análisis de la incidencia de acciones sísmicas sobre un

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DE

LA PROVINCIA DE BUENOS AIRES

FACULTAD DE INGENIERÍA

Análisis de la incidencia de acciones sísmicas sobre un

edificio en altura ubicado en diferentes zonas de diseño

ALUMNO: Tomás Joaquín Pibuel Bianciotti

TUTORA: Ing. Claudia Viviana Dietrich

CO-TUTOR: Ing. Raúl Bacchiarello

PROYECTO FINAL DE CARRERA

INGENIERÍA CIVIL

2020

A la universidad pública, laica, para todos y todas, por abrazarme, moldearme y haberme enseñado que el talento no sirve si no se acompaña con dedicación y esfuerzo. Al hockey, por ser el centro de mi rompecabezas, el vehículo que me hizo recorrer incontables lugares y mi segunda casa, esa que fue mi guía los días donde estuve perdido. A Claudia y Rolo, por brindarme del tema principal de este proyecto, guiarme y aconsejarme en cada momento. Por el compromiso y la dedicación. Por la sabiduría y paciencia suficiente para solucionar todas mis consultas. A los profesores y ayudantes que han tenido verdadera entrega y amor por la educación, aquellos que al enseñar lo hicieron sin miedo y recordaron que alguna vez también fueron estudiantes. A Tomás del futuro, se hace más fácil. A mis amigos y a mis amigas, por los mates en el minisum, por el compañerismo en los días de estudio, por el humor que nos caracteriza, por los viajes y las juntadas, por su humildad, apoyo y amistad. A Guadalupe, por ser mi compañera en este arduo trayecto, por presionarme para mejorar cada día, por lograr mi mejor versión, por no dejar que me rinda y por ser la mejor persona que alguien puede llegar a ser. A María José y Julián, por ser mis amigos y compañeros, antes de ser mis hermanos. Por su amor y complicidad. Por estar siempre en sintonía, aunque estemos lejos. A mis viejos, Mónica y Julio. Han sido, son y serán el soporte más grande que tiene mi vida. Su resiliencia es mi mayor maestra. Por ser mi ejemplo a seguir, por más distintos que seamos. Por brindarme de empatía y humildad. Por apoyarme, ayudarme, enseñarme. Por todo el amor y la contención. Gracias.

Tomás Joaquín Pibuel Bianciotti

Facultad de Ingeniería - UNICEN

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN 1

1.1 Resumen 1

1.2 Sismología 1

1.3 Proyección en el diseño 3

1.4 Reglamentación 4

2. OBJETIVOS 4

2.1 Objetivo general 4

2.2 Objetivos específicos 4

3. DISEÑO 5

3.1 Características del edificio 5

3.2 Tipología estructural 5

3.2.1 Limitaciones 5

3.2.2 Modelo estructural 6

4. PARÁMETROS PARA EL DISEÑO SÍSMICO 8

4.1 Zonificación sísmica 8

4.2 Influencia del suelo 9

4.3 Factor de riesgo 9

4.4 Período fundamental 9

4.5 Acciones gravitatorias 10

4.6 Corte basal 𝑉𝑜 11

4.7 Distribución en altura del esfuerzo en la base 11

5. CÁLCULO DE PARÁMETROS 11

5.1 Zona sísmica 4 11

5.1.1 Parámetros generales 11

5.1.2 Propiedades de materiales 12

5.1.2.1 Requisito por durabilidad 12

5.1.2.2 Requisito por zonificación 12

5.1.3 Aproximación del período 13

5.2 Zona sísmica 0 13

6. ANÁLISIS DE CARGAS 13

6.1 Distribución 13

6.1.1 Vivienda 13



6.1.2 Circulación 13

6.1.3 Azotea 14

6.2 Masa por nivel 14

7. MÉTODOS DE ANÁLISIS 15

7.1 Modelo en zona sísmica 4 16

7.1.1 Acción horizontal 16

7.2 Modelo en zona sísmica 0 18

7.2.1 Análisis de viento 19

7.2.2 Método analítico 19

7.2.2.1 Velocidad básica del viento 20

7.2.2.2 Factor de direccionalidad 20

7.2.2.3 Factor de importancia 20

7.2.2.4 Categoría de exposición 21

7.2.2.5 Coeficiente de exposición 21

7.2.2.6 Factor topográfico 21

7.2.2.7 Factor de efecto de ráfaga 21

7.2.2.8 Clasificación de cerramiento 22

7.2.2.9 Coeficiente de presión interna 22

7.2.2.10 Coeficiente de presión externa 22

7.2.2.11 Coeficiente de fuerza 22

7.2.2.12 Presión dinámica 22

7.2.2.13 Carga de viento de diseño 22

7.3 Esquema de esfuerzos horizontales 24

8. CÁLCULO ESTRUCTURAL 25

8.1 Errores por verificación 26

8.2 Resultados 27

9. PROBLEMÁTICAS EN SISMOS ANTERIORES 28

9.1 Estudio de casos 28

9.2 Aisladores sísmicos 29

10. CONCLUSIÓN 30



ANEXOS

ANEXO N°1: Mapa de zonificación sísmica 31

ANEXO N°2: Tabla 2.2. 32

ANEXO N°3: Tabla 6.2 33

ANEXO N°4: Tabla 2.1 y Tabla 2.5 34



ANEXO N°7: Figura 1A y Figura 1B 37

ANEXO N°8: Tabla 6 39

ANEXO N°9: Tabla 1 y Tabla A-1 40

ANEXO N°10: Tabla 5 y Tabla 7 41

ANEXO N°11: Figura 3 y Tabla 42

ANEXO N°12: Tabla 9 43

ANEXO N°13: Resumen de cuantías de obra (Zona 4) 44

ANEXO N°14: Resumen de cuantías de obra (Zona 0) 47

BIBLIOGRAFÍA 50



1

1. INTRODUCCIÓN

1.1 Resumen

El siguiente proyecto final de carrera reúne una descripción general de la sismología,

una evaluación de la acción sísmica sobre un edificio de hormigón armado y el diseño

estructural del mismo.

Este trabajo brinda un preámbulo a conceptos básicos relacionados a la ciencia que

estudia los terremotos. Se presenta una introducción en las consideraciones que se

deben tomar al momento de proyectar el diseño de un edificio que se encuentra bajo

la acción de fuerzas horizontales externas.

Se contemplan las consideraciones efectuadas en los reglamentos INPRES -

CIRSOC 103 Parte I y II - 2018 (“Construcciones en general” y “Construcciones de

hormigón armado” respectivamente), los cuales están destinados a construcciones

sismorresistentes. Así también se considera el reglamento CIRSOC 201 - 2012,

dónde se encuentran las especificaciones del diseño general para construcciones de

hormigón armado.

1.2 Sismología

Un “sismo”, también llamado “terremoto” es el movimiento brusco de la Tierra,

generado por la súbita liberación de energía acumulada durante un largo tiempo. Los

más comunes se producen por la actividad de fallas geológicas.

La corteza de la Tierra está conformada por una docena de placas de 70 km de grosor

que se están acomodando en un proceso que lleva millones de años. En este

movimiento, una comienza a desplazarse sobre o bajo de la contigua originando

lentos cambios en la topografía. Si este desplazamiento se dificulta, comienza a

acumularse energía que en algún momento se libera, por lo cual una de las placas se

moverá bruscamente contra la otra rompiéndola y liberándose entonces una cantidad

variable de energía que origina el sismo.

También pueden ocurrir por otras causas como, por ejemplo, procesos volcánicos,

impactos de asteroides o cualquier objeto celeste de gran tamaño, o incluso

producidos por el ser humano al realizar pruebas de detonaciones nucleares

subterráneas.

El punto en la profundidad de la Tierra desde donde se libera la energía se denomina

hipocentro o foco. El lugar sobre el foco, directamente en la superficie de la tierra, se

lo llama epicentro y es donde la intensidad del sismo es máxima, como se observa en

la figura 1. Entonces la cuestión es: ¿Cómo medimos la intensidad de un terremoto?



2

Figura 1: Epicentro, hipocentro y ondas sísmicas

La medición se realiza con un instrumento llamado sismógrafo, el cual registra la

vibración de la Tierra producida por el sismo, donde se informa la magnitud y la

duración. El sismógrafo analiza dos tipos de ondas: las ondas superficiales, que viajan

a través de la superficie terrestre y que producen la mayor vibración y las centrales o

corporales, que viajan a través de la Tierra desde su profundidad. Por lo tanto, es

necesario representar dichas vibraciones en factores que puedan analizarse, para lo

cual existen las siguientes escalas:

Escala Ritcher: La más conocida, se expresa con números arábigos (1, 2, 3,

etc.) y representa la energía sísmica liberada en cada terremoto, se basa en

el registro sismográfico. Es una escala que crece en forma potencial o

semilogarítmica, de manera que cada punto de aumento puede significar un

aumento de energía diez veces mayor que el anterior.

Escala Mercalli: No comprende los registros, sino el efecto o daño producido

en las estructuras y en la sensación percibida por la gente. Depende de la

energía del terremoto, la distancia de la falla, la forma como las ondas llegan

al sitio, las características geológicas del suelo, la población, etc. Se expresa

en números romanos y es proporcional, de modo que la intensidad IV es el

doble de la II.

Además, se consideran registros históricos, entrevistas, noticias de los diarios, entre

otros aspectos. Así, la intensidad de un sismo no está totalmente determinada por su

magnitud, sino que se basa en sus consecuencias observables.



3

Figura 2: Tabla de escalas Mercalli y Richter

Con respecto a antecedentes en cálculos estructurales, las primeras apariciones se

registraron después del sismo de Nobi (Japón) en el año 1891. A partir de este

momento, los ingenieros comenzaron a abordar el diseño y la construcción

sismorresistente basados en el sentido común ingenieril. En el sismo de San

Francisco (Estados Unidos) en 1906, el Dr. Riki Sano estableció por primera vez que

el diseño sismorresistente podría ser llevado a cabo asumiendo una fuerza lateral F,

proporcional al peso W [11].

𝐹 = 𝐾 𝑥 𝑊 (1)

Donde:

K: Coeficiente sísmico que se expresa como a/g.

a: Aceleración considerada.

g: Aceleración debida a la gravedad.

1.3 Proyección en el diseño

Durante el tiempo que dura un terremoto, el suelo debajo de un edificio se mueve

como producto del movimiento de las placas tectónicas, transmitiéndose esa energía

liberada en forma de ondas. A ese movimiento del terreno se opone la inercia de la

estructura que tiende a mantenerla en su sitio original.

Al momento de diseñar una estructura sismorresistente se presentan dos alternativas:

Construirla a partir de una rigidez mayor, de forma que se comporte

elásticamente al momento del sismo.

Construirla con una menor resistencia, pero con capacidad de resistir

deformaciones inelásticas sin degradación importante.

Actualmente se proyectan zonas de la estructura que se diseñan de manera que

puedan formarse “rótulas plásticas”. Éstas rotulas permiten que la energía absorbida

se pueda disipar a medida que el material fluye y se comporta inelásticamente. Se las

<3,4 I 800000

3,5 - 4,2 II y III 30000

4,3 - 4,8 IV 4800

4,9 - 5,4 V 1400

5,5 - 6,1 VI y VII 500

6,2 - 6,95 VIII y IX 100

7 - 7,3 X 15

7,4 - 7,9 XI 4

>8 XII 1 entre 5 y 10 años

Muchos daños en edificios

Daños profundos, fracturas en paredes

Grandes daños, colapso de edificios

Destrucción total, topografía alterada

Efecto en áreas pobladasEscala Richter Escala Mercalli N° sismos/año

Registrado solo por sismografos

Sentido por algunas personas

Sentido por muchas personas

Sentido por toda la gente

Pequeños daños en edificios



4

diseña con una resistencia casi idéntica a la requerida y se las arma de manera que

puedan rotar inelásticamente.

En cambio, aquellos lugares donde no se permite la deformación inelástica se diseñan

de manera que su resistencia exceda la capacidad de las rótulas plásticas cuando

éstas desarrollan su sobrerresistencia. Por último, las zonas potencialmente frágiles

se diseñan para que se comporten elásticamente

Lo que se busca es minimizar las ductilidades locales, lo cual se consigue cuando las

deformaciones entre plantas consecutivas no varían bruscamente, y con ello lograr

una misma ductilidad global, resultando que el mejor diseño sea el de traslación lateral

de viga, conocido como “columna fuerte – viga débil” [7].

1.4 Reglamentación

El reglamento INPRES (Instituto Nacional de Prevención Sísmica) CIRSOC 103 –

2018 se compone de cuatro partes: parte I “Construcciones en General”, parte II

“Construcciones de Hormigón Armado”, parte III “Construcciones de Mampostería” y

parte IV “Construcciones de Acero” del Reglamento Argentino para Construcciones

Sismorresistentes.

En la Parte I y Parte II, se regula el diseño y cálculo de las construcciones

sismorresistentes realizadas en hormigón. Si bien la zonificación sísmica del país se

mantiene, en el CIRSOC 103 – 2005 se incluyen nuevos espectros de diseño que

contemplan seis perfiles de sitio, los cuales no se incluían en el reglamento anterior

(CIRSOC 103 - 1991). Los espectros de diseño de pseudoaceleraciones incluyen no

solo la zona controlada por la aceleración y por la velocidad, sino también la zona

controlada por el desplazamiento. De esta manera es posible obtener espectros de

desplazamientos congruentes para la utilización alternativa de un diseño por

desplazamientos. Las irregularidades en planta y en elevación se tratan con más

detalle que en el Reglamento anterior, con el propósito de enfatizar la importancia de

la configuración del edificio en la performance sísmica [7].

2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo general

Evaluar la incidencia de la acción sísmica sobre los elementos estructurales de

edificios en altura, diseñados y calculados en diferentes zonas sísmicas.

2.2 Objetivos específicos

Analizar el efecto que generan las fuerzas horizontales debidas al sismo, a partir de

las cuales se definirá una tipología y un diseño estructural. El edificio se ubicará en

diferentes zonas sísmicas, tomando los casos extremos (zona 4 y 0) para estudiar la

incidencia de dicha acción sobre los elementos estructurales.



5

Determinar los principales parámetros para el análisis, tales como el período

fundamental, la masa por nivel, ductilidad, etc. Calcular el corte basal (corte a nivel

de la superficie terrestre) como también la distribución del mismo esfuerzo en la

totalidad del edificio.

Presentar las combinaciones de estados de carga, las cuales producirán esfuerzos

que deberán soportar los componentes estructurales que componen el modelo.

Finalmente se realizará el cálculo y las verificaciones de todo el edificio.

3. DISEÑO

3.1 Características del edificio

El edificio consta de diez plantas rectangulares, de 20 m x 20 m más balcones de 2

m de longitud. Posee dos principales funciones (vivienda y circulación) según la

distribución del mismo, como se observa en la figura 4 y logra una altura total de 31,5

metros. La tipología elegida es un sistema de pórticos – tabiques de hormigón armado

y las losas de entrepiso y techo son macizas armadas en ambas direcciones.

Al momento de analizar la zona de diseño, se ubicará el modelo estructural en las

ciudades de Mendoza y Olavarría para las zonas sísmicas 4 y 0 respectivamente.

Posee una forma rectangular simétrica en la dirección principal x, mientras que en la

otra dirección se diferencia por tener el núcleo central de ascensores y escaleras,

como se observa en la figura 3.

3.2 Tipología estructural

3.2.1 Limitaciones

Debido a que el análisis se realizará sobre los componentes estructurales del mismo

modelo en diferentes zonas sísmicas, se debe elegir una tipología estructural que

cumpla con los requisitos mínimos para el caso más desfavorable (zona 4).

Una edificación logra ser sismorresistente cuando se diseña y construye con una

adecuada configuración estructural, con componentes de dimensiones apropiadas y

materiales de resistencia suficiente para soportar la acción de las fuerzas causadas

por sismos frecuentes.

Sin embargo, siempre existe la posibilidad de que se presente un terremoto aún más

fuerte que los que han sido previstos y que deben ser resistidos por la edificación sin

que ocurran daños. Por esta razón no existen edificios totalmente sismorresistentes.

Aunque se presenten daños, en el caso extremo, dicha edificación no colapsará y

contribuirá a que no haya pérdidas de vidas y pérdida total de la propiedad [7].

Algunas de las características principales que se deben considerar al momento del

diseño de un edificio sismoresistente, son:



6

La geometría de la edificación debe ser sencilla en planta y en elevación. Las

formas irregulares favorecen a que la estructura sufra torsión o que intente girar

en forma desordenada.

Con respecto al peso, cuanto más liviana sea, menor será la fuerza que tendrá

que soportar cuando ocurra un terremoto. Grandes masas o pesos se mueven

con mayor severidad.

La cimentación debe ser competente para transmitir con seguridad el peso de

la edificación al suelo.

El material del suelo, en lo posible tiene que ser duro y resistente. Los

suelos blandos amplifican las ondas sísmicas y facilitan asentamientos

nocivos.

Los materiales deben ser de buena calidad para garantizar una adecuada

resistencia y capacidad de la estructura para absorber y disipar la energía que

el sismo otorga [7].

Una estructura debe ser capaz de soportar deformaciones en sus componentes sin

que se dañen gravemente. Los componentes no estructurales como tabiques

divisorios, acabados arquitectónicos, fachadas, ventanas, e instalaciones deben estar

bien adheridos o conectados y no deben interaccionar con la estructura.

3.2.2 Modelo estructural

Teniendo en consideración el punto anterior y lo que establece el Reglamento

CIRSOC 103 Parte I en su Capítulo 2.6, se determina la tipología estructural del

edificio:

Figura 3: Modelo estructural



7

La estructuración del edificio modelo que consta de diez plantas, está formada por un

conjunto de pórticos vinculados a tabiques en voladizo junto con los que forman el

núcleo central, en ellos descargan las losas de los entrepisos y de cubierta que se

comportan como elementos rígidos en su plano. Todos los elementos estructurales

se realizarán con hormigón armado, desarrollando el cálculo y verificación de

esfuerzos según el Capítulo 4 del Reglamento CIRSOC 103 Parte II.

En la figura 4 se pueden observar las diferentes funciones que cumplen las zonas

señaladas en la planta, donde se encuentra un área central de circulación horizontal

y vertical, además de cuatro viviendas circundando la mencionada área central.

Figura 4: Zonificación en planta

Para obtener los parámetros necesarios al inicio del cálculo, se suponen las

dimensiones de los elementos estructurales (columnas, vigas, losas y tabiques) para

los diferentes niveles del edificio. Dichos elementos estructurales se han calculado

según las especificaciones reglamentarias y se han tenido que modificar algunas de

las dimensiones adoptadas inicialmente, para que dichos elementos sean capaces de

resistir las acciones a las que se los someterá, quedando los valores finales que se

observan en las figuras 5, 6 y 7.



8

Figura 5: Dimensión de columnas

Figura 6: Dimensiones de vigas rectangulares

Figura 7: Dimensiones de tabiques

Cabe aclarar que se realiza un predimensionado del espesor de las losas de hormigón

armado:

𝑒𝑙𝑜𝑠𝑎 = 15 𝑐𝑚

4. PARÁMETROS PARA EL DISEÑO SÍSMICO

4.1 Zonificación sísmica

La República Argentina se divide en cinco zonas de acuerdo con la peligrosidad

sísmica existente en cada región. La Tabla 2.1 del reglamento CIRSOC 103 Parte I

indica el nivel de peligrosidad asignado a cada zona.

En el Anexo N°1 se visualiza el mapa de la zonificación asignada al territorio argentino

donde se define la zona sísmica correspondiente a las localidades de análisis.

Figura 8: Peligrosidad sísmica

NIVEL LADO (cm)

1 a 3 50

4 a 7 45

8 a 10 40

COLUMNAS

NIVEL LARGO (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)

200 20 40

400 20 40

450 20 50

VIGAS

1 a 10

NIVEL TIPO ANCHO (cm) LONGITUD (cm)

NUCLEO CENTRAL 30 1200

OTROS 30 400

NUCLEO CENTRAL 20 1200

OTROS 20 400

1 a 5

6 a 10

TABIQUES

Zona sísmica Peligrosidad

0 Muy reducida

1 Reducida

2 Moderada

3 Elevada

4 Muy elevada



9

4.2 Influencia del suelo

El lugar del emplazamiento se clasifica en seis categorías según las características

de los suelos comprendidos en una profundidad de 30 m desde la superficie de

terreno natural. Dicha clasificación analiza la velocidad media de la onda de corte

𝑉𝑠𝑚. Existe una relación directa entre ésta velocidad y el ensayo de penetración

normalizado (Standard Penetration Test o SPT). En el Anexo N°2 se detalla la Tabla

2.2 del reglamento CIRSOC 103 Parte I sobre Clasificación del sitio – Influencia del

suelo.

4.3 Factor de riesgo

Según el destino del edificio se consideran cuatro grupos de construcciones: A0, A, B

y C. A cada uno se le asigna un factor de riesgo 𝛾𝑑 , de modo que presente una

seguridad mayor que los grupos siguientes. Se intenta preservar aquellos edificios

cuyas funciones son necesarias en ocasión de un desastre, brindándoles una

seguridad mayor. También se les asigna un factor de riesgo mayor a aquellas cuya

falla tendría efectos catastróficos.

A0: Construcciones o instalaciones que cumplen funciones esenciales en caso

de ocurrencia de sismos destructivos o su falla produciría efectos catastróficos

(𝛾𝑑 = 1,5)

A: Construcciones o instalaciones en las cuales su falla cause graves

consecuencias, ocasionando pérdidas directas o indirectas elevadas con

relación al costo que implica el incremento de su seguridad o aquellas que

resultan de interés para la producción y seguridad nacional (𝛾𝑑 = 1,3).

B: Construcciones o instalaciones cuyo colapso produciría perdidas de

magnitud intermedia (𝛾𝑑 = 1).

C: Construcciones o instalaciones cuya falla produciría pérdidas de muy

escasa magnitud y no causaría daños a construcciones de grupos anteriores

(𝛾𝑑 = 0,8).

El Reglamento CIRSOC 103 Parte I en su Capítulo 2.4 detalla en un nivel más

específico la clasificación y organización de las construcciones según su destino y

función.

4.4 Período fundamental

El periodo es el tiempo que tarda el edificio en desarrollar una oscilación completa,

partiendo y llegando al mismo punto, el cual se mide en segundos. A los efectos

prácticos es importante el periodo fundamental ya que es una característica dinámica

propia del edificio y es el periodo del primer modo de vibración libre o modo

fundamental de vibración, en la dirección de análisis considerada.



10

Para estimar este periodo fundamental, el Reglamento permite aplicar fórmulas

aproximadas de la dinámica estructural, suponiendo una discretización de las masas,

aplicadas en forma concentrada a nivel de entrepisos y techo. Además, admite

adoptar valores del periodo fundamental obtenidos por medio de mediciones

realizadas en construcciones con características similares, o mediante fórmulas

empíricas.

En general, en el Capítulo 6.2.3 de la Parte I se determina dicho período fundamental

𝑇𝑎 según la siguiente expresión.

𝑇𝑎 = 𝐶𝑟 ∗ 𝐻𝑥 (2)

Donde:

Cr y X: Coeficientes para determinar el período fundamental, obtenidos de Tabla 6.2

del Reglamento CIRSOC 103 Parte I (Anexo N°3).

H: Altura del edificio, en metros.

4.5 Acciones gravitatorias

Las cargas gravitatorias se reemplazan por un sistema de cargas concentradas

aplicadas en los niveles correspondientes a entrepisos y techo de la construcción,

para con él obtener las acciones sísmicas horizontales como se desarrollará más

adelante en este trabajo. Dicha carga concentrada 𝑊𝑖, se obtiene sumando la carga

permanente más una fracción de la sobrecarga de servicio.

Para construcciones con sistemas sismorresistentes ubicados en dos direcciones

perpendiculares, se puede considerar que las fuerzas especificadas actúan

independientemente a lo largo de cada una de dichas direcciones horizontales. La

acción gravitatoria asociada a la acción sísmica actuante en un nivel i cualquiera se

determina mediante:

𝑊𝑖 = 𝐷𝑖 + ∑ 𝑓1𝐿𝑖 + 𝑓2𝑆𝑖 (3)

Donde:

𝐷𝑖: Carga permanente en el nivel i

𝐿𝑖: Sobrecarga o carga de uso determinado por el CIRSOC 101, en el nivel i

𝑆𝑖: Carga debida a la nieve (según indique el Reglamento CIRSOC 104)

𝑓1 y 𝑓2 : Factores de simultaneidad especificados en la Tabla 3.3 del Reglamento

CIRSOC 103 Parte I.



11

4.6 Corte basal 𝑽𝒐

El esfuerzo de corte en la base de la construcción también llamado “corte basal”,

actuante según cada una de las direcciones de análisis considerada, se determina

con la siguiente expresión:

𝑉𝑜 = 𝐶 ∗ 𝑊 (4)

Donde:

C: Coeficiente sísmico de diseño, determinado según el Capítulo 6.2.2 del

Reglamento CIRSOC 103 Parte I.

W: Sumatoria de todas las acciones gravitatorias 𝑊𝑖.

4.7 Distribución en altura del esfuerzo en la base

El esfuerzo de corte 𝑉𝑜 antes calculado, se distribuye en función de la altura del

edificio, para obtener el sistema de fuerzas horizontales, concentradas a nivel de

entrepisos y techo, equivalentes a la acción sísmica. El valor de la fuerza horizontal

𝐹𝑘 correspondiente al nivel genérico k de la construcción surge de la siguiente

expresión, obtenida del Capítulo 6.2.4.1 del ya nombrado Reglamento:

𝑭𝒌 =𝑾𝒌∗𝒉𝒌∗𝑽𝒐

∑ 𝑾𝒊∗𝒉𝒊𝒏𝒊=𝟏

(5)

Donde:

𝑊𝑘 y 𝑊𝑖: Cargas gravitatorias correspondientes a los niveles (k) e (i) respectivamente.

ℎ𝑘 y ℎ𝑖: Altura de dichos niveles, medidas a partir de la base.

5. CÁLCULO DE PARÁMETROS

5.1 Zona sísmica 4

5.1.1 Parámetros generales

El proceso del desarrollo del cálculo del edificio continúa al obtener el valor de los

parámetros necesarios en base a las condiciones del proyecto:

Lugar de emplazamiento: Ciudad de Mendoza - Mapa de zonificación sísmica de la

República Argentina (Anexo N°1) - Zona sísmica 4



12

Terreno de fundación: Clasificación del sitio – Influencia del suelo (Anexo N°2) - Tipo

2 (Suelo cohesivo consistente, de baja plasticidad. Gravas y/o arenas de baja

densidad)

Destino y función (Punto 4.3): Grupo B – Edificio destinado a viviendas

Factor de riesgo (Punto 4.3): 𝛾𝑑 = 1

5.1.2 Propiedades de materiales

5.1.2.1 Requisito por durabilidad

El diseño de las estructuras y la especificación del hormigón de la estructura y sus

materiales componentes deben tener en cuenta las acciones del medio ambiente, los

procesos de degradación de los materiales a utilizar en la estructura y la vida útil en

servicio requerida por el comitente. Por lo tanto, el Reglamento CIRSOC 201 contiene

exigencias determinadas en las tablas 2.1 y 2.5 (Anexo N°4) con respecto a éstos

parámetros.

Teniendo en consideración que el edificio está ubicado en la ciudad de Mendoza y

recurriendo al mapa de precipitaciones medias anuales, se puede ubicar al edificio en

una clasificación A2 (Exteriores expuestos a lluvias con precipitación media anual <

1.000 mm) [6]. Por lo tanto, se obtiene la resistencia a compresión mínima para una

estructura de hormigón armado:

𝑓𝑐𝑚𝑖𝑛′ = 25 𝑀𝑃𝑎 (6.1)

5.1.2.2 Requisito por zonificación

Según lo que especifica el Capítulo 1.2 del Reglamento CIRSOC 103 Parte I, la

resistencia especificada a la compresión del hormigón f’c deberá cumplir con los

siguientes requerimientos:

a) Zonas sísmicas 4 y 3: no deberá ser menor que 20 MPa ni mayor que 40 MPa.

b) Zonas sísmicas 2 y 1: no deberá ser menor que 20 MPa ni mayor que 45 MPa.

𝒇𝒄′ = 𝟑𝟎 𝑴𝑷𝒂 (6.2)

Es importante aclarar que la elección de que la resistencia característica a compresión

sea de 30 MPa proviene de un previo cálculo realizado en el software adoptando 25

MPa, resultando que un gran número de elementos estructurales no verificaba para

las dimensiones adoptadas.

Teniendo en consideración el mismo capítulo, el acero utilizado será del tipo

nervurado y la tensión de fluencia de las armaduras será:

𝒇𝒚 = 𝟒𝟐𝟎 𝑴𝑷𝒂 (6.3)



13

5.1.3 Aproximación del período

Según el punto 4.4 de este proyecto y la tabla 6.2 del CIRSOC 103 Parte I (Anexo

N°3) se obtiene el período fundamental de la estructura.

𝑻𝒂 = 𝟏, 𝟎𝟒 𝒔 (7)

5.2 Zona sísmica 0

Lugar de emplazamiento: Ciudad de Olavarría, Bs. As. - Mapa de zonificación sísmica

de la República Argentina (Anexo N°1) - Zona sísmica 0

Terreno de fundación: Clasificación del sitio – Influencia del suelo (Anexo N°2) - Tipo

2 (Suelo cohesivo consistente, de baja plasticidad. Gravas y/o arenas de baja

densidad)

Destino y función (Punto 4.3): Grupo B – Edificio destinado a viviendas

Factor de riesgo (Punto 4.3): 𝛾𝑑 = 1

6. ANÁLISIS DE CÁRGAS

6.1 Distribución

Se distinguen tres usos diferentes en el modelo del edificio a los cuales le corresponde

un tipo de carga, ellos son: vivienda, circulación y azotea.

6.1.1 Vivienda

El entrepiso para vivienda está compuesto por: cielorraso inferior, losa maciza de

hormigón armado, contrapiso (5 cm espesor) y piso. Para obtener el peso de cada

elemento, se utiliza el Reglamento CIRSOC 101 donde se detallan las cargas

permanentes y sobrecargas mínimas requeridas:

𝐷𝑐𝑖𝑒𝑙𝑜𝑟𝑟𝑎𝑠𝑜 = 0,1 𝑘𝑁

𝑚2 (8.1)

𝐷𝑙𝑜𝑠𝑎 = 𝑒𝑙𝑜𝑠𝑎 ∗ 𝛾𝐻ª = 0,15 𝑚 ∗ 24𝑘𝑁

𝑚3 = 3,6 𝑘𝑁

𝑚2 (8.2)

𝐷𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑝𝑖𝑠𝑜 = 𝑒𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑝𝑖𝑠𝑜 ∗ 𝛾𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑝𝑖𝑠𝑜 = 0,05 𝑚 ∗ 18 𝑘𝑁

𝑚3 = 0,9𝑘𝑁

𝑚2 (8.3)

𝐷𝑝𝑖𝑠𝑜 (𝑝𝑜𝑟𝑐𝑒𝑙𝑎𝑛𝑎𝑡𝑜) = 0,2 𝑘𝑁

𝑚2 (8.4)

𝑫𝒗𝒊𝒗𝒊𝒆𝒏𝒅𝒂 = 𝟒, 𝟖 𝒌𝑵

𝒎𝟐 (8.5)

𝑳𝒗𝒊𝒗𝒊𝒆𝒏𝒅𝒂 = 𝟐 𝒌𝑵

𝒎𝟐 (8.6)

6.1.2 Circulación

El entrepiso de la circulación está compuesto igual que el de la vivienda por lo tanto

la carga muerta no varía, la carga que cambia es la sobrecarga o carga de uso:

𝑳𝒄𝒊𝒓𝒄𝒖𝒍𝒂𝒄𝒊ó𝒏 = 𝟓 𝒌𝑵

𝒎𝟐 (9)



14

6.1.3 Azotea

La azotea está formada por un entrepiso similar al de la vivienda, a la cual se agrega

aislación térmica y aislación hidrófuga. En esta situación, el piso cambia de

porcelanato a baldosa común. La carga de uso varía ya que se trata de azotea

inaccesible:

𝐷𝑎𝑖𝑠𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 = 0,1 𝑘𝑁

𝑚2 (10.1)

𝐷𝑎𝑖𝑠𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 ℎ𝑖𝑑𝑟ó𝑓𝑢𝑔𝑎 = 0,1 𝑘𝑁

𝑚2 (10.2)

𝐷𝑝𝑖𝑠𝑜 (𝑏𝑎𝑙𝑑𝑜𝑠𝑎) = 0,28 𝑘𝑁

𝑚2 (10.3)

𝑫𝒂𝒛𝒐𝒕𝒆𝒂 = 𝟓, 𝟎𝟗 𝒌𝑵

𝒎𝟐 (8.5)

𝑳𝒂𝒛𝒐𝒕𝒆𝒂 𝒊𝒏𝒂𝒄𝒄𝒆𝒔𝒊𝒃𝒍𝒆 = 𝟏 𝒌𝑵

𝒎𝟐 (10.4)

En la siguiente figura se puede observar el detalle de las losas para los distintos usos;

en el caso a) se observa para vivienda y circulación, donde están el cielorraso (1), la

losa de hormigón armado (2), el contrapiso (3) y el piso (4). El caso b) es para la losa

de azotea, donde se agrega la aislación térmica (5) y la hidrófuga (6).

Figura 9: a) Detalle losa vivienda/circulación. b) Detalle losa azotea

6.2 Masa por nivel

Como se ha detallado en el punto 4.5, es necesario obtener el valor de la acción

gravitatoria de cada nivel. En los edificios comunes, las masas están concentradas al

nivel de los diafragmas horizontales rígidos (entrepisos y azotea). Para el primero solo

se considera la masa ubicada por encima del medio nivel inicial. El peso total de los

elementos salientes del último nivel se debe tener en cuenta si su incidencia es hasta

el 25% del peso total del nivel.



15

En la figura 10 se detalla la altura y la masa de los distintos niveles que forman el

modelo estructural.

Figura 10: Carga concentrada por nivel

7. MÉTODOS DE ANÁLISIS

En el Capítulo 2.7 de la Parte I del Reglamento CIRSOC 103 se especifica la elección

del análisis de la estructura y del nivel del mismo teniendo en cuenta factores como

el destino de la construcción, la altura y la regularidad del edificio. Existen tres

métodos por los cuales se puede resolver el cálculo de la acción: verificación

simplificada, método estático y métodos dinámicos.

En la verificación simplificada se consideran los edificios comunes pertenecientes a

los grupos B y C (según destino) cuya estructura consiste exclusivamente de muros.

En los métodos dinámicos entran aquellas construcciones que no cumplan los

requisitos para el método estático, dichos procesos se pueden utilizar para el análisis

de cualquier caso.

Los requisitos que debe cumplir el edificio para ser estudiado por el método estático,

se determinan por la Tabla 2.5 de la Parte I en el reglamento CIRSOC 103, tal como

se presenta en la siguiente figura.

Figura 11: Condiciones para aplicación del método estático

NIVEL Wk (kN) ALTURA (m)

10 4938,72 31,5

9 5418,24 28,5

8 5418,24 25,5

7 5540,64 22,5

6 5540,64 19,5

5 6015,84 16,5

4 6015,84 13,5

3 6152,64 10,5

2 6152,64 7,5

1 7373,76 4,5



16

El edificio se encuentra ubicado en zona sísmica 4 para el caso extremo y su

funcionalidad está limitada por el grupo B, donde estima una altura máxima de 45

metros, por lo que debe verificar los parámetros de la tabla anterior:

Altura máxima de construcción: 45 m ✓

Regularidad en planta (Tabla 2.3 – Anexo N°5): 1b, estructuras con

irregularidad torsional media ✓

Regularidad en altura (Tabla 2.4 – Anexo N°5): 3, estructuras con regularidad

geométrica cuando en todos los niveles la dimensión horizontal del sistema

resistente varía menos del 30% respecto de los niveles adyacentes ✓

Por lo tanto, el método que se analizará en este proyecto es el Método Estático, en

el cual se representa a la acción sísmica mediante un sistema de fuerzas equivalentes

proporcionales a las cargas gravitatorias y a una deformada supuesta como el primer

modo de vibración.

7.1 Modelo en zona sísmica 4

7.1.1 Acción horizontal

El paso previo a la modelización del edificio es obtener el valor de las acciones

externas horizontales debidas al esfuerzo sísmico, por lo que se recurre a los puntos

4.6 y 4.7 de este proyecto. Primero debe obtenerse el coeficiente sísmico de diseño,

especificado en el Capítulo 6.2.2 de CIRSOC 103 Parte I, el cual para zona sísmica

4 se utiliza cuando T>T2:

𝐶 =𝑆a∗𝛾𝑟

𝑅 (11)

Donde:

T: período fundamental de la estructura

T2: período característico del espectro (Cv/2,5Ca = 0,708) obtenido de Capitulo 3.5.2.

Cv y Ca: parámetros característicos del espectro obtenidos de Tabla 3.1 (Anexo N°6),

iguales a 0,708 y 0,4 respectivamente

Nv: coeficiente de proximidad a fallas sensible a la aceleración, obtenido de Capitulo

3.5.2, igual a 1,2

Na: coeficiente de proximidad a fallas para la zona del espectro, obtenido de Capitulo

3.5.2, igual a 1

Sa: ordenada espectral para el Estado Límite Último cuando T>T2, obtenido por la

relación Cv/T = 0,71 en el Capítulo 3.5

𝛾𝑟: factor de riesgo igual a 1, obtenido en el punto 4.3 de este proyecto.

R: factor de reducción global, para estructuras de hormigón armado con sistema dual

pórtico-tabique igual a 6, obtenido de Tabla 5.1 (Anexo N°6) de la Parte I.



17

Por lo tanto, el coeficiente sísmico de diseño resulta:

𝐶 = 𝟎, 𝟏𝟏𝟖 (11.1)

Una vez calculado el coeficiente sísmico de diseño, el siguiente paso es obtener el

factor W, que como se detalló en el punto 4.5, es la sumatoria de todas las cargas

gravitatorias en la base:

𝑊 = 𝟓𝟖𝟓𝟔𝟕 𝒌𝑵 (11.2)

Entonces se puede calcular el corte en la base o “corte basal” según la ecuación (4)

del presente trabajo:

𝑉𝑜 = 0,118 ∗ 58567 𝑘𝑁 = 𝟔𝟗𝟏𝟏 𝒌𝑵 (11.3)

El esfuerzo de corte Vo calculado se distribuye en función de la altura del edificio,

para obtener el sistema de fuerzas horizontales, equivalentes a la acción sísmica. El

valor de la fuerza horizontal Fk correspondiente al nivel genérico k de la construcción

surge de la ecuación (5) y al obtener estos parámetros es posible encontrar el

esfuerzo de corte Vk, en el mismo nivel k.

Figura 12: Valores de fuerza horizontal Fk y esfuerzos de corte Vk

Las fuerzas que afectan al edificio son las de la columna Fk, las cuales actúan como

cargas concentradas horizontales. Dichas cargas afectan a los respectivos entrepisos

y aumentan en magnitud en relación con la altura del edificio. En la última fila se

detalla el peso total del edificio Wtot (zona de diseño 4), parámetro que se utilizará

más adelante en este proyecto.

En la siguiente figura se observa cómo actúan las fuerzas sísmicas equivalentes en

cualquiera de los dos planos principales del edificio. A su lado se puede visualizar el

esfuerzo de corte resultante de las mismas para cada nivel:

NIVEL Wk (kN) ALTURA hk (m) Wk*hk Fk (kN) Vk = Fi (kN)

10 4938,72 31,5 155570 1069,50 1069,50

9 5418,24 28,5 154420 1061,59 2131,09

8 5418,24 25,5 138165 949,85 3080,94

7 5540,64 22,5 124664 857,03 3937,97

6 5540,64 19,5 108042 742,76 4680,74

5 6015,84 16,5 99261 682,39 5363,13

4 6015,84 13,5 81214 558,32 5921,45

3 6152,64 10,5 64603 444,13 6365,58

2 6152,64 7,5 46145 317,23 6682,81

1 7373,76 4,5 33182 228,12 6910,93

Wtot = 58567,2 ∑ Wk*hk = 1005266,16



18

Figura 13: Fuerzas sísmicas y diagrama de esfuerzos de corte

7.2 Modelo en zona sísmica 0

Para el análisis del modelo ubicado en zona sísmica 0, el Reglamento CIRSOC 103

Parte I “Construcciones de hormigón armado” establece en su punto 2.5.2 que:

Las construcciones del grupo A0 (punto 4.3) se les aplica lo establecido en el

Reglamento CIRSOC 103.

Las construcciones de hasta 3 pisos o hasta 12 metros de altura, son eximidas

del diseño sismorresistente.

Las construcciones de altura total superior a los 12 metros, pero que se han

diseñado a los efectos del viento, se las exime de la aplicación de dicho

Reglamento si se cumplen las siguientes condiciones:

Han sido verificadas bajo los efectos del viento en ambas direcciones

La resultante en cada dirección de las fuerzas del viento es igual o mayor que

el 1,5% del peso total de la construcción

El punto de aplicación de la fuerza resultante de la acción del viento se

encuentra aproximadamente coincidente o por encima del centro de gravedad

de la construcción.

Por lo tanto, como la construcción estudiada se ubica en una zona sísmica 0, no

pertenece al grupo A0 y posee una altura mayor a 12 metros, se la exime del diseño

sismoresistente mientras que se verifiquen los 3 puntos detallados previamente. Cabe

aclarar que el software está adaptado a la normativa vigente y que en ella no existe

una combinación de acciones donde estén el sismo y el viento juntos.



19

7.2.1 Análisis de viento

Se aplicarán los requerimientos de diseño que dicta el Reglamento CIRSOC 102-

2005 “Reglamento argentino de acción del viento sobre las construcciones”, en el cual

las cargas de viento de diseño se deben determinar siguiendo alguno de los

procedimientos siguientes:

Método 1 – Procedimiento simplificado tal como se especifica en el Capítulo 4

Método 2 – Procedimiento analítico tal como se especifica en el Capítulo 5

Método 3 – Procedimiento del Túnel de Viento tal como se especifica en el

Capítulo 6.

El primer método está reglamentado para que el proyectista o diseñador estructural

de edificios de diafragma simple, relativamente comunes, de baja altura (h ≤ 10 m), y

forma regular, pueda elegir directamente de una tabla las presiones para las paredes

y la cubierta.

El ensayo en túnel de viento se utiliza cuando no se puede establecer los parámetros

por medio de los métodos 1 y 2 y/o dichos parámetros no son representativos, por lo

tanto, no existe otra opción que usar el método 3. Éste procedimiento determina con

mayor exactitud las cargas de viento para edificios de formas complejas. Se

recomiendan los ensayos en túnel de viento cuando el edificio u otra estructura en

consideración satisface una o más de las siguientes condiciones [7]:

Tiene una forma que difiere significativamente de una forma de “caja” o prisma

rectangular uniforme

Es flexible con frecuencias naturales por debajo de 1Hz

Está sujeto a golpeteo en la estela de los edificios u otras estructuras existentes

en la dirección desde la cual sopla el viento

Está sujeto a flujo acelerado causado por acanalamiento o por características

topográficos locales.

Teniendo en consideración estos dos casos, lo adecuado es seguir el procedimiento analítico.

7.2.2 Método analítico

El método está descripto en el Capítulo 5 del Reglamento CIRSOC 102, en el mismo

se detallan los requisitos para que la estructura pueda ser analizada por el mismo,

estos son:

El edificio debe tener una forma regular, según lo descripto, en el Capítulo 2

del CIRSOC 102.

El edificio no debe poseer características que den lugar a cargas transversales

de viento, desprendimiento de vórtices, inestabilidad debida a galope o flameo.

El edificio se considera flexible ya que la frecuencia del mismo es menor a 1 Hz. Como

se detalla en los Comentarios del Reglamento CIRSOC 102, este método no incluye



20

edificios y estructuras que pueden tener características de respuesta inusual, como

los edificios flexibles. En este caso, la frecuencia se encuentra en el límite de la

clasificación entre flexible y rígido, por lo tanto, se considera al modelo en la resolución

de las acciones por el método analítico.

Para proceder al cálculo de la presión que ejerce el viento sobre el edificio, el método

analítico establece diferentes factores que se deben determinar:

Velocidad básica del viento V

Factor de direccionalidad 𝑲𝒅

Factor de importancia I

Categoría de exposición

Coeficientes de exposición para presión dinámica 𝑲𝒛 𝑜 𝑲𝒉

Factor topográfico 𝑲𝒛𝒕

Factor de efecto de ráfaga 𝑮 𝑜 𝑮𝒇

Clasificación de cerramiento

Coeficiente de presión interna 𝑮𝑪𝒑𝒊

Coeficiente de presión externa 𝑪𝒑 𝑜 𝑮𝑪𝒑𝒇 o coeficiente de fuerza 𝑪𝒇

Presión dinámica 𝒒𝒛 𝑜 𝒒𝒉

Carga de viento de diseño p o F

Por lo tanto, para obtener la carga de viento que debe aplicarse a la estructura es

necesario encontrar el valor de dichos factores mencionados previamente.

7.2.2.1 Velocidad básica del viento

Se determina según lo especificado en el punto 5.4 del CIRSOC 102 y el valor se

obtiene del mapa de la Figura 1A o de la tabla de la Figura 1B (Anexo N°7). Para la

ciudad de Olavarría, ubicada en una zona sísmica 0, la velocidad resulta:

𝑉 = 51 𝑚𝑠⁄ (12.1)

7.2.2.2 Factor de direccionalidad

Este factor se obtiene de la Tabla 6 (Anexo N°8) según lo especificado en el punto

5.4.4 del reglamento CIRSOC 102. Para edificios donde el sistema principal resistente

es el principal frente a la fuerza del viento, el reglamento establece:

𝐾𝑑 = 0,85 (12.2)

7.2.2.3 Factor de importancia

El factor de importancia Ι para un edificio se obtiene de Tabla 1 (Anexo N°9), se debe

determinar en base a la naturaleza de ocupación del edificio indicada en la Tabla A-

1, del Apéndice A (Anexo N°9).

𝐼 (𝑐𝑎𝑡𝑒𝑔𝑜𝑟í𝑎 𝐼𝐼) = 1 (12.3)



21

7.2.2.4 Categoría de exposición

Se determina una categoría de exposición que refleje las características de las

irregularidades de la superficie del terreno en el cual se va a construir el edificio o la

estructura. Para un sitio de emplazamiento ubicado en la zona de transición entre

categorías, se debe aplicar aquella que conduzca a las mayores fuerzas de viento.

Según lo estipulado en el Capítulo 5.6 del CIRSOC 102, se puede ubicar a la

estructura en estudio en la exposición B, la cual se define como:

Áreas urbanas y suburbanas, áreas boscosas, o terrenos con numerosas

obstrucciones próximas entre sí, del tamaño de viviendas unifamiliares o mayores. El

uso de esta categoría de exposición está limitado a aquellas áreas para las cuales el

terreno representativo de la Exposición B prevalece en la dirección de barlovento en

una distancia de al menos 500 m o 10 veces la altura del edificio u otra estructura, la

que sea mayor.

7.2.2.5 Coeficiente de exposición

En base a la categoría de exposición, se obtiene el coeficiente de exposición de la Tabla 5 (Anexo N°10). Para la categoría B y una altura de 31,5 metros, resulta:

𝐾𝑧 = 1,03 (12.4)

7.2.2.6 Factor topográfico

El reglamento en su punto 5.7 considera este factor como un aumento de la velocidad del viento en los casos donde la estructura se ubique en zonas de lomas, escarpas o colinas. Como la ubicación planteada se desarrolla en un terreno llano, el mismo resulta:

𝐾𝑧𝑡 = 1 (12.5)

7.2.2.7 Factor de efecto de ráfaga

Para estructuras flexibles o dinámicamente sensibles se desarrolla en el Capítulo 5.8.2, la forma de obtener el factor de efecto de ráfaga a partir de la siguiente expresión:

𝐺𝑓 = 0,925 ∗ (1+1,7𝐼𝑧√𝑔𝑄

2 𝑄2+𝑔𝑅2 𝑅2

1+1,7𝑔𝑣∗𝐼𝑧) = 0,894 (12.6)

Donde:

gQ y gV: factor de pico para respuesta base y al viento respectivamente, iguales a 3.4

(5.8.2 CIRSOC 102)

gR: factor de pico para respuesta resonante, obtenido del Capítulo 5.8.2, igual a 4,18

R: factor de respuesta resonante, obtenido del Capítulo 5.8.2, igual a 0,334

Iz: intensidad de turbulencia a altura z, obtenida del Capítulo 5.8.1, igual a 0,27

Q: respuesta base obtenida del Capítulo 5.8.1, igual a 0,85



22

7.2.2.8 Clasificación de cerramiento

Se obtiene según lo que se establece en el Capítulo 5.9 del Reglamento CIRSOC

102, donde los edificios pueden ser cerrados, parcialmente cerrados o abiertos. Para

definir en qué tipo de clasificación entra el edificio en análisis, se recurre al Capítulo

2 del mencionado reglamento “Definiciones”. Los edificios pueden ser: abiertos,

parcialmente cerrados o cerrados, dependiendo del porcentaje de aberturas que

posean. En el caso particular del modelo de este trabajo, se trata de un edificio

cerrado ya que el diseño arquitectónico no se tiene en consideración.

7.2.2.9 Coeficiente de presión interna

Como establece el Capítulo 5.11, los coeficientes de presión interna se determinan

según la Tabla 7 del Reglamento CIRSOC 102 (Anexo N°10) en base a la clasificación

de cerramientos. Los signos más y menos significan presiones actuando hacia y

desde las superficies internas:

𝐺𝐶𝑝𝑖 = ±0,18 (12.7)

7.2.2.10 Coeficiente de presión externa

Los coeficientes de presión externa están dados en la Figura 3 y Tabla 8 del

reglamento CIRSOC 102 (Anexo N°11), según lo que indica en el Capítulo 5.11:

Pared a barlovento: 𝐶𝑝 = 0,8 (12.8.1)

Pared a sotavento: 𝐶𝑝 = −0,5 (12.8.2)

Paredes laterales: 𝐶𝑝 = −0,7 (12.8.3)

Cubierta: 𝐶𝑝 = −1,3 (12.8.4)

7.2.2.11 Coeficiente de fuerza

Los coeficientes de fuerzas están dados en la Tabla 9 a la Tabla 13 del Reglamento CIRSOC 102 (Anexo N°12), para este caso de cubierta de vertiente única resulta:

𝐶𝑓 = 0,45 (12.9)

7.2.2.12 Presión dinámica

La presión dinámica a una altura z se calcula según lo especificado en el Capítulo

5.10, del Reglamento CIRSOC 102 se obtiene con la siguiente expresión:

𝑞𝑧 = 0,613 ∗ 𝐾𝑧 ∗ 𝐾𝑧𝑡 ∗ 𝐾𝑑 ∗ 𝑉2 ∗ 𝐼 (12.10)

Como dicha presión varía a lo largo de la altura del edificio en la pared a barlovento,

se muestran los valores de la misma en la tabla de cálculo de la carga de diseño

presentada en la figura 14.

7.2.2.13 Carga de viento de diseño

Finalmente, para edificios flexibles éste parámetro se define según el Capítulo

5.12.2.3 del Reglamento CIRSOC 102 como:

𝑝 = 𝑞 ∗ 𝐺𝑓∗𝐶𝑝 − 𝑞𝑖 ∗ (𝐺𝐶𝑝𝑖) (12.11)



23

Donde 𝑞𝑖 = qh para paredes a barlovento, paredes laterales, paredes a sotavento y

cubiertas de edificios cerrados. En las siguientes tablas y figuras se observan las

presiones netas:

Figura 14: Tabla de presiones de viento

Figura 15: Esquema de acción del viento sobre la estructura, presión interna positiva

Presión externa Presión interna

qGCp (N/m2) qiGCpi (N/m2) (+) (-)

0-5 0,59 799,60 571,87 143,93 427,94 715,80

10 0,72 975,78 697,88 175,64 522,24 873,52

15 0,81 1097,75 785,11 197,60 587,52 982,71

20 0,88 1192,62 852,96 214,67 638,29 1067,63

25 0,93 1260,38 901,43 226,87 674,56 1128,30

31,5 1,03 1395,91 998,35 251,26 747,09 1249,62

Sotavento Todas 1,03 1395,91 -0,5 -623,97 251,26 -875,23 -372,71

Laterales Todas 1,03 1395,91 -0,7 -873,56 251,26 -1124,82 -622,30

Cubierta - 1,03 1395,91 -1,3 -1622,32 251,26 -1873,59 -1371,06

Presion neta p (N/m2)

Barlovento 0,8

Superficie z (m)qh o qz

(N/m2)CpKh ó Kz



24

Figura 16: Esquema de acción del viento sobre la estructura, presión interna negativa

Como se ha analizado en el punto 7.2 del presente proyecto, uno de los requisitos

necesarios para excluir al edificio del diseño sísmico en la zona 0 es que la resultante

de la fuerza del viento (en la situación más desfavorable) sea igual o mayor que el

1,5% del peso total de la construcción:

𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑣𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 ≥ 1,5% 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑑𝑖𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜 𝑧𝑜𝑛𝑎 0 (13.1)

(𝐹𝑏𝑎𝑟𝑙𝑜𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜 + 𝐹𝑠𝑜𝑡𝑎𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜) ∗ 𝐵 ∗ ℎ ≥ 1,5% 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑑𝑖𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜 𝑧𝑜𝑛𝑎 0 (13.2)

(1002,93𝑁

𝑚2+ 372,71

𝑁

𝑚2) ∗ 24 𝑚 ∗ 31,5 𝑚 ≥ 1,5% 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑑𝑖𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜 𝑧𝑜𝑛𝑎 0 (13.3)

1040 𝑘𝑁 ≥ 0.015 ∗ 56133 𝐾𝑛 (13.4)

𝟏𝟎𝟒𝟎 𝒌𝑵 ≥ 𝟖𝟒𝟐 𝒌𝑵 (13.5)

7.3 Esquema de esfuerzos horizontales

En la siguiente figura, se observas los esfuerzos externos que actúan sobre la

estructura en las zonas 0 y 4 respectivamente. Dichos esfuerzos se presentan en

cada entrepiso, desde la planta 1 hasta la azotea:



25

Figura 17: Esquema comparativo de acciones externas en zona 4 y 0 respectivamente

En la figura, se observa como la acción sísmica en la zona de diseño 4 aumenta a

medida que se acerca a la azotea. En la zona de diseño 0 se cumple con la misma

relación, excepto en la primera planta y en la azotea.

En el primer entrepiso, el parámetro es mayor debido a que la planta absorbe la carga

distribuida de viento desde la mitad entre suelo – entrepiso 1 (4,5 m total) hasta la

mitad entre entrepiso 1 – entrepiso 2 (3 m). En cambio, en la azotea es menor debido

a que solo se ve afectada por la mitad de carga distribuida entre los últimos entrepisos

más la debida por el parapeto, que es de 1 metro.

8. CÁLCULO ESTRUCTURAL

Una vez obtenidas las cargas para ambas zonas de diseño, se utilizó el software de

cálculo estructural CYPECAD. Este mismo contempla el Reglamento CIRSOC en

todas sus versiones y realiza la modelización teniendo en cuenta los parámetros que

especifica el usuario.

Se generó la planta estructural manualmente, estableciendo las dimensiones de las

columnas y las distancias entre ellas, los tabiques, las vigas y finalmente las losas.

Posteriormente se aplicó la carga permanente y la sobrecarga o carga de uso sobre

las losas para luego proceder al cálculo de los esfuerzos que lo realiza

automáticamente el software, previamente introducidas las cargas externas debidas

a sismo o viento, dependiendo la situación.

En las siguientes figuras se muestra un dintel de pórtico, perteneciente a los dos

modelos analizados, en el cual ya se ha realizado el cálculo y se pueden observar los

momentos flectores y los esfuerzos de corte. También la longitud y el diámetro de las

armaduras longitudinales y transversales:



26

Figura 18: Diagrama de esfuerzos y armado en viga exterior en zona 4

Figura 19: Diagrama de esfuerzos y armado en viga exterior en zona 0

8.1 Errores por verificación

Cuando el software realiza el dimensionado para los esfuerzos obtenidos, implementa

la reglamentación vigente para el diseño de elementos estructurales de hormigón.

Luego de dicho cálculo, se pueden encontrar vigas y/o columnas que tengan errores

debidos a que no cumplen con alguna de las pautas reglamentadas en la normativa,

por lo que es necesario modificar el armado de las mismas para que cumplan.

Los errores más frecuentes que se encontraron fueron:

Diámetro de barras longitudinales pasantes a través de nudos interiores deberá

ser como máximo igual a h𝑐

25, siendo h𝑐 el ancho de la columna (2.2.9.6 CIRSOC

103 Parte II).

Distancia mínima entre estribos en zonas de posibles rotulas plásticas y

diámetro de los mismos (2.2.7 CIRSOC 103 Parte II).



27

Longitud de anclaje mínima para alcanzar sobreresistencia flexional en zonas

de rotulas plásticas, mientras en otra zona se alcanza momento nominal

(2.2.9.2 CIRSOC 103 Parte II).

Cuantías máximas en zonas de posibles rotulas plásticas (2.2.6.a CIRSOC 103

Parte II).

Área de armadura longitudinal en tracción/compresión debe ser por lo menos

la mitad de la consecuente (2.2.6.b) CIRSOC 103 Parte II).

Las soluciones que se implementaron para corregir dichos errores y verificar los

esfuerzos de diseño son:

Aumento de las dimensiones de las columnas.

Disminución de distancia entre estribos o aumento del diámetro del mismo.

Modificación de la distancia de longitud de anclajes.

Disminución del diámetro de barras longitudinales para obtener menores

cuantías.

Establecer diámetros similares en tracción y en compresión, debiendo agregar

armadura en diferentes capas.

8.2 Resultados

A continuación, se presenta la tabla de resumen de cuantías de armadura para los

elementos estructurales que componen los diferentes niveles del edificio modelado

en sus respectivas zonas de diseño:

Figura 20: Tabla resumen de cuantías en ambas zonas

Para poder comparar la platea de fundación del modelo de edificio ubicado en las

diferentes zonas sísmicas, se realizó una tabla, presentada en la figura 21. En dicha

tabla se observan los diámetros de las barras, sus longitudes y respectivos pesos en

ambas zonas de diseño, teniendo en cuenta que las plateas tienen un espesor de 60

y 50 cm, para zona 4 y zona 0 respectivamente. En la figura 22 se observa otra tabla

donde se expresa la relación kg de hierro por m3 de hormigón armado en los dos

modelos, dichos valores fueron obtenidos de los planos que brinda el software:

ZONA 4 ZONA 0 ZONA 4 ZONA 0 ZONA 4 ZONA 0 ZONA 4 ZONA 0

1 0,0022 0,0018 0,0064 0,0020 0,022 0,010 0,045 0,0087

2 0,0025 0,0018 0,0068 0,0022 0,039 0,010 0,032 0,0087

3 0,0026 0,0018 0,0070 0,0021 0,038 0,010 0,019 0,0087

4 0,0028 0,0018 0,0071 0,0020 0,027 0,010 0,011 0,0087

5 0,0028 0,0018 0,0073 0,0021 0,026 0,010 0,010 0,0087

6 0,0027 0,0018 0,0069 0,0021 0,027 0,010 0,017 0,0174

7 0,0025 0,0018 0,0062 0,0021 0,023 0,010 0,017 0,0174

8 0,0023 0,0018 0,0071 0,0019 0,020 0,010 0,017 0,0174

9 0,0022 0,0018 0,0069 0,0019 0,016 0,010 0,017 0,0174

10 0,0018 0,0018 0,0048 0,0015 0,012 0,010 0,017 0,0174

PLANTA

CUANTÍA ρ

LOSAS VIGAS COLUMNAS TABIQUES



28

Figura 21: Tabla resumen de barras en platea de fundación

Figura 22: Tabla relación kg de barra con m3 de hormigón armado en platea de fundación

Con el objetivo de conocer un mayor margen de las cantidades de acero necesarias

para este mismo tipo de obra diseñada en ambas zonas sísmicas, se adjuntan los

Anexos N° 13 y 14. En dichos anexos se distinguen parámetros como superficie,

volumen y peso de las barras que se deben colocar en las respectivas plantas para

soportar los esfuerzos necesarios.

9. DISIPADORES DE ENERGIA: Alternativa para el diseño sismoresistente

9.1 Estudio de casos

El sismo ocurrido en Chile el 27 de febrero de 2010 tuvo una magnitud de 8,8 en la

escala de Richter y duró 140 segundos, generado por la ruptura del equilibrio entre

las placas de Nazca y la Sudamericana, lo que produjo replicas posteriores y daños

de alta gravedad en las grandes estructuras de dicho país.

Un estudio relevó datos en las estructuras más dañadas con el fin de encontrar

patrones de diseño erróneos. En dicho estudio, los mayores daños producidos fueron:

Colapso total por vuelco lateral en estructuras con gran predominio de tabiques

de hormigón de armado con espesores reducidos (se registró una tendencia

de disminuir el espesor de los mismos de 30cm a 15cm).

Daños en tabiques y columnas de hormigón armado.

Pandeo de armaduras longitudinales, debidas a escasa densificación de

estribos.

Secciones desfavorables de vigas.

Pandeo y flexión de tabiques

Long (m) Peso (kg) Long (m) Peso (kg)

Φ10 - - 434,8 295

Φ12 364,8 356 670 654

Φ16 878,3 1525 1428,3 2480

Φ20 865,5 2348 1173,9 3185

Φ25 5048 21398 370,8 1572

TOTAL 7156,6 25627 4077,8 8186

Diam. BarraZONA 4 ZONA 0

ZONA 4 ZONA 0

Φ10 - 0,87

Φ12 0,88 1,93

Φ16 3,76 7,34

Φ20 5,79 9,42

Φ25 52,76 4,65

TOTAL 63,18 24,22

DIAM. BARRAINDICE (kg/m3)



29

Los espectros de respuesta controlados permitieron comparar las previsiones de la

Norma chilena con las demandas del sismo, constatando que dichas demandas

excedieron el rango en algunos casos.

La reducción de espesores de tabiques de hormigón armado, las desventajas de la

sección rectangular, junto a la exagerada separación de estribos han sido factores

importantes en aquellos casos donde los daños de la estructura fueron mayores [1]

[4].

9.2 Aisladores sísmicos

Con el fin de encontrar una alternativa a la gran demanda de hormigón y acero para

los edificios de altura en las zonas donde la frecuencia de los sismos es mayor, se

tienen en consideración los aisladores o disipadores sísmicos. Estos dispositivos son

equipos diseñados para absorber gran parte de la energía de un sismo que recibe el

edificio.

Existen varios tipos: viscosos, viscoelásticos, de fricción, resorte y masa. Los primeros

utilizan líquidos como aceite o silicona para absorber la energía, los viscoelásticos

usan materiales deformables; los de fricción poseen dos superficies que frotan y entre

sí dispersan la fuerza; los de resorte permiten el movimiento aislando a la estructura

y por último los de masa usan grandes pesos en lo alto de la estructura para

compensar el movimiento.

Estos sistemas, salvo los de masa, se colocan entre la subestructura y la

superestructura de los edificios, permitiendo mejorar la respuesta sísmica

aumentando los períodos y reduciendo la deformación. Consiguen desacoplar la

estructura colocándose estratégicamente en partes específicas de la misma. La

función de estos elementos es la de proveer flexibilidad a la estructura, para de esta

forma ampliar la diferencia entre el período fundamental y el período natural del sismo

[8] [11].

Figura 23: Amortiguador de resorte



30

Figura 24: Amortiguador viscoso

10. CONCLUSIÓN

Posteriormente de haber analizado el efecto de la acción debida al sismo en la zona

de diseño 4 y teniendo en consideración el viento en la zona de diseño 0, se llega a

la conclusión de que existe un considerable aumento de las cuantías en todos los

elementos estructurales del edificio. Cabe aclarar que las dimensiones de las

columnas han variado por requisitos de cálculo: En la zona 0, se redujeron a una

sección de 40x40 cm desde la planta 1 a la 3, 35x35 cm desde la 4 a la 7 y 30x30 cm

desde la 8 hasta la azotea.

Como se observa en la figura 20, hay un incremento de la armadura longitudinal a

tracción en la dirección principal de las losas de un 36%, un 230% en las vigas, 150%

en las columnas y 85% en los tabiques. Esto se debe a tres aspectos:

1) Los esfuerzos externos debidos a la acción sísmica en una zona extrema como

es la ciudad de Mendoza son notablemente mayores (como se observa en la

figura 17) a los producidos por el efecto del viento en la ciudad de Olavarría.

2) La reglamentación en vigencia correspondiente al diseño sismoresistente es

más estricta a medida que aumenta la peligrosidad de la zona de diseño, como

se detalla en los errores en el punto 8.1.

Existe también el análisis de distintas alternativas, como el efecto de la rigidez del

edificio, la diferencia entre el período fundamental con el período del terremoto, la

influencia de diferentes suelos de fundación y el diseño por el método dinámico en

vez del estático.



31

ANEXO N°1: Mapa de zonificación sísmica de la República Argentina.



32

ANEXO N°2: Tabla 2.2. “Clasificación del sitio – Influencia del suelo”



33

ANEXO N°3: Tabla 6.2 (CIRSOC 103 Parte I) “Valores de Cr y X para la determinación

del período fundamental”



34

ANEXO N°4: Tabla 2.1 “Clases de exposición generales que producen corrosión de

armaduras” y Tabla 2.5 “Requisitos de durabilidad a cumplir por los hormigones, en

función del tipo de exposición de la estructura” (CIRSOC 201)



35

ANEXO N°5: Tabla 2.3 “Condiciones de regularidad en planta” y Tabla 2.4

“Condiciones de regularidad en altura” (CIRSOC 103 Parte I).

∆𝑏𝑘 : diferencia entre desplazamientos horizontales correspondiente a cabeza y pie

del nivel k, medidos en un borde de la construcción en la dirección analizada.

∆𝑚𝑘: Promedio de la diferencia entre desplazamientos horizontales correspondiente

a cabeza y pie del nivel k, medidos en bordes opuestos de la construcción en la

dirección analizada

∆𝑚𝑘+1: Mismo factor que el anterior, solo que en el nivel k+1



36

ANEXO N°6: Tabla 3.1 “Valores de as, Ca y Cv para las distintas zonas sísmicas y

tipos espectrales” y Tabla 5.1 “Factor de comportamiento” (CIRSOC 103 Parte I).



37

ANEXO N°7: Figura 1A “Velocidad básica del viento” y Figura 1B “Velocidades

básicas del viento en ciudades” – CIRSOC 102



38



39

ANEXO N°8: Tabla 6 “Factor de direccionalidad del viento Kd” – CIRSOC 102



40

ANEXO N°9: Tabla 1 “Factor de importancia I” y Tabla A-1 “Clasificación de edificios

y otras estructuras para cargas de viento” – CIRSOC 102



41

ANEXO N°10: Tabla 5 “Coeficientes de exposición para la presión dinámica” y Tabla

7 “Coeficientes de presión interna para edificios”– CIRSOC 102



42

ANEXO N°11: Figura 3 y Tabla 8 “Coeficientes de presión externa”



43

ANEXO N°12: Tabla 9 “Coeficientes de fuerza para cubiertas de vertiente única”



44

ANEXO N°13: Resumen de cuantías de obra, extraídos del software CYPECAD

(ZONA 4)



45



46



47

ANEXO N°14: Resumen de cuantías de obra, extraídos del software CYPECAD

(ZONA 0)



48



49



50

BIBLIOGRAFÍA [1] (Carmona, I. C. (Septiembre 2004). Ingeniería sismica basada en el desempeño

de las construcciones. Ingeniería Estructural.

[2] CONICET. (15 de Octubre de 2019). Obtenido de Mendoza:

https://www.mendoza-conicet.gob.ar/ladyot/catalogo/cdandes/cap06.htm

[3]CYPECAD ES. (s.f.). Obtenido de CYPECAD ES: http://cypecad.cype.es/

[4] Edelstein, I. R. (Octubre 2010). Estudio preliminar de las causas y daños del

sismo de Chile del 27/02/2010. Ingeniería Estructural.

[5] FAUDI, U. (Marzo de 2014). Apunte Estructuras III - Estructuras

Sismorresitentes. Cordoba.

[6] Geoportal Idesa. (26 de Abril de 2018). Obtenido de Geoportal Idesa:

http://geoportal.idesa.gob.ar/layers/geonode%3Aprecipitacion_anual

[7] INTI CIRSOC. (10 de Octubre de 2019). Obtenido de

http://contenidos.inpres.gov.ar/acelerografos/inpres-cirsoc

[8] Maldonado, D. (Mayo de 2009). Academia Edu. Obtenido de Academia Edu:

https://www.academia.edu/14260320/AMORTIGUADORES_SISMICOS

[9] Peralta, N. E.-M. (Septiembre 2010). Estado reglamentario actual para la

prevención sísmica. Ingeniería Estructural.

[10] Universdad de Coruña. d. (s.f.). Obtenido de

https://www.udc.es/dep/dtcon/estructuras/ETSAC/Investigacion/Terremotos/Q

UE_ES.htm

[11] Zapata, J. A. (14 de Octubre de 2014). Estructurando. Obtenido de

Estructurando: http://estructurando.net/2014/10/14/aisladores-y-disipadores-

sismicos/

análisis de la incidencia de acciones sísmicas sobre un

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