AnAílisis-y-DiseAo-Estructural-TE-10387

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
 
CENTRO DE EDUCACIÓN CONTINUA 
UNIDAD OAXACA 
 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y 
ARQUITECTURA 
UNIDAD TECAMACHALCO 
 
 
Análisis y diseño estructural de casa 
habitación ubicado en 
Fraccionamiento Vergel, Xalapa, 
Veracruz 
 
 
 
PRESENTAN 
FREDDY MARCIAL AQUINO 
GUTIÉRREZ 
 
 
 
 
HaydeeRC
Texto escrito a máquina
HaydeeRC
Texto escrito a máquina
HaydeeRC
Texto escrito a máquina
GABRIEL AMBROSIO VÁSQUEZ
HaydeeRC
Texto escrito a máquina
HaydeeRC
Texto escrito a máquina
HaydeeRC
Texto escrito a máquina
HaydeeRC
Texto escrito a máquina
HaydeeRC
Texto escrito a máquina
HaydeeRC
Texto escrito a máquina
HaydeeRC
Texto escrito a máquina
 
 
 
 
 
INDICE 
 
MEMORIA DESCRIPTIVA .......................................................................................................... 2 
PLANOS ARQUITECTÓNICOS ................................................................................................. 3 
DESCRIPCIÓN ESTRUCTURAL DEL PROYECTO ................................................................. 11 
FACTOR DE COEFICIENTE SISMICO ................................................................................ 13 
FACTOR DE COMPORTAMIENTO SÍSMICO .................................................................. 13 
REQUISITOS PARA Q=3 ...................................................................................................... 14 
REQUISITOS ADICIONALES PARA SISTEMAS ESTRUCTURALES COMUNES.............. 15 
PARAMETROS DE CÁLCULO ................................................................................................ 16 
TIPO DE ANÁLISIS..................................................................................................................... 17 
ANALISIS DE CARGAS ............................................................................................................ 19 
ANALISIS TRIDIMENSIONAL ................................................................................................... 21 
MODELADO ......................................................................................................................... 21 
DEFINICIÓN DE SECCIONES ............................................................................................. 22 
NODO MAESTRO EN ENTREPISOS ................................................................................... 25 
DEFINICIÓN DE CARGAS Y SECCIONES ....................................................................... 26 
DESPLAZAMIENTOS ............................................................................................................. 33 
ELEMENTOS MECÁNICOS ................................................................................................. 35 
DISEÑO DE ELEMENTOS ......................................................................................................... 38 
PLANOS ESTRUCTURALES ...................................................................................................... 70 
 
 
 
 
 
 
MEMORIA DESCRIPTIVA 
 
Nombre del proyecto: “Análisis y diseño estructural de casa habitación ubicado en 
Fraccionamiento Vergel, Xalapa, Veracruz”. 
Tipo de proyecto: Casa-habitación. 
Ubicación: Av. Milán esq. Prolongación Boulevard Europa No. 124, Fraccionamiento 
Vergel, Xalapa, Veracruz. 
 
Figura 1. Macro localización del proyecto. 
 
Figura 2. Micro localización del proyecto. 
FRACCIONAMIENTO VERGEL 
XALAPA - VERACRUZ 
FRACCIONAMIENTO 
VERGEL 
 
 
 
 
 
 
 
PLANOS ARQUITECTÓNICOS 
 
El edificio dispone de cuatro niveles, sumando una superficie total construida de 801.77 
m2, de la cual se tienen las siguientes áreas: 
1.- Planta baja (estacionamiento y bodegas)= 190.00 m2. 
La escalera para subir al primer nivel tiene un ancho de 1.20 m y la escalera 
para subir al segundo y tercer nivel es de 1.00 m. 
 
Figura 3. Planta Arquitectónica Baja N+0.30 m. 
 
 
 
 
 
 
 
2.- Planta 1er. Nivel (cocina, sala y comedor)= 209.53 m2 
 
 
Figura 4. Planta Arquitectónica 1er. Nivel N+3.70 m. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.- Planta 2do. Nivel (recamaras)= 221.86 m2. 
 
 
Figura 5. Planta Arquitectónica 2do. Nivel N+7.10 m. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.- Planta 3er. Nivel (gimnasio, bar-terraza)= 180.38 m2 
 
 
Figura 6. Planta Arquitectónica 3er. Nivel N+10.50 m. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La azotea está recubierta con impermeabilizante, las vigas y columnas con pintura 
vinílica. 
 
 
Figura 7. Planta Arquitectónica Azotea N+13.90 m. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para el abastecimiento de agua potable están contemplados tres tinacos de 1100 
litros cada uno. 
 
 
Figura 8. Corte X – X’. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La altura total del edificio es de 13.60 m, de la cual, la altura del piso terminado al 
lecho bajo de las trabes principales en la planta baja y pisos superiores son de 2.90 m y 
la altura de nivel de piso terminado al nivel terminado superior es de 3.40 m. 
 
 
Figura 9. Corte Y – Y’. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
El acabado en piso es de loseta, colocada en el primer, segundo y tercer nivel. 
Cuenta con falso plafón para alojar instalaciones (eléctricas, hidráulicas, de gas y aire 
acondicionado). 
 
 
Figura 10. Fachada principal. 
 
 
 
 
 
 
 
DESCRIPCIÓN ESTRUCTURAL DEL PROYECTO 
 
De acuerdo a los artículos del Reglamento de Construcción del Distrito Federal debe 
considerarse lo siguiente: 
 
ARTÍCULO 146.- Toda edificación debe contar con un sistema estructural que permita 
el flujo adecuado de las fuerzas que generan las distintas acciones de diseño, para 
que dichas fuerzas puedan ser transmitidas de manera continua y eficiente hasta la 
cimentación. Debe contar además con una cimentación que garantice la correcta 
transmisión de dichas fuerzas al subsuelo. 
 
ARTÍCULO 147.- Toda estructura y cada una de sus partes deben diseñarse para 
cumplir con los requisitos básicos siguientes: 
 
I. Tener seguridad adecuada contra la aparición de todo estado límite de 
falla posible ante las combinaciones de acciones más desfavorables que 
puedan presentarse durante su vida esperada, y 
II. No rebasar ningún estado límite de servicio ante combinaciones de 
acciones que corresponden a condiciones normales de operación. 
 
De la Seguridad Estructural de las Construcciones y del Artículo 139 del Reglamento de 
Construcción del Distrito Federal se tiene la siguiente clasificación: 
I. Grupo A: Edificaciones cuya falla estructural podría constituir un peligro 
significativo por contener sustancias tóxicas o explosivas, así como 
edificaciones cuyo funcionamiento es esencial a raíz de una emergencia 
urbana, como: hospitales, escuelas, terminales de transporte, estaciones de 
bomberos,centrales eléctricas y de telecomunicaciones, estadios, 
depósitos de sustancias flamables o tóxicas, museos y edificios que alojen 
archivos y registros públicos de particular importancia, y otras edificaciones 
a juicio de la Secretaría de Obras y Servicios. 
 
II. Grupo B: edificaciones comunes destinadas a viviendas, oficinas y locales 
comerciales, hoteles y construcciones comerciales e industriales no 
incluidas en el grupo a, las que se subdividen en: 
 
A) Subgrupo B1: edificaciones de más de 30 m de altura o con más de 
6,000 m2 de área total construida, ubicadas en las zonas i y ii a que 
se aluden en el artículo 170 de este reglamento, y construcciones de 
más de 15 m de altura o más de 3,000 m2 de área total construida, 
en zona iii; en ambos casos las áreas se refieren a un solo cuerpo de 
 
 
 
 
 
 
 
edificio que cuente con medios propios de desalojo: acceso y 
escaleras, incluyendo las áreas de anexos, como pueden ser los 
propios cuerpos de escaleras. el área de un cuerpo que no cuente 
con medios propios de desalojo se adicionará a la de aquel otro a 
través del cual se desaloje; 
B) Edificios que tengan locales de reunión que puedan alojar más de 
200 personas, templos, salas de espectáculos, así como anuncios 
autosoportados, anuncios de azotea y estaciones repetidoras de 
comunicación celular y/o inalámbrica, y 
c) Subgrupo B2: las demás de este grupo. 
 
1.- Considerando lo anterior, al ser una edificación destinada a vivienda, la estructura 
se clasifica dentro del Grupo B2. 
2.- La cimentación es a base de zapatas corridas, contratrabes y dados de concreto 
armado f’c= 300 kg/cm2, debido a los resultados de la mecánica de suelos cuya 
capacidad de carga es de 10 ton/m2. 
3.- La estructura del edificio se integra por vigas IR, columnas OR y columnas tipo 
cajón, formando marcos rígidos dúctiles. Las columnas de la planta baja están 
empotradas por medio de dados de concreto reforzado con una resistencia de f’c= 
300 kg/cm2 y acero corrugado de f’y= 4200 kg/cm2. 
4.- El sistema de piso en azotea y entrepisos consiste en tableros de losacero apoyados 
en vigas principales y secundarias. 
 
Figura 11. Losa compuesta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para el respectivo proyecto se seleccionó la lámina indicada en la figura siguiente. 
 
Figura 12. Selección de losacero. 
9.- Los muros divisorios y de colindancia son de mampostería (tabique rojo recocido) 
con acabado aplanado fino. 
 
FACTOR DE COEFICIENTE SISMICO 
 
El coeficiente sísmico, c, es el cociente de la fuerza cortante horizontal que debe 
considerarse que actúa en la base de la edificación por efecto del sismo, Vo, entre el 
peso de la edificación sobre dicho nivel, Wo. 
Con este fin se tomará como base de la estructura el nivel a partir del cual sus 
desplazamientos con respecto al terreno circundante comienzan a ser significativos. 
Para calcular el peso total se tendrán en cuenta las cargas muertas y vivas que 
correspondan, según las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones 
para el Diseño Estructural de las Edificaciones. 
El coeficiente sísmico para las edificaciones clasificadas como del grupo B en el 
artículo 139 del Reglamento se tomará igual a 0.16 en la zona I, 0.32 en la II, 0.40 en las 
zonas IIIa y IIIc, 0.45 en la IIIb y 0.30 en la IIId. 
 
FACTOR DE COMPORTAMIENTO SÍSMICO 
 
Para el factor de comportamiento sísmico, Q, a que se refiere el capítulo 4 de las 
Normas Técnicas Complementarias para diseño por sismo 2004, se adoptó el valor de 
 
 
 
 
 
 
 
 
Q= 3 debido a lo especificado en las secciones siguientes de las Normas Técnicas 
Complementarias para diseño por sismo. 
 
REQUISITOS PARA Q=3 
 
Se usará Q=3 cuando se satisfacen las condiciones 5.1.b y 5.1.d ó 5.1.e y en cualquier 
entrepiso dejan de satisfacer las condiciones 5.1.a ó 5.1.c, pero la resistencia en todos 
los entrepisos es suministrada por columnas de acero o de concreto reforzado con 
losas planas, por marcos rígidos de acero, por marcos de concreto reforzado, por 
muros de concreto o de placa de acero o compuesto de los dos materiales, por 
combinaciones de éstos y marcos o por diafragmas de madera. Las estructuras con 
losas planas y las de madera deberán además satisfacer los requisitos que sobre el 
particular marcan las Normas correspondientes. Los marcos rígidos de acero satisfacen 
los requisitos para ductilidad alta o están provistos de contraventeo concéntrico, de 
acuerdo con las Normas correspondientes. 
5.1.a) La resistencia en todos los entrepisos es suministrada exclusivamente por 
marcos no contraventeados de acero, concreto reforzado o compuestos de los dos 
materiales, o bien por marcos contraventeados o con muros de concreto reforzado o 
de placa de acero o compuestos de los dos materiales, en los que en cada entrepiso 
los marcos son capaces de resistir, sin contar muros ni contravientos, cuando menos 50 
por ciento de la fuerza sísmica actuante. 
5.1.b) Si hay muros de mampostería ligados a la estructura en la forma 
especificada en la sección 1.3.1, estos se deben considerar en el análisis, pero su 
contribución a la resistencia ante fuerzas laterales sólo se tomará en cuenta si son de 
piezas macizas, y los marcos, sean o no contraventeados, y los muros de concreto 
reforzado, de placa de acero o compuestos de los dos materiales, son capaces de 
resistir al menos 80 por ciento de las fuerzas laterales totales sin la contribución de los 
muros de mampostería. 
5.1.c) El mínimo cociente de la capacidad resistente de un entrepiso entre la 
acción de diseño no difiere en más de 35 por ciento del promedio de dichos cocientes 
para todos los entrepisos. Para verificar el cumplimiento de este requisito, se calculará 
la capacidad resistente de cada entrepiso teniendo en cuenta todos los elementos 
que puedan contribuir a la resistencia, en particular los muros que se hallen en el caso 
de la sección 1.3.1. El último entrepiso queda excluido de este requisito. 
5.1.e) Los marcos rígidos de acero satisfacen los requisitos para marcos con 
ductilidad alta que fijan las Normas correspondientes, o están provistos de 
contraventeo excéntrico de acuerdo con las mismas Normas. 
 
 
 
 
 
 
 
REQUISITOS ADICIONALES PARA SISTEMAS ESTRUCTURALES COMUNES 
 
Marcos rígidos con ductilidad alta (NTC para diseño por sismo, 2004). 
Los marcos rígidos dúctiles tienen la capacidad de formar articulaciones plásticas 
donde sean necesarias, de preferencia en miembros a flexión, y mantener su 
resistencia en dichas articulaciones. 
Las trabes, columnas y uniones viga-columna deberán ser diseñadas arriostradas para 
soportar deformaciones plásticas importantes, a menos que se pueda demostrar que 
el elemento considerado permanecerá en el intervalo elástico mientras uno o varios 
elementos del nudo experimentan deformaciones plásticas importantes. 
Trabes 
Las secciones transversales de las vigas deberán ser tipo1. Sin embargo, se permite que 
la relación ancho/grueso del alma llegue hasta 3.71 E/Fy si en las zonas de formación 
de articulaciones plásticas se toman las medidas necesarias (reforzando el alma 
mediante atiesadores transversales o placas adosadas a ella, soldadas 
adecuadamente) para impedir que el pandeo local se presente antes de la 
formación del mecanismo de colapso. 
Deberá tenerse en cuenta la contribución de la losa cuando trabaja en acción 
compuesta con las vigas, para calcular la resistencia a flexión de las mismas, o las 
fuerzas producidaspor ellas. 
No deberán existir cambios importantes o abruptos en la sección transversal de las 
vigas en las zonas de formación de articulaciones plásticas. 
Columnas 
Las secciones de la columna deberán ser tipo 1 cuando sean los elementos críticos en 
un nudo; de lo contrario, podrán ser tipo 1 ó 2. Todas las columnas deberán estar 
arriostradas lateralmente. Para estructuras del grupo A, localizadas en las zonas II o III, 
las columnas deberán tener carga axial factorizada no mayor de 0.3At Fy, para 
cualquier combinación sísmica. 
Las uniones entre tramos de columna, efectuados con soldadura de penetración 
completa, deberán localizarse a una distancia no menor de L/4, ni de un metro, de las 
uniones viga-columna; L es la altura libre de la columna. 
Uniones viga-columna 
Deberán satisfacerse todos los requisitos aplicables de la sección 5.8 de las Normas 
Técnicas Complementarias para diseño y construcción de estructuras metálicas. 
 
 
 
 
 
 
 
PARAMETROS DE CÁLCULO 
 
Zona.- II (de Transición). 
De acuerdo a la regionalización sísmica de la república mexicana el predio se ubica 
en la región B, por lo tanto el suelo corresponde a la zona geotécnica II (zona de 
transición) y el coeficiente sísmico es de 0.32. 
 
Figura 13. Regionalización sísmica de la República Mexicana, CFE 1993. 
 
 
Figura 14. Valores de los parámetros para calcular los espectros de aceleraciones (NTC D.F. 
2004). 
 
 
 
 
 
 
 
Grupo.- B2 (retomando el artículo 139 del reglamento de construcción del Distrito 
Federal). 
Resistencia del Terreno RT.- 10 tn/m2 
F’c.- 300 kg/cm2 
F’y en estructura.- 2530 kg/cm2 
Fy en cimentación.- 4200 kg/cm2 
Entrepisos.- Con lámina Ternium losacero 15, cal. 22. 
Firmes.- Concreto f’c= 200 kg/cm2 
Tipo de soldadura.- E 7018 
TIPO DE ANÁLISIS 
 
Del Artículo 153.- La seguridad de una estructura debe verificarse para el efecto 
combinado de todas las acciones que tengan una probabilidad no despreciable de 
ocurrir simultáneamente, considerándose dos categorías de combinaciones que se 
describen en las Normas. 
 
De las Normas técnicas complementarias para diseño por sismo, apartado 1.7 
Combinación de acciones, Se verificará que tanto la estructura como su cimentación 
resistan los momentos flexionantes, fuerzas cortantes y axiales, momentos torsionantes 
de entrepiso y momentos de volteo inducidos por sismo, combinados con los que 
correspondan a otras solicitaciones y afectados del factor de carga correspondiente. 
 
Para tal efecto, la estructura se verificará con las combinaciones que se presentan a 
continuación: 
 
C.M.- Carga Muerta 
C.V.- Carga Viva 
Sx.- Sismo en Dirección X 
Sy.- Sismo en Dirección Y 
(CM 1.1) + (CV 1.1) 
(CM 1.4) + (CV 1.4) 
 
 
 
 
 
 
 
(CM 1.1) + (CV 1.1) + (Sx 1.1) + (Sy 0.33) 
(CM 1.1) + (CV 1.1) + (Sx 1.1) – (Sy 0.33) 
(CM 1.1) + (CV 1.1) – (Sx 1.1) + (Sy 0.33) 
(CM 1.1) + (CV 1.1) – (Sx 1.1) – (Sy 0.33) 
(CM 1.1) + (CV 1.1) + (Sy 1.1) + (Sx 0.33) 
(CM 1.1) + (CV 1.1) + (Sy 1.1) – (Sx 0.33) 
(CM 1.1) + (CV 1.1) – (Sy 1.1) + (Sx 0.33) 
(CM 1.1) + (CV 1.1) – (Sy 1.1) – (Sx 0.33) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANALISIS DE CARGAS 
 
Para el análisis de cargas del presente proyecto se consideraron los conceptos 
mostrados en la tabla siguiente. 
Tabla 1.- Cargas vivas unitarias (NTC 2004). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 2.- Análisis de carga. 
ENTREPISO 
UNIDAD 
KG/M2 
AZOTEA 
UNIDAD 
KG/M2 
LOSETA CON PEGAMENTO 45 IMPERMEABILIZANTE 5 
MORTERO TEZONTLE 32 
LOSACERO 184 LOSACERO 184 
PLAFOND 30 PLAFOND 30 
INSTALACIONES 10 INSTALACIONES 10 
SOBRECARGA 40 SOBRECARGA 40 
DENSIDAD MUROS DIVISORIOS 90 TINACO 24 
CARGA MUERTA 399 CARGA MUERTA 325 
 
C.V. MAX 170 C.V. MAX 170 
C.V. ACCID. 90 C.V. ACCID. (AZOTEA) 70 
C.M. + C.V. MAX 569 C.M. + C.V. MAX 495 
C.M. + C.V. ACCID. 489 
C.M. + C.V. ACCID. 
(AZOTEA) 395 
 
 
Figura 15. Losa de entrepiso. 
 
Figura 16. Losa de azotea. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANALISIS TRIDIMENSIONAL 
MODELADO 
Se presenta el modelado de los elementos estructurales de la casa habitación. 
 
Figura 17. Modelo de la estructura y apoyos en la cimentación. 
 
 
Figura 18. Modelo en 3D. 
 
 
 
 
 
 
 
DEFINICIÓN DE SECCIONES 
 
 
Figura 19. Columnas con perfil estructural HSST 12 x 12 x 0.50 pulgadas. 
 
 
Figura 20. Columnas con perfil estructural en cajón 16 x 16 x 1 pulgadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 21. Vigas principales W 24 x 76 in x lb/ft. 
 
 
 
 
Figura 22. Vigas secundarias W 12 x 26 in x lb/ft. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 23. Vigas de contorno W 24 x 55 in x lb/ft. 
 
 
 
 
Figura 24. Contratrabes de concreto armado de 90 x 30 cm. 
 
 
 
 
 
 
 
NODO MAESTRO EN ENTREPISOS 
 
El nodo maestro ayuda a transmitir el cortante lateral, rigidizar la losa y transmitir los 
efectos a los elementos estructurales como son las vigas y columnas. 
 
Figura 25. Nodo maestro en entrepisos de la casa habitación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DEFINICIÓN DE CARGAS Y SECCIONES 
 
 
Figura 26. Carga Sísmica en Dirección X. 
 
 
Figura 27. Carga Sísmica en Dirección Z. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 28. Carga Muerta. 
 
 
Figura 29. Carga Viva Máxima. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 30. Carga Viva por Sismo. 
 
 
Figura 31. Carga Muerta + Carga Viva Máxima. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 32. Combinación: CM + CV Sismo + Sismo X + Sismo Z. 
 
 
Figura 33. Combinación: CM + CV Sismo + Sismo X - Sismo Z. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 34. Combinación: CM + CV Sismo - Sismo X + Sismo Z. 
 
 
Figura 35. Combinación: CM + CV Sismo - Sismo X - Sismo Z. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 36. Combinación: CM + CV Sismo + Sismo Z + Sismo X. 
 
 
Figura 37. Combinación: CM + CV Sismo + Sismo Z - Sismo X. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 38. Combinación: CM + CV Sismo - Sismo Z + Sismo X. 
 
 
Figura 39. Combinación: CM + CV Sismo - Sismo Z - Sismo X.DESPLAZAMIENTOS 
 
Del apartado 1.8 Revisión de desplazamientos laterales, de las Normas Técnicas 
Complementarias, Las diferencias entre los desplazamientos laterales de pisos 
consecutivos producidos por las fuerzas cortantes sísmicas de entrepiso, calculados 
con alguno de los métodos de análisis sísmico que se describen en los Capítulos 8 y 9, y 
teniendo en cuenta lo dispuesto en la sección 1.6, no excederán 0.006 veces la 
diferencia de elevaciones correspondientes, salvo que no haya elementos incapaces 
de soportar deformaciones apreciables, como muros de mampostería, o éstos estén 
separados de la estructura principal de manera que no sufran daños por sus 
deformaciones. En tal caso, el límite en cuestión será de 0.012. El desplazamiento será 
el que resulte del análisis con las fuerzas sísmicas reducidas según los criterios que se 
fijan en el Capítulo 4, multiplicado por el factor de comportamiento sísmico, Q. Este 
mismo desplazamiento se empleará para la revisión del cumplimiento de los requisitos 
de holguras de vidrios y de separación de edificios colindantes de las secciones 1.9 y 
1.10, respectivamente. 
Aplicando las cargas a la estructura se revisan los desplazamientos totales. 
Resumen de los desplazamientos provocados por el sismo en las direcciones X y Z. 
 
Figura 40. Resumen de los desplazamientos en las direcciones X y Z. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aplicando la condición del apartado 1.8 Revisión de desplazamientos laterales de las 
Normas Técnicas Complementarias del D.F. 2004… 
Desplazamiento vertical Y < Desplazamiento permitido (H * 0.006) 
Por lo tanto: 7.26 cm < (3.4 *4*0.006); 7.26 cm < 8.16 cm 
 
Figura 41. Desplazamiento máximo en X (1.50 cm < D máx. = 8.16 cm). 
 
 
 Figura 42. Desplazamiento máximo en Z (1.79 cm < D máx. = 8.16 cm). 
 
 
 
 
 
 
 
ELEMENTOS MECÁNICOS 
 
Figura 43. Cargas Axiales bajo la condición 6: (CM + CV) * 1.4 
 
Figura 44. Envolvente de cortante en Y. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 45. Envolvente de cortante en Z. 
 
Figura 46. Envolvente de momento en Y. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 47. Envolvente de momento en Z. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DISEÑO DE ELEMENTOS 
 
Corresponde a diseñar los elementos estructurales con ayuda del programa 
STAAD. 
VIGAS PRINCIPALES: 
 
 
Figura 48. Perfil estructural IR 24” x 76 lb/ft. 
 
 
 
 
 
 
 
VIGAS SECUNDARIAS: 
 
 
Figura 49. Perfil estructural IR 12” x 26 lb/ft. 
 
 
 
 
 
 
 
VIGAS DE CONTORNO: 
 
 
Figura 50. Perfil estructural perfil estructural IR 24” x 55 lb/ft. 
 
 
 
 
 
 
 
COLUMNAS C-1 
 
 
Figura 51. Perfil estructural HSST 12 x 12 x 0.375 pulgadas. 
 
 
 
 
 
 
 
COLUMNAS C-2 
 
 
Figura 52. Perfil estructural en cajón de 16 x 16 x 1 pulgada. 
 
 
 
 
 
 
 
CONEXIÓN DE TRABE IR 24” X 76 LB/FT A COLUMNA DE 0.40 X 0.40 X 1”. 
 
Figura 53. Envolvente de momento en Z (Mz) en viga principal más fatigada. 
 
Figura 54. Viga 530, en tercer entrepiso y valores para diseño. 
 
 
 
 
 
 
 MOMENTO (T-M) 67.2 
CORTANTE (TON) 24.8 
DATOS DEL PERFIL 
 NOMBRE IR 24 X 76 
PERALTE (CM) 60.8 
BASE (CM) 22.8 
ESPESOR DE PATIN (CM) 1.7 
ESPESOR DEL ALMA (CM) 1.1 
MATERIAL 
 FY (KG/CM2) 2530.0 
 
FU (KG/CM2) 
 
4080.0 
TIPO DE TORNILLO 3 
RESISTENCIA DE TORNILLO 4220 
 
 
 
 TIPO DE SOLDADURA 2 
RESISTENCIA (KG/CM2) 4921 
 
 
PLACA A TENSIÓN 
REVISIÓN POR AREA TOTAL 
TENSIÓN (KG) 110526 
AREA (CM2) 48.5 
BASE PROPUESTA (CM) 25 
ESPESOR (CM) 1.9 
ESPESOR (IN) 7 
T max= 126516 
REVISIÓN POR AREA NETA 
AREA DE BARRENOS (CM2) 12.7 
AREA NETA NES (CM2) 36 
LONG NETA (CMS) 19.29 
ESPESOR (CM) 1.87 
ESPESOR (IN) 6 
AREA NETA (CM2) 36.7 
T max= 112418 
ESPESOR FINAL(IN) 7 
ESPESOR FINAL (CM) 2.22 
 TORNILLOS EN PLACA A TENSIÓN 
NO. DE TORNILLOS 8 
AREA DE CADA TOR (CM2) 4.4 
 
 
 
 
 
 
DIAMETRO DE TOR (CM) 2.36 
DIAMETRO DE TOR (IN) 8 
DIAMETRO DE TORN (CM) 2.5 
 
SOLDADURA EN PLACA A TENSIÓN 
LONGITUD DE SOLDADURA 46 
t SOLD (CM) 1.53 
TAMAÑO DE SOL (IN) 5 
 
 
 
Figura 55. Detalle de conexión viga – columna (planta). 
 
 
Figura 56. Detalle de conexión viga – columna (corte). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONEXIÓN TRABE IR 24” X 55 LB/FT A COLUMNA HSST 12 X 12 X 0.375” 
 
Figura 57. Envolvente de momento en Z (Mz) en viga de contorno más fatigada. 
 
Figura 58. Viga 664, en azotea y valores para diseño. 
 
 
 
 
 
 
 MOMENTO (T-M) 49.6 
CORTANTE (TON) 9.91 
DATOS DEL PERFIL 
 NOMBRE IR 24X55 
PERALTE (CM) 59.9 
BASE (CM) 17.8 
ESPESOR DE PATIN (CM) 1.3 
ESPESOR DEL ALMA (CM) 1.0 
MATERIAL 
 FY (KG/CM2) 2530.0 
 
FU (KG/CM2) 
 
4080.0 
TIPO DE TORNILLO 3 
RESISTENCIA DE TORNILLO 4220 
 
 
 
 TIPO DE SOLDADURA 2 
RESISTENCIA (KG/CM2) 4921 
PLACA A TENSIÓN 
REVISIÓN POR AREA TOTAL 
TENSIÓN (KG) 82805 
AREA (CM2) 36.4 
BASE PROPUESTA (CM) 25 
ESPESOR (CM) 1.5 
ESPESOR (IN) 5 
T max= 90368 
REVISIÓN POR AREA NETA 
AREA DE BARRENOS (CM2) 9.1 
AREA NETA NES (CM2) 27 
LONG NETA (CMS) 19.29 
ESPESOR (CM) 1.40 
ESPESOR (IN) 5 
AREA NETA (CM2) 30.6 
T max= 93682 
ESPESOR FINAL(IN) 5 
ESPESOR FINAL (CM) 1.59 
 TORNILLOS EN PLACA A TENSIÓN 
NO. DE TORNILLOS 6 
AREA DE CADA TOR (CM2) 4.4 
DIAMETRO DE TOR (CM) 2.36 
DIAMETRO DE TOR (IN) 8 
 
 
 
 
 
 
DIAMETRO DE TORN (CM) 2.5 
 
 
SOLDADURA EN PLACA A TENSIÓN 
LONGITUD DE SOLDADURA 36 
t SOLD (CM) 1.47 
TAMAÑO DE SOL (IN) 5 
 
 
 
Figura 59. Detalle de conexión viga – columna (planta). 
 
 
Figura 60. Detalle de conexión viga – columna (corte). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VIGAS SECUNDARIAS 
 
 
Figura 61. Viga secundaria IR 12” X 26 lb/ft fatigada en tercer entrepiso. 
 
 
 
 
 
 
 
DISEÑO DE LA PLACA BASE 
EN COLUMNA C-1 HSST 12 X 12 X 0.375 PULGADAS. 
 
 
Figura 62. Columna C-1 para diseño de placa base. 
 
 
 
 
 
 
 
MEMORIA DE CÁLCULO PARA PLACA BASE EN COLUMNA C-1DISEÑO DE LA PLACA BASE 
EN COLUMNA C-2 EN CAJÓN DE 16 X 16 X 1 PULGADA 
 
 
Figura 63. Columna C-2 para diseño de placa base. 
 
 
 
 
 
 
 
MEMORIA DE CÁLCULO PARA PLACA BASE EN COLUMNA C-2
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN 
Diseño los elementos estructurales en cimentación aplicando los criterios de las Normas 
Técnicas Complementarias del D.F. 
 
Figura 64. Vista general de Momentos en Z en la cimentación. 
 
Figura 65. Vista general de Cortante Fy en la cimentación. 
 
 
 
 
 
 
 
CONTRATRABE CT-1 
 
Figura 66. Envolvente de Momentos en Z en contratrabe CT-1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 67. Envolvente de Cortante Fy en contratrabe CT-1. 
 
MEMORIA DE CÁLCULO PARA CONTRATRABE CT-1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONTRATRABE CT-2 
 
Figura 68. Envolvente de Momentos en Z en contratrabe CT-2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 69. Envolvente de Cortante Fy en contratrabe CT-2. 
 
MEMORIA DE CÁLCULO PARA CONTRATRABE CT-2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONTRATRABE CT-3 
 
Figura 70. Envolvente de Momentos en Z en contratrabe CT-3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 71. Envolvente de Cortante Fy en contratrabe CT-3. 
 
MEMORIA DE CALCULO EN CONTRATRABE CT-3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ZAPATA CORRIDA Z-1 
 
Figura 72. Carga axial en columna más fatigada para diseño de Zapata Z-1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MEMORIA DE CALCULO EN ZAPATA Z-1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ZAPATA CORRIDA Z-2 
 
Figura 73. Carga axial en columna más fatigada para diseño de Zapata Z-2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MEMORIA DE CALCULO EN ZAPATA Z-2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ZAPATA CORRIDA Z-3 
 
Figura 74. Carga axial en columna más fatigada para diseño de Zapata Z-3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MEMORIA DE CALCULO EN ZAPATA Z-3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PLANOS ESTRUCTURALES 
 
ARMADO ESTRUCTURAL EN LOSA DE 1ER. NIVEL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARMADO ESTRUCTURAL EN LOSA DE 2DO. NIVEL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARMADO ESTRUCTURAL EN LOSA DE AZOTEA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INDICE 
 
MEMORIA DESCRIPTIVA .......................................................................................................... 2 
PLANOS ARQUITECTÓNICOS ................................................................................................. 3 
DESCRIPCIÓN ESTRUCTURAL DEL PROYECTO ................................................................. 11 
FACTOR DE COEFICIENTE SISMICO ................................................................................ 13 
FACTOR DE COMPORTAMIENTO SÍSMICO .................................................................. 13 
REQUISITOS PARA Q=3 ...................................................................................................... 14 
REQUISITOS ADICIONALES PARA SISTEMAS ESTRUCTURALES COMUNES.............. 15 
PARAMETROS DE CÁLCULO ................................................................................................ 16 
TIPO DE ANÁLISIS..................................................................................................................... 17 
ANALISIS DE CARGAS ............................................................................................................ 19 
ANALISIS TRIDIMENSIONAL ................................................................................................... 21 
MODELADO ......................................................................................................................... 21 
DEFINICIÓN DE SECCIONES ............................................................................................. 22 
NODO MAESTRO EN ENTREPISOS ................................................................................... 25 
DEFINICIÓN DE CARGAS Y SECCIONES ....................................................................... 26 
DESPLAZAMIENTOS ............................................................................................................. 33 
ELEMENTOS MECÁNICOS ................................................................................................. 35 
DISEÑO DE ELEMENTOS ......................................................................................................... 38 
PLANOS ESTRUCTURALES ...................................................................................................... 70 
 
 
 
 
 
 
MEMORIA DESCRIPTIVA 
 
Nombre del proyecto: “Análisis y diseño estructural de casa habitación ubicado en 
Fraccionamiento Vergel, Xalapa, Veracruz”. 
Tipo de proyecto: Casa-habitación. 
Ubicación: Av. Milán esq. Prolongación Boulevard Europa No. 124, Fraccionamiento 
Vergel, Xalapa, Veracruz. 
 
Figura 1. Macro localización del proyecto. 
 
Figura 2. Micro localización del proyecto. 
FRACCIONAMIENTO VERGEL 
XALAPA - VERACRUZ 
FRACCIONAMIENTO 
VERGEL 
 
 
 
 
 
 
 
PLANOS ARQUITECTÓNICOS 
 
El edificio dispone de cuatro niveles, sumando una superficie total construida de 801.77 
m2, de la cual se tienen las siguientes áreas: 
1.- Planta baja (estacionamiento y bodegas)= 190.00 m2. 
La escalera para subir al primer nivel tiene un ancho de 1.20 m y la escalera 
para subir al segundo y tercer nivel es de 1.00 m. 
 
Figura 3. Planta ArquitectónicaBaja N+0.30 m. 
 
 
 
 
 
 
 
2.- Planta 1er. Nivel (cocina, sala y comedor)= 209.53 m2 
 
 
Figura 4. Planta Arquitectónica 1er. Nivel N+3.70 m. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.- Planta 2do. Nivel (recamaras)= 221.86 m2. 
 
 
Figura 5. Planta Arquitectónica 2do. Nivel N+7.10 m. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.- Planta 3er. Nivel (gimnasio, bar-terraza)= 180.38 m2 
 
 
Figura 6. Planta Arquitectónica 3er. Nivel N+10.50 m. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La azotea está recubierta con impermeabilizante, las vigas y columnas con pintura 
vinílica. 
 
 
Figura 7. Planta Arquitectónica Azotea N+13.90 m. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para el abastecimiento de agua potable están contemplados tres tinacos de 1100 
litros cada uno. 
 
 
Figura 8. Corte X – X’. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La altura total del edificio es de 13.60 m, de la cual, la altura del piso terminado al 
lecho bajo de las trabes principales en la planta baja y pisos superiores son de 2.90 m y 
la altura de nivel de piso terminado al nivel terminado superior es de 3.40 m. 
 
 
Figura 9. Corte Y – Y’. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
El acabado en piso es de loseta, colocada en el primer, segundo y tercer nivel. 
Cuenta con falso plafón para alojar instalaciones (eléctricas, hidráulicas, de gas y aire 
acondicionado). 
 
 
Figura 10. Fachada principal. 
 
 
 
 
 
 
 
DESCRIPCIÓN ESTRUCTURAL DEL PROYECTO 
 
De acuerdo a los artículos del Reglamento de Construcción del Distrito Federal debe 
considerarse lo siguiente: 
 
ARTÍCULO 146.- Toda edificación debe contar con un sistema estructural que permita 
el flujo adecuado de las fuerzas que generan las distintas acciones de diseño, para 
que dichas fuerzas puedan ser transmitidas de manera continua y eficiente hasta la 
cimentación. Debe contar además con una cimentación que garantice la correcta 
transmisión de dichas fuerzas al subsuelo. 
 
ARTÍCULO 147.- Toda estructura y cada una de sus partes deben diseñarse para 
cumplir con los requisitos básicos siguientes: 
 
I. Tener seguridad adecuada contra la aparición de todo estado límite de 
falla posible ante las combinaciones de acciones más desfavorables que 
puedan presentarse durante su vida esperada, y 
II. No rebasar ningún estado límite de servicio ante combinaciones de 
acciones que corresponden a condiciones normales de operación. 
 
De la Seguridad Estructural de las Construcciones y del Artículo 139 del Reglamento de 
Construcción del Distrito Federal se tiene la siguiente clasificación: 
I. Grupo A: Edificaciones cuya falla estructural podría constituir un peligro 
significativo por contener sustancias tóxicas o explosivas, así como 
edificaciones cuyo funcionamiento es esencial a raíz de una emergencia 
urbana, como: hospitales, escuelas, terminales de transporte, estaciones de 
bomberos, centrales eléctricas y de telecomunicaciones, estadios, 
depósitos de sustancias flamables o tóxicas, museos y edificios que alojen 
archivos y registros públicos de particular importancia, y otras edificaciones 
a juicio de la Secretaría de Obras y Servicios. 
 
II. Grupo B: edificaciones comunes destinadas a viviendas, oficinas y locales 
comerciales, hoteles y construcciones comerciales e industriales no 
incluidas en el grupo a, las que se subdividen en: 
 
A) Subgrupo B1: edificaciones de más de 30 m de altura o con más de 
6,000 m2 de área total construida, ubicadas en las zonas i y ii a que 
se aluden en el artículo 170 de este reglamento, y construcciones de 
más de 15 m de altura o más de 3,000 m2 de área total construida, 
en zona iii; en ambos casos las áreas se refieren a un solo cuerpo de 
 
 
 
 
 
 
 
edificio que cuente con medios propios de desalojo: acceso y 
escaleras, incluyendo las áreas de anexos, como pueden ser los 
propios cuerpos de escaleras. el área de un cuerpo que no cuente 
con medios propios de desalojo se adicionará a la de aquel otro a 
través del cual se desaloje; 
B) Edificios que tengan locales de reunión que puedan alojar más de 
200 personas, templos, salas de espectáculos, así como anuncios 
autosoportados, anuncios de azotea y estaciones repetidoras de 
comunicación celular y/o inalámbrica, y 
c) Subgrupo B2: las demás de este grupo. 
 
1.- Considerando lo anterior, al ser una edificación destinada a vivienda, la estructura 
se clasifica dentro del Grupo B2. 
2.- La cimentación es a base de zapatas corridas, contratrabes y dados de concreto 
armado f’c= 300 kg/cm2, debido a los resultados de la mecánica de suelos cuya 
capacidad de carga es de 10 ton/m2. 
3.- La estructura del edificio se integra por vigas IR, columnas OR y columnas tipo 
cajón, formando marcos rígidos dúctiles. Las columnas de la planta baja están 
empotradas por medio de dados de concreto reforzado con una resistencia de f’c= 
300 kg/cm2 y acero corrugado de f’y= 4200 kg/cm2. 
4.- El sistema de piso en azotea y entrepisos consiste en tableros de losacero apoyados 
en vigas principales y secundarias. 
 
Figura 11. Losa compuesta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para el respectivo proyecto se seleccionó la lámina indicada en la figura siguiente. 
 
Figura 12. Selección de losacero. 
9.- Los muros divisorios y de colindancia son de mampostería (tabique rojo recocido) 
con acabado aplanado fino. 
 
FACTOR DE COEFICIENTE SISMICO 
 
El coeficiente sísmico, c, es el cociente de la fuerza cortante horizontal que debe 
considerarse que actúa en la base de la edificación por efecto del sismo, Vo, entre el 
peso de la edificación sobre dicho nivel, Wo. 
Con este fin se tomará como base de la estructura el nivel a partir del cual sus 
desplazamientos con respecto al terreno circundante comienzan a ser significativos. 
Para calcular el peso total se tendrán en cuenta las cargas muertas y vivas que 
correspondan, según las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones 
para el Diseño Estructural de las Edificaciones. 
El coeficiente sísmico para las edificaciones clasificadas como del grupo B en el 
artículo 139 del Reglamento se tomará igual a 0.16 en la zona I, 0.32 en la II, 0.40 en las 
zonas IIIa y IIIc, 0.45 en la IIIb y 0.30 en la IIId. 
 
FACTOR DE COMPORTAMIENTO SÍSMICO 
 
Para el factor de comportamiento sísmico, Q, a que se refiere el capítulo 4 de las 
Normas Técnicas Complementarias para diseño por sismo 2004, se adoptó el valor de 
 
 
 
 
 
 
 
 
Q= 3 debido a lo especificado en las secciones siguientes de las Normas Técnicas 
Complementarias para diseño por sismo. 
 
REQUISITOS PARA Q=3 
 
Se usará Q=3 cuando se satisfacen las condiciones 5.1.b y 5.1.d ó 5.1.e y en cualquier 
entrepiso dejan de satisfacer las condiciones 5.1.a ó 5.1.c, pero la resistencia en todos 
los entrepisos essuministrada por columnas de acero o de concreto reforzado con 
losas planas, por marcos rígidos de acero, por marcos de concreto reforzado, por 
muros de concreto o de placa de acero o compuesto de los dos materiales, por 
combinaciones de éstos y marcos o por diafragmas de madera. Las estructuras con 
losas planas y las de madera deberán además satisfacer los requisitos que sobre el 
particular marcan las Normas correspondientes. Los marcos rígidos de acero satisfacen 
los requisitos para ductilidad alta o están provistos de contraventeo concéntrico, de 
acuerdo con las Normas correspondientes. 
5.1.a) La resistencia en todos los entrepisos es suministrada exclusivamente por 
marcos no contraventeados de acero, concreto reforzado o compuestos de los dos 
materiales, o bien por marcos contraventeados o con muros de concreto reforzado o 
de placa de acero o compuestos de los dos materiales, en los que en cada entrepiso 
los marcos son capaces de resistir, sin contar muros ni contravientos, cuando menos 50 
por ciento de la fuerza sísmica actuante. 
5.1.b) Si hay muros de mampostería ligados a la estructura en la forma 
especificada en la sección 1.3.1, estos se deben considerar en el análisis, pero su 
contribución a la resistencia ante fuerzas laterales sólo se tomará en cuenta si son de 
piezas macizas, y los marcos, sean o no contraventeados, y los muros de concreto 
reforzado, de placa de acero o compuestos de los dos materiales, son capaces de 
resistir al menos 80 por ciento de las fuerzas laterales totales sin la contribución de los 
muros de mampostería. 
5.1.c) El mínimo cociente de la capacidad resistente de un entrepiso entre la 
acción de diseño no difiere en más de 35 por ciento del promedio de dichos cocientes 
para todos los entrepisos. Para verificar el cumplimiento de este requisito, se calculará 
la capacidad resistente de cada entrepiso teniendo en cuenta todos los elementos 
que puedan contribuir a la resistencia, en particular los muros que se hallen en el caso 
de la sección 1.3.1. El último entrepiso queda excluido de este requisito. 
5.1.e) Los marcos rígidos de acero satisfacen los requisitos para marcos con 
ductilidad alta que fijan las Normas correspondientes, o están provistos de 
contraventeo excéntrico de acuerdo con las mismas Normas. 
 
 
 
 
 
 
 
REQUISITOS ADICIONALES PARA SISTEMAS ESTRUCTURALES COMUNES 
 
Marcos rígidos con ductilidad alta (NTC para diseño por sismo, 2004). 
Los marcos rígidos dúctiles tienen la capacidad de formar articulaciones plásticas 
donde sean necesarias, de preferencia en miembros a flexión, y mantener su 
resistencia en dichas articulaciones. 
Las trabes, columnas y uniones viga-columna deberán ser diseñadas arriostradas para 
soportar deformaciones plásticas importantes, a menos que se pueda demostrar que 
el elemento considerado permanecerá en el intervalo elástico mientras uno o varios 
elementos del nudo experimentan deformaciones plásticas importantes. 
Trabes 
Las secciones transversales de las vigas deberán ser tipo1. Sin embargo, se permite que 
la relación ancho/grueso del alma llegue hasta 3.71 E/Fy si en las zonas de formación 
de articulaciones plásticas se toman las medidas necesarias (reforzando el alma 
mediante atiesadores transversales o placas adosadas a ella, soldadas 
adecuadamente) para impedir que el pandeo local se presente antes de la 
formación del mecanismo de colapso. 
Deberá tenerse en cuenta la contribución de la losa cuando trabaja en acción 
compuesta con las vigas, para calcular la resistencia a flexión de las mismas, o las 
fuerzas producidas por ellas. 
No deberán existir cambios importantes o abruptos en la sección transversal de las 
vigas en las zonas de formación de articulaciones plásticas. 
Columnas 
Las secciones de la columna deberán ser tipo 1 cuando sean los elementos críticos en 
un nudo; de lo contrario, podrán ser tipo 1 ó 2. Todas las columnas deberán estar 
arriostradas lateralmente. Para estructuras del grupo A, localizadas en las zonas II o III, 
las columnas deberán tener carga axial factorizada no mayor de 0.3At Fy, para 
cualquier combinación sísmica. 
Las uniones entre tramos de columna, efectuados con soldadura de penetración 
completa, deberán localizarse a una distancia no menor de L/4, ni de un metro, de las 
uniones viga-columna; L es la altura libre de la columna. 
Uniones viga-columna 
Deberán satisfacerse todos los requisitos aplicables de la sección 5.8 de las Normas 
Técnicas Complementarias para diseño y construcción de estructuras metálicas. 
 
 
 
 
 
 
 
PARAMETROS DE CÁLCULO 
 
Zona.- II (de Transición). 
De acuerdo a la regionalización sísmica de la república mexicana el predio se ubica 
en la región B, por lo tanto el suelo corresponde a la zona geotécnica II (zona de 
transición) y el coeficiente sísmico es de 0.32. 
 
Figura 13. Regionalización sísmica de la República Mexicana, CFE 1993. 
 
 
Figura 14. Valores de los parámetros para calcular los espectros de aceleraciones (NTC D.F. 
2004). 
 
 
 
 
 
 
 
Grupo.- B2 (retomando el artículo 139 del reglamento de construcción del Distrito 
Federal). 
Resistencia del Terreno RT.- 10 tn/m2 
F’c.- 300 kg/cm2 
F’y en estructura.- 2530 kg/cm2 
Fy en cimentación.- 4200 kg/cm2 
Entrepisos.- Con lámina Ternium losacero 15, cal. 22. 
Firmes.- Concreto f’c= 200 kg/cm2 
Tipo de soldadura.- E 7018 
TIPO DE ANÁLISIS 
 
Del Artículo 153.- La seguridad de una estructura debe verificarse para el efecto 
combinado de todas las acciones que tengan una probabilidad no despreciable de 
ocurrir simultáneamente, considerándose dos categorías de combinaciones que se 
describen en las Normas. 
 
De las Normas técnicas complementarias para diseño por sismo, apartado 1.7 
Combinación de acciones, Se verificará que tanto la estructura como su cimentación 
resistan los momentos flexionantes, fuerzas cortantes y axiales, momentos torsionantes 
de entrepiso y momentos de volteo inducidos por sismo, combinados con los que 
correspondan a otras solicitaciones y afectados del factor de carga correspondiente. 
 
Para tal efecto, la estructura se verificará con las combinaciones que se presentan a 
continuación: 
 
C.M.- Carga Muerta 
C.V.- Carga Viva 
Sx.- Sismo en Dirección X 
Sy.- Sismo en Dirección Y 
(CM 1.1) + (CV 1.1) 
(CM 1.4) + (CV 1.4) 
 
 
 
 
 
 
 
(CM 1.1) + (CV 1.1) + (Sx 1.1) + (Sy 0.33) 
(CM 1.1) + (CV 1.1) + (Sx 1.1) – (Sy 0.33) 
(CM 1.1) + (CV 1.1) – (Sx 1.1) + (Sy 0.33) 
(CM 1.1) + (CV 1.1) – (Sx 1.1) – (Sy 0.33) 
(CM 1.1) + (CV 1.1) + (Sy 1.1) + (Sx 0.33) 
(CM 1.1) + (CV 1.1) + (Sy 1.1) – (Sx 0.33) 
(CM 1.1) + (CV 1.1) – (Sy 1.1) + (Sx 0.33) 
(CM 1.1) + (CV 1.1) – (Sy 1.1) – (Sx 0.33) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANALISIS DE CARGAS 
 
Para el análisis de cargas del presente proyecto se consideraron los conceptos 
mostrados en la tabla siguiente. 
Tabla 1.- Cargas vivas unitarias (NTC 2004). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 2.- Análisis de carga. 
ENTREPISO 
UNIDAD 
KG/M2 
AZOTEA 
UNIDAD 
KG/M2 
LOSETA CON PEGAMENTO 45 IMPERMEABILIZANTE 5 
MORTERO TEZONTLE 32 
LOSACERO 184 LOSACERO 184 
PLAFOND 30 PLAFOND 30 
INSTALACIONES 10 INSTALACIONES 10 
SOBRECARGA 40 SOBRECARGA 40 
DENSIDAD MUROS DIVISORIOS90 TINACO 24 
CARGA MUERTA 399 CARGA MUERTA 325 
 
C.V. MAX 170 C.V. MAX 170 
C.V. ACCID. 90 C.V. ACCID. (AZOTEA) 70 
C.M. + C.V. MAX 569 C.M. + C.V. MAX 495 
C.M. + C.V. ACCID. 489 
C.M. + C.V. ACCID. 
(AZOTEA) 395 
 
 
Figura 15. Losa de entrepiso. 
 
Figura 16. Losa de azotea. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANALISIS TRIDIMENSIONAL 
MODELADO 
Se presenta el modelado de los elementos estructurales de la casa habitación. 
 
Figura 17. Modelo de la estructura y apoyos en la cimentación. 
 
 
Figura 18. Modelo en 3D. 
 
 
 
 
 
 
 
DEFINICIÓN DE SECCIONES 
 
 
Figura 19. Columnas con perfil estructural HSST 12 x 12 x 0.50 pulgadas. 
 
 
Figura 20. Columnas con perfil estructural en cajón 16 x 16 x 1 pulgadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 21. Vigas principales W 24 x 76 in x lb/ft. 
 
 
 
 
Figura 22. Vigas secundarias W 12 x 26 in x lb/ft. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 23. Vigas de contorno W 24 x 55 in x lb/ft. 
 
 
 
 
Figura 24. Contratrabes de concreto armado de 90 x 30 cm. 
 
 
 
 
 
 
 
NODO MAESTRO EN ENTREPISOS 
 
El nodo maestro ayuda a transmitir el cortante lateral, rigidizar la losa y transmitir los 
efectos a los elementos estructurales como son las vigas y columnas. 
 
Figura 25. Nodo maestro en entrepisos de la casa habitación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DEFINICIÓN DE CARGAS Y SECCIONES 
 
 
Figura 26. Carga Sísmica en Dirección X. 
 
 
Figura 27. Carga Sísmica en Dirección Z. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 28. Carga Muerta. 
 
 
Figura 29. Carga Viva Máxima. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 30. Carga Viva por Sismo. 
 
 
Figura 31. Carga Muerta + Carga Viva Máxima. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 32. Combinación: CM + CV Sismo + Sismo X + Sismo Z. 
 
 
Figura 33. Combinación: CM + CV Sismo + Sismo X - Sismo Z. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 34. Combinación: CM + CV Sismo - Sismo X + Sismo Z. 
 
 
Figura 35. Combinación: CM + CV Sismo - Sismo X - Sismo Z. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 36. Combinación: CM + CV Sismo + Sismo Z + Sismo X. 
 
 
Figura 37. Combinación: CM + CV Sismo + Sismo Z - Sismo X. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 38. Combinación: CM + CV Sismo - Sismo Z + Sismo X. 
 
 
Figura 39. Combinación: CM + CV Sismo - Sismo Z - Sismo X. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DESPLAZAMIENTOS 
 
Del apartado 1.8 Revisión de desplazamientos laterales, de las Normas Técnicas 
Complementarias, Las diferencias entre los desplazamientos laterales de pisos 
consecutivos producidos por las fuerzas cortantes sísmicas de entrepiso, calculados 
con alguno de los métodos de análisis sísmico que se describen en los Capítulos 8 y 9, y 
teniendo en cuenta lo dispuesto en la sección 1.6, no excederán 0.006 veces la 
diferencia de elevaciones correspondientes, salvo que no haya elementos incapaces 
de soportar deformaciones apreciables, como muros de mampostería, o éstos estén 
separados de la estructura principal de manera que no sufran daños por sus 
deformaciones. En tal caso, el límite en cuestión será de 0.012. El desplazamiento será 
el que resulte del análisis con las fuerzas sísmicas reducidas según los criterios que se 
fijan en el Capítulo 4, multiplicado por el factor de comportamiento sísmico, Q. Este 
mismo desplazamiento se empleará para la revisión del cumplimiento de los requisitos 
de holguras de vidrios y de separación de edificios colindantes de las secciones 1.9 y 
1.10, respectivamente. 
Aplicando las cargas a la estructura se revisan los desplazamientos totales. 
Resumen de los desplazamientos provocados por el sismo en las direcciones X y Z. 
 
Figura 40. Resumen de los desplazamientos en las direcciones X y Z. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aplicando la condición del apartado 1.8 Revisión de desplazamientos laterales de las 
Normas Técnicas Complementarias del D.F. 2004… 
Desplazamiento vertical Y < Desplazamiento permitido (H * 0.006) 
Por lo tanto: 7.26 cm < (3.4 *4*0.006); 7.26 cm < 8.16 cm 
 
Figura 41. Desplazamiento máximo en X (1.50 cm < D máx. = 8.16 cm). 
 
 
 Figura 42. Desplazamiento máximo en Z (1.79 cm < D máx. = 8.16 cm). 
 
 
 
 
 
 
 
ELEMENTOS MECÁNICOS 
 
Figura 43. Cargas Axiales bajo la condición 6: (CM + CV) * 1.4 
 
Figura 44. Envolvente de cortante en Y. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 45. Envolvente de cortante en Z. 
 
Figura 46. Envolvente de momento en Y. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 47. Envolvente de momento en Z. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DISEÑO DE ELEMENTOS 
 
Corresponde a diseñar los elementos estructurales con ayuda del programa 
STAAD. 
VIGAS PRINCIPALES: 
 
 
Figura 48. Perfil estructural IR 24” x 76 lb/ft. 
 
 
 
 
 
 
 
VIGAS SECUNDARIAS: 
 
 
Figura 49. Perfil estructural IR 12” x 26 lb/ft. 
 
 
 
 
 
 
 
VIGAS DE CONTORNO: 
 
 
Figura 50. Perfil estructural perfil estructural IR 24” x 55 lb/ft. 
 
 
 
 
 
 
 
COLUMNAS C-1 
 
 
Figura 51. Perfil estructural HSST 12 x 12 x 0.375 pulgadas. 
 
 
 
 
 
 
 
COLUMNAS C-2 
 
 
Figura 52. Perfil estructural en cajón de 16 x 16 x 1 pulgada. 
 
 
 
 
 
 
 
CONEXIÓN DE TRABE IR 24” X 76 LB/FT A COLUMNA DE 0.40 X 0.40 X 1”. 
 
Figura 53. Envolvente de momento en Z (Mz) en viga principal más fatigada. 
 
Figura 54. Viga 530, en tercer entrepiso y valores para diseño.MOMENTO (T-M) 67.2 
CORTANTE (TON) 24.8 
DATOS DEL PERFIL 
 NOMBRE IR 24 X 76 
PERALTE (CM) 60.8 
BASE (CM) 22.8 
ESPESOR DE PATIN (CM) 1.7 
ESPESOR DEL ALMA (CM) 1.1 
MATERIAL 
 FY (KG/CM2) 2530.0 
 
FU (KG/CM2) 
 
4080.0 
TIPO DE TORNILLO 3 
RESISTENCIA DE TORNILLO 4220 
 
 
 
 TIPO DE SOLDADURA 2 
RESISTENCIA (KG/CM2) 4921 
 
 
PLACA A TENSIÓN 
REVISIÓN POR AREA TOTAL 
TENSIÓN (KG) 110526 
AREA (CM2) 48.5 
BASE PROPUESTA (CM) 25 
ESPESOR (CM) 1.9 
ESPESOR (IN) 7 
T max= 126516 
REVISIÓN POR AREA NETA 
AREA DE BARRENOS (CM2) 12.7 
AREA NETA NES (CM2) 36 
LONG NETA (CMS) 19.29 
ESPESOR (CM) 1.87 
ESPESOR (IN) 6 
AREA NETA (CM2) 36.7 
T max= 112418 
ESPESOR FINAL(IN) 7 
ESPESOR FINAL (CM) 2.22 
 TORNILLOS EN PLACA A TENSIÓN 
NO. DE TORNILLOS 8 
AREA DE CADA TOR (CM2) 4.4 
 
 
 
 
 
 
DIAMETRO DE TOR (CM) 2.36 
DIAMETRO DE TOR (IN) 8 
DIAMETRO DE TORN (CM) 2.5 
 
SOLDADURA EN PLACA A TENSIÓN 
LONGITUD DE SOLDADURA 46 
t SOLD (CM) 1.53 
TAMAÑO DE SOL (IN) 5 
 
 
 
Figura 55. Detalle de conexión viga – columna (planta). 
 
 
Figura 56. Detalle de conexión viga – columna (corte). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONEXIÓN TRABE IR 24” X 55 LB/FT A COLUMNA HSST 12 X 12 X 0.375” 
 
Figura 57. Envolvente de momento en Z (Mz) en viga de contorno más fatigada. 
 
Figura 58. Viga 664, en azotea y valores para diseño. 
 
 
 
 
 
 
 MOMENTO (T-M) 49.6 
CORTANTE (TON) 9.91 
DATOS DEL PERFIL 
 NOMBRE IR 24X55 
PERALTE (CM) 59.9 
BASE (CM) 17.8 
ESPESOR DE PATIN (CM) 1.3 
ESPESOR DEL ALMA (CM) 1.0 
MATERIAL 
 FY (KG/CM2) 2530.0 
 
FU (KG/CM2) 
 
4080.0 
TIPO DE TORNILLO 3 
RESISTENCIA DE TORNILLO 4220 
 
 
 
 TIPO DE SOLDADURA 2 
RESISTENCIA (KG/CM2) 4921 
PLACA A TENSIÓN 
REVISIÓN POR AREA TOTAL 
TENSIÓN (KG) 82805 
AREA (CM2) 36.4 
BASE PROPUESTA (CM) 25 
ESPESOR (CM) 1.5 
ESPESOR (IN) 5 
T max= 90368 
REVISIÓN POR AREA NETA 
AREA DE BARRENOS (CM2) 9.1 
AREA NETA NES (CM2) 27 
LONG NETA (CMS) 19.29 
ESPESOR (CM) 1.40 
ESPESOR (IN) 5 
AREA NETA (CM2) 30.6 
T max= 93682 
ESPESOR FINAL(IN) 5 
ESPESOR FINAL (CM) 1.59 
 TORNILLOS EN PLACA A TENSIÓN 
NO. DE TORNILLOS 6 
AREA DE CADA TOR (CM2) 4.4 
DIAMETRO DE TOR (CM) 2.36 
DIAMETRO DE TOR (IN) 8 
 
 
 
 
 
 
DIAMETRO DE TORN (CM) 2.5 
 
 
SOLDADURA EN PLACA A TENSIÓN 
LONGITUD DE SOLDADURA 36 
t SOLD (CM) 1.47 
TAMAÑO DE SOL (IN) 5 
 
 
 
Figura 59. Detalle de conexión viga – columna (planta). 
 
 
Figura 60. Detalle de conexión viga – columna (corte). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VIGAS SECUNDARIAS 
 
 
Figura 61. Viga secundaria IR 12” X 26 lb/ft fatigada en tercer entrepiso. 
 
 
 
 
 
 
 
DISEÑO DE LA PLACA BASE 
EN COLUMNA C-1 HSST 12 X 12 X 0.375 PULGADAS. 
 
 
Figura 62. Columna C-1 para diseño de placa base. 
 
 
 
 
 
 
 
MEMORIA DE CÁLCULO PARA PLACA BASE EN COLUMNA C-1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DISEÑO DE LA PLACA BASE 
EN COLUMNA C-2 EN CAJÓN DE 16 X 16 X 1 PULGADA 
 
 
Figura 63. Columna C-2 para diseño de placa base. 
 
 
 
 
 
 
 
MEMORIA DE CÁLCULO PARA PLACA BASE EN COLUMNA C-2
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN 
Diseño los elementos estructurales en cimentación aplicando los criterios de las Normas 
Técnicas Complementarias del D.F. 
 
Figura 64. Vista general de Momentos en Z en la cimentación. 
 
Figura 65. Vista general de Cortante Fy en la cimentación. 
 
 
 
 
 
 
 
CONTRATRABE CT-1 
 
Figura 66. Envolvente de Momentos en Z en contratrabe CT-1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 67. Envolvente de Cortante Fy en contratrabe CT-1. 
 
MEMORIA DE CÁLCULO PARA CONTRATRABE CT-1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONTRATRABE CT-2 
 
Figura 68. Envolvente de Momentos en Z en contratrabe CT-2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 69. Envolvente de Cortante Fy en contratrabe CT-2. 
 
MEMORIA DE CÁLCULO PARA CONTRATRABE CT-2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONTRATRABE CT-3 
 
Figura 70. Envolvente de Momentos en Z en contratrabe CT-3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 71. Envolvente de Cortante Fy en contratrabe CT-3. 
 
MEMORIA DE CALCULO EN CONTRATRABE CT-3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ZAPATA CORRIDA Z-1 
 
Figura 72. Carga axial en columna más fatigada para diseño de Zapata Z-1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MEMORIA DE CALCULO EN ZAPATA Z-1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ZAPATA CORRIDA Z-2 
 
Figura 73. Carga axial en columna más fatigada para diseño de Zapata Z-2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MEMORIA DE CALCULO EN ZAPATA Z-2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ZAPATA CORRIDA Z-3 
 
Figura 74. Carga axial en columna más fatigada para diseño de Zapata Z-3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MEMORIA DE CALCULO EN ZAPATA Z-3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PLANOS ESTRUCTURALES 
 
ARMADO ESTRUCTURAL EN LOSA DE 1ER. NIVELARMADO ESTRUCTURAL EN LOSA DE 2DO. NIVEL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARMADO ESTRUCTURAL EN LOSA DE AZOTEA