para estudiantes y egresados en ingenierÍa estructural

MEMORIA DE CALCULO DEMEMORIA DE CALCULO DEESTRUCTURAS DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOSESTRUCTURAS DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS

ACADEMICOS DE EXPERIMENTACION E INVESTIGACION EN LAS CARRERASACADEMICOS DE EXPERIMENTACION E INVESTIGACION EN LAS CARRERAS DE ENFERMERIA, OBSTETRICIA, PSICOLOGIA Y ODONTOLOGIA DE LADE ENFERMERIA, OBSTETRICIA, PSICOLOGIA Y ODONTOLOGIA DE LA

UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN - HUANUCO”UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN - HUANUCO”

I. ANALISIS ESTRUCTURAL

El análisis de los distintos módulos estructurales se ha realizado mediante métodos elásticos y lineales, apoyados por un análisis matricial efectuado por el programa de análisis estructural SAP 2000 y ETABS

1.1 ANÁLISIS POR CARGAS DE GRAVEDAD Para el análisis por cargas de gravedad, se consideró el peso propio de la estructura, y las sobrecargas mínimas reglamentarias especificadas en la Norma E020.

1.2 ANÁLISIS SÍSMICO Para realizar el análisis sísmico de los distintos módulos estructurales del proyecto “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS ACADEMICOS DE EXPERIMENTACION E INVESTIGACION EN LAS CARRERAS DE ENFERMERIA, OBSTETRICIA, PSICOLOGIA Y ODONTOLOGIA DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN - HUANUCO” se realizó un esquema matemático que está conformado por columnas, placas, vigas y muros de albañilería.

A continuación se muestra el modelo matemático con sus respectivas secciones de columnas y vigas utilizadas en el presente análisis.

Módulo Nº1El presente módulo está conformado por vigas 0.30x0.70, 0.30x0.40; columnas de rectangulares 40x70 y columna circular de diámetro 40cm, placas de concreto espesor de 15cm y muros de albañilería de 0.24m de espesor; las losas aligeradas son de 0.25m de espesor. A continuación se muestra el esquema utilizado.

VISTAS DEL MODULO EN 3D REALIZADO PARAEL ANALISIS ESTRUCTURAL

Planta 1er, 2do, 3er nivel Planta 4to nivel


3.2.1. Espectro UtilizadoPara los diferentes modelos matemático realizados se utilizo dos variantes de espectros sísmicos uno para pórticos de concreto armado con un R=7.

A continuación se muestra los parámetros utilizados en el análisis sísmico

2 HUÁNUCO 0.3

CATEGORIA DE LAS EDIFICACIONES ( U )

FACTORES DE ZONA ( Z )ZONA DEPARTAMENTO FACTOR DE ZONA - Z (g)

CATEGORIA DESCRIPCIÓN FACTOR U

A

Edificación escencial cuya función no deberíainterrumpirse inmediatamente después que ocurra unsismo. Como hospitales, centrales de comunicación,cuarteles de bonberos y policia, subestacioneseléctricas, reservorios de agua. Centros educativos yedificaciones que puedan servir de refugio después deun desastre. También se incluyen edificaciones cuyocolapso uede representar un riesgo adicional, comodepósitos de materiales inflamables o tóxicos.

1.5

Edificación Escencial

CATEGORIA DE LAS EDIFICACIONES ( S )TIPO DESCRIPCIÓN Tp (S) S

S2SUELOS INTERMEDIOS Se clasifican como de este tipolos sitios con características intermedias entre lasindicadas para los perfiles S1 y S3

0.6 1.2

7

NO

7COEFICIENTE R

CORREGIDO

SISTEMA ESTRUCTURA

Concreto armado

Dual

Las acciones sísmicas son resistidas porcombinación de pórticos y muros estructurales.Los pórticos deberán ser diseñados para tomar porlo menos 25% del cortante en la base. Los murosestructurales serán diseñados para las fuerzasobtenidas del análisis según Artículo 16 (16.2)

COEFICIENTE DE REDUCCIÓN DE ESTRUCTURAS REGULARES ( R )TIPO DE

ESTRUCTURADESCRIPCIÓN COEFICIENTE R HAY

IRREGULARIDAD

3.2.2. Asignación de espectrosA continuación se muestra la asignación de los espectros en cada uno de los modelos realizados para el presente proyecto.

Módulo N°1

Espectro Horizontal Pórtico

Espectro Vertical Pórtico

3.2.1.1. Masas AsignadasPara el análisis sísmico se asignó las cargas aplicadas a cada uno de los modelos las cuales serán utilizadas para el análisis sísmico respectivos para cada módulo, de acuerdo al tipo de estructura se consideró como Esencial. Para esta parte se consideró el aporte del 50% de las masas provenientes de la sobrecarga, el 100% para las cargas permanente y el 25% para las sobrecargas en las azoteas debido al tipo de estructura a considerarse categoría A. A continuación se muestran los cuadros donde se asignan los factores de carga descritos anteriormente.

Módulo N°1

Donde:DEAD: Carga muertaCVEP: Carga Viva de entrepisoCVT: Carga Viva de azotea

3.2.2. Análisis Sísmico EstáticoSe realizó el análisis sísmico estático según las recomendaciones de la norma vigente E030 en su artículo 17, considerando las excentricidades de 5% en cada dirección de análisis. A continuación se muestra los esquemas utilizados en el presente análisis.

SX: Análisis sísmico estático sin excentricidades - Dirección de análisis X-X

SXEP: Análisis sísmico estático con excentricidades positivas - Dirección de análisis X-X

SXEN: Análisis sísmico estático con excentricidades negativas - Dirección de análisis X-X

SY: Análisis sísmico estático sin excentricidades - Dirección de análisis Y-Y

SYEP: Análisis sismico estático con excentricidades positivas- Dirección de análisis Y-Y

SYEN: Análisis sismico estático con excentricidades negativas- Dirección de análisis Y-Y

3.2.2. Resultados del Análisisa. Análisis de Cortantes en la BaseSe realizó la comparación del cortante mínimo utilizado en la base que debe de ser mayor o igual al 80% del cortante estático como lo recomienda la norma E030 en su artículo 18.2.C. comparando los casos de excentricidades positivas y negativas con el caso del análisis dinámico mencionado en el párrafo anterior. Para este módulo se tuvo que realizar una corrección para alcanzar los requisitos mencionados en este artículo.A continuación se muestra la comparación realizada.

Dirección X-X

Debemos de mencionar que el cortante del análisis estático es 435.28 ton y el 80% del cortante estático es 0.80x435.28=348.22 ton y el cortante del análisis dinámico es 349.04 ton cumpliendo las exigencias requeridas por la norma E030 vigente.

Dirección Y-Y

Debemos de mencionar que el cortante del análisis estático es 435.19 ton y el 80% del cortante estático es 0.80x435.19= 348.15 ton y el cortante del análisis dinámico es 373.60 ton cumpliendo las exigencias requeridas por la norma E030 vigente.

b. Periodos y masas participantesPara obtener los resultados del análisis sísmico de los distintos módulos realizados, se consideró un análisis hasta alcanzar un valor superior al 90% de las masas participantes en ambas direcciones, para así poder alcanzar las exigencias del reglamento E030, el periodo fundamental de cada uno de los modelos o bloques de análisis.

A continuación se muestran el cuadro correspondiente a las masas participantes.

Módulo Nº 1

c. Distorsión MáximaLa distorsión máxima permitida por RNE en la Norma E0.30 Diseño Sismorresistente en su artículo 15.1. Brinda un límite para el desplazamiento lateral de entre piso de Di/hei = 0.007 para estructuras de concreto. Para determinar cuál de los dos resultados es el más crítico para el diseño de este proyecto se consideró a ambos casos de análisis según sea el caso del módulo analizado, y se verificó que cumpla las distorsiones según el caso de análisis.

A continuación se muestra los resultados de las distorsiones máximas en cada modelo analizado

Dirección X-XNota.- Para realizar las comparaciones con los resultados del programa se tiene que dividir entre 0.75R los resultados mostrados como deriva máxima dando como valores los siguientes Drift portico=0.007/(0.75x7)=0.001333 Drift

Dirección Y-Y

Nota.- Para realizar las comparaciones con los resultados del programa se tiene que dividir entre 0.75R los resultados mostrados como deriva máxima dando como valores los siguientes Drift portico=0.007/(0.75x7)=0.001333 Drift

Módulo Nº2El presente módulo está conformado por vigas 0.30x0.50, 0.30x0.45, 0.30x0.20, 0.20x0.40, 0.30x0.45, 0.3x0.90, 0.30x1.00; columnas 0.30x0.60, columna circular 40cm de diámetro, placas de 15cm y 30cm de espesor y muros de albañilería de 0.24m de espesor; las losas aligeradas son de 0.20m y losas macizas de 20cm de espesor. A continuación se muestra el esquema utilizado.


Planta 1er nivel Planta 2do nivel

Planta 3er nivel Planta 4to nivel

Planta 1er nivel Planta 2do nivel

Planta 3er nivel Planta 4to nivel

3.2.1. Espectro UtilizadoPara los diferentes modelos matemático realizados se utilizó dos variantes de espectros sísmicos uno para pórticos de concreto armado con un R=7.


2 HUÁNUCO 0.3




A


1.5




0.6 1.2

7

NO

7COEFICIENTE R

CORREGIDO

SISTEMA ESTRUCTURA

Concreto armado

Dual




IRREGULARIDAD


Módulo N°2


Donde:CM: Carga muertaCVEP: Carga Viva de entrepisoCVT: Carga Viva de azotea




SYEP: Análisis sísmico estático con excentricidades positivas- Dirección de análisis Y-Y

SYEN: Análisis sísmico estático con excentricidades negativas- Dirección de análisis Y-Y


Dirección X-X


Dirección Y-Y




Módulo Nº 2



Dirección X-X

Dirección Y-Y


Módulo Nº3El presente módulo está conformado por vigas 0.30x0.40; columna rectangulares, columnas circulares, placas de concreto; las losas aligeradas son de 0.20m de espesor. A continuación se muestra el esquema utilizado.

2 HUÁNUCO 0.3




A


1.5




0.6 1.2

7

NO

7COEFICIENTE R

CORREGIDO

SISTEMA ESTRUCTURA

Concreto armado

Dual




IRREGULARIDAD


Módulo N°3


Dirección X-X


Dirección Y-Y




Módulo Nº 3



Dirección X-X

Dirección Y-Y


Módulo Nº4El presente módulo está conformado por vigas 0.30x0.20, 0.30x0.45; columnas circulares de 40cm de diámetro, columnas 0.4x60, 0.30x0.30, muros de albañilería 24cm de espesor; las losas macizas de 0.20m de espesor. A continuación se muestra el esquema utilizado.

2 HUÁNUCO 0.3




A


1.5




0.6 1.2

7

NO

7COEFICIENTE R

CORREGIDO

SISTEMA ESTRUCTURA

Concreto armado

Dual




IRREGULARIDAD


Módulo N°4


Dirección X-X


Dirección Y-Y




Módulo Nº 4



Dirección X-X

Dirección Y-Y


Módulo Nº5El presente módulo está conformado por vigas 0.30x0.70, 0.30x0.40; columna rectangulares, columnas circulares, placas de concreto; las losas aligeradas son de 0.20m de espesor. A continuación se muestra el esquema utilizado.


2 HUÁNUCO 0.3




A


1.5




0.6 1.2

7

NO

7COEFICIENTE R

CORREGIDO

SISTEMA ESTRUCTURA

Concreto armado

Dual




IRREGULARIDAD


Módulo N°5




Módulo N°3

Dirección X-X


Dirección Y-Y




Módulo Nº 5



Dirección X-X

Dirección Y-Y


Módulo Nº6El presente módulo está conformado por vigas 0.30x0.70, 0.30x0.40; columnas de rectangulares 40x70 y columna circular de diámetro 40cm, placas de concreto espesor de 15cm y muros de albañilería de 0.24m de espesor; las losas aligeradas son de 0.25m de espesor. A continuación se muestra el esquema utilizado.

2 HUÁNUCO 0.3




A


1.5




0.6 1.2

7

NO

7COEFICIENTE R

CORREGIDO

SISTEMA ESTRUCTURA

Concreto armado

Dual




IRREGULARIDAD


Módulo N°6


Donde:DEAD: Carga muertaCVEP: Carga Viva de entrepisoCVT: Carga Viva de azotea




SYEP: Análisis sismico estático con excentricidades positivas- Dirección de análisis Y-Y

SYEN: Análisis sismico estático con excentricidades negativas- Dirección de análisis Y-Y


Dirección X-X


Dirección Y-Y




Módulo Nº 6



Dirección X-XNota.- Para realizar las comparaciones con los resultados del programa se tiene que dividir entre 0.75R los resultados mostrados como deriva máxima dando como valores los siguientes Drift portico=0.007/(0.75x7)=0.001333 Drift

Dirección Y-Y


CONCLUSIONES

El análisis sísmico realizado en los distintos módulos cumplieron con la exigencia del cortante mínimo en la base debe ser mayor o igual al 80% del cortante estático.

El análisis sísmico realizado en los distintos módulos cumplieron con la exigencia de analizarse hasta alcanzar una masa superior al 90% de las masas participantes en ambas direcciones.

Los modelos realizados para representar el “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E. 34032 MARTIRES DE RANCAS DE LA LOCALIDAD DE SAN ANTONIO DE RANCAS, DISTRITO DE SIMON BOLIVAR - PASCO - PASCO”” cumplen los requisitos de desplazamiento lateral exigidos en la norma E030.

para estudiantes y egresados en ingenierÍa estructural

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