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CONCEPCION Y DISEÑO DE

EDIFICIOS

SISMORESISTENTES

ING. PERCY HUANCA CONDORI

OBJETIVOS DEL DISEÑO SIMORRESISTENTE

Una estructura debe estar diseñada para cumplir satisfactoriamente con los siguientes requerimientos:

Debe ser segura y para ser segura debe ser estable, resistente, tener una rigidez satisfactoria.

Debe ser funcional ( no debe interferir el uso, tampoco desentonar los detalles arquitectónicos).

Debe ser Económica, no debe irrogar gastos innecesarios, sin desterrar el concepto de confort estructural.

Debe ser Estética, una estructura bien concebida puede potenciar el partido volumétrico formal del conjunto.

El arte del un buen diseño consiste en lograr

estructuras, que establezcan el equilibrio de los

cuatro objetivos fundamentales.

El proyectista debe verificar la estabilidad en caso

de una estructura esbelta sismorresistente, por

ejemplo, debe calcular la seguridad al volteo usando

algunos criterios que establece la norma peruana de

diseño sismorresistente, un edificio puede volcarse,

aun cuando los elementos de la superestructura

puedan estar adecuadamente dimensionadas.

Una estructura muy flexible con una rigidez lateral

insuficiente, puede desplazase horizontalmente,

agudizando el efecto P-, ( cuando el

desplazamiento excede los máximos permitidos

por la Norma, pueden generar momentos de

segundo y tercer orden , que se encargan de

desplomar y crear el mecanismo de falla, en el

momento del sismo.

Para garantizar una estructura resistente, debe

estar diseñada par responder a las solicitaciones de

flexión, corte y torsión.

Adicionalmente al cumplimiento de las cuatro

condiciones antes indicadas es vital que una

estructura esté bien construida.

Para que una estructura esté bien construida, debe

aplicarse una buena práctica constructiva. Quiere

decir, el uso de materiales de buena calidad,

procedimientos constructivos coherentes,

empleando mano de obra calificada y sobre todo un

control de calidad honesto. Deberá cumplirse

fielmente con las especificaciones técnicas de:

procedimiento , calidad de materiales, mano de obra

y control de calidad de materiales y mano de obra.

NORMA DE DISEÑO SISMO RESISTENTE

En el Perú está vigente la Norma Técnica de

Edificación E 030 DISEÑO SISMORRESISTENTE,

Aprobado por Resolución Ministerial N° 079-2003-

VIVIENDA , con fecha 02 de abril del 2003. que

consta de 8 capítulos, 29 artículos y un anexo.

Se aplica al diseño de todas las edificaciones

nuevas , a la evaluación y reforzamiento de las

existentes y a la reparación de las que resultares

dañada por la acción de los sismos.

Para el caso de las estructuras especiales tales

como reservorios , tanques, silos, puentes, torres de

trasmisión, muelles, estructuras hidráulicas , plantas

nucleares y todas aquellas cuyo comportamiento

difiera del de las edificaciones, se requieren

consideraciones adicionales que complementen las

exigencias aplicables a la norma.

Además de lo indicado en esta Norma, se deberá

tomar medidas de prevención contra los desastres

que puedan producirse como consecuencia del

movimiento sísmico: fuego, fuga de materiales

peligrosos, deslizamiento masivo de tierras u otros.

Filosofía y Principios del Diseño

Sismorresistente

La filosofía del diseño sismorresistente consiste en:

1. Evitar pérdidas de vida

2. Asegurar la continuidad de los servicios básicos

3. Minimizar los daños a la propiedad.

Se reconoce que dar protección completa frente a

todos los sismos no es técnica ni económicamente

factible para la mayoría de las estructuras.

En concordancia con tal filosofía se establecen en

esta norma los siguientes principios para el diseño:

La estructura no deberá colapsar , ni causar

daños graves a las personas debido a movimientos

sísmicos severos que puedan ocurrir en el sitio.

La estructura deberá soportar movimientos

sísmicos moderados , que puedan ocurrir en el sitio

durante su vida de servicio, experimentando posibles

daños dentro de límites aceptables.

Clasificación de daños

Edificios de fábrica

Grado

1

Daños de despreciables a ligeros

(ningún daño estructural, daños no-

estructurales ligeros)

Fisuras en muy pocos muros.

Caída sólo de pequeños trozos de revestimiento.

Caída de piedras sueltas de las partes altas de los

edificios en muy pocos casos.

Grado

2

Daños moderados (daños estructurales

ligeros, daños no-estructurales

moderados)

Grietas en muchos muros.

Caída de trozos bastante grandes de

revestimiento.

Colapso parcial de chimeneas.

Grado

3

Daños de importantes a graves (daños

estructurales moderados, daños no-

estructurales graves)

Grietas grandes y generalizadas en la mayoría de

los muros.

Se sueltan tejas del tejado.

Rotura de chimeneas por la línea del tejado.

Se dañan elementos individuales no-estructurales

(tabiques, hastiales y tejados).

Grado

4

Daños muy graves (daños

estructurales graves, daños no-

estructurales muy graves)

Se dañan seriamente los muros.

Se dañan parcialmente los tejados y forjados.

Grado

5

Destrucción (daños estructurales muy

graves)

Colapso total o casi total.

Edificios de hormigón armado

Grado 1

Daños de despreciables a ligeros (ningún daño

estructural, daños no-estructurales ligeros)

Fisuras en el revestimiento de pórticos o en la base

de los muros.

Fisuras en tabiques y particiones.

Grado 2

Daños moderados (daños estructurales ligeros, daños no-

estructurales moderados)

Grietas en vigas y pilares de pórticos y en muros

estructurales.

Grietas en tabiques y particiones; caída de

enlucidos y revestimientos frágiles. Caída de

mortero de las juntas de paneles prefabricados.

Grado 3

Daños de importantes a graves (daños estructurales

moderados, daños no-estructurales graves)

Grietas en pilares y en juntas viga/pilar en la base

de los pórticos y en las juntas de los muros

acoplados. Desprendimiento de revocos de

hormigón, pandeo de la armadura de refuerzo.

Grandes grietas en tabiques y particiones; se

dañan paneles de particiones aislados.

Grado 4

Daños muy graves (daños estructurales graves, daños

no-estructurales muy graves)

Grandes grietas en elementos estructurales con

daños en el hormigón por compresión y rotura de

armaduras; fallos en la trabazón de la armadura de

las vigas; ladeo de pilares.

Colapso de algunos pilares o de una planta alta.

Grado 5

Destrucción (daños estructurales muy graves)

Colapso de la planta baja o de partes (por ejemplo

alas) del edificio.

CLASIFICACION DE SISMOS

Sismos leves: con intensidades de grado igual o

menores a VI MKS o MM

Sismos moderados: con intensidades de grados VII

y VIII MKS o MM

Sismos severos: con intensidades de grado XI

MKAS o MM

Sismos catastróficos: con intensidades de grado X o

más MKS o MM

Presentación del Proyecto

Los planos del proyecto estructural deberán

contener como mínimo la siguiente

información:

a. Sistema estructural sismorresistente

b. Parámetros para definir la fuerza

sísmica o el espectro de diseño

c. Desplazamiento máximo del último nivel

y el máximo desplazamiento relativo del

entrepiso.

Para su revisión y aprobación por la autoridad

competente, los proyectos de edificación con más de

70 m de altura, deberán estar respaldados con una

memoria de datos y cálculos justificativos.

El empleo de materiales, sistemas estructurales y

métodos constructivos diferentes a los indicados en

esta Norma, deberán ser aprobados por la autoridad

competente nombrada por el Ministerio de Vivienda y

debe cumplir con lo establecido en este artículo y

demostrar que la alternativa propuesta produce

adecuados resultados de rigidez, resistencia

sísmica y durabilidad.

Requisitos Reglamentarios

Deberá considerarse el posible efecto de los

elementos no estructurales en el comportamiento

sísmico de la estructura. El análisis, el detallado del

refuerzo y anclajes deberá hacerse acorde con

esta consideración.

Para estructuras regulares, el análisis podrá hacerse

considerando que el total de la fuerza sísmica actúa

independientemente en dos direcciones ortogonales.

Para estructuras irregulares deberá suponerse que

la acción sísmica cure en la dirección que resulte

más desfavorable para el diseño de cada elemento

o componente en estudio.

Se considera que la fuerza sísmica vertical actúa en

los elementos simultáneamente con la fuerza

sísmica horizontal y en el sentido más desfavorable

para el análisis.

No es necesario considerar simultáneamente los

efectos de sismo y viento.

Cuando en un solo elemento de la estructura , muro

o pórtico , actúa una fuerza de 30% o más del total

de la fuerza cortante horizontal en cualquier

entrepiso, dicho elemento deberá diseñarse para el

125% de dicha fuerza.

Concepción Estructural Sismorresistente

El comportamiento sísmico de las edificaciones mejora cuando se

observan las siguientes condiciones:

Simetría, tanto en la distribución de masas como en las rigideces.

Peso mínimo, especialmente en los pisos altos.

Selección y uso adecuado de los materiales de construcción.

Resistencia adecuada.

Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevación.

Ductilidad

Deformación limitada

Inclusión de líneas sucesivas de resistencia

Consideración de las condiciones locales.

Buena práctica constructiva e inspección estructural rigurosa.

Las estructuras deben ser clasificadas como

regulares o irregulares con el fin de determinar el

procedimiento adecuado de análisis estructural y de

los valores apropiados del factor de reducción de

fuerzas sísmicas.

a. Estructuras regulares. Son las que no tienen

discontinuidades significativas, horizontales y

veticales en su configuración rsistentea las cargas

laterales.

b. Estructuras irregulares. Se definen como

estructuras irregulares aquellas que presentan una

o más de las características indicadas en la Tabla

N° 4 o N°5

Configuración Estructural

Sistemas estructurales

Los sistemas estructurales se clasifican según los

materiales usados y el sistema de estructuración

sismorresistente predominante en cada dirección,

como se indica en la Tabla N°6 de la Norma E030

Según la clasificación que se haga de una edificación

se usará un coeficiente de reducción de fuerza

sísmica ® , para el siseño por resistencia última las

fuerzas sísmicas internas den combinarse con

factores de carga. En caso contrario podrá usarse

como ® los valores establecidos en la tabla N°6,

previa multiplicación del factor de carga de sismo

correspondiente.

TABLA N°6

SISTEMAS ESTRUCTURALES

Sistema estructural

Coeficiente de reducción ,R

Para estructuras regulares (*) (**)

Acero Pórticos dúctiles con uniones resistentes

a momentos

Otras estructuras de acero.

Arriostres Excéntricos

Arriostres en cruz

9,5

6,5

6,0

Concreto Armado Pórticos (1)

Dual (2)

De muros estructurales(3)

Muros de ductibilidad limitada(4)

8

7

6

4

Albañilería Armada o Confinada (5)

3

Madera (Por esfuerzos admisibles)

7

1, Por lo menos el 80% del cortante en la base actúa sobre las

columnas de los pórticos que cumplan los requisitos de la

NTE E,060 Concreto Armado. En caso se tengan muros

estructurales, estos deberán diseñarse para resistir una

fracción de la acción sísmica total de acuerdo con su

rigidez.

2. Las acciones sísmicas son resistidas por una combinación

de pórticos y muros estructurales. Los pórticos deberán ser

diseñados para tomar por lo menos 25% del cortante en la

base. Los muros estructurales serán diseñados para las

fuerzas obtenidas del análisis según Articulo 16(16.2)

3. Sistema en el que la resistencia sísmica está dada

predominantemente por muros estructurales sobre los que

actúa por lo menos el 80% de cortante en la base.

4. Edificación de baja altura con alta densidad de muros de

ductilidad limitada.

5. Para diseño por esfuerzos admisibles el valor de R

será 6

(‘) Estos coeficientes se aplicarán únicamente a

estructuras en las que los elementos verticales y

horizontales permitan la disipación de la energía

manteniendo la estabilidad de la estructura. No se

aplican a estructuras tipo péndulo invertido.

(**) Para estructuras irregulares, los valores de R

deben ser tomados como ¾ de los anotados en la

Tabla.

Para construcciones de tierra referirse a la NTE

E.080 Adobe. Este tipo de construcciones no se

recomienda en suelos 5,, ni se permite en suelos.

CP=0.18

P=0.30

V-27

GUARDIANIA

CP=0.18

P=0.30

viene del

semisotano

sube al

segundo nivel

viene del

semisotano

sube al

segundo nivel

V-14

Vacìo

V-25

V-17

1.80

BA

5.95 0.80 1.10 1.80 0.80

0.10

0.30

5.004.80

5.95

0.80

3.50

D

0.60

C

11.05

6.80

6.70

GFE

6.55

7.18

9

6.80

1

2

6.80

6.80

3

4

5

6

4.20

0.20

7.25

A' B

4.50

6.80

7

8

C

3.50

11

10

E

6.30

0.10

0.80

0.80

0.20

0.60

0.20

LABORATORIO 02

AULA 13

AULA 14

AULA 15

AULA 16

AULA 12 AULA 11

0.20

7.10

0.25

Primer Nivel ESC. 1:75

0.30

0.30

0.25

1.60

0.25

1.60

0.25

0.25

3.15

P-11

0.30

Vacìo

AULA 20

AULA 19

AULA 17

DEPOSITO

AULA 18

5.15

4.48

14

13

M-03

5.60

0.15

0.300.30

2.15

0.25

0.40

5.65

0.25

0.30

0.80

0.60

1.42

1.10

0.90

1.00

0.50

3.05

DUCTO

1.20

0.30

1.93

1.20

0.25

P-12

1.97

P-12

SS. HH. DAMAS

0.25

0.85

0.03

0.85

0.03

0.85

0.15

0.25

0.85

0.03

0.85

0.03

0.85

0.15

1.50

0.03

1.50

0.03

2.69

2.74

2.69

1.00

1.70

1.64

1.35

0.30

0.80

2.49

6.80

6.80

6.80

0.80

0.80

0.30

7.18

0.80

V-1

9

0.20

2.70

0.15

1.00

0.15

2.70

0.20

5.95

0.25

4.20

0.80 5.95 0.80

0.20

2.10

4.40

0.30

6.50

0.30

4.10

2.40

0.30

2.40

4.10

0.30

6.50

0.30

6.60

0.25

6.60

0.25

6.60

0.20

6.55

0.25

6.60

0.20

0.30

0.20

0.20

6.55

0.25

5.75

0.80

1.70

4.25

0.80

5.95

0.80

0.30

0.50

5.60

0.300.30

0.80

3.93

0.89

1413

5.15

4.43

0.80

0.801.04

5.08

1.85

0.30

3.10

0.30

3.10

0.30

0.25

1.60

0.30

3.15

1.70

7.34

7.34

7.34

7.34

H

I

J

K

L

I

I'

J

J'

K

5.14

5.14

5.14

5.14

0.80

6.80

3.50

6.62

1'

1.50

5.16

1.29 5.56 0.80

1.66

4.54

4.54

H'

H

V-17

0.90

2.40

0.90

0.80

1.80

1.61

2.60

0.30

P-11

2.37

2.37

1.90

2.37

1.65

0.25

0.30

0.30

2.37

0.30

1.90

0.30

0.25

2.37

0.30

4.27

1.65

0.25

1.65

0.30

1.65

0.25 0.83

1.54

1.10 1.77

0.31

1.46

0.30

0.30

0.30

0.30

V-19 V-20

0.25

0.20

0.25

0.20

V-18

V-18

3.60

12

0.60 0.600.60

0.60

0.60

5.60

0.30

0.30

0.60

0.30

3.96

0.30

0.25

3.75

4.54

4.54

4.54

4.54

4.54

4.54

P-11

1.60

0.30

3.10 1.25

0.25

1.60

0.30

3.10

1.25

P-11

0.25

1.29

0.25

0.80 0.80

0.50

2.22

1.24

7.14

1.60

3.05

3.05

3.15

6.97

6.97

6.97

6.97

0.30

Proyec. V

ola

do

1.20

P-06

1.25

V-2

6

1.25

V-2

6

1.25

V-2

6

1.25

V-2

6

P-09

V-1

5V

-1

6

V-26 V-26

V-24

V-23

V-23

V-23

V-23

V-23

P-13

V-21

V-22

V-25

1.10

1.75

0.80

Proy. Volado

0.55

Capacidad 30 Alumnos

Televisor (parte alta)

5.40

PZ-02PZ-02




Parquet en todas las

aulas del Primer

Nivel


Capacidad 30 Alumnos Capacidad 30 Alumnos

CL-02

CL-02

CL-02

CL-02

1.20

0.25

2.12

3.65

Tapa junta

P-11

P-11

P-11

P-06P-06

P-06P-06P-06

P-11

P-11

P-11

3.093.09





PZ-02

PZ-02

PZ-02

PZ-02

PASILLO

PA

SILLO

PASILLO

Piso Terrazo color gris

oscuro con láminas de

aluminio mínimo @ 1.20

m.




m.




m.

SS.HH.

P-08'

0.87

1.16

0.01

0.80

0.01

0.50

0.80

0.01

SS. HH. VARONES

0.32

0.85

0.25

0.60

0.25

0.25

0.65

0.15

Panel divisorio

Murete de e=0.10

Baranda (Ver detalle)

Baranda (Ver detalle)

DUCTO

0.77

0.25

0.60

0.25

0.15

Portañuelas de Inspección

de 0.60 x 1.00

0.40

0.25

DUCTO

0.77

0.25

0.60

0.25

0.15


de 0.60 x 1.00

0.40

0.25

0.45

0.45

0.45

0.15

DUCTO


de 0.65 x 1.00

0.15

5.40

PZ-01

Pizarra acrílica

4.80

PZ-03

Pizarra acrílica

3.80

PZ-03

PZ-03

PZ-03

0.65 1.60

0.65

M-02' P-10

Pasamano B

Pasamano A

DUCTO

DUCTO

CL-01

CL-01

CL-01

CL-01

CL-01CL-01

Parquet en todas las

aulas del Primer

Nivel

1.80

VC-01

Tapa junta

Mad. Cedro

Tapa junta

Mad. Cedro

Tapa junta

Mad. Cedro

Tapa junta

Mad. Cedro

Tapa junta

Mad. Cedro

Tapa junta

2.4

2.4

2.200.800.7

2

1.0

5

4.5

5

3.793.121.953.42

1.65

8.57

5.1

1.59 0.97 0.71

2.5

2.5

5.2

5

3.17

DINTEL

3.27

0.25

NPT = -0.15

2.552.90

P-2

0.15 1.8 0.25 1.5

0.8

2.0

5

DINTELP-3

0.80 2.40

NPT = ± 00.00

DINTEL

2.401.50

P-1

NPT = - 0.15

2.05

2.6

0.4

20.8

0.5

20.6

0.5

2

NPT = ± 00.00

1.26

3.8

NPT = ± 00.00

DINTELP-3

0.80 2.20 2.200.80

P-3 DINTEL

0.4

2.2

90.8

0.8

0.5

4

DINTELP-3

0.80 2.20 M

1.5

2.61

5.3

5.2

1.13 1.25 1.22 0.15

3.7

V

4.55

2.65

1.98

3.05

4.73

1.8

2.8

1.2

10.6

3.7

1.1

NPT = ± 00.00

DINTELP-3

DINTEL

DINTEL

0.80

P-3 DINTEL

2.20

0.90

P-4

2.20

0.90

P-4

2.20

0.66 2 0.55 0.8 1.25

NPT = ± 00.00

2.2

3.34

2.2

6

2.51

1.1

5

4.4

6

4.26

3.3

NPT = - 0.15

3.7

1.1

0.15

SU

BE

TU

B IM

PU

LS

ION

ø 1

" PV

C

3.85

1.51

1.85

CIS

TE

RN

A

concepcion y diseÑo de edificios sismoresistentes.pdf

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