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UNIVERSIDAD LAICA ELOY ALFARO DE
MANABI
FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANALISIS SISMICO DE ESTRUCTURAS
PROYECTO PARA EXAMEN
Docente:
Ing. Msc. Darío Páez Cornejo
Autor:
Dávila Chavarría Luis Antonio
IX SEMESTRE ¨B¨
Marzo de 2021
MANTA – ECUADOR
Índice:
- 1.- INTRODUCCION. ......................................................................................................................
- Aspectos generales...................................................................................................................
- Prediseño y cálculo ...................................................................................................................
- Propiedades de los Materiales y Norma Utilizada ....................................................................
- Hormigón armado ....................................................................................................................
- Acero de construcción (Grado 60) ............................................................................................
- Diseño Arquitectónico ..............................................................................................................
- Predimensionamiento ..............................................................................................................
- 6.1. Pre diseño de losa alivianada. ...............................................................................................
- 6.1.1. Peso de la losa h=20cm ....................................................................................................
- 6.2. Pre diseño de vigas ..............................................................................................................
- 6.2.1. Comprobación de la determinación de cargas .................................................................
- 6.2.2. Peso de la viga ..................................................................................................................
- 6.2.3. Carga Viva Variable...........................................................................................................
- 6.2.4. Carga ultima de prediseño ...............................................................................................
- 6.2.5. Cálculo de momento ........................................................................................................
- 6.2.6. Momento ultimo de prediseño ........................................................................................
- 6.2.7. Altura calculada prediseño ...............................................................................................
- 6.3. Pre diseño de columnas ......................................................................................................
- 6.3.1. Calculo del área de la columna .........................................................................................
- 6.3.2. Carga de servicio ..............................................................................................................
- MEMORIA DESCRIPTIVA: ............................................................................................................
- 1.- UBICACIÓN DEL PROYECTO. ..................................................................................................
- 2.- DESCRIPCION DEL PROYECTO ESTRUCTURAL ........................................................................
- 3.- NORMATIVA SISMICA............................................................................................................
- 4.- CARGAS DE DISEÑO ...............................................................................................................
- 4.1 CARGAS MUERTAS (PERMANENTES) ....................................................................................
- 4.2 CARGAS VIVAS (SOBRECARGAS) ...........................................................................................
- 5.- PROPIEDADES MECANICAS DE LOS MATERIALES. .................................................................
- normas del ACI 318-14. .............................................................................................................. En el programa Etabs trabajaremos con las medidas de unidades en MKS y basado en las
- ...................................................................................................................................................
- COMBINACIONES DE CARGAS ................................................................................................
- PROPIEDADES GEOMÉTRICAS DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES ....................................
- CARGAS SÍSMICAS. .................................................................................................................
- NORMA ECUATORIANA DE LA CONSTRUCCIÓN (2015) ..............................................................
- DESPLAZAMIENTOS Y DERIVAS DE PISO MÁXIMAS. ...............................................................
- 9.1 DESPLAZAMIENTOS LATERALES MÁXIMOS ..........................................................................
- DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES (ETABS)...............................................................
- Elementos elegidos para el modelo ...........................................................................................
- 10.1 Diseño de Vigas. .................................................................................................................
- 10.2. Diseño de Columnas. .........................................................................................................
- 10.3. Relación Columna Fuerte – Viga Débil...............................................................................
- 10.4. Relación de Capacidad a Corte en el Nudo. .......................................................................
- CIMENTACIÓN ......................................................................................................................
- Tabla 1: Descripción del proyecto. ............................................................................................... Índice de tablas:
- Tabla 2: Propiedades de los materiales. ........................................................................................
- Tabla 3: Acero de Construcción. ..................................................................................................
- Tabla 4: Espesores mínimos de h.
- Tabla 5: Pesos ............................................................................................................................
- Tabla 7: Elementos y Cargas. .....................................................................................................
- Tabla 8: Carga uniforme. ...........................................................................................................
- Tabla 9: Valores de factor Z. ......................................................................................................
- Figura 1 Plano del predió donde se va construir ..........................................................................
- figura 2: Vista en Planta del edificio. ...........................................................................................
- Figura 3 Vista en Elevacion ...........................................................................................................
- Figura 4 Pesos de diseño según su uso .......................................................................................
- Figura 5 Distribución de cargas trapezoidales y triangulares .....................................................
- Figura 6Momentos segun el ACI318 para los vanos de un edificio ............................................
- Figura 7Distribución de los momentos segun el ACI ..................................................................
- figura 8: Prediseño de viga. ........................................................................................................
- figura 9: área aportante, columna prediseño. ..............................................................................
- figura 10: Dimensiones de columnas ..........................................................................................
- figura 11: Datos de las propiedades de los materiales insertados en Etabs. ................................
- figura 12: Datos de las propiedades de los materiales insertados en Etabs. ................................
- figura 13: Datos ingresados en Etabs. ........................................................................................
- figura 14: Mapa para diseño sísmico. .........................................................................................
- figura 15: Espectro de respuesta. ................................................................................................
- figura 16: Cortante basal estático. .............................................................................................
- figura 17: Cortante basal dinamico. ............................................................................................
- figura 18: Comportamiento de la estructura con un periodo de 0.49 seg. ...................................
- figura 19: Comportamiento de la estructura con un periodo de 0.46 seg. ...................................
- figura 20: Desplazamientos y derivas de pisos. ..........................................................................
- figura 21: Desplazamientos laterales máximos...........................................................................
- figura 22: mosaico de diseño de vigas ........................................................................................
- figura 23: Mosaico de diseño de columnas. ................................................................................
- figura 24: Relación columna fuerte viga débil. ...........................................................................
- figura 25: Relación de capacidad a corte Enel nudo. ..................................................................
1.- INTRODUCCION.
El Sr. Danny Chavarría, es propietaria de un lote de terreno que se encuentra en la ciudad
de Portoviejo, Parroquia Simón Bolívar y en él ha proyectado la construcción de una
vivienda de tres plantas, para lo cual delega el diseño estructural del proyecto al Ing. Luis
Dávila.
La presente memoria del diseño estructural se fundamenta en los criterios y métodos de
cálculo que están regulados por la Norma Ecuatoriana de la Construcción – NEC 2015.
La consideración de los criterios y métodos son necesarios porque sirven para determinar
los diferentes tipos de carga y efectos que se producen en una estructura y se pueden
diseñar las dimensiones de los diferentes elementos estructurales.
Los resultados del diseño estructural se los representan en el plano estructural, en el cual
constan las dimensiones y detalles estructurales de cada elemento.
2. Aspectos generales
El objetivo de esta memoria es el de servir de complemento y sustento a los planos
estructurales para proporcionar una mejor compresión de todo el proyecto estructural.
4. Propiedades de los Materiales y Norma Utilizada
Hormigón armado
Para la cimentación, columna, vigas y losas alivianada
Resistencia a la compresión F’c = 210 kg/cm Peso Especifico 2400 kg/cm Módulo de Elasticidad E= 15000*f’c^0.5=217370,65 kg/cm Módulo de Poisson U=0, Tabla 2: Propiedades de los materiales.
Acero de construcción (Grado 60)
Resistencia a la Fluencia Fy= 4200 kg/cm Módulo de Elasticidad E= 2100000 kg/cm Tabla 3: Acero de Construcción.
5. Diseño Arquitectónico
Se trata de un espacio para alquiler de locales y arriendo de departamentos que se encuentra ubicada en la ciudad de Portoviejo, la estructura es de hormigón armado, cuenta con 3 pisos
6. Predimensionamiento
El pórtico será un edificio de 3 pisos, el diseño de los elementos estructurales corresponde a un
diseño elástico estático.
En el sentido “X” tenemos 1 vano de 3.90m, y uno de 3.85m, mientras que altura de primer piso
3.50m y altura de losa a losa de 3.00m en los últimos dos pisos.
En el sentido “Y” tenemos 4 vanos de loguintudes entre 4.00m, 3.55m, 2.50m, 3.85m.
figura 2: Vista en Planta del edificio.
6.1.1. Peso de la losa h=20cm
Peso propio de la losa Loseta a compresión 0,1200 T/m nervios 0,1728 T/m Alivianamiento 0,096 T/m Acabados Recubrimiento de piso 0,0 44 T/m Enlucido y masillado 0,088 T/m Paredes Peso de paredes 0,20 T/m Carga Muerta (CM) 0,720 T/m Carga Viva (CV) 0,240 T/m Tabla 5: Pesos
La carga viva según el NEC-2015 (cargas no sísmicas) para vivienda será: CV= 0,20 T/m Determinación de la carga Muerta de la losa
El modulado de los bloques será 10, 40,10cm.
Peso de nervios:
0.1𝑚 ∗ 0.2𝑚 ∗ 3.6𝑚 ∗ 2400
Peso de loseta de compresión:
1𝑚 ∗ 1𝑚 ∗ 0.05𝑚 ∗ 2400
Peso de Alivianamientos:
8 ∗ 12
Peso Propio de la losa:
Σ = 388
Carga Permanente:
Σ = 332
Cargas Vivas
Figura 4 Pesos de diseño según su uso CV=200kg/m
6.2. Pre diseño de vigas
Se asumirá unas vigas de 25x35 antes del análisis en base al criterio
del diseñador para esta estructura
6.2.1. Comprobación de la determinación de cargas
Carga permanente + peso propio de la losa
332
6.2.2. Peso de la viga
Figura 5 Distribución de cargas trapezoidales y triangulares
Utilizando la fórmula para transformar de carga trapezoidal a carga uniformemente
distribuida tenemos:
Para cargas triangulares se utiliza la siguiente formula.
𝑊𝑠 =
Para cargas trapezoidales se utiliza la siguiente formula:
2
2 )
VANO A-B
Carga trapezoidal
S=3.90m
L=4m
2
2 ) = 3.0877𝑡/𝑚
Carga Trapezoidal
S=3.55m
L=3.9m
2
2
Carga Trapezoidal
S=2.50m
L=3.9m
2
2 ) = 2.5𝑡/𝑚
Carga Trapezoidal 4
S=3.85m
L=3.9m
2
2
W Total (A-B)= 3.087+3.0776+2.5+3.0125=11.67t/m
6.2.5. Cálculo de momento
Figura 6Momentos segun el ACI318 para los vanos de un edificio
Según el código ACI los momentos flectores para el pórtico 2 quedaría de la siguiente
forma:
Figura 7Distribución de los momentos segun el ACI
6.2.6. Momento ultimo de prediseño
𝑊𝑡 ∗ 𝐿^2
11.67 ∗ 3,90^2
16 = 11.09^ 𝑇 − 𝑚
11.67 ∗ 3,90^2
14 = 12.678^ 𝑇 − 𝑚
11.67 ∗ 3,90^2
10 = 17.75^ 𝑇 − 𝑚
11.489 ∗ 3,85^2
14 = 12.16^ 𝑇 − 𝑚
11.489 ∗ 3,85^2
16 = 10.64^ 𝑇 − 𝑚
Se determina que el momento máximo es 17.75 T/m
𝑀𝑛 = 𝑅𝑢 ∗ 𝑏 ∗ 𝑑
Donde:
Mn=momento nominal
Ru: Factor de resistencia a la flexión.
6.3. Pre diseño de columnas
figura 9: área aportante, columna prediseño.
6.3.1. Calculo del área de la columna
Realizaremos el prediseño basándonos en el ACI 318 en la cual nos indica una formula
para el área requerida de la sección que se esta analizando, en este caso la columna.
En donde:
bt= área requerida de la sección de la columna
P= peso o carga de servicio
f’c= resistencia del hormigón.
6.3.2. Carga de servicio
La fórmula mostrada a continuación es toma de la norma ACI 318
𝑃 = 𝑃𝑔 ∗ 𝐴𝑡 ∗ 𝑁𝑝𝑖𝑠𝑜𝑠
En donde:
Pg= Peso total de las cargas de Gravedad que soporta la columna
At= Área Tributaria
N pisos= Número de pisos
Con la siguiente imagen se obtendrán las áreas tributarias de la estructura a calcular
