundamental de la estructura, por lo cual estos reglamentos
proporcionan expresiones para su clculo aproximado.
BASES DEL DISEO.- Los procedimientos y requisitos descritos en el
CEC2002 se determinarn considerando la zona ssmica del Ecuador donde se
va a construir la estructura, las caractersticas del suelo del sitio de
emplazamiento, el tipo de uso, destino e importancia de la estructura, y el tipo
de sistema y configuracin estructural a utilizarse. Las estructuras debern
disearse para una resistencia tal que puedan soportar los desplazamientos
laterales inducidos por el sismo de diseo, considerando la respuesta inelstica,
la redundancia y sobre-resistencia estructural inherente, y la ductilidad de la
estructura. La resistencia mnima de diseo deber basarse en las fuerzas
ssmicas de diseo establecidas en el Cdigo Ecuatoriano de Construccin
2002.
2.4.2.7 DISEO SISMO-RESISTENTE.- Los elementos y caractersticas que
definen la estructura sismo-resistente de un edificio como: configuracin del
edificio, escala, simetra, altura, tamao horizontal, distribucin y concentracin
de masas, densidad de estructura en planta, rigidez, piso flexible, esquinas,
resistencia perimetral, redundancia, centro de masas, centro de rigideces,
torsin, perodo propio de oscilacin, ductilidad, amortiguamiento, sistemas
resistentes.
27
2.4.2.8 DESEMPEO SSMICO.- Comportamiento estructural ante la
excitacin ssmica, se cuantifica en trminos de la cantidad de dao en un edificio
afectado por un movimiento ssmico. El diseo basado en el desempeo ssmico
consistente en la seleccin de esquemas de evaluacin apropiados que permitan el
dimensionamiento y detalle de los componentes estructurales, no estructurales y
contenidos, de manera que, para unos niveles de movimiento de terreno
determinados y con ciertos niveles de fiabilidad, los daos en la estructura no
debern superar ciertos estados lmite (Bertero, 1997).
De acuerdo al comit VISION 2000, la ingeniera basada en el desempeo no solo
involucra aspectos relacionados con el diseo, sino que tambin considera todas
aquellas actividades necesarias tanto para el proceso constructivo, como para las
tareas de mantenimiento, que permiten que las estructuras exhiban un desempeo
ssmico predecible cuando se ven afectadas por sismos de diferente severidad.
2.4.2.9 ANLISIS ESTTICO.-El Anlisis Esttico Elstico es un anlisis de
cargas que no varan en el tiempo y en el cual la estructura no excede el rango
elstico.
Las cargas estticas pueden tener un origen gravitatorio, de viento, de nieve, etc.
Existen procedimientos para el anlisis ssmico de edificios en los que las
solicitaciones ssmicas se pueden representar por medio de un conjunto de cargas
estticas. Comprende el anlisis de las fuerzas, desplazamientos, velocidades y
aceleraciones que aparecen en una estructura o mecanismo como resultado de los
desplazamientos y deformaciones que aparecen en la misma.
En el anlisis esttico, la determinacin de la excentricidad estructural requiere
del clculo de las coordenadas del centro de rigidez, sin embargo, resulta
complicado establecerlas para un edificio de varios niveles ya que los programas
comerciales existentes, generalmente no tienen implementados los procedimientos
y formulaciones matemticas, o bien como se comenta en (Goel y Chopra, 1993),
28
existen otros mtodos simplificados que requieren de modelos equivalentes que
representan a la estructura.
2.4.2.10 ETABS.- Es un programa de clculo de estructuras por elementos finitos,
para anlisis esttico y dinmico lineal y no lineal, con especiales caractersticas
para el anlisis y diseo estructural de edificaciones que trabaja dentro de un
sistema de datos integrados. Los mtodos numricos usados en el programa, los
procedimientos de diseo y los cdigos internacionales de diseo, le permitirn
ser verstil y productivo, tanto si se esta diseando un prtico bidimensional o
realizando un anlisis dinmico de un edificio de gran altura con aisladores en la
base.
2.4.2.11 MTODOS NUMRICOS.- son usados para analizar la edificacin,
permiten modelar sistemas de piso de tableros de acero y losas de concreto que
puedan automticamente transmitir sus cargas a las vigas principales. El
enmallado de elementos finitos elaborados automticamente de un complejo
sistema de piso con interpolacin de desplazamientos en transiciones de diferentes
caractersticas de mallas, asociado con el anlisis dinmico, permite la inclusin
de los efectos de flexibilidad del diafragma en el anlisis de una manera prctica.
Las opciones de anlisis dinmico vertical permiten incluir los efectos de las
componentes del movimiento vertical del terreno en su anlisis ssmico. Los
problemas especiales asociados con la construccin de estructuras tpicas han sido
asociados con tcnicas numricas personalizadas que permiten incluir fcilmente
sus efectos en el anlisis.
2.4.2.12 DISEO DE ESTRUCTURAS.- Las normas de diseo sismo-
resistente exigen la revisin de la seguridad de las estructuras ante la combinacin
de las cargas muertas con las vivas y con los efectos de sismo. Las cargas vivas
consideradas suelen ser un porcentaje de los valores mximos probables, para
tomar en cuenta el efecto accidental del sismo.
29
El factor de carga utilizado es tambin un valor menor que el recomendado para
combinaciones de cargas que no incluyan acciones accidentales. En aquellas
normas en que el diseo se basa en el uso de esfuerzos permisibles, la naturaleza
accidental del sismo permite incrementar los valores propuestos de dichos
esfuerzos.
ESTADO LMITE DE FALLA.- En las normas en que se disea con base en la
revisin de estados lmite debe verificarse que la resistencia de diseo sea mayor
o igual que la accin de diseo. En aquellos casos en que el diseo se basa en el
empleo de esfuerzos permisibles debe verificarse que no se excedan los valores
especificados de los mismos.
ESTADO LMTE DE SERVICIO.- Las normas de diseo sismo-resistente
exigen la verificacin de los desplazamientos para que los mismos no generen
efectos de segundo orden, ni creen una sensacin de inseguridad, ni propicien el
dao de los elementos no estructurales.
En general, se proporcionan valores lmite al desplazamiento de los entrepisos
que, para aquellos cdigos que manejan coeficientes ssmicos reducidos por
inelasticidad, son del orden de 0.002 veces la altura del entrepiso cuando los
elementos no estructurales estn ligados a la estructura y de 0.004 cuando dichos
elementos se encuentran desligados de sta.
En las normas que manejan coeficientes ssmicos elsticos, los valores son del
orden de 0.008 y 0.016 respectivamente. Asimismo, se dan recomendaciones para
que la separacin entre edificios vecinos sea tal que no exista riesgo de golpeteo
con los desplazamientos previstos.
30
2.5 HIPTESIS
Estudio Estructural Sismo-Resistente adecuado de los Edificios de Departamentos
LIMBURG PLATZ" de la ciudad de Quito deber satisfacer las solicitaciones de
este tipo de obra y garantizar la seguridad de los ocupantes.
2.6 SEALAMIENTO DE VARIABLES DE LA HIPTESIS
2.6.1 VARIABLE INDEPENDIENTE.
El Estudio Estructural adecuado de los Edificios de Departamentos LIMBURG
PLATZ" de la ciudad de Quito.
2.6.2 VARIABLE DEPENDIENTE.
Satisfaccin de las solicitaciones y la seguridad de los ocupantes.
31
CAPITULO III
METODOLOGA
3.1 ENFOQUE
En la investigacin predomina lo cuantitativo y est dada por la preferente
utilizacin de los datos numricos, con un enfoque normativo.
3.2 MODALIDAD BSICA DE INVESTIGACIN
3.2.1 MODALIDAD
De conformidad con el tema propuesto, la modalidad a aplicarse es la
investigacin de Campo y Bibliogrfica.
3.2.2 NIVEL DE INVESTIGACIN
Los niveles sern Exploratorios, Descriptivos y Explicativos.
3.3 POBLACIN Y MUESTRA
La aplicacin de la investigacin considera los edificios de departamentos de
hormign armado LIMBURG PLATZ".
32
3.4 OPERACIONALIZACIN DE VARIABLES
VARIABLE INDEPENDIENTE: Estudio Estructural adecuado de los Edificios
de Departamentos LIMBURG PLATZ" de la ciudad de Quito.
CONCEPTUAL
IZACIN
DIMENSIONES
INDICAD
ORES
ITEMS
TCNICAS E
INSTRUMENTOS
Elementos y
caractersticas
que definen la
Estructura
Sismoresistente
de un Edificio.
Elementos
Estructurales
Caractersticas
Solicitaciones
externas
Vigas
Columnas
Losas
Flexin
Corte
Torsin
Inercia de
Elementos
Cargas
Gravotaci
onales
Cargas
ssmicas
Desplaza
miento de
la
estructura
- Cumple con las Disposiciones
del Cdigo?
- Cumple con Secciones mnimas?
- Cumple con Armaduras
mnimas?
- Cumple con Deflexiones
Permisibles?
- Cumple con Derivas de Piso?
- Se toma en cuenta los Estados
de Carga?
- Los Momentos son obtenidos
considerando todas las
solicitaciones?
- Los diseos finales consideran la
Accin Combinada de Flexin,
Corte, Torsin y Carga Axial
segn el elemento estructural?
-Se verifica la orientacin de los
elementos tomando en cuenta la
ubicacin de los centros de
gravedad?
-Qu combinaciones de cargas se
usa para el diseo?
-Se aplica criterios de reduccin de
cargas vivas?
-Se trabaja para el diseo con
fuerzas o desplazamientos?
-Se aplica algn mtodo basado en
los desplazamientos inducidos por
el sismo a la estructura de diseo?
-Herramientas
computacionales
-Herramientas
computacionales
Observacin directa
Observacin directa
Observacin directa
Observacin directa
Observacin directa
33
VARIABLE DEPENDIENTE: Satisfacer las Solicitaciones y la seguridad de los
ocupantes.
3.5 TCNICAS DE RECOLECCIN DE LA INFORMACIN.
La tcnica aplicada ser de observacin directa de los registros especficos de
cdigos, normas y mtodos de clculo estructural sismo-resistente.
CONCEPTU
ALIZACIN
DIMENSIONES
INDICADO
RES
ITEMS
TCNICAS E
INSTRUMENTOS
Aplicacin
correcta de
Cdigos,
Normas,
Procedimient
os o
Procesos de
Clculo que
se traducen
en seguridad
Estructural.
Seguridad
Estructural
Riesgos
Humanos
Vigas
Columnas
Losas
Subdimensi
onamientos
- Se realiza un Seguimiento
del Cdigo?
- El Predimensionamiento
considera el Anlisis
Sismoresistente?
- Se realiza un Anlisis Esttico
o Dinmico?
- La Interpretacin de
resultados de las
solicitaciones es la correcta?
- La Determinacin de
capacidades resistentes,
recoge todas las
solicitaciones?
- Se considera todas las
Combinaciones de Carga?
- Se toma en cuenta los
Estados de Carga?
- Los Momentos corresponden
a las mximas solicitaciones
factibles?
- Los Cortantes corresponden a
las mximas solicitaciones
factibles?
- Las Armaduras y secciones
son una respuesta integral y
confiable?
-Observacin
Directa
-Herramientas
computacionales
-Observacin
Directa
-Herramientas
computacionales
34
3.6. PLAN DE PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIN
- Se ejecutar mediante la revisin crtica de la informacin recogida.
- Mediante la tabulacin de cuadros segn variables de la hiptesis.
- Mediante el anlisis e interpretacin de resultados relacionndolos con las
diferentes partes de la investigacin, especialmente con los objetivos y las
hiptesis.
- Anlisis y comprobacin de resultados junto con los parmetros estructurales.
3.7. PROCESAMIENTO Y ANLISIS
- La interpretacin de resultados, se realizar con el apoyo del marco terico en
el aspecto pertinente.
- Como resultado del procesamiento de datos se establecern las conclusiones y
recomendaciones.
TCNICA
INSTRUMENTO
Estudio de Planos
Observacin
Anlisis Estructural
Anlisis Dinmico
35
CAPITULO IV
ANLISIS E INTERPRETACIN DE RESULTADOS
4.1. ANLISIS DE RESULTADOS
Para construir cualquier edificacin, debemos tener en cuenta diferentes aspectos
como la poblacin que va a ocupar los edificios, la situacin del sector de la
construccin, las ordenanzas municipales, etc.
Nuestro pas est creciendo econmicamente y poblacionalmente. Quito como la
capital de los ecuatorianos se ha convertido en una de las ciudades ms pobladas con
2576,287 de personas de acuerdo al ltimo censo de poblacin y vivienda 2010. La
porcin urbanizada del rea metropolitana de Quito est situada en un estrecho valle
montaoso localizado inmediatamente al Este de las faldas del volcn activo
Pichincha.
Estos datos no solo demuestran el rpido crecimiento poblacional de la ciudad, que ha
alcanzado un promedio del 4.4% anual entre 1970 y 1990 (IMQ, 1992), sino que
destacan las tasas relativas de crecimiento de lo urbano versus lo rural en la zona
metropolitana, en comparacin con cifras nacionales y regionales. Esto demuestra
una clara tendencia a la urbanizacin, especialmente dentro de las reas que rodean al
ncleo urbano.
La poblacin urbana de Ecuador se encuentra en una fase de crecimiento continuo, a
causa de los masivos desplazamientos humanos desde las reas rurales que
36
representan las cuatro quintas partes del total movimiento migratorio interno y que
afectan sobre todo a Quito y a Guayaquil.
El Municipio Metropolitano de Quito ha realizado principales esfuerzos de
planificacin urbana y se han concentrado en concientizar la utilizacin de los
espacios, aunque estos esfuerzos demuestran un espritu de orden ciudadano que
histricamente ha diferenciado a Quito de muchas otras ciudades ecuatorianas,
constantemente han subestimado el ritmo de crecimiento de la metrpoli y rara vez se
apoyaron en un conjunto de ordenanzas y regulaciones firmes y apropiadas u otros
medios para realizar los planes.
Con el incremento de poblacin y otros factores el sector de la construccin ha
incrementado un 12% a partir del ao 2008, ya que se han concedido 38.835 permisos
de construccin por parte de los municipios del Pas. La provincia de Pichincha,
registra mayor nmero de permisos en el pas con 25.4%y en la regin sierra con el
58%. Otro dato importante es que el financiamiento de las construcciones tienes dos
fuentes de origen: los recursos propios y los crditos. El 77% de las edificaciones
(29720 permisos), se financiaran con recursos propios; las personas naturales o
particulares financiaran el 81% de estos permisos de construccin.
37
TOTAL NACIONAL
FINANCIAMIENTO
RECURSOS
PROPIOS
77%
CREDITO 23%
49% 51%
Provincia de Pichincha por Genero
Hombres
Mujeres
Figura No. 3
DISTRIBUCION PORCENTUAL DE LA POBLACION EN LA PROVINCIA
DE PICHINCHA POR GENERO
Figura No. 4
DISTRIBUCION PORCENTUAL DE LOS PERMISOS DE CONSTRUCCION
EN EL PAIS, SEGN ORIGEN DEL FINANCIAMIENTO
38
0% 10% 20% 30% 40%
14%
3%
36%
6%
5%
3%
5%
1%
3%
1%
24%
REGION SIERRA
AZUAY
CAAR
CARCHI
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
80%
1% 0% 1%
17%
1%
RECURSOS PROPIOS
Figura No. 5
DISTRIBUCION PORCENTUAL DE LA SUPERFICIE A CONSTRUIRSE
CON RECURSOS PROPIOS, A NIVEL PROVINCIAL FRENTE A LA
REGION
Figura No. 6
DISTRIBUCION PORCENTUAL DEL VALOR DE FINANCIAMIENTO EN
EL PAIS POR RECURSOS PROPIOS Y CREDITOS
BOLIVAR
COTOPAXI
CHIMBORAZO IMBABURA
LOJA
PICHINCHA
SANTO DOMINGO
TUNGURAHUA
39
El Municipio Metropolitano de Quito, nos proporciona los datos de proyeccin del
nmero de viviendas que tendrn los edificios, reas tiles con respecto a los niveles
de construccin, con estos datos podemos hacer una proyeccin del nmero de
personas que ocuparan el edificio y as poder asumir la carga viva que soportaran los
edificios:
Tabla 2. Cuadro de reas
DATOS DE LA EDIFICACION
USO PRINCIPAL: R3 -Residencia Alta Densidad COEFICIENTES PROYETO:
ZONIFICACION: D5(O304-80) COS- PB PROYECTO M2 : 651.08
AREA DE LOTE (M2) segn IRM 1136 m2 COS- TOTAL PROYECTO M2: 2825.99
COS-PB: 80% COS- PB PROYECTO %: 57.31
COS TOTAL: 320% COS- TOTAL PROYECTO%: 248.77
CUADRO DE AREAS
NIVEL USOS UNIDADES AREA UTIL AREA NO COMPUTABLE
AREA BRUTA O COMPUTABLE CONSTRUIDA ABIERTA
-2.52 COMERCIO 1 1 58.91 7.32 66.23
-2.16 COMERCIO 2 1 41.13 7.14 48.27
-1.80 OFICINA 1 81.38 5.98 87.36
-1.20 ESTACIONAMIENTO 4 52.66 0.00
-2.00 DUCTO ASCENSOR SUR 1 4.59 4.59
-1.00 DUCTO ASCENSOR NORTE 1 3.67 3.67
0.00 GUARDIANIA 1 2.54 2.54
0.00 BAO GUARDIANIA 1 4.26 4.26
0.00 CUARTO BASURA 1 6.34 6.34
0.00 CIRCULACION PEATONAL 1 10.96 10.96
0.32 ESTACIONAMIENTO 6 80.30 0.00
0.32 CIRCULACION VEHICULAR 1 35.51 102.88 35.51
0.32 CIRCULACION PEATONAL 1 3.49 2.75 3.49
0.72 BODEGAS DEPARTAMENTOS 10 49.43 49.43
0.72 ESTACIONAMIENTO 32 349.18 349.18
0.72 CIRCULACION VEHICULAR 1 167.34 0.00
0.72 CIRCULACION PEATONAL 1 31.85 29.15 31.85
0.72 ASCENSOR 2 9.21 9.21
0.72 ESCALERAS 2 25.42 25.42
0.72 AREA RECREATIVA COMUNAL 1 1 164.15 27.97 164.15
3.14 JARDIN POSTERIOR EXCLUSIVO 4 111.32 0.00
3.24 VIVIENDA 8 651.08 19.75 670.83
3.24 CIRCULACION PEATONAL 1 56.11 56.11
3.24 ASCENSOR 2 7.76 7.76
3.24 ESCALERAS 2 25.75 25.75
5.76 VIVIENDA 8 651.08 11.36 662.44
5.76 CIRCULACION PEATONAL 1 56.11 56.11
5.76 ASCENSOR 2 7.76 7.76
5.76 ESCALERAS 2 25.75 25.75
40
8.28 VIVIENDA 8 651.08 11.36 662.4
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