CURRICULUM VITAE
MEJ. INTEGRAL DE LA INFRAESTRCUTURA EDUCATIVA DEL ISTP LA OROYA
SANTA ROSA
INFORME DE ANALISIS Y DISEO ESTRUCTURAL DEL PROYECTO:
MEJORAMIENTO INTEGRAL DE LA INFRAESTRUCTURA EDUCATIVA DEL I.S.T.P.
LA OROYA SANTA ROSAFEBRERO - 2010I.-ANALISIS Y DISEO DE ESTRUCTURAS
MIXTAS CON PORTICO Y ALBAILERIA CONFINADAGENERALIDADES.
A.- DEL PROYECTO ARQUITECTONICO:
El proyecto integral consiste en la ejecucin de 04 mdulos, cuta
distribucin en planta de acuerdo a los diseos de arquitectura se
resumen como sigue:
Primer modulo (tres niveles):1er piso: Aulas de contabilidad,
taller de contabilidad2do piso: Taller de enfermera 3er piso:
Taller de computacin 1, aula de enfermeraAzotea: Azotea libre.
Segundo modulo (tres niveles):
1er piso: Laboratorio de computacin 1, laboratorio de computacin
22do piso: rea administrativa y tpico
3er piso: Aula de electricidad, aula de mecnica automotriz.
Tercer modulo:Caja de escalera y batera de ss.hh del 1ro al 3er
piso
Auditorio y biblioteca, 1er y 2do piso respectivamente.
Cuarto modulo (01 nivel):
Taller de mecnica automotriz 1 y 2, y taller de
electricidad.
B.- DEL PROYECTO ESTRUCTURAL
La estructura bsica est compuesta por prticos con la adicin de
placas y muros de corte (muro de albailera confinada).
El modulo 1 y 2 tienen la misma separacin entre ejes, as tambin
las cargas que en ella actuaran una vez construidas son similares
por tanto se ha analizado solo el modulo 1.
Se complementa el informe con el clculo estructural de los
mdulos 3 y 4.B.1 ESTRUCTURACION
Se ha estructurado cada uno de los mdulos buscando sobre todo el
control de desplazamientos (rigidez lateral) para ambas
direcciones, por ello se ha aprovechado los muros laterales de
albailera confinada para soportar principalmente los efectos de
carga lateral debida a sismo y en la otra direccin que por lo
general son aporticadas se ha incluido placas en los extremos para
rigidizar la estructura y controlar el desplazamiento lateral d
entrepiso por debajo de 0.007 para los prticos placa y para
albailera a 0.005.
B.2 METRADO DE CARGASLas cargas actuantes se han obtenido
sumando las cargas directas ms la carga indirectas.Cargas Directas:
Son el peso propio de muros, peso de vigas, ventanas y
alfeizares
Cargas Indirectas: Son las provenientes de la losa del techo:
peso propio, acabados y sobrecarga.Las cargas se obtuvieron segn el
ancho tributario, en el caso de las vigas que no reciben
directamente el peso de la losa se considero un ancho tributario de
4h (donde h es la altura de la losa aligerada)Peso Total del
edificio y cargas acumuladas: El peso obtenido en cada nivel del
edificio, con 50 % de sobrecarga para efectos de anlisis ssmicoB.3
ANALISIS ANTE SISMO
Dada la regularidad del edificio, se ha realizado un anlisis
esttico ante las acciones del sismo moderado, modelando al edificio
tridimensionalmente donde los prticos conectados a travs de
diafragmas rgidos (losa de techo), empleando el programa SAP2000.
De acuerdo a la Norma E.060 y E.070.
Para el caso de los prticos, se considerara una fuerza cortante
mnima del 25% del total de fuerza cortante obtenida para esta
direccin y se usara un coeficiente de reduccin R =8.0
Determinacin de las Fuerzas de Inercia ( Fi)
De acuerdo a la Norma E.030, la fuerza cortante en la base del
edificio (H) se calcula con la expresin:
Donde:
Z = factor de zona ssmica
U= factor de uso e importanciaS= factor de sueloTp= Periodo
donde termina la plataforma plana del espectro ssmico
C=Coeficiente de amplificacin ssmicaLuego las fuerzas de inercia
(Fi) se evalan mediante la expresin de la Norma E.030:
Donde:
Wi= Peso del nivel i
hi= altura del nivel i medida desde la base del edificioC. DEL
ANLISIS y DISEO ESTRUCTURAL DIRECCION7.1Elementos de concreto
armado
Diseo de los elementos estructurales de concreto armado se
realizaron de acuerdo al a Norma E.060, en el diseo se han
utilizado cinco combinaciones de carga
1.4CM+1.7CV
1.25(CM + CV) ( CS)
0.9CM ( CS D. DEL ANLISIS POR MODULOLa informacin para cada
modulo contendr lo siguiente:
1.- Informacin General.
2.- Caractersticas de los materiales3.- Cargas Unitarias.4.-
Estructuracin
5.-Metrados de carga
6.- Cargas debidas a sismo
7.- Del anlisis y Diseo estructural
*** MODULO 1 ***1.- INFORMACION GENERAL
Ubicacin de la edificacin: La Oroya - JunnUso: Aulas y
TalleresSistema de techado: losa aligerada H =0.20 m
Altura de piso a techo: 3.2 mAltura de alfeizares: h = 1.10
mVigas eje 2 y 6: 0.25x0.40 mVigas eje A al E: 0.25x0.70 mViga tipo
VM: 0.15x0.40 m
Columnas rectangulares: 0.30x0.50 mPlaca tipo L :
0.25x1.70Capacidad admisible del terreno: 1.71 kg/cm2
2.- CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES
Albailera
-Ladrillos clase IV slidos (30% de huecos), tipo king kong de
arcilla, t=23 cm., fb=145 kg/cm2
-Mortero tipo P2: cemento-arena 1:4
-Pilas: resistencia caracterstica a compresin = fm = 65
kg/cm2
-Mdulos de elasticidad = Em= 500fm = 32500 kg/cm2
-Modulo de corte = Gm = 0.4 Em = 13000 kg/cm2
-Modulo de Poisson = v = 0.25
Concreto
-Resistencia nominal a compresin = fc=210 kg/cm2
-Modulo de elasticidad = Ec = 200000 kg/cm2
-Modulo de Poisson = v = 0.15
Acero de Refuerzo
-Corrugado, grado 60, esfuerzo de fluencia fy = 4200 kg/cm2
3. CARGAS UNITARIAS
Peso Volumtricos
-peso volumtrico del concreto: 2.4 tn/m3
-peso volumtrico de la albailera: 1.8 tn/m3
-Peso volumtrico del tarrajeo: 2.0 tn/m3
Muros:
-Peso de los muros de albailera con 1 cm de tarrajeo
Asentado de cabeza: 1.8x0.23 + 2.0x0.02 = 0.454
tn/m2Sobrecarga:
Se ha tenido en cuenta el RNE E.020
-Aulas
:250 kg/m2
-Talleres:350 kg/m2
-Azotea:350 kg/m2
4.0 ESTRUCTURACION
PrticosEn la direccin longitudinal se tiene los prticos- placa
eje 2 y 6, compuesta con columnas rectangulares de 0.30x0.50,
placas de 0.25x1.70 y vigas de seccin de 0.25x0.40.
En la direccin Transversal, se tiene los prticos del eje B, C y
D con columnas rectangulares y vigas peraltadas de 0.30x0.70
Muros
Los muros de corte considerados son los del eje A y E que se
disea como muro de albailera confinado con columnas de 0.25x0.40 y
vigas de 0.25x0.40 m.AlfeizaresLos muros de ventanas sern aislados
de la estructura principal
5.0 METRADO DE CARGAS
Las cargas actuantes se obtienen sumando las cargas directas ms
la carga indirectas
Cargas muertas:
Prticos B,C y D: Wd = 1.64 T/mlPrticos C: Wd = 2.64 T/ml (2do
Nivel, debido a peso de muro)
Muros A y E: Wd = 0.82 T/ml
Prticos 2 y 6 : Wd = 0.64 T/ml
Cargas vivas:
Prticos B,C y D: Wl = 1.43 T/ml
Muros A y E: Wl = 0.72 T/mlPrticos 2 y 6: Wd = 0.48 T/ml
5.3 Peso Total del edificio y cargas acumuladas
El peso obtenido en cada nivel del edificio, con 50 % de
sobrecarga para efectos de anlisis ssmico.W1=W2 = 162 Tn.;W3 = 145
Tn.; Peso total W= 469 Tn.6. ANALISIS ANTE SISMO
Dada la regularidad del edificio, se har un anlisis esttico ante
las acciones del sismo moderado, modelando al edificio
tridimensionalmente donde los prticos conectados a travs de
diafragmas rgidos (losa de techo), empleando el programa SAP2000
versin 14. De acuerdo a la Norma E.060 y E.070.Para el caso de los
prticos de je 2 y 4, se considerara una fuerza cortante mnima del
25% del total de fuerza cortante obtenida para esta direccin y se
usara un coeficiente de reduccin R =8.0
6.1. Determinacin de las Fuerzas de Inercia ( Fi)
De acuerdo a la Norma E.030, la fuerza cortante en la base del
edificio (H) se calcula con la expresin:
Donde:
Z = 0.3 (edificio ubicado en la zona ssmica 2)
U=1.5 (edificacin esencial)
S=1.2 (edificio ubicado sobre suelo de mediana calidad, tipo S2,
Con Tp = 0.6 seg.)
Tp=0.9 seg. = periodo donde termina la plataforma plana del
espectro ssmico
C=2.5 (Tp/T) 2.5 ; para Tp>T C=2.5Rx = 8
Ry = 6Reemplazando los datos, se obtiene:
Hx= 79 Tn ; Hy = 106 Tn
Luego las fuerzas de inercia (Fi) se evalan mediante la expresin
de la Norma E.030:
Donde:
Wi= Peso del nivel i
hi= altura del nivel i medida desde la base del edificio7. DEL
ANLISIS y DISEO ESTRUCTURAL DIRECCION7.1Elementos de concreto
armado
Diseo de los elementos estructurales de concreto armado se
realizaron de acuerdo al a Norma E.060, en el diseo se han
utilizado cinco combinaciones de carga
1.4CM+1.7CV
1.25(CM + CV) ( CS
0.9CM ( CS 7.2 Hojas de clculoSe anexa Las hojas de clculo
correspondientes para este modulo
*** MODULO 3 (CAJA DE ESCALERA, SS.HH Y AUDITORIO***
1.- INFORMACION GENERAL
Ubicacin de la edificacin: La Oroya - Junn
Uso: Ss.hh, Escalera y AuditorioSistema de techado: losa
aligerada H =0.20 m
Altura de piso a techo: 3.2 mAltura de alfeizares: h = 1.10
mVigas eje 2 y 5: 0.25x0.40mVigas eje 7
: 0.30x0.90m
Vigas eje 8, 9 y 10: 0.30x0.80m
Vigas eje J @ G: 0.25x0.40m
Viga tipo VM: 0.15x0.40 m
Columnas rectangulares: tipo C3 (0.25x0.40 m), tipo C4
(0.30x0.80m)
Placa Rectangulares
: tipo P2 (0.25x1.30m), tipo P3 (0.25x1.70m)Capacidad admisible
del terreno: 1.71 kg/cm2
Zapatas: zapata Z8(0.85x1.00), Z12(1.10x1.60)2.- CARACTERISTICAS
DE LOS MATERIALES
Albailera
-Ladrillos clase IV slidos (30% de huecos), tipo king kong de
arcilla, t=23 cm., fb=145 kg/cm2
-Mortero tipo P2: cemento-arena 1:4
-Pilas: resistencia caracterstica a compresin = fm = 65
kg/cm2
-Mdulos de elasticidad = Em= 500fm = 32500 kg/cm2
-Modulo de corte = Gm = 0.4 Em = 13000 kg/cm2
-Modulo de Poisson = v = 0.25
Concreto
-Resistencia nominal a compresin = fc=210 kg/cm2
-Modulo de elasticidad = Ec = 200000 kg/cm2
-Modulo de Poisson = v = 0.15
Acero de Refuerzo
-Corrugado, grado 60, esfuerzo de fluencia fy = 4200 kg/cm2
3. CARGAS UNITARIAS
Peso Volumtricos
-peso volumtrico del concreto: 2.4 tn/m3
-peso volumtrico de la albailera: 1.8 tn/m3
-Peso volumtrico del tarrajeo: 2.0 tn/m3
Muros:
-Peso de los muros de albailera con 1 cm de tarrajeo
Asentado de cabeza: 1.8x0.23 + 2.0x0.02 = 0.454
tn/m2Sobrecarga:
Se ha tenido en cuenta el RNE E.020
-Corredores y escalera:400 kg/m2
-SS.HH:250 kg/m2
-Auditorio:300 kg/m2
-Biblioteca:750 Kg/m2
-Azotea (ss.hh y corredor):350 kg/m2
-Techo inclinado: 150 kg/m2
4.0 ESTRUCTURACION
Prticos
En la direccin longitudinal de ejes 2 al 10; se tiene los
prticos simples con columnas de 0.25x0.40, vigas de 0.25x0.40m y
prtico placa Eje 1, Eje 5 con placas de 0.25x1.30m y vigas de
seccin de 0.25x0.40. Para el resto prticos con columnas de
0.30x0.80 y vigas de 0.30x0.80m.Muros
En la direccin Transversal, se tiene los muros confinados de eje
G y Eje J con columnas de 0.25x0.40 y vigas de 0.25x0.40 para la
zona de ss.hh; para la zona de auditorio se confinara los muros con
las columnas que forman prtico en la direccin longitudinal
(0.30x0.80) y vigas de 0.25x0.80.
AlfeizaresLos muros de ventanas sern aislados de la estructura
principal
5.0 METRADO DE CARGAS
Las cargas actuantes se obtienen sumando las cargas directas ms
la carga indirectas
Cargas muertas:
Prticos 1: Wd = 0.32 T/mlPrticos 3, 5: Wd = 0.64 T/mlPrticos 7,
8: Wd = 1.00 T/mlPrticos 9: Wd = 1.85 T/mlPrticos 10: Wd = 1.00
T/mlPorticos G, H, I: Wd = 0.65 T/ml
Cargas vivas:
Prticos 1: Wd = 0.24 T/mlPrticos 3, 5: Wd = 0.48 T/mlPrticos 7,
8: Wd = 1.85 T/ml, Wl= 0.37 T/ml
Prticos 9: Wd = 0.70 T/mlPrticos 10: Wd = 0.40 T/mlPrticos G, H,
I: Wd = 0.48 T/ml
5.3 Peso Total del edificio y cargas acumuladas
El peso obtenido en cada nivel del edificio, con 50 % de
sobrecarga para efectos de anlisis ssmico. W1= 274 Tn; W2 = 180
Tn.;W3 = 88 Tn.; Peso total W= 542 Tn.
6. ANALISIS ANTE SISMO
Dada la regularidad del edificio, se har un anlisis esttico ante
las acciones del sismo moderado, modelando al edificio
tridimensionalmente donde los prticos conectados a travs de
diafragmas rgidos (losa de techo), empleando el programa SAP2000
versin 14. De acuerdo a la Norma E.060 y E.070.
Para el caso de los prticos de je 2 y 4, se considerara una
fuerza cortante mnima del 25% del total de fuerza cortante obtenida
para esta direccin y se usara un coeficiente de reduccin R =8.0
6.1. Determinacin de las Fuerzas de Inercia ( Fi)
De acuerdo a la Norma E.030, la fuerza cortante en la base del
edificio (H) se calcula con la expresin:
Donde:
Z = 0.3 (edificio ubicado en la zona ssmica 2)
U=1.5 (edificacin esencial)
S=1.2 (edificio ubicado sobre suelo de mediana calidad, tipo S2,
Con Tp = 0.6 seg.)
Tp=0.9 seg. = periodo donde termina la plataforma plana del
espectro ssmico
C=2.5 (Tp/T) 2.5 ; para Tp>T C=2.5Rx = 8
Ry = 6
Reemplazando los datos, se obtiene:
Hx= 92 Tn ; Hy = 122 Tn
Luego las fuerzas de inercia (Fi) se evalan mediante la expresin
de la Norma E.030:
Donde:
Wi= Peso del nivel i
hi= altura del nivel i medida desde la base del edificio7. DEL
ANLISIS y DISEO ESTRUCTURAL DIRECCION7.1Elementos de concreto
armado
Diseo de los elementos estructurales de concreto armado se
realizaron de acuerdo al a Norma E.060, en el diseo se han
utilizado cinco combinaciones de carga
1.4CM+1.7CV
1.25(CM + CV) ( CS
0.9CM ( CS
7.2 Hojas de clculoSe anexa Las hojas de clculo correspondientes
para este modulo
*** MODULO 4 (TALLER DE MECANICA Y ELECTRICIDAD)***
1.- INFORMACION GENERAL
Ubicacin de la edificacin: La Oroya - Junn
Uso: Taller.Sistema de techado: estructura metlica, con
cobertura liviana
Altura de piso a techo: 3.2 mAltura de alfeizares: h = 1.10
mVigas eje 1 y 3: 0.25x0.40mVigas eje A, D, G y J: 0.25x0.40m
Viga tipo VM: 0.15x0.40 m
Columnas rectangulares: tipo C1 (0.25x0.40 m), tipo C2
(0.25x0.40m)
Placa Rectangulares
: tipo P1 (0.25x1.50m)
Capacidad admisible del terreno: 1.71 kg/cm2
Zapatas: zapata Z1 (1.05x1.20), Z2 (0.80x2.20)2.-
CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES
Albailera
-Ladrillos clase IV slidos (30% de huecos), tipo king kong de
arcilla, t=23 cm., fb=145 kg/cm2
-Mortero tipo P2: cemento-arena 1:4
-Pilas: resistencia caracterstica a compresin = fm = 65
kg/cm2
-Mdulos de elasticidad = Em= 500fm = 32500 kg/cm2
-Modulo de corte = Gm = 0.4 Em = 13000 kg/cm2
-Modulo de Poisson = v = 0.25
Concreto
-Resistencia nominal a compresin = fc=210 kg/cm2
-Modulo de elasticidad = Ec = 200000 kg/cm2
-Modulo de Poisson = v = 0.15
Acero de Refuerzo
-Corrugado, grado 60, esfuerzo de fluencia fy = 4200 kg/cm2
3. CARGAS UNITARIAS
Peso Volumtricos
-peso volumtrico del concreto: 2.4 tn/m3
-peso volumtrico de la albailera: 1.8 tn/m3
-Peso volumtrico del tarrajeo: 2.0 tn/m3
Muros:
-Peso de los muros de albailera con 1 cm de tarrajeo
Asentado de cabeza: 1.8x0.23 + 2.0x0.02 = 0.454
tn/m2Sobrecarga:
Se ha tenido en cuenta el RNE E.020
-Taller de Mecnica Automotriz y Electricidad: 500 kg/m2
-Techo de cobertura liviana:30 kg/m2
4.0 ESTRUCTURACION
Prticos
En la direccin longitudinal de ejes 1 al 3; se tiene los
prticos-placas con columnas de 0.25x0.40, vigas de 0.25x0.40m y
placa Eje A, Eje J de 0.25x1.50m y vigas de seccin de
0.25x0.40.
Muros
En la direccin Transversal, se tiene los muros confinados de eje
A, D, G y J con columnas de 0.25x0.40 y vigas de 0.25x0.40
AlfeizaresLos muros de ventanas sern aislados de la estructura
principal
5.0 METRADO DE CARGAS
Las cargas actuantes se obtienen sumando las cargas directas ms
la carga indirectas
Cargas muertas:
Prticos 1 y 3: Wd = 0.10 T/mlCargas puntuales debido a peso de
techo: Ps = 1.25 Tn.5.3 Peso Total del edificio y cargas
acumuladas
El peso obtenido en cada nivel del edificio, con 25 % de
sobrecarga para efectos de anlisis ssmico. W1= 96 Tn.
6. ANALISIS ANTE SISMO
Dada la regularidad del edificio, se har un anlisis esttico ante
las acciones del sismo moderado, modelando al edificio
tridimensionalmente donde los prticos conectados a travs de
diafragmas rgidos (losa de techo), empleando el programa SAP2000
versin 14. De acuerdo a la Norma E.060 y E.070.
Para el caso de los prticos de je 2 y 4, se considerara una
fuerza cortante mnima del 25% del total de fuerza cortante obtenida
para esta direccin y se usara un coeficiente de reduccin R =8.0
6.1. Determinacin de las Fuerzas de Inercia ( Fi)
De acuerdo a la Norma E.030, la fuerza cortante en la base del
edificio (H) se calcula con la expresin:
Donde:
Z = 0.3 (edificio ubicado en la zona ssmica 2)
U=1.5 (edificacin esencial)
S=1.2 (edificio ubicado sobre suelo de mediana calidad, tipo S2,
Con Tp = 0.6 seg.)
Tp=0.9 seg. = periodo donde termina la plataforma plana del
espectro ssmico
C=2.5 (Tp/T) 2.5 ; para Tp>T C=2.5Rx = 8
Ry = 6
Reemplazando los datos, se obtiene:
Hx= 16 Tn ; Hy = 22 Tn
Luego las fuerzas de inercia (Fi) se evalan mediante la expresin
de la Norma E.030:
Donde:
Wi= Peso del nivel i
hi= altura del nivel i medida desde la base del edificio7. DEL
ANLISIS y DISEO ESTRUCTURAL DIRECCION7.1Elementos de concreto
armado
Diseo de los elementos estructurales de concreto armado se
realizaron de acuerdo al a Norma E.060, en el diseo se han
utilizado cinco combinaciones de carga
1.4CM+1.7CV
1.25(CM + CV) ( CS
0.9CM ( CS
7.2 Hojas de clculoSe anexa Las hojas de clculo correspondientes
para este modulo
Anlisis de vigas principales de techo metlico
Para una carga Wd = 50 Kg/m2 y Wl= 30Kg/m2
Ancho tributario 4.68 m, se tiene una carga distribuida de: Ws =
0.38 T/m
Del diagrama de momento flector, M- = 1.73 T-m
M+ = 0.92 T-m.
El diseo se realizara por el mtodo del ASD
Flexion = 0.66Fy = 1670 Kg/cm2
Fcortante=0.40Fy = 1012 Kg/cm2
Hacienda uso de los catlogos de PRECOR:
Se ha seleccionado la viga TU9x4x3mm, Z= 105.28 cm3
Fflexin = 1524.23 Kg/cm2 < 1670 Kg/cm2Anlisis y diseo de
viguetas tipo celosa.
Peso de vigueta: 10 kg/m2
Peso de cobertura: 10 kg/m2
Wd = 20 Kg/m2
Wl = 30 kg/m2
Wt = 50 Kg/m2
Cargas puntuales: P = 15 kg/ para cada nudo
Del diagrama de fuerza axial: T max= 380 kg.
El diseo se realizara por el mtodo del ASD
Fadmisible = 0.60Fy = 1518 Kg/cm2A = F/Fadm. = 380/1518 = 0.25
cm2
Se usara, varilla lisa 3/8 tanto para brida inferior y
diagonales, por tratarse de cargas livianas para la brida superior
se usara 2Ang. de 1 x1 x 2mm
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