RESUMEN DE RESULTADOS DEL ANLISIS SSMICO
EXPEDIENTE: MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE EDUCACION SECUNDARIA EN
LA I.E. N 56009 DE CHUMO DEL DISTRITO DE SICUANI, PROVINICA DE
CANCHIS-CUSCO
CONTRATISTA: ODIN INGENIEROS
MEMORIA DESCRIPTIVA ESTRUCTURAS1.0 IDENTIFICACIN DEL
PROYECTO
2.0 GENERALIDADES
3.0DESCRIPCIN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL3.1CIMENTACIN
3.2PRTICOS Y PLACAS
3.3SISTEMAS DE PISO
3.4SISTEMAS DE TECHO
3.5ESCALERAS
3.6CONFINAMIENTO DE MUROS
4.0DISEO ESTRUCTURAL
4.1SOLICITACIONES DE SERVICIO
4.1.1 CARGAS DE GRAVEDAD
4.1.2 CARGAS DE SISMO
4.2METODOS DE ANALISIS4.3DISEO ESTRUCTURAL4.3.1 DISEO DE LA
CIMENTACION
4.3.1.1 ZAPATAS
4.3.1.2 VIGAS DE CONEXION
4.3.2 VIGAS Y LOSAS
4.3.3 COLUMNAS
4.3.4 FACTORES DE CARGA
4.3.5 FACTORES DE REDUCCIN
5.0REGLAMENTOS Y NORMAS
6.0 ANEXOS
1.0 IDENTIFICACIN DEL PROYECTO
Nombre del Proyecto: MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE EDUCACION
SECUNDARIA EN LA I.E. N 56009 DE CHUMO DISTRITO DE SICUANI,
PROVINCIA DE CANCHIS-CUSCO.
Departamento : CUSCO
Provincia : CANCHIS
Distrito : SICUANI
Comunidad : CHUMO
2.0 GENERALIDADES
El presente documento corresponde a la Memoria Descriptiva del
Proyecto : MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE EDUCACION SECUNDARIA EN LA
I.E. N 56009 DE CHUMO DISTRITO DE SICUANI, PROVINCIA DE
CANCHIS-CUSCO, el cual consta de tres bloques convencionales de
concreto armado, los cuales estn conformados por dos bloques de dos
niveles y un bloque de un nivel.El propsito de esta Memoria es
facilitar una mejor comprensin del proyecto de estructuras del
proyecto, particularmente de los planos de estructuras y los
correspondientes detalles constructivos a nivel de obra que forman
parte del expediente tcnico de esta edificacin.
En tal sentido, esta Memoria se complementa con los dems
documentos tcnicos del Expediente Tcnico, tales como:
a)Planos de Arquitectura
b)Memoria Descriptiva de Arquitectura
c)Especificaciones Tcnicas de Arquitectura
d)Planos de Estructuras a nivel de obra
e)Especificaciones Tcnicas de Estructuras
f) Memoria Descriptiva de Instalaciones Sanitarias
g) Especificaciones Tcnicas de Instalaciones Sanitarias
h) Memoria Descriptiva de Instalaciones Elctricas
i) Especificaciones Tcnicas de Instalaciones Elctricas
Es importante sealar que la geometra general del proyecto de
esta edificacin tiene que ajustarse estrictamente a lo prescrito
por el Proyecto de Arquitectura.
3.0DESCRIPCIN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL
3.1CIMENTACIN
La cimentacin de los bloques a construir est conformada por 11
tipos de zapatas de 0.40m de peralte, denominadas Z-1, Z-2, Z-3,
Z-4, Z-5, Z-6, Z-7, Z-8, Z-9, Z-10 y Z-11, como se indica en el
plano de cimentaciones. As mismo est conformada por vigas de
cimentacin, de 0.30x0.50 para los bloques I y II, y 0.25x0.40m para
el bloque II, todas dispuestas en ambos sentidos. La profundidad de
cimentacin para los bloques se encuentra a una cota de -1.50
metros, con respecto al nivel de suelo natural.
Debajo de la cota de fundacin se ha dispuesto un solado de
concreto simple de e=0.10m de espesores, con concreto 1:12 C: H, el
cual se colar directamente sobre el suelo de cimentacin.Sobre esta
Cimentacin se apoyan y empotran todas las columnas de concreto
armado de la edificacin a construir.
Debido a la presencia de nivel fretico en la zona a cimentar y
con la finalidad de proteger al acero de construccin, se ha
propuesto la inclusin de aditivo impermeabilizante en el concreto
de las zapatas, vigas de conexin y el sector de las columnas que
estn expuestas a estas aguas subterrneas.Para los muros de ladrillo
(elementos no estructurales verticales), se han dispuesto cimientos
corridos de concreto ciclpeo 1:10+30P.G de 0.40mx0.50m de ancho y
peralte respectivamente; as como tambin se ha dispuesto
sobrecimientos de 0.15x 0.35m de ancho y peralte
respectivamente.3.2PRTICOS Y PLACAS
El esqueleto estructural principal de los bloques tiene la
funcin de resistir las fuerzas verticales y laterales que solicitan
a la construccin, est conformado por un sistema aporticado
tridimensional constituido por columnas y vigas de concreto
armado.
En el presente proyecto contamos con un total de 10 tipos de
columnas denominadas C1 bloque I, C1 bloque II, C2 bloques I y II,
C3, C4, C5, C6, C7, C8 y C9, todas de diferentes dimensiones y de
0.25m de espesor, como se indica en el plano Detalle de
Columnas.
De los 10 tipos de columnas, se cuenta con 2 tipos de columnas
circulares, de las cueles el tipo C-3 es de 0.30m de dimetro para
los bloques I y II y est dispuesta en los dos niveles; y el tipo
C-5 es de 0.30m de dimetro dispuesta para el bloque III de un
nivel.Se ha planteado para las vigas principales del primer nivel
de los bloques I y II secciones de 0.25x0.55; mientras que para las
vigas secundarias del mismo nivel y vigas del segundo nivel
secciones de 0.25x0.45.
Tambin se ha previsto la existencia de vigas de 0.25x0.45, en la
zona de los parapetos de los corredores.Tambin se ha considerado
columnetas para el confinamiento de muros, en los diferentes
niveles y en lugares especiales. Las secciones de estas columnetas
son de 0.10x0.25 y de 0.15x0.25; sobre estas columnetas se ha
dispuesto vigas soleras. En este proyecto estructural se ha
mantenido constantes las secciones transversales de todas las
columnas en toda la altura la edificacin; con el objetivo de evitar
cambios bruscos de rigidez lateral de las columnas; que puedan
generar concentracin de esfuerzos.La estructuracin del techo est
conformada por vigas de concreto armado inclinadas de 0.25x0.45,
las mismas que reciben las correas de la cobertura. Las correas de
la cobertura son con tubos metlicos de 0.08x0.04x0.018, las mismas
que son arriostradas en su parte central por un tubo metlico de la
misma seccin.3.3SISTEMAS DE PISO
En los primeros niveles, el sistema de piso consistir en un
falso piso convencional de concreto simple de 0.10 metros de
espesor.
El sistema de piso de los segundos niveles consistir en losas
aligeradas convencionales de concreto armado, con viguetas de 0.15m
de ancho, como se indica en los planos correspondientes.
3.4SISTEMAS DE TECHO
La estructuracin del techo est conformada por vigas de concreto
armado inclinadas de 0.25x0.45, las mismas que reciben las correas
de la cobertura. Las correas de la cobertura son con tubos metlicos
de 0.08x0.04x0.018, las mismas que son arriostradas en su parte
central por un tubo metlico de la misma seccin.
3.5ESCALERAS Y ASCENSORESEn esta edificacin la circulacin
vertical est compuesta por una escalera de concreto armado, la
misma que est ubicada en la parte central del bloque II, las losa
solida de la escalera es de e=0.20m de espesor, 0.28m de paso y
0.175m de contrapaso; tienen un armado convencional como se muestra
en los planos.
3.6CONFINAMIENTO DE MUROS
En el presente proyecto los muros de bloqueta estn aislados de
la estructura principal, con la finalidad de que estos no presente
fisuras ante eventuales movimientos ssmicos; para lograr tal fin se
han dispuesto columnetas de confinamiento de 0.15x0.25 y vigas
soleras de 0.15x0.15 con las caractersticas y especificaciones
tcnicas indicadas en el plano correspondiente.4.0DISEO
ESTRUCTURAL
4.1SOLICITACIONES DE SERVICIO
4.1.1 CARGAS DE GRAVEDAD
Las cargas de gravedad son las generadas por el peso propio de
los diferentes elementos estructurales y no estructurales de la
edificacin y las generadas por las cargas vivas que actan por la
funcin que cumple esta construccin.
Para calcular los pesos propios de los elementos estructurales y
no estructurales, se han considerado los siguientes pesos
unitarios:
Elementos de concreto simple : 2.30 Tn/m3
Elementos de concreto armado
:2.40 Tn/m3
Losas aligeradas de 0.20 m
: 300 Kg/m2
Pisos terminados de 0.05 m
: 100 Kg/m2
Tabiques de bloquetas e=0.15m
: 210 Kg/m2
Tabiques de bloquetas e=0.20m
: 280 Kg/m2
Para calcular las cargas vivas que actan en los diferentes
elementos estructurales del edificio, se han considerado las
siguientes sobrecargas:
Aulas
:250 Kg/m2
Talleres
:350 Kg/m2
Corredores y escaleras
: 400 Kg/m24.1.2 CARGAS DE SISMO
Los eventuales movimientos ssmicos del terreno de cimentacin
pueden introducir fuerzas dinmicas horizontales y verticales que
solicitan los diferentes elementos estructurales de la edificacin,
las cuales deben ser calculadas en base a la Norma de Diseo
Sismorresistente vigente en nuestro pas.
Para calcular las fuerzas horizontales de sismo que pueden
actuar sobre el edificio, se han tomado en cuenta los siguientes
criterios:
a)El presente proyecto se encuentra ubicado en la zona 2 del
mapa de zonificacin ssmica del Per, la cual corresponde a una
actividad ssmica moderada e intermedia. Para esta localizacin
corresponde un Factor de Zona: Z = 0.30.
b)El presente proyecto corresponde a una edificacin esencial que
debe servir de refugio en caso de un desastre ssmico. Estas
edificaciones son de categora A y tienen un Factor de Uso e
Importancia: U= 1.50.
e) La edificacin se encuentra cimentada sobre un suelo flexible
de baja calidad, clasificada como tipo S2, de acuerdo con las
normas de diseo sismorresistente. De esta forma, el Factor de Suelo
es S = 1.40 y el perodo predominante de vibracin del suelo es Tp =
0.90 seg.d) El factor de reduccin por ductilidad asumido para
estructuras duales es R = 84.2METODOS DE ANALISIS
Para el anlisis estructural de los elementos mecnicos que actan
en los diferentes elementos resistentes de concreto armado, se ha
modelado como un sistema de prticos tridimensionales conectados por
diafragmas rgidos en sus planos dispuestos horizontalmente en cada
uno de los pisos de la construccin.
Para calcular el peso total de la edificacin en el anlisis
ssmico, se ha considerado el peso propio de los elementos
estructurales y no estructurales, con un 50% de las cargas vivas
prescritas por la Norma Tcnica de Cargas del Reglamento Nacional de
Edificaciones.
Los sistemas aporticados tridimensionales del edificio se han
modelado como estructuras reticulares conformadas por barras
compuestas por columnas y vigas de concreto armado cuyas conexiones
se consideran como juntas rgidas.
Para el anlisis de los prticos sujetos a la accin de las cargas
verticales de gravedad se han considerado diferentes combinaciones
de cargas permanentes y vivas que permitan calcular los momentos
flexionantes mximos y mnimos en los diferentes nudos de estas
estructuras.Para el anlisis de los prticos sujetos a la accin de
las fuerzas de sismo se ha considerado aceleracin espectral segn el
Art. 18.2 de las normas sismo resistente E-030.Para el clculo de
las fuerzas interiores mximas en los diferentes elementos
resistentes de la estructura del edificio se aplicaron mtodos
elsticos lineales, sustentados en los siguientes principios
fundamentales de la esttica y la de materiales:
a) Se cumplen las condiciones de equilibrio esttico o
dinmico.
b) Se cumple el principio de compatibilidad de deformaciones. En
el caso de vigas, este principio se reemplaza por la clsica
hiptesis de Navier - Bernoulli que establece que las secciones
planas antes de las deformaciones, se mantienen planas despus de
que ocurren las mismas.
c) Se cumplen las leyes constitutivas de cada material
estructural del edificio, las cuales establecen una relacin unvoca
entre los esfuerzos y deformaciones de cada uno de ellos.
d) Se cumple el principio de superposicin.
4.3DISEO ESTRUCTURAL
Para el diseo de los diferentes elementos de concreto armado se
ha aplicado el Mtodo de Resistencia Ultima, mientras que para la
estructura de acero se ha considerado el mtodo Allowable Stress
Design and Load and Resistance Factor Design (LRFD).
4.3.1
DISEO DE LA CIMENTACION
4.3.1.1 ZAPATAS
Las zapatas han sido diseadas siguiendo la metodologa del
Captulo 16 - Zapatas del Reglamento Nacional de Edificaciones.Para
el clculo por fuerza cortante se han utilizado las siguientes
relaciones:
El chequeo por punzonamiento se realiza para la condicin
pero menor de
Donde es la relacin del lado largo al lado corto de la seccin de
la columna y bo es el permetro de la seccin critica.Para el clculo
por flexin se han utilizado las siguientes relaciones:
;
( = factor de reduccin para flexin
fy = Esfuerzo de fluencia del acero, kg/cm2d = peralte
efectivo
f'c = Resistencia a la compresin del concreto.
b = ancho de la seccin.En base a estas relaciones se ha obtenido
los siguientes valores de diseo de vigas de cimentacin, ver Hoja
Anexa.
4.3.1.2 VIGAS DE CONEXION
Para el diseo de acero por flexin de las vigas de conexin, se
utilizaron las siguientes relaciones:
; donde:( = factor de reduccin para flexin fy = Esfuerzo de
fluencia del acero, kg/cm2d = peralte efectivo f'c = Resistencia a
la compresin del concreto.b = ancho de la seccin.
Para el diseo de acero por corte (estribos) se utilizaron las
siguientes relaciones:
En base a estas relaciones se ha obtenido los siguientes valores
de diseo, ver Hoja Anexa - Cuadro resumen de Vigas de Conexin.
4.3.2 VIGAS Y LOSAS Para el diseo de las vigas, se utilizaron
las siguientes frmulas:
; donde:
( = factor de reduccin para flexin
fy = Esfuerzo de fluencia del acero, kg/cm2d = peralte
efectivo
f'c = Resistencia a la compresin del concreto.
b = ancho de la seccin.
Para el diseo de acero por corte (estribos) se utilizaron las
siguientes relaciones:
En base a estas relaciones se ha obtenido los siguientes valores
de diseo de las vigas, ver Hojas Anexas - CONCRETE BEAM DESIGN
OUTPUT.4.3.3 COLUMNAS
Para el clculo del refuerzo de las columnas se deber tener
presente que las cargas de diseo (Pn (Resistencia nominal a carga
axial a una excentricidad dada) debern ser diseadas como elementos
en flexin si son menores a 0.10 fc Ag, caso contrario se debern
disear como elementos en flexocompresin.
La carga axial Ultima Pu para una excentricidad dada no deber
exceder de (Pn(max), el momento Mu deber amplificarse para
contemplar los efectos de esbeltez. La resistencia de los elementos
en compresin con estribos se deber limitarse a:
Toda seccin sujeta a flexocompresin deber disearse para el
momento mximo; adems se considera las disposiciones especiales para
las columnas sujetas a flexocompresin que resistan fuerzas de
sismo, como se especifica en el numeral 12.4 de la norma de
Concreto Armado E.060Para el diseo por Corte se contrast las
solicitaciones de diseo con las consideraciones de la Norma de
Concreto Armado E.060 (13.7.2.2), siendo stas ltimas las que
condicionaron el diseo.
La Norma seala que debern colocarse en ambos extremos del
elemento estribos cerrados sobre una longitud "lo" medida desde la
cara del nudo (longitud de confinamiento), que no sea menor:
a) Un sexto de la luz libre del elemento.
b) La mxima dimensin de la seccin transversal del elemento.
c) 45 cm.
Estos estribos tendrn un espaciamiento que no deben exceder el
menor de los siguientes valores, a menos que las exigencias de
diseo por esfuerzo cortante sean mayores:
a) La mitad de la dimensin ms pequea de la seccin transversal
del elemento.
b) 10 cm.
El primer estribo deber ubicarse a no ms de 5 cm. de la cara del
nudo.
4.3.4 FACTORES DE CARGA
En este diseo se han considerado los siguientes factores de
carga prescritos por las Normas Tcnicas correspondientes E-060 y
E-090 del Reglamento Nacional de edificaciones:
PARA CONCRETO ARMADO
U = 1.5 CM + 1.8 CV
U = 1.25 (CM ( CV ( CS)
U = 0.9 CM ( 1.25 CS
Donde:
CM = efecto de la carga permanente
CV = efecto de la carga viva
CS = efecto de la carga ssmica
PARA ACERO ESTRUCTURAL
1.4D
1.2D+1.6L+0.5(Lr S R)
1.2D+1.6(Lr S R) + (0.5L 0.8W)
1.2D+1.3W+0.5L+0.5(Lr S R)
1.2D 1.0E +0.5L+0.2S
0.9D (1.3W 1.0E)Donde:
D = Carga permanente
L = Carga viva
Lr = Carga viva en azoteas
W= carga de viento
S= Carga de Nieve
E= Carga de sismo
R= Carga de Lluvia.
4.3.5 FACTORES DE REDUCCINEn este diseo se han considerado los
siguientes factores de reduccin prescritos por las Normas Tcnicas
correspondientes E-060 y E-090 del Reglamento Nacional de
edificaciones:
PARA CONCRETO ARMADO
Para flexin sin carga axial: 0.90
Para flexin con carga axial de traccin: 0.90
Para flexin con carga axial de compresin: 0.70
Para cortante con o sin torsin: 0.85
Para aplastamiento del concreto: 0.70
PARA ACERO ESTRUCTURALPara Flexin: 0.90
Para Traccin: 0.90
Para compresin: 0.85
Para corte: 0.90
5.0REGLAMENTOS Y NORMASComo se ha referido anteriormente, para
el diseo de los diferentes elementos resistentes de concreto armado
de la edificacin se han aplicado los requisitos mnimos de seguridad
prescritos por el Reglamento Nacional de Edificaciones vigente y de
sus Normas Tcnicas pertinentes para el presente caso, y que son las
siguientes:
a) Norma de Cargas E.020
b) Norma de Suelos y Cimentaciones E.050
c) Norma de Diseo Sismorresistente E.030
d) Norma de Concreto Armado E.060
e) Norma de Estructuras Metlicas E.090
6.0ANEXOS
Resultados de los clculos del Anlisis Estructural y diseo.
Estudio de Mecnica de Suelos.
Cusco, Abril del 2013PAGE 3
_1269954690.unknown
_1427642313.unknown
_1427642329.unknown
_1427642287.unknown
_1270091893.unknown
_1269926933.unknown
_1269954630.unknown
_1134926216.unknown
_1269926874.unknown
_1134926107.unknown
