Modelamiento Estructural

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

MODELAMIENTO ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES

Estudiante: JULIÁN; VALVERDE CABALLERO

Curso: CONSTRUCCION DE OBRAS CIVILES

Abancay 30 de noviembre del 2020.

MODELAMIENTO ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES

Abancay 30 de noviembre 2020

INDICE

INTRODUCCION ............................................................................................ 1 MODULAMIENTO ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES ............................. 2 MODELAMIENTO ESTRUCTURAL DE EDIFICIO ....................................... 20 CONCLUSIONES.......................................................................................... 28 Bibliografía .................................................................................................... 29 ANEXO .......................................................................................................... 30

INDICE DE TABLAS Tabla 1: .................................................................................................................. 3 Tabla 2: .................................................................................................................. 3 Tabla 3: .................................................................................................................. 8 Tabla 4: .................................................................................................................. 9 Tabla 5: .................................................................................................................. 9 Tabla 6: ................................................................................................................ 10 Tabla 7: ................................................................................................................ 24

INDICE DE FIGURAS Figura 1 Zonificación sísmica en el Perú ........................................................... 2 Figura 2 Falla por corte o ruptura diagonal de las vigas de conexión ............ 6 Figura 3 Falla por acción rígida de las vigas de conexión ............................... 7 Figura 4 De fórmula para hallar el espesor de losa. ........................................ 13 Figura 5 Predimencionamiento de escalera .................................................... 16 Figura 6 Ubicación de los elementos resistente primer nivel ........................ 19 Figura 7 Vista isométrica de la edificación de modulado ............................... 20 Figura 8 Estados de cargas ............................................................................... 21 Figura 9 Combinaciones de carga .................................................................... 22 Figura 10 Combinación de cargas .................................................................... 23 Figura 11 Modelado de edificio de cinco pisos .............................................. 25 Figura 12 Modula miento en ETABS ................................................................ 26 Figura 13 Ejemplos de modula miento de edificaciones en distintos tamaños y modelos ............................................................................................ 31

INTRODUCCION

En el estudio y diseño de estructuras para edificaciones, se realizan un conjunto de procesos matemáticos, empleando una serie de herramientas e incluso programas software de cálculo y diseño estructural como SAP 2000, ETAPS, CYPE, SAFE, etc. aplicables al diseño de estructuras como el que permiten facilitar su desarrollo, obteniendo resultados viables y que estos a su vez deben encontrarse dentro de los parámetros permisibles establecidos en la respectiva Norma, en este caso, la Norma Sismorresistente E-0.30 del RNE. La propuesta desarrollada plantea de metodología efectiva que pueda mejorar y trascender lo tradicional. La presente propuesta es una alternativa en cuanto a optimización de tiempo de desarrollo de diseño estructural hacia una Evaluación de estructuras en edificaciones de concreto armado según el parámetro de la distorsión. Pondremos a prueba la metodología adquirida evaluando vigas, columnas, zapatas, etc. En edificaciones con diferentes destinos y condiciones de sitio mayores a cinco pisos.

1

MODULAMIENTO ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES Artículo 5 Zonificación El territorio nacional se considera dividido en tres zonas, La zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las características generales de los movimientos sísmicos y la atenuación de éstos con la distancia epicentral, así como en información geotectónica y según provincias que corresponden a cada zona.

Figura 1 Zonificación sísmica en el Perú Fuente RNE

2

A cada zona se asigna un factor Z. Este factor se interpreta como la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10 % de ser excedida en 50 años. Tabla 1: Factores de la zonificación del Perú

Fuente RNE

Microzonificación Sísmica Son estudios multidisciplinarios, que investigan los efectos de sismos y fenómenos asociados como licuefacción de suelos, deslizamientos, tsunamis y otros, sobre el área de interés. Los estudios suministran información sobre la posible modificación de las acciones sísmicas por causa de las condiciones locales y otros fenómenos naturales, así como las limitaciones y exigencias que como consecuencia de los estudios se considere para el diseño, construcción de edificaciones y otras obras. Sistemas Estructurales Los sistemas estructurales se clasificarán según los materiales usados y el sistema de estructuración sismorresistente predominante en cada dirección y según la clasificación que se haga de una edificación se usará un coeficiente de reducción de fuerza sísmica (R). Para el diseño por resistencia última las fuerzas sísmicas internas deben combinarse con factores de carga unitarios. En caso contrario podrá usarse como (R) los valores establecidos, previa multiplicación por el factor de carga de sismo correspondiente. Tabla 2: Sistemas estructurales

3

Fuente RNE

Junta de Separación sísmica (s) Toda estructura debe estar separada de las estructuras vecinas una distancia mínima s para evitar el contacto durante un movimiento sísmico. Esta distancia mínima no será menor que los 2/3 de la suma de los desplazamientos máximos de los bloques adyacentes ni menor que: s = 3 + ,0 004 (h − 500) (h y s en centímetros) s > 3 cm donde h es la altura medida desde el nivel del terreno natural hasta el nivel considerado para evaluar s. Peso de la Edificación El peso (P), se calculará adicionando a la carga permanente y total de la Edificación un porcentaje de la carga viva o sobrecarga que se determinará de la siguiente manera: •

En edificaciones de las categorías A y B, se tomará el 50% de la carga viva.

•

En edificaciones de la categoría C, se tomará el 25% de la carga viva.

•

En depósitos, el 80% del peso total que es posible almacenar.

•

En azoteas y techos en general se tomará el 25% de la carga viva.

4

•

En estructuras de tanques, silos y estructuras similares se considerará el 100% de la carga que puede contener.

2.1 Respuesta de las estructuras a acciones sísmicas La evidencia del fracaso estructural en los terremotos del pasado muestra claramente que los muros de corte ofrecen protección excelente a los edificios en las regiones sísmicas. Entendiendo la conducta de los elementos de concreto reforzado a carga cíclicas es posible predecir la conducta de muros de corte bajo un terremoto. Casi todos los datos relativos al comportamiento inelástico de los elementos de concreto reforzado se han obtenido del trabajo teórico o de pruebas, en que se han aplicado cargas monotónica mente hasta que se alcanza su carga máxima. Pocos investigadores han intentado determinar el comportamiento de secciones de muros de corte bajo carga de alta intensidad, típica de los movimientos sísmicos. Casi todas las teorías se basan en un perfil supuesto de deformación lineal sobre el peralte de la sección y curvas idealizadas de Esfuerzo – Deformación para el concreto y el acero. Por lo general el ciclo momento – curvatura se obtiene calculando el momento y la curvatura que corresponde a un rango de deformaciones en la fibra extrema del elemento. Para una deformación dada en la fibra extrema, se ajusta la profundidad del eje neutro hasta los esfuerzos en el 14 concreto y acero, determinado del perfil de deformación y las curvas de esfuerzo – deformación para los materiales y tomando en cuenta la historia previa de deformaciones, que produzcan fuerzas internas que balanceen las fuerzas externas que actúan en la sección. Entonces se calculan el momento y curvatura correspondiente a ese perfil de deformación. Efectos de la velocidad de carga Ya que las cargas son dinámicas, es necesario considerar el efecto de las cargas rápidas en una estructura. Efectos de cargas cíclicas en las estructuras Las estructuras sujetas a movimientos intensos de sismos sufren varias inversiones de cargas que incursionan bastante en el intervalo inelástico durante un terremoto.

5

Curva esfuerzo – deformación del concreto Blake ley y Park (1973) nos muestran en sus estudios realizados las curvas típicas Esfuerzo – Deformación, las que son obtenidas por medio de ensayos de probetas de concreto, cargados en compresión uniaxial, en una prueba desarrollada durante varios minutos. 2.1.1

Falla de corte o ruptura diagonal de las vigas de conexión.

Se presenta en los muros de corte acoplados con vigas muy peraltadas y moderadamente reforzadas. Inicialmente, se forman grietas de flexión en muros en tracción. También se formarán grietas de flexión menores en las vigas, cerca de la conexión con los muros

Figura 2 Falla por corte o ruptura diagonal de las vigas de conexión Fuente Ribera Piqué Morales

Al incrementarse la carga, se producirán grietas de ruptura diagonal en las vigas cercanas a los niveles más esforzados. Mientras la carga aumenta, se incrementarán las grietas de flexión ya formadas en el muro. Asimismo, se acentuará la ruptura diagonal en otras vigas. Como en el caso anterior la falla del sistema ocurrirá con el aplastamiento de la esquina más esforzada del muro en compresión. La falla por ruptura diagonal de la mayoría de las vigas ocurrirá simultáneamente con el aplastamiento del muro.

6

2.1.2

Falla por acción rígida de las vigas de conexión

En este caso la acción rígida de acoplamiento es muy fuerte ocurriendo por Corte o ruptura Diagonal de las vigas de conexión la falla del sistema por aplastamiento del concreto en la esquina más esforzada del muro comprimido, con daño parcial o ninguno en las vigas de acoplamiento. En este modo de falla se producirán gran cantidad de grietas a lo largo del muro en tracción. En las vigas solo se desarrolla parcialmente la falla, ya sea por flexión o por corte.

Figura 3 Falla por acción rígida de las vigas de conexión Fuente Ribera, Piqué Morales

2.1.3

Edificio multifamiliar

2.1.4

Arquitectura

El edificio se encuentra ubicado entre dos edificaciones a mitad de la cuadra, nuestro terreno cuenta con un frente de 15.15 m, con sus lados derecho e izquierdo cuentan con 20.35 m y 20.39 m respectivamente. El semisótano consta de una zona de estacionamiento, cuarto de bomba, cisterna, servicios higiénicos de uso público y escalera de emergencia. 7

En lo que se refiere al diseño estructural, dadas las características arquitectónicas del edificio, este se ha estructurado en base a pórticos formado por columnas, placas y vigas. Así mismo se ha resuelto emplear losa aligerada de 25cm de espesor para el Semisótano y el 1 piso, para los pisos restantes la losa es de 20 cm de espesor. Los cálculos referentes al comportamiento del edificio bajo acción de cargas verticales y horizontales provenientes de un sismo se hicieron a través del programa de cálculo estructural ETABS de la versión 2018-2019. (superestructura), el cual nos proporciona una mayor similitud de nuestro modelo de estructura con la realidad y de esta manera obtener un diseño más eficiente que nos permitirá reducir los costos de construcción de la estructura al no estar sobre diseñada. 2.1.5

Diseño de cargas

Las cargas de gravedad y de sismo que se utilizaron para el análisis estructural del edificio y en el diseño de los diferentes elementos estructurales, cumplen con la Norma Técnica de Edificaciones E-020 Cargas (N.T.E. E-020) y con la Norma Técnica de Edificaciones E030 Diseño Sismo resistente (N.T.E. E030). Se consideraron tres tipos de cargas: Carga Muerta (CM): Estas son cargas permanentes que la estructura soporta. Considera el peso real de los materiales que conforman la edificación, dispositivos de servicio y equipos, tabiques y otros elementos soportados por la edificación, incluyendo su peso propio. Tabla 3: Cuadro de cargas muertas de los materiales

Fuente (ANTONY & GUEVARA DONGO , 2013)

8

Carga Viva (CV): Es el peso eventual de todos los ocupantes, materiales, equipos, muebles y otros elementos movibles soportados por la edificación También llamada sobrecarga, se calcula como una carga uniformemente distribuida basándose en un peso unitario por m2 proporcionado por la N.T.E. E020. Tabla 4: Cargas vivas consideración de ocupación o uso, distribución

Fuente (ANTONY & GUEVARA DONGO , 2013)

Carga Sismo (CS): Es la carga que se genera debido a la acción sísmica sobre la estructura. Para calcular los esfuerzos que estas cargas producen en la estructura se ha utilizado el programa ETABS. Aspectos generales del diseño Los elementos de concreto armado se diseñarán por medio del Método de Diseño por Resistencia. En este método las cargas actuantes se amplifican mediante ciertos factores que permiten tomar en cuenta la variabilidad de la resistencia y de los efectos que producen las cargas externas en la estructura. Luego se realiza una combinación de cargas, definida en la Norma E.060 de Concreto Armado del R.N.E. Para el diseño en concreto armado es necesario aplicar factores de amplificación de cargas con el objetivo de reproducir una situación de carga extrema cuya posibilidad de ser excedida será baja, en el siguiente cuadro se muestran factores a tomar en cuenta: Tabla 5: Factores de carga para diseño en C°A° -Norma Peruana

9

Fuente (ANTONY & GUEVARA DONGO , 2013)

Dónde: CM: Carga Muerta CV: Carga Viva CSX: Carga proveniente del sismo paralelo al eje x CSY: Carga proveniente del sismo paralelo al eje y Tabla 6: Factores de reducción de resistencia

De los materiales

Fuente (ANTONY & GUEVARA DONGO , 2013)

Normas Empleadas •

Norma E.020 Cargas

•

Norma E.030 Diseño Sismo resistente

10

•

Norma E.0.50 Diseño de Suelos y Cimentaciones

•

Norma E.060 Diseño de Concreto Armado Norma E.070 Diseño en Albañilería

2.2 Estructuración La estructuración consiste en definir la ubicación y las características de todos los elementos estructurales, tales como las losas aligeradas, losas macizas, vigas, columnas y placas, de manera que el edificio tenga un buen comportamiento ante solicitaciones de cargas de gravedad y de sismo. Una adecuada estructuración permitirá realizar un mejor modelo con el cual se conseguirá un análisis estructural más preciso, así también, debemos tener encuentra para ello una estructura debe ser lo más sencilla posible, de esta manera su modelo se realizara con mayor facilidad y exactitud. •

Simplicidad y simetría

•

Rigidez lateral

•

Resistencia y ductilidad

•

Uniformidad y continuidad de la estructura

•

Análisis de la influencia de los elementos no estructurales

•

Existencia de diagramas rígidos

•

Hiperestesiad y monolitismo

El Pre dimensionamiento consiste en dar una dimensión aproximada o tentativa a los distintos elementos estructurales, en base a ciertos criterios estipulados en la Norma E.060 de Concreto Armado. Una vez realizado el análisis se verificará si las dimensiones asumidas para los elementos son convenientes o tendrán que modificarse para continuar con el diseño de los mismos. 2.3 Estructuración del edifico. La estructura resistente del edificio consiste exclusivamente de elementos de concreto armado. Se utilizaron pórticos mixtos en ambas direcciones, los cuales combinan muros de corte o placas con columnas, siendo estas conectados entre sí por medio de vigas peraltadas

11

➢ Muros o placas: Para estructurar nuestro edificio el primer paso a seguir es la identificación de la cantidad y el posicionamiento de los elementos verticales que se encuentran presentes en todos los pisos del edificio, ya que estos serán el soporte del edificio siendo encargados de transmitir las cargas hacia el suelo. ➢ Estructuración de columnas: Para la estructuración de las columnas se tuvo especial cuidado para que estas no interfieran con la arquitectura ni con la circulación de los vehículos en la zona del estacionamiento. Para poder mejorar el comportamiento de la dirección Y, aumentamos la sección de las columnas circulares, todo lo que se pueda sin interferir con la arquitectura. Con esta medida se ayudará también a reducir la torsión de la planta. ➢ Estructuración de vigas: Luego de haber definido los elementos verticales, se procede a conectarlos mediante vigas peraltadas. Estas vigas al ser de mayores dimensiones- en su longitud- ayudaran también al comportamiento del edificio de manera que trabajen como pórticos frente a solicitaciones sísmicas. ➢ Estructuración de la Losas: Otro elemento de vital importancia son las losas o techos del edificio, para nuestro edificio en estudio son de un solo tipo: losa aligerada, el cual fue elegida de acuerdo a algunos criterios que se irán comentando más adelante. También se utilizará la losa aligerada armada en una sola dirección, ya que en su mayoría que sean continuas de modo que la carga sobre estas se reparta mejor y tenga un mejor comportamiento estructural; el criterio seguido para definir el sentido armado de los techos es el de distribuir las cargas que estos reciben, además de su propio peso, hacia los distintos elementos estructurales. 2.4 Predimensionamiento El Pre dimensionamiento consiste en dar una dimensión aproximada o definitiva a los distintos elementos estructurales, en base a ciertos criterios y recomendaciones de muchos ingenieros y en lo estipulado en la Norma E.060 de Concreto Armado. Una vez realizado el análisis se verificará si las

12

dimensiones asumidas para los elementos son convenientes o tendrán que cambiarse para luego pasar al diseño de ellos. Losa aligerada. De acuerdo al pre dimensionamiento del ACI para obtener el espesor mínimo “H” será L/21, donde L es igual a la luz libre de la losa.

Figura 4 De fórmula para hallar el espesor de losa. Fuente (ANTONY & GUEVARA DONGO , 2013)

Del Plano de Estructuración se observa que el paño con la mayor luz de los tramos de losa aligerada tiene una longitud de 5.20 m. Aplicando el criterio anterior se obtiene un espesor de losa de 0.247, en tal caso la losa aligerada tendrá que ser de 25.00 cm. Sin embargo, usar este valor para el resto de paños no es conveniente porque implica un mayor peso en el edificio, por tanto para el resto de paños se usaran losas de h=17cm, ya que la siguiente luz desfavorable es de 3.50 m obteniendo así un espesor de losa de 16.7 cm, por lo que la losa será de 17cm. Vigas principales: P = L / 10 = 621 / 10 = 62.5 cm, usaremos P = 65 cm. b = P/2 = 65/2 = 32.5 cm., usaremos b = 30 cm. Sección de viga principal: (30 x 65)

13

Vigas secundarias: P = L / 12 = 503 / 12 = 41.91 cm, usaremos P = 50 cm. b = P/2 = 50/2 = 25 cm., usaremos b = 30 cm. Sección de viga principal: (30 x 50)

Columnas: Pre dimensionamiento WD = 60 TN WL = 30 TN Fy = 4200 Kg / cm2 F`c = 210 Kg / cm2  = 1.25  = 0.7 estribada Pu = 1.5 ( 60 TN ) + 1.8 ( 30 TN ) = 144 TN

14

Según R.N.E sección área mínima para sistemas a porticados es (1000 cm2 – 3000 cm2) Pero para efecto de cálculo por el método del A.C.I Asumiremos Columnas circular 0.60 m de diámetro =2800 cm2

Escalera: El pre dimensionamiento de las escaleras se realizará de acuerdo con los criterios establecidos por el reglamento nacional de edificaciones (RNE), el cual indica lo siguiente: 2c+p = 60cm – 64cm, donde c es la longitud del contrapaso y p es la longitud de cada paso de la escalera. Los tramos de escaleras tendrán como máximo 17 pasos continuos y serán máximo 2 tramos; los pasos (p) tendrán mínimo 0.25 m y el contrapaso (cp) una altura mínima de 0.15 m y máxima de 0.175 m. Para el edificio, la escalera principal, que va desde el primer al sexto piso, tiene dos tramos rectos, cada uno de 8 y 7 pasos, y dos descansos intermedios. Cada tramo tiene un ancho de 1.00 m, cumpliendo con el requisito. En cada entrepiso se tiene en total 16 contrapasos, cada uno con una longitud de 0.175 m para poder cubrir los 2.80 m de altura de entrepiso y la longitud del paso será de 0.25 m.

15

Figura 5 Predimencionamiento de escalera Fuente https://www.google.com/search?q=plano+de+escalera&oq=plano+de+escalera&aqs=chrome

2.5 Características de la vivienda La vivienda multifamiliar está constituida: •

Un módulo la cual es una estructura monolítica.

•

La estructura está conformada por muros estructurales o placas y pórticos de Concreto, además de un sistema de techos de losas aligeradas en una dirección y en algunas zonas de techo está compuesta por losas macizas.

•

La estructura está constituida por una platea de cimentación (210 kg/cm2).

•

La capacidad portante del terreno es de 5.0 Kg/cm2.

•

Se observa que el estudio de suelo indica cemento tipo V al elemento en contacto con el suelo.

2.5.1 Especificaciones – materiales empleados. Concreto Planos Impresos de Estructuras a nivel de obra, con los detalles geométricos, de refuerzo y constructivos que se requieren para la correcta 16

ejecución de las estructuras de la edificación. •

Resistencia: (f´c): 210Kg/cm2: (zapatas, cimientos corridos) 210Kg/cm2: (columnas, vigas y losas)

•

Módulo de Elasticidad: (E): 217.000Kg/cm2 (f´c = 210Kg/cm2)

•

Módulo de Poisson: (u): 0.20

•

Peso Específico: (γc): 2300 Kg/m3 (c° simple); 2400 Kg/m3 (c° armado)

2.5.2 Acero corrugado (ASTM a 605): •

Resistencia a la fluencia: (fy) : 4,200 Kg/m2 (G° 60):

“E”:

2´039,000 Kg/m2 2.5.3 Recubrimientos mínimos (R): •

Cimientos, zapatas, vigas de cimentación

7.50

cm •

Columnas,

vigas,

placas,

muros

(Cisternas,

Tanques)

4.00 cm •

Losas Aligeradas, vigas chatas, vigas de borde

2.00

cm •

Losas macizas, escaleras.

2.00

cm 2.5.4 Características

del

terreno

y

consideraciones

cimentación. Según e s p e c i f i c a c i o n e s d e l E s t u d i o d e M e c á n i c a d e S u e l o s c o n f i n e s d e cimentación:

Tipo de Cimentación:

ZAPATAS CONECTADAS

Tipo de Suelo:

SC-SM Arena Arcillo Limosa con Gravas

Profundidad de Cimentación: 1.80m Presión admisible:

Zapatas: qa = 2.02 kg/cm2 17

de

La cimentación considerada está conformada básicamente por zapatas conectadas y por cimientos corridos. De acuerdo al tipo de suelo y de acuerdo a las Condiciones Geotécnicas citadas en la norma E030, se tiene el siguiente perfil de suelo: ➢ Suelos Intermedios, Tp (s) = 0.6, S = 1.2 2.6 Esquema en planta con los elementos que resisten a cargas verticales y a cargas laterales. Estructuración de la Planta del Primer Piso.

VC.01-25x50

VC.01-25x50 N.F.Z=-1.80

Z2

N.F.Z=-1.80

Z1

Z1

VC.01-25x50

VC.01-25x50

VC.01-25x50

N.F.Z=-1.80

Z3

Z2

VC.01-25x50

Z2

VC.01-25x50

N.F.Z=-1.80 N.F.Z=-1.80

N.F.Z=-1.80

VC.01-25x50

VC.01-25x50

VC.01-25x50

N.F.Z=-1.80

Z1

Z1 N.F.Z=-1.80

Z2

VC.01-25x50

VC.01-25x50

EJES DE CIMENTACIÓN ESC 1:50

18

N.F.Z=-1.80

V.B. -20x20

V.102-25x40

Losa alig. h=20cm

D.V. -20x20

V.101-25x50

V.101-25x50

V.101-25x50

V.B. -20x20

V.102-25x40

Losa alig. h=20cm

D.V. -20x20

V.B. -20x20

Ø 1/2"

Ø 1/2"

Losa alig. h=20cm

Ø 1/2"

Ø 1/2"

V.102-25x40

V.102-25x40

Losa alig. h=20cm

V.101-25x50

D.V. -20x20

Losa alig. h=20cm

Ø 1/2"

Ø 1/2"

Ø 1/2"

Ø 1/2"

V.102-25x40

V.102-25x40

V.B. -20x20

Ø 1/2"

Ø 1/2"

Ø 1/2"

Losa alig. h=20cm

V.B. -20x20

LOSA 1ER AL 4TO NIVEL ESC 1:50 Figura 6 Ubicación de los elementos resistente primer nivel Fuente elaboración propia.

19

Ø 1/2"

V.101-25x50

Losa alig. h=20cm

V.101-25x50

D.V. -20x20

MODELAMIENTO ESTRUCTURAL DE EDIFICIO Modelando la estructura en el Programa de cómputo ETABS 2018-2019

Figura 7 Vista isométrica de la edificación de modulado Fuente elaboración propia

20

3.1 Estados de cargas. De acuerdo a las Normas NTE. E.020, E.030, se consideran los siguientes estados de Carga en la estructura según los valores definidos.

Figura 8 Estados de cargas Fuente elaboración propia

Donde: ➢ E030X, s o n F u e r z a s S í s m i c a s en dirección X-X, con excentricidad accidental de 5% en la dirección “+Y” y “-Y” respectivamente, en cada nivel. ➢ E030Y, s o n Fuerzas Sísmicas en dirección Y-Y, con excentricidad accidental de 5% en la dirección “+X” y “-X” respectivamente, en cada nivel.

21

3.2 Combinaciones de carga. De acuerdo a la Norma NTE. E.060, se consideran las siguientes combinaciones de Carga en la estructura según los valores definidos.

Figura 9 Combinaciones de carga Fuente elaboración propia

22

Figura 10 Combinación de cargas Fuente elaboración propia

23

3.3 Análisis sísmicos. 3.1.1 Factores de análisis. El análisis Sísmico se realiza utilizando un modelo matemático tridimensional en donde los elementos verticales están conectados con diafragmas horizontales, los cuales se suponen infinitamente rígidos en sus planos. Además, para cada dirección, se ha considerado una excentricidad accidental de 0.05 veces la dimensión del edificio en dirección perpendicular a la acción de la fuerza. Los parámetros sísmicos que estipulan la Norma de Diseño Sismorresistente (NTE E.030) considerados para el Análisis en el Edificio son los siguientes: Tabla 7: Factores de análisis de sismo

Fuente RNE

24

Figura 11 Modelado de edificio de cinco pisos Fuente elaboración propia

25

Figura 12 Modula miento en ETABS Fuente elaboración propia

26

3.4 Análisis propuesto El modelo de análisis a desarrollar nos permitirá determinar los esfuerzos de corte máximos de cada elemento estructural, los requerimientos a corte, como también la densidad mínima de muros de corte en cada dirección, el cual se basa en los desplazamientos esperados usando el espectro de pseudo aceleraciones. Analizando la estructura Datos Factor de Zona (Z): 0.45 g Debido a la zona, en este caso Lima muestra una alta sismicidad (de acuerdo a la norma ZONA 4) Parámetro de Suelo (S) : 1.0 (Tp) : 0.40 (TL) : 2.5 Debido a que el suelo es Conglomerado. Considerado como una Grava Arenosa muy densa. Factor de Uso (U) : 1.0 Debido a que la estructura es de categoría C, es decir es una edificación destinada para vivienda. Resistencia del Concreto (f’c) : 280 kg/cm2 Módulo de elasticidad del Concreto (Ec) : 15000*(280)1/2 = 250998 kg/cm2 Factor de Reducción de Fuerza (Rw) : 1 Debido a que la resistencia sísmica de la estructura está dada por muros de corte sin ductilidad. Aceleración de la Gravedad (g) : 981 cm/s2 Peso Sísmico (w) : 0.52968 kg/cm2 Tenemos las ecuaciones (01); (02) y (03), respectivamente para la distorsión:

27

CONCLUSIONES

➢ La estructuración y el predimensionamiento se desarrollaron usando los criterios impartidos en los cursos de concreto armado. Luego de terminar el análisis y diseño estructural, se comprobó que los criterios de estructuración y predimensionamiento eran adecuados. ➢ Los programas de Análisis Estructural modernos permiten representar de manera sencilla los elementos estructurales, idealizando las vigas y columnas como líneas y las losas y placas como áreas. Las cargas distribuidas se representan mediante áreas cargas y la tabiquería se representa mediante líneas de carga. ➢ El programa ETABS tiene entre sus opciones la simulación del proceso constructivo de edificios, tratando de reproducir la nivelación de los extremos de columnas tal como que ocurre al terminar de construir un nivel. Para el edificio del presente trabajo, los resultados de ETABS son referentes al proceso constructivo

28

Bibliografía

(SENCICO):, S. N. (2003). Norma E-030 Diseño Sismorresistente, Sencico,. LIMA-PERU. ANTONY, .. V., & GUEVARA DONGO , I. (2013). DISEÑO DE UN EDIFICIO DE CONCRETO ARMADO DE 6 PISOS CONSEMISOTANO PARA UN HOTEL-RESTAURANT-UBICADO EN EL DISTRITODE NUEVO CHIMBOTE, PROVINCIA SANTA. TRUJILLO-PERU. BLANCO BLASCO, A. (LIMA-PERU). Apuntes del Curso Concreto Armado 2, Pontificia Universidad Católica del Perú, . 2006. BOZORGNIA, Y. (2004). Earthquake engineering: from engineering seismology to performance-based engineering, Boca Raton. CRC. CARLOS, L. G. (2015). PROPUESTA DE ANÁLISIS DE MUROS DE CORTEEMPLEANDO UN MODELO DE DESPLAZAMIENTOS ESPERADOS EN EDIFICACIONES. LIMA PERU. EMILIO, R. R. (2008). DISEÑO DE UN EDIFICIO DE CONCRETO ARMADO DE CINCO NIVELES. LIMA-PERU. HABIBULLAH, A. (2005). Structural Analysis Program SAP 2000 v9.16, Computers and Structures Inc, Berkeley,. CALIFORNIA. NORMA E.060 CONCRETO ARMADO, S. (1989). SERVICIO NACIONAL DE CAPACITACIÓN PARA LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN (SENCICO). LIMA-PERU. RNE. (2014). NORMA E.030. LIMA-PERU. Structural Concrete ACI-318-05. (2005). and Comentary ACI318R-05, ACI, Farminton Hills,. MICHIGAN.

29

ANEXO

30

Figura 13 Ejemplos de modula miento de edificaciones en distintos tamaños y modelos Fuente https://www.google.com/search?q=m%C3%B3dulo+miento+estructural+de+un+edificio&source

31