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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAS COLEGIOS INNOVA SCHOOL PIMENTEL” UBICACIÓN: DISTRITO: PIMENTEL, PROVINCIA: CHICLAYO, REGION: LAMBAYEQUE TIPO DE ANALISIS: ANALISIS SISMICO POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL (ANALISIS DINAMICO) NORMA CONSIDERADAS: CARGAS E020, DISEÑO SISMORRESISTENTE E030, SUELOS Y CIMENTACIONES E050, CONCRETO ARMADO E060, ALBAÑILERIA E070. MAYO - 2013

Memoria Estructura

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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAS

“COLEGIOS INNOVA SCHOOL – PIMENTEL”

UBICACIÓN: DISTRITO: PIMENTEL, PROVINCIA: CHICLAYO, REGION: LAMBAYEQUE TIPO DE ANALISIS: ANALISIS SISMICO POR SUPERPOSICION MODAL

ESPECTRAL (ANALISIS DINAMICO)

NORMA CONSIDERADAS: CARGAS E020, DISEÑO SISMORRESISTENTE E030,

SUELOS Y CIMENTACIONES E050, CONCRETO ARMADO E060,

ALBAÑILERIA E070.

MAYO - 2013

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MEMORIA DE CÁLCULO - GOLEGIO INNOVA SCHOOL - PIMENTEL

MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAS

“INNOVA SCHOOL – PIMENTEL”

1. DESCRIPCION DEL PLANTEAMIENTO ESTRUCTURAL

La estructura proyectada consta de 6 bloques según se ha denominado en el plano de estructuras,

en la cual el bloque A tiene 3 módulos típicos de 2 niveles destinado al uso de aulas, está

estructurado en el eje X (mayor lado), como un sistema de pórticos Regular en el cual las

acciones sísmicas son resistidas por los pórticos de concreto, el eje Y está estructurado como un

sistema Albañilería armada Regular, en el cual las acciones sísmicas son resistidas por muros de

albañilería armada, bloque B tiene 3 módulos típicos de 2 niveles destinado al uso de aulas, está

estructurado en el eje X (mayor lado), como un sistema de pórticos Regular en el cual las

acciones sísmicas son resistidas por los pórticos de concreto, el eje Y está estructurado como un

sistema Albañilería armada Regular, en el cual las acciones sísmicas son resistidas por muros de

albañilería armada, bloque C cuenta con modulo 1 y 2 de 2 niveles cada uno, modulo 1, primer

piso se encuentra: sala de profesores, ss.hh., cocina, despensa, cuarto técnico, dep. de limpieza,

lava ropas, ss.hh. hombres, ss.hh. mujeres, ascensor discapacitado, Modulo 1, segundo piso se

encuentra: sala de ciencias, oficina director, deposito limpieza, lava ropas, ss.hh. hombres, ss.hh.

mujeres, ascensor discapacitado. Modulo 2, al uso de aulas, está estructurado en el eje X (mayor

lado), como un sistema de pórticos Regular en el cual las acciones sísmicas son resistidas por

los pórticos de concreto, el eje Y está estructurado como un sistema Albañilería armada Regular,

en el cual las acciones sísmicas son resistidas por muros de albañilería armada. Bloque D cuenta

con modulo 1 y 2 de 2 niveles. Modulo 1, destinado al uso de aulas, Modulo 2, primer piso se

encuentra: aulas, lavado de ropas, ss.hh. discapacitados, cuarto técnico, ss.hh. hombres, ss.hh.

mujeres, segundo piso se encuentra: aulas, lavado de ropas, ss.hh. discapacitados, cuarto técnico,

ss.hh. hombres, ss.hh. mujeres, está estructurado en el eje X (mayor lado), como un sistema de

pórticos Regular en el cual las acciones sísmicas son resistidas por los pórticos de concreto, el eje

Y está estructurado como un sistema Albañilería armada Regular, en el cual las acciones

sísmicas son resistidas por muros de albañilería armada., Bloque E cuenta con modulo 1, 2 y 3 de

2 niveles. Modulo 1, destinado al uso de aulas, Modulo 2, primer piso se encuentra: aulas, deposito

de libros, cuarto técnico, ss.hh. hombres, ss.hh. mujeres, segundo piso se encuentra: aulas, lavado

de ropas, deposito, ss.hh. hombres, ss.hh. mujeres, Modulo 3, primer piso se encuentra: ingreso,

aula 7, administración, secretaria, segundo piso se encuentra: aulas, 9 y 10, está estructurado en el

eje X (mayor lado), como un sistema de pórticos Regular en el cual las acciones sísmicas son

resistidas por los pórticos de concreto, el eje Y está estructurado como un sistema Albañilería

armada Regular, en el cual las acciones sísmicas son resistidas por muros de albañilería armada.,

Bloque F cuenta con modulo 1, 2, 3, 4 y 5 de un nivel. Modulo 1, destinado al uso de almacén,

Modulo 2, 3 y 4 (típicos), dedicado al uso de aulas, Modulo 5, destinado al uso de: dirección y

ss.hh., sala de reuniones, coordinador, sala 1, sala 2, psicología, tópico, ss.hh., todos los módulos

del bloque F están estructurado con sistema drywall en ambos ejes el ejes X y Y el cual las

acciones sísmicas son resistidas por pórticos de perfiles de acero., tanto para el bloque A, B, C, D y

E el resto de muros de albañilería (tabiques) serán aislados de los sistemas estructurales

propuestos para no perjudicar el análisis y el modelo planteado.

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El bloque G es de un solo nivel destinado para cuarto de máquina, y cisterna están estructuradas

como un sistema de muros de concreto en la cual los muros absorben las cortantes sísmicas.

Los techos planteados son losas aligeradas de e=0.20 m, e=0.25 m en una dirección, con vigas

peraltadas y la cimentación es con cimientos corridos y zapatas.

Bloques propuestos

2. ESTUDIO DE SUELO

De acuerdo al estudio de suelo realizado, se pudo observar que el suelo de fundación esta

constituido por arena limosa de color marrón con presencia de grava, la capacidad portante según el

estudio de suelo, para una cimentación del tipo superficial es:

Cimientos Corridos, zapatas = Df = 1.50 m. B = 0.80 m. Qadm. = 1.11 kg/cm2. 3. CONSIDERACIONES DE DISEÑO

3.1 PARÁMETROS EMPLEADOS EN EL DISEÑO

a. Categoría de las edificaciones: Categoría ´´A``(Edificaciones Esenciales) , factor U=1.5

b. Suelo de fundación de acuerdo al RNE, el código de Diseño Sismo resistente clasifica como

suelo con perfil S3, con un factor S=1.4 y Tp=0.9seg.

c. Ubicación de la obra, depende de la zona sísmica donde esta ubicada la edificación, por estar

en el distrito de Pimentel, provincia, Chiclayo, región Lambayeque, clasificado como zona 3 y

factor de zona Z=0.40.

d. Factor de ductilidad o coeficiente de reducción de la respuesta R=8 para el sistema estructural

Porticado y R=3 para un sistema estructural de albañilería confinada por sismo. Procedimiento

constructivo, se considera aquella que sea adecuada para la mano de obra y equipos

accesibles a la obra.

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e. Calidad y disponibilidad de materiales: Se adoptan los materiales adecuados y óptimos para la

zona cuya economía, calidad y rendimiento son los idóneos para el acabado final del proyecto.

3.2 CARGAS DE DISEÑO

Con las consideraciones adoptadas se han estudiado las diferentes soluciones que podrían

adoptarse para diseño, cada una de ellas deben cumplir con los siguientes requisitos:

Seguridad

Economía en la solución

Estética

Cargas verticales:

Las cargas permanentes y las sobrecargas son aquellas que indican el RNE, Norma de Cargas E-020.

CARGA MUERTA; considerado como el peso propio de cada elemento de la edificación.

Peso del concreto =2400 kg/m3

Peso de albañilería =1800 kg/m3

Peso de acabados =100 kg/m2

Peso de losa aligerada e=0.20 m =300 kg/m2

Peso de losa aligerada e=0.25 m =350 kg/m2

CARGA VIVA: las cargas vivas utilizadas según norma tuvieron que ser afectadas por el

Factor de reducción de 0.50 para el análisis sísmico:

Sobrecarga de 300 Kg/m2 (aulas y baños)

Sobrecarga de 400 Kg/m2 (pasadizos y escaleras)

Sobrecarga de 100 Kg/m2 (Ultimo nivel)

b. Cargas horizontales:

SISMO: Se ha elaborado de acuerdo a las normas de Diseño Sismo-Resistentes E-030.

Para el análisis sísmico se considero la evaluación del momento de inercia y áreas de los elementos

estructurales y se asumió lo siguiente:

Modulo de corte: G=0.4E

Modulo de elasticidad del concreto: E=217,371 kg/cm2

Modulo de elasticidad del acero: E=2,000,000 kg/cm2.

La estructura se analizo y diseño empleando el programa de computo ETABS 9.2.

3.3 NORMAS DE DISEÑO Y CONSIDERACIONES ADOPTADAS

Las normas y códigos adoptados son:

NORMA E-020, NORMAS DE CARGAS (RNE)

NORMA E-030, DISEÑO SISMORRESISTENTE (RNE)

NORMA E-050, NORMA DE SUELOS Y CIMENTACIONES (RNE)

NORMA E-060, CONCRETO ARMADO (RNE)

AMERICAN CONCRET INSTITUTE – ACI 318-2005

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3.4 ESPECIFICACIONES TECNICAS MATERIALES

3.4.1 Concreto simple (Ciclópeo)

Concreto con resistencia a la comprensión no mayor de 100kg/cm2

3.4.2 Concreto armado

Concreto con resistencia a la comprensión no menor de 210kg/cm2

3.4.3 Refuerzo corrugado.

Deberán cumplir con alguna de las siguientes características:

a. Especificación para barras de acero con resaltes para concreto armado (ITINTEC 341.031

/ASTM 615-Grado 60).

b. Especificación para barras de acero de baja aleación ASTM 76

3.5 COMBINACIONES DE CARGA

Mediante los criterios de combinación que se indican, se podrá obtener la respuesta máxima esperada (r) tanto para las fuerzas internas en los elementos componentes de la estructura, como para los parámetros globales del edificio como fuerza cortante en la base, cortantes de entrepiso, momentos de volteo, desplazamientos totales y relativos de entrepiso. Las resistencias requeridas, para combinar la carga muerta (D), carga viva (L), cargas de sismo (Sx y Sy), son: Combinaciones de carga para el diseño de elementos de concreto armado: COMB1: 1.4D+1.7L1 COMB2: 1.4D+1.7L2 COMB3: 1.4D+1.7L1+1.7L2 COMB4: 1.25D+1.25L1+1.00Sx COMB5: 1.25D+1.25L2+1.00Sx COMB6: 1.25D+1.25L1+1.25L2+1.00Sx COMB7: 1.25D+1.25L1+1.00Sy COMB8: 1.25D+1.25L2+1.00Sy COMB9: 1.25D+1.25L1+1.25L2+1.00Sy COMB10: 0.9D+1.00Sx COMB11: 0.9D+1.00Sy ENVC: COMB1 al COMB11 (Diseño de los elementos de concreto armado Por el Método de Rotura)

3.6 BASES DE DISEÑO

Diseño por condiciones de resistencia

Diseño por condiciones de servicio.

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ANALISIS SISMICO NORMA DE DISEÑO SISMORRESISTENTE NTE E030 -2006

1.- OBJETIVO El presente documento tendrá el desarrollo, de acuerdo a la Norma Técnica de Diseño Sismo

resistente (N.T.E. E030, 2006), que permita lograr el objetivo de mantener las condiciones de servicio de la estructura, de una forma segura.

2.- ANÁLISIS DE LA REGULARIDAD ESTRUCTURAL

BLOQUES A, B, C, D, E:

Irregularidad estructural en altura

Irregularidad de Rigidez - Piso Blando; NO presenta

Irregularidad de Masa; NO presenta

Irregularidad de Geometría Vertical; NO presenta

Discontinuidad en los sistemas resistentes; NO presenta

Irregularidad Estructural en Planta

Irregularidad Torsional, NO Presenta.

Esquinas Entrantes, NO Presenta.

3.- ANÁLISIS DINÁMICO Para determinar los desplazamientos y fuerzas cortantes que el sismo impone sobre la

estructura, se ha efectuado el análisis dinámico determinando la masa del nivel de piso correspondiente. Se ha utilizado un programa de cómputo para determinar las rigideces de piso y calcular las frecuencias naturales y modos de vibración de la estructura. En el análisis tridimensional se ha empleado la superposición de 3 primeros modos de vibración de la estructura considerándose 3 grados de libertad por piso, esto es, traslación en dos direcciones y una rotación torsional con 100% de participación de masa en ambas direcciones, controlando la distorsión de entre piso a 7/1000 según la Norma E-030 .

Se ha considerado para el espectro de diseño los parámetros referentes a un espectro elástico de pseudo-aceleraciones (Sa) definido por:

Sa = ZUSC *g

R Donde: Z= 0.4 (Zona 3, Provincia y departamento de Lima) U= 1.5 (Edificaciones Esenciales) S= 1.4 (Tp=0.9 s) R=Coeficiente de reducción sísmica, que para nuestro caso es: BLOQUE A, B, C, D, E: 0.75*R Rx= 8 (Sistema Porticos Regular) – eje X Ry= 3 (Sistema de Albañilería confinada Regular) – eje Y BLOQUE F: 0.75*R Rx= 6 (Sistema acero - arriostres en cruz) – eje X Ry= 6 (Sistema acero - arriostres en cruz) – eje Y g= 9.81 m/s2 (aceleración de la gravedad) C=Factor de amplificación sísmica C=2.5*(Tp/T) ; C≤2.5 T= Periodo fundamental de la estructura. Tp=Periodo predominante del suelo.

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ESPECTRO DE RESPUESTAS DE ACELERACIONES NTE 030:

Estos espectros son procesados por el programa de computo ETABS (Computers and Structures Inc.) y determinando las fuerzas cortantes, desplazamientos absolutos y relativos producidos por el efecto sísmico.

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4.- PROCEDIMIENTO DEL ANÁLISIS

Para el análisis de la edificación se empleo el software ETABS v9.2

Técnica de modelamiento: Elementos Finitos

Para la cual se procedió a:

Modelar columnas y vigas como elementos FRAME.

Los muros con elementos membrana.

Losas aligeradas con elementos membrana.

5.- IDEALIZACION DE LA ESTRUCTURA

Es necesario crear un modelo con un número de masas que simule el comportamiento real de la

estructura. La masa del sistema estructural, la cual puede ser calculada con razonable precisión, se

considera concentrada en los pisos.

Mediante el programa de cómputo ETABS 9.2, se realizo el análisis sísmico pseudo-tridimensional,

considerando las losas de los pisos como diafragmas rígidos con tres grados de libertad para cada

piso, dos traslaciones y una rotación. Para realizar este análisis se ha tenido en cuenta lo siguiente:

La cimentación se considera empotrada en el suelo.

Se analiza la estructura a flexión, corte, compresión, etc.

El centroide de las columnas y muros se ha considerado alineado con los ejes de las vigas

Para las columnas y muros se considero las alturas respectivas de entrepiso.

Se procede a crear el modelo en tres dimensiones a partir de los planos de estructuras; ingresando debidamente las propiedades de los materiales y las secciones de los elementos estructurales a Considerar.

VISTAS EN 2D Y 3D DE LOS MODELOS EN ETABS

BLOQUE A: Modulo 1, 2, 3 (típicos)

PRIMER NIVEL

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SEGUNDO NIVEL

3D MODELO EN ETABS

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BLOQUE B: Modulo 1, 2, 3 (típicos)

PRIMER NIVEL

SEGUNDO NIVEL

Page 11: Memoria Estructura

3D MODELO EN ETABS

BLOQUE C: Modulo 1

PRIMER NIVEL

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SEGUNDO NIVEL

3D MODELO EN ETABS

Page 13: Memoria Estructura

BLOQUE D: Modulo 2

PRIMER NIVEL

SEGUNDO NIVEL

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3D MODELO EN ETABS

7.0.- RESULTADO DEL ANÁLISIS: BLOQUE A, B: Modulo 1, 2, 3 (típicos) 7.1.- MODO DE VIBRACION

Primer modo de vibración (periodo 0.2689 seg.)

7.2.- DEFORMADA DE LA ESTRUCTURA

DEFORMADA DEBIDO AL SISMO (SDX) EN LA DIRRECION X

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7.3.- PERIODOS Y FORMAS DE VIBRACION MODE PERIOD FREQUENCY CIRCULAR FREQ NUMBER (TIME) (CYCLES/TIME) (RADIANS/TIME)

Mode 1 0.26897 5.49887 34.55044 Mode 2 0.12156 7.73664 48.61077 Mode 3 0.09253 8.90684 55.96330 Mode 4 0.07985 23.26739 146.19331 Mode 5 0.04564 36.32381 228.22921

Mode 6 0.03515 40.36011 253.59006 7.4.- PARTICIPACION DE MASA MODAL En el presente cuadro se presenta los factores de masa efectiva. Se observa que la sumatoria de masa utilizada para cada sentido del análisis es más del 90% de la masa de la estructura (18.2, c, NTE 030).

7.5.- VERIFICACION DE DESPLAZAMIENTOS

Se calculan los valores máximos de los desplazamientos debido a las fuerzas estáticas equivalentes indicado en la Norma E-030, Capítulo 3 Requisitos Generales, Artículo 15 Desplazamientos Laterales Permisibles, 15.1 Desplazamientos Laterales Permisibles.

Los desplazamientos laterales se calcularán multiplicando por 0.75R=0.75 (3/4xR), los resultados obtenidos del análisis lineal y elástico con las solicitaciones sísmicas reducidas, como lo indica el Capitulo 4, Articulo 16 Generalidades, 16.4 Desplazamientos Laterales (Tabla Nº 6 Sistemas Estructurales).

La distorsión permisible para la estructura de concreto armado es de 0.007, como lo indica el Articulo 15 Desplazamientos Laterales, 15.1 Desplazamientos laterales Permisibles, según la Norma E.030 (Tabla Nº 8 Limites para Desplazamiento Lateral de entrepiso).

Tabla Nº 8 LIMITES PARA DESPLAZAMIENTO LATERAL DE ENTREPISO

Estos límites no son aplicables a naves industriales

Material Predominante ( )/( ii h

Concreto armado Acero Albañilería Madera

0.007 0.010 0.005 0.010

DEFORMADA DEBIDO AL SISMO (SDY) EN LA DIRRECION

Y

Page 16: Memoria Estructura

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De los resultados del Programa ETABS, podemos verificar:

a) Efectos Globales del Sismo en la dirección X. Desplazamiento máximo = 0.0059m

Distorsiones de los entrepisos: 0.0064 0.007 cumple la restricción de la Norma E-030.

b) Efectos Globales del Sismo en la dirección Y. Desplazamiento máximo = 0.0031m

Distorsiones de los entrepisos: 0.0014 0.005 cumple la restricción de la Norma E-030.

En el chequeo de los desplazamientos, en los ejes X e Y se cumplen las restricciones de la Norma E-030 para las edificaciones.

Desplazamientos sísmicos en el eje X, de acuerdo a la Norma E-030.

Desplazamientos sísmicos en el eje Y, de acuerdo a la Norma E-030.

Page 17: Memoria Estructura

8.0.- RESULTADO DEL ANÁLISIS: BLOQUE C 8.1.- MODO DE VIBRACION

Primer modo de vibración (traslacional eje Y)

8.2.- DEFORMADA DE LA ESTRUCTURA

DEFORMADA DEBIDO AL SISMO (SDX) EN LA DIRRECION X

DEFORMADA DEBIDO AL SISMO (SDY) EN LA DIRRECION Y

Page 18: Memoria Estructura

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8.3.- PERIODOS Y FORMAS DE VIBRACION MODE PERIOD FREQUENCY CIRCULAR FREQ NUMBER (TIME) (CYCLES/TIME) (RADIANS/TIME) Mode 1 0.18260 6.78020 42.60126 Mode 2 0.10081 7.83835 49.24983 Mode 3 0.08508 9.40558 59.09701 Mode 4 0.05273 28.81370 181.04180 Mode 5 0.03769 36.47100 229.15405 Mode 6 0.02932 42.31468 265.87099 8.4.- PARTICIPACION DE MASA MODAL En el presente cuadro se presenta los factores de masa efectiva.

Se observa que la sumatoria de masa utilizada para cada sentido del análisis es más del 90% de la masa de la estructura (18.2, c, NTE 030). 8.5.- VERIFICACION DE DESPLAZAMIENTOS Se calculan los valores máximos de los desplazamientos debido a las fuerzas estáticas equivalentes indicado en la Norma E-030, Capítulo 3 Requisitos Generales, Artículo 15 Desplazamientos Laterales Permisibles, 15.1 Desplazamientos Laterales Permisibles.

Los desplazamientos laterales se calcularán multiplicando por 0.75R=0.75 (3/4xR), los resultados obtenidos del análisis lineal y elástico con las solicitaciones sísmicas reducidas, como lo indica el Capitulo 4, Articulo 16 Generalidades, 16.4 Desplazamientos Laterales (Tabla Nº 6 Sistemas Estructurales).

La distorsión permisible para la estructura de concreto armado es de 0.007, como lo indica el Articulo 15 Desplazamientos Laterales, 15.1 Desplazamientos laterales Permisibles, según la Norma E.030 (Tabla Nº 8 Limites para Desplazamiento Lateral de entrepiso).

Tabla Nº 8 LIMITES PARA DESPLAZAMIENTO LATERAL DE ENTREPISO

Estos límites no son aplicables a naves industriales

Material Predominante ( )/( ii h

Concreto armado Acero Albañilería Madera

0.007 0.010 0.005 0.010

De los resultados del Programa ETABS, podemos verificar:

c) Efectos Globales del Sismo en la dirección X. Desplazamiento máximo = 0.0027m

Distorsiones de los entrepisos: 0.0030 0.007 cumple la restricción de la Norma E-030.

d) Efectos Globales del Sismo en la dirección Y. Desplazamiento máximo = 0.0028m

Distorsiones de los entrepisos: 0.0012 0.005 cumple la restricción de la Norma E-030.

En el chequeo de los desplazamientos, en los ejes X e Y se cumplen las restricciones de la Norma E-030 para las edificaciones.

Page 19: Memoria Estructura

Desplazamientos sísmicos en el eje X, de acuerdo a la Norma E-030.

Desplazamientos sísmicos en el eje Y, de acuerdo a la Norma E-030.

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8.0.- RESULTADO DEL ANÁLISIS: BLOQUE D, E modulo 2 (típicos) 8.1.- MODO DE VIBRACION

Primer modo de vibración (traslacional eje X)

8.2.- DEFORMADA DE LA ESTRUCTURA

DEFORMADA DEBIDO AL SISMO (SDX) EN LA DIRRECION X

DEFORMADA DEBIDO AL SISMO (SDY) EN LA DIRRECION Y

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8.3.- PERIODOS Y FORMAS DE VIBRACION MODE PERIOD FREQUENCY CIRCULAR FREQ NUMBER (TIME) (CYCLES/TIME) (RADIANS/TIME) Mode 1 0.26666 6.78020 42.60126 Mode 2 0.12073 7.83835 49.24983 Mode 3 0.09477 9.40558 59.09701 Mode 4 0.08212 28.81370 181.04180 Mode 5 0.04508 36.47100 229.15405 Mode 6 0.03585 42.31468 265.87099 8.4.- PARTICIPACION DE MASA MODAL En el presente cuadro se presenta los factores de masa efectiva.

Se observa que la sumatoria de masa utilizada para cada sentido del análisis es más del 90% de la masa de la estructura (18.2, c, NTE 030). 8.5.- VERIFICACION DE DESPLAZAMIENTOS Se calculan los valores máximos de los desplazamientos debido a las fuerzas estáticas equivalentes indicado en la Norma E-030, Capítulo 3 Requisitos Generales, Artículo 15 Desplazamientos Laterales Permisibles, 15.1 Desplazamientos Laterales Permisibles.

Los desplazamientos laterales se calcularán multiplicando por 0.75R=0.75 (3/4xR), los resultados obtenidos del análisis lineal y elástico con las solicitaciones sísmicas reducidas, como lo indica el Capitulo 4, Articulo 16 Generalidades, 16.4 Desplazamientos Laterales (Tabla Nº 6 Sistemas Estructurales).

La distorsión permisible para la estructura de concreto armado es de 0.007, como lo indica el Articulo 15 Desplazamientos Laterales, 15.1 Desplazamientos laterales Permisibles, según la Norma E.030 (Tabla Nº 8 Limites para Desplazamiento Lateral de entrepiso).

Tabla Nº 8 LIMITES PARA DESPLAZAMIENTO LATERAL DE ENTREPISO

Estos límites no son aplicables a naves industriales

Material Predominante ( )/( ii h

Concreto armado Acero Albañilería Madera

0.007 0.010 0.005 0.010

De los resultados del Programa ETABS, podemos verificar:

e) Efectos Globales del Sismo en la dirección X. Desplazamiento máximo = 0.0027m

Distorsiones de los entrepisos: 0.0030 0.007 cumple la restricción de la Norma E-030.

f) Efectos Globales del Sismo en la dirección Y. Desplazamiento máximo = 0.0028m

Distorsiones de los entrepisos: 0.0012 0.005 cumple la restricción de la Norma E-030.

En el chequeo de los desplazamientos, en los ejes X e Y se cumplen las restricciones de la Norma E-030 para las edificaciones.

Page 22: Memoria Estructura

MEMORIA DE CÁLCULO - GOLEGIO INNOVA SCHOOL - PIMENTEL

Desplazamientos sísmicos en el eje X, de acuerdo a la Norma E-030.

Desplazamientos sísmicos en el eje Y, de acuerdo a la Norma E-030.

Page 23: Memoria Estructura

DISEÑO ESTRUCTURAL

1.0. CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO La edificación fue analizada y calculada estructuralmente de acuerdo a los siguientes criterios generales: La resistencia nominal del concreto f’c se consideró igual a 210 kg/cm². Para el acero se supuso un esfuerzo de fluencia de 4200 kg/cm² con un módulo de elasticidad igual a 2.E+06 Kg/cm². Las vigas así como las columnas y muros, han sido diseñadas para soportar las cargas de gravedad que le sean transmitidas por las losas de techo así como las cargas sísmicas que eventualmente se les impongan. La estimación de cargas verticales se evaluó conforme a la norma de Cargas, E-020 que forma parte del Reglamento Nacional de Edificaciones. Para las losas aligeradas armadas en una dirección, se consideraron una altura dependiendo de la luz y las sobrecargas. Los pesos de vigas, columnas y otros elementos de concreto se estimaron a partir de sus dimensiones reales, considerando un peso específico de 2400 kg/m3. Los muros de albañilería se estimaron a partir de sus dimensiones reales, considerando un peso específico de 1800 kg/m3. Se incluyó igualmente el peso de acabados de piso y de techo, estimado en 100 kg/m2. Las sobrecargas de diseño fueron las recomendadas por la norma, las cuales se muestran arriba. El programa de cómputo empleado permite la consideración de diversos sistemas de cargas verticales independientes. En este caso las cargas permanentes se asignaron al sistema de cargas muertas, mientras que los sistemas de sobrecargas correspondieron a "dameros" complementarios de cargas vivas. Los referidos dameros de cargas vivas, permiten estimar adecuadamente los máximos momentos positivos en las vigas. Para obtener los máximos momentos negativos se consideró la suma de ambos sistemas de carga, lo que significa aplicar la carga viva simultáneamente en todos los tramos. Para el análisis se supuso un comportamiento lineal elástico. Se trataron diversos sistemas de cargas: permanentes, sobrecargas en paños alternados; y sismo, considerando que los desplazamientos laterales de entrepiso no excedan el máximo permisible por el reglamento, el cual es de 0.007.

El diseño para los elementos de concreto armado se efectuó empleando criterios de diseño a la rotura según las indicaciones de la Norma Peruana de Concreto Armado E-060. Atendiendo las indicaciones de esta Norma las combinaciones de carga empleadas fueron:

1) 1.4CM+1.7CV 2) 1.25CM+1.25CV+S 3) 1.25CM+1.25CV-S 4) 0.9CM+S 5) 0.9CM-S

El diseño por flexo-compresión y cortante se efectuó con las siguientes expresiones:

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MEMORIA DE CÁLCULO - GOLEGIO INNOVA SCHOOL - PIMENTEL

Donde Mu y Vu representan el momento flector y la fuerza cortante última, obtenidos de las combinaciones de carga indicadas, los valores ΦMn y ΦVn corresponden a la capacidad en flexión y corte de la sección.

Para el caso de flexo-compresión se construyó el diagrama de interacción ΦPn vs. ΦMn correspondiente a la sección y el refuerzo indicados en el proyecto. La verificación se efectuó considerando la ubicación de los pares (Pu, Mu) respecto al diagrama de interacción.

La verificación por fuerza cortante se hizo calculando la capacidad nominal por medio de las siguientes expresiones:

El diseño de la cimentación se realizó de manera de no exceder el esfuerzo admisible para el suelo de 0.85 Kg/cm2 para zapatas, de ancho de 2.00 m, cimientos corridos de ancho 0.60m para un esfuerzo admisible del suelo de 0.65 Kg/cm2 como se indica en el proyecto en el plano E-01. Se calculó la presión considerando cargas de gravedad y sismo.

2.0 FUERZAS INTERNAS

A continuación se presentan las fuerzas internas en los elementos de los pórticos típicos principales, correspondientes a los resultados del análisis por superposición espectral. Las fuerzas están en toneladas y los momentos flectores en toneladas por metro.

La nomenclatura empleada se indica en la siguiente figura:

Fig. 6 Fuerzas Internas en los elementos

3.0 DISEÑO DE ELEMENTOS RESISTENTES BLOQUE A,B: módulos 1,2,3 (típicos)

3.1 DISEÑO DE VIGAS

Page 25: Memoria Estructura

En la fig. se presenta el área de acero negativo y positivo en cm2 de todas las vigas del primer piso.

En la fig. se presenta el área de acero negativo y positivo en cm2 de todas las vigas del segundo piso.

Page 26: Memoria Estructura

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4.0 DISEÑO DE ELEMENTOS RESISTENTES BLOQUE C: 4.1 DISEÑO DE VIGAS

En la fig. se presenta el área de acero negativo y positivo en cm2 de todas las vigas del primer piso.

En la fig. se presenta el área de acero negativo y positivo en cm2 de todas las vigas del segundo piso.

Page 27: Memoria Estructura

5.0 DISEÑO DE ELEMENTOS RESISTENTES BLOQUE D,E: MODULO 2 (tipico) 5.1 DISEÑO DE VIGAS

En la fig. se presenta el área de acero negativo y positivo en cm2 de todas las vigas del primer piso.

En la fig. se presenta el área de acero negativo y positivo en cm2 de todas las vigas del segundo piso.

Page 28: Memoria Estructura

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6.0.-CONCLUSIONES

La resistencia considerada en los elementos de concreto es 210 kg/cm2.

La clasificación del suelo de acuerdo al estudio realizado para la edificación, es clasificada como suelos flexibles (SP), con matriz arenosa, y le corresponde el suelo Tipo 3, cuyos parámetros son: Z=0.40, U=1.0, C=2.5, S=1.4, Tp=0.9, Rx=8.0 ( Pórticos regular), Ry= 3.0 (Albañilería armada Regular )

Se realizo el análisis de la edificación mediante los programas ETABS, para lo cual se modelo vigas y columnas mediante elementos frame, los muros de albañilería mediante elementos shell, losas macizas como elementos slab, se modelo con elementos frame y shell, obteniendo así: desplazamientos sísmicos, envolvente de los momentos flectores, fuerzas cortantes, fuerzas axiales, y diseño de los refuerzos de vigas y columnas. Los refuerzos de acero son los que se indican en los planos.

La sobrecarga en los entrepisos es de 300 kg/m2, y para el último piso 150 kg/m

2 de acuerdo a las normas de

cargas E-020.

Luego del proceso iterativo del análisis estructural, los desplazamientos inelásticos CUMPLEN los desplazamientos, y distorsiones permisibles para ambos ejes X e Y, según los requerimientos de la NTE 030-03.

_____________________ Lima, Mayo de 2013