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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A A.
INTRODUCCIÓN El estudio contempla la elaboración del Diseño Estructural para el Proyecto
“AMPLIACIÓN Y
MEJORAMIENTO ESCUELA TÉCNICO SUPERIOR DE LA PNP - CUSCO ”, DORMITORIOS HOMBRES BLOQUES E Y F: BLOQUE E E ubicado en el distrito de Huaro -Provincia Quispicanchi – Región Política Cuzco. B.
DEL TERRENO DE FUNDACIÓN De acuerdo al Estudio de Mecánica de Suelos, el subsuelo del terreno donde se ejecutará el proyecto “AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO ESCUELA TÉCNICO SUPERIOR DE LA PNP - CUSCO ”, presenta las
siguientes características: Se ha verificado por el método de clasificación SUCS (SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS). Los suelos existentes en el área del proyecto y se han encontrado las siguientes clasificaciones GC, gravas arcillosas, mezcla de grava, arena y arcilla; GM-GC, gravas limo arcillosas, mezcla de grava, arena, limo y arcilla; CL, arcillas inorgánicas de mediana plasticidad y ML-CL, limos arcillosos de baja plasticidad. Las profundidades alcanzadas en las exploraciones son de 3.00m, no encontrándose nivel freático a las profundidades exploradas. La capacidad admisible de carga del suelo de fundación es de 0.95 Kg/cm2, recomendándose cimentar a una profundidad no menor de 1.50 m. Los parámetros dinámicos que corresponde a este suelo son: z = 0.25 (Cusco - Zona Sísmica 2) s = 1.2 (Factor de amplificación del suelo) TP = 0.6 seg. (Periodo, suelo intermedio)
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A C.
DATOS GENERALES Y MATERIALES.CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL.Se tiene la propuesta de una edificación de 03 niveles. Con una estructuración en base al sistema Dual en la dirección longitudinal y Muros Estructurales en la Dirección transversal. La altura del primer nivel se considerará igual a 3.85 m y el segundo nivel de 3.70m. En cuanto al sistema de losas del primer y segundo nivel, estas serán aligeradas en una dirección de acuerdo a la relación de longitudes de los diversos paños de losa y en el tercer nivel tendrá una cobertura metálica a dos aguas. SISTEMA ESTRUCTURAL.Se definió como una estructuración en base al sistema Dual en la dirección longitudinal y Muros Estructurales en la Dirección transversal
Materiales.Cimentación
: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2.
Columnas
: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2.
Muros Estructurales
: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2.
Vigas
: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2.
Losas Aligeradas
: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2.
Acero
: Grado 60, fy= 4200 Kg/cm2.
Sobrecarga de Diseño.De acuerdo al uso de los diferentes ambientes, teniendo en cuenta las mínimas r ecomendadas por la Norma E.020 del RNE. Aulas
: 250 Kg/m2.
Corredores y escaleras
: 400 Kg/m2.
Requerimientos de Diseño.Se realizará un diseño ante cargas de gravedad y cargas sísmicas.
D.
CONSIDERACIONES INICIALES.Propiedades del Concreto.El valor del módulo de elasticidad para concretos de densidad normal se puede tomar (ACI 318-14):
El concreto a usar en la superestructura: columnas, muros estructurales, vigas, losas aligeradas (nervadas) y cimentación tiene las siguientes propiedades: Concreto 210Kg/cm2.PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Peso Específico
: 2400 Kg/m3.
Resistencia a la Compresión del Concreto
: 210 Kg/cm2.
Esfuerzo de Fluencia del Acero
: 4200 Kg/cm2.
Módulo de Elasticidad
: 217370.65 Kg/cm2.
Módulo de Corte
: 90571.10 Kg/cm2.
Módulo de Poisson
: 0.20.
C1.Niveles
: 1ro, 2do y 3er
Alto
: 50 cm
Ancho
: 50 cm
Recubrimiento libre
: 4 cm
C3.Niveles
: 1ro, 2do y 3er
Alto
: 50 cm
Ancho
: 50 cm
Recubrimiento libre
: 4 cm
Vigas.De Pórtico Tipo 1.Niveles
: 1ro, 2do y 3er
Alto
: 80 cm
Ancho
: 30 cm
Recubrimiento libre
: 4 cm
De Pórtico Tipo 2.Niveles
: 1ro, 2do y 3er
Alto
: 70 cm
Ancho
: 30 cm
Recubrimiento libre
: 4 cm
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A De Pórtico Tipo 3.Niveles
: 1ro, 2do y 3er
Alto
: 70 cm
Ancho
: 25 cm
Recubrimiento libre
: 4 cm
De Viga de Borde 1.Niveles
: 1ro, 2do y 3er
Alto
: 20 cm
Ancho
: 15 cm
Recubrimiento libre
: 4 cm
Muros de Concreto.MC-1.Niveles
: 1ro, 2do y 3er
Espesor
: 15 cm
Recubrimiento libre
: 2 cm
MC-2.Niveles
: 1ro, 2do y 3er
Espesor
: 15 cm
Recubrimiento libre
: 2 cm
Losas.Se tienen de tipos de losas, aligeradas en una y dos direcciones. Losa Aligerada en una dirección.-
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A
La cantidad de bloques en un metro cuadrado, para bloques de 30 cm x 30 cm y viguetas de 10 cm, es de 8.33 unidades.
Adoptamos h=0.20m Se tiene en el proyecto una losa aligerada en una dirección con las siguientes características: Niveles
: 1ro. y 2do..
Altura Total (Ht)
: 20 cm.
Espesor de la losa superior
: 5 cm.
Altura de la Total de la Vigueta (Hv)
: 20 cm.
Ancho de la Vigueta
: 10 cm.
Dimensiones del bloque de arcilla
: 30 cm x 30 cm.
Peso de la losa
: 300 Kg/m2.
Cargas a Considerar.Cargas de Gravedad.Carga Muerta.-
Peso Propio de los Elementos Estructurales. Tabiquería equivalente.Para el cálculo de la tabiquería equivalente actuante sobre la losa se hizo un metrado de cargas de los muros y se dividió por al área obteniéndose un peso aproximado de 170 Kg/m2.
Acabados La carga muerta, en entrepisos, debido a acabados (falso piso) es de 20 Kg/(m2 x centím etro de espesor), si se considera un espesor de 5 cm (incluyendo un peso promedio del piso cerámico), se tendrá un peso de 100 Kg/m2.
Carga Viva.Las sobrecargas de entrepisos varían de acuerdo al uso de los diversos ambientes entre 250 Kg/m2 y 400 Kg/m2
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A E.
DEL ANÁLISIS SÍSMICO.Cargas de Sismo.Peso de la Edificación para el Cálculo de la Fuerza Sísmica.Se considerará la participación del 100% del peso propio y cargas muertas más el 50% de las sobrecargas en los entrepisos y el 25% de las sobrecargas del techo.
Análisis Sísmico Dinámico.-
= ∗
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Espectro de Sismo.Dirección X.-
El espectro de sismo inelástico se calculó con un factor de r educción sísmica de 7, que corresponde a un Sistema Dual (Configuración regular). ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES RNE. NORMA E030. Parámetros Sísmicos Z= U= S= Tp = TL= Ro= Ia= Ip= R= ZUS/R =
0.25 1.5 1.2 0.6 2.00 7.00 1 1 7 0.064
T 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
Sa 0.1607 0.1607 0.1607 0.1607 0.1607 0.1607 0.1607 0.1607 0.1607 0.1607 0.1607 0.1607 0.1607 0.1607 0.1607 0.1378 0.1205 0.1071 0.0964 0.0877 0.0804 0.0742 0.0689 0.0643 0.0603 0.0567 0.0536 0.0508 0.0482 0.0214 0.0121 0.0077 0.0054
C=2.5(Tp/T) 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.1429 1.8750 1.6667 1.5000 1.3636 1.2500 1.1538 1.0714 1.0000 0.9375 0.8824 0.8333 0.7895 0.7500 0.3333 0.1875 0.1200 0.0833
Espectro de Pseudoaceleraciones 0.2000 0.1500 g / a S
0.1000 0.0500 0.0000 0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
Periodo
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Dirección Y.-
El espectro de sismo se calculó con un factor de reducción sísmica de 6, que corresponde a un Sistema de Muros Estructurales (Configuración Regular). ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES RNE. NORMA E030. Parámetros Sísmicos Z= U= S= Tp = TL= Ro= Ia= Ip= R= ZUS/R =
0.25 1.5 1.2 0.6 2.00 6.00 1 1 6 0.075
T
Sa 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1607 0.1406 0.1250 0.1125 0.1023 0.0938 0.0865 0.0804 0.0750 0.0703 0.0662 0.0625 0.0592 0.0563 0.0250 0.0141 0.0090 0.0063
0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
C=2.5(Tp/T) 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.1429 1.8750 1.6667 1.5000 1.3636 1.2500 1.1538 1.0714 1.0000 0.9375 0.8824 0.8333 0.7895 0.7500 0.3333 0.1875 0.1200 0.0833
Espectro de Pseudoaceleraciones 0.2000 0.1500 g / a S
0.1000 0.0500 0.0000 0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
Periodo
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Cálculos y Resultados del Análisis Sísmico Dinámico.Derivas por Piso.-
Dirección X.TABLE: Story Drifts Story Item Story3 Story2 Story1
Max Drift X Max Drift X Max Drift X
U_ABS cm 6.754205 3.227505 1.888105
U_REL cm 3.5267 1.3394 1.888105
H. Piso cm 370 370 485
Drift 0.00953 0.00362 0.003893
En esta dirección, las derivas son menores a las derivas máximas establecidas por la norma E.030 del Reglamento Nacional de Edificaciones para estructuras de Concreto Armado, Deriva<=0.007.
Dirección Y.TABLE: Story Drifts Story Item Story3 Story2 Story1
Max Drift Y Max Drift Y Max Drift Y
U_ABS cm 6.521775 2.687375 1.295435
U_REL cm 3.83440 1.39194 1.295435
H. Piso cm 370 370 485
Drift 0.01036 0.003762 0.002671
En esta dirección, las derivas son menores a las derivas máximas establecidas por la norma E.030 del Reglamento Nacional de Edificaciones para estructuras de Concreto Armado, Deriva<=0.007.
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Modos y Participación Modal.-
Se puede apreciar que existe una participación de masa mayor al 90%.
TABLE: Modal Participating Participating Mass Ratios Case
Mode Period
UX
UY
UZ Sum UX
Sum UY
Sum UZ
RX
RY
RZ
Sum RX
Sum RY
Sum RZ
sec Modal
1
0.362
0.9152
0.0004
0
0.9152
0.0004
0
0.0001
0.1436
0.0137
0.0001
0.1436 0.0137
Modal
2
0.329
0.0006
0.8827
0
0.9157
0.8831
0
0.2026
0.0001
0.0003
0.2027
0.1436
Modal
3
0.24
0.0177
0.0004
0
0.9335
0.8834
0
0.0001
0.0002
0.8488
0.2028
0.1439 0.8629
Modal
4
0.167
0.024
0
0
0.9575
0.8834
0 0.000003187
0.3511
0.0141
0.2028
0.495 0.8769
Modal
5
0.101
0.0001
0.0099
0
0.9576
0.8933
0
0.0812
0.0008
0.0028
0.2841
0.4958 0.8797
Modal
6
0.098
0.00001112
0.0018
0
0.9576
0.8951
0
0.0135
0.0002
0.0003
0.2976
Modal
7
0.094 0.000007242
0.0439
0
0.9576
0.939
0
0.379
0.0001
0.0005
0.6766
0.4961 0.8805
Modal
8
0.09
0.00004645
0.0058
0
0.9576
0.9448
0
0.0512
0.0006 0.000001872
0.7278
0.4967 0.8805
Modal
9
0.089
0.0026
0.0002
0
0.9602
0.945
0
0.0024
0.0302
0.0001
0.7302
0.5269 0.8806
Modal
10
0.088
0.0396 0.000004712
0
0.9998
0.945
0
0.00004055
0.4636
0.0005
0.7302
0.9905 0.8811
Modal
11
0.085
7.425E-07 7.425E-07
0.0012
0
0.9998
0.9463
0
0.0106
0.0001
0.0133
0.7408
0.9906 0.8944
Modal
12
0.084
0
0.0002
0
0.9998
0.9464
0
0.0019 0.000003192
0.0005
0.7427
0.9906 0.8949
Dirección X.Fuerza Cortante Total en la Base
TABLE: Base Reactions Load Case/Combo
SxD Max
FX
FY
FZ
MX
MY
MZ
tonf
tonf
tonf
tonf-m
tonf-m
tonf-m
103.6665
2.3018
0
18.4753 809.5059
628.182
MX tonf-m
MY tonf-m
MZ tonf-m
932.318
20.7808 1231.7178
VxD=103.67 Tn
Dirección Y.Fuerza Cortante Total en la Base
TABLE: Base Reactions Load Case/Combo
SyD Max
FX tonf
2.6857
FY tonf
116.564
FZ tonf
0
VyD=116.56 Tn
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
0.496
0.014
0.88
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Análisis Sísmico Estático.-
= ∗ó Teniendo en cuenta el primer y segundo modo de participación, que es con los que se trabaja para el cálculo de fuerzas horizontales equivalentes, se tienen periodos de 0.362s y de 0.329s para las direcciones X y Y respectivamente.
Dirección X.-
Análisis por Coeficientes.Z=0.25 U=1.5 S=1.2 Tp=0.60 Tx=0.362 C=2.50(Tp/Tx)<=2.5 C=2.5 Rx=7 Coef=0.25*1.5*2.5*1.2/7=0.160714
Dirección Y.-
Análisis por Coeficientes.Z=0.25 U=1.5 S=1.2 Tp=0.60 Ty=0.329 C=2.50(Tp/Ty)<=2.5
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A C=2.5 Ry=6 Coef=0.25*1.5*2.5*1.2/6=0.1875
Fuerza Cortante en la Base – Análisis Estático.Dirección X.Fuerza Cortante Total en la Base
TABLE: Base Reactions Load Case/Combo
FX tonf
SxE
FY
FZ
MX
MY
MZ
X
Y
Z
tonf
tonf
tonf-m
tonf-m
tonf-m
m
m
m
-112.8325
0
0
0
-897.9926
755.2225
0
0
0
VxE=112.83 Tn 0.80VxE=90.26 Tn VxD=103.67 Tn La fuerza cortante obtenida por el Análisis Dinámico es mayor al 80% de la fuerza cortante obtenida por el Análisis Estático.
Dirección Y.Fuerza Cortante Total en la Base
TABLE: Base Reactions Load Case/Combo
FX tonf
SyE
0
FY
FZ
MX
MY
MZ
X
Y
Z
tonf
tonf
tonf-m
tonf-m
tonf-m
m
m
m
-131.6496
0
1047.7512
0
-1418.5596
0
VyE=131.65 Tn 0.80VxE=105.32 Tn VyD=116.56 Tn La fuerza cortante obtenida por el Análisis Dinámico es mayor al 80% de la fuerza cortante obtenida por el Análisis Estático.
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
0
0
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Fuerza Cortante en la Base tomada por los Muros.-
TABLE: Joint Reactions Joint Story Label
Unique Name
Load Case/Combo
FX
FY
FZ
MX
MY
MZ
tonf
tonf
tonf
tonf-m
tonf-m
tonf-m
Base
15
4 SyD Max
0.2475
14.0732 123.1602
5.6931
0.5656
0.0514
Base
11
12 SyD Max
0.1315
13.3368 117.4584
5.3892
0.269
0.0366
Base
41
49 SyD Max
0.0117
5.1359
58.8972
1.153
0.0138
0.0141
Base
52
64 SyD Max
0.0225
5.4776
62.2659
1.2218
0.0234
0.0244
Base
8
116 SyD Max
0.0134
8.4745
26.1996
1.4607
0.0149
0.025
Base
58
127 SyD Max
0.0145
7.623
13.8811
1.4945
0.0263
0.0282
Base
130
159 SyD Max
0.0258
9.0301
27.8354
1.5488
0.0176
0.0402
Base
137
176 SyD Max
0.0274
8.1189
14.3714
1.5838
0.0519
0.0463
Base
7
227 SyD Max
0.0033
13.5447
41.7274
0.3249
0.009
0.0061
Base
173
237 SyD Max
0.0066
14.3244
44.0976
0.3444
0.0098
0.0123
99.1391 Vy,muros=99.14 Tn %=(99.14/116.56)*100 % = 85.05 Los muros absorben el 85.05% del total de la fuerza cortante en la base mayor al 70%, por lo que el sistema corresponde a Muros Estructurales.
El diagrama de cuerpo libre para las fuerzas cortantes, por el modelo de acoplamiento cercano será:
Análisis de Segundo Orden
Con el cálculo del índice de estabilidad se puede evaluar si se requiere un análisis de segundo orden o de efectos P-delta.
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A ∑Pu= Suma de las cargas amplificadas, muertas y vivas, acumuladas desde el extremo superior del edificio hasta el entrepiso considerado. Para el caso de solicitaciones sísmicas ∑Pu debe basarse en la
misma fracción de la sobrecarga utilizada para el cálculo de las fuerzas sísmicas laterales. ∆o= Deformación relativa entre el nivel superior y el inferior del entrepiso considerado, debido a las
fuerzas laterales amplificadas y calculada de acuerdo a un análisis elástico de Prim er Orden. Para el caso de fuerzas laterales de sismo, deberá multiplicarse por 0,75 veces el factor de reducción (R) considerado en la determinación de estas fuerzas tal como se estipula en la NTE E.030 Diseño Sismorresistente. Vus= Fuerza cortante amplificada en el entrepiso, debida a las cargas laterales. He= Altura del entrepiso medida piso a piso.
CÁLCULO DEL ÍNDICE DE ESTABILIDAD EN EL SENTIDO X ∑Pu ∆o
1168.6849 Tn 0.01888105 m 103.67 Tn 4.85 m
Vus= He=
0.044
Q=
CÁLCULO DEL ÍNDICE DE ESTABILIDAD EN EL SENTIDO Y ∑Pu ∆o
1168.6849 Tn 0.01295435 m
Vus= He=
116.56 Tn 4.85 m
Q=
0.027
El índice de estabilidad crítico será para el primer nivel. Según el cálculo es menor a 0.10, por tanto no es necesario considerar los efectos de segundo orden.
F.
CÁLCULO Y DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA.Resistencia Requerida.Para determinar la Carga Ultima se utilizaron las combinaciones de Carga Muerta, Carga Viva y Carga de Sismo según lo estipulado por la NTE E.060 Art. 9.2 del Reglamento Nacional de Edificaciones. U = 1.4DEAD + 1.7LIVE U = 1.25DEAD +1.25LIVE ± 1.0SISMO U = 0.90DEAD + 1.0SISMO
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Combinaciones utilizadas.R1 = 1.4DEAD + 1.7LIVE
(ADD)
R2 = 1.4DEAD + 1.7LIVE1
(ADD)
R3 = 1.4DEAD + 1.7LIVE2
(ADD)
R4 = 1.25DEAD + 1.25LIVE + 1.0SxD
(ADD)
R5 = 1.25DEAD + 1.25LIVE - 1.0SxD
(ADD)
R6 = 1.25DEAD + 1.25LIVE1 + 1.0SxD
(ADD)
R7 = 1.25DEAD + 1.25LIVE1 - 1.0SxD
(ADD)
R8 = 1.25DEAD + 1.25LIVE2 + 1.0SxD
(ADD)
R9 = 1.25DEAD + 1.25LIVE2 - 1.0SxD
(ADD)
R10 = 1.25DEAD + 1.25LIVE + 1.0SyD
(ADD)
R11 = 1.25DEAD + 1.25LIVE - 1.0SyD
(ADD)
R12 = 1.25DEAD + 1.25LIVE1 + 1.0SyD
(ADD)
R13 = 1.25DEAD + 1.25LIVE1 - 1.0SyD
(ADD)
R14 = 1.25DEAD + 1.25LIVE2 + 1.0SyD
(ADD)
R15 = 1.25DEAD + 1.25LIVE2 - 1.0SyD
(ADD)
R16 = 0.90DEAD + 1.0SxD
(ADD)
R17 = 0.90DEAD - 1.0SxD
(ADD)
R18 = 0.90DEAD + 1.0SyD
(ADD)
R19 = 0.90DEAD - 1.0SyD
(ADD)
RESISTENCIA =
1.0 R1, 1.0 R2, 1.0 R3, 1.0 R4, 1.0 R5, 1.0 R6, 1.0 R7, 1.0 R8, 1.0 R9, 1.0 R10 1.0 R11, 1.0 R12, 1.0 R13, 1.0 R14, 1.0 R15 1.0 R16, 1.0 R17, 1.0 R18, 1.0 R19
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(ENVE)
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A DIAGRAMAS DE MOMENTOS FLECTORES.Estructura 3D.-
PORTICO A.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PORTICO B.-
PORTICO C.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PORTICO D.-
PÓRTICO E.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PORTICO F.-
PÓRTICO G.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A VOLADIZO 1.-
PÓRTICO 1.-
PÓRTICO 2.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A DIAGRAMAS DE FUERZAS CORTANTES.Estructura 3D.-
PORTICO A.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PORTICO B.-
PÓRTICO C.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PORTICO D.-
PÓRTICO E.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PORTICO F.-
PÓRTICO G.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A VOLADIZO 1.-
PÓRTICO 1.-
PÓRTICO 2.-
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A DIAGRAMAS DE MOMENTOS FLECTORES – MUROS DE CORTE.Estructura 3D.-
DIAGRAMAS DE FUERZAS CORTANTES – MUROS DE CORTE.Estructura 3D.-
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A DISEÑO DE VIGAS.Para el diseño de vigas se tomarán los resultado de diseño proporcionados por el programa Etabs 2015 y su comprobación se hará usando hojas de cálculo en Excel. Se han creado las combinaciones de carga de acuerdo lo estipulado por la NTE E.060 Art. 9.2 del Reglamento Nacional de Edificaciones se evalúan los efectos máximos en la viga con una combinación envolvente. Como se mencionó anteriormente, la viga se diseñará como un elemento de pórtico especial resistente a sismos, por lo que se debe de cumplir con las condiciones de la Norma E.060 del Reglamento Nacional de Edificaciones - capítulo 21. Las variaciones adicionales al diseño es considerar en las caras columnaviga momentos positivos mínimos iguales a un tercio o un medio del momento negativo actuante dependiendo del sistema estructural, así como en el resto de vanos la resistencia a momento mínimo será igual a un cuarto del momento en los nudos.
PORTICO A.-
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PORTICO B.-
PÓRTICO C.-
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PORTICO D.-
PÓRTICO E.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PORTICO F.-
PÓRTICO G.-
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PÓRTICO 1.-
PÓRTICO 2.-
Ver Anexo: Diseño de Vigas.
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A MOMENTO DE AGRIETAMIENTO En función a que se ha colocado la cuantía mínima establecida por la Norma E.060 – Concreto Armado del Reglamento Nacional de Edificaciones y teniendo en cuenta que la colocación de un refuerzo mínimo obedece al hecho de controlar el agrietamiento en condiciones de servicio garantizando que el momento resistente por este refuerzo sea por lo menos 1.2 veces el momento de agrietamiento de la sección (Norma E.060, numeral 10.5.1).
a
AS
AS fy
0.85 fc
M U
fy (d
b
a
2
)
VIGA DE CIMENTACIÓN f'c =
210 kg/cm2
fy =
4200 kg/cm2
rec. =
7.00 cm
VIGA
b
h
fr
Yt
Ig
Mcr
1.2Mcr
VC1 (.35x1.00)
35
100
28.98
50.00
2916666.67
16.91
20.29
a
d
Mu
Mu > 1.2Mcr
5.75
91.10
28.51
OK!
As 3 Ø 3/4"
8.55
VIGA DE TECHO Primer Nivel f'c =
210 kg/cm2
fy =
4200 kg/cm2
rec. =
4.00 cm
VIGA
b
h
fr
Yt
Ig
Mcr
1.2Mcr
V101 (.30x0.80)
30
80
28.98
40.00
1280000.00
9.27
11.13
a
d
Mu
Mu > 1.2Mcr
4.47
74.10
15.48
OK!
As 2 Ø3/4"
5.70
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A f'c =
210 kg/cm2
fy =
4200 kg/cm2
rec. =
4.00 cm
VIGA
b
h
fr
Yt
Ig
Mcr
1.2Mcr
V102 (.25x0.70)
25
70
28.98
35.00
714583.33
5.92
7.10
a
d
Mu
Mu > 1.2Mcr
3.73
64.10
9.32
OK!
As 2 Ø5/8" f'c =
3.96
210 kg/cm2
fy =
4200 kg/cm2
rec. =
4.00 cm
VIGA
b
h
fr
Yt
Ig
Mcr
1.2Mcr
V107 (.30x0.80)
30
80
28.98
40.00
1280000.00
9.27
11.13
a
d
Mu
Mu > 1.2Mcr
4.47
74.10
15.48
OK!
As 2 Ø3/4" f'c =
5.70
210 kg/cm2
fy =
4200 kg/cm2
rec. =
4.00 cm
VIGA
b
h
fr
Yt
Ig
Mcr
1.2Mcr
V108 (.30x0.80)
30
80
28.98
40.00
1280000.00
9.27
11.13
a
d
Mu
Mu > 1.2Mcr
4.47
74.10
15.48
OK!
As 2 Ø3/4"
5.70
f'c =
210 kg/cm2
fy =
4200 kg/cm2
rec. =
4.00 cm
VIGA
b
h
fr
Yt
Ig
Mcr
1.2Mcr
VB (.15x0.20)
15
20
28.98
10.00
10000.00
0.29
0.35
a
d
Mu
Mu > 1.2Mcr
4.05
14.10
1.18
OK!
As 2 Ø1/2"
2.58
Segundo Nivel f'c =
210 kg/cm2
fy =
4200 kg/cm2
rec. =
4.00 cm
VIGA
b
h
fr
Yt
Ig
Mcr
1.2Mcr
V201 (.30x0.80)
30
70
28.98
35.00
857500.00
7.10
8.52
a
d
Mu
Mu > 1.2Mcr
4.47
64.10
13.33
OK!
As 2 Ø3/4"
5.70
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A
f'c =
210 kg/cm2
fy =
4200 kg/cm2
rec. =
4.00 cm
VIGA
b
h
fr
Yt
Ig
Mcr
1.2Mcr
V202 (.25x0.70)
25
70
28.98
35.00
714583.33
5.92
7.10
a
d
Mu
Mu > 1.2Mcr
3.73
64.10
9.32
OK!
As 2 Ø5/8" f'c =
3.96
210 kg/cm2
fy =
4200 kg/cm2
rec. =
4.00 cm
VIGA
b
h
fr
Yt
Ig
Mcr
1.2Mcr
V207 (.30x0.80)
30
70
28.98 28.9 8
35.00
857500.00
7.10
8.52
a
d
Mu
Mu > 1.2Mcr
4.47
64.10
13.33
OK!
As 2 Ø3/4" f'c =
5.70 210 kg/cm2
fy =
4200 kg/cm2
rec. =
4.00 cm
VIGA
b
h
fr
Yt
Ig
Mcr
1.2Mcr
V208 (.30x0.80)
30
70
28.98
35.00
857500.00
7.10
8.52
a
d
Mu
Mu > 1.2Mcr
4.47
64.10
13.33
OK!
As 2 Ø3/4"
f'c =
5.70
210 kg/cm2
fy =
4200 kg/cm2
rec. =
4.00 cm
VIGA
b
h
fr
Yt
Ig
Mcr
1.2Mcr
VB (.15x0.20)
15
20
28.98
10.00
10000.00
0.29
0.35
a
d
Mu
Mu > 1.2Mcr
4.05
14.10
1.18
OK!
As 2 Ø1/2"
2.58
Tercer Nivel f'c =
210 kg/cm2
fy =
4200 kg/cm2
rec. =
4.00 cm
VIGA
b
h
fr
Yt
Ig
Mcr
1.2Mcr
V301 (.30x0.80)
30
80
28.98
40.00
1280000.00
9.27
11.13
a
d
Mu
Mu > 1.2Mcr
4.66
74.10
16.11
OK!
As 3 Ø5/8"
5.94
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A
f'c =
210 kg/cm2
fy =
4200 kg/cm2
rec. =
4.00 cm
VIGA
b
h
fr
Yt
Ig
Mcr
1.2Mcr
V302 (.25x0.70)
25
70
28.98
35.00
714583.33
5.92
7.10
a
d
Mu
Mu > 1.2Mcr
3.73
64.10
9.32
OK!
As 2 Ø5/8" f'c =
3.96
210 kg/cm2
fy =
4200 kg/cm2
rec. =
4.00 cm
VIGA
b
h
fr
Yt
Ig
Mcr
1.2Mcr
V307 (.30x0.80)
30
80
28.98
40.00
1280000.00
9.27
11.13
a
d
Mu
Mu > 1.2Mcr
4.66
74.10
16.11
OK!
As 3 Ø5/8" f'c =
5.94
210 kg/cm2
fy =
4200 kg/cm2
rec. =
4.00 cm
VIGA
b
h
fr
Yt
Ig
Mcr
1.2Mcr
V308 (.30x0.80)
30
80
28.98
40.00
1280000.00
9.27
11.13
a
d
Mu
Mu > 1.2Mcr
4.66
74.10
16.11
OK!
As 3 Ø5/8" f'c =
5.94 210 kg/cm2
fy =
4200 kg/cm2
rec. =
4.00 cm
VIGA
b
h
fr
Yt
Ig
Mcr
1.2Mcr
VB (.15x0.20)
15
20
28.98
10.00
10000.00
0.29
0.35
a
d
Mu
Mu > 1.2Mcr
4.05
14.10
1.18
OK!
As 2 Ø1/2"
2.58
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A
DISEÑO DE COLUMNAS.Para el diseño de columnas y su comprobación, se diseñarán las columnas optimizadas. Se han creado las combinaciones de carga de acuerdo lo estipulado por la NTE E.060 Art. 9.2 del Reglamento Nacional de Edificaciones se evalúan los efectos para las diversas combinaciones de cargas. Como se mencionó anteriormente, las columnas se diseñarán como elementos de pórtico especial resistente a sismos, por lo que se debe de cumplir con las condiciones de la Norma E.060 del Reglamento Nacional de Edificaciones - capítulo 21. En la siguiente figura se puede apreciar el diseño que mediante el programa Etabs 2015, de las columnas de los pórticos:
PÓRTICO 1.-
PÓRTICO 2.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A
Columna C1.-
Diagrama de Interacción.Angulo = 0°
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Angulo = 180°
Angulo = 90°
Angulo = 270°
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A
Columna C2.-
Diagrama de Interacción Angulo = 0°
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A
Angulo = 180°
Angulo = 90°
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A
Angulo = 270°
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Verificación de los Ratios (Demanda/Capacidad).Se ha verificado la capacidad de carga (P M2 M3) de cada columna lo cual se refleja en el gráfico P-M-M Interaction Ratios de cada pórtico para cada columna garantizando que este factor no exceda de 1.00. En la siguiente figura se puede apreciar los ratios de demanda vs capacidad (P M2 M3) mediante el programa Etabs 2015.
PORTICO A.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PORTICO B.-
PÓRTICO C.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PORTICO D.-
PÓRTICO E.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PORTICO F.-
PÓRTICO G.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PÓRTICO 1.-
PÓRTICO 2.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Verificación Columna Fuerte - Viga Débil (6/5 Beam Column) Se ha verificado la capacidad a flexión de cada columna en las caras de los nudos garantizando que la suma de los momentos nominales a flexión de las columnas que llegan al nudo, evaluados en las caras sean mayores o iguales a los momentos nominales a flexión de las vigas que llegan al nudo, evaluados en la cara del nudo. Esto se refleja en el gráfico siguiente. Evaluación (6/5) Beam/Column Capacity Ratios, Ratios, garantizando que este factor no exceda a 1.00. En la siguiente figura se puede apreciar los ratios de Columna fuerte – vViga vViga dúbil (6/5 Beam Column) mediante el programa Etabs 2015.
PORTICO A.-
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PORTICO B.-
PÓRTICO C.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PORTICO D.-
PÓRTICO E.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PORTICO F.-
PÓRTICO G.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A PÓRTICO 1.-
PÓRTICO 2.-
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A MUROS DE CORTANTE.Al igual que las columnas, los muros de corte se han diseñado utilizando la herramienta Section Designer de ETABS, colocando un refuerzo refuerzo vertical en el cuerpo del muro y en los elementos de confinamiento del mismo y se ha verificado le resistencia a flexión y a corte mediante la evaluación de los ratios de demanda vs capacidad garantizando que este factor no exceda a 1.00. Muro MC-01.-
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Diagramas de Interacción.Angulo = 0°
Angulo = 180°
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A DISEÑO DE LOSAS ALIGERADAS.Diseño por Flexión.Se realiza con la Teoría Elástica para elementos sometidos a flexión, considerando una vigueta de un ancho b=0.40m y bw=0.10m.
=
∅( ∅ ( − 2)
. = 0.85 ′ . Refuerzo Mínimo.-
= 0.0018ℎ (Losas Macizas) ′bd (Losas Aligeradas - viguetas) , = 0.70 √ ′ Refuerzo por retracción y temperatura.En losas estructurales donde el refuerzo por flexión se extienda en una dirección, se deberá proporcionar refuerzo perpendicular a éste para resistir los esfuerzos por retracción del concreto y cambios de temperatura. Acero de refuerzo
cuantía ρt
Barras lisas
0,0025
Barras corrugadas con fy < 4200 Kg/cm 2
0,0020
Barras corrugadas o malla de alambre (liso o corrugado) de intersecciones soldadas, con fy >= 4200 Kg/cm 2
0,0018
Separación del Refuerzo.Refuerzo Principal Exceptuando las losas nervadas, el espaciamiento entre ejes del refuerzo principal por flexión será menor o igual a tres veces el espesor de la losa, sin exceder de 40cm. Refuerzo por contracción y temperatura Deberá colocarse con un espaciamiento entre ejes menor o igual a tres veces el espesor de la losa, sin exceder de 40cm. En losas nervadas en una dirección (aligerados) donde se usen bloques de relleno (ladrillos de techo) permanentes de arcilla o concreto, el espaciamiento máximo del refuerzo perpendicular a los nervios podrá extenderse a cinco veces el espesor de la losa sin exceder de 40cm.
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A DISEÑO LOSA ALIGERADA EN EL PROGRAMA SAFE 2014.2014. Se realizó el cálculo estructural en el programa Safe 2014, se procedió a realizar el diseño de las viguetas con el tipo de losa “Ribbed” para las losas en una dirección de la que presentamos a
continuación las propiedades de ingreso al programa.
Losa aligerada en una dirección.-
Para el diseño de cada vigueta que forma la losa aligerada, se procedió a usar las franjas de diseño (strip), en el sentido de armado de la losa. Las franjas de diseño fueron en todo el ancho de la losa, delimitado entre las vigas de contorno. El Safe entrega el diseño por el total de la franja de diseño, este total, ya sea para el refuerzo superior o inferior inferior se divide entre el número de viguetas que se usarán en la losa, posteriormente se verifican las cuantías mínimas o máximas, así como la capacidad de corte.
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Combinación de diseño: Resistencia
Diagrama de Momentos Flectores por Franjas
Refuerzo Longitudinal por flexión.A continuación se muestra la cantidad de refuerzo requerido por unidad de ancho.
Cantidad de Refuerzo por Franja
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A De acuerdo a lo requerido en el gráfico anterior, se ha distribuido refuerzo longitudinal de 1 Φ 1/2" @ 0.40m (cada 0.40m (cada vigueta) cuyos resultados se muestran en la siguiente figura.-
Refuerzo adicional al colocado
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A
Una vez verificado que con varilla de 1 Φ 1/2" @ 0.40m (cada vigueta) se pudo observar que este no era suficiente para absorber los esfuerzos en ciertas zonas específicas, por lo que se optó por colocar bastones de 1 Φ 3/8" @ 0.40m, 0.40m, con lo que se puede observar que este es suficiente para absorber los esfuerzos generados.
Verificación por Fuerza Cortante.-
Diagrama de Fuerzas Cortantes por Franjas
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Vu = 11.31 Tn
(por franja)
Ancho de Franja = 5.10 m Vu=3.6987/(5.10*2.5) =0.8871 Tn
(por vigueta)
bw=10cm d=17.365 cm ØVc=0.85*0.53*(210)^(1/2)*10*17.365/1000=1.134 Tn Vu < ØVc
Correcto
DISEÑO DE COBERTURA METALICA.Cobertura Diseñada.-
Materiales.-
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Secciones.-
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Cargas Asignadas.Carga Muerta.- Peso Propio Carga Viva.- sobrecarga por mantenimiento=30 Kg/m2
Carga de Viento.Velocidad de Diseño.La velocidad de diseño del viento hasta 10 m de altura será la velocidad máxima adecuada a la zona de ubicación de la edificación pero no menos de 75 Km/h. La velocidad de diseño del viento en cada altura de la edificación se obtendrá de la siguiente expresión.
Carga Exterior de Viento.-
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Carga Interior de Viento.-
Carga de Viento.V= 110 Km/h h= 13.25 m Vh= 117.03 Km/h Presión de Viento.P= 68.47 C Dirección X.Carga Exterior de Viento.-0.7
0.8
0.7 -0.3
-0.6
-0.6
0.3 -0.3
0.3 -0.3
-0.7 Carga Interior de Viento.0.3 -0.3
0.3 -0.3
0.3 -0.3
0.3 -0.3
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Primera Combinación.27.39
-0.4
1.1
-0.3
1
-0.3
75.32
20.54 20.54
68.47
-0.4
27.39
-1
68.47
Segunda Combinación.-
0.5
-0.9
0.4
-0.9
34.24
61.63 61.63
27.39
-1
68.47
-0.4
27.39
Tercera Combinación.-
1.1
-0.3
0
-0.4
-0.3
75.32
20.54 20.54
0
27.39
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Cuarta Combinación.68.47
-1
0.5
-0.9
-0.6
-0.9
34.24
41.08
61.63 61.63
68.47
-1 Dirección Y.Carga Exterior de Viento.-
-0.6
-0.7
0.7
-0.7
-0.7
0.3 -0.3
0.3 -0.3
0.8 Carga Interior de Viento.0.3 -0.3
0.3 -0.3
0.3 -0.3
0.3 -0.3
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Primera Combinación.20.54
-0.3
-0.4
-0.4
1
-0.4
27.39
27.39 27.39
68.47
1.1
75.32
-0.9
61.63
Segunda Combinación.-
-1
-1
0.4
0.5
-1
68.47
68.47 68.47
27.39
34.24
Primer Estado: VientoX1.-
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Segundo Estado: VientoX2.-
Tercer Estado: VientoX3.-
Cuarto Estado: VientoY1.-
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Quinto Estado: VientoY2.-
Combinaciones utilizadas.R1 = 1.4DEAD
(ADD)
R2 = 1.2DEAD + 1.6LIVE
(ADD)
R3 = 1.2DEAD + 1.6LIVE + 0.8VientoX1
(ADD)
R4 = 1.2DEAD + 1.6LIVE + 0.8VientoX2
(ADD)
R5 = 1.2DEAD + 1.6LIVE + 0.8VientoX3
(ADD)
R6 = 1.2DEAD + 0.5LIVE + 1.3VientoX1
(ADD)
R7 = 1.2DEAD + 0.5LIVE + 1.3VientoX2
(ADD)
R8 = 1.2DEAD + 0.5LIVE + 1.3VientoX3
(ADD)
R9 = 0.9DEAD + 1.3VientoX1
(ADD)
R10 = 0.9DEAD + 1.3VientoX2
(ADD)
R11= 0.9DEAD + 1.3VientoX3
(ADD)
R12 = 1.2DEAD + 1.6LIVE + 0.8VientoY1
(ADD)
R13 = 1.2DEAD + 1.6LIVE + 0.8VientoY2
(ADD)
R14 = 1.2DEAD + 0.5LIVE + 1.3VientoY1
(ADD)
R15 = 1.2DEAD + 0.5LIVE + 1.3VientoY2
(ADD)
R16 = 0.9DEAD + 1.3VientoY1
(ADD)
R17 = 0.9DEAD + 1.3VientoY2
(ADD)
RESISTENCIA =
1.0 R1, 1.0 R2, 1.0 R3, 1.0 R4, 1.0 R5, 1.0 R6, 1.0 R7, 1.0 R8, 1.0 R9, 1.0 R10 1.0 R11, 1.0 R12, 1.0 R13, 1.0 R14, 1.0 R15, 1.0 R16, 1.0 R17 (ENVE)
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Diagrama de Deformaciones: Combinación VientoX1.-
Diagrama de Deformaciones: Combinación VientoX2.-
Diagrama de Deformaciones: Combinación VientoX3.-
Diagrama de Deformaciones: Combinación VientoY1.-
Diagrama de Deformaciones: Combinación VientoY2.-
Diagrama de Fuerzas Axiales: Combinación: Última.-
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A
Verificación de Resistencia: Demanda vs Capacidad.-
Como se puede apreciar en la figura, los ratios de demanda vs capacidad para cada una de las barras tiene valores menores a 1 (uno), por lo que podemos afirmar que para cada elemento de la estructura la capacidad supera a la demanda, por lo que la resistencia proporcionada es correcta.
Diseño de las correas.-
Presión del viento Carga muerta= Carga viva=
68.47 Kg/m2 20 Kg/m2 30 Kg/m2
Cargas Asignadas.-
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Diagrama de Fuerzas Axiales: Combinación: Última.-
Verificación de Resistencia: Demanda vs Capacidad.-
Como se puede apreciar en la figura, los ratios de demanda vs capacidad para cada una de las barras tiene valores menores a 1 (uno), por lo que podemos afirmar que para cada elemento de la estructura la capacidad supera a la demanda, por lo que la resistencia proporcionada es correcta.
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN.El diseño de cimentaciones involucra una serie de etapas, las cuales se mencionan a continuación:
Determinación de la presión neta del suelo y dimensionamiento de la zapata.
Determinación de la reacción amplificada del suelo.
Verificación por Esfuerzo cortante.
Verificación por peso de la zapata.
Diseño del Refuerzo
Verificación por aplastamiento.
Anclajes.
Verificación por Esfuerzo Cortante.Sección crítica a una distancia “d” de la cara de la columna. Vu
φVn
Vn Vc Vs Vs 0 Vu
φ
Vc
Vc 0.53
f' c .bd
Verificación por Punzonamiento.Se asume que el punzonamiento es resistido por la superficie bajo la línea punteada. Debemos trabajar con cargas amplificadas. Wnu
Vup
Pu
Az
Pu
Wnu * m * n
Vup=Cortante por punzonamiento actuante. Vcp=Resistencia al cortante por punzonamiento en el concreto. 1.1 1.1 f' c bd 1.1 Vcp 0.53 1.1 f' c b o d (en kg y cm) cm) β
βc
c
D mayor D menor
β c 2 Vc 1.1 f' c b o d
,
b o 2m 2n (perímetro de los planos de falla)
Luego, se debe cumplir que: Vup φ
Vcp
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Diseño por Flexión de la Cimentación.El momento externo en cualquier sección de una zapata deberá determinarse haciendo pasar un plano vertical a través de la zapata y calculando el momento producido por las fuerzas que actúan sobre el área total de la zapata que quede a un lado de dicho plano vertical.
=
∅( ∅ ( − 2)
. = 0.85 ′ . Refuerzo Mínimo.-
= 0.0018 0.0018.. (Zapata) ′ = 0.70 √ ′ . (Viga de cimentación) DISEÑO DE LA CIMENTACION CON EL PROGRAMA SAFE 2014.La capacidad portante del terreno y el módulo de subrasante del suelo (coeficiente de balasto), están en función de las características de la forma de la cimentación y de la profundidad. En programas como el Plaxis, que para el comportamiento lineal o no lineal del suelo toma valores del ángulo de fricción, cohesión, permeabilidad, etc., se pueden realizar cálculos desde el punto de vi sta geotécnico como efectos de interacción suelo-estructura, consolidación de suelos, capacidad última, etc. En este caso se tratará el cálculo de la cimentación con el uso del Safe 2014, entonces la única comprobación a realizar y que proporciona el programa será la verificación de la capacidad portante del terreno en la cimentación. Vigas Continuas de Cimentación.Altura de Losa = 0.50m f’c = 210 kg/cm2
Vigas de cimentación: 0.35m x 1.00 m K balasto = 2 110 Tn/m3 Esfuerzo neto del terreno (EMS):
Cargas de servicio
: 0.95 kg/cm2
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Losa de Cimentación.-
Viga de Cimentación.-
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A
Suelo de Fundación.-
Vista en planta de la Cimentación
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Verificación de esfuerzos en el suelo.-
Esfuerzos cargas de Servicio sobre el Suelo de Fundación.-
Esfuerzo máximo = 0.887 Kg/cm2 Esfuerzo Neto del Suelo = 0.950 Kg/cm2 Esfuerzo Máximo < Esfuerzo Neto del Suelo
Correcto
Asentamientos del suelo de Fundación.-
Asentamiento Máximo = 0.578 cm
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Diseño de la Losa de Cimentación (e=0.50 m).Combinación de Diseño: Resistencia
Diagrama de Momentos Flectores por Elementos Finitos – M11
Se ha colocado refuerzo de 1/2” @ 0.15m en esta dirección y se ha verificado mediante el programa si este es capaz de soportar los momentos flectores en cada una de las direcciones obteniéndose que el refuerzo propuesto es satisfactorio tal como se muestra m uestra en las siguientes imágenes.
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A
Después de haber distribuido refuerzo en la dirección 1 de 1 Φ 1/2" @ 0.15m, 15m, se puede observar que este es suficiente para absorber los esfuerzos por lo l o que no se requiere colocar refuerzo adicional.
Diagrama de Momentos Flectores por Elementos Finitos – M22
Se ha colocado refuerzo en de 1/2” @ 0.15m en esta dirección y se ha verificado mediante el programa si este es capaz de soportar los momentos flectores en cada una de las direcciones obteniéndose que el refuerzo propuesto es satisfactorio tal como se muestra m uestra en las siguientes imágenes.
PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A
Después de haber distribuido refuerzo en la dirección 2 de 1 Φ 5/8" @ 0.15m, 0.15m, se puede observar que este es suficiente para absorber los esfuerzos por lo que no se requiere colocar refuerzo adicional.
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Verificación por Fuerza Cortante.-
Diagrama de Fuerzas Cortantes por Elementos Finitos – V13
Vu = 18.75 Tn b=100cm d=42.78 cm ØVc=0.85*0.53*(210)^(1/2)*100*42.78/1000=27.93 Tn Vu < ØVc
Correcto
Diagrama de Fuerzas Cortantes por Elementos Finitos – V23
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Vu = 21.40 Tn b=100cm d=42.78 cm ØVc=0.85*0.53*(210)^(1/2)*100*42.78/1000=27.93 Tn Vu < ØVc
Correcto
Diseño de las Vigas de Cimentación.Diseño por Flexión.-
Diagrama de Momentos Flectores
Refuerzo Longitudinal por Flexión
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A Diseño por Fuerza Cortante.-
Diagrama de Fuerzas Cortantes
Para el diseño del refuerzo por fuerza cortante se ha tenido en cuenta el refuerzo calculado por el programa Safe 2014 y el refuerzo obtenido según lo dispuesto por el Capítulo 21 de la Norma E.060 del RNE, adoptándose la condición más desfavorable.
G.
MATERIALES.CONCRETO SIMPLE -
SOLADOS
: C:H - 1:12
-
CIMIENTO CORRIDO
: C/H 1:10 + 30% PG de 6" máx. f'c = 100 kg/cm2
-
SOBRECIMIENTO
: C/H 1:8 + 25% PG de 3" máx. f'c = 140 kg/cm2
-
PISOS, PATIOS Y VEREDAS
: C:H 1:8 + 25% PG de 3" máx. f'c = 140 kg/cm2
CONCRETO ARMADO -
CIMENTACION
: f’c = 210 kg/cm2
-
COLUMNAS, VIGAS Y TECHOS
: f’c = 210 kg/cm2
-
SOBRECIMIENTO ARMADO
: f’c = 210 kg/cm2
-
ACERO DE REFUERZO
: Acero Grado 60, fy = 4200 k/cm2
-
CEMENTO
: PORTLAND TIPO I - CIMENTACION PORTLAND TIPO I – RESTO ESTRUCTURA
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MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTUR INFRAESTRUCTURA A H.
NORMAS DE CONTROL.El diseño ha sido controlado por nuestro actual Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) NTE - E.020
“CARGAS”
NTE - E.030
“DISEÑO SISMORESISTENTE” (Actualizada al 2016)
NTE - E.050
“SUELOS Y CIMENTACIONES”
NTE - E.060
“CONCRETO ARMADO”
NTE - E-070
“ALBAÑILERIA”
NTE - E-090
“ESTRUCTURAS METÁLICAS ”
Y el Código del ACI-318-14. Chiclayo, marzo de 2016
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