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PARAMETROS DE DISEÑO SISMORRESISTENTE

Zona Sísmica = 2

Factor de Zona Z = 0.30

Factor U = 1.5

Factor de suelo S = 1.4

Periodo Tp = 0.9

Categoría Edificación = A

Coeficiente de Reducción R = 7

Sistema Estructural elegido = Dual

a) PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS, COLUMNAS Y PLACAS

Para el predimensionamiento de vigas, columnas y placas se ha utilizado las siguientes sobrecargas.

Pasillo : 400 kg/cm2.

Aulas : 300 kg/cm2.

Techos incl. Nieve : 100 kg/cm2.

Peso de Aligerado : 300Kg/cm2. Con h = 0.20 m.

Acabados : 100 kg/cm2.

MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL I.E. SECUNDARIO

DISENO SISMORRESISTENTE POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

ELABORADO POR: ING.ELVER CONTRERAS TITO

DISEÑO DE UNA EDIFICACION DE CONCRETO ARMADO DE DOS NIVELES

UBICACION : CUSCO

USO : EDUCACION

f´'c : 210 Kg / cm2

f``y : 4200 Kg / cm2

PARAMETROS DEL SUELO : S3

CUADRO DE VIGAS, COLUMNAS Y PLACAS

VIGA -101 0.25X0.40 C-1 0.25X0.35 PLACA MX1, MX2, MX3, MX4 0.25X0.80

VIGA -102 0.25X0.35 C-2 0.35X0.30 PLACA MY1, MY2 0.25 X1.30

VIGA -103 0.25X0.45 C-3 0.25X0.25

VIGA -104 0.30X0.45/0.60

VIGA -201 0.25X0.35

VIGA -202 0.25X0.30

VIGA -203 0.25X0.35

VIGA -204 0.30X0.45/0.60

b) METRADO DE CARGAS Y DE MASAS

Cant. Peso L(m) A(m) Alto(m) Total

LOSA ALIGERADA

Losa Aligerada e=0.20 cm. 2 300 5.95 3.42 12,209.4 Kg.

Losa Aligerada e=0.20 cm. 4 300 5.95 4.47 31,915.8 Kg.

Losa Aligerada e=0.20 cm. (pasillo) 1 300 24.9 1.55 11,578.5 Kg.

TECHO

Tirante, tornapunta, montante, par, pendolon 6,664 Kg.

Teja andina 1 12.17 26.65 10.7 3,470.34 Kg.

VIGAS

Viga V-101 1 2400 49.44 0.25 0.4 11,865.6 Kg.

Viga V-102 1 2400 52.7 0.25 0.35 11,067 Kg.

Viga V-104 1 2400 11.5 0.3 0.5 4,140 Kg.

Viga V-201 1 2400 49.44 0.25 0.35 10,382.4 Kg.

Viga V-202 1 2400 52.7 0.25 0.3 9,486 Kg.

Viga V-204 1 2400 11.7 0.3 0.5 4,212 Kg.

COLUMNAS

Primer Piso

Columna C-1 15 2400 3 0.25 0.35 9,450 Kg.

Columna C-2 4 2400 3 0.3 0.35 3,024 Kg.

Columna C-3 7 2400 3 0.25 0.25 3,150 Kg.

Segundo Piso

Columna C-1 15 2400 2.9 0.25 0.35 9135 Kg.

Columna C-2 4 2400 2.9 0.3 0.35 2923.2 Kg.

Columna C-3 7 2400 2.9 0.25 0.25 3045 Kg.

ACABADOS

Primer Piso 1 100 25.32 5.95 15065.4 Kg.

1 100 26.65 1.55 4130.75 Kg.

MUROS

Primer Piso

Ejes 9,10,11,13,15 1 1800 23.4 0.2 2.5 21060 Kg.

Eje D, B 1 1800 34.36 0.2 1.32 16327.872 Kg.

Eje D, B 1 1800 10.6 0.2 1.18 4502.88 Kg.

Eje D, B 2 1800 6.84 0.2 1.8 8864.64 Kg.

Eje D, B 2 1800 3.9 0.2 0.7 1965.6 Kg.

Eje A 0 1800 19.5 0.15 1.2 0 Kg.

Segundo Piso

Ejes 9,10,11,13,15 1 1800 23.4 0.2 2.5 21060 Kg.

Eje D, B 1 1800 34.36 0.2 1.32 16327.872 Kg.

Eje D, B 1 1800 10.6 0.2 1.18 4502.88 Kg.

Eje D, B 2 1800 6.84 0.2 1.8 8864.64 Kg.

Eje D, B 2 1800 3.9 0.2 0.7 1965.6 Kg.

Eje A 1 1800 19.5 0.15 1.2 6318 Kg.

PLACAS

Primer Piso

Ejes 9,15 2 2400 1.8 0.2 2.5 4320 Kg.

Ejes D, B 4 2400 1.1 0.2 2.5 5280 Kg.

Segundo Piso

Ejes 9,15 2 2400 1.8 0.2 2.5 4320 Kg.

Ejes D, B 4 2400 1.1 0.2 2.5 5280 Kg.

COLUMNETAS

Columnetas 12 2400 0.15 0.15 1.2 777.6 Kg.

SOBRECARGA

Aulas

Peso de sobrecarga 1° 1 300 25.32 5.95 45196.2 Kg.

Pasillo

Peso de sobrecarga 1° 1 400 26.65 1.55 16523 Kg.

Peso de sobrecarga techo incluido nieve 1 100 26.65 10.7 28515.50 Kg.

Según Reglamento, consideramos el 50% de la carga viva (Centros Educativos)

PESO TOTAL DEL 1°y 2° NIVEL

PRIMER PISO SEGUNDO PISO

ESPECIFICACION (KG) (KG)

LOSA ALIGERADA 55703.7

TECHO 10134.33635

VIGAS 27072.6 24080.4

COLUMNAS 15624 15103.2

ACABADOS 19196.15

MUROS 52720.992 59038.992

PLACAS 9600 9600

COLUMNETAS 777.6

SOBRECARGA 50% 30859.6 14257.75

TOTAL 211,554.64 132,214.68

MASAS

g= 9.81m/s2

P1 = 211.554642 Tn m1 = 21.56520306 Tn-Seg/m

P2 = 132.2146784 Tn m2 = 13.47754112 Tn-Seg/m

INERCIA ROTACIONAL

PISO 1 J1 = 1366.088222 Tn.s2.m.

PISO 2 J2 = 853.7601124 Tn.s2.m.

MATRIZ DE MASA DEL EDIFICIO

c) MODELO PSEUDOTRIDIMENSIONAL SAP 2000-Periodo y Modos

Análisis Dinámico por combinación modal espectral.

2

22.21 0 0 0 0 0

0 13.48 0 0 0 0

0 0 22.21 0 0 0. /

0 0 0 13.48 0 0

0 0 0 0 1406.89 0

0 0 0 0 0 853.76

m Tn S m

ESPECTRO DE DISEÑO DE LA NORMA SISMORRESISTENTE

Proyecto : CONSTRUCCION DE 12 AULAS IE SIMON BOLIVAR e INSTITUTO SUPERIOR PEDAGOGICO POMACANCHI

Z = 0.3 Factor de Zona

U = 1.5 Factor de Uso

S = 1.4 Factor de Suelo

R = 7 Factor de Ductilidad

Tp = 0.9 Periodo predominante del suelo

g = 9.81 Gravedad

T C Sa

0.1 2.500 2.207

0.2 2.500 2.205

0.3 2.500 2.205

0.4 2.500 2.205

0.5 2.500 2.205

0.6 2.500 2.205

0.7 2.500 2.205

0.8 2.500 2.205

0.9 2.500 2.205

1 2.250 1.985

1.1 2.045 1.804

1.2 1.875 1.654

1.3 1.731 1.527

1.4 1.607 1.418

1.5 1.500 1.323

1.6 1.406 1.240

1.7 1.324 1.167

1.8 1.250 1.103

1.9 1.184 1.044

2 1.125 0.992

2.5 0.900 0.794

3 0.750 0.662

5 0.450 0.397

0.000

0.250

0.500

0.750

1.000

1.250

1.500

1.750

2.000

2.250

2.500

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5

Acela

racio

n E

spectr

al

Periodo T(Seg.)

ESPECTRO DE DISEÑO

SaZ U C S

R

CgC 2.5

TP

T

C 2.5 C

TABLE: Modal Participating Mass Ratios

OutputCase StepType StepNum Period UX UY RZ

Text Text Unitless Sec Unitless Unitless Unitless

MODAL Mode 1 0.426513 0.817323 5.396E-07 0.000026

MODAL Mode 2 0.308893 0.000001484 0.798837 0.025403

MODAL Mode 3 0.257983 0.000007486 0.024903 0.830175

MODAL Mode 4 0.110646 0.182597 7.359E-07 0.000009452

MODAL Mode 5 0.082742 0.000001112 0.176191 0.000113

MODAL Mode 6 0.043818 0.00007 0.000068 0.144275

La tabla anterior entrega ordenadamente los periodos por lo cual se puede observar que el periodo

fundamental es 0.42 teniendo una mayor participación e X y que UX es mayor a UY y RZ lo cual indica que el

primer modo de vibrar ocurre en el eje X.

d) RESPUESTA DE ESPECTRO DE DISENO (ZONA 2 CUSCO)

TABLE: Base Reactions

OutputCase CaseType StepType GlobalFX

Text Text Text Ton

SX LinRespSpec Max 65.962

CORTE EN COLUMNAS

TABLE: Joint Reactions

Joint OutputCase CaseType StepType U1 U2 U3 R1 R2 R3

Text Text Text Text Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m

53 SX LinRespSpec Max 1.0415 0.0264 3.0193 0.0465 1.95369 0.0015




















TOTAL 19.1162

CORTE EN MUROS

TABLE: Section Cut Forces

SectionCut OutputCase CaseType StepType F1 F2 F3 M1 M2 M3


SCUT1 SX LinRespSpec Max 11.8923 0.0005458 0.0927 0.00164 5.17406 0.00614






49.4996

FUERZAS CORTANTES Extracción de esfuerzos en los elementos. Las reacciones en la base del edificio son: PARA EL SISMO EN X: CORTE BASAL

SEGUNDO NIVEL. CORTE EN COLUMNAS SEGUNDO NIVEL

TABLE: Element Forces - Frames

Frame Station OutputCase CaseType StepType P V2 V3 T M2 M3

Text m Text Text Text Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m

76 0.2 SX LinRespSpec Max 1.2167 1.5171 0.0182 0.00075 0.02828 1.93281

















27.1196 CORTE EN MUROS SEGUNDO NIVEL










12.7807 Se puede apreciar que para un sismo en X los muros en Y1, Y2, no tienen importancia estructural, lo cual es razonable ya que el sismo se proyecta en forma perpendicular al eje de principal inercia. Las columnas tiene un aporte del 28% de la carga. Es claro que el muro en X1, X2, X5, X6 Tienen un aporte de 72% de la carga según los resultados de SAP2000. Cabe señalar que desde el punto de vista de la estructuración cumple con la norma E030 de estructuras. Donde se indica aceptable el tipo de sistema estructural adoptado para el caso SISTEMA DUAL para edificaciones de la categoría A.

PARA EL SISMO EN Y:

TABLE: Base Reactions

OutputCase CaseType StepType GlobalFX GlobalFY

Text Text Text Ton Ton

SY LinRespSpec Max 0.1053 64.9127 CORTE BASAL CORTE EN COLUMNAS

TABLE: Joint Reactions

Joint OutputCase CaseType StepType U1 U2 U3 R1 R2 R3


53 SY LinRespSpec Max 0.0364 0.7312 1.5644 1.50824 0.07024 0.01501




















16.8434 CORTE EN MUROS




SCUT1 SY LinRespSpec Max 0.3205 0.0683 1.1539 0.20486 0.33652 0.05707






48.7182

SEGUNDO NIVEL CORTE EN COLUMNAS SEGUNDO NIVEL

TABLE: Element Forces - Frames

Frame Station OutputCase CaseType StepType P V2 V3 T M2 M3

Text m Text Text Text Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m

18 0.175 SY LinRespSpec Max 1.5625 0.0635 0.9034 0.01499 1.15963 0.08196

















1.0867 18.8714 CORTE EN MUROS SEGUNDOI NIVEL










14.0008 Se puede apreciar que para un sismo en Y los muros en X1, X2, X5, X6, no tienen importancia estructural, lo cual es razonable ya que el sismo se proyecta en forma perpendicular al eje de principal inercia. Las columnas tiene un aporte del 25% de la carga. Es claro que el muro en X1, X2, X5, X6 Tienen un aporte de 75% de la carga según los resultados de SAP2000. Cabe señalar que desde el punto de vista de la estructuración cumple con la norma E030 de estructuras. Donde se indica aceptable el tipo de sistema estructural adoptado para el caso SISTEMA DUAL para edificaciones de la categoría A.

TABLE: Joint Displacements

Joint OutputCase CaseType StepType U1 U2 R3 delta U1 delta U2 delta R3 D/he

Text Text Text Text m m Radians m m Radians

piso 2 SX LinRespSpec Max 0.013344 0.000013 0.000006608 0.008086 0.000007258 1.732E-06 0.00278828

piso 1 SX LinRespSpec Max 0.005258 0.000005742 0.000004876 0.005258 0.000005742 4.876E-06 0.00175267

TABLE: Joint Displacements

Joint OutputCase CaseType StepType U1 U2 R3 delta U1 delta U2 delta R3 D/he

Text Text Text Text m m Radians m m Radians

piso 2 SY LinRespSpec Max 0.000016 0.006825 0.000136 0.004083 0.000087 0.000087 0.00140793

piso 1 SY LinRespSpec Max 4.5E-06 0.002742 0.000049 0.002742 0.000049 0.000049 0.000914

e) CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS.

La tabla modificada que entrega SAP2000 es:

Para el sismo en X.

Los desplazamientos mayores ocurren en el eje X ya que las fuerzas están aplicadas en el eje X. El D/he para todos los pisos cumple con la norma E030 ya que son menores 0.007.

Para el sismo en Y.

Los desplazamientos mayores ocurren en el eje Y ya que las fuerzas están aplicadas en el eje Y. El D/he para todos los pisos cumple con la norma E030 ya que son menores 0.007. f) COMBINACIONES DE CARGA ORIENTADAS PARA EL DISENO.

1. 1.5D+1.8L1

2. 1.5D+1.8L2

3. 1.5D+1.8L3

4. 1.5D+1.8L1+1.8L2+1.8L3

5. 1.25(D+L1)+SX

6. 1.25(D+L1)+SY

7. 1.25(D+L2)+SX

8. 1.25(D+L2)+SY

9. 1.25(D+L3)+SX

10. 1.25(D+L3)+SY

11. 1.25(D+L1+L2+L3)+SX

12. 1.25(D+L1+L2+L3)+SY

13. 0.9D+SX

14. 0.9D+SY

ESTADOS DE CARGA

DISENO EN CONCRETO ARMADO

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