Ingeniería Sismo Resistente - Trabajo Grupal 1

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Ingeniería Sismo Resistente 
Ciclo 2017-1 Modulo A 
 DOCENTE: ING. CÉSAR RAMIREZ G. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TRABAJO GRUPAL N°2 
Raphael Espinoza……….u201424445 
David Marca………………u201319011 
Daysy Rubiños………......u201400277 
Jorge Tuero.………………u201422978 
 
UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS 
EPE - Carrera de Ingeniería Civil 
 
PROYECTO: EDIFICIO DE HOTEL EN PUNO 
 
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INTRODUCCIÓN 
 
Debido a la ubicación de nuestro país, y de la vulnerabilidad de nuestra infraestructura, es de suma 
importancia tener los conocimientos suficientes para poder realizar diseños eficientes y que permitan 
sobretodo la minimización de pérdidas humanas, como garantizar el desarrollo continuo de los servicios 
básicos evitando los efectos durante y después de un sismo. 
 
El siguiente informe tiene como objetivo, plantear los conocimientos y criterios obtenidos en clase, con el fin 
de afianzar los mismos en nuestro desarrollo profesional. 
 
Para ello en este informe se ha utilizado el modelo matemático Etabs, en el cual ingresaremos los datos y 
características propias de la estructura que vamos a desarrollar, además realizaremos los procedimientos 
efectuados en clase y los parámetros recomendados por los reglamentos pertinentes. 
 
Se realizara el Análisis Dinámico Modal ingresando los valores del Espectro de pseudo aceleraciones, 
se demostrara y analizara en este modelo, los resultados obtenidos como las irregularidades, la 
máxima deriva, el factor de reducción, las fuerzas cortantes minimizas y el factor de amplificación 
dinámica. 
 
Para finalizar, no podemos ingresar al ámbito laboral sin tener conciencia de la importancia y de la 
responsabilidad que nos es encomendada por las instituciones académicas como las profesionales 
representantes del estado, mucho menos de las personas que pondrán en nuestras manos su confianza y 
buena fe. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROYECTO: EDIFICIO DE HOTEL EN PUNO 
 
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MEMORIA DESCRIPTIVA ESTRUCTURAL DEL PROYECTO 
 
 
1.- ANTECEDENTES 
 
La presente memoria descriptiva se refiere al proyecto estructural ubicado en el departamento de Puno. 
Se trata de una edificación nueva de siete niveles, el uso de la edificación es de hotel, la altura del primer 
piso es de 3.50 m y para los pisos superiores será de 3.00 m, el sistema propuesto consta de placas, 
columnas, vigas, losa maciza de h=0.25 m. que se comporta como diafragmas rígidos. El área del proyecto 
consta de 325.00 m2 por piso, haciendo un total de 2278.5 m2 por los siete niveles. 
 
Las características estructurales del proyecto han sido planteadas respetando las normas correspondientes 
(E.0.30) y usando los criterios aprendidos en clase. La edificación analizada en concordancia con el 
Reglamento Nacional de Edificaciones vigente. 
 
Para el diseño de acuerdo a la zonificación sísmica del Perú y debido a que el proyecto se encuentra en 
el Departamento de PUNO, dividido entre las zonas 2 Y 3, tomamos el valor más desfavorable el cual es 
la ZONA 3 a fin de darle mayor confiabilidad a nuestros cálculos, para el dimensionamiento de elementos 
estructurales se han tenido en cuenta el área tributaria, la consideración de carga muerta, carga viva y 
fuerzas sísmicas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1 Vista en planta de Losa 
 
 
PROYECTO: EDIFICIO DE HOTEL EN PUNO 
 
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Descripción de elementos estructurales a considerar en el diseño: 
 
Placas: 
 
Las placas o también llamados muros de corte, tienen la función de recibir y transportar las cargas de la 
edificación hacia la cimentación, tienen una mayor dimensión respecto a las otras, brindan a la estructura 
mayor rigidez y resistencia ante los movimientos laterales. 
 
Sin embargo, las fallas más frecuentes se presentan cuando experimentan fuerzas perpendiculares a su 
mayor longitud. 
 
Columnas: 
 
Son estructuras apoyadas verticalmente, cuya función es la de soportar cargas o el peso de otras partes de 
la estructura. Los principales esfuerzos que soporta son de compresión y pandeo. Las columnas por lo 
general suelen ser de forma geométrica regular o cuadrada y con poca frecuencia circular. 
 
Elementos Horizontales: 
 
Vigas: 
 
Son elementos unidimensionales debido a que tienen una dimensión bastante mayor respecto a las otras, 
estas dimensiones cambian de forma en función del esfuerzo que soporta. Estos elementos están sometidos 
a esfuerzos de flexión. 
 
Losas Macizas: 
 
Las losas macizas son estructuras de concreto y acero, estas tienen la capacidad de soportar más cargas 
que las aligeradas y aportan mayor rigidez a la estructura para atender las necesidades sísmicas de la 
edificación, también se usan cuando las luces del paño son regularmente amplias ya que al poseer los aceros 
de refuerzo en dos direcciones distribuyen las cargas uniformemente a las vigas de apoyo. 
 
2.- NORMAS 
 
El presente diseño se está considerado las normas vigentes y criterios de normas internacionales. 
ACI-318-02 Building Code Requirements for Structural Concrete, American Concrete Institute. 
ASTM Applicable Standards for the Various Construction Materials Specified in this Criteria 
– American Society for Testing and Materials. 
AISC Manual of Steel Construction, Allowable Stress Design, Ninth Edition, American 
Institute of Steel Construction, Inc. 
AWS-D1.1 Structural Welding Code-Steel, American Welding Society. 
RNC Reglamento Nacional de Edificaciones: 
 
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E.020 Cargas 
E.030 Diseño Sismo-resistente. 
E.050 Suelos y Cimentaciones; 
 E.060 Concreto armado 
E.090. Estructuras Metálicas. 
UBC–1994 Uniform Building Code – International Conference of Buiding Officials. 
 
Para el desarrollo del diseño estructural se usó el software ETABS 2016, usando los criterios estudiados en 
clase y las normas técnicas pertinentes. 
 
3.0.- CONSIDERACIONES GENERALES 
 
3.1.- ESPECIFICACIONES DE MATERIALES 
 
La calidad de los Materiales se eligió de acuerdo al requerimiento mínimo del Reglamento Nacional de 
Edificaciones. 
Los pesos Específicos considerados par el Análisis Según al RNE E.020 cargas, son: 
 
Concreto Armado: 
 Zapatas : f’c = 280 Kg. /cm2 
 Columnas y Escaleras : f’c = 280 Kg. /cm2 
 Losa Maciza : f’c = 280Kg. /cm2 
 Vigas : f’c = 280Kg. /cm2 
 
 Peso Unitario: Yc=: 2400 Kg. /m3 
 Resistencia a la Compresión: f’c= 280 kgf/cm2 
 Módulo de elasticidad: E= 234787.13 Kgf/cm2 
 Módulo de Poisson: uc: 0.20 
 
 
 Acero de Refuerzo: 
 
 Peso Unitario: Ya=7850 Kg/m3 
 Resistencia a la Compresión: f’y= 4200 kg/cm2 - grado 60 
 Módulo de elasticidad: E= 2E+06 Kgf/cm2 
 
 
 
 
 
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Consideraciones de Irregularidad: 
 
 Es un sistema estructural continuo con pisos típicos por lo tanto es Regular. 
 No existe cambio de dirección o desalineamiento en los elementos estructurales por lo tanto es 
Regular. 
 Tampoco hay discontinuidad en los sistemas resistentes entonces no existe discontinuidad extrema, 
por lo tanto es regular. 
 
3.2.- CARGAS DE DISEÑO 
 
Se aplicaron las siguientes cargas para el diseño estructural: 
 
Carga Muerta: 
Incluye el peso propio de muros, techos y todas las cargas permanentes de equipos y materiales. 
 
 Losa Maciza : 600 Kg. /m2 
 Piso terminado : 100 Kg. /m2 
 
Carga Viva: 
Incluye las sobrecargas que van a ser aplicadas a las estructuras; estas sobrecargas se han indicado 
en los planos respectivos. 
 
Hotel : 200kg/m2 
Tabique móvil : 50kg/m2 
 
Carga de Sismo:Las previsiones de cargas sísmicas se ha han hecho considerando la zonificación 4 del RNC-E.030 
vigente desde el año 2016. 
 
Los cuales han sido introducidos y procesados por el modelo matemático ETABS. 
 
 
 
 
 
 
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3.3.- PREDISIONAMIENTO 
 
Fig. 2 Distribución de áreas tributarias en elementos estructurales. 
 
Tipo de columna 
Área 
tributaria 
Área 
columna 
b h Lado Usar 
Ac1 
columna central 
 
52.50 4,000.00 65.00 61.54 43.75 C65X65 
Ac2 
columna esquinera 
 
22.75 1,733.33 40.00 43.33 43.75 C65X65 
Ac3 
columna lateral 
 
15.75 1,200.00 40.00 30.00 43.75 C65X65 
 
Tabla 1. Pre dimensionamiento de elementos estructurales. 
 
Columnas: 0.65 x 0.65 m. 
L. viga Max: 0.40 x 0.90 m. 
L. común: 0.40 x 0.80 m. 
Placa: 0.15 m. 
Losa maciza: 0.25 m. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4.0 ANALISIS SISMICO DINAMICO 
 
 
4.1. Parámetros Sísmicos 
El análisis sísmico se desarrolló de acuerdo a las indicaciones de la Norma Peruana de Diseño Sismo 
resistente E.030. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 2. Referencias a la Norma Técnica E0.30 
 
Dónde: 
Z: Factor de zona. 
U: Factor de Uso o de importancia. 
S: Factor del suelo. 
C: Coeficiente de amplificación sísmico. 
R: Coeficiente de reducción de solicitaciones sísmicas. 
 
 
Para nuestro caso: 
 
Z = 0.35 Por ser zona 3 de acuerdo al reglamento. 
U = 1.00 Edificaciones Comunes. 
S = 1.20 Por ser considerado suelo tipo S3 - Tp(s) = 1.00 y TL=1.60 
Rx= 6 Sistema Muros estructurales. 
Ry= 6 Sistema Muros estructurales. 
C = 2.50 Coeficiente de Amplificación Sísmica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4.2. VISTAS DEL MODELO MATEMATICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 3 VISTA EN PLANTA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4 ELEVACION FRONTAL 
 
 
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Fig. 5 VISTA ISOMETRICA FRONTAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4.3. PERIODOS FUNDAMENTALES. 
 
Los periodos fundamentales de una estructura en la dirección de análisis es el periodo que corresponde al 
primer modo fundamental de vibración libre, dicho periodo es una característica dinámica propia de la 
estructura. 
Describe el tiempo de aquellos desplazamientos en las direcciones más importantes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 3. Periodos Fundamentales 
 
4.4. PESO SISMICO DEL EDIFICIO. 
 
Se ha determinado el peso sísmico, para ello se realizó el metrado de cargas, con ayuda del programa Etabs. 
Tabla 4 Cargas – cálculo del peso Sísmico del Modelo Etabs. 
 
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4.5. CALCULO DEL ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES. 
 
Para este cálculo se tomó las siguientes consideraciones. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 5. Valores para el cálculo del espectro de pseudo aceleraciones. 
 
Se calculó con el siguiente intervalo. 0.08 s. y g=9.81 (Aceleración de la gravedad). 
 
𝑆𝑎 =
𝑍. 𝑈. 𝐶. 𝑆
𝑅
 . 𝑔 
 
 
 
 
Tabla 6. Puntos de inflexión de la curva de 
pseudo aceleraciones. 
 
 
 
 
 
Tabla 7. Corrida para la determinación del grafico de Pseudo aceleraciones. 
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Fig. 6. Grafico del espectro de pseudo aceleraciones en modelo Etabs. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 7. Grafico del espectro de pseudo aceleraciones en Excel. 
 
 
 
 
 
 
 
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5.0. RESULTADOS DEL ANALISIS. 
 
5.1. VERIFICACION DE DERIVAS Y DESPLAZAMIENTOS. 
 
 
SISMO EN DIRECCIÓN X R= 6 
 Elástico Inelástico 
Nivel Sismo Drift 0.75R*Drift Norma 
Story7 SISMOESTX 0.000250 0.00113 0.007 Cumple 
Story6 SISMOESTX 0.000274 0.00123 0.007 Cumple 
Story5 SISMOESTX 0.000284 0.00128 0.007 Cumple 
Story4 SISMOESTX 0.000279 0.00126 0.007 Cumple 
Story3 SISMOESTX 0.000257 0.00116 0.007 Cumple 
Story2 SISMOESTX 0.000215 0.00097 0.007 Cumple 
Story1 SISMOESTX 0.000137 0.00062 0.007 Cumple 
 
SISMO EN DIRECCIÓN Y R= 6 
 Elástico Inelástico 
Nivel Sismo Drift 0.75R*Drift Norma 
Story7 SISMOESTY 0.000336 0.00151 0.007 Cumple 
Story6 SISMOESTY 0.000368 0.00166 0.007 Cumple 
Story5 SISMOESTY 0.000381 0.00171 0.007 Cumple 
Story4 SISMOESTY 0.000374 0.00168 0.007 Cumple 
Story3 SISMOESTY 0.000343 0.00154 0.007 Cumple 
Story2 SISMOESTY 0.000286 0.00129 0.007 Cumple 
Story1 SISMOESTY 0.000172 0.00077 0.007 Cumple 
 
Tabla 8. Desplazamientos por análisis dinámico modal – desplazamientos laterales 
 
 
Según los resultados podemos concluir que se cumple con lo establecido con la norma E.030 ya que no 
supera el valor máximo (0.007) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 9. Referencia de Limites para la distorsión entre pisos, NT. E0.30 
 
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5.2. VERIFICACION DE IRREGULARIDADES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 10. Verificación por irregularidad Torsional. 
 
Los resultados arrojaron que se cumple con lo indicado en la norma en la verificación por irregularidad 
torsional en X, Y ya que no supera el 50% del desplazamiento permisible indicado en la tabla 11 del E0.30. 
 
 
5.3. VERIFICACION DEL FACTOR R. 
 
Los resultados obtenidos en los ítems anteriores fueron positivos, estos fueron calculados con el factor R=6 
tanto en el eje X como en el eje Y, debido a esto no es necesario modificar dicho valor. 
Como resultado el sistema de nuestro proyecto es de Muros Estructurales. 
 
 
Tabla 11. Valores tomados para el Análisis Dinámico, concluyo en Sistema de Muros Estructurales. 
 
Verificación por irregularidad torsional en X Verificación de irregularidad 
Des-CM Drift-CM 0.75R*Drift 50%Norma Nivel Δdrift-1 Δdrift-3 
0.004801 0.00023 0.00103 0.0035 Cumple Story7 
0.004113 0.00025 0.00113 0.0035 Cumple Story6 1.10 1.10 
0.003357 0.00026 0.00118 0.0035 Cumple Story5 1.04 1.08 
0.002570 0.00026 0.00117 0.0035 Cumple Story4 0.98 1.04 
0.001790 0.00024 0.00108 0.0035 Cumple Story3 0.92 0.92 
0.001069 0.00020 0.00091 0.0035 Cumple Story2 0.84 0.79 
0.000460 0.00013 0.00059 0.0035 Cumple Story1 0.64 0.55 
 
 
Verificación por irregularidad torsional en Y Verificación de irregularidad 
Des-CM Drift-CM 0.75R*Drift 50%Norma Nivel Δdrift-1 Δdrift-3 
0.005791 0.00029 0.00129 0.0035 Cumple Story7 
0.004931 0.00031 0.00140 0.0035 Cumple Story6 1.10 1.10 
0.003999 0.00032 0.00144 0.0035 Cumple Story5 1.04 1.08 
0.003038 0.00031 0.00141 0.0035 Cumple Story4 0.98 1.03 
0.002096 0.00029 0.00129 0.0035 Cumple Story3 0.92 0.92 
0.001235 0.00024 0.00107 0.0035 Cumple Story2 0.83 0.78 
0.000521 0.00015 0.00067 0.0035 Cumple Story1 0.60 0.51 
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5.4. VERIFICACION DE FUERZAS CORTANTES MINIMAS. 
 
Dirección XX Vbase 239.29 ton 
 
Dirección YY Vbase 234.42 ton 
 
VERIFICACIÓN DE FUERZAS CORTANTES EN MUROS Y COLUMNAS 
SISMO EN DIRECCIÓN X-X 
PX1 101.29 ton Murosx 89.76% > 70% Pertenece a un sistema de muros estructurales 
PX2 113.50 ton col 10.24% 
Col 24.50 ton 
 
SISMO EN DIRECCIÓN Y-Y 
PY1 126.37 ton Murosy 89.27% > 70% Pertenece a un sistema de muros estructurales 
PY2 82.90 ton 
Col 25.15 ton col 10.73%Tabla de Cortante Mínima en X. 
 
 
 
Tabla de Cortante Mínima en Y. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5.5. FACTOR DE AMPLIFICACION DINAMICA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6.0. CONCLUSIONES 
 
 
 
 Para que el cálculo resulte más ágil se recomienda primero, hacer un pre diseño de toda la estructura, 
para que las secciones que se introduzcan sean lo más parecido a las definitivas evitando así hacer 
diversas corridas. 
 
 En el cálculo de derivas estas cumplen con los parámetros estimados, por lo que no fue necesario 
corregir el modelo. 
 
 Los alcances planteados en esta memoria, como altura, áreas, ubicación, y parámetros como suelo 
entre otros son informaciones fundamentales para poder realizar un análisis que refleje en lo posible 
el comportamiento real y así tener la confianza de haber realizado un análisis con los criterios 
oportunos. 
 
 La respuesta dinámica de una edificación durante un sismo depende de la relación entre el período 
de vibración de las ondas sísmicas y su propio periodo de vibración. 
 
 En la medida en que los dos períodos igualen sus valores y su relación se acerque a la unidad la 
edificación entra en resonancia, aumentando significativamente las deformaciones y aceleraciones 
de la edificación y en consecuencia los esfuerzos en sus elementos estructurales por ello es de 
mucha importancia evaluar esta propiedad y evitar la probabilidad de que este efecto ocurra. 
 
 De acuerdo al pre dimensionamiento y a la ubicación de los elementos estructurales (columnas y 
placas), el cálculo del análisis dinámico dio resultados que permiten que la propuesta se mantenga. 
 
 La aceleración máxima (1.71) sucede en el primer segundo, decreciendo rápidamente después de 
él.