MEMORIA ESTRUCTURAL - LOTE 48A.pdf

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DISEÑO ESTRUCTURAL DE VIVIENDA
UNIFAMILIAR
DUEÑO: Familia Borg - Ayarza.
SOLICITADO POR: Familia Borg - Ayarza.
RESPONSABLE: Arq. Iliana Batista.
UBICACIÓN: Lote 48 A, Coronado, Distrito de San Carlos, Provincia
de Panamá Oeste, Republica de Panamá.
PRESENTADO POR: Oscar Samaniego, Ingeniero Civil.
IDONEIDAD: 2015-006-017
DISEÑO ESTRUCTURAL:
Esta memoria técnica tiene como alcance el diseño y cálculo estructural de
una Vivienda Unifamiliar de dos Niveles (Nivel 1 Planta Baja y Nivel 2 Planta
Entrepiso).
Los cálculos estructurales se realizan de acuerdo con los parámetros
exigidos por el Reglamento para el Diseño Estructural en la República de Panamá
(REP-14).

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CONTENIDO
Índice de figuras …………………………………………………………………. iii
Índice de tablas …………………………………………………………………. v
1-. Introducción …………………………………………………………………. 6
2-. Localización …………………………………………………………………. 7
3-. Descripción del Tipo de Estructura ………………………………….. 7
4-. Propiedades de los Materiales ………………………………………….. 10
4.1 Hormigón …………………………………………………………. 10
4.2 Acero de refuerzo …………………………………………………. 10
4.3 Acero Estructural …………………………………………………. 10
5-. Estudio de Suelo …………………………………………………………. 10
6-. Análisis Estructural …………………………………………………………. 11
6.1 Criterio utilizados para el análisis………………………………….. 11
6.2 Análisis elástico …………………………………………………. 11
6.3 Sistema de cargas de gravedad para el análisis ………….. 12
6.4 Evaluación Sísmica…………………………………………………. 13
6.5 Combinaciones de carga …………………………………………. 18
6.6 Resultados del análisis estructural …………………………. 18
6.6.1 Verificación de los miembros estructurales …………. 20
6.6.2 Conclusión …………………………………………………. 23
7-. Sistema de fundaciones ….………………………………………………. 24
8-. Viga sísmica …………………………………………………………………. 30
9-. Losas ………………………………………………………………………… 34
10.1 Losa solida sobre piso …………………………………………. 34
10-. Techos ………………………………………………………………… 34
11-. Escalera ………………………………………………………….…….. 37
12-. Bibliografía ………………………………………………………….…….. 39

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INDICE DE FIGURAS
Figura 1.1 Plano de cimentaciones …………………………………………... 9
Figura 6.1 Modelo estructural del conjunto ……………………………..……. 12
Figura 6.2 Espectro de respuesta ……………………………………….…. 14
Figura 6.3 Vista 3D de la Estructura con elementos señalados - Vivienda…... 19
Figura 6.4 Vista 3D de la Estructura con elementos señalados – Bohío …... 19
Figura 6.5 Verificación de elementos Demanda/Capacidad – Vivienda …... 20
Figura 6.6 Verificación de elementos Demanda/Capacidad – Bohío …... 20
Figura 6.7 Diagrama de fuerzas axiales de la Estructura – Vivienda …. 21
Figura 6.8 Diagrama de fuerzas de corte de la Estructura - Vivienda. …. 21
Figura 6.9 Diagrama de momentos flectores de la Estructura – Vivienda .… 21
Figura 6.10 Diagrama de momentos torsor de la Estructura - Vivienda .... 21
Figura 6.11 Diagrama de fuerzas axiales de la Estructura – Bohío …………. 22
Figura 6.12 Diagrama de fuerzas de corte de la Estructura - Bohío. …. 22
Figura 6.13 Diagrama de momentos flectores de la Estructura – Bohío .… 22
Figura 6.14 Diagrama de momentos torsor de la Estructura - Bohío .... 22
Figura 7.1 Planta cimentación - Bohío .………………………………….……. 24
Figura 7.2 Planta fundación - Vivienda .………………………….……………. 25
Figura 7.3 Detalle general de fundación .………………………….……. 26
Figura 7.4 Planta de fundaciones - Vivienda .………………………….……. 26
Figura 7.5 Verificación de punzonado - Vivienda .………………….……. 27
Figura 7.6 Presión sobre el suelo máxima - Vivienda .………….……. 27
Figura 7.7 Acero requerido por flexión en zapatas - Vivienda .…….…. 28
Figura 7.8 Verificación de punzonado - Bohío .………………………….……. 28
Figura 7.9 Presión sobre el suelo máxima - Bohío .………………….……. 28
Figura 7.10 Acero requerido por flexión en zapatas - Bohío .…………….…. 29
Figura 8.1 Diagrama de fuerzas axiales en vigas sísmicas – vivienda …. 30
Figura 8.2 Diagrama de fuerzas cortantes en vigas sísmicas – vivienda …. 31
Figura 8.3 Diagrama de momentos flectores en vigas sísmicas – vivienda…. 31
Figura 8.4 Diagrama de momentos torsores en vigas sísmicas – vivienda…. 32
Figura 8.5 Acero de refuerzo requerido en vigas sísmicas – vivienda …... 32

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Figura 8.6 Diagrama de fuerzas axiales en vigas sísmicas – bohío ….. 33
Figura 8.7 Diagrama de fuerzas cortantes en vigas sísmicas – bohío ….. 33
Figura 8.8 Diagrama de momentos flectores en vigas sísmicas – bohío ….. 33
Figura 8.9 Diagrama de momentos torsores en vigas sísmicas – bohío ….. 33
Figura 8.10 Detalle de armado de viga sísmica - vivienda …………………. 33
Figura 8.11 Detalle de armado de viga sísmica - bohío …………………. 33
Figura 9.1 Detalle de losa de piso ……………………………..….….……. 34
Figura 10.1 Detalle de cubierta ……………………………………..….….……. 35
Figura 10.2 Planta de techo ppal – vivienda ……………………..….….……. 35
Figura 10.3 Planta de techo laterales – vivienda ……………..….….……. 36
Figura 10.4 Planta de techo ppal – bohío ……………………..….….……. 36

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INDICE DE TABLAS
Tabla 6.1 Participación de masas modales de vivienda …………………. 17
Tabla 6.2 Participación de masas modales de bohio ……………...…………. 17
Tabla 6.3 Combinaciones de cargas para el diseño
Estructural de edificaciones según ASCE 7-10 .…..……………. 18
Tabla 6.4 Código de color relación Demanda / Capacidad ………………… 20
Tabla 6.5 Calculo de Drift en la dirección “X” - vivienda …………….….. 22
Tabla 6.6 Calculo de Drift en la dirección “Y” – vivienda ………………... 23
Tabla 6.7 Calculo de Drift en la dirección “X” - bohío …………………….….. 23
Tabla 6.8 Calculo de Drift en la dirección “Y” – bohío ………………………... 23
Tabla 7.1 Tabla de fundaciones de la vivienda ….……….…………….. 29
Tabla 7.2 Tabla de fundaciones de la bohío ….……….…………….. 29

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1. INTRODUCCION.
Este documento presenta la memoria técnica del diseño y cálculo estructural
de una Edificación de dos niveles para fines Residencial, la misma tiene un
área aproximada de 232m2 en la P.B., mientras que la P.A. posee un área
aproximada de 132m2. La estructura en general será elaborada con hormigón
armado (columnas y envigado) para los niveles 1 y 2 mientras que se utilizará
acero estructural grado 50 para el envigado del techo.
La losa del entrepiso será tipo maciza elaborada con hormigón armado
reforzado con barras estriadas y tendrá un espesor mínimo de 0,16m.
La cubierta será con láminas de PVC tipo PANAROOF color terracota y
presentará una pendiente del 25% para todos los techos. Dichos techos están
proyectados a tres y cuatro aguas según lo indicado en el proyecto de
arquitectura. Para la conexión entre el nivel PB y el entrepiso se proyecto una
escalera en forma de “U” con descanso elaborada con hormigón armado.
Anexo a la estructura principal, se proyecto un bohío con un sistema estructural
aporticado con columnas y vigas en hormigón armado. La cubierta estará
soportada por un envigado metálico tipo W y las correas serán tipo carriola
galvanizada, calibre 16 de sección 4”x2”.
Este documento se divide de la siguiente manera: localización regional del
proyecto, descripción del tipo de estructura, propiedades de los materiales,
análisis estructural, diseño de losas, diseño de zapatas, diseño de escalera,
datos de entrada utilizados en el modelo estructural introducido en el programa
ETABS V16 / SAFE V14, datos de salida de diseño del programa ETABS V16 /
SAFE V14.

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2. LOCALIZACION.
La edificación se encuentra localizada en el lote 48 A, Coronado, Distrito de
San Carlos, Provincia de Panamá Oeste, Republica de Panamá.
3. DESCRIPCION DEL TIPO DE ESTRUCTURA.
El sistema estructural a utilizar es marcos en hormigón armado en general.
La edificación consta de 5 pórticos longitudinales con repartición variable entre
3,15m y 6,40m entre sí y 5 pórticos transversales con distancias entre si entre
3,45m y 5,90m. Se proyectaron 5 tipos de columnas en hormigón armado.
Dichos elementos tendrán las siguientes secciones, C1 (0,30x0,30), C2
(0,15x0,40), C3 (0,15x0,45) y C4 (0,30x0,30) en forma de “L”.
Todos estos elementos serán reforzados con barras estriadas grado 60.
El envigado del entrepiso (N+3,15m) se proyectó con elementos de hormigón
armado de sección rectangular (0,15x0,40) reforzado con barras estriadas
grado 60 mientras que el envigado de amarre del nivel techo (N+6,15m) serán
elementos de sección rectangular (0,15x0,30) igualmente reforzados con
barras estriadas grado 60.
La losa del entrepiso en general (N+3,15m) será tipo maciza elaborada con
hormigón armado reforzado con barras estriadas dispuestas según plano (ver
E-2). Se indica en la losa de entrepiso el reforzamiento con barras estriadas en
los puntos donde nacen columnas que darán apoyo al sistema de vigas de
amarre del techo. Dicha losa tendrá un espesor mínimo de 0,16m.
A nivel de cubierta (N+7,65m) el envigado de apoyo a la misma este proyecto
con perfil metálico tipo W6x16 (caballos) y las correas serán tipo carriola
galvanizada calibre 16 de sección 4”x2”. Su anclaje al sistema de apoyo será
de tipo apoyo simple y soldado.
Se realiza la proyección de colocar una fascia perimetral de 10”. Cabe destacar
que la cubierta principal está proyectada a cuatro aguas mientras las laterales
son proyectadas a tres aguas (ver plano E-2).
La cubierta será con láminas de PVC tipo PANAROOF color terracota, la
pendiente será de 25% para todos los techos. (ver plano E-3).

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El sistema de fundaciones se utilizará zapatas aisladas cuadradas de concreto
reforzado. Dichas fundaciones estarán ortogonalmente unidas mediante la
construcción de viga sísmica de sección rectangular (0,25m x 0,35m). (Ver
plano E-1).
Para el diseño estructural se utilizaron las cargas de diseño recomendadas por
el Reglamento para el Diseño Estructural en la República de Panamá (REP-
14), detalladas en la sección 6, Análisis Estructural de este documento.
La edificación en cuestión se modelo usando como herramienta de trabajo el
programa ETABS versión V16, para el análisis de fundaciones se modelo
usando como herramienta de trabajo el programa SAFE versión V14, se
implementó una resistencia del suelo de 1,00 kg/cm2.
Dicho valor fue tomado como referencia hasta verificarlo con un estudio de
suelo.
La edificación presenta desniveles proyectados desde la Arquitectura, por lo
tanto, dichos desniveles serán construidos con rellenos mediante material
proveniente de las excavaciones del sitio cuidadosamente seleccionado. Estos
rellenos serán confinados mediante la proyección de muros estructurales
construidos con bloques de hormigón de espesor 6”, reforzados con barras
metálicas estriadas y rellenos con mortero en todas sus aberturas. El
reforzamiento mediante barras estriadas se hará según lo especificado en los
planos de detalle estructural. La ubicación de dichos muros estructurales se
indica en el plano de cimentación.
La estructura diseñada es de categoría II de acuerdo con la Tabla 1-1
Clasificación de Edificios y Otras Estructuras para Cargas de Viento y Sismo
(REP_14).

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Figura 1.1 – Planta de Cimentaciones

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4. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES.
4.1 Hormigón
A resistencia del concreto del sistema de fundaciones es de f’c = 4.000 psi
(280 kg/cm2).
El concreto deberá ser dosificado y evaluado de acuerdo al ACI-2111 y ACI-
214. Los ensayos para la evaluación deberán estar conformes con los
requisitos establecidos en las normas ASTM C31, ASTM C39 y ASTM C42,
entre otras.
4.2 Acero de Refuerzo
Se utilizará acero de refuerzo que cumpla con los requerimientos de ASTM
A615. El acero para cortante consistirá de estribos #3 G-40, 280 MPa (40.000
psi), mientras que el resto del acero será G-60, 420 MPa (60.000 psi).
4.3 Acero Estructural.
Los perfiles de alma abierta (W) serán de tensión ultima de agotamiento 4.080
Kg/cm2 cumpliendo con las especificaciones ASTM A36, los perfiles tubulares
HSS serán de tensión ultima de agotamiento 4.360 Kg/cm2 cumpliendo con las
especificaciones ASTM A500 Grado C, mientras que las carriolas serán de alta
resistencia con un esfuerzo último mínimo de 3.867 Kg/cm2, cumpliendo con
las especificaciones ASTM A-446 Grado C.
5. ESTUDIO DEL SUELO.
Se consideró para este proyecto una capacidad portante del suelo de 1,00
Kg/cm2, valor el cual deberá ser verificado mediante un estudio de suelo.

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6. ANALISIS ESTRUCTURAL.
6.1 Criterios utilizados para el análisis.
a) Las cargas de gravedad fueron definidas de acuerdo al peso
propio de los elementos existentes (columnas, vigas, correas,
cubiertas, otros.), el uso actual de la estructura y las provisiones
del Reglamento para el Diseño Estructural en la República de
Panamá (REP_14).
b) El análisis de cargas laterales se realizó siguiendo las provisiones
sísmicas y cargas de viento del Reglamento para el Diseño
Estructural en la República de Panamá (REP_14).
6.2 Análisis elástico.
Modelo en 3D:
Se elaboró un modelo de la estructura en tres dimensiones (3D), de
acuerdo a la información existente en los planos proporcionados para
esta evaluación.
Este análisis tiene como objetivo revisar el comportamiento de la
estructura para niveles de resistencia y servicialidad, así definir los
elementos necesarios para dicha edificación.
En cuanto al criterio de servicialidad, la estructura debe cumplir con
el desplazamiento inelástico permisible (δa) de 0,02xhsx debido a la
demanda sísmica, para el grupo II de exposición sísmica, de acuerdo
al Reglamento para el Diseño Estructural de la República de Panamá
(REP_14).

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Figura 6.1 – Modelo Estructural del Conjunto
6.3 Sistema de cargas de gravedad para el análisis.
Para ambos modelados de la ampliación se utilizaron las siguientes
solicitaciones:
Sistema de Cargas de Gravedad en Entrepiso:
Carga Permanente: Kg/m2
Peso propio de la Losa 130
Peso propio de la Estructura 30
Otros (ducto mec., lámparas) 15
Total 175
Carga Variable: Kg/m2
Uso Residencial Vivienda Unifamiliar 200
Uso Residencial Terraza 500
Uso Residencial Escalera 500

13
Sistema de Cargas de para losa de Techo:
Carga Permanente: Kg/m2
Peso propio de la cubierta 5
Peso propio de la Estructura 15
Otros (ducto mec., lámparas) 15
Total 35
Carga Variable para techo con acceso
solo para fines de mantenimiento: 45
El peso propio es calculado directamente por el programa ETABS.
6.4 Evaluación Sísmica.
El análisis de carga lateral que se realizó para la revisión estructural
contemplo los siguientes parámetros:
Tipo de Suelo Suelo tipo B
Fa = Factor de sitio basado en aceleración Fa = 1,00
Fv = Factor de sitio relacionado con la velocidad Fv = 1,00
Ss = Aceleración de la respuesta espectral
para periodo corto Ss = 0,58
S1 = Aceleración de la respuesta espectral
para periodo largo de 1 s S1 = 0,26
Sms = Aceleración de respuesta espectral del MCE
para periodos cortos Sms = 0,58
Sm1 = Aceleración de respuesta espectral del MCE
para periodos largos 1s. Sm1 = 0,26
SDs = Parámetro de aceleración del espectro de diseño
Para periodo corto SDs = 0,39

14
SD1 = Parámetro de aceleración del espectro de diseño
para periodos largos 1s. SD1 = 0,17
R = Factor de modificación de respuesta R = 3,00
Cd = Factor de amplificación de respuesta
de desplazamiento Cd = 4,00
Ie = Factor de importancia Ie = 1,00
Cs min = Coeficiente de corte basal mínimo Csmin = 0,12
Cs max = Coeficiente de corte basal máximo Csmax = 0,34
Grupo de exposición de amenaza sísmica Grupo II
δi = Desplazamiento horizontal entre pisos permisible δi = 0,02hn
hn = Altura de la edificación total hn = 7,65m
Ws = Peso Sísmico de la Estructura Ws = 169.725,44 Kgs
ESPECTRO DE RESPUESTA CON UN 5% DE AMORTIGUAMIENTO
PARA PANAMA
Figura 6.2 – Espectro de Respuesta según la ASCE/SEI 7-05

16
Periodos fundamentales de la Vivienda
Calculados del Programa ETABS 2016
T eje x = 0.208seg
T eje y = 0.218seg
Cortante en la Base Eje X: Cortante en la Base Eje Y:
Vx = (Cs)*(Wtotal) Vy = (Cs)*(Wtotal)
Vx = 52.506,24 kgf Vy = 52.507,35 kgf
Periodos fundamentales del Bohío
Calculados del Programa ETABS 2016
T eje x = 0.113seg
T eje y = 0.218seg
Cortante en la Base Eje X: Cortante en la Base Eje Y:
Vx = (Cs)*(Wtotal) Vy = (Cs)*(Wtotal)
Vx = 3.049,53 kgf Vy = 3.049,37 kgf
La distribución de cargas laterales por piso, se efectuó en forma automática
con el programa ETABS 2016. En este caso existen dos opciones para
hacerlo:
1.- Usar la opción de fuerzas definidas por el usuario, dándole al
modelo el coeficiente Cs de respuesta sísmica y el coeficiente K
(exponente) para la forma de distribución vertical de la horizontal.
2.- La otra opción es utilizando la prescripción BOCA-96, para lo cual
se tendría que asignar al programa Av = Cv, Aa = Ca, con S=1.30, ya que el
tipo de suelo está incorporado en los coeficientes Av y Aa. La distribución
manual o automática de la fuerza lateral por piso está dada por:
Donde,

17
Cvx = Factor de distribución lateral.
V = Fuerza lateral total de diseño o el esfuerzo cortante en la base del
edificio.
wi y wx = Parte de la carga de gravedad total del edificio (W) ubicada o
asignada al nivel i o x.
Hi y hx = Altura desde la base al nivel i o x.
K = Exponente relacionado con el periodo del edificio, según lo siguiente:
Para edificios con un periodo de 0.5 segundos o menos, k=1.
Para edificios con un periodo de 2.5 segundos o más, k=2
Para edificios con un periodo entre 0.5 y 2.5 segundos, k será igual a
2 o se determinará mediante interpolación entre 1 y 2.
PARTICIPACION DE MASAS MODALES – MODULO DE VIVIENDA
Case Mode
Period
UX UY RZ Sum UX Sum UY Sum RZ
sec
Modal 1 0.218 0.0009 0.9263 0.0034 0.0009 0.9263 0.0034
Modal 2 0.208 0.831 0.0021 0.1234 0.8319 0.9284 0.1268
Modal 3 0.172 0.0941 0.0024 0.7552 0.926 0.9308 0.882
Modal 4 0.116 0.0001 0.0666 0.0005 0.9261 0.9974 0.8825
Modal 5 0.112 0.0388 0.0006 0.0697 0.9649 0.998 0.9522
Modal 6 0.105 0.005 0.0001 0.0125 0.9699 0.9981 0.9648
Modal 7 0.102 0.0157 0.0002 0.0133 0.9856 0.9982 0.9781
Modal 8 0.098 0.013 0.0001 0.0053 0.9985 0.9983 0.9833
Modal 9 0.081 0.0002 0.0003 0.015 0.9987 0.9986 0.9983
Modal 10 0.078 0.0002 0.0001 0.0002 0.9989 0.9987 0.9985
Modal 11 0.075 0.0001 0.0011 0.0005 0.999 0.9998 0.999
Modal 12 0.071 0.0000369 0 0.00001913 0.9991 0.9998 0.999
Tabla 6.1 – Cuadro - Participación de masas Modales – Vivienda Ppal.
PARTICIPACION DE MASAS MODALES - BOHIO
Case Mode
Period
UX UY RZ Sum UX Sum UY Sum RZ
sec
Modal 1 0.113 0 0.8644 0.1357 0 0.8644 0.1357
Modal 2 0.092 0 0.1182 0.8503 0 0.9826 0.986
Modal 3 0.089 0.9048 0 0 0.9048 0.9826 0.986
Modal 4 0.073 0.0001 0 0 0.9049 0.9826 0.986
Modal 5 0.07 0.0024 0 0 0.9074 0.9826 0.986
Modal 6 0.069 0.0918 0 0 0.9992 0.9826 0.986
Tabla 6.2 – Cuadro - Participación de masas Modales - Bohío

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6.5 Combinaciones de cargas.
Las combinaciones de cargas se encuentran resumidas en la Tabla 6.3,
según las recomendaciones de la ASCE 7 – 10 y el REP_2014, donde:
DEAD es la carga muerta o permanente
SCP es la carga muerta superpuesta
LIVE es la carga viva o variable
Lr es la carga viva o variable en el techo
Sx es la carga debida al sismo en sentido “X”
Sy es la carga debida al sismo en sentido “Y”
DESCRIPCION DEAD SCP LIVE Lr Sx Sy
COMB1 1.40 1.40
COMB2 1.20 1.20 1.60 0.50
COMB3 1.20 1.20 0.50 1.60
COMB4 1.20 1.20 1.00 0.50
COMB5 1.20 1.20 1.00 1.00 0.30
COMB6 1.20 1.20 1.00 -1.00 -0.30
COMB7 1.20 1.20 1.00 0.30 1.00
COMB8 1.20 1.20 1.00 -0.30 -1.00
COMB9 0.90 0.90 1.00 0.30
COMB10 0.90 0.90 -1.00 -0.30
COMB11 0.90 0.90 0.30 1.00
COMB12 0.90 0.90 -0.30 -1.00
Tabla 6.3 – Combinaciones de cargas para el Diseño Estructural de Edificaciones ASCE 7-10
6.6 Resultados del análisis estructural.
El índice de deformación limite debidas al viento en edificaciones metálicas
para las direcciones “X” y “Y”, tiene un valor máximo de 0,02 (1/500); según
las provisiones del Reglamento para el Diseño Estructural en Panamá,
REP_2014.
Se presenta a continuación edificaciones modeladas en 3D indicando los
elementos que la conforman:

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La estructura está conformada por los siguientes elementos propuestos:
Columnas Principales: 0,15x0,40 – 0,30x0,30
Columnas en esquinas: 0,30x0,30x0,15 en “L”
Envigado de Carga: 0,15x0x40
Envigado de Amarre: 0,15x0,30
Envigado de Techo: W6x16 – Doble Carr 6”x2”
Correas Techo: Carriola simple 2”x4”
Figura 6.3 – Modelado 3D de la estructura de la Vivienda indicando los elementos que la
conforman
Figura 6.4 – Modelado 3D de la estructura del Bohío indicando los elementos que la conforman

20
Figura 6.5 – Column P-M-M
Interation ratios - Vivienda
Figura 6.6 – Beam / Column
Capacity ratios - Vivienda
6.6.1 Verificación de los Miembros Estructurales.
Comprende definir para cada uno de los miembros de acero el valor de la
relación demanda / capacidad. Se debe verificar que el cociente demanda /
capacidad sea menor que 1 en todos los miembros estructurales. El diseño se
realiza por el método de los estados límites, según los criterios establecidos en las
normas ACI-318-14.
La verificación se realiza utilizando el programa de cálculo y diseño
estructural ETABS, en el cual se representa el resultado de este cociente de forma
gráfica, asignando un color a cada rango de valores de la relación demanda /
capacidad tal y como se indica a continuación.
Tabla 6.4 – Código de Color relación Demanda / Capacidad – ETABS

21
Figura 6.9 – Diagrama de
Momentos Flectores - Vivienda
Momentos Torsores - Vivienda
Figura 6.7 – Column P-M-M
Interation ratios - Bohío
Figura 6.8 – Beam / Column
Capacity ratios - Bohío
Figura 6.7 – Diagrama de Fuerzas
Axiales - Vivienda
de Corte - Vivienda
DIAGRAMAS DE FUERZAS AXIALES, CORTE Y MOMENTOS EN LA
ESTRUCTURA PPAL DE LA VIVIENDA Y BOHIO:

22
Axiales - Bohío
de Corte - Bohío
Momentos Flectores - Bohío
Momentos Torsores - Bohío
A continuación, se presentan los resultados de los desplazamientos
elásticos e inelásticos, así como el ladeo y el índice de ladeo por cada nivel bajo la
solicitación más desfavorable.
CALCULO DEL DRIFT EN LA DIRECCION "X" - VIVIENDA
Nivel Altura (cm) Carga
Desplazamiento
Elástico en el
Piso i (cm)
Desplazamiento
Inelástico en el
Piso i (cm)
Ladeo ∆
∆
∆
∆x
(cm)
Índice de
Ladeo ∆
∆
∆
∆x /
h
N+7.65m Sx 0.000000 0.000000
150 -0.00021 -0.00000139
N+6.15m Sx 0.000834 0.000209
300 -0.00016 -0.00000054
N+3.15m Sx 0.001476 0.000369
315 0.00037 0.00000117
Base Sx 0.000000 0.000000
Tabla 6.5 – Calculo de Drift bajo la carga de Sismo en la dirección “X”

23
CALCULO DEL DRIFT EN LA DIRECCION "Y"- VIVIENDA
Desplazamiento
Elástico en el Piso i
(cm)
Desplazamiento
Inelástico en el
Piso i (cm)
Ladeo ∆
∆
∆
∆x
(cm)
Índice de
Ladeo ∆
∆
∆
∆x /
h
N+7.65m Sy 0.000000 0.000000
150 -0.00025
-
0.00000165
N+6.15m Sy 0.000989 0.000247
300 -0.00006
-
0.00000022
N+3.15m Sy 0.001247 0.000312
315 0.00031 0.00000099
Base Sy 0.000000 0.000000
CALCULO DEL DRIFT EN LA DIRECCION "X" - BOHIO
Desplazamiento
Elástico en el
Piso i (cm)
Desplazamiento
Inelástico en el
Piso i (cm)
Ladeo ∆
∆
∆
∆x
(cm)
Índice de
Ladeo ∆
∆
∆
∆x / h
N+2.50m Sx 0.212000 0.053000
250 0.05300 0.00021200
Base Sx 0.000000 0.000000
CALCULO DEL DRIFT EN LA DIRECCION "Y"
Desplazamiento
Elástico en el
Piso i (cm)
Desplazamiento
Inelástico en el
Piso i (cm)
Ladeo
∆
∆
∆
∆x (cm)
Índice de
Ladeo ∆
∆
∆
∆x /
h
N+2.50m Sy 0.209000 0.052250
250 0.05225 0.00020900
Base Sy 0.000000 0.000000
Tabla 6.8 – Calculo de Drift bajo la carga de Sismo en la dirección “Y”
6.6.2 Conclusión.
El análisis del conjunto nos muestra que la estructura en estudio con los
elementos propuestos tiene un buen desempeño estructural siendo la misma
ensayada bajo cargas de servicio. Bajo la solicitación de cargas de sismo, la
estructura presentó una deformación máxima de 0,001476 estando así por debajo
del máximo permitido por el REP (0,020hsx). Por lo tanto, se muestra el resumen
de los elementos a utilizar como componentes de la estructura:

24
Columnas Principales: 0,15x0,40 – 0,30x0,30
Columnas en esquinas: 0,30x0,30x0,15 en “L”
Envigado de Carga: 0,15x0x40
Envigado de Amarre: 0,15x0,30
Envigado de Techo: W6x16 – Doble Carr 6”x2”
Correas Techo: Carriola simple 2”x4”
7. SISTEMA DE FUNDACIONES
El sistema de fundaciones para este proyecto fue considerado de tipo
superficial, tomando en consideración que se asumió una resistencia de suelo
admisible de 1,00Kg/cm2. Las zapatas son de tipo aisladas cuadradas y
rectangulares.
Para establecer las dimensiones de las fundaciones, se determinó el área
requerida de las mismas con las cargas de trabajo y la capacidad admisible del
suelo como está previsto en las normas ACI para el diseño de zapatas.
Todas las zapatas tendrán una profundidad de desplante mínima de 1,20m,
mientras que el acero tendrá un recubrimiento de 7cm como mínimo.
Para el análisis de las fundaciones se exporto la data de las cargas del nivel
de la base desde el programa ETABS a SAFE.
Figura 7.1 – Planta cimentación - Bohío

25
Figura 7.2 – Planta cimentación – vivienda ppal.
A continuación, se presenta para ambos Casos el detalle típico de fundación,
planta de fundación, diagrama de esfuerzo máximo y verificación de
punzonamiento y diseño de zapata por banda.

26
Figura 7.3 – Detalle típico de fundación
Figura 7.4 – Planta de fundaciones - Vivienda

27
Figura 7.5 – Verificación de Punzonamiento - Vivienda
Figura 7.6 – Presión sobre el suelo máxima (Kg/cm2) - Vivienda
VALOR MAX.
0.3032

28
Figura 7.8 – Planta fundaciones –
Verificación de Punzonado – Bohío.
Figura 7.9 – Planta fundaciones – Presión
sobre el suelo máxima (Kg/cm2) – Bohío.
Figura 7.7 – Barras de acero requerida por flexión en zapatas (cm2/cm) - Vivienda

29
Figura 7.10 – Planta fundaciones – Barras de acero
requerida por flexión en zapatas (cm2/cm) – Bohío.
Como conclusión de la evaluación realizada a las cimentaciones propuestas
del conjunto, se presenta el cuadro resumen indicando las dimensiones finales
y el armado de acero a flexión de las zapatas.
Tabla 7.1 –Tabla resumen de cimentaciones de la vivienda.
Tabla 7.2 –Tabla resumen de cimentaciones del Bohío.

30
8. VIGA SISMICA
Para unir las fundaciones en dirección orto-horizontal, se proyectó la
colocación de vigas sísmicas con el fin de impedir cualquier tipo de
desplazamiento diferencial horizontal a nivel del terreno en la estructura,
manteniendo así las fundaciones en posición para que la imagen estructural
asumida en el nodo (empotramiento) se considere cierto.
Se utilizó una viga sísmica de 0,25m x 0,35m para la vivienda principal, armada
con de acero de refuerzo grado 60, 4 barras diámetro 5/8”. Para el área del
Bohío se proyectó una viga sísmica de 0,20m x 0,30m reforzada con 4 barras
diámetro ½”. A través del programa SAFE se analizó y verifico la dimensión de
las vigas sísmicas, así como la cantidad de acero de refuerzo longitudinal y
transversal. A continuación, diagrama de fuerzas axiales, momento flector,
corte y torsión generados en las vigas sísmicas, también el área de acero
requerido por la envolvente del sistema.
Figura 8.1 – Diagrama de fuerzas axiales en vigas sísmicas (Kgf) – vivienda ppal.

31
Figura 8.2 – Diagrama de fuerzas cortantes en vigas sísmicas (Kgf) - vivienda ppal.
Figura 8.3 – Diagrama de momento flector en vigas sísmicas (Kgf-cm) – vivienda ppal.

32
Figura 8.4 – Diagrama de momento torsor en vigas sísmicas (Kgf-m) – vivienda ppal.
Figura 8.5 – Área de acero de refuerzo longitudinal (cm2) requerido por envolvente en vigas
sísmicas – vivienda ppal.

33
Figura 8.6 – Diagrama de fuerzas axiales
en vigas sísmicas (Kgf) – Bohío.
Figura 8.7 – Diagrama de fuerzas cortantes
Figura 8.8 – Diagrama de momentos flectores
Figura 8.9 – Diagrama de momentos torsores
Figura 8.10 – Diseño de Viga Sísmica
vivienda ppal.
Figura 8.11 – Diseño de Viga Sísmica
Bohío.
A continuación, se presenta el diseño final de la viga sísmica, luego de
haber analizado el elemento bajo la solicitación más desfavorable para el conjunto.

34
9. LOSAS.
9.1 Losa solida sobre piso.
La losa se construirá con concreto de una resistencia de compresión de f’c =
210 kg/cm2 sobre el terreno natural y deberá tener un espesor mínimo de 0,10m
reforzada con malla electrosoldada 150 x 150 x 4.8mm (una capa) cumpliendo con
los requisitos mínimos de un refuerzo por contracciones y temperatura de ρ =
0,0018. Dicha losa se proyecto para tanto para la vivienda principal como para el
bohío.
Se debe procurar que el terreno natural cumpla con la compactación mínima
de 95% Proctor estándar.
Figura 9.1 – Detalle de losa de piso
10. TECHO.
El techo principal se proyectó a cuatro aguas. La edificación en general
presenta otras áreas techadas las cuales fueron proyectadas a tres aguas. Todos
los techos presentan una pendiente del 25% aproximadamente. El sistema de
soporte de los diferentes techos se proyectó mediante perfiles metálicos tipo
W6x16. Con respecto al área del bohío, el envigado de soporte del techo se
proyectó con carriolas dobles 6”x2”, galvanizadas, calibre 16. Las correas en todos
los techos serán perfiles laminados en frio tipo carriolas 2”x4” calibre 16,
galvanizadas, espaciadas aproximadamente a 0,60m centro a centro. La cubierta
a colocar será lamina de PVC tipo romana o española fabricada por PANAROOF,
color terracota, previo a la instalación de la misma se tomará la previsión de
colocar un aislante tipo AA.

35
Figura 10.1 – Detalle de cubierta.
Figura 10.2 – Detalle de planta techo principal del conjunto.

36
Figura 10.3 – Detalle de planta techos laterales del conjunto.
Figura 10.4 – Detalle de planta techo del bohío.

37
11. ESCALERA
La edificación en estudio posee una escalera para la comunicación entre el
nivel PB y el entrepiso N+3,15m. La escalera en cuestión presenta un ancho de
1,20m y un desarrollo horizontal de 4,05m, es de dos tramos y un solo descanso
siendo elaborada en hormigón armado. Se indica una contra huella de
aproximadamente 0,15m y una huella de 0,30m, el descanso tendrá un ancho de
1,50m. El apoyo es de tipo empotrado en ambos extremos. A continuación, se
presenta las hojas de cálculo de la escalera.

39
12. BIBLIOGRAFIA.
[ACI_318-14] ACI committee 318. “Building Code Requirements for Structural
Concrete” (ACI 318-14). American Concrete Institute, USA, 2014.
[AISC_360-05] “Specification for Structural Steel Buildings” (AISC 360-05).
American Institute of Steel Construction, Chicago, Marzo 2005.
[FEM_92] FEMA-178. NEHRP (National Earthquake Hazards Reduction
Program). Handbook for the Seismic Evaluation of Existing
Buildings. Washintong, Junio 1992.
[REP_14] Junta técnica de Ingeniería y Arquitectura. Reglamento para el
Diseño Estructural en la República de Panamá (REP-2014).
Panamá, 2014.

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