informe colegio

INSTITUCION EDUCATIVA PARROQUIAL INTEGRADOSILVIA RUFF==============================================================================

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE LAANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA PARROQUIAL INTEGRADOINSTITUCIÓN EDUCATIVA PARROQUIAL INTEGRADO

SILVIA RUFFSILVIA RUFF

1.1. RESUMENRESUMEN

El desarrollo del presente proyecto es analizar y diseñar en la especialidad de estructuras los dos bloques principales de la Institución Educativa Parroquial Integrado Silvia Ruff, los cuales deben cumplir con los requisitos minimos considerados en las Normas de Cargas, de Concreto, de Albañileria y de Sismo, a fin de que durante su vida util pueda soportar las solicitaciones a que estara sometida en forma permanente y a eventos externos e imprevistos (sismos)

2.2. CARACTERISTICAS DE LOS BLOQUESCARACTERISTICAS DE LOS BLOQUES

El conjunto del sistema consta de tres bloques, el Bloque Nº01 es una estructura de tres niveles que corresponde al bloque principal, esta ubicado en la parte central del conjunto y soporta un conjunto de seis aulas dos por nivel, en el primer nivel se considera un ambiente para administrativos con un ingreso principal que de por cuarta crujia de la estructura, en el segundo nivel se considera un ambiente para la direccion y en el tercer nivel un ambiente para sala de computo, los tres niveles cuentan con un area de circulacion que son los pasadizos; el Bloque Nº02 esta ubicado en la parte izquierda del conjunto y es un estructura de tres niveles, en el primer nivel se considera destinado para servicios higienico, en el segundo y tercer nivel para uso exclusivo de biblioteca y cuenta con area de circulacion colindante a las aulas; y el Bloque Nº03 que corresonde a las estructuras de escaleras ubicadas al extremo izquierdo del Bloque Nº01 y por donde se desarrollara el ascenso hacia los demas niveles. Los dos primeros bloques cuentan con una estructuracion aporticada en su eje local X y un sistema de albañileria confinada en su eje local Y.

Se hara uso de la Norma Tecnica de Edificaiones E-020 para determinar todos los pesos y cargas actuantes, las mismas que se detallan en el inciso 4.1.1.

Se hara uso de la Norma Tecnica de Edificaciones E-030 para determinar el comportamiento sismico de la estructura para la ubicación y uso planteado en el presente proyecto, las caracteristicas tecnicas se detallan en el anexo de Formas de Modo donde se presentan el calculo del espectro y en el inciso 4.2.2 se detalla el calculo del peso de la estructura.

Se esta cimentando de acuerdo a las caracteristicas planteadas por el estudio de suelos presentado en el expediente, permitiendo una amplificacion de la capacidad portante del suelo en un 30% de acuerdo Capitulo 16, Inciso 16.1.5 de la Norma Tecnica de Edificaciones E-060.

Para el diseño estructural se esta haciendo uso de la Norma Tecnica de Edificaciones E-060 y se presenta las recomendaciones en las conclusiones del presente informe ademas se esta presenta en cada plano las especificaciones tecnicas que corresponden al resumen del uso de todas estas normas.

2.12.1 BLOQUE # 01 (AULAS Y ADMINISTRATIVO - 03 PISOS)BLOQUE # 01 (AULAS Y ADMINISTRATIVO - 03 PISOS)

El edificio en estudio esta destinado a uso netamente educativo, presenta una arquitectura muy simple, todos los ambientes estan habilitados para uso de aulas con un area para circulacion, el proyecto esta ubicado en el distrito de Huari, provincia de ==============================================================================

MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE HUARI


Huari, en la región de Ancash, esta cimentado sobre suelo flexible y su estructura corresponde al de un sistema mixto.

2.1.12.1.1 BLOQUE # 01 – PLANTA DEL PRIMER Y SEGUNDO NIVELBLOQUE # 01 – PLANTA DEL PRIMER Y SEGUNDO NIVEL

El esquema estructural y las caracteristicas geométricas de la primera planta del Bloque 01 son:

Altura de entrepiso (Primer nivel) = 3.45 m.

Altura de entrepiso (Segundo nivel) = 3.25 m.

Espesor de muros en la dirección Y-Y = 0.23 m.

Vigas de los ejes A-A, C-C = 0.20m x 0.55m.

Vigas del eje V-V = 0.13m x 0.40m.

Vigas de los ejes 1-1, 4-4, 7-7 = 0.23m x 0.35m.

Vigas de los ejes 2-2, 3-3, 5-5, 6-6 = 0.35m x 0.55m.

Columna C-01 = L 0.40m x 0.35m – 0.50m x 0.20m.

Columna C-02 = T 0.40m x 0.35 m – 0.65m x 0.20m

Columna C-03 = 0.23m x 0.25m.

Columna C-A = 0.13m x 0.25m.

Losa Aligerada = e =0.20m.

2.1.22.1.2 BLOQUE # 01 – PLANTA DEL TERCER NIVELBLOQUE # 01 – PLANTA DEL TERCER NIVEL

El esquema estructural y las caracteristicas geométricas de la tercera planta del Bloque 01 son:

Altura de entrepiso (Tercer nivel) = 3.00 m.

Altura de entrepiso (Techo inclinado = 2.00 m.

==============================================================================






Vigas de los ejes 1-1, 7-7(Timpano) = 0.23m x 0.25m.



Columna C-03 = 0.23m x 0.25m.

Cobertura Liviana = pendiente = 37.00 %

==============================================================================



2.22.2 BLOQUE # 02 (SS.HH. Y BIBLIOTECA - 03 PISOS)BLOQUE # 02 (SS.HH. Y BIBLIOTECA - 03 PISOS)

El edificio en estudio esta destinado a uso netamente educativo, presenta una arquitectura muy simple, el primer nivel esta destinado para uso de servicios higienicos y los niveles superiores para uso de biblioteca el proyecto esta ubicado en el distrito de Huari, provincia de Huari, en la región de Ancash, esta cimentado sobre suelo flexible y su estructura corresponde al de un sistema mixto tal como se explico en los parrafos anteriores.

2.2.12.2.1 BLOQUE # 02 – PLANTA DEL PRIMER Y SEGUNDO NIVELBLOQUE # 02 – PLANTA DEL PRIMER Y SEGUNDO NIVEL

El esquema estructural y las caracteristicas geométricas de la primera planta del Bloque 02 son:

Altura de entrepiso (Primer nivel) = 3.45 m.

Altura de entrepiso (Segundo nivel) = 3.25 m.



Vigas del eje V-V = 0.13m x 0.40m.

Vigas de los ejes 1-1, 4-4, 7-7 = 0.23m x 0.35m.




Columna C-03 = 0.23m x 0.25m.

Columna C-A = 0.13m x 0.25m.

Losa Aligerada = e =0.20m.

==============================================================================



2.2.22.2.2 BLOQUE # 02 – PLANTA DEL TERCER NIVELBLOQUE # 02 – PLANTA DEL TERCER NIVEL

El esquema estructural y las caracteristicas geométricas de la tercera planta del Bloque 01 son:

Altura de entrepiso (Tercer nivel) = 3.00 m.

Altura de entrepiso (Techo inclinado = 2.00 m.




Vigas de los ejes 1-1, 7-7(Timpano) = 0.23m x 0.25m.



Columna C-03 = 0.23m x 0.25m.

Cobertura Liviana = pendiente = 37.00 %

==============================================================================



2.32.3 BLOQUE # 03 (ESCALERAS - 02 PISOS)BLOQUE # 03 (ESCALERAS - 02 PISOS)

Este bloque esta destinado a uso exclusivo de escalera y su configuracion estructural corresponde al de un sistema mixto conformado por vigas, columnas y muros portantes que soportan las llegadas y los descansos de las losas de la escalera.

2.3.12.3.1 BLOQUE # 03 – PLANTA DEL PRIMER NIVELBLOQUE # 03 – PLANTA DEL PRIMER NIVEL

2.3.22.3.2 BLOQUE # 03 – PLANTA DEL SEGUNDO NIVELBLOQUE # 03 – PLANTA DEL SEGUNDO NIVEL

==============================================================================



3.3. CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES UTILIZADOS CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES UTILIZADOS

De acuerdo a las características del edificio descritas anteriormente es que se modelo los materiales utilizados con las propiedades siguientes:

CONCRETO f’c = 2100 Tn / m2

ALBAÑILERIA TIPO IV

==============================================================================



4.4. METRADO DE CARGASMETRADO DE CARGAS

4.14.1 METRADO DE CARGAS LINEALESMETRADO DE CARGAS LINEALES

4.1.14.1.1 CARGAS UNITARIASCARGAS UNITARIAS

4.1.24.1.2 METRADO DE CARGAS UNIFORMEMENTE REPARTIDASMETRADO DE CARGAS UNIFORMEMENTE REPARTIDAS

4.1.2.14.1.2.1 UNIFORMIZACION DE LUCESUNIFORMIZACION DE LUCES

Las luces para los diferentes pórticos se uniformizaran de acuerdo al siguiente cuadro:

==============================================================================



4.1.2.24.1.2.2 PORTICOS 1-1, 7-7 DEL BLOQUE Nº 01PORTICOS 1-1, 7-7 DEL BLOQUE Nº 01

==============================================================================



4.1.2.34.1.2.3 PORTICOS 2-2, 4-4, 6-6 DEL BLOQUES Nº 01 PORTICOS 2-2, 4-4, 6-6 DEL BLOQUES Nº 01

==============================================================================



4.1.2.44.1.2.4 PORTICOS 3-3, 5-5 DEL BLOQUES Nº 01PORTICOS 3-3, 5-5 DEL BLOQUES Nº 01

==============================================================================



4.1.2.54.1.2.5 PORTICO A-A, BLOQUES Nº 01 Y 02PORTICO A-A, BLOQUES Nº 01 Y 02

4.1.2.64.1.2.6 PORTICO C-C, BLOQUES Nº 01 Y 02PORTICO C-C, BLOQUES Nº 01 Y 02

==============================================================================



4.1.2.74.1.2.7 PORTICO V-V, BLOQUE Nº 01PORTICO V-V, BLOQUE Nº 01

4.1.2.84.1.2.8 PORTICOS 1-1, 3-3 DEL BLOQUE Nº 02PORTICOS 1-1, 3-3 DEL BLOQUE Nº 02

==============================================================================



4.1.2.94.1.2.9 PORTICOS 2-2 DEL BLOQUE Nº 02PORTICOS 2-2 DEL BLOQUE Nº 02

==============================================================================



4.24.2 METRADO DE CARGAS CONCENTRADASMETRADO DE CARGAS CONCENTRADAS

4.2.14.2.1 METRADO DE MASAS POR NIVELESMETRADO DE MASAS POR NIVELES

Bloque Nivel TipoCarga

(Tn/m 2 )

Area

(m 2 )

Peso(Tn)

Masa

(Tn-s 2 /m)Peso Propio =Aligerado 0.300 47.850 = 14.355 1.463Acabado 0.100 53.690 = 5.369 0.547Tabiqueria 0.100 53.690 = 5.369 0.547Sobrecarga Aulas 0.260 53.690 = 13.959 1.423

39.052 3.981

Nivel TipoCarga

(Tn/m 2 )Area

Peso(Tn)

Masa

(Tn-s 2 /m)Peso Propio =Tijeral 0.045 282.230 = 12.700 1.295Sobrecarga TijeralLiviano

0.011 58.570 = 0.659 0.067

13.359 1.362

Nº 02

ETABS

3º

1º, 2º

ETABS

4.2.24.2.2 METRADO DE MASA ROTACIONAL POR NIVELESMETRADO DE MASA ROTACIONAL POR NIVELES

==============================================================================



5.5. TÉCNICA DE MODELAJETÉCNICA DE MODELAJE

La técnica de modelaje utilizada en este diseño es de mayor aceptación entre los profesionales dedicados al análisis y diseño estructural, y permite estudiar los desplazamientos y las fuerzas en cualquier ubicación y sección de la estructura.

Para la discretizacion matematica de la arquitectura del edificio se realizo un modelo estructural utilizando el programa ETABS v.9.0.4

.

Elevación Tridimensional

Planta, Elevación de Póritco y Elevación de Muro

==============================================================================



5.15.1 TÉCNICA DE LOS ELEMENTOS FINITOSTÉCNICA DE LOS ELEMENTOS FINITOS

Esta técnica modela los muros en forma espacial mediante una malla de elementos finitos (tipo “shell”), mientras que las vigas y columnas se modelan mediante barras (tipo frame).

En esta técnica se tomaron en cuenta los siguientes puntos:

A los nudos contenidos en la losa de un cierto nivel, se les aplicó una restricción tipo “diafragma rígido.

Se modelo la cimentación como flexible y se adjunto al modelo para que permita su exportación de resultados.

En la intersección ortogonal de los elementos tipo frame (vigas y columnas), se considero la rigidez que se origina, es por eso se considero la restricción tipo End Offsets.

El nivel de restricción en los apoyos que se considero es del tipo empotrado.

Se considero que los elementos utilizados para el analisis de la estructura, considera su propio peso para el computo de las fuerzas y masas.

Los estados de carga considerados son el estado de carga muerta, viva, damero formados, sismo en la dirección X y sismo en la dirección Y.

==============================================================================



6.6. ANÁLISIS DINAMICOANÁLISIS DINAMICO

El método utilizado para el Análisis Dinámico y especificado en la Norma de Diseño Sismorresistente E-030 es el Análisis por Combinación Modal Espectral, para lo cual las solicitaciones sísmicas fueron representadas mediante un Espectro, las masas estan ubicadas en los centros de gravedad de cada nivel y se consideró las excentricidades accidentales.Esta técnica de análisis fue empleada debido a que el edificio en estudio no presenta irregularidades y es de baja altura.

Para el analisis espectral modal en el eje local “X” de cada bloque se esta utilizando el espectro que corresponde para un sistema aporticado y en el eje local “Y” para un sistema de albañileria ya que es este tipos de estructuracion la que plantea la arquitectura del proyecto.

Se utilizo para el análisis dos tipos de Espectro debido a la modelo estructural planteado:

El espectro en la dirección X-X se considero como Aporticado.

ACELERACIÓN ESPECTRAL

0.0000

0.0500

0.1000

0.1500

0.2000

0.2500

0.3000

0.3500

0.00 1.08 1.28 1.48 1.68 1.88 2.08

PERIODO (T,sg)

Sa

El espectro en la dirección Y-Y se considero como Albañileria.

ACELERACIÓN ESPECTRAL

0.0000

0.0500

0.1000

0.1500

0.2000

0.2500

0.3000

0.3500

0.4000

0.00 1.08 1.28 1.48 1.68 1.88 2.08 2.28 2.48 2.68

PERIODO (T, sg)

Sa

==============================================================================



6.16.1 RESULTADOS DEL ANALISIS DINÁMICORESULTADOS DEL ANALISIS DINÁMICO

6.1.16.1.1 PERIODOS Y FORMAS DE MODOPERIODOS Y FORMAS DE MODO

6.1.26.1.2 DESPLAZAMIENTOS LATERALES DE ENTREPISODESPLAZAMIENTOS LATERALES DE ENTREPISO

==============================================================================



7.7. DISEÑO ESTRUCTURALDISEÑO ESTRUCTURAL

7.17.1 ESTADOS DE CARGAESTADOS DE CARGA

7.27.2 COMBINACIONES DE ESTADOS DE CARGACOMBINACIONES DE ESTADOS DE CARGA

Las combinaciones de carga son las especificadas en el Reglamento Nacional de Construcciones R.N.C. E-060 de Concreto Armado

7.37.3 PARAMETROS PARA EL DISEÑO ESTRUCTURALPARAMETROS PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL

==============================================================================



8.8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESCONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Para la discretizacion matematica de la arquitectura del edificio se realizo un modelo estructural utilizando el programa ETABS v.9.0.4

La técnica utilizada para el modelaje es la que presenta menos dificultad en la definición del modelo para el caso de los muros, ya que éste se reduce solo a la definición de un tipo shell considerando todas sus propiedades.

El periodo del analisis de la estructura en el Bloque Nº01 en ambas direcciones cumple con lo dispuesto en la norma Sismoresistente E-030, siendo para el eje X-X de 0.35sg, y para el eje Y-Y de 0.14 sg..

El periodo del analisis de la estructura en el Bloque Nº02 en ambas direcciones cumple con lo dispuesto en la norma Sismoresistente E-030, siendo para el eje X-X de 0.29sg, y para el eje Y-Y de 0.28 sg..

Los desplazamientos de comprobacion en ambas direcciones y cumplen con las limitaciones impuestas en la norma Sismoresistente E-030, para el caso del Bloque Nº01 llegamos a un 0.008 siendo el minimo de 0.007, pero dada la necesidad de iluminacion y ventilacion en los ambientes del bloque se acepta este desplazamiento toda vez que es muy proximo al valor impuesto

El tipo de cimentacion propuesta para la estructura es del tipo flexible, estando constituida por un cimiento y sobrecimiento reforazado para el caso en que suporta los muros estructurales y de zapatas aisladas para el caso en que soporta las columnas, entre los muros.

El diseño estructural esta adjuntado en los anexos correspondientes con su respectivo cálculo y restricciones

Se utilizará concreto con un f’c=210 kg/cm2 para todos los elmentos estructurales cumpliendo este con las especifiaciones tecnicas detalladas en la N.T.E. E-060

Se utilizará para los siguientes diametros una longitud de anclaje con gancho estandar en tracción:

Ø 3/8” ldg=20.00cm

Ø 1/2” ldg=28.00cm

Ø 5/8” ldg=35.00cm

Ø 3/4” ldg=42.00cm

Se utilizará para los siguientes diametros una longitud de empalme en tracción:

Ø 3/8” le=40.00cm

Ø 1/2” le=60.00cm

Ø 5/8” le=75.00cm

Ø 3/4” le=90.00cm

Se evitara hacer traslapes en zonas de esfuerzos críticos y no se traslapara mas del 50% del refuerzo

El diseño estructural esta adjuntado en los anexos correspondientes con su respectivo cálculo y restricciones

==============================================================================



Como conclusión final se tiene que la técnica utilizada para el análisis y diseño de la estructura, proporciona resultados afinados respecto a las formas clásica de analsis, pero con resultados que se encuentran del lado de la seguridad

9.9. REFERENCIASREFERENCIAS

Son referencias para este analisis y diseño la siguiente bibliografía:

Reglamento Nacional de Construccion E–060 (Concreto Ammado)

Reglamento Nacional de Construccion E–030 (Sismoresistente)

Reglamento Nacional de Construccion E–070 (Albañileria)

Diseño de Estructuras de Concreto - Arthur H. Nilson, George Winter.

==============================================================================



ANEXOSANEXOS

==============================================================================



ESQUEMA ESTRUCTURAL TRIDIMENSIONALESQUEMA ESTRUCTURAL TRIDIMENSIONAL

==============================================================================



ESTADOS DE CARGAS DE CARGAESTADOS DE CARGAS DE CARGAMUERTA – VIVA - DAMEROSMUERTA – VIVA - DAMEROS

==============================================================================



ANÁLISIS ESPECTRAL MODALANÁLISIS ESPECTRAL MODAL

==============================================================================



REACCIONES EN LOS APOYOS:REACCIONES EN LOS APOYOS:

==============================================================================



ESFUERZOS ULTIMOSESFUERZOS ULTIMOSCOMBO – ENVOLVENTE DE ESFUERZOS:COMBO – ENVOLVENTE DE ESFUERZOS:

AXIAL - CORTANTE – MOMENTOAXIAL - CORTANTE – MOMENTOPORTICO 3DPORTICO 3D

==============================================================================



DISEÑO ESTRUCTURALDISEÑO ESTRUCTURALPORTICO 3DPORTICO 3D

==============================================================================


informe colegio

Technology