UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA CIVIL CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL TÍTULO:

Transcripción

1 UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA CIVIL CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL TÍTULO: ANÁLISIS SÍSMICO DINÁMICO ESPECTRAL EN SAP2000 DE UN EDIFICIO DE HORMIGÓN ARMADO DE CUATRO PLANTAS CON NORMA NEC 2015 TRABAJO PRÁCTICO DEL EXAMEN COMPLEXIVO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL AUTOR: TAMAY MALDONADO JESUS DANIEL MACHALA - EL ORO

2 UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA CIVIL CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL TEMA: ANÁLISIS SÍSMICO DINÁMICO ESPECTRAL EN SAP2000 DE UN EDIFICIO DE HORMIGÓN ARMADO DE CUATRO PLANTAS CON NORMA NEC 2015 TRABAJO PRÁCTICO DEL EXAMEN COMPLEXIVO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL AUTOR: TAMAY MALDONADO JESUS DANIEL MACHALA - EL ORO

3 CESIÓN DE DERECHOS DE AUTOR Yo, TAMAY MALDONADO JESUS DANIEL, con C.I , estudiante de la carrera de INGENIERÍA CIVIL de la UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA CIVIL de la UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA, en calidad de Autor del siguiente trabajo de titulación ANÁLISIS SÍSMICO DINÁMICO ESPECTRAL EN SAP2000 DE UN EDIFICIO DE HORMIGÓN ARMADO DE CUATRO PLANTAS CON NORMA NEC 2015 Declaro bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional. En consecuencia, asumo la responsabilidad de la originalidad del mismo y el cuidado al remitirme a las fuentes bibliográficas respectivas para fundamentar el contenido expuesto, asumiendo la responsabilidad frente a cualquier reclamo o demanda por parte de terceros de manera EXCLUSIVA. Cedo a la UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA de forma NO EXCLUSIVA con referencia a la obra en formato digital los derechos de: a. Incorporar la mencionada obra al repositorio digital institucional para su democratización a nivel mundial, respetando lo establecido por la Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0), la Ley de Propiedad Intelectual del Estado Ecuatoriano y el Reglamento Institucional. b. Adecuarla a cualquier formato o tecnología de uso en internet, así como incorporar cualquier sistema de seguridad para documentos electrónicos, correspondiéndome como Autor(a) la responsabilidad de velar por dichas adaptaciones con la finalidad de que no se desnaturalice el contenido o sentido de la misma. Machala, 26 de noviembre de 2015 TAMAY MALDONADO JESUS DANIEL C.I

4 INTRODUCCION Los griegos desde sus comienzos por los años 500 a.c. edifican estructuras con la utilización de piedra madera y metales, con sus conocimientos y reglas empíricas empiezan a crear templos con las piedras dándole formas rectangulares y armando columnas para que estas soporten las vigas creando obras de arte como en templo de Era, túneles, muros de escollera que protege las orillas de los puertos de los fuertes oleajes, y cada invención y técnicas hiso a que los romanos de manera analítica dieran formas a estas estructuras como de arco, tipo cajón y forma de marcos. Para a inicios del año 27 a.j.c empiezan construcciones con el hormigón siendo los fundadores directos los romanos. 1 En todo el mundo se han construido diversos tipo de mega estructuras dando lugar a estos genios del arte de ingeniería estructural a la imaginación para que a escalas considerables pudieran llegar a crear en países como en Dubái, España, la india, Tokio, Japón, por nombrar nomas unos cuantos países donde se han construido eminencias arquitectónicas. 2 Las construcción de estructuras en el Ecuador que resulta mejor y es del agrado del ingeniero proyectista es de utilizar la solución clásica del hormigón armado que es la combinación del concreto con el acero, pero les resulta interesante en utilizar las estructuras metálicas y estructuras de concreto prefabricado que a su vez ayuda a mejorar el comportamiento y resistencia de sus elementos, las ventajas son enormes y el tiempo de construcción es mucho más rápidas, aunque los costos como inversión inicial es mucho mayor, pero proporciona seguridad para quienes habiten ya que las estructuras se comportan mejor ante las cargas de servicio. 3 Es necesario considerar para el análisis de las estructuras para edificaciones el desempeño de los estratos de suelos su resistencia portante, el uso que se le va a dar, el clima, el esfuerzo de fluencia del acero, el esfuerzo de compresión del concreto son criterios fundamentales para un pre-diseño y con el fundamento técnico de alineamientos normativos para que cada edificio se construya con la seguridad de que ante un sismo no colapse la estructura y que se presente fallas menores con el fin de que sea reparable. Como Objetivo General para el desarrollo del tema investigativo es de realizar el Análisis Sísmico Espectral de un edificio de cuatro plantas altas utilizando la normativa NEC 2015 y comprobando con el programa SAP 2000 en tres dimensiones. Para las estructuras que se vallan a edificar es importante primero analizarlas con el software ETABS o SAP 2000 para comprobar la ductilidad de la estructura y que las solicitaciones sísmicas del suelo resistan las aceleraciones sísmicas de diseño conforme lo describe la norma NEC

5 DESARROLLO DESCRIPCION GENERAL Determino que método utilizare para el análisis y en base al tema propuesto escojo el método de Diseño Basado en Fuerzas y con la metodología utilizo el análisis dinámico espectral, empiezo calculando las carga y pesos de los diferentes elementos estructurales: como pesos de paredes pesos de losas de columnas de acabados que son cargas muertas, luego obtengo las cargas vivas haciendo uso de las sobrecargas que rigen en la norma NEC 2015, y mediante la formula de la presente norma calculo la altura de la losa haciendo uso del cálculo de momentos. Luego elaboro un pre-diseño y obtengo las secciones óptimas de las columnas y vigas para los diferentes diafragmas con el aporte del área tributaria del pórtico más crítico donde la estructura soportaría la mayor carga y establezco la zona sísmica para la cual fundare el edificio y hare uso de los coeficientes del uso del suelo. Defino mi espectro de respuesta a partir de la aceleración máxima del terreno, la importancia de mi edificación y el factor de resistencia sísmica R, lo que hace que cada elemento se diseñe para desarrollar un sistema para predecir las fallas haciendo que el daño que se genere en los elementos estructurales, estas se formen en los extremos de las vigas y en la parte inferior de las columnas para que funcionen como rotulas plásticas. Obtengo en la tabla los datos de la estructura y determino el valor los factores para utilizar en las irregularidades en planta y elevación, la importancia de la estructura, la altura total del edificio, obteniendo como resultado el periodo de vibración de la estructura que tiene una relación directa con el espectro de diseño en aceleración para encontrar el cortante basal que son la acción del sismo de diseño de las fuerzas laterales que se dan en la base de las estructuras y que dependen del coeficiente sísmico. 4 La forma de encontrar las fuerzas horizontales actuantes es multiplicando el peso total de cada nivel con su respectiva altura, y cálculo el centro de masas, el centro de rigideces, los momentos torsionales del modelo que son cargas aplicadas en los extremos del piso superior al piso inferior y que se lo asume como desplazado al centro de masas y con verificación de las derivas de piso cumpla con el valor dado por la norma se construye las secciones optimas con relación a los resultados de las cargas axiales y torsión de los momentos.

6 USO DE LA EDIFICACION La construcción del edificio con 4 niveles superiores de las cuales los dos primeros niveles se da el uso de oficinas con el valor de la sobrecarga que establece la norma de 2.4 kg/cm 2, los dos niveles superiores con el valor de 2 kg/cm 2 que son para uso de vivienda unifamiliar. Tabla : Determina la importancia de la edificación de acuerdo al uso. Categoría Tipo de uso, destino e importancia Coeficient Otras estructuras Todas las estructuras de edificación y otras que no clasifican dentro de las categorías anteriores FUENTE: NEC-CAP.1-CARGAS Y MATERIALES e I 1.0 CARACTERISTICAS Al clasificar la resistencia de las estructural utilizando la normativa NEC 2015, que las vibraciones producidas por el sismo de diseño que se transmiten en las rasante de la estructura en el lugar donde se fundara la estructura y con la resistencia a la compresión del suelo de qu= 2 kg/cm 2 se diseña un sistema zapatas aisladas con arriostramiento continuo, comprobando su buen desempeño y trabajabilidad de los componentes estructurales donde la resistencia esta función del material la distribución del acero y la correcta estructuración del pórtico y como es de esperar, toda la energía que se pueda acumular se disipe fácilmente. 5 TABLA DE CARGAS VIVAS APLICADAS A NUESTRO PROYECTO WL. Ocupación o Uso Tabla: Cargas Vivas del Proyecto. Viviendas (unifamiliares y bifamiliares) Hoteles y residencias Carga Uniforme (kg/cm2) multifamiliares 2.00 Carga concentrada (kn) Para Oficinas FUENTE: NEC_SE_HM TIPOLOGIA ESTRUCTURA (APORTICADA). Toda la estructura contiene un sistema a porticado donde las cargas de la losa y vigas bandas son transmitidas a todas las columnas y está a toda la estructura de fundación de los plintos. Tabla: Tipo de Estructura. Tipo de estructura Ct α Pórticos especiales de hormigón armado Sin muros estructurales ni diagonales rigidizadoras FUENTE: NEC_SE_DS. 2015

7 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS. ACERO DE REFUERZO fy=4200 kg/cm2 Para la construcción de la estructura se trabajara con varillas corrugadas presentando una fluencia fy=4200 kg/cm2 verificando el cumplimiento de la resistencia y la trabajabilidad para los cambios de temperatura presentes en el interior de la masa de concreto y al momento del amarre se utilizara alambre y en casos especiales soldadura, siempre que cumplan con las normas NEC 2015, INEN y ASTM. 6 HORMIGÓN EN COLUMNAS Y VIGAS f c=240 kg/cm2 (incluye encofrado). Toda la estructura está construida con un hormigón de f c=240 kg/cm2, de resistencia, el constructor se regirá en base a los planos y especificaciones y teniendo estricto cuidado en la dosificación de los agregados y la relación agua cemento, para garantizar que se cumpla con la resistencia requerida por la NEC PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES. Son las diferentes formas en que los materiales llegan a comportarse con la acción de cargas externas y cada uno de los materiales se los fabrica con la peculiar propiedad física para que resistan estas fuerzas teniendo la capacidad plástica en cuanto pueda sufrir una deformación y que al quitar la carga regrese a su estado original, que tengan elasticidad, dureza que es cuando un material no permite alteraciones ni deformaciones, la fragilidad, la fatiga, acritud y resiliencia y que en el proceso constructivo requiere de un control minucioso verificando los diferentes componente los amares los dobleces y la separación entre los aceros. 7 Tabla 4: Especificaciones Técnicas. Esfuerzo a la compresión a los 28 días de edad f c= 240 Kg/cm2 * Esfuerzo a la fluencia del acero fy= 4200 Kg/cm2 * Peso específico del Hormigón = 2400 Kg/cm3 * Módulo de Poisson para el concreto 0,2 * Modulo de elasticidad del concreto. En el artículo del código ACI * Modulo de elasticidad del acero Es= Kg/cm2 *Inercias Agrietadas en vigas *Inercias Agrietadas en columnas 0.5 Ig 0.8 Ig FUENTE: NEC-CAP.1-CARGAS Y MATERIALES 2015 Ec = f c

8 CLASIFICACIÓN POR ELEMENTO ESTRUCTURAL. Cada uno de los miembros estructurales que soportan una o varias cargas como es en la fundación de la base estructural como es la viga de riostra, pedestal, zapata y por niveles de piso tenemos losa de entrepiso vigas de amarre, vigas de cargas y columnas. Tabla: Clasificación por Elemento Estructural. Factor R Otros sistemas estructurales para edificaciones R Pórticos especiales sismo resistentes de hormigón armado con vigas banda. 5 FUENTE: NEC_SE_DS CUANTIFICACION DE CARGA MUERTA (TABLA, PESO DE PAREDES, PESO PROPIO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES). Las cargas muertas obtenidas en el desarrollo del informe se las calcula con el área de los diferentes componentes estructurales y la obtención de cada peso volumétrico. Revisar anexo. Tabla: Metrado de cargas actuantes en el edificio Entrepiso Unid. Mezzanine 1 era P.A. 2 da P.A. 3 era P.A. DIMENSIONES DE LA LOSA Longitud X mts. 10,15 10,15 10,15 10,15 Longitud Y mts. 16,00 19,25 19,25 19,25 Espesor mts. 0,30 0,30 0,30 0,30 Área de boquetes m 2 6,91 6,91 11,26 11,26 Densidad del hormigón Kg./m , , , ,00 DATOS DE BLOQUES Número N 1202, , , ,00 Peso de uno Kg. 12,60 12,60 12,60 12,60 EN LOSA Volumen que ocupa c/uno m 3 0,02 0,01 0,01 0,01 Área neta de losa (sin boquetes) m 2 155,49 188,48 184,13 184,13 Volumen total de losa m 3 46,65 56,54 55,24 55,24 Volumen total de bloques m 3 22,27 16,85 16,85 16,85 Peso total de bloques Kg , , , ,40 Volumen de hormigón m 3 24,38 39,70 38,39 38,39 Peso del hormigón Kg , , , ,60 Peso propio de losa Kg , , , ,00 Área de vigas+area de columnas m2 41,92 44,06 44,06 44,06 Peso de vigas y columnas equivalentes Kg 30182, , , ,20 Peso propio de losa Kg./m 2 279,60 431,01 424,18 424,18 Área de paredes m 2 257,52 308,28 308,28 308,28 Peso del metro cuadrado de pared Kg/1m 2 167,73 160,25 160,25 160,25 Peso del enlucido de pared (terminado e=10cm) Kg/1m 2 89,73 82,25 82,25 82,25 Peso de paredes Kg 43192, , , ,28 Peso paredes, ventanales, puertas Kg./m 2 277,78 262,11 268,30 268,30 Peso por sobre piso Kg./m 2 120,00 120,00 120,00 120,00 Peso por cargas suspendida Kg./m 2 30,00 30,00 30,00 30,00 Peso por carga muerta Kg./m 2 707,38 843,12 842,48 842,48 Peso por carga viva Kg./m 2 240,00 240,00 200,00 200,00 Peso por carga muerta T./m 2 0,71 0,84 0,84 0,84 Peso por carga viva T./m 2 0,24 0,24 0,20 0,20

9 PREDISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES. Es importante que cada elemento cumpla su función y resistencia, con el criterio y control de la normativa se establezca las dimensiones adecuadas para que los tipos de esfuerzos se comporten a tracción, compresión, flexión, y torsión. PREDISEÑO DE LOSAS. Pórtico especial sismo resistente con viga banda Para pre-dimensionar la losa, obtengo el paño más crítico y se adopta un peralte considerando las siguientes sugerencias. Luz= de 0 a 4,5m Luz= de 4.5 a 6m Luz= de 6 a 7m h= 20 cm h= 25 cm h= 30 cm Analizaremos el reticulado y la luz mayor entre eje de cada viga para obtener el espesor de la losa con las fórmulas que establece la norma NEC 2015, y se utilizara un sistema de vigas en ambas direcciones. 7 = 6.5( ) (1.098)( ) 12.5 = = b= 10 cm h= 25 cm bf= 50 cm hf= 5 cm CALCULO DE LA INERCIA EQUIVALENTE PARA LA LOSA DE 30 cm X= A X A = X= 20,00 cm I= b h , ,33 = 41666,67 cm 12 A y2 = 4 50 h 3 = ,67 cm h 3 = 10000,00 cm 3 h equivalente= 21,54 cm se asume una losa de 25 cm de espesor maciza

10 PREDISEÑO DE VIGAS. Se realiza un pre-diseño de vigas se obtiene el área tributarias en las vigas críticas que es la de mayor longitud luz a luz de las columnas en ambas direcciones. A B C m m m m m2 Grafico: Mosaico de Cargas

11 Nivel m Eje: m m2 A 6.50 B 3.65 C Grafico : Viga critica en el sentido X Nivel m Eje: B m m m m GRAFICO : Viga critica en el sentido Y Carga Muerta (Kg/ m2) Carga Viva (Kg/ m2) Área de Aportación (m2) Tabla : Pre-diseño Final de Vigas Viga Critica en el Sentido X Longitud de Viga (m) U (kg/m) M sismo (Kg-m) Eje Tramo Pre Dimensión (cm) 707, ,51 6,5 4032, X A-B , ,98 3, , X B-C Viga Critica en el Sentido Y 707, ,21 4, , Y , ,92 4, , Y , ,91 5, , Y , ,48 3, , Y 4- Volado PREDISEÑO VIGA BANDA 50 x30

12 PREDISEÑO DE COLUMNAS. Para realizar el pre-dimensionamiento de las columnas es necesario obtener las cargas verticales aproximadas que actúan sobre las columnas y que están en función del área tributaria de las losas en cada piso A 6.50 B 3.65 C m2 50x m2 50x m x GRAFICO : Carga Tributaria a las Columnas Tabla : Pre-diseño Final de Columnas Carga Muerta (Kg/ m2) Carga Viva (Kg/ m2) Área de Aportación (m2) U (Kg/m) Pu ( Kg ) Columna Pre dimensionamiento (cm) 707, , ,94 3B , , ,78 1A , , ,22 2B 40 40

13 COMBINACIONES DE CARGAS DE ACUERDO A LAS NEC Las estructuras se analizan para que resistan las combinaciones de cargas de diseño considerando los factores ambientales, asentamientos diferenciales que pueden ocurrir durante la venida de un sismo, modificando la geometría de la estructura con las secciones más óptimas. 8 Tabla: Combinaciones de cargas. COMBO 1 1,4(707.4) COMBO 2 1,2(707.4)+ 1,6(240) COMBO 3 1,2(707.4) + 0,5W COMBO 4 1,2(707.4) + 1,0W +(240) COMBO 5 COMBO 6 1,2(707.4) + 1,0Ex+(240) 1,2(707.4) - 1,0Ex+(240) COMBO 7 1,2(707.4) + 1,0Ey +(240) COMBO 8 1,2(707.4) - 1,0Ey +(240) COMBO 9 0,9(707.4) + 1,0W COMBO 10 COMBO 11 COMBO 12 COMBO 13 COMBO 14 0,9(707.4) + 1,0Ex 0,9(707.4) - 1,0Ex 0,9(707.4) + 1,0Ey 0,9(707.4) - 1,0Ey Combinación de todos los combos FUENTE: NEC-CAP.1-CARGAS Y MATERIALES 2015 DEFINICION DEL ESPECTRO DE DISEÑO DE ACUERDO A LAS NEC Es una herramienta que reúne las aceleraciones máximas que afectarían la edificación, teniendo en cuenta los factores de actividades sísmicas de la región, las respuestas de los suelos y las características propias de la estructura, para determinar los efectos dinámicos del sismo de diseño. Datos: W= Ton. qu= 2 Kg/cm 2 = 200 Kpa. Tabla: Criterios para clasificar suelos dentro de los perfiles de suelo tipos C, D o E. Tipo de perfil Vs N o Nch Su C entre 360 y 760 m/s mayor que 50 mayor que 100 kpa D entre 180 y 360 m/s entre 15 y 50 entre 100 y 50 kpa E menor de 180 m/s menor de 15 menor de 50 kpa FUENTE: NEC_SE_DS. 2015

14 Diseño de cargas sísmicas Tipo de suelo : C Datos del Proyecto = Fa: Coeficiente de ampliación de suelo en la zona de período corto Fd: Amplificación de las ordenadas del espectro elástico de respuesta de desplazamiento para diseño en roca. Fs: Comportamiento no lineal de los suelos Datos de Zona y suelo Z= 0.40 I= 1.00 Fa= 1.20 ØP= 1.00 Fd= 1.11 ØE= 1.00 Fs= 1.11 R= 6.00 Resultados de Cálculo Datos de la Estructura Hn= Ct= α= 0,9 T= ZFa= ȠZFa= To= Tc= r= 1 Ƞ= 1.8 Utilizar Condición Sa= Sa= 1, K= K= 1

15 Cortante basal de diseño V W=D= 535,74 Ton V= Ton Construcción de Curva dependiente T(seg) Sa(g) 0 0,0192 To 0, ,1728 Tc 0, ,1728 0,6 0,1626 0,65 0,1501 0,7 0,1394 0,75 0,1301 0,8 0,1220 0,85 0,1148 0,9 0,1084 0,95 0, ,0976 1,1 0,0887 1,2 0,0813 1,3 0,0751 1,4 0,0697 1,5 0,0651 1,6 0,0610 1,7 0,0574 1,8 0,0542 1,9 0, , , , , , , ,0122

16 Sa (g) 1,000 0,900 0,800 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0, T (Seg) Series1 GRAFICO : Cortante Basal. MODELACION MATEMATICA EN 3D CON EL SOFTWARE SAP GRAFICO : Modelación SAP 2000.

17 VIGA 50x30 VIGA 50x30 45x35 45x35 45x35 COLUMNA 2.80 VIGA 50x30 VIGA 50x30 45x35 45x35 COLUMNA 45x VIGA 50x30 VIGA 50x30 45x35 45x35 COLUMNA 45x VIGA 50x30 VIGA 50x30 50x40 COLUMNA 50x40 50x40 COLUMNA 2.55 GRAFICO: Dimensionamiento de la edificación.

18 DIAGRAMAS DE FUERZAS CORTANTES Y MOMENTOS FLEXIONANTES EN VIGAS Y COLUMNAS PARA LA COMBINACIÓN DE CARGA ESTRUCTURAL. Los resultados de los momentos y cortantes en vigas y columnas se obtuvieron con la combinación de cargas y la envolvente establecidos por la norma NEC 2015, y los resultados se detalla en la gráfica de los Anexos. Luego comprobamos las derivas de piso tanto el sismo en sentido X como en sentido Y, obteniendo como resultado valores de 0,0145 que está en el rango admisible según la norma NEC 2015 y para uso de cálculo utilizo la siguiente expresión. Dónde: Δ m : Deriva máxima inelástica. R : Factor de reducción de resistencia. Δ m = 0,75 RΔ E SECCIONES FINALES DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES. Las secciones finales de los elementos son: Altura de losa: 30 cm Viga: 50cm x 30 cm Columna: 50 cm x 40 cm Planta Baja Columna: 45 cm x 35 cm 1 er, 2 da, 3 ra Planta Alta 0.50 VIGA ER PLANTA ALTA COLUMNA VIGA PLANTA BAJA COLUMNA GRAFICO: Detalle de vigas y columnas.

19 DISEÑO GEOMÉTRICO FINAL DE LA CIMENTACION PARA q u REQUERIDO Diseño geométrico de la cimentación de columna central qu= 2 kg/cm2 P = 0,95Ton/m2 x 4 x 26, 2 P = 99,56 Ton 20Ton/m2 A = P/q u = 99,56Ton/2 ton/m2 A = cm2 A = 4,98 m2 b = l = b = l = = 4,98 b = l = 2,23 m Profundidad del desplante h = (1/2) (altura de primer entrepiso) H= 0,5 + 0,3 * (2,85) H= 0,5 + 0,87 H= 1.36 m. 0,50 m N 0,40 m h= 1,4 0,55 m b=0,40 0,07 m 2,25 GRAFICO: Dimensionamiento de Cimentación.

20 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Luego del análisis dinámico del diseño se determinó que cumple con la disposición de control de derivas de piso menores Δm =0,0152 y se obtiene como resultado los dimensionamientos los elementos estructurales: columnas de 50 x 40 en la Planta baja, en 1 ra, 2 da, 3 ra Planta altas de 45 x 35 cm y las vigas en todos los pisos de 50 x 30. Se recomienda el uso de vigas aperaltadas para evitar que el edificio resulte costoso por cuanto una viga banda nos resultaría con una altura de losa excesiva, requiriendo de una mayor cantidad de material y por ende aumento de carga muerta. Además uno de los criterios de diseño nos indica que por cada metro de luz entre columnas se debe asignar 7 centímetros de peralte en las vigas. Es recomendable utilizar para el diseño de cimentaciones el factor de seguridad 1.5, para la capacidad portante de cimientos superficiales, esto es por cuanto en nuestro medio se diseñan las edificaciones con un cierto número de pisos y en la realidad a futuro incrementan las losas a las que fue diseñadas, esperando lograr que luego del sismo de diseño el edificio no colapse.

21 REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍAS 1. Mirret ET. introduccion de las estructuras [Internet]. [cited 2015 Oct 31]. Disponible por: estructuras/ingenieria-estructural/material-de-clase-1/apuntes/capitulo_1_i_.- Introduccion_a_las_estructuras.pdf 2. OBRAS DE INGENIERIA IMPRESIONANTES EN EL MUNDO [Internet]. [cited 2015 Nov 10]. Disponible por: obras-de-ingenieria-mas-impresionantes-del-mundo/ 3. UNIVERSIDAD TECNICA DE CUENCA [Internet]. [cited 2015 Nov 01]. Disponible por: 4. PREDISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES - Buscar con Google [Internet]. [cited 2015 Oct 23]. Disponible por: 1O+DE+ELEMENTOS+ESTRUCTURALES&oq=PREDISE%C3%91O+DE+ELE MENTOS+ESTRUCTURALES&gs_l=serp j c.1.64.serp dhwr2oK2pY 5. CAMICON, MIDUVI. Norma Ecuatoriana de la Construcción - NEC: NEC-SE-DS - Peligro Sísmico/Diseño Sismo Resistente p. Disponible por: SE-DS.pdf 6. Materiales CY. NEC-11 Cargas y Materiales. Com Ejec la norma ecuatoriana la contrucción.2011;1 38.Disponible por: Norma-Ecuatoriana-de-La- Costrucción. 7. American Concrete Institute [Internet]. [cited 2015 Oct 28]. Disponible por REGLAMENTO-PARA-CONCRETO-ESTRUCTURAL pdf CAMICON, MIDUVI. Norma Ecuatoriana de la Construcción - NEC: NEC-SE-HM - Estructuras de Hormigón Armado p. Disponible por:

22 ANEXOS

23

24

25 9,85

26 9,65

27

28

29 Metrado de Carga h = Pared Longitud (ml) Tabla Cuantificación de peso de paredes Altura (m) MEZZANINE Área Pxm 2 pared (m 2 ) (kg/m 2 ) Peso (Kg) Área de losa (m 2 ) Peso Total (Kg) x 40,40 2,55 103,02 167, ,55 155,49 111,13 y 60,59 2,55 154,50 167, ,29 155,49 166,65 TOTAL 257,52 277,78

30 Dimensionamiento final de los diferentes elementos estructurales que conforman el edificio de 4 Plantas altas VIGA x VIGA x30 45x35 45x35 45x35 COLUMNA 3.10 VIGA 50x30 VIGA 50x30 45x35 45x35 45x VIGA 50x30 VIGA 50x x35 45x35 COLUMNA 45x VIGA 50x30 VIGA 50x30 50x40 50x40 50x COLUMNA GRAFICO : Secciones Finales.

31 MODELACION MATEMATICA EN 3D CON EL SOFTWARE SAP 2000 Dimensionamiento de la estructura del edificio de 4 plantas altas. GRAFICO: Espectro de Diseño GRAFICO: Derivas de Piso

32 GRAFICO: Diagrama de momentos en vigas GRAFICO: Diagrama de momentos en columnas

33 GRAFICO: Diagrama de cortante en vigas GRAFICO: Diagrama de cortante en columnas

34 TABLE: Element Forces - Frames Frame Station OutputCase CaseType StepType P V2 V3 T M2 M3 FrameElem ElemStation Text m Text Text Text Tonf Tonf Tonf Tonf-m Tonf-m Tonf-m Text m 5 0,2 ENVOLVENTE Combination Max -14,3584 3,589 2,9189 0, , , ,2 5 1,55 ENVOLVENTE Combination Max -13,6294 3,589 2,9189 0, , , ,55 5 2,9 ENVOLVENTE Combination Max -12,9004 3,589 2,9189 0, , , ,9 6 0,1 ENVOLVENTE Combination Max -11,5205 1,7473 1,9491 1, , , ,1 6 1,225 ENVOLVENTE Combination Max -10,913 1,7473 1,9491 1, , , , ,35 ENVOLVENTE Combination Max -10,3055 1,7473 1,9491 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -7,9388 1,7705 2,0606 1, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -7,1288 1,7705 2,0606 1, , , ,5 7 3 ENVOLVENTE Combination Max -6,3188 1,7705 2,0606 1, , , ENVOLVENTE Combination Max -4,0397 0,5057 1,2602 0, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -3,2297 0,5057 1,2602 0, , , ,5 8 3 ENVOLVENTE Combination Max -2,4197 0,5057 1,2602 0, , , ,2 ENVOLVENTE Combination Max -15,6366 2,4431 3,803 0, , , ,2 9 1,55 ENVOLVENTE Combination Max -14,9076 2,4431 3,803 0, , , ,55 9 2,9 ENVOLVENTE Combination Max -14,1786 2,4431 3,803 0, , , ,9 10 0,1 ENVOLVENTE Combination Max -11,6862 0,9799 3,6877 1, , , ,1 10 1,225 ENVOLVENTE Combination Max -11,0787 0,9799 3,6877 1, , , , ,35 ENVOLVENTE Combination Max -10,4712 0,9799 3,6877 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -8,0868 1,1389 2,6389 1, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -7,2768 1,1389 2,6389 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -6,4668 1,1389 2,6389 1, , , ENVOLVENTE Combination Max -4,0774 0,1209 2,2122 0, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -3,2674 0,1209 2,2122 0, , , , ENVOLVENTE Combination Max -2,4574 0,1209 2,2122 0, , , ,2 ENVOLVENTE Combination Max -14,9178 1,8016 3,8005 0, , , ,2 13 1,55 ENVOLVENTE Combination Max -14,1888 1,8016 3,8005 0, , , , ,9 ENVOLVENTE Combination Max -13,4598 1,8016 3,8005 0, , , ,9 14 0,1 ENVOLVENTE Combination Max -11,138 0,5808 3,8033 1, , , ,1 14 1,225 ENVOLVENTE Combination Max -10,5305 0,5808 3,8033 1, , , , ,35 ENVOLVENTE Combination Max -9,923 0,5808 3,8033 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -7,7012 0,7993 2,7275 1, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -6,8912 0,7993 2,7275 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -6,0812 0,7993 2,7275 1, , , ENVOLVENTE Combination Max -3,9106-0,0737 2,2668 0, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -3,1006-0,0737 2,2668 0, , , , ENVOLVENTE Combination Max -2,2906-0,0737 2,2668 0, , , ,2 ENVOLVENTE Combination Max -8,5959 1,7071 3,5063 0, , , ,2 17 1,55 ENVOLVENTE Combination Max -7,8669 1,7071 3,5063 0, , , , ,9 ENVOLVENTE Combination Max -7,1379 1,7071 3,5063 0, , , ,9 18 0,1 ENVOLVENTE Combination Max -6,2763 0,4824 2,7471 1, , , ,1 18 1,225 ENVOLVENTE Combination Max -5,6688 0,4824 2,7471 1, , , , ,35 ENVOLVENTE Combination Max -5,0613 0,4824 2,7471 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -4,4903 0,7139 2,0513 1, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -3,6803 0,7139 2,0513 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -2,8703 0,7139 2,0513 1, ,2868 2, ENVOLVENTE Combination Max -2,3744-0,1341 1,5342 0, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -1,5644-0,1341 1,5342 0, , , , ENVOLVENTE Combination Max -0,7544-0,1341 1,5342 0, , , ,2 ENVOLVENTE Combination Max -12,4067 4,8771 2,7298 0, , , ,2 25 1,55 ENVOLVENTE Combination Max -11,6777 4,8771 2,7298 0, , , , ,9 ENVOLVENTE Combination Max -10,9487 4,8771 2,7298 0, , , ,9 26 0,1 ENVOLVENTE Combination Max -10,0726 5,6875 1,8294 1, , , ,1 26 1,225 ENVOLVENTE Combination Max -9,4651 5,6875 1,8294 1, , , , ,35 ENVOLVENTE Combination Max -8,8576 5,6875 1,8294 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -7,214 3,9327 1,9583 1, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -6,404 3,9327 1,9583 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -5,594 3,9327 1,9583 1, , , ENVOLVENTE Combination Max -3,9192 3,8917 1,2006 0, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -3,1092 3,8917 1,2006 0, , , , ENVOLVENTE Combination Max -2,2992 3,8917 1,2006 0, , , ,2 ENVOLVENTE Combination Max -14,0638 3,4874 3,5883 0, , , ,2 29 1,55 ENVOLVENTE Combination Max -13,3348 3,4874 3,5883 0, , , , ,9 ENVOLVENTE Combination Max -12,6058 3,4874 3,5883 0, , , ,9 30 0,1 ENVOLVENTE Combination Max -10,4296 4,1655 3,4862 1, , , ,1 30 1,225 ENVOLVENTE Combination Max -9,8221 4,1655 3,4862 1, , , , ,35 ENVOLVENTE Combination Max -9,2146 4,1655 3,4862 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -7,365 2,8712 2,4889 1, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -6,555 2,8712 2,4889 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -5,745 2,8712 2,4889 1, , , ENVOLVENTE Combination Max -3,8946 2,9408 2,0818 0, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -3,0846 2,9408 2,0818 0, , , , ENVOLVENTE Combination Max -2,2746 2,9408 2,0818 0, , , ,2 ENVOLVENTE Combination Max -14,4954 2,696 3,5809 0, , , ,2 33 1,55 ENVOLVENTE Combination Max -13,7664 2,696 3,5809 0, , , , ,9 ENVOLVENTE Combination Max -13,0374 2,696 3,5809 0, , , ,9 34 0,1 ENVOLVENTE Combination Max -10,7714 3,3051 3,5865 1, ,0087 4, ,1 34 1,225 ENVOLVENTE Combination Max -10,1639 3,3051 3,5865 1, , , , ,35 ENVOLVENTE Combination Max -9,5564 3,3051 3,5865 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -7,5562 2,2653 2,5688 1, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -6,7462 2,2653 2,5688 1, ,444 1, , ENVOLVENTE Combination Max -5,9362 2,2653 2,5688 1, , , ENVOLVENTE Combination Max -3,9714 2,3933 2,1249 0, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -3,1614 2,3933 2,1249 0, ,4842 0, , ENVOLVENTE Combination Max -2,3514 2,3933 2,1249 0, , , ,2 ENVOLVENTE Combination Max -10,6433 2,5629 3,3125 0, , , ,2 37 1,55 ENVOLVENTE Combination Max -9,9143 2,5629 3,3125 0, ,7758 2, , ,9 ENVOLVENTE Combination Max -9,1853 2,5629 3,3125 0, , , ,9 38 0,1 ENVOLVENTE Combination Max -7,8315 3,0735 2,6113 1, ,9021 4, ,1 38 1,225 ENVOLVENTE Combination Max -7,224 3,0735 2,6113 1, , , , ,35 ENVOLVENTE Combination Max -6,6165 3,0735 2,6113 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -5,5777 2,0932 1,9392 1, , ,

35 39 3 ENVOLVENTE Combination Max -3,9577 2,0932 1,9392 1, , , ENVOLVENTE Combination Max -2,9774 2,1925 1,4552 0, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -2,1674 2,1925 1,4552 0, , , , ENVOLVENTE Combination Max -1,3574 2,1925 1,4552 0, , , ,2 ENVOLVENTE Combination Max -4,9318 4,3546 2,6337 0, , , ,2 45 1,55 ENVOLVENTE Combination Max -4,2028 4,3546 2,6337 0, , , , ,9 ENVOLVENTE Combination Max -3,4738 4,3546 2,6337 0, , , ,9 46 0,1 ENVOLVENTE Combination Max -4,382 4,0503 1,7637 1, , , ,1 46 1,225 ENVOLVENTE Combination Max -3,7745 4,0503 1,7637 1, , , , ,35 ENVOLVENTE Combination Max -3,167 4,0503 1,7637 1, ,6725 3, , ENVOLVENTE Combination Max -3,4644 3,0183 1,9034 1, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -2,6544 3,0183 1,9034 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -1,8444 3,0183 1,9034 1, ,6021 4, ENVOLVENTE Combination Max -2,0927 2,4619 1,1647 0, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -1,2827 2,4619 1,1647 0, , , , ENVOLVENTE Combination Max -0,4727 2,4619 1,1647 0, , , ,2 ENVOLVENTE Combination Max -7,3738 3,0816 3,4794 0, , , ,2 49 1,55 ENVOLVENTE Combination Max -6,6448 3,0816 3,4794 0, , , , ,9 ENVOLVENTE Combination Max -5,9158 3,0816 3,4794 0, , , ,9 50 0,1 ENVOLVENTE Combination Max -5,3535 2,8946 3,3792 1, , , ,1 50 1,225 ENVOLVENTE Combination Max -4,746 2,8946 3,3792 1, , , , ,35 ENVOLVENTE Combination Max -4,1385 2,8946 3,3792 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -4,0163 2,1655 2,4097 1, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -3,2063 2,1655 2,4097 1, ,4038 1, , ENVOLVENTE Combination Max -2,3963 2,1655 2,4097 1, ,19 3, ENVOLVENTE Combination Max -2,2516 1,801 2,0094 0, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -1,4416 1,801 2,0094 0, , , , ENVOLVENTE Combination Max -0,6316 1,801 2,0094 0, , , ,2 ENVOLVENTE Combination Max -8,4767 2,362 3,4696 0, , , ,2 53 1,55 ENVOLVENTE Combination Max -7,7477 2,362 3,4696 0, , , , ,9 ENVOLVENTE Combination Max -7,0187 2,362 3,4696 0, , , ,9 54 0,1 ENVOLVENTE Combination Max -6,2164 2,2593 3,4719 1, , , ,1 54 1,225 ENVOLVENTE Combination Max -5,6089 2,2593 3,4719 1, , , , ,35 ENVOLVENTE Combination Max -5,0014 2,2593 3,4719 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -4,5399 1,6889 2,4851 1, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -3,7299 1,6889 2,4851 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -2,9199 1,6889 2,4851 1, , , ENVOLVENTE Combination Max -2,4692 1,439 2,0466 0, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -1,6592 1,439 2,0466 0, , , , ENVOLVENTE Combination Max -0,8492 1,439 2,0466 0, , , ,2 ENVOLVENTE Combination Max -5,4843 2,2473 3,214 0, , , ,2 57 1,55 ENVOLVENTE Combination Max -4,7553 2,2473 3,214 0, , , , ,9 ENVOLVENTE Combination Max -4,0263 2,2473 3,214 0, ,0456 0, ,9 58 0,1 ENVOLVENTE Combination Max -3,9277 2,0923 2,5375 1, , , ,1 58 1,225 ENVOLVENTE Combination Max -3,3202 2,0923 2,5375 1, , , , ,35 ENVOLVENTE Combination Max -2,7127 2,0923 2,5375 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -2,9586 1,5585 1,8793 1, , , ,5 ENVOLVENTE Combination Max -2,1486 1,5585 1,8793 1, , , , ENVOLVENTE Combination Max -1,3386 1,5585 1,8793 1, ,9774 2, ENVOLVENTE Combination Max -1,6353 1,308 1,4097 0, ,0065 1, ,5 ENVOLVENTE Combination Max -0,8253 1,308 1,4097 0, , , , ENVOLVENTE Combination Max -0,0153 1,308 1,4097 0, , , ,2 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,2427 1,536E-16 0, ,587E-16 1, ,2 69 0,67308 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,0894 1,536E-16 0, ,689E-16 1, , ,14615 ENVOLVENTE Combination Max 0 0,0639 1,536E-16 0, ,194E-16 1, , ,2 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,0976 8,534E-17 0, ,925E-16 1, ,2 70 0,67308 ENVOLVENTE Combination Max 0 0,0557 8,534E-17 0, ,919E-16 1, , ,14615 ENVOLVENTE Combination Max 0 0,209 8,534E-17 0, ,932E-16 1, , ,2 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,1515 5,144E-16 0, ,057E-16 1, ,2 71 0,67308 ENVOLVENTE Combination Max 0 0,0017 5,144E-16 0, ,288E-16 1, , ,14615 ENVOLVENTE Combination Max 0 0,155 5,144E-16 0, ,605E-16 1, , ,2 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,3333 1,03E-15 0, ,168E-15 1, ,2 72 0,67308 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,18 1,03E-15 0, ,037E-15 1, , ,14615 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,0268 1,03E-15 0, ,922E-15 1, , ,2 ENVOLVENTE Combination Max 0 2,2736 1,129E-15 0,2794 1,871E-15 4, ,2 73 0,65714 ENVOLVENTE Combination Max 0 2,4217 1,129E-15 0,2794 1,478E-15 3, , ,11429 ENVOLVENTE Combination Max 0 2,5698 1,129E-15 0,2794 1,18E-15 1, , ,2 ENVOLVENTE Combination Max 0 2,8059 1,905E-15 0, ,011E-15 5, ,2 74 0,65714 ENVOLVENTE Combination Max 0 2,954 1,905E-15 0, ,785E-15 3, , ,11429 ENVOLVENTE Combination Max 0 3,1021 1,905E-15 0, ,693E-15 2, , ,2 ENVOLVENTE Combination Max 0 2,5815 4,15E-15 0, ,185E-15 4, ,2 75 0,65714 ENVOLVENTE Combination Max 0 2,7296 4,15E-15 0, ,008E-14 3, , ,11429 ENVOLVENTE Combination Max 0 2,8777 4,15E-15 0, ,197E-14 2, , ,2 ENVOLVENTE Combination Max 0 1,757 7,592E-15 0, ,604E-15 3, ,2 76 0,65714 ENVOLVENTE Combination Max 0 1,9051 7,592E-15 0, ,5E-15 2, , ,11429 ENVOLVENTE Combination Max 0 2,0533 7,592E-15 0, ,396E-15 1, , ,2 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,4541 1,536E-16 0, ,587E-16 0, ,2 77 0,67308 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,3008 1,536E-16 0, ,689E-16 0, , ,14615 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,1475 1,536E-16 0, ,194E-16 0, , ,2 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,3445 8,534E-17 0, ,925E-16 1, ,2 78 0,67308 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,1913 8,534E-17 0, ,919E-16 1, , ,14615 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,038 8,534E-17 0, ,932E-16 1, , ,2 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,3789 5,144E-16 0, ,057E-16 0, ,2 79 0,67308 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,2256 5,144E-16 0, ,288E-16 1, , ,14615 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,0723 5,144E-16 0, ,605E-16 1, , ,2 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,5067 1,03E-15 0,2133 2,168E-15 0, ,2 80 0,67308 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,3534 1,03E-15 0,2133 2,037E-15 0, , ,14615 ENVOLVENTE Combination Max 0-0,2001 1,03E-15 0,2133 1,922E-15 0, , ,2 ENVOLVENTE Combination Max 0 1,4844 1,129E-15 0, ,871E-15 2, ,2 81 0,65714 ENVOLVENTE Combination Max 0 1,6325 1,129E-15 0, ,478E-15 2, , ,11429 ENVOLVENTE Combination Max 0 1,7806 1,129E-15 0, ,18E-15 1, ,11429

36