Analisis-y-diseAo-estructural-de-nave-industrial-TE10555

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
 ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA 
UNIDAD TECAMACHALCO 
 
 
SEMINARIO DE TITULACIÓN 
MÉTODOS DE ANÁLISIS Y DISEÑO AVANZADO DE ESTRUCTURAS 
ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
TEMA: 
“ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE NAVE INDUSTRIAL EN 
IZTAPALAPA A BASE DE ESTRUCTURA METÁLICA SEGÚN RCDF 
2017” 
 
 TESINA QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO 
ARQUITECTO 
 
 
PRESENTAN: 
 
CASTILLO SALINAS ALEJANDRO QUITZE 
MÁRQUEZ MATA DANIELA 
 
 ASESORES: 
M. EN C. OSCAR BONILLA MANTEROLA 
ING. NICOLÁS ALAN DÍAZ DÍAZ 
 
 
 
 
 Tecamachalco, Estado de México, Octubre 2019 
Autorización de uso de la Obra 
 
Instituto Politécnico Nacional 
Presente 
Bajo protesta de decir verdad el que suscribe C. Alejandro Quitze Castillo Salinas 
(se anexa copia simple de identificación oficial), manifiesto ser autor (a) y titular de 
los derechos morales y patrimoniales de la obra titulada “Análisis y diseño 
estructural de nave industrial en Iztapalapa a base de estructura metálica 
según RCDF 2017”, en adelante “La tesina” y del cual se adjunta copia, por lo que 
por medio del presente y con fundamento en el artículo 27 fracción II, inciso b) de la 
Ley Federal del Derecho de Autor, otorgo a el Instituto Politécnico Nacional, en 
adelante El IPN, autorización no exclusiva para comunicar y exhibir públicamente 
total o parcialmente en medios digitales. 
“La tesina” por un periodo indefinido contado a partir de la fecha de la presente 
autorización, dicho periodo se renovará automáticamente en caso de no dar aviso 
expreso a “El IPN” de su terminación. 
En virtud de lo anterior, “El IPN” deberá reconocer en todo momento mi calidad de 
autor de “La tesina”. 
 
Adicionalmente, y en mi calidad de autor y titular de los derechos morales y 
patrimoniales del “Trabajo Terminal”, manifiesto que la misma es original y que la 
presente autorización no contraviene ninguna otorgada por el suscrito respecto del 
“Trabajo Terminal”, por lo que deslindo de toda responsabilidad a El IPN en caso de 
que el contenido del “Trabajo Terminal” o la autorización concedida afecte o viole 
derechos autorales, industriales, secretos industriales, convenios o contratos de 
confidencialidad o en general cualquier derecho de propiedad intelectual de terceros 
y asumo las consecuencias legales y económicas de cualquier demanda o 
reclamación que puedan derivarse del caso. 
 
México, Estado de México, Octubre 2019 
Atentamente 
 
 
_______________________ 
Alejandro Quitze Castillo Salinas 
 
 
Autorización de uso de la Obra 
 
Instituto Politécnico Nacional 
Presente 
Bajo protesta de decir verdad la que suscribe C. Daniela Márquez Mata (se anexa 
copia simple de identificación oficial), manifiesto ser autor (a) y titular de los 
derechos morales y patrimoniales de la obra titulada “Análisis y diseño 
estructural de nave industrial en Iztapalapa a base de estructura metálica 
según RCDF 2017”, en adelante “La tesina” y del cual se adjunta copia, por lo que 
por medio del presente y con fundamento en el artículo 27 fracción II, inciso b) de la 
Ley Federal del Derecho de Autor, otorgo a el Instituto Politécnico Nacional, en 
adelante El IPN, autorización no exclusiva para comunicar y exhibir públicamente 
total o parcialmente en medios digitales. 
“La tesina” por un periodo indefinido contado a partir de la fecha de la presente 
autorización, dicho periodo se renovará automáticamente en caso de no dar aviso 
expreso a “El IPN” de su terminación. 
En virtud de lo anterior, “El IPN” deberá reconocer en todo momento mi calidad de 
autor de “La tesina”. 
 
Adicionalmente, y en mi calidad de autor y titular de los derechos morales y 
patrimoniales del “Trabajo Terminal”, manifiesto que la misma es original y que la 
presente autorización no contraviene ninguna otorgada por el suscrito respecto del 
“Trabajo Terminal”, por lo que deslindo de toda responsabilidad a El IPN en caso de 
que el contenido del “Trabajo Terminal” o la autorización concedida afecte o viole 
derechos autorales, industriales, secretos industriales, convenios o contratos de 
confidencialidad o en general cualquier derecho de propiedad intelectual de terceros 
y asumo las consecuencias legales y económicas de cualquier demanda o 
reclamación que puedan derivarse del caso. 
 
México, Estado de México, Octubre 2019 
Atentamente 
 
 
_______________________ 
Daniela Márquez Mata 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
1 
 
 
ÍNDICE 
 
a) Introducción ............................................................................................................................. 5 
1. Delimitación y planteamiento del problema de investigación ....................................... 6 
2. Justificación ................................................................................................................................ 6 
3. Objetivos ...................................................................................................................................... 6 
4. Proyecto arquitectónico ........................................................................................................... 7 
4.1 Ubicación geográfica .......................................................................................................... 7 
4.2 Superficie ............................................................................................................................... 8 
4.3 Planta Arquitectónica General ......................................................................................... 9 
4.4 Planta Arquitectónica Nave Industrial ......................................................................... 10 
4.5 Corte longitudinal y transversal. ................................................................................... 12 
5. Descripción general ................................................................................................................ 13 
6. Descripción estructural .......................................................................................................... 13 
7. Memoria de cálculo ................................................................................................................. 14 
7.1 Análisis de cargas ............................................................................................................. 14 
7.1.1 Losa de entrepiso ....................................................................................................... 14 
7.1.2 Techumbre ................................................................................................................... 15 
7.1.3 Cargas puntuales en Techumbre ........................................................................... 17 
7.1.4 Muros perimetrales .................................................................................................... 18 
7.2 Cargas Muertas en el modelo STAAD. PRO ............................................................... 19 
7.3 Cargas Vivas en el modelo STAAD. PRO .................................................................... 19 
8. Pre-dimensionamiento ........................................................................................................... 21 
8.1 Pre - dimensionamiento en Columna (C-1) ................................................................. 21 
8.1.1 Propuesta de Columna ............................................................................................. 23 
8.2 Pre – dimensionamiento en Trabe (T-1) 10metros. ................................................... 24 
8.2.1 Propuesta de Trabe (T-1) .......................................................................................... 26 
8.3 Pre – dimensionamiento en Trabe (T-1) 7metros. ..................................................... 26 
8.3.1 Propuesta de Trabe
(T-1) .......................................................................................... 28 
8.4 Pre – dimensionamiento en Trabe (T-2) 10metros. ................................................... 29 
8.4.1 Propuesta de Trabe (T-2) .......................................................................................... 30 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
2 
 
8.5 Pre – dimensionamiento en Trabe (T-2) 7metros. ..................................................... 31 
8.5.1 Propuesta de Trabe (T-2) .......................................................................................... 33 
8.6 Pre – dimensionamiento en Trabe (T-3) 5metros. ..................................................... 34 
8.6.1 Propuesta de Trabe (T-3) .......................................................................................... 35 
8.7 Selección de elementos estructurales ......................................................................... 36 
8.8. Modelo Estructural ........................................................................................................... 39 
9. Acciones accidentales............................................................................................................ 41 
9.1 Diseño de viento ................................................................................................................ 41 
9.1.1 Clasificación de la estructura según su importancia (4.1.3 CFE) ................. 41 
9.1.2 Clasificación de la estructura según su respuesta ante la acción del viento 
(4.1.4 CFE) .............................................................................................................................. 41 
9.1.3 Acciones del viento que deben considerarse (4.1.5 CFE) ............................... 43 
9.2 Determinación de la velocidad básica de diseño (VD) ............................................ 44 
9.2.1 Categorías de terrenos según su rugosidad (4.2.1 CFE) ................................. 44 
9.2.2 Velocidad Regional (VR) ........................................................................................... 45 
9.2.3 Velocidad Regional para un periodo de retorno fijo (4.2.2.1 CFE) ................ 45 
9.2.4 Factor de exposición Frz (4.2.3 CFE) .................................................................... 45 
9.2.5 Factor de Topografía (4.2.4 CFE) ........................................................................... 47 
9.3 Presión dinámica de base (qz) ....................................................................................... 47 
9.4 Presión actuante sobre estructuras (pz) ..................................................................... 49 
9.4.1 Diseño por viento modelo STAAD. Pro ................................................................ 51 
10. Diseño por sismo ................................................................................................................... 53 
10.1 Criterios Generales de Diseño ..................................................................................... 53 
10.1.1 Identificar la Zona .................................................................................................... 53 
10.1.2 Clasificar la estructura ............................................................................................ 53 
10.2 Condiciones de regularidad ......................................................................................... 54 
10.3 Determinación del método de análisis ...................................................................... 57 
10.4 Determinación de las fuerzas cortantes de diseño ................................................ 57 
10.4.1 Valores SASID ........................................................................................................... 58 
10.4.2 Efectos de torsión .................................................................................................... 59 
10.5 Cálculo de fuerzas sísmicas y momentos torsionantes ....................................... 60 
10.5.1 Análisis Estático ....................................................................................................... 61 
10.6 Diseño por sismo estático modelo STAAD. Pro. .................................................... 62 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
3 
 
11. Combinaciones de carga ..................................................................................................... 65 
11.1 Combinaciones de acciones para diseño por viento ............................................ 65 
11.1.1 Para análisis por estados límite de servicio. .................................................... 65 
11.1.2 Para diseño por estados límite de falla. ............................................................. 66 
12. Análisis (estados límite de servicio)................................................................................. 67 
12.1 Desplazamientos ............................................................................................................. 67 
12.1.1 Desplazamientos horizontales ............................................................................. 67 
12.1.2 Revisión por desplazamiento ............................................................................... 69 
12.1.3 Desplazamientos verticales .................................................................................. 71 
13. Espectro Sísmico ................................................................................................................... 73 
13.1 Participación Nodal ......................................................................................................... 76 
13.1.1 Periodos ..................................................................................................................... 77 
14. Distorsiones ............................................................................................................................ 79 
14.1 Distorsiones en Nodo 68, 72 y 73 ................................................................................ 79 
14.1 Distorsiones en Nodo 1, 2 y 11 .................................................................................... 80 
14.1 Distorsiones en Nodo 39, 42 y 190 ............................................................................. 81 
14.1 Distorsiones en Nodo 16, 19 y 275 ............................................................................. 82 
15. Comprobaciones finales ...................................................................................................... 83 
15.1 Aplicación de cargas en Sismo X ............................................................................... 84 
15.2 Aplicación de cargas en Sismo Z ................................................................................ 84 
15.3 Comandos de aplicación de cargas en Sismo X y Z .............................................. 85 
15.4 Envolvente de diagrama de Momentos MZ (condición más desfavorable) ..... 85 
15.5 Envolvente de diagrama de Cortantes VZ (condición más desfavorable) ....... 86 
15.6 Diagrama de estructura deformada ............................................................................ 86 
15.7 Puntos de inestabilidad en la estructura .................................................................. 87 
15.8 Gráficas Mz, Fy y Fx en la columna más desfavorable ......................................... 87 
15.9 Esfuerzos de la estructura ............................................................................................ 88 
16. Comandos de diseño ............................................................................................................ 88 
16.1 AISC LRFD ......................................................................................................................... 89 
16.2 Parámetros para el LRFD ..............................................................................................
89 
16.3 CODE LRFD ....................................................................................................................... 90 
16.4 FYLD ................................................................................................................................... 90 
16.5 RATIO ................................................................................................................................. 91 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
4 
 
16.6 TRACK ................................................................................................................................ 92 
17. Planos Estructurales (Anexo 1) ......................................................................................... 92 
18. Conclusiones .......................................................................................................................... 93 
19. Bibliografía .............................................................................................................................. 94 
 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) Introducción 
 
La siguiente tesina se va a realizar bajo el seminario “Métodos de análisis y diseño 
avanzado de estructuras asistido por computadora” con el proyecto de “Análisis y 
diseño estructural de nave industrial en Iztapalapa a base de estructura metálica 
según RCDF 2017”. 
Se pretende realizar un análisis estructural desglosado de una nave industrial en la 
alcaldía de Iztapalapa, ya que tiene un uso de suelo que en su mayoría combina 
usos habitacionales con industriales. Las edificaciones que se realizan, en su 
mayoría son de autoconstrucción por lo que es poco probable que cuenten con los 
elementos necesarios para que sus elementos estructurales se comporten 
adecuadamente ante fenómenos naturales o fuerzas accidentales a las que sean 
sometidos. 
Como un modo de reducir los riesgos que representan las edificaciones industriales 
por lo explicado anteriormente y como un medio de referencias para futuros 
trabajos, se va a realizar un análisis estructural de una nave industrial de fácil 
comprensión y para utilizar las herramientas aprendidas en el seminario de 
titulación, el análisis y diseño va implementar un modelo en un software de 
estructuras, en este caso es STAAD PRO. Los resultados obtenidos se van a 
comparar con análisis teóricos, para que los diversos elementos que componen 
nuestra estructura sean revisados, modificados y adecuados para el buen 
comportamiento de la misma. 
Se encontrarán detallados los diferentes elementos necesarios para el análisis, 
como son ubicación del proyecto, tipo de suelo, materiales, cargas, normas, 
parámetros, en general todos los datos que nos permitan tener un resultado más 
acertado. 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
6 
 
 
1. Delimitación y planteamiento del problema de 
investigación 
 
En Iztapalapa uno de los problemas más graves es el crecimiento desordenado de 
edificaciones industriales dentro de zonas habitacionales, dicho crecimiento ha 
aumentado exponencialmente al ser esta, la alcaldía con mayor población. 
Tal desorden representa un peligro para el entorno considerando que muchas de 
las industrias llegan a ser irregulares, es decir, no cumplen con los papeleos o 
permisos necesarios para su construcción, o peor aún, no cumplen con los 
requisitos necesarios para su correcto comportamiento ante diversos factores 
naturales o accidentales. 
 
2. Justificación 
 
Nuestro predio se ubica a un costado de la Calzada Ermita Iztapalapa, la cual 
concentra actividades comerciales, de servicios e industria. 
Es inevitable a corto plazo reducir la mezcla de usos de suelo en esta alcaldía, por 
lo tanto buscamos que las construcciones industriales, específicamente en el 
proyecto que presentaremos, tengan un correcto comportamiento de la estructura, 
en condiciones normales, sometida bajo algún fenómeno natural o algún tipo de 
falla. 
El análisis y diseño se realizará de acuerdo al Reglamento de Construcciones del 
Distrito Federal del 15 de diciembre de 2017, las Normas Técnicas 
Complementarias de este mismo año para Sismo y Viento que vienen anexadas en 
el anterior documento, y el Reglamento de Construcción de la CFE 2008. 
Este proyecto se apoyará de trabajos similares siguiendo la metodología que se 
presenta adaptando la normatividad que rija en ese momento, todo esto con el fin 
de darle una solución correcta y óptima. 
 
3. Objetivos 
 
El objetivo de esta tesina, es plasmar la metodología para el análisis y diseño de 
una nave industrial evitando riesgos inmediatos en el área circundante. 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
7 
 
Se formulará de una manera simple y precisa para que sea de sencilla comprensión 
para el usuario que así lo requiera. 
Realizaremos una serie de análisis sísmicos, de viento y de torsión, para poder 
comprender mejor el comportamiento de estructuras de la misma índole, de tal 
manera que sea adaptable a otros proyectos similares, adecuando a las normas 
vigentes. 
 
4. Proyecto arquitectónico 
 
4.1 Ubicación geográfica 
 
El predio se encuentra en calzada Ermita Iztapalapa, número 3011, colonia Sierra 
del Valle en la alcaldía de Iztapalapa dentro de la Ciudad de México. 
- Latitud 19° 20’ 38.648’’ 
- Longitud 99° 1’ 47.189’’ 
- Altitud: 2,243 m.s.n.m. 
 
 
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4.2 Superficie 
 
El predio tiene una superficie total de 6128.77 𝑚2, mismos que están divididos de 
la siguiente manera. 
Nave 1 3278.70𝑚2 
Patio de servicios 1334.07𝑚2 
Nave 2 1518.70𝑚2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4.3 Planta Arquitectónica General 
 
 
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4.4 Planta Arquitectónica Nave Industrial 
 
 
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ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
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 4.5 Corte longitudinal y transversal. 
 
 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
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5. Descripción general 
 
El predio tiene una forma geométrica irregular, está ubicado en un terreno con 
pendiente, siendo el área de la nave que se está analizando la parte más alta. 
El predio contiene 1 nave industrial en uso, el espacio para la nueva nave industrial 
y 2 patios de maniobras. 
La nave tiene su acceso principal por cerro de la estrella, tiene una superficie de 
1516.70𝑚2 se distribuye de la siguiente manera; en planta baja tiene un área de 
exhibición, estudio fotográfico, sala de juntas, archivo, site, oficinas, sanitario y 
desplante de escaleras. En primer nivel un área libre de 1016.00𝑚2. La azotea tiene 
un área de 1516.70𝑚2. 
 
6. Descripción estructural 
 
La nave industrial tiene una estructura regular con dimensiones máximas a ejes de 
47.0m de largo por 30.0m de ancho. La altura máxima es de 13.50m. Seis ejes 
transversales y ocho longitudinales. 
Clasificación de la estructura, al ser una nave está clasificada en el grupo B según 
el artículo 139 del Reglamento de Construcción del Distrito Federal. “Grupo B: 
Edificaciones comunes destinadas a viviendas, oficinas y locales comerciales, 
hoteles y construcciones comerciales e industriales no incluidas en el Grupo A.” 
La estructura está formada por medio de marcos rígidos, columnas, vigas 
principales y secundarias con perfiles tipo IR. Losa de entrepiso con losa acero y 
capa de compresión de concreto de 8cm apoyado en vigas. 
Para la cubierta de la nave que tiene un claro de 30.0m. Se colocará una cubierta a 
dos aguas a base de armaduras apoyadas en marcos rígidos, con techumbre
prefabricada (EconoTech). 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
14 
 
 
7. Memoria de cálculo 
 
7.1 Análisis de cargas 
7.1.1 Losa de entrepiso 
 
ANÁLISIS DE CARGAS (LOSA DE ENTREPISO) KG/M2 
Firme de concreto (0.02m*2400) 48 
Capa de compresión (0.08m*2400) 192 
Losacero 6cm 222.5 
Loseta con pegamento (0.03*1500) 45 
Instalaciones 10 
Sobrecarga 40 
 
CARGA MUERTA 557.5 
CARGA VIVA 350 
CARGA TOTAL 907.5 
 
7.1.1.1 Carga viva 
De acuerdo a la sección 6.1 de las Normas Técnicas Complementarias sobre 
Criterios y acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones seleccionaremos 
el tipo de uso adecuado para nuestro proyecto. 
Tipo de uso COMERCIOS, FÁBRICAS Y BODEGAS 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
15 
 
 
7.1.1.2 Cargas de servicio 
 
Carga de servicio gravitacional 
C.S.G. = C.M + W.M 
C.S.G. = 557.5 + 350 
C.S.G. = 907.5 KG/M2 
Carga de servicio sísmico 
C.S.S. = C.M + Wa 
C.S.S. = 557.5 + 0.9*350 
C.S.S. = 872.5 KG/M2 
Carga de servicio media 
C.S.M. = C.M. + W 
C.S.M. = 557.5 + 0.8*350 
C.S.M. = 837.5 KG/M2 
 
7.1.2 Techumbre 
 
MATERIALES EN TECHUMBRE (C1) 
ELEMENTO KG/M2 
P.P Larguero 5.37 
Econotech de 1" 7 
Cubierta 10 
W Instalaciones 5 
 
C.MUERTA 27.37 
 
 
7.1.2.1 Carga viva 
De acuerdo a la sección 6.1 de las Normas Técnicas Complementarias sobre 
Criterios y acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones seleccionaremos 
el tipo de uso adecuado para nuestro proyecto. 
 
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16 
 
 
Tipo de uso COMERCIOS, FÁBRICAS Y BODEGAS 
 
 
 
 
7.1.2.2 Cargas de servicio 
 
Carga de servicio gravitacional 
C.S.G. = C.M + W.M 
C.S.G. = 27.37 + 40 
C.S.G. = 67.37 KG/M2 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
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Carga de servicio sísmico 
C.S.S. = C.M + Wa 
C.S.S. = 27.37 + 20 
C.S.S. = 47.37 KG/M2 
 
Carga de servicio media 
C.S.M. = C.M. + W 
C.S.M. = 27.37 + 5 
C.S.M. = 32.37 KG/M2 
 
7.1.3 Cargas puntuales en Techumbre 
 
El siguiente es un ejemplo de las cargas puntuales que resiste en cada nodo la 
armadura en la techumbre, cabe mencionar que esto solo es explicativo, pues en 
el modelo se colocaran las cargas uniformemente repartidas a lo largo de toda la 
estructura. 
(Para calcular las cargas puntuales centrales y los extremos, multiplicaremos la 
por el área “P1” y “P2”.) 
 
CARGAS PUNTUALES EN TECHUMBRE C1 
ÁREA P1 (2.5*10) 25.00 
C.PUNTUAL (CENTRALES) 1684.25 
ÁREA P2 (1.25*10) 12.50 
C.PUNTUAL (EXTREMOS) 842.13 
ÁREA P3 (LARGUERO=5.37/ML) 53.7 
 
C. PUNTUAL FINAL (CENTRALES) 1737.95 1.74 
C. PUNTUAL FINAL (EXTREMOS) 895.83 0.90 
 
CARGAS PUNTUALES EN TECHUMBRE C2 
ÁREA P1 (2.5*20) 50.00 
C.PUNTUAL (CENTRALES) 3368.50 
ÁREA P2 (1.25*20) 25.00 
C.PUNTUAL (EXTREMOS) 1684.25 
ÁREA P3 (LARGUERO=5.37/ML) 107.4 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
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C. PUNTUAL FINAL (CENTRALES) 3475.90 3.48 
C. PUNTUAL FINAL (EXTREMOS) 1791.65 1.79 
 
CARGAS PUNTUALES EN TECHUMBRE C3 
ÁREA P1 (2.5*17) 42.50 
C.PUNTUAL (CENTRALES) 2863.23 
ÁREA P2 (1.25*17) 21.25 
C.PUNTUAL (EXTREMOS) 1431.61 
ÁREA P3 (LARGUERO=5.37/ML) 91.29 
 
C. PUNTUAL FINAL (CENTRALES) 2954.52 2.95 
C. PUNTUAL FINAL (EXTREMOS) 1522.90 1.52 
 
CARGAS PUNTUALES EN TECHUMBRE C4 
ÁREA P1 (2.5*7) 17.50 
C.PUNTUAL (CENTRALES) 1178.98 
ÁREA P2 (1.25*7) 8.75 
C.PUNTUAL (EXTREMOS) 589.49 
ÁREA P3 (LARGUERO=5.37/ML) 37.59 
 
C. PUNTUAL FINAL (CENTRALES) 1216.57 1.22 
C. PUNTUAL FINAL (EXTREMOS) 627.08 0.63 
 
Para el modelo procederemos a dibujar los largueros de la techumbre, de esta 
manera podremos corroborar los pesos dados previamente por las cargas 
puntuales. 
 
7.1.4 Muros perimetrales 
 
ANÁLISIS DE CARGAS 
(MUROS) KG/M2 
Aplanado fino de mortero 
(0.02*2100*2caras) 84 
Block hueco (0.15*1*1700) 255 
 
CARGA MUERTA 339 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
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7.2 Cargas Muertas en el modelo STAAD. PRO 
 
Para efectos del modelo y de combinaciones de acciones de la sección 7, la carga 
muerta se abreviaran como: CMTA. 
 
 
7.3 Cargas Vivas en el modelo STAAD. PRO 
 
Para efectos de modelo y combinaciones las cargas vivas son las siguientes: 
Wm = Carga viva máxima = CVMX. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
20 
 
 
Wa = Carga viva instantánea = CVAC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
W = Carga viva media = CVMED. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
21 
 
 
8. Pre-dimensionamiento 
 
8.1 Pre - dimensionamiento en Columna (C-1) 
 
Las columnas a pre-dimensionar se someterán a compresión axial. 
Valores para pre-dimensionar el perfil CE para las columnas Tipo C-1 que debe 
resistir una carga última (Wu) según el análisis en sistema Losacero: 
 
VALORES 
Longitud (L) 10 mts 
K 1 - 
ry 3.5 - 
Pu 87836 kg 
Fr 0.9 - 
E 2004000 
 
 
Pandeo por flexión de miembros sin elementos esbeltos. 
Esta sección se aplica a miembros en compresión sin elementos esbeltos, como se 
definen en la sección B4.1 del Manual de Construcción IMCA para elementos 
sujetos a compresión uniforme. 
 
La resistencia nominal a compresión a compresión Pn se determina del estado límite 
de pandeo por flexión. 
𝑃𝑛 = 𝐹𝑐𝑟𝐴𝑔 
 
El esfuerzo crítico Fcr se determina como sigue: 
 
Donde: 
𝐹𝑐𝑟 = 0.877𝐹𝑒 
kg/cm2 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
22 
 
 
Fe es el esfuerzo de pandeo elástico determinado con la ecuación siguiente, como 
se específica en el apéndice 7, sección 7.2.3 (b), o a través de un análisis de pandeo 
elástico según sea aplicable, kg/cm2 (MPa). 
 
Considerando que el valor de la relación de esbeltez efectiva no sea mayor a 200: 
 
Donde: 
Pn Resistencia a la compresión nominal 
E Módulo de elasticidad del Acero 
Fcr Esfuerzo Crítico 
Fe Esfuerzo por Pandeo Elástico 
Ag Área Gruesa 
K Factor de Longitud Efectiva 
L Longitud sin arriostriar lateral del miembro 
r Radio de Giro 
 
Consideramos Pu como lo mínimo que debe resistir nuestro perfil IR a 
compresión: 
𝑃𝑛 = 𝑃𝑢 
 
Obtenemos con los valores propuestos el esfuerzo de pandeo plástico Fe: 
𝐹𝑒 = 242.28114
𝑘𝑔
𝑐𝑚2
 
 
Obtenemos el esfuerzo crítico: 
𝐹𝑐𝑟 = 210.79
𝑘𝑔
𝑐𝑚2
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
23 
 
Despejamos Pu de la ecuación: 
 
Y obtenemos que: 
𝑨𝒈 = 𝟒𝟏𝟔. 𝟔𝟗𝟗𝟎 
 
8.1.1 Propuesta de Columna 
 
Perfil seleccionado: 
CE 12X25 Plg x lb/ft = CE 308X37.22 mm x kg/m 
A 47.42 cm2 
d 30.5 cm 
b 73.3 mm 
rx 8.95 cm 
ry 1.72 cm 
Ix 3796 cm4 
Iy 139.85 cm4 
Zx - 
Zy - 
 
 
Obtenemos con los valores del perfil propuesto, el esfuerzo de pandeo plástico Fe: 
𝐹𝑒 = 585.135
𝑘𝑔
𝑐𝑚2
 
 
Obtenemos el esfuerzo crítico Fcr: 
𝐹𝑐𝑟 = 509.067
𝑘𝑔
𝑐𝑚2
 
 
Se obtiene la resistencia a compresión nominal del perfil propuesto: 
𝑃𝑛 = 𝐹𝑐𝑟 𝐴𝑔 
 
Por lo tanto: 
𝑷𝒏 = 𝟐𝟏𝟐, 𝟏𝟐𝟕. 𝟕𝟎𝟗𝟖 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
24 
 
 
𝑃𝑛 > 𝑃𝑢 
𝟐𝟏𝟐, 𝟏𝟐𝟕. 𝟕𝟎𝟗𝟖 > 𝟖𝟕, 𝟖𝟑𝟔 𝑷𝑨𝑺𝑨 
 
8.2 Pre – dimensionamiento en Trabe (T-1) 10metros. 
 
La trabe a pre-dimensionar se someterán a carga uniformemente distribuida. 
Valores para pre-dimensionar el perfil IR para la trabe Tipo T-1 que debe resistir un 
momento último (Mu) según el análisis en sistema Losacero. 
Se diseñará el perfil IR, con acero ASTM A992 para la trabe (T-1) la cual debe 
resistir una Wm= 557.5kg/m2, una carga viva de Wv= 350kg/m2 y una carga de 
servicio de Wv= 280kg/m2 
Por lo tanto: 
Wu = 1.3Wm + 1.5Wv = 1.3(557.5) + 1.5(350) = 724.75 + 525 = 1,249.75 kg/m 
 
𝑀𝑢 =
𝑊𝑢∗𝐿2
8
 = 
1,249.75∗102
8
= 15,621.875kg-m ó 1,562,187.5 kg-cm 
𝑉𝑢 =
𝑊𝑢∗𝐿
2
= 
1249.75∗10
2
= 6,248.75 kg 
 
VALORES 
Longitud (L) 10 mts 
Acero B-254-MX - 
Mu 1,562,188 kg/cm 
Fr 0.9 - 
Fy 2530 kg/cm2 
 
Miembros compactos con perfiles I doblemente simétricos y perfiles C 
sujetos a flexión alrededor del eje principal 
Esta sección se aplica a perfiles I doblemente simétricos y perfiles tipo C sujetos a 
flexión alrededor del eje principal, que tienen alma y patines compactos para flexión, 
como se define en la sección B4.1 del manual IMCA (5ta Edición). 
 
La resistencia nominal a flexión Mn, es la menor de las magnitudes obtenidas al 
evaluar los estados límite de fluencia (momento plástico) y pandeo lateral torsional. 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
25 
 
 
Para la obtención de la resistencia nominal por flexión: 
 
𝑀𝑛 = 𝑀𝑝 = 𝐹𝑦𝑍𝑥 
 
Donde 
Mn es la resistencia nominal por flexión 
Mp es el momento por flexión plástico 
Fy es el esfuerzo mínimo de fluencia especificado para el tipo de acero considerado, 
kg/cm”, Mpa 
Zx es el módulo de sección plástico alrededor del eje “x”, cm3, mm3 
 
Se considero el momento último como lo mínimo que debe resistir el perfil a 
flexión: 
𝑀𝑛 = 𝑀𝑢 
 
Se despeja la ecuación: 
 
𝑍𝑥 =
𝑀𝑢
𝐹𝑟 𝐹𝑦
 donde queda: 𝑍𝑥 =
1,562,188
0.9 (2530)
 = 
1,562,188
2,277
 
 
𝑍𝑥 = 686.07 𝑐𝑚3 
Se propuso un perfil según las tablas de dimensiones y propiedades geométricas 
de los perfiles de acero estructural IMCA 5ed., con el módulo de sección plástico 
obtenido, por lo tanto: 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
26 
 
 
8.2.1 Propuesta de Trabe (T-1) 
 
Perfil seleccionado: 
 
 
Resistencia a flexión del perfil compuesto: 
𝑀𝑛 = 𝐹𝑟𝐹𝑦𝑍𝑥 
𝑀𝑛 = 0.9(2530)(4998) 
 
𝑀𝑛 = 11,380,446 
Por lo tanto: 
𝑀𝑛 > 𝑀𝑢 
𝟏𝟏, 𝟑𝟖𝟎, 𝟒𝟒𝟔 > 𝟏, 𝟓𝟔𝟐, 𝟏𝟖𝟖 𝑷𝑨𝑺𝑨 
 
 
8.3 Pre – dimensionamiento en Trabe (T-1) 7metros. 
 
La trabe a pre-dimensionar se someterán a carga uniformemente distribuida. 
Valores para pre-dimensionar el perfil IR para la trabe Tipo T-1 que debe resistir un 
momento último (Mu) según el análisis en sistema Losacero. 
Se diseñará el perfil IR, con acero ASTM A992 para la trabe (T-1) la cual debe 
resistir una Wm= 557.5kg/m2, una carga viva de Wv= 350kg/m2 y una carga de 
servicio de Wv= 280kg/m2 
Por lo tanto: 
IR 27X102 Plg x lb/ft = IR 686X151.9 mm x 
kg/m 
A 193.6 cm2 
d 688 cm 
b 254 mm 
rx 27.9 cm 
ry 5.5 cm 
Ix 150675 cm4 
Iy 5786 cm4 
Zx 4998 cm3 
Zy 711 cm3 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
27 
 
 
Wu = 1.3Wm + 1.5Wv = 1.3(557.5) + 1.5(350) = 724.75 + 525 = 1,249.75 kg/m 
 
𝑀𝑢 =
𝑊𝑢∗𝐿2
8
 = 
1,249.75∗72
8
= 7,654.718 kg-m ó 765,471.875 kg-cm 
𝑉𝑢 =
𝑊𝑢∗𝐿
2
= 
1249.75∗7
2
= 4,374.125 kg 
 
VALORES 
Longitud (L) 10 mts 
Acero B-254-MX - 
Mu 765,471.87 kg/cm 
Fr 0.9 - 
Fy 2530 kg/cm2 
 
Miembros compactos con perfiles I doblemente simétricos y perfiles C 
sujetos a flexión alrededor del eje principal 
Esta sección se aplica a perfiles I doblemente simétricos y perfiles tipo C sujetos a 
flexión alrededor del eje principal, que tienen alma y patines compactos para flexión, 
como se define en la sección B4.1 del manual IMCA (5ta Edición). 
La resistencia nominal a flexión Mn, es la menor de las magnitudes obtenidas al 
evaluar los estados límite de fluencia (momento plástico) y pandeo lateral torsional. 
 
Para la obtención de la resistencia nominal por flexión: 
 
𝑀𝑛 = 𝑀𝑝 = 𝐹𝑦𝑍𝑥 
 
Donde 
Mn es la resistencia nominal por flexión 
Mp es el momento por flexión plástico 
Fy es el esfuerzo mínimo de fluencia especificado para el tipo de acero considerado, 
kg/cm”, Mpa 
Zx es el módulo de sección plástico alrededor del eje “x”, cm3, mm3 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
28 
 
 
Se considero el momento último como lo mínimo que debe resistir el perfil a 
flexión: 
𝑀𝑛 = 𝑀𝑢 
 
Se despeja la ecuación: 
 
𝑍𝑥 =
𝑀𝑢
𝐹𝑟 𝐹𝑦
 donde queda: 𝑍𝑥 =
765,471.87
0.9 (2530)
 = 
765,471.87
2,277
 
 
𝑍𝑥 = 336.175 𝑐𝑚3 
Se propuso un perfil según las tablas de dimensiones y propiedades geométricas 
de los perfiles de acero estructural IMCA 5ed., con el módulo de sección plástico 
obtenido, por lo tanto: 
 
8.3.1 Propuesta de Trabe (T-1) 
 
Perfil seleccionado: 
 
 
Resistencia a flexión del perfil compuesto: 
𝑀𝑛 = 𝐹𝑟𝐹𝑦𝑍𝑥 
𝑀𝑛 = 0.9(2530)(4998) 
 
𝑀𝑛 = 11,380,446 
IR 27X102 Plg x lb/ft = IR 686X151.9 mm x 
kg/m 
A 193.6 cm2 
d 688 cm 
b 254 mm 
rx 27.9 cm 
ry 5.5 cm 
Ix 150675 cm4 
Iy 5786 cm4 
Zx 4998 cm3 
Zy 711 cm3 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
29 
 
 
Por lo tanto: 
𝑀𝑛 > 𝑀𝑢 
𝟏𝟏, 𝟑𝟖𝟎, 𝟒𝟒𝟔 > 𝟕𝟔𝟓, 𝟒𝟕𝟏. 𝟖𝟕 𝑷𝑨𝑺𝑨 
 
 
8.4 Pre – dimensionamiento en Trabe (T-2) 10metros. 
 
La trabe a pre-dimensionar se someterán a carga uniformemente distribuida. 
Valores para pre-dimensionar el perfil IR para la trabe Tipo T-1 que debe resistir un 
momento último (Mu) según el análisis en sistema Losacero. 
Se diseñará el perfil IR, con acero ASTM A992 para la trabe (T-2) la cual debe 
resistir una Wm= 557.5kg/m2, una carga viva de Wv= 350kg/m2 y una carga de 
servicio de Wv= 280kg/m2 
Por lo tanto: 
Wu = 1.3Wm + 1.5Wv = 1.3(557.5) + 1.5(350) = 724.75 + 525 = 1,249.75 kg/m 
 
𝑀𝑢 =
𝑊𝑢∗𝐿2
8
 = 
1,249.75∗102
8
= 15,621.875kg-m ó 1,562,187.5 kg-cm 
𝑉𝑢 =
𝑊𝑢∗𝐿
2
= 
1249.75∗10
2
= 6,248.75 kg 
 
VALORES 
Longitud (L) 10 mts 
Acero B-254-MX - 
Mu 1,562,188 kg/cm 
Fr 0.9 - 
Fy 2530 kg/cm2 
 
Miembros compactos con perfiles I doblemente simétricos y perfiles C 
sujetos a flexión alrededor del eje principal 
Esta sección se aplica a perfiles I doblemente simétricos y perfiles tipo C sujetos a 
flexión alrededor del eje principal, que tienen alma y patines compactos para flexión, 
como se define en la sección B4.1 del manual IMCA (5ta Edición). 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
30 
 
La resistencia nominal a flexión Mn, es la menor de las magnitudes obtenidas al 
evaluar los estados límite de fluencia (momento plástico) y pandeo lateral torsional. 
 
Para la obtención de la resistencia nominal por flexión: 
 
𝑀𝑛 = 𝑀𝑝 = 𝐹𝑦𝑍𝑥 
 
Donde 
Mn es la resistencia nominal por flexión 
Mp es el momento por flexión plástico 
Fy es el esfuerzo mínimo de fluencia especificado para el tipo de acero considerado, 
kg/cm”, Mpa 
Zx es el módulo de sección plástico alrededor del eje “x”, cm3, mm3 
 
Se considero el momento último como lo mínimo que debe resistir el perfil a 
flexión: 
𝑀𝑛 = 𝑀𝑢 
 
Se despeja la ecuación: 
 
𝑍𝑥 =
𝑀𝑢
𝐹𝑟 𝐹𝑦
 donde queda: 𝑍𝑥 =
1,562,188
0.9 (2530)
 = 
1,562,188
2,277
 
 
𝑍𝑥 = 686.07 𝑐𝑚3 
Se propuso un perfil según las tablas de dimensiones y propiedades geométricas 
de los perfiles de acero estructural IMCA 5ed., con el módulo de sección plástico 
obtenido, por lo tanto: 
 
8.4.1 Propuesta de Trabe (T-2) 
 
Perfil seleccionado: 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
31 
 
 
 
Resistencia a flexión del perfil compuesto: 
𝑀𝑛 = 𝐹𝑟𝐹𝑦𝑍𝑥 
𝑀𝑛 = 0.9(2530)(3458) 
 
𝑀𝑛 = 7,873,866 
Por lo tanto: 
𝑀𝑛 > 𝑀𝑢 
𝟕, 𝟖𝟕𝟑, 𝟖𝟔𝟔 > 𝟏, 𝟓𝟔𝟐, 𝟏𝟖𝟖 𝑷𝑨𝑺𝑨 
 
 
8.5 Pre – dimensionamiento en Trabe (T-2) 7metros. 
 
La trabe a pre-dimensionar se someterán a carga uniformemente distribuida. 
Valores para pre-dimensionar el perfil IR para la trabe Tipo T-1 que debe resistir un 
momento último (Mu) según el análisis en sistema Losacero. 
Se diseñará el perfil IR, con acero ASTM A992 para la trabe (T-1) la cual debe 
resistir una Wm= 557.5kg/m2, una carga viva de Wv= 350kg/m2 y una carga de 
servicio de Wv= 280kg/m2 
Por lo tanto: 
Wu = 1.3Wm + 1.5Wv
= 1.3(557.5) + 1.5(350) = 724.75 + 525 = 1,249.75 kg/m 
 
𝑀𝑢 =
𝑊𝑢∗𝐿2
8
 = 
1,249.75∗72
8
= 7,654.718 kg-m ó 765,471.875 kg-cm 
𝑉𝑢 =
𝑊𝑢∗𝐿
2
= 
1249.75∗7
2
= 4,374.125 kg 
IR 18X97 Plg x lb/ft = IR 457X144.3 mm x kg/m 
A 183.9 cm2 
d 472 cm 
b 283 mm 
rx 19.9 cm 
ry 6.7 cm 
Ix 72840 cm4 
Iy 8366 cm4 
Zx 3458 cm3 
Zy 906 cm3 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
32 
 
 
VALORES 
Longitud (L) 10 mts 
Acero B-254-MX - 
Mu 765,471.87 kg/cm 
Fr 0.9 - 
Fy 2530 kg/cm2 
 
Miembros compactos con perfiles I doblemente simétricos y perfiles C 
sujetos a flexión alrededor del eje principal 
Esta sección se aplica a perfiles I doblemente simétricos y perfiles tipo C sujetos a 
flexión alrededor del eje principal, que tienen alma y patines compactos para flexión, 
como se define en la sección B4.1 del manual IMCA (5ta Edición). 
La resistencia nominal a flexión Mn, es la menor de las magnitudes obtenidas al 
evaluar los estados límite de fluencia (momento plástico) y pandeo lateral torsional. 
 
Para la obtención de la resistencia nominal por flexión: 
 
𝑀𝑛 = 𝑀𝑝 = 𝐹𝑦𝑍𝑥 
 
Donde 
Mn es la resistencia nominal por flexión 
Mp es el momento por flexión plástico 
Fy es el esfuerzo mínimo de fluencia especificado para el tipo de acero considerado, 
kg/cm”, Mpa 
Zx es el módulo de sección plástico alrededor del eje “x”, cm3, mm3 
 
Se considero el momento último como lo mínimo que debe resistir el perfil a 
flexión: 
𝑀𝑛 = 𝑀𝑢 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
33 
 
 
Se despeja la ecuación: 
 
𝑍𝑥 =
𝑀𝑢
𝐹𝑟 𝐹𝑦
 donde queda: 𝑍𝑥 =
765,471.87
0.9 (2530)
 = 
765,471.87
2,277
 
 
𝑍𝑥 = 336.175 𝑐𝑚3 
Se propuso un perfil según las tablas de dimensiones y propiedades geométricas 
de los perfiles de acero estructural IMCA 5ed., con el módulo de sección plástico 
obtenido, por lo tanto: 
 
8.5.1 Propuesta de Trabe (T-2) 
 
Perfil seleccionado: 
 
 
Resistencia a flexión del perfil compuesto: 
𝑀𝑛 = 𝐹𝑟𝐹𝑦𝑍𝑥 
𝑀𝑛 = 0.9(2530)(3458) 
 
𝑀𝑛 = 7,873,866 
Por lo tanto: 
𝑀𝑛 > 𝑀𝑢 
𝟕, 𝟖𝟕𝟑, 𝟖𝟔𝟔 > 𝟕𝟔𝟓, 𝟒𝟕𝟏. 𝟖𝟕 𝑷𝑨𝑺𝑨 
 
IR 18X97 Plg x lb/ft = IR 457X144.3 mm x kg/m 
A 183.9 cm2 
d 472 cm 
b 283 mm 
rx 19.9 cm 
ry 6.7 cm 
Ix 72840 cm4 
Iy 8366 cm4 
Zx 3458 cm3 
Zy 906 cm3 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
34 
 
 
8.6 Pre – dimensionamiento en Trabe (T-3) 5metros. 
 
La trabe a pre-dimensionar se someterán a carga uniformemente distribuida. 
Valores para pre-dimensionar el perfil IR para la trabe Tipo T-1 que debe resistir un 
momento último (Mu) según el análisis en sistema Losacero. 
Se diseñará el perfil IR, con acero ASTM A992 para la trabe (T-1) la cual debe 
resistir una Wm= 557.5kg/m2, una carga viva de Wv= 350kg/m2 y una carga de 
servicio de Wv= 280kg/m2 
Por lo tanto: 
Wu = 1.3Wm + 1.5Wv = 1.3(557.5) + 1.5(350) = 724.75 + 525 = 1,249.75 kg/m 
 
𝑀𝑢 =
𝑊𝑢∗𝐿2
8
 = 
1,249.75∗52
8
= 3,905.468 kg-m ó 390,546.875 kg-cm 
𝑉𝑢 =
𝑊𝑢∗𝐿
2
= 
1249.75∗5
2
= 3,124.375 kg 
 
VALORES 
Longitud (L) 10 mts 
Acero B-254-MX - 
Mu 390,546.875 kg/cm 
Fr 0.9 - 
Fy 2530 kg/cm2 
 
Miembros compactos con perfiles I doblemente simétricos y perfiles C 
sujetos a flexión alrededor del eje principal 
Esta sección se aplica a perfiles I doblemente simétricos y perfiles tipo C sujetos a 
flexión alrededor del eje principal, que tienen alma y patines compactos para flexión, 
como se define en la sección B4.1 del manual IMCA (5ta Edición). 
La resistencia nominal a flexión Mn, es la menor de las magnitudes obtenidas al 
evaluar los estados límite de fluencia (momento plástico) y pandeo lateral torsional. 
 
Para la obtención de la resistencia nominal por flexión: 
 
𝑀𝑛 = 𝑀𝑝 = 𝐹𝑦𝑍𝑥 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
35 
 
 
Donde 
Mn es la resistencia nominal por flexión 
Mp es el momento por flexión plástico 
Fy es el esfuerzo mínimo de fluencia especificado para el tipo de acero considerado, 
kg/cm”, Mpa 
Zx es el módulo de sección plástico alrededor del eje “x”, cm3, mm3 
 
Se considero el momento último como lo mínimo que debe resistir el perfil a 
flexión: 
𝑀𝑛 = 𝑀𝑢 
 
Se despeja la ecuación: 
 
𝑍𝑥 =
𝑀𝑢
𝐹𝑟 𝐹𝑦
 donde queda: 𝑍𝑥 =
390,546.875
0.9 (2530)
 = 
390,546.875
2,277
 
 
𝑍𝑥 = 171.518 𝑐𝑚3 
Se propuso un perfil según las tablas de dimensiones y propiedades geométricas 
de los perfiles de acero estructural IMCA 5ed., con el módulo de sección plástico 
obtenido, por lo tanto: 
 
8.6.1 Propuesta de Trabe (T-3) 
 
Perfil seleccionado: 
IR 12X14 Plg x lb/ft = IR 305X21.1 mm x kg/m 
A 26.8 cm2 
d 303 cm 
b 101 mm 
rx 11.7 cm 
ry 1.9 cm 
Ix 3688 cm4 
Iy 98 cm4 
Zx 285 cm3 
Zy 31 cm3 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
36 
 
 
 
Resistencia a flexión del perfil compuesto: 
𝑀𝑛 = 𝐹𝑟𝐹𝑦𝑍𝑥 
𝑀𝑛 = 0.9(2530)(285) 
 
𝑀𝑛 = 648,945 
Por lo tanto: 
𝑀𝑛 > 𝑀𝑢 
𝟔𝟒𝟖, 𝟗𝟒𝟓 > 𝟑𝟗𝟎, 𝟓𝟒𝟔. 𝟖𝟕𝟓 𝑷𝑨𝑺𝑨 
 
 
8.7 Selección de elementos estructurales 
 
Propiedades de materiales: 
 
 
COLUMNA TIPO C-1 UNIDAD 
Tipo de Perfil (M.A.) CE 12 X 25 Plg x lb/ft 
Tipo de Perfil (M.S) CE 308 X 37.22 mm x kg/m 
Longitud 5 Mts 
Peso (W) 37.22 kg/m 
Ubicación P.B. 
Material del elemento estructural ACERO 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
37 
 
COLUMNA TIPO C-1' UNIDAD 
Tipo de Perfil (M.A.) CE 12 X 25 Plg x lb/ft 
Tipo de Perfil (M.S) CE 308 X 37.22 mm x kg/m 
Longitud 5 Mts 
Peso (W) 37.22 kg/m 
Ubicación P.B. 
Material del elemento estructural ACERO 
 
 
 
 
TRABE TIPO T-1 UNIDAD 
Tipo de Perfil (M.A.) WShape 27 X 102 Plg x lb/ft 
Tipo de Perfil (M.S) IR 686 X 151.9 mm x kg/m 
Longitud 10 Mts 
Peso (W) 151.9 kg/m 
Ubicación 
Losacero P.A 
(T.prin) 
Material del elemento estructural ACERO 
 
 
 
 
TRABE TIPO T-1' UNIDAD 
Tipo de Perfil (M.A.) WShape 27 X 102 Plg x lb/ft 
Tipo de Perfil (M.S) IR 686 X 151.9 mm x kg/m 
Longitud 7 Mts 
Peso (W) 151.9 kg/m 
Ubicación 
Losacero P.A 
(T.prin) 
Material del elemento estructural ACERO 
 
 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
38 
 
TRABE TIPO T-2 UNIDAD 
Tipo de Perfil (M.A.) WShape 18 X 97 Plg x lb/ft 
Tipo de Perfil (M.S) IR 457 X 144.3 mm x kg/m 
Longitud 10 Mts 
Peso (W) 144.3 kg/m 
Ubicación 
Losacero P.A 
(T.sec) 
Material del elemento estructural ACERO 
 
 
 
 
TRABE TIPO T-2' UNIDAD 
Tipo de Perfil (M.A.) WShape 18 X 97 Plg x lb/ft 
Tipo de Perfil (M.S) IR 457 X 144.3 mm x kg/m 
Longitud 7 Mts 
Peso (W) 144.3 kg/m 
Ubicación 
Losacero P.A 
(T.sec) 
Material del elemento estructural ACERO 
 
 
 
 
TRABE TIPO T-3 UNIDAD 
Tipo de Perfil (M.A.) WShape 12 X 14 Plg x lb/ft 
Tipo de Perfil (M.S) IR 305 X 21.1 mm x kg/m 
Longitud 10 Mts 
Peso (W) 144.3 kg/m 
Ubicación 
Losacero P.A 
(T.sec) 
Material del elemento estructural ACERO 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
39 
 
8.8. Modelo Estructural 
 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
40 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
41 
 
 
9. Acciones accidentales 
 
9.1 Diseño de viento 
 
El siguiente diseño por viento se realizará de acuerdo a las Normas Técnicas 
Complementarias para diseño por viento (2017) y al Diseño por Viento CFE 
(2008). 
En este diseño se presentan los procedimientos necesarios para determinar las 
velocidades por viento en la República Mexicana y las fuerzas mínimas 
correspondientes. 
 
9.1.1 Clasificación de la estructura según su importancia (4.1.3 CFE) 
Según las normas de CFE tomaremos nuestra estructura como: GRUPO B 
Estructuras para las que se recomienda un grado de seguridad moderado. Se 
clasifican
en este grupo aquéllas que, al fallar, generan baja pérdida de vidas 
humanas y que ocasionan daños materiales de magnitud intermedia; aquéllas cuya 
falla por viento pueda poner en peligro a otras de este grupo o del anterior; las 
construcciones que forman parte de plantas generadoras de energía y que, al fallar, 
no paralizarían el funcionamiento de la planta. Ejemplos de estructuras en este 
grupo son: plantas industriales, subestaciones eléctricas de menor importancia que 
las del Grupo A, bodegas ordinarias, gasolineras (excepto los depósitos exteriores 
de combustibles pertenecientes al Grupo A), comercios, restaurantes, casas para 
habitación, viviendas, edificios de apartamentos u oficinas, hoteles, bardas cuya 
altura sea mayor que 2.5 metros. También pertenecen a este grupo: salas de 
reunión y espectáculos, estructuras de depósitos urbanas o industriales, no 
incluidas en el Grupo A. Los recubrimientos, tales como cancelerías y elementos 
estructurales que formen parte de las fachadas, pertenecerán a este grupo siempre 
y cuando no causen daños corporales o materiales importantes al desprenderse, en 
caso contrario, se analizarán como pertenecientes al Grupo A 
 
9.1.2 Clasificación de la estructura según su respuesta ante la acción del 
viento (4.1.4 CFE) 
 
Según las normas de CFE tomaremos nuestra estructura como: TIPO 1 
Estructuras poco sensibles a las ráfagas y a los efectos dinámicos del viento. Se 
agrupan en este tipo aquéllas en las que la relación de esbeltez, λ, (definida como 
la relación entre la altura y la menor dimensión en planta), es menor o igual que 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
42 
 
cinco y con periodo natural de vibración del primer modo, menor o igual que un 
segundo. Se consideran dentro de este tipo la mayoría de los edificios para 
habitación u oficinas, bodegas, naves industriales, teatros y auditorios, puentes 
cortos. Para trabes y para armaduras simples o continuas, la relación de esbeltez 
se obtendrá al dividir el claro mayor por la menor dimensión perpendicular a éste. 
Incluye las construcciones cerradas con sistemas de cubierta rígidos, capaces de 
resistir las cargas debidas al viento sin que varíe esencialmente su geometría. Se 
excluyen las cubiertas flexibles, como las de tipo colgante, a menos que, por la 
adopción de una geometría adecuada, proporcionada por la aplicación de pre-
esfuerzo u otra medida conveniente, se limite la respuesta estructural dinámica de 
manera que se satisfagan los requerimientos aquí establecidos. 
 
Viendo nuestro modelo: 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
43 
 
 
Tenemos que la Relación de esbeltez: 
 
λ =
Altura (h)
𝑀𝑒𝑛𝑜𝑟 𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖ó𝑛 𝑒𝑛 𝑝𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎 (𝐵)
 … λ =
13.30 (h)
30 (𝐵)
 
 
𝛌 = 𝟎. 𝟒𝟒𝟑𝟑 < 𝟓 (𝐏𝐚𝐫𝐚 𝐞𝐬𝐭𝐫𝐮𝐜𝐭𝐮𝐫𝐚𝐬 𝐓𝐈𝐏𝐎 𝟏) 
 
9.1.3 Acciones del viento que deben considerarse (4.1.5 CFE) 
En el diseño de las estructuras pertenecientes al Tipo 1, bastará analizar la 
respuesta de la estructura ante el empuje medio del viento según se establece en 
el inciso 4.3 de las normas de CFE. Se empleará la velocidad básica de diseño que 
se especifica en el inciso 4.2. de las normas de CFE. 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
44 
 
 
9.2 Determinación de la velocidad básica de diseño (VD) 
La velocidad básica de diseño, VD, es la velocidad a partir de la cual se calculan 
los efectos del viento sobre la estructura o sobre un componente de la misma. 
La velocidad básica de diseño, en km/h, se obtendrá con la ecuación: 
 
𝑉𝐷 = 𝐹𝑇 𝐹𝑟𝑧 𝑉𝑅 
 
Donde: 
FT es el factor que depende de la topografía local, adimensional, 
Frz el factor que toma en cuenta el efecto de las características de exposición 
local, adimensional, 
VR la velocidad regional de ráfaga que le corresponde al sitio en donde se 
construirá la estructura, en km/h 
 
9.2.1 Categorías de terrenos según su rugosidad (4.2.1 CFE) 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
45 
 
 
9.2.2 Velocidad Regional (VR) 
 
De acuerdo a las normas de CFE la velocidad regional de ráfaga para diseño podrá 
determinarse empleando la importancia de la estructura que está relacionada con 
un periodo de retorno fijo, tal como se indica en el inciso 4.2.2.1 de las mismas 
normas. 
Se empleará el enfoque tradicional con el primer procedimiento para el diseño de 
estructuras de los Grupos A, B y C. 
 
9.2.3 Velocidad Regional para un periodo de retorno fijo (4.2.2.1 CFE) 
 
La velocidad regional de ráfaga del viento, VR, es la velocidad máxima que puede 
ser excedida en un cierto periodo de retorno, T, en años, en una zona o región 
determinada del país. La velocidad regional de ráfaga, VR, en km/h, se determina 
tomando en consideración tanto la importancia de la estructura como la localización 
geográfica de su sitio de desplante. (Ver mapa de isotacas 4.2.2) 
 
𝑽𝑹 =
𝟏𝟑𝟎𝒌𝒎
𝒉
 
 
9.2.4 Factor de exposición Frz (4.2.3 CFE) 
 
El factor de exposición local, Frz, establece la variación de la velocidad del viento 
con la altura, en función de la categoría del terreno. Este factor se obtiene de 
acuerdo con las expresiones siguientes: 
 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
46 
 
 
Donde: 
z es la altura por encima del terreno natural, a la cual se desea conocer la 
velocidad de diseño, en m 
α el exponente que determina la forma de la variación de la velocidad del 
viento con la altura, adimensional 
δ la altura medida a partir del nivel del terreno de desplante, por encima de la 
cual la variación de la velocidad del viento no es importante y puede suponerse 
constante; a esta altura se le conoce como altura gradiente; en m 
c el coeficiente de escala de rugosidad, adimensional. 
 
Las variables α, δ y c están en función de la rugosidad del terreno, los valores 
recomendados se presentan en la Tabla 4.2.3 de las normas de CFE. 
 
 
Con base a estos valores: 
𝐹𝑟𝑧 = 𝑐 (
𝑧
10
)
𝑎
 
Sustituimos los valores: 
𝐹𝑟𝑧 = 0.881 (
13.30
10
)
0.156
 
 
𝑭𝒓𝒛 = 𝟎. 𝟗𝟐𝟏𝟏 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
47 
 
9.2.5 Factor de Topografía (4.2.4 CFE) 
 
Este factor toma en cuenta el efecto topográfico local del sitio en donde se 
desplantará la estructura. 
 
 
 
Con todos los valores anteriores podemos proceder a calcular la velocidad 
básica de diseño: 
𝑉𝐷 = 𝐹𝑇 ∗ 𝐹𝑟𝑧 ∗ 𝑉𝑅 …sustituimos… 𝑉𝐷 = 1.0 ∗ 0.9211 ∗ 130 
 
𝑽𝑫 = 𝟏𝟏𝟗. 𝟕𝟒𝟑 
 
9.3 Presión dinámica de base (qz) 
 
Cuando el viento actúa sobre una construcción, genera presiones sobre sus 
superficies, que varían según la intensidad de la velocidad y la dirección del 
viento. La presión que ejerce el flujo del viento sobre una superficie plana 
perpendicular a él, se denomina presión dinámica de base qz, en Pa, y se 
determina con la siguiente ecuación: 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
48 
 
Donde: 
VD es la velocidad básica de diseño, en km/h, definida en el inciso 4.2 
qz la presión dinámica de base a una altura z sobre el nivel del terreno, en Pa 
G el factor de corrección por temperatura y por altura con respecto al nivel del 
mar, adimensional 
 
El valor de G se obtiene con la siguiente expresión: 
 
Donde: 
Ω es la presión barométrica, en mm de Hg 
τ la temperatura ambiental, en °C 
 
Para su cálculo se presenta la relación entre los valores de la altitud en 
msnm y la presión barométrica en mm de Hg. 
Para esto utilizaremos la altura sobre el nivel del mar de nuestro proyecto. 
 
…La Delegación Iztapalapa se encuentra al oriente del Distrito Federal, tiene una 
extensión de 105.8 km2, 7.5 % de la superficie del D.F. y su altura sobre el nivel del 
mar es de 2,100 m. Según la clasificación climática de
Köpen, y de acuerdo al mapa 
de climas de la Ciudad de México, Iztapalapa se localiza en un clima templado 
moderado lluvioso; la temperatura del mes más frío es entre 3 y 18º C, siendo la 
temperatura del mes más cálido inferior a 22º C y la máxima de 31º C. … 
(INAFED) 
 
Por trigonometría si 
hm = 2100 entonces; 
Ω = 597 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
49 
 
 
Resolvemos: 
𝐺 =
0.392 ∗ 597
273 + 18°
 
 
𝑮 = 𝟎. 𝟖𝟎𝟒𝟐 
 
Por lo que la presión dinámica de base (qz) es: 
 
𝑞𝑧 = 0.0048 ∗ 𝐺 ∗ 𝑉𝐷2 
𝑞𝑧 = 0.0048 ∗ 0.8042 ∗ (119.743)2 
 
𝒒𝒛 = 𝟓𝟓. 𝟑𝟒𝟖𝟓 
 
9.4 Presión actuante sobre estructuras (pz) 
 
La presión actuante sobre una construcción determinada, pz, en Pa, se 
obtiene tomando en cuenta principalmente su forma y está dada, de manera 
general, por la ecuación: 
 
 
 
Hablando en términos generales calcularemos la Pz en los 4 lados de la 
estructura. 
 
a) Lado A: 
Cp = B x h 
Cp = 13.30 x 30 
Cp = 399m2 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
50 
 
 
Pz = 399m2 x 55.3485 
Pz = 22084.0515kg 
Pz = 22.084Ton 
 
b) Lado B: 
Cp = B x h 
Cp = 13.30 x 47 
Cp = 625.1m2 
 
Pz = 625.1m2 x 55.3485 
Pz = 34598.34735kg 
Pz = 34.598Ton 
 
c) Lado C: 
Cp = B x h 
Cp = 13.30 x 30 
Cp = 399m2 
 
Pz = 399m2 x 55.3485 
Pz = 22084.0515kg 
Pz = 22.084Ton 
 
d) Lado D: 
Cp = B x h 
Cp = 12.10 x 47 
Cp = 568.7 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
51 
 
 
Pz = 568.7m2 x 55.3485 
Pz = 31476.69195 
Pz = 31.476Ton 
 
9.4.1 Diseño por viento modelo STAAD. Pro 
 
Cargamos los valores obtenidos al modelo de StaadPro. 
 
a) Fachada uno (LADO A) 
 
b) Fachada dos (LADO B) 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
52 
 
 
c) Fachada tres (LADO C) 
 
 
d) Fachada cuatro (LADO D) 
 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
53 
 
 
10. Diseño por sismo 
 
10.1 Criterios Generales de Diseño 
 
…estas Normas deben aplicarse al diseño sísmico de edificios urbanos; se 
incluyen en esa acepción las naves industriales y las obras fabriles con 
estructuración similar a las de los edificios. Los requisitos de estas Normas tienen 
como propósito obtener un comportamiento adecuado tal que: 
 
a) Bajo sismos que pueden presentarse varias veces durante la vida de la 
estructura, se tengan, a lo más, daños que no conduzcan a la interrupción de la 
ocupación del edificio. 
 b) Bajo el sismo en que se basa la revisión de la seguridad contra colapso según 
estas Normas, no ocurran fallas estructurales mayores ni pérdidas de vidas, 
aunque pueden presentarse daños y/o deformaciones residuales de consideración 
que lleguen a afectar el funcionamiento del edificio y requerir reparaciones 
importantes… 
Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo 2017 
 
Para realizar un diseño óptimo lo primero que debemos hacer es: 
10.1.1 Identificar la Zona 
 
a) Zona I o de Lomas 
b) Zona II o de Transición 
c) Zona III o del Lago 
 
10.1.2 Clasificar la estructura 
 
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: 
 Subgrupo B1: Pertenece a este subgrupo las edificaciones que reúnen las 
siguientes características: 
 a) 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 alude 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 la zona III; en ambos casos las áreas se refieren a un 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
54 
 
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) Las estructuras anexas a los hospitales, aeropuertos o terminales de transporte, 
como estacionamientos, restaurantes, etc., que sean independientes y no 
esenciales para el funcionamiento de estos. 
Subgrupo B2: Las demás de este grupo. 
 
10.2 Condiciones de regularidad 
 
Para identificar si nuestro edificio es regular, irregular, o muy irregular, deberemos 
comprobar que condiciones de regularidad son aplicables a nuestro proyecto 
estructural. 
Respecto a las Normas técnicas complementarias para diseño por sismo en su 
capítulo 5, para que una estructura se considere regular deberá cumplir con los 
siguientes puntos: 
1.- Para que una estructura se considere regular debe satisfacer los 13 requisitos 
del inciso 5.1. 
2.-Para que una estructura se considere irregular no debe de satisfacer unos de los 
requisitos 5, 6, 9,1 0, 11,12 y 13 o dos o más de los requisitos 1, 2, 3, 4, 7, y 8 de la 
sección 5.1. 
3.-Para que una estructura se considere muy irregular no debe de satisfacer dos o 
más de los requisitos 5, 6, 9,1 0, 11,12 y 13, o si presenta alguna de las condiciones 
siguientes: 
1)El desplazamiento lateral de algún punto de alguna de las plantas excede en más 
de 30 porciento el promedio de desplazamientos de los extremos de la misma. 
2)la rigidez lateral o la resistencia al corte de algún entrepiso exceden en más de 40 
por ciento la del entrepiso inmediatamente inferior. Para verificar el cumplimiento de 
este requisito, se calculará la capacidad resistente y la rigidez lateral de cada 
entrepiso teniendo en cuenta todos los elementos que puedan contribuir 
apreciablemente a ellas. 
3) Más de 30 por ciento de las columnas ubicadas en un entrepiso no cumplen con 
el requisito 9 de la sección 5.1. 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
55 
 
 
 
REQUISITO DE REGULARIDAD CUMPLE 
EN XX 
CUMPLE 
EN YY 
OPERACIONES Y 
OBSERVACIONES 
1. Los diferentes sistemas sismo-
resistentes verticales son 
sensiblemente paralelos a los ejes 
ortogonales principales del edificio. Se 
considera paralelo a uno de los ejes 
ortogonales cuando el ángulo que 
forma en planta con respecto a dicho 
eje no excede 15 grados. 
 
 
 
 SI 
 
 
 
SI 
Los marcos rígidos así 
como muros 
empleados en el 
proyecto son paralelos 
a los ejes ortogonales 
de la nave y no 
exceden los 15° que se 
indican. 
2. Su altura a la dimensión menor de su 
base no es mayor que cuatro. 
 
 
SI 
NO 
APLICA 
La base menor es de 
30m. La altura 11.5m 
Nos da 2.60 
3. La relación de largo a ancho de la 
base no es mayor que cuatro. 
 
 
SI 
NO 
APLICA 
Largo es igual a 47m y 
ancho a 30m. Nos da 
1.56 
4. En planta no tiene entrantes ni 
salientes de dimensiones mayores que 
20 por ciento de la dimensión de la 
planta medida paralelamente a la 
dirección en que se considera el 
entrante o saliente. 
 
 
 
 
SI 
 
 
 
SI 
 
 
 
No tiene entrantes ni 
salientes. 
5. Cada nivel tiene un sistema de piso 
cuya rigidez y resistencia en su plano 
satisfacen lo especificado para un 
diafragma rígido. 
 
SI 
 
SI 
 
6. El sistema de piso no tiene 
aberturas que en algún nivel excedan 
20 por ciento de su área en planta en 
dicho nivel, y las áreas huecas no 
difieren en posición de un piso a otro. 
Se exime de este requisito la azotea 
de la construcción. 
 
 
 
SI 
 
 
 
SI 
En el primer nivel de 
entrepiso existe un 
hueco para escaleras 
pero no excede el 20% 
del área total, siendo el 
único lugar en el que 
existe dicho hueco. 
7. El peso de cada nivel, incluyendo la 
carga viva que debe considerarse para 
diseño sísmico, no es mayor que 120 
por ciento del correspondiente al piso 
inmediato inferior. 
 
 
SI 
 
 
SI 
 
 
Ver apartado de 
cargas. 
8. En cada dirección, ningún piso tiene 
una dimensión en planta mayor que 
110 por ciento
de la del piso inmediato 
inferior. Además, ningún piso tiene una 
dimensión en planta mayor que 125 por 
ciento de la menor de las dimensiones 
de los pisos inferiores en la misma 
dirección. 
 
 
 
SI 
 
 
 
SI 
 
Solo se cuenta con un 
primer nivel además de 
planta baja, dicha 
planta continua con las 
dimensiones desde 
planta baja. 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
56 
 
9. Todas las columnas están 
restringidas en todos los pisos en las 
dos direcciones de análisis por 
diafragmas horizontales o por vigas. 
Por consiguiente, ninguna columna 
pasa a través de un piso sin estar ligada 
con él. 
 
 
 
SI 
 
 
 
SI 
 
 
Todas las columnas 
están restringidas. 
10. Todas las columnas de cada 
entrepiso tienen la misma altura, 
aunque esta pueda variar de un piso a 
otro. Se exime de este requisito al 
último entrepiso de la construcción. 
 
 
SI 
 
 
SI 
Las columnas 
mantienen la misma 
altura de PB a primer 
nivel y solo cambian en 
el último piso. 
11. La rigidez lateral de ningún 
entrepiso difiere en más de 20 por 
ciento de la del entrepiso 
inmediatamente inferior. El último 
entrepiso queda excluido de este 
requisito. 
 
 
SI 
 
 
 
 
SI 
 
 
12. En ningún entrepiso el 
desplazamiento lateral de algún punto 
de la planta excede en más de 20 por 
ciento el desplazamiento lateral 
promedio de los extremos de la misma. 
 
 
SI 
 
 
SI 
 
13. En sistemas diseñados para Q de 
4, en ningún entrepiso el cociente de la 
capacidad resistente a carga lateral 
entre la acción de diseño debe ser 
menor que el 85 por ciento del 
promedio de dichos cocientes para 
todos los entrepisos. En sistemas 
diseñados para Q igual o menor que 3, 
en ningún entrepiso el cociente antes 
indicado debe ser menor que 75 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 apreciablemente a 
ella. Queda excluido de este requisito 
el último entrepiso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
SI 
 
 
 
 
 
 
 
SI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
57 
 
 
10.3 Determinación del método de análisis 
 
Según las “Normas técnicas complementarias para diseño por sismo, en el capítulo 
7, se permite un análisis estático cuando se satisfagan los requisitos del inciso 7.1 
de este capítulo: 
 
…7.1 Requisitos para la aplicación de este método de análisis: Puede utilizarse el 
método estático de análisis para estructuras regulares, según se define el Capítulo 
5, de altura no mayor que 30 m, y estructuras irregulares de no más de 20 m de 
altura. Para edificios ubicados en zona I, los límites anteriores se amplían a 40 m y 
340 m, respectivamente. El método estático de análisis no podrá usarse para 
estructuras que pertenezcan al grupo A o que sean muy irregulares de acuerdo con 
el Capítulo 5. Tampoco podrá usarse para establecer aceleraciones de piso en 
estructuras cuyos sistemas de piso no cumplan las condiciones de diafragma rígido 
y de planta sensiblemente simétrica establecidas en el inciso 2.7.1… 
 
10.4 Determinación de las fuerzas cortantes de diseño 
 
Para calcular las fuerzas cortantes en diferentes entrepisos de una estructura, se 
supondrá un conjunto de fuerzas horizontales actuando sobre cada uno de los 
puntos donde se supongan concentradas las masas de los pisos. Cada una de estas 
fuerzas se tomará igual al peso de la masa que corresponde, multiplicado por un 
coeficiente proporcional a h, siendo h la altura de la masa en cuestión sobre la base 
de la estructura. El coeficiente se tomará de tal manera que la relación Vo/Wo sea 
igual a c/(Q'R) pero no menor que a0, donde a0 es la ordenada espectral que 
corresponde a T = 0 y c el coeficiente que se consignan en el inciso 3.1.2. De 
acuerdo con este requisito, la fuerza lateral que actúa en el i-ésimo nivel, Fi, resulta: 
 
 
Donde: 
Wi es el peso de la i-ésima masa 
hi la altura de la i-ésima masa sobre el desplante 
Q' el factor de reducción por comportamiento sísmico definido en la 
sección 3.4. 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
58 
 
Para estimar las fuerzas laterales con la ecuación 7.2.1, el valor de Q' debe 
evaluarse con la ecuación 3.4.1 para el caso en que T este comprendido en 
el intervalo que va de Ta a Tb. El coeficiente c se obtendrá del SASID. 
 Las sumas deben llevarse a cabo sobre todos los niveles del sistema 
estructural. 
 
10.4.1 Valores SASID 
 
Introducimos las coordenadas de nuestro proyecto al programa para obtener las 
propiedades generales. 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
59 
 
 
 
 
 
10.4.2 Efectos de torsión 
 
La excentricidad torsional es, calculada en cada entrepiso, debe tomarse como la 
distancia entre el centro de torsión del nivel correspondiente y la línea de acción de 
la fuerza lateral que actual en él. Para el método estático o el dinámico modal 
espectral, el momento torsionante debe tomarse por lo menos igual a la fuerza 
lateral que actúa en el nivel multiplicada por la excentricidad que para cada 
elemento vertical sismo-resistente resulte más desfavorable de las siguientes: 
 
𝑒𝑠 = 1.5𝑒𝑠 + 𝑒𝑎 
𝑒𝑠 = 𝑒𝑠 − 𝑒𝑎 
𝑒𝑠 = 𝑒𝑠 − 1.5𝑏 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
60 
 
 
10.5 Cálculo de fuerzas sísmicas y momentos torsionantes 
 
Primero deberemos determinar el peso total (W Total) de cada entrepiso. 
 
a) Azotea 
W EN TECHUMBRE (Dividiremos en 2 cubiertas) 
A L C.M C.V W 
20 47 0.02737 0.04 63.3278 
A L C.M C.V W 
10 47 0.02737 0.04 31.6639 
 W TOTAL 94.9917 
 
TRABES (CE15X40) 
Pza M W(ml) W Total 
20 10 0.05976 11.952 
5 7 0.05976 2.0916 
 
COLUMNAS (CE12X25) 
Pza M W(ml) W Total 
24 6.5 0.03722 5.80632 
 
WTOTAL EN AZOTEA 114.84162 
 
 
b) Entrepiso 
W EN ENTREPISO (Losacero) 
A L C.M C.V W 
30 47 0.5575 0.35 1279.575 
 
TRABES 
W (27X102) 
Pza M W(ml) W Total 
18 10 0.1519 27.342 
16 10 0.1519 24.304 
4 7 0.1519 4.2532 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
61 
 
W (12X14) 
Pza M W(ml) W Total 
54 10 0.0211 11.394 
3 5 0.0211 0.3165 
W (18X97) 
Pza M W(ml) W Total 
12 10 0.1443 17.316 
3 7 0.1443 3.0303 
 
COLUMNAS (CE12X25) 
Pza M W(ml) W Total 
24 5 0.03722 4.4664 
 
W TOTAL EN P.B 1371.9974 
 
10.5.1 Análisis Estático 
 
Una vez calculado el peso total de cada edificio procederemos a utilizar la 
tabla de cálculo de momentos y torsionantes en X y Z. 
 
NIVEL HI WI WI*HI FI VI MTX MTZ 
FI 
Nodo 
MTX 
Nodo 
Mtz 
Nodo 
2 13.3 114.84 1527.39 47.92 47.92 225.25 143.77 5.99 28.16 17.97 
1 5 1372.00 6859.99 215.25 263.17 1011.65 645.74 26.91 126.46 80.72 
SUMATORIA 1486.83902 8387.38055 263.170507 
 
X Z 
30 47 
 
Después procederemos a colocar las fuerzas obtenidas para Fx, Fz, Mtx y 
Mtz a nuestro modelo en Staad. 
 
 
 
 
 
N° Columnas que 
resisten las fuerzas 
horizontales 
24 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
62 
 
 
10.6 Diseño por sismo estático modelo STAAD. Pro. 
 
a) Creación de un nodo maestro al cual le aplicaremos las fuerzas
 
 
b) Sismo en X 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
63 
 
 
 
c) Momento torsionante en X1 
 
 
d) Momento torsionante en X2 
 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
64 
 
 
 
e) Momento torsionante en Z1 
 
 
 
f) Momento torsionante en Z2 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
65 
 
 
11. Combinaciones de carga 
 
Una vez resuelto todo lo anterior (análisis sísmico, el diseño por viento, análisis 
estático) cargaremos las 32 combinaciones respectivas para el análisis final de 
nuestra estructura, para así poder revisar que
los desplazamientos sean los 
permisibles de acuerdo al RCDF 2017. 
 
11.1 Combinaciones de acciones para diseño por viento 
 
11.1.1 Para análisis por estados límite de servicio. 
1. CM 
2. CV 
3. CVA 
4. CVM 
5. VX1 
6. VX2 
7. VZ1 
8. VZ2 
9. 1.0 CM + 1.0 CVM 
10. 1.0 CM + 1.0 CVA + 1.0 VX1 
11. 1.0 CM + 1.0 CVA + 1.0 VX2 
12. 1.0 CM + 1.0 CVA + 1.0 VZ1 
13. 1.0 CM + 1.0 CVA + 1.0 VZ2 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
66 
 
11.1.2 Para diseño por estados límite de falla. 
1. CM 
2. CV 
3. CVA 
4. CVM 
5. VX1 
6. VX2 
7. VZ1 
8. VZ2 
9. 1.5 CM + 1.7 CVM 
10. 1.1 CM + 1.1 CVA + 1.1 VX1 
11. 1.1 CM + 1.1 CVA + 1.1 VX2 
12. 1.1 CM + 1.1 CVA + 1.1 VZ1 
13. 1.1 CM + 1.1 CVA + 1.1 VZ2 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
67 
 
12. Análisis (estados límite de servicio) 
 
12.1 Desplazamientos 
De acuerdo al capítulo 4 sección 4.1 de las “Normas técnicas complementarias 
sobre criterios y acciones para el diseño estructural de las edificaciones” de fecha 
15 de diciembre de 2017: 
 
“4. Estados límite de servicio 
4.1 Desplazamientos 
En las edificaciones comunes sujetas a acciones permanentes o variables, la 
condición del estado límite de servicio en términos de desplazamientos se cumplirá 
si no se exceden los valores siguientes: 
a) Un desplazamiento vertical en el centro de trabes en el que se incluyen los efectos 
a largo plazo, igual al claro entre 240; además, en miembros en los cuales sus 
desplazamientos afecten a elementos no estructurales, como muros de 
mampostería, que no sean capaces de soportar desplazamientos apreciables, se 
considera como estado límite a un desplazamiento vertical, medido después de 
colocar los elementos no estructurales, igual al claro de la trabe entre 480. Para 
elementos en voladizo los límites anteriores se duplicarán. 
b) Un desplazamiento horizontal relativo entre dos niveles sucesivos de la 
estructura, igual a la altura del entrepiso dividido entre 500, para edificaciones en 
las cuales se hayan unido los elementos no estructurales capaces de sufrir daños 
bajo pequeños desplazamientos; en otros casos, el límite será igual a la altura del 
entrepiso dividido entre 250. Para diseño sísmico o por viento se observará lo 
dispuesto en las Normas correspondientes.” 
 
12.1.1 Desplazamientos horizontales 
 
Desplazamientos horizontales permisibles 
 
Δ adm = L 
 
 480 
 
 
 
Δ L/C 
< Δ adm ∴ 
 
Pasa 
Δ L/C > Δ adm ∴ Revisar 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
68 
 
Dirección X 
L Δ adm Δ adm 
(m) (m) (mm) 
10 0.02 20.83 
20 0.04 41.67 
30 0.06 62.50 
40 0.08 83.33 
47 0.10 97.92 
 
Dirección Z 
L Δ adm Δ adm 
(m) (m) (mm) 
10 0.02 20.83 
20 0.04 41.67 
30 0.06 62.50 
 
Obtenemos los siguientes valores: 
 Node L/C Horizontal Vertical Horizontal ΔL/C L Δ adm ∴ 
X mm Y mm Z mm mm m mm 
Max X 14 34 SISMO 1.1 
(CMTA+CVAC+SISX-
.3SISZ+MTX2-.3MTZ1) 
67.331 -0.07 105.407 125.076 47 97.92 REVISAR 
Min X 71 35 SISMO 1.1 (CMTA+CVAC-
SISX+.3SISZ-MTX2+.3MTZ1) 
-75.464 -0.987 -172.137 187.955 47 97.92 REVISAR 
Max Y 148 11 VTOX1 0.037 1.89 -0.013 1.891 30 62.5 PASA 
Min Y 411 16 1.5CMTA+1.7CVMX -0.442 -40.994 -0.048 40.997 25 52.085 PASA 
Max Z 85 34 SISMO 1.1 
(CMTA+CVAC+SISX-
.3SISZ+MTX2-.3MTZ1) 
0 -0.952 171.999 172.002 47 97.92 REVISAR 
Min Z 80 35 SISMO 1.1 (CMTA+CVAC-
SISX+.3SISZ-MTX2+.3MTZ1) 
0 -0.899 -172.272 172.274 47 97.92 REVISAR 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
69 
 
 
 
Revisamos los nodos mas desfavorables: debido al sismo más los momentos 
torsionantes se debe proponer un nuevo perfil para la techumbre. 
 
12.1.2 Revisión por desplazamiento 
 
Inicialmente se propuso la sección: 
- CE 12x25 FR 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
70 
 
 
Se cambian por sección: 
- CE 15X50 
 
Se revisa: 
 Node L/C Horizontal Vertical Horizontal Resultant L Δ adm ∴ 
X mm Y mm Z mm mm m mm 
Max 
X 
13 34 SISMO 1.1 (CMTA+CVAC+SISX-
.3SISZ+MTX2-.3MTZ1) 
28.85 -0.349 40.016 49.333 47 97.92 PASA 
Min X 71 35 SISMO 1.1 (CMTA+CVAC-
SISX+.3SISZ-MTX2+.3MTZ1) 
-39.149 -0.513 -66.627 77.28 47 97.92 PASA 
Max 
Y 
98 11 VTOX1 0 1.46 -0.039 1.461 47 97.92 PASA 
Min Y 411 16 1.5CMTA+1.7CVMX -0.339 -38.06 -0.044 38.061 25 52.085 PASA 
Max Z 99 34 SISMO 1.1 (CMTA+CVAC+SISX-
.3SISZ+MTX2-.3MTZ1) 
0 -0.858 66.59 66.595 47 97.92 PASA 
Min Z 80 35 SISMO 1.1 (CMTA+CVAC-
SISX+.3SISZ-MTX2+.3MTZ1) 
0 -0.581 -66.78 66.783 47 97.92 PASA 
 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
71 
 
 
12.1.3 Desplazamientos verticales 
 
Desplazamientos verticales permisibles: 
 
Δ adm = h i 
 500 
 
Δ Relativo < Δ adm ∴ Pasa 
Δ Relativo > Δ adm ∴ Revisar 
 
h Δ adm Δ adm 
(m) (m) (mm) 
13.50 0.03 27.00 
11.80 0.02 23.60 
10.00 0.02 20.00 
5.00 0.01 10.00 
0.00 0.00 0.00 
 
 
 
 
 
 
Vertical Δ adm
Y mm mm
Max X 13 34 SISMO 1.1 (CMTA+CVAC+SISX-.3SISZ+MTX2-.3MTZ1) -0.349 10 PASA
Min X 71 35 SISMO 1.1 (CMTA+CVAC-SISX+.3SISZ-MTX2+.3MTZ1) -0.513 10 PASA
Max Y 98 11 VTOX1 1.46 10 PASA
Max Z 99 34 SISMO 1.1 (CMTA+CVAC+SISX-.3SISZ+MTX2-.3MTZ1) -0.858 10 PASA
Min Z 80 35 SISMO 1.1 (CMTA+CVAC-SISX+.3SISZ-MTX2+.3MTZ1) -0.581 10 PASA
Max rX 124 16 1.5CMTA+1.7CVMX -3.445 10 PASA
Min rX 146 16 1.5CMTA+1.7CVMX -4.257 10 PASA
Max rY 191 35 SISMO 1.1 (CMTA+CVAC-SISX+.3SISZ-MTX2+.3MTZ1) -1.199 10 PASA
Min rY 80 34 SISMO 1.1 (CMTA+CVAC+SISX-.3SISZ+MTX2-.3MTZ1) -0.706 10 PASA
Max rZ 76 16 1.5CMTA+1.7CVMX -1.313 10 PASA
Min rZ 157 16 1.5CMTA+1.7CVMX -2.257 10 PASA
Max Rst 71 35 SISMO 1.1 (CMTA+CVAC-SISX+.3SISZ-MTX2+.3MTZ1) -0.513 10 PASA
∴ Node L/C
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
72 
 
 
 
12.1.4 Desplazamientos horizontales para diseño por viento 
 
De acuerdo a la sección “7. Desplazamientos permisibles” de las “Normas técnicas 
complementarias para diseño por viento” de fecha 15 de diciembre de 2017: 
“Se revisará que los desplazamientos relativos entre niveles consecutivos de 
edificios o entre secciones transversales de torres, causados por las fuerzas de 
diseño por viento, no excedan de los valores siguientes, expresados como fracción 
de la diferencia entre los niveles de piso o de las secciones transversales 
mencionadas: 
a) Cuando no existan elementos de relleno que puedan dañarse como 
consecuencia de las deformaciones angulares: 0.005; 
b) Cuando existan elementos de relleno que puedan dañarse como consecuencia 
de las deformaciones angulares: 0.002. 
En todos los casos, en el cálculo de los desplazamientos relativos se podrá deducir 
la componente debida a la flexión general del edificio o la torre que se diseñen. Los 
efectos de segundo orden podrán despreciarse cuando en todos los entrepisos o 
segmentos verticales de la estructura se cumpla la condición 
Ψ < 0.08
V
W
 (7.0.1) 
donde: 
Ψ cociente del desplazamiento relativo entre dos niveles de piso o secciones 
horizontales, dividido entre la correspondiente diferencia de elevaciones; 
V fuerza cortante en el entrepiso o segmento en estudio; y 
W suma de las cargas viva y muerta por encima de dicho entrepiso o segmento.” 
Desplazamientos horizontales para diseño por viento. 
 
ψ adm = 0.002 
 
Δ Relativo < ψ adm ∴ Pasa 
Δ Relativo > Δ adm ∴ Revisar 
 
ANÁLISIS Y DISEÑO DE INDUSTRIA ASISTIDO POR COMPUTADORA 
 
73 
 
 
 
13. Espectro Sísmico 
 
Del SASID tomamos el espectro sísmico y lo colocaremos en 
nuestro modelo de Staad Pro. 
 
Horizontal Vertical Horizontal Resultant
X mm Y mm Z mm mm rX rad rY rad
Max X 13 34 SISMO 1.1 (CMTA+CVAC+SISX-.3SISZ+MTX2-.3MTZ1) 28.85 -0.349 40.016 49.333 0.001 -0.001 0.002 PASA
Min X 71 35 SISMO 1.1 (CMTA+CVAC-SISX+.3SISZ-MTX2+.3MTZ1)