Memoria de Cálculo Estructural Comisariaç

Mg. Ing. Proyectos Miguel E. Crdova Cano

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MEMORIA DE CLCULO ESTRUCTURAL

PROYECTO:

MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE SEGURIDAD CIUDADANA EN EL AMBITO

DE LA COMISARIA MODELO DE LA LIBERTAD,DISTRITO DE CERRRO COLORADO

-AREQUIPA-AREQUIPA

1.00 ANTECEDENTES

Con el desarrollo del presente proyecto se busca beneficiar a la institucin policial del

distrito de Cerro Colorado mediante la construccin y mejoramiento de la comisaria

modelo de dicha institucin. El diseo Arquitectnico y de Ingeniera proyectado busca

satisfacer las necesidades, as como el desarrollo de algunas actividades diversas en

dicha comisaria. El proyecto obedece a los requerimientos y necesidades de la institucin

policial en lo que se refiere a las instalaciones. Con la finalidad de evaluar el desempeo

de la estructura proyectada, acorde con las normas vigentes de diseo sismo resistente,

norma de concreto armado y norma de albailera, se realizaron los modelos estructurales

correspondientes, teniendo como resultado un comportamiento adecuado segn lo

estipulado en las Normas antes mencionadas.

2.00 RESUMEN

El presente documento describe el anlisis de la edificacin destinada a un uso policial.

La edificacin consta de 02 mdulos:

PRIMER MODULO:

Primer piso: Consta de ambientes destinados a la ejecucin de diversas

actividades destinadas a la atencin del ciudadano y trabajos propios de la

comisaria, atencional nio y adolescente, seccin de trnsito, Servicio de guardia-

prevencin, cuarto de armera, SS.HH y cochera.

Segundo piso: Consta de un comedor, cocina, cuarto de descanso femenino y

masculino, oficina de Logstica y SS.HH.

Tercer piso: Auditorio o saln de reuniones, Consta de un armazn de prticos de

concreto Armado, techo de tijerales de acero. Asi mismo algunos ambientes en

albailera confinada destinados a cuarto de equipos, grupo electrgeno y SS.HH.

SEGUNDO MODULO:

Primer piso: Consta de ambientes destinados a mdico legista, RR.HH y SS.HH.

Segundo piso: Consta de una sala de cmara de video.

Estos mdulos han sido proyectados en base a un sistema de albailera confinada en los

primeros pisos y prticos de concreto armado.


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Una ventaja que se presenta en este tipo de sistemas es que se logra anular los

momentos en la base de las columnas ubicadas en la parte central de los ambientes en la

direccin corta del edifico producidos por efectos dinmicos tales como un sismo

3.00 CARCTERSTICAS DE LAS EDIFICACIONES

3.1 Mdulo 1:

3.1.1 Sistema Dual - Albailera confinada en la direccin Corta y Prticos

de Concreto Armado en la Direccin Larga.

3.1.2 Nmero de pisos proyectados: El proyecto contempla la construccin

de tres niveles.

3.2 Mdulo 2:

3.2.1 Sistema Dual - Albailera confinada en la direccin Corta y Prticos

de Concreto Armado en la Direccin Larga.

3.2.2 Nmero de pisos proyectados: El proyecto contempla la construccin

de 2 niveles.

4.00 PARAMETROS UTILIZADOS PARA EL ANLISIS

4.1 Caractersticas de la Estructura:

Tipo de Estructura: Sistema Aporticado.

Nmero de Pisos: 2 Pisos.

Acero(A615-G60) fy = 4200kg/cm2, = 7.85 t/m3

Concreto Armado fc = 210 kg/cm2,

E = 15,000fc =217370.651Kg/cm2, = 2.4 t/m3

Mampostera (Solida) fm= 65 kg/cm2 E =500fm = 1.8 t/m3

4.2 Especificaciones de anlisis y diseo:

CARGAS PERMANENTES (G).

Carga Muerta:

Peso de Losa Aligerada. 0.300 Tn/m2

Acabados de Piso y techo. 0.100 Tn/m2

Tabiquera. 0.150 Tn/m2

Cobertura Eternit en tijerales 0.0150 Tn/m2

Cobertura de Teja andina 0.0560 Tn/m2


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CARGAS VARIABLES (Q).Cargas Vivas :

Dormitorios 0.250 Tn/m2

Lugares de asamblea 0.400 Tn/m2

Corredores y Escaleras 0.400 Tn/m2

Cobertura Sobre techo tijerales 0.015 Tn/m2

Cubiertas 0.050 Tn/m2

Cuarto de equipos y grupo electrgeno 0.500Tn/m2

Carga Viva para el montaje, Se considerara a diez personas con un

peso promedio de 80 Kg, se tiene:

L = nmeropersonas*peso= 3*80(kg) luz 16.25m

LIVE = 14.77 Kg/m

Techo en tijerales (Cubiertas):

Velocidad de diseo del viento:

La velocidad de diseo del viento hasta 10 m de altura ser la velocidad mxima

adecuada a la zona de ubicacin de la edificacin (Ver Anexo 2) pero no menos

de 75 Km/h. La velocidad de diseo del viento en cada altura de la edificacin se

obtendr de la siguiente expresin, segn anexo 2.

Vh : velocidad de diseo en la altura h en Km/h

V : velocidad de diseo hasta 10 m de altura en Km/h

H : altura sobre el terreno en metros

Para Arequipa la velocidad de diseo hasta 10m de altura

V = 85km/h, por lo que consideraremos 85 Km/h, la altura

H = 9.43m.

Vh : 85 Km/h

Carga de Viento:

Velocidad bsica del viento: 85 Km/hora

Barlovento (Coeficiente elico de presin)


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Direccin del viento Cp = +0.30

Sotavento (Coeficiente elico de Succin)

en las caras opuestas a la direccin del viento Cs = -0.60

Inclinacin de techo 22

Carga de Viento:

Velocidad bsica del viento: 85 Km/hora

Barlovento (Coeficiente elico de presin)

Direccin del viento Cp = +0.80

Sotavento (Coeficiente elico de Succin)

en las caras opuestas a la direccin del viento Cs = -0.60

Variacin de temperatura: 19 C

CARGAS ACCIDENTALES (A).

Carga de Sismo : Anlisis Modal.

4.3 Caractersticas de los materiales:

Resistencia a la Compresin de Vigas, columnas : fc = 210.0 Kg / cm2.

Resistencia a la Compresin Cimentacin : fc = 210.0 Kg / cm2

Resistencia a la Compresin en Escaleras : fc = 210.0 Kg / cm2.

Resistencia a la Compresin en Columnas de tabiques y parapetos

: fc = 175.0 Kg / cm2

Mdulo de Elasticidad del Concreto :

fc = 210 Kg/cm2 - Ec = 2173706.51 Tn / m2

fc = 175 Kg / cm2 Ec = 1984313.48 Tn / m2 Peso Unitario del Concreto :y= 2400.0 Kg / m3

Peso unitario de albailera :y= 1800.0 Kg / m3

Esfuerzo de fluencia del acero de refuerzo : fy = 4200.00 Kg / cm2

Resistencia de las unidades de mampostera : fb = 130.0 Kg / cm2

Prismas de mampostera Mortero PC 1 : fm = 65.0 Kg / cm2

Mdulo de Elasticidad de mampostera : Em = 32 500.0 Kg/ cm2

Mdulo de Corte : Gm = 5 000 Kg / cm2

Relacin de Poisson del Concreto : = 0.20

Relacin de Poisson de las unidades de mampostera : = 0.25

4.4 Parmetros Empleados para el Anlisis Dinmico:


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Departamento Arequipa

Zona Ssmica 3

Factor de Zona Z= 0.40

Edificiacin

INSTITUCION

POLICIAL

Tipo de Edificacin Esencial

Categora de la Fabricacin A

Factor de Uso U= 1.50

Sistema Estructural SISTEMA DUAL

Factor de Ductibilidad R= 7.00

Configuracin Estructural Regular

Coeficiente de Reduccin R= 7.00

Tipo de Suelo S3

Descripcin del Sueldo

SUELDOS FLEXIBLES O

CON ESTRATOS DE

GRAN ESPESOR

Factor de Sueldo S= 1.4

Tp= 0.90

DETERMINACIN DEL PERIODO FUNDAMENTAL

DE LA ESTRUCTURA DATOS GENERALES DE DISEO

MTODO DINMICO ANLISIS POR

SUPERPOSICIN ESPECIAL

Aceleracin Especial Sa=Z.U.C.g.R-1

Determinacin del factor de amplificacin

ssmica y la aceleracin especial

Factor del Ampliacin Ssmica

C=2.5 (Tp/T) < 2.5

Incremento del Periodo Fundamental 0.20 seg

Inicio del periodo Fundamental 0.10.seg

Periodo

Fundamental

de la

Estructura

T(seg)

Facto de

Amplificacin

Ssmica C

Espectral

Aceleracin Sa/g

g=9.81m/s2 Aceleracin de la gravedad

5.00 DEFINIR COMBINACIONES DE CARGA DE DISEO.

Las combinaciones de diseo se realizaran empleando los coeficientes de

amplificacin dados en la norma peruana.

U = 1.4 CM + 1.7 CV

U = 1.25 (CM + CV ) Cs

U = 0.9 CM Cs

Combinacin de carga de diseo para la direccin X.

COMBC1 = 1.4 CM + 1.7CV

COMBC2 = 1.25(CM + CV ) + Csx

COMBC3 = 1.25(CM + CV ) Csx

COMBC4 = 0.9 CM + Csx

COMBC5 = 0.9 CM Csx

ENVOLCX = COMB1+COMB2+COMB3+ COMB4+ COMB5

Combinacin de carga de diseo para la direccin Y.

COMBC7 = 1.4 CM + 1.7CV

COMBC8 = 1.25(CM + CV ) + Csy

COMBC9 = 1.25(CM + CV ) Csy

COMBC10 = 0.9 CM + Csy


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COMBC11 = 0.9 CM Csy

ENVOLCY = COMB7+COMB8+COMB9+ COMB10+ COMB11

Combinacin de carga de diseo para las estructuras de Acero.

COMBA1 = 1.4 CM

COMBA2 = 1.2 CM + 1.6CV + 0.5R

COMBA3 = 1.2 CM + 1.6CV + 0.8Vientox

COMBA4= 1.2 CM + 1.3Vientox + 0.5CV + 0.5R

COMBA5 = 1.2 CM + 1Csx + 0.5CV

COMBA6 = 1.2 CM 1Csx + 0.5CV

COMBA7 = 0.9 CM + 1.3Vientox

COMBA8 = 0.9 CM - 1.3Vientox

COMBA9 = 1.2 CM + 1Csy + 0.5CV

COMBA10 = 1.2 CM 1Csy + 0.5CV

ENVOLAx = COMBA1+ COMBA2+ COMBA3+ COMBA4+ COMBA5+

COMBA6+COMBA7+ COMBA8

ENVOLAy = COMBA1+ COMBA2+ COMBA3+ COMBA4+ COMBA7+

COMBA8+COMBA9+ COMBA10

R = Carga de lluvia o de granizo (Se utiliz carga de granizo). No ser necesario

considerar acciones de sismo y viento simultneamente. Las cargas de granizo se

consideraran como carga vivas.

6.00 ANALISIS ESTRUCTURAL DE LA ESTRUCTURA RESISTENTE

La edificacin se idealiz como un ensamblaje de muros de albailera confinados por

elementos de concreto armado en la direccin corta y prticos de concreto armado en la

direccin larga.

Se utiliz en las estructuras planteadas un modelo de masas concentradas considerando

3 grados de libertad para el entrepiso, la cual evala 2 componentes ortogonales de

traslacin horizontal y una componente de rotacin

Cabe indicar que el presente anlisis es del tipo tridimensional por combinacin modal

Espectral, considerndose el 100 % del espectro de respuesta de pseudo-aceleracin en

cada direccin por separado segn la norma vigente E030.El anlisis estructural de la

estructura resistente, se la realiz ntegramente en el programa ETABS NON LINEAL

versin 9.5.0Las formas de modo y frecuencias, factores de participacin modal y

porcentajes de participacin de masas son evaluados por el programa.

Se consider una distribucin espacial de masas y rigidez adecuada para el

comportamiento dinmico de la estructura analizada. Para la determinacin de los

desplazamientos mximos se trabaj con el espectro de diseo de la norma E030,

multiplicando los desplazamientos mximos por el factor0.75R, obtenindose estos

valores conforme a la norma vigente.


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Por requerimientos de la norma E030. La estructura debe estar sometida por lo menos al

90 % de la fuerza esttica basal para estructuras irregulares y el 80 % de esta fuerza para

estructuras regulares, siendo necesario escalar la fuerza ssmica dinmica en caso de

que esta fuera menor a la mnima.

La cimentacin ha sido planteada en base a Zapatas y cimientos corridos y una viga de

cimentacin sobre este cimiento, de tal manera de absorber los esfuerzos por flexin

producidos en la cimentacin. Los esfuerzos de corte y punzonamiento han sido

absorbidos por el concreto.

Entre las ventajas que ofrece emplear este sistema estructural esta: la distribucin

uniforme de presiones sobre el terreno con la consecuente distribucin uniforme delos

esfuerzos producidos en la misma, adems, de facilitar el proceso constructivo ms an si

los trabajos se llevan en tiempos de lluvia.

7.00 ANLISIS DE LOS MUROS DE ALBAILERIA CONFINADA

7.1 Consideraciones Generales

El anlisis de la edificacin se realiz segn los requisitos de resistencia y

seguridad estipulados en las normas de albailera E070 y Sismo resistente E030

vigentes, el mtodo empleado es el de rotura en la albailera confinada para lo

cual se asume el comportamiento elstico de los muros ante sismos moderados y

en la ocurrencia de una falla por fuerza cortante en los pisos inferiores producida

por terremotos severos se descarta la posibilidad de una falla por flexin. Los

elementos de concreto armado han sido verificados ante la accin de un sismo

moderado de tal manera de garantizar la disipacin de energa previa a la falla de

los muros, los elementos de confinamiento de los muros han sido diseados para

soportar la carga que produce el agrietamiento del muro ante sismo severo, de tal

manera de proporcionar una resistencia. Para determinar las mximas fuerzas de

seccin (momentos flectores, fuerzas axiales y cortantes) se utilizaron espectros

reducidos con el coeficiente de reduccin R dado por la norma E030 (Diseo

Sismo rresistente) en cada una delas dos direcciones principales de anlisis. Las

fuerzas de diseo de las secciones de concreto se obtuvieron de los mximos

esfuerzos producidos segn las combinaciones de cargas estipuladas en la norma

de concreto Armado E.60en la seccin 10.2 (Resistencia Requerida).

7.2 Anlisis por Carga Vertical en la Albailera Confinada

Se ha verificado que esfuerzo en compresin en la zona inferior de los muros dela

albailera confinada no sobrepase el 15.0 % de la resistencia a la compresin de

la albailera Fm 0.15.Fm adems si > 0.05.Fm se colocar refuerzo

horizontal continuo con una cuanta =0.1% anclado a las columnas.

7.3 Anlisis Elstico ante Sismo Moderado


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Se ha evaluado la respuesta de la edificacin ante la solicitacin de un sismo

moderado el cual equivale al 50% de un sismo severo para lo cual se ha generado

un espectro de pseudos aceleracin segn lo estipulado e la norma de diseo

sismo resistente E030 vigente considerando un factor de reduccin por ductilidad

de 3, de tal manera de verificar en cada muro que fuerza cortante actuante no

sobrepase el 50% de la resistencia al corte del muro de la siguiente manera:

( )

;

Donde:

Ve : Fuerza cortante actuante en cada muro del Anlisis elstico.

Me : Momento flector actuante en cada muro del Anlisis elstico.

vm : Resistencia caracterstica de muretes a Compresin diagonal

: Reduccin de resistencia al corte por esbeltez del muro

: Esfuerzo de compresin axial en el muro.

L : longitud total del muro

t : Espesor del muro

7.4 Evaluacin ante Sismo Severo

Se ha supuesto que los muros del primer nivel fallan por corte ante una fuerza

igual a su capacidad resistente VRi.

Se ha obtenido los esfuerzos ssmicos en cada Muro (Vu, Mu) amplificando

losesfuerzos elsticos obtenidos ante ssmo moderado (Ve, Me) por el factor

VRli/Vei verificndose para cada muro que no se agriete ante sismo severo para lo

cual Vu


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ocasione una distorsin del orden de 1/200, lmite para la resistencia de la

albailera; es en este estado en el cual se han diseado los confinamientos.

8.00 ANLISIS Y DISEO DE CIMENTACIN.

La cimentacin de las estructuras planteadas ha sido dimensionada de acuerdo alas

cargas verticales a las que se encuentra sometida de tal manera de obtener una presin

de contacto contra el terreno casi uniforme en toda la cimentacin. Para minimizar los

asentamientos diferenciales y para absorber los momentos de volteo producidos por las

fuerzas ssmicas se han planteado Zapatas Aisladas y Cimientos corridos, Conectadas

con vigas de cimentacin, el cimiento formando una seccin T invertida la cual

proporciona una gran inercia al volteo de la cimentacin.

El anlisis y diseo estructural de la cimentacin ha sido realizado en hojas de clculo y

en el software denominado SAFE Vs. 8.0.0 el cual es un software que permite realizar el

anlisis de la cimentacin en base al mtodo de elementos finitos permitiendo verificar la

distribucin de presiones en la base de los cimientos. Con la finalidad de evaluar los

esfuerzos a los cuales se someter la cimentacin se ha idealizado al suelo por resorte

con una rigidez equivalente a su correspondiente mdulo de reaccin de la sub rasante o

mdulo de Balasto Ks.

9.00 Diseo de los Elementos de Concreto Armado

A. Consideraciones Generales

Para determinar las mximas fuerzas de seccin (momentos flectores, fuerzas

axiales y cortantes) se utilizaron espectros reducidos con el coeficiente de

reduccin R dado por la norma E030 ( Diseo Sismo resistente ) para la

estructuracin predominante en cada una de las dos direcciones principales de

anlisis. Las fuerzas de diseo de las secciones de concreto se obtuvieron de los

mximos esfuerzos producidos segn las combinaciones de cargas estipuladas en

la norma de concreto Armado E060 en la seccin 10.2 (Resistencia Requerida).

Adicionalmente a lo estipulado en la Norma E060 para el diseo sismo resistente

de elementos de concreto armado se considero lo estipulado en la Norma de

Construccin de Concreto Estructural ACI 318-2003 la cual menciona en el

Captulo 21 Disposiciones Especiales para el Diseo Ssmico en la seccin 21.2

Requisitos Especiales. Dice lo siguiente:

En regiones de elevado riesgo ssmico o para estructuras a las que se les ha

asignado un comportamiento ssmico o categora de diseo alto (Categora A),

deben usarse prticos especiales resistentes a momento, cuyos elementos

estructurales cumplan con las Disposiciones Especiales para el Diseo Ssmico.

Cabe mencionar que segn propuesta del ACI para edificaciones en regiones de

riesgo ssmico moderado o para estructuras a las que se les a asignado un

comportamiento ssmico o categora de diseo intermedio (categora A) la

resistencia de diseo al corte de vigas y columnas se tomar al mayor de las


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producidas en base a la suma del corte asociado con el desarrollo del momento

nominal del elemento en cada extremo restringido de la luz libre ms el corte

producido por cargas factorizadas gravitacionales y El corte mximo obtenido

delas combinaciones de cargas de diseo que incluye el efecto ssmico E,

considerando E como el doble de lo prescrito por el cdigo de diseo ssmico

vigente.

De los resultados obtenidos para la fuerza de corte considerando en la

combinacin de cargas el factor de carga asociado a E como el doble de su valor

(propuesta del ACI) y el obtenido de considerar la mxima de la combinacin de

cargas establecidas en la norma E060 se ha considerado para el diseo por corte

el mximo obtenido segn las combinaciones de carga de la Norma E060 puesto

que este valor es mayor al obtenido segn la propuesta del ACI.

B. Verificacin de Losas

Se modelo la estructura como un sistema de entramado de viguetas apoyadas,

monolticamente en sus apoyos, esto debido a que segn la Norma Tcnica de

Concreto Armado E060 la cual estipula lo siguiente Cuando una barra concurre en

otra que es 8 veces ms rgida, puede suponerse que esta barra est empotrada

sobre la ms rgida, por lo tanto se supondr que los apoyos de la viguetas (vigas)

pueden ser modelados como articulados o simplemente apoyados. Para el anlisis

se consideraron todas las cargas uniformemente distribuidas, para obtener el

mayor momento positivo, se tuvo en cuanta la posibilidad de que las cargas

alternasen los distintos paos. Para la estimacin de los momentos mximos

negativos se supuso el total de la carga muerta y carga sobrecarga en todo el

largo de los paos En el modelo se consider a los apoyos de la losa sobre vigas

como articulados. El modelo se realiz en programa de computadora Etabs

Versin 9.5.0.

C. Verificacin de Vigas

El diseo de la seccin se realiz segn lo estipulado en la norma de Concreto

Armado E060 para el diseo de elementos en flexin; as mismo se verific los

requerimientos estipulado en las Disposiciones especiales para el Diseo Ssmico.

Se consider una cuanta mnima de 14/ fy (segn el ACI min=0.33%), cabe

mencionar que segn la Norma Peruana E060 la cuanta mnima es del orden del

0.24 %. Se consider la cuanta mxima de 0.025 segn el ACI, se verifico que las

reas de acero propuestas en la cara de los nudos y a lo largo del elemento

cumplan con las Disposiciones Especiales para el Diseo Ssmico. El diseo por

corte de los elementos se realiz considerando como fuerza de corte al mayor de

los calculados a partir de las resistencias nominales de las secciones con el rea

propuesta considerando el 1.25 del esfuerzo de fluencia del acero en traccin y la

proveniente del mximo producida por la combinacin de cargas ( la combinacin

mxima de cargas fue obtenida en el programa ETABS considerando los

esfuerzos ms desfavorables producidos segn las combinaciones de cargas


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estipuladas para el diseo de los elementos de concreto armado segn la Norma

E060 y los requerimientos estipulados en la Norma de Diseo sismo resistente

E030) La distribucin del refuerzo por corte se realiz considerando los

espaciamientos mximos permitidos para elementos diseados para resistir fuerza

por sismo. Estos espaciamientos fueron calculados considerando el mximo

espaciamientos producido entre los considerados por confinamiento a un

espaciamiento mximo de d/4 y los requeridos para absorber las fuerzas de corte

determinadas en base a los momentos nominales de vigas y la mxima fuerza de

corte producida de las combinaciones de cargas incluido el sismo, el

espaciamiento determinado segn lo descrito anteriormente fue repartido en la

seccin crtica equivalente a una distancia de 2h; fuera de la longitud de

confinamiento el espaciamiento fue determinado con un espaciamiento de d/2.

D. Verificacin de Columnas

Para el diseo de columnas se realiz un diseo biaxial. Para considerar los

efectos de esbeltez se hace referencia a lo estipulado en la Norma E060

(seccin12.10.2) por lo cual se realiz la amplificacin de momentos usando un

anlisis P - considerando las cargas gravitacionales (Cargas muertas y

sobrecargas). El anlisis se realiz en el programa ETABS. En la verificacin del

refuerzo se consider una cuanta mnima de 1% de acuerdo a la norma vigente

E060 ( seccin 12.4.2 ) Cabe indicar que la norma tambin dispone ( seccin 12.5

) que Cuando un elemento sujeto a compresin tenga una seccin transversal

mayor a la requerida por condiciones de carga, el refuerzo mnimo y la resistencia

ltima podrn basarse en un rea efectiva reducida mayor o igual a del rea

total: Asimismo, en reglamento ACI establece que para elementos sometidos a

compresin con una carga actuante Pu 1.fc.Ag estos elementos deben cumplir

los requerimientos de miembros en flexin (min=0.33%). Sobre esta base se

concluye que el refuerzo longitudinal es suficiente. Tambin se compar la fuerza

cortante resistente (suma de fuerzas cortantes en base a los momentos nominales

de vigas considerando el 1.25 del esfuerzo de fluencia del acero en la parte

superior e inferior de la columna) con la fuerza cortante requerida segn el anlisis

para estimar la resistencia del concreto frente a fuerzas cortantes. Los

requerimientos establecidos para el refuerzo transversal se encuentran detallados

en la seccin 13.7 (Disposiciones Especiales para el Refuerzo Transversal en

Elementos que Resistan Fuerzas de Sismo).Se verific la formacin de rtulas en

las secciones crticas de vigas en ambas direcciones de tal manera de garantizar

la formacin de rtulas plsticas se realice primero en la vigas para lo cual se

determin las resistencias nominales de vigas concurrente en el nudo en cada

direccin en base al 1.25 de esfuerzo de fluencia del acero en traccin . Para esto

se consider la expresin propuesta por el ACI con un factor de 1.2 de la siguiente

manera: Mnc1.2Mnv; los momentos nominales en las columnas fueron

determinados usando el mtodo de compatibilidad de deformaciones la cual tiene

como ecuacin de diseo Pu=Cc+Ts (Donde Cc representa la compresin del

concreto y Ts representa la traccin del acero).Cabe sealar que en la Norma


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E060 el factor especificado para la ecuacin de verificacin de rtulas plsticas es

de 1.4 con lo cual en algunos nudos no se cumple esta condicin; esto es

comprensible debido a las nuevas exigencias dela norma actual E030 no son

consideradas en la norma E060.La distribucin de acero de por corte se realiz en

pase a lo estipulado segn la Norma E060.

E. Verificacin de Escaleras

El diseo de escaleras se realiz considerando que estas son elementos de

escapeen caso de que ocurra un siniestro (sismo, incendio, etc.). Las escaleras

son elementos muy rgidos, por lo que su mala ubicacin en planta puede ubicar

problemas de torsin ssmica. El diseo ssmico se realiz en el programa ETABS

considerando el espectro de repuesta para una edificacin de categora A

F. Verificacin de Cimentaciones

Las zapatas de las estructuras planteadas han sido dimensionadas de acuerdo a

las cargas verticales a las que se encuentra sometida de tal manera de obtener

una presin de contacto contra el terreno casi uniforme en toda la cimentacin,

esto se trata de conseguir haciendo coincidir la ubicacin de la resultante de

cargas actuantes en cada zapata con su centro de gravedad. El anlisis se realiz

despreciando el efecto hiperesttico de las columnas como si la viga estuviese

simplemente apoyada. Cabe mencionar que mejores modelos se pueden lograr

modelando la cimentacin y la superestructura, en forma conjunta; para estudiar

su comportamiento en forma global en lo referente a esfuerzos, deformaciones y

costos, ya que al asumir condiciones de empotramiento no siempre se refleja en el

suelo y tipo de cimentacin optado. En estos modelos planteados el suelo puede

ser modelado a travs de resortes estticos equivalentes a nivel de base, rigidez

(esttica) cero-frecuencia. Por masas continuas y resortes distribuidos vertical a

travs del perfil del suelo. Elementos finitos, admite cambios de la rigidez del

suelo, modelar el amortiguamiento radial. Todos estos modelos pueden ser

analizados en los softwares avanzados de computadora, tales como el Etabs.

La edificacin consta de 02 mdulos uno de 02 pisos y el otro de 03 pisos

respectivamente

10.00 CLCULO DE LOS DESPLAZAMIENTOS SEGN NORMA DE DISEOSISMO

RESISTENTE E - 030.

A. MDULO I:

CLCULO DEL CORTANTE EN LA BASE DEL CASO ESTTICO.

Por requerimientos de la norma E030 la estructura debe estar sometida por lo menos al

90 % de la fuerza esttica basal para estructuras irregulares y el 80 %de esta fuerza para

estructuras regulares.


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PRIMER MODULO:

Primer piso: Consta de ambientes destinados a la ejecucin de diversas

actividades destinadas a la atencin del ciudadano y trabajos propios de la

comisaria, atencional nio y adolescente, seccin de trnsito, Servicio de guardia-

prevencin, cuarto de armera, SS.HH y cochera.

Segundo piso: Consta de un comedor, cocina, cuarto de descanso femenino y

masculino, oficina de Logstica y SS.HH.

Tercer piso: Auditorio o saln de reuniones, Consta de un armazn de prticos de

concreto Armado, techo de tijerales de acero. Asi mismo algunos ambientes en

albailera confinada destinados a cuarto de equipos, grupo electrgeno y SS.HH.

Cumple con el requerimiento de fuerza esttica basal con ms del 80% para

estructuras regulares

Para el clculo de los desplazamientos y derivas, a los resultados del anlisis los

multiplicamos por el 75% del coeficiente de reduccin ssmica R y comprobamos si

estn sobre el valor mximo que estipula la norma. El desplazamiento mximo en

cualquier punto evaluado para estructuras de concreto armado no debe ser mayor al 0.7

% de la altura al nivel de referencia al que se evala, por lo tanto la deriva mxima ser =

0.007 Procedemos a evaluarlos desplazamientos Slo nos interesan los resultados del

anlisis dinmico.

Procedemos a evaluar los desplazamientos para el diafragma del primer nivel,

seleccionamos la tabla Diaphragm CM Displacements.

Story Diaphragm Load UX UY UZ RX RY RZ POINT X

STORY1 D1 Csx 0.0013 0 0 0 0 0 25.5 20.57

STORY1 D2 CsY 0 0.0003 0 0 0 0.00001 25.5 20.57

0.0013

0.0068

OK

MAYOR DESPLAZAMIENTO ES

multiplicado por 0.75R

Procedemos a evaluar las derivas, evaluaremos primero las derivas para el

diafragma, seleccionamos el cuadro DiaphragmDrifts.


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Story Item Load Point X Y Z DrittX DrittY

STORY1 Diaph D1 X Csx 40 42.65 7.15 3.2 0.000473

STORY1 Diaph D1 Y Csx 31 0 7.15 3.2 0.000005

STORY1 Diaph D1 X CsY 40 42.65 7.15 3.2 0.000007

STORY1 Diaph D1 Y CsY 31 0 7.15 3.2 0.00014

MAYOR DESPLAZAMIENTO ES 0.000473

multiplicado por 0.75R 0.0024833

OK

Mximos desplazamientos de puntos

MAYOR DESPLAZAMIENTO PISO 1 0.0013 0.0004 0.0008 0.0005 0.00112 0.00001

multiplicado por 0.75R 0.0068 0.0021 0.0042 0.0026 0.0059 0.0001

OK OK OK OK OK OK



OK OK OK OK OK OK



OK OK OK OK OK OK

B. MDULO 2:

CLCULO DEL CORTANTE EN LA BASE DEL CASO ESTTICO.

Por requerimientos de la norma E030 la estructura debe estar sometida por lo

menos al 90 % de la fuerza esttica basal para estructuras irregulares y el 80 %de

esta fuerza para estructuras regulares.

SEGUNDO MODULO:

Primer piso: Consta de ambientes destinados a mdico legista, RR.HH y SS.HH.

Segundo piso: Consta de una sala de cmara de video.


|

Cumple con el requerimiento de fuerza esttica basal con ms del 80% para

estructuras regulares

Para el clculo de los desplazamientos y derivas, a los resultados del anlisis los

multiplicamos por el 75% del coeficiente de reduccin ssmica R y comprobamos si

estn sobre el valor mximo que estipula la norma. El desplazamiento mximo en

cualquier punto evaluado para estructuras de concreto armado no debe ser mayor al 0.7

% de la altura al nivel de referencia al que se evala, por lo tanto la deriva mxima ser =

0.007 Procedemos a evaluarlos desplazamientos Slo nos interesan los resultados del

anlisis dinmico.

Procedemos a evaluar los desplazamientos para el diafragma del primer nivel,

seleccionamos la tabla Diaphragm CM Displacements.

Story Diaphragm Load Ux Uy Rx Ry Rz Point X Y Z

STORY1 D1 Csx 0.0003 0 0 0 0 56 4.458 13.8 3.1

STORY1 D1 Csy 0 0.0012 0 0 0 56 4.458 13.8 3.1

0.0012

0.0063

OK



Procedemos a evaluar las derivas, evaluaremos primero las derivas para el diafragma,

seleccionamos el cuadro Diaphragm Drifts.

Story Item Load POINT X Y Z DrittX DrittY

STORY1 Diaph D1 x Csx 33 5.375 27.85 3 0.00011


STORY1 Diaph D1 x Csx 33 5.375 27.85 3 7E-06


0.00051

0.00267

OK



Mximos desplazamientos de puntos.

MAXIMO DESPLAZAMIENTOS UX UY UZ RX RY RZ

MAYOR DESPLAZAMIENTO PISO 1 0.0003 0.0012 0.0006 0.00114 0.00028 0

multiplicado por 0.75R 0.0016 0.0063 0.0032 0.0060 0.0015 0

OK OK OK OK OK OK



OK OK OK OK OK OK


|

BIBLIOGRAFA

1. Normas Peruanas de Estructuras. Normas Tcnicas para Suelos y Cimentaciones E050

, Normas Tcnicas para Concreto Armado E060 , Norma Tcnicas de Albailera E070 ,

Norma Tcnica de Edificacin E030 Diseo Sismo resistente, Norma de Cargas E020 .

Lima Per.

2. Captulo Peruano del American Concrete Institute ACI 318 2003: Normas de

Construcciones en Concreto Estructural I , Edicin 2000 , Lima - Per.

3. Dr. Jorge Alva Hurtado, Dr. Hugo Scaletti Farina, Ing. Julio Rivera Feijo, Ing. Roberto

Morales M., Ing. Luis Zegarra C., Ing. Eduardo Gamio A., Ing. Cesar Fuentes Ortiz,

Ing. Carlos Casabonne R.: Cimentaciones de Concreto Armado en Edificaciones, ACI,

Segunda Edicin 1993.

4. Dr. Luis Miguel Bozzo Rotondo, Dr. Horia Alejandro Barbat Barbat: Diseo Sismo

rresistente de Estructuras, Instituto de la Construccin y Gerencia, Edicin2001 - 2002.

5. Ing. Angel San Bartolom, Anlisis de Edificios, Pontificia Universidad Catlicadel Per,

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6. Ing. Roberto Morales Morales : Diseo en Concreto Armado, Instituto de la

Construccin y Gerencia, Edicin 2001 - 2002.

7. Ponencias II Congreso Nacional de Estructuras y Construccin, ACI Per, Diciembre

del 2000.

8. Ponencias XIII Congreso Nacional de Ingeniera Civil, XIII CONEIC 2001Puno,

Noviembre del 2001

9. Juan Ortega Garca: Concreto Armado I y II, Cuarta Edicin, Setiembre 1993.Lima -

Per.

10. Wilson E. Habibullac: The ETABS 9.5.0

Documents

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