ANALISIS Y DISEÑO SISMICO · 2016. 6. 25. · 4. METRADO DE CARGAS El metrado de cargas que se presenta a continuación tiene como propósito determinar el peso sísmico de la estructura

DISEÑO SISMICO Y DE CONCRETO ARMADO

ESTRUCTURA APORTICADA

AYACUCHO – PERU

2016

PROYECTO : Centro de Salud Rocchacc

UBICACIÓN : Apurimac – Chincheros - Ongoy

ANALISIS Y DISEÑO SISMICO

MJCA

1

1. ESTRUCTURACIÓN El sistema estructural principal de esta edificación está basado en pórticos de concreto armado en ambas direcciones, los muros de albañilería son aislados del sistema estructural principal por medio de columnetas y viguetas de amarre, la junta de separación entre estos elementos y los pórticos de la estructura será de una pulgada, esta junta deberá ser rellenada con material adecuado de acuerdo a los detalles de los planos. El sistema de losas de entrepiso está formado por losas aligeradas en un sentido dependiendo de las luces que abarcan y las cargas de diseño. Por la irregularidad en planta de esquina entrante que se tiene en el proyecto se decidió separar en 02 bloques la estructura principal, comprendidos en los bloques “A” y “B”, esta separación se realizó mediante una junta de separación la cual tendrá un espesor de acuerdo al análisis sísmico que se realizó.

Imagen 01. Sistema Estructural

En el siguiente cuadro se detallan el tipo de los elementos estructurales a ser utilizados en el modelamiento de los bloques.

PABELLÓN Zapatas Elemento a flexo

compresión

Elemento a

flexión losas

BLOCK A Aislada y combinada Columnas Vigas Aligerada

BLOCK B Aislada y combinada Columnas Vigas Aligerada

Cuadro 01. Elementos estructurales de los bloques


MJCA

2

2. NORMAS EMPLEADAS Normas nacionales (Reglamento Nacional de Edificaciones). - R.N.E., N.T.E. E-020 Cargas. - R.N.E., N.T.E. E-030 Diseño Sismo resistente. - R.N.E., N.T.E. E-050 Suelos y Cimentaciones. - R.N.E., N.T.E. E-060 Concreto Armado.

Normas internacionales - ACI 318S-14 Building Code Requirements for Structural Concrete - ASCE/SEI 7-10 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures - FEMA 356 Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings - ASCE/SEI 41-13 Seismic Evaluation and Retrofi t of Existing Buildings

3. PREDIMENSIONAMIENTO

El pre dimensionamiento de los elementos estructurales se desarrolló de acuerdo a las recomendaciones y propuestas por investigadores involucrados en el tema.

PRE DIMENSIONAMIENTO Ambos extremos continuos En voladizo

Losas macizas en una dirección L/28 L/10

Vigas o losas nervadas en una dirección L/21 L/8

Cuadro 02. Pre dimensionamiento de Vigas

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS (1° - 4° NIVEL)

COL PISO W (t/m2) Ata (m2) n f'c Pg=W*At p Ac (cm2) DIM. INICIAL DIM. FINAL

C-1 1° 1.05 18.23 0.30 210 19.142 1.10 935.807 0.31 x 0.31 0.25 x 0.40

C-2 1° 1.05 21.25 0.25 210 22.313 1.25 1487.500 0.39 x 0.39 0.25 x 0.60

C-1 2° 1.05 18.23 0.30 210 19.142 1.10 534.747 0.23 x 0.23 0.25 x 0.40

C-2 2° 1.05 21.25 0.25 210 22.313 1.25 850.000 0.29 x 0.29 0.25 x 0.60

Cuadro 03. Pre dimensionamiento de columnas

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS EN LA DIRECCION x-x

VIGA B b=B/20 Ln h=Ln/11 DIMENSION INICIAL DIMENSION FINAL

V-101 5.23 0.262 3.35 0.305 0.25 x 0.30 0.25 x 0.40

V-102 4.50 0.225 6.22 0.565 0.25 x 0.55 0.25 x 0.40

V-103 4.43 0.222 6.05 0.550 0.25 x 0.55 0.25 x 0.40

V-104 4.46 0.223 5.77 0.525 0.25 x 0.55 0.25 x 0.40

V-105 3.68 0.184 5.61 0.510 0.20 x 0.50 0.25 x 0.35

V-106 1.13 0.057 5.52 0.502 0.20 x 0.50 0.25 x 0.35

Cuadro 04. Pre dimensionamiento de Vigas x-x

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS EN LA DIRECCION y-y

VIGA B b=B/20 Ln h=Ln/11 DIMENSION INICIAL DIMENSION FINAL

V-101 2.89 0.145 5.06 0.460 0.25 x 0.45 0.25 x 0.35

V-102 5.47 0.274 5.55 0.505 0.30 x 0.50 0.25 x 0.40

V-103 4.26 0.213 5.55 0.505 0.25 x 0.50 0.25 x 0.40

V-104 3.49 0.175 5.55 0.505 0.25 x 0.50 0.25 x 0.40

V-105 1.31 0.066 5.55 0.505 0.20 x 0.50 0.25 x 0.35

Cuadro 03. Pre dimensionamiento de Vigas y-y


MJCA

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4. METRADO DE CARGAS El metrado de cargas que se presenta a continuación tiene como propósito determinar el peso sísmico de la estructura con la finalidad de poder hallar el cortante basal estático, el cual será comparado con el análisis dinámico a fin de verificar si es necesario escalar el espectro de sísmico para el diseño de los elementos de concreto armado, cabe mencionar que este escalamiento no afecta en el análisis de la deriva de piso. Este análisis se realizó por niveles en los cuales se indica las sobrecargas utilizadas en el modelo y los pesos de las edificación.

METRADO DE CARGAS - POR NIVELES

PISO 01

CARGA MUERTA

ELEMENTO ESTRUCTURAL N° VECES LARGO ANCHO ALTO PESO TOTAL (kg)

Losa Aligerada - e=0.20 m

1 Area= 55.165 300 16549.500

1 Area= 49.512 300 14853.510

1 Area= 48.269 300 14480.640

1 Area= 78.927 300 23678.160

1 Area= 50.208 300 15062.400

1 Area= 61.101 300 18330.210

1 Area= 18.944 300 5683.230

Columnas

C-01 18 Area= 0.100 4.100 2400 17712.000

C-02 8 Area= 0.188 4.100 2400 14760.000

Vigas

V-xx 4 12.300 0.400 0.250 2400 11808.000

V-xx 2 9.650 0.400 0.250 2400 4632.000

V-yy 4 26.750 0.400 0.250 2400 25680.000

V-yy 1 14.950 0.400 0.250 2400 3588.000

Tabiqueria

1 Area= 55.165 100 5516.500

1 Area= 49.512 100 4951.170

1 Area= 48.269 100 4826.880

1 Area= 78.927 100 7892.720

1 Area= 50.208 100 5020.800

1 Area= 61.101 100 6110.070

1 Area= 18.944 100 1894.410

TOTAL CM (tn) 223.030

CARGA VIVA

ELEMENTO ESTRUCTURAL N° VECES LARGO ANCHO ALTO S/C TOTAL (kg)


1 Area= 55.165 300 16549.500

1 Area= 49.512 300 14853.510

1 Area= 48.269 300 14480.640

1 Area= 78.927 300 23678.160

1 Area= 50.208 300 15062.400

1 Area= 61.101 400 24440.280

1 Area= 18.944 400 7577.640

TOTAL CV (tn) 116.642

S/C: Sobrecarga según el RNE, en la norma E020


MJCA

4

PISO 02

CARGA MUERTA

ELEMENTO ESTRUCTURAL N° VECES LARGO ANCHO ALTO PESO TOTAL (kg)


1 Area= 55.165 300 16549.500

1 Area= 49.512 300 14853.510

1 Area= 48.269 300 14480.640

1 Area= 78.927 300 23678.160

1 Area= 50.208 300 15062.400

1 Area= 61.101 300 18330.210

1 Area= 18.944 300 5683.230

Columnas

C-01 18 Area= 0.100 4.250 2400 18360.000

C-02 8 Area= 0.188 4.250 2400 15300.000

Vigas

V-xx 4 12.300 0.400 0.250 2400 11808.000

V-xx 2 9.650 0.400 0.250 2400 4632.000

V-yy 4 26.750 0.400 0.250 2400 25680.000

V-yy 1 14.950 0.400 0.250 2400 3588.000

Tabiqueria

1 Area= 55.165 100 5516.500

1 Area= 49.512 100 4951.170

1 Area= 48.269 100 4826.880

1 Area= 78.927 100 7892.720

1 Area= 50.208 100 5020.800

1 Area= 61.101 100 6110.070

1 Area= 18.944 100 1894.410

TOTAL CM (tn) 224.218

CARGA VIVA

ELEMENTO ESTRUCTURAL N° VECES LARGO ANCHO ALTO S/C TOTAL (kg)


1 Area= 55.165 100 5516.500

1 Area= 49.512 100 4951.170

1 Area= 48.269 100 4826.880

1 Area= 78.927 100 7892.720

1 Area= 50.208 100 5020.800

1 Area= 61.101 100 6110.070

1 Area= 18.944 100 1894.410

TOTAL CV (tn) 36.213

S/C: Sobrecarga según el RNE, en la norma E020

PESO DEL EDIFICIO

PESO DEL EDIFICIO (tn)

N° PISO CARGA MUERTA (CM) CARGA VIVA (CV) CM+0.5CV+0.25CVT

Piso 02 112.109 18.106 116.636

Piso 01 111.515 58.321 140.676

Peso total (tn) = 257.311

Imagen 02. Modelo de Acoplamiento Cercano


MJCA

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5. ANÁLISIS ESTÁTICO DE LA EDIFICACIÓN

MATRIZ DE MASAS

N° PISO PESO (tn) MASA (tn/m/s)

Piso 02 116.636 11.889

Piso 01 140.676 14.340

CALCULO DE LA CORTANTE BASAL EN LA BASE DEL EDIFICIO (V) :

PARAMETROS VALORES DESCRIPCION

Z 0.25 Zona 2 (Apurimac)

U 1.50 Edificacion para centros educativos "A"

S 1.40 Suelo intermedio

R 8.00 Sistema estructural a base de pórticos

3/4R 8.00 Por ser una estructura irregualr

Tp 1.00 Factor que depende "S"

Ht 10.45 Altura total de edificacion en metros

Analisis en la direccion X

Ctx 35.00 Factor Periodo fundamental - Porticos

T 0.30 Periodo fundamental de la Estructura

C (calculado)<2.5 8.37 Coeficiente de amplificacion sismica

C (asumido) 2.50 Coeficiente de amplificacion sismica

Kx 0.16 coeficiente de proporcionalidad

Px (Tn) 257.31 Peso total de la edificacion

Vx (Tn) 42.215 Fuerza cortante en la base de la estructura

Analisis en la direccion Y

Cty 35.00 Factor Periodo fundamental - Porticos

T 0.30 Periodo fundamental de la Estructura

C (calculado)<2.5 8.37 Coeficiente de amplificacion sismica

C (asumido) 2.50 Coeficiente de amplificacion sismica

Ky 0.16 coeficiente de proporcionalidad

Py (Tn) 257.31 Peso total de la edificacion

Vy (Tn) 42.215 Fuerza cortante en la base de la estructura

CALCULO DE LA FUERZA LATERAL DE CADA ENTREPISO - DIRECCION X

PISO PESO PISO (Tn) H PiHi PiHi/ƩPiHi Fi (Tn) Vi (Tn)

2 116.64 2.70 314.92 0.44 18.756 18.76

1 140.68 2.80 393.89 0.56 23.459 42.22

257.31

708.81

42.215

CALCULO DE LA FUERZA LATERAL DE CADA ENTREPISO - DIRECCION Y


2 116.64 2.70 314.92 0.44 18.756 18.76

1 140.68 2.80 393.89 0.56 23.459 42.22

257.31

708.81

42.215

DISTRIBUCIÓN DE FUERZAS EN AMBAS DIRECCIONES

18.76 tn (2° nivel) 42.22 tn (1° nivel)


MJCA

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6. ESPECTRO DE DISEÑO El espectro de aceleraciones se elaboró de acuerdo a las recomendaciones presentadas en la norma técnica E030 del NRE. Los parámetros de ubicación (Z), uso (U), tipo de suelo (S), periodo del suelo (Tp), fueron obtenidos de las tablas que se ubican en la norma mencionada anteriormente y es a partir de ellos que se traza el espectro de aceleraciones del modelo sísmico de esta estructura.

ESPECTRO DE SISMO SEGÚN EL PROYECTO DE LA NORMA E.030-2014

Zonificación, Según E.030-2014 (2.1)

Zona : 2

Z = 0.25 g

Parámetros de Sitio, Según E.030-2014 (2.4)

Perfil Tipo : S3

S = 1.4

TP = 1

TL = 1.6

Categoría del Edificio, Según E.030-2014 (3.1)

Categoría : Común C

U = 1.5

Coeficiente Básico de Reducción de Fuerzas Sísmicas, Según E.030-2014 (3.4)

Categoría : Concreto Armado: pórticos

R0 = 8

Restricciones de Irregularidad, Según E.030-2014 (3.7)

Restriccion: No se permiten irregularidades extremas

Factores de Irregularidad, Según E.030-2014 (3.6)

Tomar en consideración el punto 5 sobre restricciones.

Irregularidad en Altura, Ia : 01 Regular

Ia = 1

Irregularidad en Planta, Ip : 04 Esquinas Entrantes

Ip = 1

Coeficiente de Reducción de Fuerzas Sísmicas, Según E.030-2014 (3.8)

R=R0xIaxIp= 8


MJCA

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Espectro de Sismo de Diseño(Sa/g)

C T (s) Sa/g

2.500 0.000 0.164

2.500 0.020 0.164

2.500 0.040 0.164

2.500 0.060 0.164

2.500 0.080 0.164

2.500 0.100 0.164

2.500 0.120 0.164

2.500 0.140 0.164

2.500 0.160 0.164

2.500 0.180 0.164

2.500 0.200 0.164

2.500 0.250 0.164

2.500 0.300 0.164

2.500 0.350 0.164

2.500 0.400 0.164

2.500 0.450 0.164

2.500 0.500 0.164

2.500 0.550 0.164

2.500 0.600 0.164

2.500 0.650 0.164

2.500 0.700 0.164

2.500 0.750 0.164

2.500 0.800 0.164

2.500 0.850 0.164

2.500 0.900 0.164

2.500 0.950 0.164

2.500 1.000 0.164

2.273 1.100 0.149

2.083 1.200 0.137

1.923 1.300 0.126

1.786 1.400 0.117

1.667 1.500 0.109

1.563 1.600 0.103

1.384 1.700 0.091

1.235 1.800 0.081

1.108 1.900 0.073

1.000 2.000 0.066

0.826 2.200 0.054

0.694 2.400 0.046

0.592 2.600 0.039

0.510 2.800 0.033

0.444 3.000 0.029

0.250 4.000 0.016

0.160 5.000 0.011

0.111 6.000 0.007

0.082 7.000 0.005

0.063 8.000 0.004

0.049 9.000 0.003

0.040 10.000 0.003


MJCA

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Espectros de Velocidades y Desplazamientos

Sa (m/s2) Sv (m/s) Sd (m)

1.60945 0.00000 0.00000

1.60945 0.00512 0.00002

1.60945 0.01025 0.00007

1.60945 0.01537 0.00015

1.60945 0.02049 0.00026

1.60945 0.02562 0.00041

1.60945 0.03074 0.00059

1.60945 0.03586 0.00080

1.60945 0.04098 0.00104

1.60945 0.04611 0.00132

1.60945 0.05123 0.00163

1.60945 0.06404 0.00255

1.60945 0.07685 0.00367

1.60945 0.08965 0.00499

1.60945 0.10246 0.00652

1.60945 0.11527 0.00826

1.60945 0.12808 0.01019

1.60945 0.14088 0.01233

1.60945 0.15369 0.01468

1.60945 0.16650 0.01722

1.60945 0.17931 0.01998

1.60945 0.19211 0.02293

1.60945 0.20492 0.02609

1.60945 0.21773 0.02945

1.60945 0.23054 0.03302

1.60945 0.24334 0.03679

1.60945 0.25615 0.04077

1.46314 0.25615 0.04484

1.34121 0.25615 0.04892

1.23804 0.25615 0.05300

1.14961 0.25615 0.05708

1.07297 0.25615 0.06115

1.00591 0.25615 0.06523

0.89105 0.24108 0.06523

0.79479 0.22769 0.06523

0.71333 0.21571 0.06523

0.64378 0.20492 0.06523

0.53205 0.18629 0.06523

0.44707 0.17077 0.06523

0.38094 0.15763 0.06523

0.32846 0.14637 0.06523

0.28613 0.13661 0.06523

0.16095 0.10246 0.06523

0.10301 0.08197 0.06523

0.07153 0.06831 0.06523

0.05255 0.05855 0.06523

0.04024 0.05123 0.06523

0.03179 0.04554 0.06523

0.02575 0.04098 0.06523


MJCA

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7. CORTANTE BASAL ESTÁTICO El cortante basal estático es calculado con la finalidad de poder compáralo con el cortante dinámico y ver de esta forma si nuestro espectro de aceleraciones debe ser escalado. El valor de este cortante se calculó de dos formas, la primera es de forma manual como se ve en la parte 4 de esta memoria de cálculo, la segunda se obtuvo por el programa ETABS. Forma manual: Cortante Basal XX = 42.22 tn Cortante Basal YY = 42.22 tn


2 116.64 2.70 314.92 0.44 18.756 18.76

1 140.68 2.80 393.89 0.56 23.459 42.22

257.31

708.81

42.215

Corte basal - Dirección XX


2 116.64 2.70 314.92 0.44 18.756 18.76

1 140.68 2.80 393.89 0.56 23.459 42.22

257.31

708.81

42.215

Corte basal - Dirección YY Programa ETABS: Cortante Basal XX= 41.09 tn Cortante Basal YY= 41.09 tn

Corte basal - Dirección XX


MJCA

10

Corte basal - Dirección YY

TABLA RESUMEN DE CORTE BASAL – MÉTODO ESTÁTICO

8. ANÁLISIS MODAL ESPECTRAL Este análisis se desarrolló de con un modelo matemático de forma tridimensional, del cual se obtuvo las rigideces de cada uno de los pórticos con la finalidad de realizar una condensación estática y poder obtener una rigidez del sistema en coordenadas del piso. Para este modelo se consideró 3 grados de libertad por piso (diafragma rígido), 2 grados traslacionales (X e Y) y un grado rotacional (Alrededor de Z). El espectro de aceleraciones es


MJCA

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el que se mostró anteriormente, y para las combinaciones modales se usó la CQC (Combinación cuadrática completa). PERIODOS DE VIBRACIÓN Y FACTORES DE PARTICIPACIÓN MODAL

De la figura anterior podemos ver que en el modo N° 5 obtenemos un acumulativo de la participación de la masa modal mayor a 90% el cual es recomendado en la norma, por lo cual con 12 modos es más que suficiente para muestro análisis.

9. CORTANTE DINÁMICO Este valor se obtiene de la CQC realizada a todos los modos, del cual:

CORTANTE DINÁMICO DIRECCIÓN XX


MJCA

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CORTANTE DINÁMICO DIRECCIÓN YY

TABLA RESUMEN DEL CORTANTE DINÁMICO

Factor de escala

Cortante basal = 41.090 tn

80% del Cortante basal = 32.872 tn (80% para estructuras regulares)

Cortante dinámico x = 36.08 tn

Cortante dinámico y = 33.51 tn

F.E. = 0.9810

(El Espectro de Diseño no necesita ser amplificado por el F.E.)


MJCA

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10.DERIVAS DE ENTRE PISO Las derivas de entrepiso se calcularon teniendo en cuenta las siguientes consideraciones: - El primer piso de la edificación se modelo como un diafragma rígido, puesto que las

condiciones de este piso permiten la modelación como tal. - El segundo nivel de la edificación presenta un techo inclinado a dos aguas, el cual no

cumple las condiciones para el modelamiento como un diafragma rígido según las recomendaciones del ASCE/SEI 7-10, en su capítulo 12.3 “DIAPHRAGM FLEXIBILITY, CONFIGURATION IRREGULARITIES, AND REDUNDANCY”.

- EN tal sentido los cálculos de las derivas se calcularon teniendo en cuenta lo mencionado anteriormente.

SISMO ESTÁTICO CONTROL DE LA DERIVA DE PISO (Positivo)

R= 8.0

PISO DESPL. ELAST. (m) DESPL. INELAST. (m) DERIVA DE PISO X-X VERIFICACION

2 0.006624 0.052992 0.004244 CUMPLE

1 0.003255 0.026040 0.006351 CUMPLE

PISO DESPL. ELAST. (m) DESPL. INELAST. (m) DERIVA DE PISO Y-Y VERIFICACION

2 0.006243 0.049944 0.004060 CUMPLE

1 0.003020 0.024160 0.005893 CUMPLE

DERIVAS MÁXIMAS – SISMO ESTÁTICO XX - YY

SISMO DINÁMICO

CONTROL DE LA DERIVA DE PISO R= 8.0

PISO DESPL. ELAST. (m) DESPL. INELAST. (m) DERIVA DE PISO X-X VERIFICACION

2 0.006820 0.054560 0.004038 CUMPLE

1 0.003615 0.028920 0.006999 CUMPLE

PISO DESPL. ELAST. (m) DESPL. INELAST. (m) DERIVA DE PISO Y-Y VERIFICACION

2 0.006142 0.049136 0.003933 CUMPLE

1 0.003020 0.024160 0.005893 CUMPLE


MJCA

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DERIVAS MÁXIMAS – SISMO DINÁMICO XX - YY

11.CONTROL DE ESTABILIDAD DE PISO

SISMO ESTÁTICO

CONTROL DE ESTABILIDAD DE PISO

DIREC. P V C

X 257.31 42.22 0.16

Y 257.31 42.22 0.16

Direc. x

PISO PESO (tn) PESO ACUM (tn) CORTE (tn) DERIVA ALT. (m) Ɵ VERIFIC.

2 116.64 116.64 18.76 0.004244 6.35 0.0042 CUMPLE

1 140.68 257.31 42.22 0.006351 4.10 0.0052 CUMPLE

Direc. y


2 116.64 116.64 18.76 0.004060 6.35 0.0040 CUMPLE

1 140.68 257.31 42.22 0.005893 4.10 0.0048 CUMPLE

SISMO DINÁMICO

CONTROL DE ESTABILIDAD DE PISO

DIREC. P (tn) V (tn) C

X 257.31 36.08 0.14

Y 257.31 33.51 0.13

Direc x


2 116.64 116.64 18.76 0.004038 6.35 0.0040 CUMPLE

1 140.68 257.31 36.08 0.006999 4.10 0.0067 CUMPLE

Direc y


2 116.64 116.64 18.76 0.003933 6.35 0.0039 CUMPLE

1 140.68 257.31 33.51 0.005893 4.10 0.0060 CUMPLE


MJCA

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12.DISEÑO DE CONCRETO ARMADO – PÓRTICOS Nos basaremos en el Concrete Frame Design Manual, para explicar el diseño de columnas, vigas y viguetas. El Etabs viene implementado con el módulo acorde con el ACI 318-2014, se harán comentarios con la norma ACI 318-2014 y la Norma Técnica de Concreto Armado E060.

La NTE E-060 tiene las siguientes combinaciones: U 1 = 1.4 (DEAD + CM) + 1.7 (LIVE + LIVEUP ) (10.2.1) U 2 = 1.25 (DEAD + CM + LIVE + LIVEUP ) ± EQXXDIS (10.2.1) U 3 = 1.25 (DEAD + CM + LIVE + LIVEUP ) ± EQYYDIS (10.2.1) U 4 = 0.9 (DEAD + CM) ± EQXXDIS (10.2.1) U 5 = 0.9 (DEAD + CM) ± EQYYDIS (10.2.1) Para el modelamiento de las vigas que no cuentan con una sección rectangular, en este caso las vigas que corresponde al techo a dos aguas se tuvieron que realizar una modificación de sus propiedades para su modelamiento como vigas rectangulares, están modificaciones se describen en el siguiente cuadro.

VIGA VIG-01 REC 0.25x0.30 REAL % a Modificar

A Cross Section (Axial) Area 750.000 687.500 0.917

AS2 Shear Area in 2 Direction 625.000 582.347 0.932


J Torsion Constant 77515.405 68778.000 0.887

I22 Moment for Inertia About 2 Axis 39062.500 34180.000 0.875

















MJCA

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REFUERZO LONGITUDINAL


MJCA

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MJCA

18


MJCA

19


MJCA

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REFUERZO POR CORTE

Se tendrá las siguientes consideraciones en las columnas.


MJCA

21

Se tendrá las siguientes consideraciones en las vigas.


MJCA

22


MJCA

23

RADIO DE INTERACCIÓN DE COLUMNAS


MJCA

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13.DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN DEL EDIFICIO Calcularemos el módulo de la sub rasante en las zapatas de la edificación, según las recomendaciones del FEMA 356 y del ASCE/SEI 41-13 para su posterior modelamiento en el SAFE. Calculamos el Módulo de Corte inicial, según las recomendaciones del FEMA 356:

𝐺𝑜 =𝛾𝑉𝑠2

𝑔

Donde “γ” es el peso específico del suelo en libras por pie cubico, “Vs ” es la velocidad de la onda de corte en bajas deformaciones en pies sobre segundos, y “g” es la aceleración de la gravedad en pies sobre segundos al cuadrado. Las unidades del módulo de corte se expresan en libras sobre pie cuadrado. La velocidad de onda, la elegimos del apartado 1.6.1.4.1., del reporte FEMA 356. Clase A: Roca dura con velocidad de onda de corte, vs>5000 ft/s (152400 cm/s) Clase B: Roca con velocidad onda corte, 2500 ft/s (76200 cm/s)<vs 5000 ft/s (152400 cm/s) Clase C: Suelos densos, rocas sueltas, 1200 ft/s (36576 cm/s)<vs 2500 ft/s (76200 cm/s) Clase D: Suelos Rígidos, 600 ft/s (18288 cm/s)<vs 2500 ft/s (76200 cm/s) Clase E: Cualquier perfil con más de 10 pies (3 metros) de arcilla definido como un suelo con un índice plástico IP>20, o contenido de agua w>40%, vs 600 ft/s (18288 cm/s) Clase F: Suelos que requieren especial evaluación (ver el documento FEMA 356) La clasificación del suelo estará en el tipo “E”, con una velocidad de onda de corte igual a 600 ft/s (18288 cm/s).

𝐺𝑜 =𝛾𝑉𝑠2

𝑔=

(0.0018)(18288)2

981= 613.67

𝑘𝑔𝑐𝑚2⁄

El módulo de corte efectivo del suelo se calculará con la relación existente entre el módulo de corte efectivo y el módulo de corte inicial, que se especifica en la tabla 4-7 del FEMA 357. El valor de SXS, es el valor de la aceleración que corresponde al primer modo de vibración para un espectro elástico; según el cálculo para las fuerzas equivalentes estáticas equivalentes el valor de la aceleración es de 0.16g, pero trabajando con el espectro elástico debemos de multiplicarlos por el valor del factor de reducción sísmica:

𝑆𝑥𝑠 = 0.16 𝑥 8 = 1.28 El valor de “G”, será calculado de la interpolación que se obtendrán de la tabla siguiente:


MJCA

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El valor de G/Go se interpolará para un valor de Sxs/2.5 de 0.512, G/Go = 0.036. El valor del módulo de corte efectivo “G” será igual a 3341.10 Kg/cm2 (47.90 Klb/pul2).

𝐺 = 𝐺𝑜 𝑥 0.036 = 613.67 𝑥 0.036 = 22.09 𝑘𝑔

𝑐𝑚2⁄

OBTENCIÓN DEL MÓDULO DE SUBRASANTE

Según Modelo Desacoplado de Winkler

Módulo de Corte (G) = 22.09 Kg/cm2

Módulo de Poisson = 0.30

Rigidez Traslacional Ksv = 0.21 Kg/cm3

Rigidez Traslacional Ksv = 205.12 Tn/m3

PRESIONES DEL TERRENO EN LA ZAPATA


MJCA

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DISEÑO DEL ACERO EN LAS ZAPATAS

DISEÑO DEL ACERO EN SENTIDO XX

DISEÑO DEL ACERO EN SENTIDO YY


MJCA

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14.DISEÑO DE LAS VIGAS DE CIMENTACIÓN


MJCA

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15.DISEÑO DE LAS LOSAS ALIGERADAS LOSA ALIGERADA DEL PRIMER NIVEL

Cortante V11 – Momento M11



MJCA

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Acero Negativo máximo – Acero positivo máximo


MJCA

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De la imagen anterior podemos apreciar el número de varillas que se necesita en la losa en las sección es del volado y en la parte central del edificio. La distribución de acero final se procedió de la siguiente manera:

Acero-Ø3/8" N° Varillas Ancho vigueta Ancho tributario N° Viguetas N° Varillas Final Área (cm2)

Negativo 16 0.4 3.5 9 2 1.42

Positivo 9 0.4 3.5 9 1 0.71

De esta manera se procedió a calcular todos los tramos del aligerado, en forma de resumen se presenta una memoria de calcula obtenida del SAFE.

ACI 318-08 Concrete Strip Design

Geometric Properties Combination = COMB1 Strip Label = CSA13 Length = 15.37 m Distance to Top Rebar Center = 0.024525 m Distance to Bot Rebar Center = 0.024525 m

Material Properties Concrete Comp. Strength = 2100 Tonf/m2 Concrete Modulus = 2173707 Tonf/m2 Longitudinal Rebar Yield = 40788.65 Tonf/m2


MJCA

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LOSA ALIGERADA DEL SEGUNDO NIVEL Este tipo de losa será modelada en el mismo Etabs, En el cual tenemos el siguiente modelo:


MJCA

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La vigueta se modelo de forma rectangular puesto que para las cargas impuestas, en estas viguetas de la losas hacen que no se comporten como una viga “T”, en nuestro modelo de la vigueta al momento de designar la sección se realizó una modificación a las propiedades de la masa y del peso específico, el cual se redujo a un 75% del total de la vigueta rectangular, este procedimiento se realizó para no duplicar el peso de la losa. Del análisis de esta losa tenemos los siguientes resultados:

De la imagen anterior podemos apreciar el área de acero que se necesita en la losa, en las secciones del volado y en la parte central del edificio. La distribución de acero final se procedió de la siguiente manera:

Acero-Ø3/8" Área (cm2) Ancho vigueta Ancho tributario N° Viguetas N° Varillas Final Área (cm2)

Negativo 0.603 0.4 0.4 1 1 0.71

Positivo 0.517 0.4 0.4 1 1 0.71

16.

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ANALISIS Y DISEÑO SISMICO · 2016. 6. 25. · 4. METRADO DE CARGAS El metrado de cargas que se presenta a continuación tiene como propósito determinar el peso sísmico de la estructura