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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A 1 INFORME DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL EBC: LI_PCS_0100662_ INDOAMERICA_A JULIO 2014

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INFORME DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL

EBC: LI_PCS_0100662_ INDOAMERICA_A

JULIO 2014

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INDICE

1. Alcances

2. Documentación disponible

3. Descripción de la Estructura de la Edificación en Estado Actual

4. Descripción de la Propuesta de Reforzamiento

5. Características Geotécnicas de la Zona

6. Descripción de la Estructura y Equipos a instalarse

7. Normatividad y Especificaciones Aplicables

8. Criterio Para el Reforzamiento Estructural

Criterio de rigidez.

Criterio de resistencia.

Hipótesis para la evaluación.

9. Hipótesis Adoptadas para la evaluación.

10. Propiedades de los Materiales

11. Consideraciones de carga

Peso propio

Carga Muerta adicional

Cargas Vivas

Cargas Sísmica

12. Procedimiento de Evaluación

Elaboración del Modelo estructural

Análisis Estático

Análisis Modal

Análisis Dinámico

Análisis de Desplazamientos

Verificación de Esfuerzos

13. Resultados del Análisis de la Estructura Reforzada

Resultados del Análisis Modal de la Estructura

Verificación de la Cortante Máxima.

Desplazamientos y Distorsiones.

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14. Verificación por resistencia de los elementos estructurales

Combinaciones de Carga Empleadas.

Verificación de Vigas Existentes.

o Descripción de los Elementos

o Cuantía Mínima

o Criterios de Análisis por Flexión

o Verificación de la capacidad resistente de la sección para requerimientos de Flexión

o Criterios de Análisis por Cortante

o Verificación de la capacidad resistente de la sección para requerimientos de Cortante

Verificación de Columnas Existentes

o Descripción de los Elementos

o Verificación de las Columnas más solicitadas

Verificación de Muros de Albañilería Existentes

o Descripción de los Elementos

o Verificación por Carga Axial

o Verificación por Cortante

15. Diseño de Muros de Concreto Armado

16. Diseño de Cimentación de Muros de Concreto Armado

17. Conclusiones y Recomendaciones

18. Anexo Fotógrafo

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Propietario: NEXTEL

Proyecto: EBC INDOAMERICA

Dirección: MZ A16 LT 25, Urb. Manuel Arévalo, distrito de La Esperanza, provincia

de Trujillo, departamento de La Libertad.

1. Alcances:

La finalidad del presente documento es presentar la propuesta de

Reforzamiento Estructural de la edificación ubicada en la Urb. Manuel Arévalo

Mz A16 LT 25, distrito de La Esperanza, provincia de Trujillo, departamento de

La Libertad.

No forma parte de los alcances de la evaluación, el análisis de la subestructura

(cimentación), así como tampoco la realización de ensayos destructivos y no

destructivos para determinar las propiedades mecánicas de los materiales, la

auscultación o escaneo del acero de refuerzo de los elementos de concreto

armado, así como del picado, escarificado o retiro de recubrimiento de los

mismos.

2. Documentación disponible:

No se ha tenido acceso a planos estructurales ni de ninguna otra especialidad.

La evaluación ha sido desarrollada tomando en cuenta únicamente la

información recabada en la visita de inspección.

3. Descripción de la Estructura de la Edificación en Estado Actual:

La estructura a evaluar consta de 03 niveles más azotea, con una altura total

de 9.00m. En planta se tiene un frente de 6.12m y una profundidad de 20.00m,

lo que hace un área total de 122.40m2 por nivel (sin tomar en cuenta los

aleros existentes).

La dirección longitudinal (dirección mayor en planta, que en este caso es

ortogonal a la fachada), será denominada en el modelo estructural como

dirección Y-Y. Esta dirección se cuenta con 03 eje principales, de los cuales

los ejes laterales están definidos por muros de albañilería de 13cm de

espesor, que se presumen están construidos con unidades solidas tipo KK

artesanal. Se presume además que la albañilería esta acoplada a las

columnas y a las vigas de concreto armado. Se ha asumido que las vigas

soleras son del ancho de las columnas y de peralte igual al espesor de la losa

de techo (25cmx20cm).

El eje central está definido por un pórtico de concreto armado de 07 tramos en

todos los niveles. La viga continua de este pórtico tiene sección transversal

25cmx20cm.

La dirección transversal (dirección menor en planta, que en este caso es

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paralela a la fachada), será denominada en el modelo estructural como

dirección X-X. Esta dirección, cuenta con 07 ejes principales definidos por

pórticos de concreto armado con dos tramos, cada uno, y vigas de sección

transversal 25cmx30cm. Los ejes 01, 03, 04 y 05 (numerados a partir de la

parte posterior) cuentan con un paño de albañilería acoplada al pórtico de

concreto armado.

La disposición de los muros y pórticos existentes, así como las secciones

transversales de las vigas y columnas existentes se pueden observar en las

figuras del modelo estructural.

Las losas de entrepiso y techo son del tipo aligerado unidireccional con un

espesor de 20cm. Se ha supuesto que las viguetas se encuentran orientadas

en la dirección longitudinal. Todas las columnas tienen sección transversal

25cmx30cm.

La estructura se considera regular tanto planta como en elevación, de acuerdo

a lo establecido en la norma E–030.

4. Descripción de la Propuesta de Reforzamiento:

De acuerdo a la evaluación estructural desarrollada, la edificación presenta

problemas de rigidez lateral y resistencia en algunos elementos estructurales.

En el primer caso, los desplazamientos de la edificación (2do nivel dirección X-

X), superan los límites establecidos por la norma de diseño sismo-resistente.

Por otro lado, algunas vigas existentes no cuentan con la resistencia suficiente

ante solicitaciones de flexión (asumiendo una cuantía de acero mínima) y

varios muros de albañilería se agrietan por cortante, bajo la acción de un

sismo moderado.

Para limitar estos desplazamientos, se plantea la construcción de dos muros

de concreto armados de 20 cm de espesor en la dirección paralela a la

fachada (dirección X-X en el modelo estructural). Uno de ellos se ubicará en el

cuarto eje (partiendo del eje de la fachada) y se construirá en los tres niveles

existentes. La longitud de este muro será de 2.94m. Dos columnas existentes

de sección transversal 25cmx30cm, servirán de elementos de borde. El muro

de concreto en mención se ubicará en el eje 4 (del modelo estructural), entre

los ejes B y C.

El segundo muro se ubicará el quinto eje (partiendo del eje de la fachada) y se

construirá en los dos primeros niveles. En el primer nivel, la longitud de este

muro será de 2.94m. Dos columnas existentes de sección transversal

25cmx30cm, servirán de elementos de borde. En el segundo nivel el muro

sufrirá una reducción en su longitud. En total contará con una longitud de

1.84m, incluyendo una nueva columna de sección 30cmx25cm en uno de los

bordes. Esta columna y la columna existente, ubicada en el otro extremo,

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servirán de elementos de borde. La nueva columna mencionada será

construida desde el 1er nivel.

La construcción de estos muros de concreto armado permitirá reducir la

cortante sísmica en los muros de albañilería en la dirección y X-X. También ha

permito reducir las solicitaciones de flexión de las vigas en esa dirección. Se

ha optado por construir dos placas, en lugar de una, con la finalidad de evitar

que un solo muro asuma demasiada cortante sísmica.

Ubicación de muros de concreto armado como elementos de refuerzo (1er y 2do Nivel)

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Ubicación de muro de concreto armado como elemento de refuerzo (3er Nivel)

5. Características Geotécnicas de la zona:

No se cuenta con información de las características geotécnicas de la zona

donde se emplaza la edificación. Para la determinación de las fuerzas

sísmicas se ha considerado un suelo intermedio con periodo Ts=0.6 seg.

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6. Descripción de las Estructuras y Equipos a Instalarse:

La estación, a implementar, se ubicará en la azotea de la edificación. Ésta

constará de un mástil de 9mts de altura y 02 equipos de telecomunicaciones:

un minishelter (820mmx900mmx2030mm) de 800kg y un banco de baterías

(650mmx650mmx1000mm) de 350kg. Los equipos se soportarán mediante un

entramado de vigas metálicas apoyadas sobre cuatro columnas del edificio.

De forma similar, el mástil también se emplazará directamente sobre una

columna del edificio.

La estación estará cercada por paredes de drywall, fijadas a un sardinel de

concreto armado. Todo el peso del cerramiento lateral se soporta en 04 vigas

de la estructura.

7. Normatividad Y Especificaciones Aplicables:

Normas nacionales:

- Norma Técnica de Edificación E-020 "Cargas" – RNE

- Norma Técnica de Edificación E-030 “Diseño Sismo Resistente" – RNE

- Norma Técnica de Edificación E-050 “Suelos y Cimentaciones" – RNE

- Norma Técnica de Edificación E-060 “Concreto Armado” – RNE

- Norma Técnica de Edificación E-070 “Albañilería” – RNE

Otras Especificaciones:

- ACI-318S-05: Requisitos de Reglamento Para Concreto Estructural

(Versión en Español y en Sistema Métrico).

- ACI-318S-08: Requisitos de Reglamento Para Concreto Estructural

(Versión en Español y en Sistema Métrico).

- ASCE/SEI 7-10: Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures

8. Criterios Para el Reforzamiento Estructural

Para determinar el comportamiento de la estructura sometida a cargas

gravitatorias (cargas muerta y viva) y cargas sísmicas, se empelaran dos

criterios: El criterio de rigidez y el criterio de resistencia.

- Criterio de Rigidez: La rigidez viene a ser la capacidad de la estructura a

oponerse a ser deformada. Deformaciones importantes involucran daño a

elementos estructurales y no estructurales (elementos divisorios,

instalaciones eléctricas y mecánicas, muebles, etc.) de la edificación. El

procedimiento consiste en determinar los máximos desplazamientos

laterales, en cada entrepiso, debidos a cargas sísmicas y compararlas con

los límites establecidos en la norma de diseño sismo-resistente. Estos

límites son expresados como fracción de la altura de entrepiso (deriva), de

acuerdo con el material predominante de los elementos estructurales.

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Material predominante (D/he)

Concreto Armado 0.007

Albañilería 0.005

Acero Estructural 0.010

Madera 0.010

- Criterio de Resistencia: La Resistencia viene a ser la capacidad de la

estructura a no romperse. La resistencia debe distribuirse uniformemente,

es decir, se debe evitar estructuraciones que concentren esfuerzos en

pocos elementos, generando un desbalance entre el nivel de esfuerzo de

los elementos Debe buscarse, además, una estructuración con más de una

línea de resistencia y con capacidad de redistribuir las fuerzas de sismo, en

la eventualidad de falla de elementos importantes.

El criterio consistirá en determinar la capacidad nominal de los distintos

elementos estructurales para soportar las solicitaciones impuestas: flexión,

cortante, torsión y flexo-compresión. Luego, la resistencia nominal

multiplicada por el factor de reducción correspondiente, será contrastada

con los esfuerzos actuantes amplificados.

El criterio de ductilidad no será parte de la presente evaluación, debido a

que no se cuenta con la información de la cantidad exacta y disposición del

acero de refuerzo, tanto longitudinal como transversal) de los elementos de

concreto armado existentes. El criterio de estabilidad solo será verificado

para el caso de flexo-compresión en las columnas.

9. Hipótesis Adoptadas para la Evaluación

Para el análisis estructural se supondrá que los materiales son isotrópicos,

homogéneos y poseen un comportamiento lineal y elástico. También se

considera como valido el principio de superposición.

Por otro lado se asume que se cumple la teoría de pequeños

desplazamientos, por lo que las condiciones de equilibrio se presentan para el

sistema informado. También se acepta la linealidad geométrica entre

deformaciones unitarias y desplazamientos.

10. Propiedades de los Materiales

Concreto Existente

- Resistencia a la compresión f’c = 175 Kg/ cm2(asumido)

- Módulo de elasticidad = 2.0 x 105 Kg/cm2

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- Módulo de corte Gm= 83,333Kg/cm2

- Módulo de Poisson = 0.20

Concreto Nuevo

- Resistencia a la compresión f’c = 210 Kg/ cm2(asumido)

- Módulo de elasticidad = 2.2 x 105 Kg/cm2

- Módulo de corte Gm= 91,667/cm2

- Módulo de Poisson = 0.20

Acero

- Resistencia a la fluencia del acero grado 60 fy = 4200 Kg/cm2

Norma ASTM-615-96a

Albañilería

- Ladrillos artesanales King Kong.

- Resistencia a la compresión f’m = 35Kg/cm2

- Módulo de elasticidad Em= 500f’m = 17,500Kg/cm2

- Módulo de corte Gm= 0.40 Em = 7,000Kg/cm2

- Módulo de Poisson = 0.30

11. Consideraciones de Carga

Cargas por Peso Propio: Son cargas provenientes del peso de los elementos

estructurales. Es calculado automáticamente por el software empleado,

multiplicando las dimensiones de cada elemento por su peso volumétrico.

Carga Muerta Adicional: Son cargas provenientes de dispositivos de servicio,

acabados, equipos, tabiques, cielorrasos y otros elementos que forman parte de

la edificación y/o que se consideran permanentes. El peso de los equipos y

demás elementos que componen la estación proyectada han sido considerados

como carga muerta.

Cargas Vivas: Cargas que provienen de los pesos no permanentes en la

estructura, que incluyen a los ocupantes, materiales, equipos muebles y otros

elementos móviles estimados en la estructura.

Cargas Producidas por Sismo: Para definir la carga sísmica se empleará el

espectro de respuesta definido por la Norma de diseño sismorresistente E.030

cuyos parámetros, aplicado mediante un análisis dinámico. Los parámetros que

definen el espectro se especifican a continuación:

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Zonificación (Z)

La zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad

observada, las características esenciales de los movimientos sísmicos, la

atenuación de estos con la distancia y la información geotécnica obtenida de

estudios científicos.

De acuerdo a lo anterior la Norma E-0.30 de diseño sismo-resistente asigna un

factor “Z” a cada una de las 3 zonas del territorio nacional. Este factor representa

la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida

en 50 años.

Para el presente estudio, la zona en la que está ubicado el proyecto corresponde

a la zona 3 (Trujillo) y su factor de zona Z será 0.4.

- Parámetros del Suelo (S)

Para los efectos de este estudio, los perfiles de suelo se clasifican tomando en

cuenta sus propiedades mecánicas, el espesor del estrato, el periodo

fundamental de vibración y la velocidad de propagación de las ondas de corte.

Para el presente caso considerará que el perfil de suelo en la zona de

emplazamiento de la estructura en evaluación, es de tipo Intermedio S2. El

periodo del suelo, Tp, asociado con este tipo de suelo es de 0.60seg y el factor

de amplificación del suelo se considera S=1.2.

- Factor de Amplificación Sísmica (C)

Se define al factor de amplificación sísmica(C) mediante la siguiente expresión:

C = 2.5 x (Tp/T); C≤ 2.5

- Categoría de las Edificaciones(U)

Cada estructura debe ser clasificada de acuerdo a la categoría de uso de la

edificación. El uso actual dado a la edificación es el de una vivienda, por lo que

la norma establece un factor de importancia U = 1.0.

- Sistemas Estructurales(R)

Los sistemas estructurales se clasifican según los materiales usados y el

sistema de estructuración sismoresistente predominante en cada dirección.

En ambas direcciones, se usará un factor de reducción R = 6 para la

verificación de la capacidad resistente de los elementos de concreto armado y

para la verificación del agrietamiento por cortante bajo sismo moderado. Para el

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caso de la verificación de la cortante global bajo sismo severo se usará un factor

de reducción R = 3.

Resumen de Cargas

Carga Muerta:

Peso propio elementos de concreto armado = 2400Kg/m3

Peso propio muros de albañilería = 1800 Kg/m3

Peso propio piso terminado = 100 Kg/m2

Peso de tabiquería = 100 Kg/m2

Peso de parapeto en azotea (h=0.90m, e=13cm) = 160 Kg/m

Peso de pedestal de torre (0.35mx0.35mx0.35m) = 100 Kg

Peso de mástil de 9.00m (Inc. Antenas y accesorios) = 600 Kg

Peso de Minishelter = 800 kg

Peso de Banco de Baterías = 350 kg

Entramado de vigas metálicas = 400 kg

Paneles de plancha de ¼” de espesor = 113 kg

Peso de las paredes de Drywall = 20 Kg/m2

Peso de Sardinel para drywall = 54 Kg/m

Peso de paredes de polimero = 6 Kg/m2

Carga Viva:

Sobrecarga en piso típico = 200 Kg/m2

Sobrecarga en azotea = 100 Kg/m2

Cargas de Sismo:

Espectro de Respuesta – E030

Dónde:

Z = 0.40 (Zona 3–Trujillo)

U = 1.00 (Categoría C: Edificación Común)

S = 1.20 (Tp=0.6 Suelo Intermedio)

R = 6; 3

g = 9.81 (aceleración de la gravedad m/s2)

C = 2.5 x (Tp / T); C≤ 2.5

ZUCSSa g

R

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Espectro de respuesta (Norma E-030).

12. Procedimiento de Evaluación

Elaboración del Modelo Estructural:

Se desarrolló un modelo estructural tridimensional empleando el programa

ETABS (versión 9.7), en el cual, se consideraron los siguientes elementos

estructurales:

- Columnas y vigas: se modelaron como elementos lineales tipo marco

(frame), con 06 gdl por nudo (03 gdl tralacionales y 03 gld rotacionales).

- Losas de entrepiso y Techo: se modelaron como elementos planos tipo

plate, con 03 gdl por nudo (01 gdl traslacional y 02 gld rotacionales), que

capturan el comportamiento de flexión fuera del plano. Dado que las losas

son del tipo aligerado en una dirección, en el modelo se ha tomado en

cuenta la existencia de las nervaduras para el cálculo de un espesor

equivalente, a ser considerado en el análisis. Los ladrillos de la losa de

techo han sido considerados únicamente como carga. Para tomar en

cuenta la direccionalidad de la carga, se ha considerado ésta como

ortótropa.

- Muros de Albañilería: se modelaron como elementos planos tipo cascara

(shell), con 06 gdl por nudo (03 gdl tralacional y 03 gld rotacionales), que

capturan el comportamiento de flexión fuera del plano y el comportamiento

de membrana en el plano del elemento.

En el modelo se ha tomado en cuenta la flexibilidad de las losas en su plano.

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Los elementos no estructurales, tales como la tabiquería, han sido

considerados únicamente como cargas gravitatorias.

Los apoyos han sido considerados como empotrado (todos los gdl

restringidos).

El peso de los elementos que conforman la estación proyectada, han sido

considerados como carga muerta. El peso total de los equipos, vigas metálicas

y paneles de plancha de ¼” de espesor ha sido repartido en 04 columnas

existentes de la edificación, la cual recibirá una carga puntual de 416 kg. El

peso del mástil estimado en 700 kg (incluyendo el peso del pedestal de

concreto armado), también será aplicado como carga puntual sobre una

columna existente. Finalmente, el peso total del sardinel de concreto armado y

las paredes de drywall, ha sido estimado como una carga repartida de

114kg/m aplicada sobre 04 vigas de concreto armado.

Modelo estructural-vistas en planta. (1er y 2do Nivel).

Ubicación de

nuevos muros de

concreto armado

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Modelo Estructural- Elevaciones de los Ejes 4 y 5

Modelo estructural en 3D

Análisis Estático:

Para los estados de carga muerta y viva, se analizará la estructura

considerando que estas se aplican de forma gradual, de manera que se

puedan despreciar los efectos inerciales. El procedimiento consiste en

determinar las matrices de rigidez de los elementos estructurales, asumiendo

un campo de desplazamientos, para luego ensamblar una matriz de rigidez

global de toda la estructura. El siguiente paso es aplicar las condiciones de

borde (condiciones de apoyo y otros constrains), para finalmente proceder a

resolver el conjunto de ecuaciones lineales cuyo resultado nos proporcionará

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el vector de desplazamientos en los nudos de los elementos. El Paso final es

determinar los esfuerzos internos en los elementos estructurales.

Análisis Modal:

El análisis modal nos servir a para determinar las formas de vibrar de la estructura,

que nos serán útiles en dos aspectos:

- Nos permitirá entender el comportamiento dinámico de la estructura en

evaluación.

- Los modos de vibrar de la estructura se pueden utilizar como base para la

superposición modal en casos de análisis de respuesta espectral o en casos

de análisis tiempo-historia.

Existen dos tipos de análisis modal: Análisis por auto-vectores y Análisis por

vectores Ritz. En el presente caso utilizaremos los auto-vectores.

Para realizar el análisis modal definiremos la masa de la Estructura considerando el

100% de la carga muerta y el 25% de la carga viva, por tratarse de una edificación

común tipo C (ver norma E-030 de diseño sismo-resistente)

Análisis Dinámico:

En la presente evaluación se aplicará un análisis de espectro de respuesta

utilizando superposición modal. Los modos y las frecuencias de vibración, serán

determinado mediante un análisis por auto-vectores.

La curva de respuestas espectral (pseudo-aceleraciones vs periodos)

será definida utilizando las consideraciones de la Norma E-030 de diseño sismo-

resistente. El ratio de amortiguamiento será de 0.05. El procedimiento de

combinación modal será la técnica de combinación cuadrática completa (CQC) y

la combinación direccional será el método SRSS (razi cuadrada de la suma de

los cuadrados)

Hay que tener en cuenta que la Norma E-030 señala que, en cada

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dirección, se considerarán aquellos modos de vibración cuya suma de

masas efectivas sea por lo menos el 90% de la masa de la estructura, pero

deberá tomarse en cuenta por lo menos los tres primeros modos

predominantes en la dirección de análisis.

Análisis de Desplazamientos:

Se refiere al máximo desplazamiento relativo de entrepiso, calculado según un

análisis lineal elástico con las solicitaciones sísmicas.

13. Resultados del análisis de la Estructura Reforzada

Resultados del Análisis Modal de la Estructura:

En la tabla se muestran los resultados de los periodos de vibración con su

porcentaje de masa participante, que indicará la importancia de cada modo en

su respectiva dirección.

Mode Period UX UY SumUX SumUY

1 0.213967 25.5758 0.1363 25.5758 0.1363

2 0.199817 42.6159 0.0239 68.1917 0.1602

3 0.143872 0.0114 81.8543 68.2031 82.0145

4 0.086206 7.8432 0.2206 76.0463 82.2351

5 0.067745 7.8198 0.015 83.8661 82.2501

6 0.060264 6.3933 0.108 90.2594 82.3582

7 0.054846 0.2233 0.008 90.4826 82.3662

8 0.053182 0 0.0717 90.4827 82.4379

9 0.052974 0.2059 0.0007 90.6886 82.4386

10 0.052742 0.015 8.9698 90.7035 91.4084

2do MODO DE VIBRACION (predominante en la dirección X, T=0.20 s.)

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3er MODO DE VIBRACION (predominante en la dirección Y, T=0.14 s.)

Calculo de la cortante en la base del edificio:

Empleando las expresiones de la Norma E030 para el análisis sísmico estático,

se tiene:

Modulo Z U C S R ZUCS/R P (t) .80*Vxx)/.80*Vyy

X-X 0.4 1 2.50 1.2 6 0.20 450.91 72.15

Y-Y 0.4 1 2.50 1.2 3 0.40 450.91 144.29

Cortante Dinámico

Dir X-X 57.06 Cortante Dinámico

Dir Y-Y 145.10

Del análisis dinámico se obtiene que el cortante, en la base, en la dirección transversal (dirección X-X) es menor al 80% del cortante estático. Por lo tanto es necesario incrementar el cortante para cumplir el mínimo señalado por reglamento. El factor de escala será de 1.26. Del análisis dinámico se obtiene que el cortante, en la base, en la dirección

longitudinal (dirección Y-Y) es mayor al 80% del cortante estático. Por lo tanto no

es necesario incrementar el cortante para cumplir el mínimo señalado por

reglamento.

Desplazamiento y Distorsiones

Los desplazamientos y distorsiones, en la estructura reforzada, han sido

obtenidos a través del análisis dinámico realizado con el programa ETABS

Versión 9.7

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Story Item Load DriftX DriftY 0.75R x DriftX

0.75R x DriftY

STORY3 Max Drift X SXR6 0.00061 0.002745

STORY3 Max Drift Y SXR6 0.000078 0.000351

STORY3 Max Drift X SYR3 0.000161 0.00036225

STORY3 Max Drift Y SYR3 0.000277 0.00062325

STORY2 Max Drift X SXR6 0.000439 0.0019755

STORY2 Max Drift Y SXR6 0.000079 0.0003555

STORY2 Max Drift X SYR3 0.000146 0.0003285

STORY2 Max Drift Y SYR3 0.000467 0.00105075

STORY1 Max Drift X SXR6 0.000281 0.0012645

STORY1 Max Drift Y SXR6 0.000069 0.0003105

STORY1 Max Drift X SYR3 0.000135 0.00030375

STORY1 Max Drift Y SYR3 0.000331 0.00074475

En la tabla mostrada se indican las distorsiones máximas de cada nivel. Estos

valores fueron determinados multiplicando los resultados obtenidos en el

programa de análisis por 0.75 R, conforme a lo especificado en la norma vigente

E030.

Se observa que, tanto en la dirección X-X como en la dirección Y-Y, se cumple

que las máximas derivas son inferiores a los límites establecidos por la norma de

diseño sismo-resistente.

14. Verificación por Resistencia de los Elementos Estructurales

Combinaciones de Cargas Empleadas:

Las combinaciones de cargas usadas para encontrar la envolvente de

esfuerzos, sobre los elementos de la estructura, son las siguientes:

COMBO 1 1.4 D +1.7L …………. (Linear Static)

COMBO 2 1.25 (D + L) ±SX …………. (Linear Static)

COMBO 3 1.25 (D + L) ±SY …………. (Linear Static)

COMBO 4 0.9 D ±SX …………. (Linear Static)

COMBO 5 0.9 D ±SY …………. (Linear Static)

Verificación de Vigas Existentes

a) Descripción de los Elementos:

Se verificarán todas las vigas existentes en la edificación. Debido a que no se

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

20

cuenta con información del acero de refuerzo existente en ellas, se asumirán, conservadoramente, los siguientes valores (cuantía mínima):

- Para vigas de sección 25cmx30cm se considerará un acero de refuerzo de 2Ø1/2”, tanto negativo como positivo.

- Para vigas de sección 25cmx65cm se considerará un acero de refuerzo de 2Ø5/8” + 2Ø1/2”, tanto negativo como positivo.

- Para vigas de sección 25cmx60cm se considerará un acero de refuerzo de 2Ø5/8” + 2Ø1/2”, tanto negativo como positivo.

- Para vigas de sección 25cmx20cm se considerará un acero de refuerzo de 2Ø1/2”, tanto negativo como positivo.

b) Cuantía mínima: La cuantía mínima del acero de refuerzo no deberá ser menor a los siguientes valores.

c) Criterios de Análisis por Flexión

Partiendo del refuerzo existente “As”, se calculará la profundidad del bloque rectangular de compresiones en el concreto“a”, mediante la siguiente formula: Luego se procederá a calcular la profundidad del eje neutro “c”:

2

1/ / 0.85 4200 /yc a a para f kg cm

El siguiente paso será determinar la deformación unitaria neta en el acero de

refuerzo extremo “εs”, utilizando el diagrama lineal de deformaciones en la sección

transversal de la viga:

0.003 1s

d

c

Deberá verificarse si la sección es controlada por tracción, para lo que deberá

cumplirse que 0.005s

Finalmente se determinará el momento resistente de la sección transversal

/ 2n s yM A f d a

Deberá verificarse la condición de diseño u nM M

' 2

min 2

0.70 0.70 175 /0.0022

4200 /

c

y

f kg cm

f kg cm

min

140.0033

yf

'0.85

s y

c

A fa

f b

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

21

d) Verificación de la capacidad resistente de la sección para requerimientos de Flexión:

A continuación se muestran los diagramas de momento flector de las vigas existentes:

Diagrama de Envolvente de Momentos Flectores- Vigas en ejes 1 y 2.

Diagrama de Envolvente de Momentos Flectores- Vigas en ejes 3 y 4.

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

22

Diagrama de Envolvente de Momentos Flectores- Vigas en ejes 5 y 6.

Diagrama de Envolvente de Momentos Flectores- Vigas en ejes 7 y B.

La siguiente tabla contrasta, para cada viga, los momentos últimos actuantes máximos con los momentos resistentes:

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

23

e) Criterios de verificación por Cortante:

La fuerza cortante que resiste la viga, se traduce en la resistencia al cortante que proporciona el acero y el concreto: La contribución del concreto a la resistencia al cortante se determina por la siguiente expresión:

Dónde:

Si se cumple la siguiente expresión, la viga no requeriría de acero por cortante y se colocaría acero mínimo para montaje. Caso contrario, sería necesario adicionar acero de refuerzo para asumir el cortante que el concreto no puede resistir. El aporte del acero de refuerzo transversal, se determina mediante la siguiente expresión:

( )Vu Vc Vs

'0.53 c wVc f b d

: Ancho del alma de la vigawb

: Peralte de la vigad' : Resistencia a la compresión del concretocf

VuVs Vc

Vu Vc

EJE PISO SECCION Mu(-) Mu(+) φMn ≥Mu(-) φMn ≥Mu(+)

1er PISO VIGA 25X30 1.06 0.59 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

2do PISO VIGA 25X30 1.1 0.69 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

3er PISO VIGA 25X30 0.99 0.65 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

1er PISO VIGA 25X30 2.13 1.78 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

2do PISO VIGA 25X30 1.94 1.8 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

3er PISO VIGA 25X30 1.63 1.67 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

1er PISO VIGA 25X30 2.02 1.76 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

2do PISO VIGA 25X30 2.00 1.69 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

3er PISO VIGA 25X30 1.80 1.53 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

1er PISO VIGA 25X30 2.77 1.83 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

2do PISO VIGA 25X30 3.03 1.56 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

3er PISO VIGA 25X30 2.65 1.45 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

1er PISO VIGA 25X30 2.04 1.72 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

2do PISO VIGA 25X30 2.43 1.93 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

3er PISO VIGA 25X30 2.25 1.68 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

1er PISO VIGA 25X30 3.02 2.13 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

2do PISO VIGA 25X30 3.04 2.03 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

3er PISO VIGA 25X30 2.04 1.97 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

1er PISO VIGA 25X30 1.73 1.32 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

2do PISO VIGA 25X30 1.92 1.28 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

3er PISO VIGA 25X30 1.56 1.22 4.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.011 Cumple 3.653 3.287 Ok! Ok!

1er PISO VIGA 25X20 0.54 0.42 4.00 25.00 15.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.005 Cumple 2.141 1.926 Ok! Ok!

2do PISO VIGA 25X20 0.55 0.41 4.00 25.00 15.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.005 Cumple 2.141 1.926 Ok! Ok!

3er PISO VIGA 25X20 0.44 0.32 4.00 25.00 15.00 175.00 4200.00 4.518 5.3149 0.005 Cumple 2.141 1.926 Ok! Ok!

6

7

B

1

2

3

4

5

( )b cm ( )Mn tn m ( )Mn tn m 0.005s s2( )sA cm ( )d cm ( )a cm ( )c cm' 2( / )cf kg cm 2( / )yf kg cm

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

24

Dónde:

El espaciamiento del acero transversal, por cortante, se determina mediante la siguiente expresión:

Dónde:

f) Verificación de la capacidad resistente de la sección para

requerimientos de Cortante: A continuación se muestran los diagramas de fuerzas cortantes de las vigas existentes:

Diagrama de Fuerzas Cortantes - Vigas en ejes 1 y 2.

0.85 (factor de reducción por resistencia)

v yA f ds

Vs

: Acero de refuerzo por cortantevA

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

25

Diagrama de Fuerzas Cortantes - Vigas en ejes 3 y 4.

Diagrama de Fuerzas Cortantes - Vigas en ejes 5 y 6.

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

26

Diagrama de Fuerzas Cortantes - Vigas en ejes 7 y B.

La siguiente tabla determina la necesidad de las vigas de requerir acero transversal por cortante y calcula el espaciamiento de este refuerzo:

EJE PISO SECCION Vu(tn)

1er PISO VIGA 25X30 2.00 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 No se requiere estribos por cte. --- --- ---

2do PISO VIGA 25X30 2.05 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 No se requiere estribos por cte. --- --- ---

3er PISO VIGA 25X30 1.93 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 No se requiere estribos por cte. --- --- ---

1er PISO VIGA 25X30 5.07 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 1.758 1.42 81.42

2do PISO VIGA 25X30 4.75 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 1.38149 1.42 103.61

3er PISO VIGA 25X30 4.03 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 0.53443 1.42 267.83

1er PISO VIGA 25X30 5.82 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 2.640 1.42 54.21

2do PISO VIGA 25X30 5.99 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 2.840 1.42 50.39

3er PISO VIGA 25X30 4.75 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 1.381 1.42 103.61

1er PISO VIGA 25X30 6.1 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 2.970 1.42 48.20

2do PISO VIGA 25X30 5.93 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 2.770 1.42 51.68

3er PISO VIGA 25X30 4.68 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 1.299 1.42 110.18

1er PISO VIGA 25X30 5.35 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 2.087 1.42 68.57

2do PISO VIGA 25X30 5.08 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 1.770 1.42 80.88

3er PISO VIGA 25X30 4.62 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 1.229 1.42 116.51

1er PISO VIGA 25X30 6.17 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 3.052 1.42 46.90

2do PISO VIGA 25X30 5.88 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 2.711 1.42 52.80

3er PISO VIGA 25X30 4.78 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 Se requiere estribos por cte 1.417 1.42 101.03

1er PISO VIGA 25X30 3.44 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 No se requiere estribos por cte. --- --- ---

2do PISO VIGA 25X30 3.43 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 No se requiere estribos por cte. --- --- ---

3er PISO VIGA 25X30 3.01 25.00 24.00 175.00 4200.00 4.207 No se requiere estribos por cte. --- --- ---

1er PISO VIGA 25X20 1.01 25.00 15.00 175.00 4200.00 2.629 No se requiere estribos por cte. --- --- ---

2do PISO VIGA 25X20 1.31 25.00 15.00 175.00 4200.00 2.629 No se requiere estribos por cte. --- --- ---

3er PISO VIGA 25X20 0.85 25.00 15.00 175.00 4200.00 2.629 No se requiere estribos por cte. --- --- ---

6

7

B

5

1

2

3

4

( )b cm2( )vA cm( )d cm Vu Vc' 2( / )cf kg cm 2( / )yf kg cm ( )Vs tn ( )s cm( )Vc tn

Como puede observarse, es muy poco probable que las vigas existentes posean un acero de refuerzo trasversal inferior al indicado y también es poco probable que tengan un espaciamiento mayor o igual al requerido.

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

27

Verificación de Columnas Existentes

o Descripción de los Elementos:

A continuación se indican las secciones y acero de refuerzo de las columnas existentes (se ha asumido el acero de refuerzo):

- Columna 25cmx30cm Asmín= 7.50 cm2, considerar 4Ø5/8”

o Verificación de las columnas más solicitadas

- La columna más solicitada, bajo la condición de máxima carga axial se ubica en la intersección de ejes 6 y B en el primer nivel. Combo 01: Pu=46.41 tn, Mu3-3 = 0.15 tn-m, Mu2-2 = 0.11 tn-m,

- La columna más solicitada, bajo la condición de máximo momento flector M3-3, se ubica en la intersección de ejes 6 y C en el tercer nivel. Combo 01: Pu=5.82 tn, Mu3-3 = 1.72 tn-m, Mu2-2 = 0.08 tn-m.

Diagrama de fuerzas axiales y momento flector M3-3. Condición de máxima carga

axial (Columna 6-B en el 1er nivel)

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

28

Diagrama de fuerzas axiales y momento flector M3-3. (Columna 6-C en el 3er

nivel)

Diagrama de Interacción de columna

De los resultados, se estima que las columnas más solicitadas bajo condiciones de flexo-compresión cumplen con los requerimientos de resistencia, considerando una cuantía mínima de acero de refuerzo.

Combo_01: Pu=46.41tn, Mu3-3=0.15tn-m

Combo_02: Pu=5.82tn, Mu3-3=1.72tn-m

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

29

14.1. Verificación de muros de Albañilería existentes

- Descripción del Elemento

Se procederá a analizar el comportamiento de los muros confinados en los ejes X e Y. Para nuestro caso los muros están conformados por ladrillos macizos artesanales King Kong, con espesores de 13cm.

- Verificación por Carga axial.

El máximo esfuerzo axial producido por la carga de gravedad máxima de servicio, incluyendo el 100 % de sobrecarga será inferior a:

2

0.20 ' 1 0.15 '35

m m

Pm hfa Fa f f

A t

Donde:

fa: es el esfuerzo actuante sobre el muro

Fa: es el esfuerzo admisible del muro de albañilería confinada

f’m: es la resistencia de la albañilería a la compresión.

Como se observa del cuadro anterior comparando los esfuerzos, se estima que los

muros de albañilería tienen la capacidad de resistir las cargas de gravedad actuantes.

- Verificación por corte.

Se verifica la resistencia de los muros ante sismo moderado.

Dirección Muro Nivel L(m) h(m) t(m) f'm (ton/m2) Pm (Ton) Aeq(m2)(*) Pm/(L*t + Aeq ) 0.2f'm(1-(h/(35t))^2) 0.15*f'm Status

1er Nivel 2.45 2.80 0.13 350 30.59 0.857 26.020 43.491 52.50 Ok!

2do Nivel 2.45 2.70 0.13 350 21.03 0.857 17.888 45.351 52.50 Ok!

3ro Nivel 2.45 2.70 0.13 350 10.76 0.857 9.152 45.351 52.50 Ok!

1er Nivel 2.95 2.80 0.13 350 39.09 0.857 31.508 43.491 52.50 Ok!

2do Nivel 2.95 2.70 0.13 350 28.85 0.857 23.254 45.351 52.50 Ok!

1er Nivel 17.10 2.80 0.13 350 137.16 6.00 16.680 43.491 52.50 Ok!

2do Nivel 17.10 2.70 0.13 350 91.89 6.00 11.175 45.351 52.50 Ok!

3ro Nivel 17.10 2.70 0.13 350 44.75 6.00 5.442 45.351 52.50 Ok!

1er Nivel 14.30 2.80 0.13 350 123.53 5.143 17.642 43.491 52.50 Ok!

2do Nivel 14.30 2.70 0.13 350 85.41 5.143 12.198 45.351 52.50 Ok!

3ro Nivel 14.30 2.70 0.13 350 40.28 5.143 5.753 45.351 52.50 Ok!

Ejes C (entre 2 y 7)

Y

Eje 3 (entre B y C)

X

Eje 1 (entre A y B)

Ejes A (entre 1 y 7)

Dirección Muro Nivel L(m) h(m) t(m) Pg (Ton) Ve (Ton) Me (Ton-m) α Vm (Ton) 0.55Vm (Ton) Ve < 0,55Vm

1er Nivel 3.00 2.80 0.13 28.83 7.636 38.600 0.59 12.533 6.89 ≈Ok!

2do Nivel 3.00 2.70 0.13 19.9 7.006 24.570 0.86 13.084 7.20 Ok!

3ro Nivel 3.00 2.70 0.13 10.34 5.141 10.823 1.00 12.323 6.78 Ok!

1er Nivel 3.45 2.80 0.13 35.33 5.859 31.210 0.65 15.533 8.54 Ok!

2do Nivel 3.45 2.70 0.13 26.59 7.963 24.696 1.00 17.552 9.65 Ok!

1er Nivel 19.20 2.80 0.13 128.13 41.59 222.690 1.00 93.118 51.21 Ok!

2do Nivel 19.20 2.70 0.13 86.26 33.36 119.820 1.00 83.488 45.92 Ok!

3ro Nivel 19.20 2.70 0.13 42.73 17.63 39.860 1.00 73.476 40.41 Ok!

1er Nivel 16.10 2.80 0.13 114.91 31.03 197.280 1.00 79.801 43.89 Ok!

2do Nivel 16.10 2.70 0.13 79.65 25.21 106.290 1.00 71.691 39.43 Ok!

3ro Nivel 16.10 2.70 0.13 38.27 13.68 35.99 1.00 62.174 34.20 Ok!

Y

Ejes A (entre 1 y 7)

Ejes C (entre 2 y 7)

X

Eje 1 (entre A y B)

Eje 3 (entre B y C)

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

30

Se verifica que los muros no presentan agrietamiento frente a sismo moderado, tanto en la dirección Y-Y como en la dirección X-X.

Para la verificación global por sismo severo se tiene:

- Eje X-X: Piso 01: ∑Vm= 28.10 tn + 84.55tn = 112.65 tn > 57.06 tn Ok! Piso 02: ∑Vm= 30.64 tn + 68.09tn = 98.73 tn > 49.84 tn Ok! Piso 03: ∑Vm= 12.32 tn + 42.28tn = 54.60 tn > 31.45 tn Ok!

- Eje Y-Y: Piso 01: ∑Vm= 172.92 tn > 143.15 tn Ok! Piso 02: ∑Vm= 155.18 tn > 119.06 tn Ok! Piso 03: ∑Vm= 135.65 tn > 63.95 tn Ok!

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

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15. Diseño de Muro de concreto armado

Se plantea la construcción de un muro de concreto armado de 20cm de espesor en los tres niveles existentes. La longitud de este muro será de 2.94m. Dos columnas existentes de sección transversal 25cmx30cm, servirán de elementos de borde. El muro de concreto en mención se ubicará en el eje 4 (del modelo estructural – dirección X-X), entre los ejes B y C.

a) Disposición del Muro en Planta:

Ubicación en Planta de los Muros de C°A°, P1 y P2, a construirse

b) Espesores Mínimos:

El espesor del muro no deberá ser menor a los siguientes valores

t ≥ h/25=3.00/25=0.12m t ≥ 15cm

Para ambos muros se ha considerado un espesor de 20cm, por consideraciones de resistencia y proceso constructivo. Este espesor nos permitirá tener una zona confinada por estribos en los extremos del alma de la placa.

c) Disposición del acero de refuerzo: El espesor de 20cm obliga, según norma, a utilizar dos capas de acero.

P1

P2

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

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d) Diseño por flexo-compresión:

o Acero de refuerzo preliminar: En todos los muros, se considerará un acero vertical de diseño preliminar de: As= 12.90 cm2/m repartida en dos capas (Ø1/2”@0.20 por capa). Adicionalmente se considerarán zonas confinadas en los extremos que limiten con columnas existentes. Cada zona confinada tendrá una longitud preliminar de 35cm y tendrá 06 varillas Ø1/2” con estribos Ø3/8” ([email protected],[email protected], resto @0.20m.). o Verificación de la necesidad de contar con elementos de borde:

Para el muro de corte ubicado en el Eje 4:

1er nivel: ' 2 2 2

max0.2 0.2(210 / ) 42 / ( .) 51.92 /cf kg cm kg cm comp kg cm

2do nivel: ' 2 2 2

max0.2 0.2(210 / ) 42 / ( .) 34.51 /cf kg cm kg cm comp kg cm

3er nivel: ' 2 2 2

max0.2 0.2(210 / ) 42 / ( .) 17.43 /cf kg cm kg cm comp kg cm

Solo en el 1er nivel es necesario contar con elementos de borde. A continuación se determina las dimensiones de dichos elementos:

1er Nivel.

Conservadoramente, se considerará una zona de 35cm, confinada por estribos, adicional a las columnas existentes que servirán de elementos de borde. Esto se hará en los 03 niveles existentes. Para el muro de corte ubicado en el Eje 5:

1er nivel: ' 2 2 2

max0.2 0.2(210 / ) 42 / ( .) 41.26 /cf kg cm kg cm comp kg cm

2do nivel: ' 2 2 2

max0.2 0.2(210 / ) 42 / ( .) 29.14 /cf kg cm kg cm comp kg cm

En este muro no es necesario contar con elementos de borde. Sin embargo, conservadoramente, se considerará una zona de 35cm, confinada por estribos, adicional a las columnas existentes que servirán de elementos de borde. Esto se hará en los 02 niveles existentes

o Ratios de Esfuerzo en Muros de Concreto:

Para verificar la capacidad resistente de los muros de concreto armado, con el acero de refuerzo considerado, se ha empleado el módulo de diseño de muros de corte del programa Etabs V 9.7.2, el cual determina, el ratio de esfuerzos bajo solicitaciones de flexo-compresión. Para determinar los ratios de esfuerzos, el programa calcula la superficie de interacción para la sección transversal de la placa. Los ratios deben ser menores a la unidad. A continuación se muestran los

64.79 / 2 32.40 0.1 30.39 35cmmC cm C cm C l cm se usará

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

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resultados obtenidos:

Modelo en el módulo Section Designer de la Placa P1 (Eje 4 – todos los niveles)

Gráfico de Ratio de Esfuerzos en Placa P1 (Eje 4)

Story PierLbl StnLoc PierSec D/CRatio

STORY3 P1 Top P1 0.050

STORY3 P1 Bottom P1 0.116

STORY2 P1 Top P1 0.160

STORY2 P1 Bottom P1 0.300

STORY1 P1 Top P1 0.282

STORY1 P1 Bottom P1 0.489

Cuadro de Ratio de Esfuerzos en Placa P1 (Eje 4)

P1

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

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Modelo en el módulo Section Designer de la Placa P2 (Eje 5 – 1er Nivel)

Modelo en el módulo Section Designer de la Placa P2 (Eje 5 – 2do Nivel)

Gráfico de Ratio de Esfuerzos en Placa P2 (Eje 5)

Story PierLbl StnLoc PierSec D/CRatio

STORY2 P2 Top P1 0.089

STORY2 P2 Bottom P1 0.300

STORY1 P2 Top P1 0.181

STORY1 P2 Bottom P1 0.335

Cuadro de Ratio de Esfuerzos en Placa P1 (Eje 5)

P2

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

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o Diagramas de Interacción:

Con el fin de verificar los resultados obtenidos del Etabs, se construirá los diagramas de interacción de los muros de concreto armado P1 y P2. Para ello emplearemos el programa Csi-Col.

Modelo de Muro en Csi-Col – Placa P1 (Eje 4)

Diagramas de Mtos. Flectores y Fza. Axiales. Combo_02 (combinación crítica)

Placa P1 (Eje 4)

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

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Diagramas de Interacción de la sección transversal. Placa P1 (Eje 4)

Modelo de Muro en Csi-Col – Placa P2 (Eje 5- 1er Nivel)

Modelo de Muro en Csi-Col – Placa P2 (Eje 5- 2do Nivel)

1er Nivel (combo 02)

Mu=208.92tn-m, Pu=102.30tn

2do Nivel (combo

02) Mu=126.81tn-m, Pu=69.40tn

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

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Diagramas de Mtos. Flectores y Fza. Axiales. Combo_02 (combinación crítica)

Placa P2 (Eje 5)

Diagramas de Interacción de la sección transversal. Placa P2 (Eje 5 - 1er Nivel)

1er Nivel (combo 02)

Mu=166.34tn-m, Pu=92.45

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

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Diagramas de Interacción de la sección transversal. Placa P2 (Eje 5 – 2do

Nivel)

e) Diseño Por Cortante:

Determinación de Cortante última Vu: El efecto de sobre-resistencia por diseño a flexión se tomará del mayor de los siguientes cálculos:

3.44

max / (4 ) 1.83

6.00

lm m

Mu Vu m la altura de los dos primeros niveles

la altura de los dos primeros niveles m

La sobre-resistencia se considerará solo en los dos primeros niveles.

- Para el muro de corte ubicado en el Eje 4:

1er nivel: 497.00

28.48 67.75208.92

Mn tn mVu Vau tn tn

Mua tn m

2do nivel: 453.77

27.22 97.40126.81

Mn tn mVu Vau tn tn

Mua tn m

3er nivel: 28.69Vu tn

- Para el muro de corte ubicado en el Eje 5:

1er nivel: 511.99

33.80 104.40166.34

Mn tn mVu Vau tn tn

Mua tn m

2do nivel: 150.76

23.10 65.7252.99

Mn tn mVu Vau tn tn

Mua tn m

2do Nivel (combo

02) Mu=52.99tn-m, Pu=35.56tn

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

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Determinación de la Resistencia al Cortante de la Sección:

- Para el muro de corte ubicado en el Eje 4:

' 2 2

/ 9.00 / 3.44 2.62 0.17

6,880 0.17 210 / 16.95c

hm lm m m c

Vc Acw c f cm kg cm tn

min

97.40 16.95 97.64 0.0034 0.0025

0.85h h

Vn tnVs Vc tn tn

0.0034 100 20 6.80 2 / 3/ 8"@20 ( )Ash x x cm m Usar cm dos capas

212.9 /0.0065 min 0.0025

100 20

cm mv v

x

Para el muro de corte ubicado en el Eje 5 – 1er Piso:

' 2 2

/ 9.00 / 3.44 2.62 0.17

6,880 0.17 210 / 16.95c

hm lm m m c

Vc Acw c f cm kg cm tn

min

104.40 16.95 105.87 0.0037 0.0025

0.85h h

Vn tnVs Vc tn tn

0.0037 100 20 7.33 2 / 3/ 8"@20 ( )Ash x x cm m Usar cm dos capas

212.9 /0.0065 min 0.0025

100 20

cm mv v

x

Para el muro de corte ubicado en el Eje 5 – 2do Piso:

' 2 2

/ 9.00 / 3.44 2.62 0.17

4,200 0.17 210 / 10.35c

hm lm m m c

Vc Acw c f cm kg cm tn

min

65.72 10.35 66.97 0.0037 0.0025

0.85h h

Vn tnVs Vc tn tn

0.0037 100 20 7.33 2 / 3/ 8"@20 ( )Ash x x cm m Usar cm dos capas

212.9 /0.0065 min 0.0025

100 20

cm mv v

x

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f) Sección Transversal del Muros de Concreto:

Sección Transversal de Muro de concreto P1 (Eje 4 – 1er al 3er nivel))

Sección Transversal de Muro de concreto P2 (Eje 5 – 1er nivel))

Sección Transversal de Muro de concreto P2 (Eje 5 – 2do nivel))

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

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16. Diseño de Cimentación de Muros de concreto armado:

El peralte de la zapata deberá ser capaz de permitir el desarrollo del anclaje de las varillas de refuerzo longitudinal del muro de concreto armado. Para el cálculo de la longitud de desarrollo en compresión (sin gancho) de las varillas de refuerzo del pedestal se considerará un diámetro de 5/8”: Ldb = 0.08*db*fy / √f´c = 0.08*1.58*4200/√210 = 37 cm. Ldb = 0.004*db*fy = 0.004*1.90*4200 = 27 cm. El peralte total de la Zapata será 37cm más 10cm (recubrimiento de zapata más parrilla de la zapata), obteniéndose una longitud total de 47 cm, con lo cual obtenemos un peralte de zapata de 50 cm. En planta se considerarán las dimensiones 1.20mx2.15m. Con estas dimensiones se verificará la trasmisión de esfuerzos al terreno bajo cargas de servicio (solo se han considerado las reacciones por carga muerta y carga viva).

- Cimentación de Muro de concreto P1:

Modelo de la cimentación – Muro de Concreto P-1

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

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Presiones transmitidas al terreno bajo cargas en servicio– Muro de Concreto P-1

σmax= 0.89 kg/cm2 < 1.00 kg/cm2 (capacidad portante asumida)

Acero de refuerzo en la dirección X-X (Acero negativo y acero positivo)

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

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Acero de refuerzo en la dirección Y-Y (Acero negativo y acero positivo)

Asmin= 0.0018x50cmx100cm = 9.00cm2/m (una capa) Asmin= 0.0012x50cmx100cm = 6.00cm2/m (dos capas) Dirección X-X: As(-)= 1.72 cm2/m < 6.00cm2/m Usar Ø1/2”@0.20 Dirección X-X: As+)= 1.18 cm2/m < 6.00cm2/m Usar Ø1/2”@0.20 Dirección Y-Y: As(-)= 0.17 cm2/m < 6.00cm2/m Usar Ø1/2”@0.20 Dirección Y-Y: As(+)= 0.78 cm2/m < 6.00cm2/m Usar Ø1/2”@0.20

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

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- Cimentación de Muro de concreto P2:

Modelo de la cimentación – Muro de Concreto P-2

Presiones transmitidas al terreno bajo cargas en servicio– Muro de Concreto P-2

σmax= 1.003 kg/cm2 = 1.00 kg/cm2 (capacidad portante asumida)

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

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Acero de refuerzo en la dirección X-X (Acero negativo y acero positivo)

Acero de refuerzo en la dirección Y-Y (Acero negativo y acero positivo)

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

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Asmin= 0.0018x50cmx100cm = 9.00cm2/m (una capa) Asmin= 0.0012x50cmx100cm = 6.00cm2/m (dos capas) Dirección X-X: As(-)= 0.83 cm2/m < 6.00cm2/m Usar Ø1/2”@0.20 Dirección X-X: As+)= 1.43cm2/m < 6.00cm2/m Usar Ø1/2”@0.20 Dirección Y-Y: As(-)= 0.17 cm2/m < 6.00cm2/m Usar Ø1/2”@0.20 Dirección Y-Y: As(+)= 0.70 cm2/m < 6.00cm2/m Usar Ø1/2”@0.20

17. Conclusiones y Recomendaciones

Del análisis sísmico realizado a la edificación (incluyendo el planteamiento de refuerzo), ubicada en la Urb. Manuel Arévalo Mz A16 LT 25, distrito de La Esperanza, provincia de Trujillo, departamento de La Libertad, se concluye: - El desplazamiento máximo relativo en el rango inelástico, en la estructura

evaluada para un evento sísmico, alcanza un valor máximo de 0.0011 de deriva en la dirección Y-Y. Este valor es inferior a las derivas máximas permisible por la Norma E.030.

- El desplazamiento máximo relativo en el rango inelástico, en la estructura evaluada para un evento sísmico, alcanza un valor máximo de 0.0027 de deriva en la dirección X-X. Este valor es inferior a las derivas máximas permisible por la Norma E.030.

De acuerdo al análisis a los elementos estructurales, presentado en el presente documento, se concluye:

- Se estima que las columnas de la estructura que soporta las mayores

solicitaciones de flexo-compresión, cuentan con la capacidad resistente necesaria.

- Se estima que las vigas de la estructura que soporta las mayores solicitaciones de flexión, cuentan con la capacidad resistente necesaria.

- Respecto a la verificación por cortante de los muros de albañilería, se estima que éstos no presentarán agrietamiento ante sismo moderado, tanto en la dirección Y-Y como en la dirección X-X.

- Respecto a la verificación por carga axial de los muros de albañilería, se estima

que estos cumple con ésta condición tanto, en la dirección Y-Y como en la dirección X-X.

El presente informe de reforzamiento ha sido desarrollado, asumiendo valores conservadores de las propiedades mecánicas de los materiales así como de la cantidad y distribución del acero de refuerzo de los elementos de concreto armado, de acuerdo a los requerimientos establecidos por Nextel.

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

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18. Anexo Fotográfico

Vista de la Fachada

Vista de tabiquería en el segundo y tercer nivel

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Estudio Estructural – EBC INDOAMERICA_A

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Vista de viga en el primer nivel y mechas de columna en la azotea