Infraestructura educativa Quiruvilca

“MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA EDUCATIVA INICIAL N° 1767 NUEVO AMANECER,
DISTRITO DE QUIRUVILCA - SANTIAGO DE CHUCO - LA LIBERTAD”
ABRIL
2014
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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL
“MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA INICIAL N° 1767 NUEVO AMANECER,
DISTRITO DE QUIRUVILCA, SANTIAGO DE CHUCO – LA LIBERTAD”
CONSULTOR: JOSE LUIS AGUILAR FUENTES

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ABRIL – 2014
1.0 GENERALIDADES
La presente Memoria corresponde al análisis sísmico y calculo estructural del proyecto;
“MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA INICIAL N° 1767 NUEVO AMANECER, DISTRITO DE
QUIRUVILCA, SANTIAGO DE CHUCO – LA LIBERTAD”; en el que se construirán 2 bloques de aulas y un
bloque destinado a baños.
ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS
CONCRETO:
 Resistencia(f´c): 210 Kg/cm2 (zapatas, vigas de cimentación, cimientos armados)
 Módulo de Elasticidad (E) : 217,000 Kg/cm2 (f´c = 210 Kg/cm2)
 Módulo de Poisson(u) : 0.20
 Peso Específico (γC) : 2300 Kg/m3 (concreto simple); 2400 Kg/m3 (concreto armado)
ACERO CORRUGADO (ASTM A605):
 Resistencia a la fluencia (fy) : 4,200 Kg/cm2 (Gº 60): “E”: 2’100,000 Kg/cm2
CARACTERISTICAS DEL TERRENO Y CONSIDERACIONES DE CIMENTACION
Según especificaciones del Estudio de Mecánica de Suelos con fines de Cimentación
elaborado por el laboratorio de suelos y ensayo de materiales HUERTAS INGENIEROS SAC.
Peso Específico (γS): 2.0 g/cm3
Nivel freático: No encontrado
CIMIENTO SUPERFICIAL CUADRADO (para ancho B= 1.5 m)
Capacidad portante (σ´T): 1.68 Kg/cm2
Desplante de cimiento (DF): 3.40m
CIMIENTO SUPERFICIAL CORRIDO (para ancho B= 0.60 m)
Capacidad portante (σ´T): 1.54 Kg/cm2

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BLOQUE DE AULAS 1
El primer bloque de aulas consta de 2 pisos, los cuales se considera en el primer piso 3 aulas; en el
segundo piso se considera ambientes para oficinas, sala de maestros, aula de cómputo y pasadizos.
PRIMER PISO BLOQUEDE AULAS 1
SEGUNDO PISO BLOQUE DE AULAS 1

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BLOQUE DE AULAS 2
El segundo bloque de aulas consta de 2 pisos, los cuales se considera en el primer piso 2 aulas; en el
segundo piso se considera una cocina, una sala de usos múltiples y pasadizos.
PRIMER PISO BLOQUEDE AULAS 2
SEGUNDO PISO BLOQUE DE AULAS 2

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BLOQUE DE BAÑOS
El bloque destinado a baños consta de un piso distribuido y diferenciando una ambiente para baño
de niños y otro ambiente para baños de mujeres.
BLOQUE DE BAÑOS
DISEÑO ESTRUCTURAL
El diseño estructural de este proyecto está basado en los principios expuestos en la Norma Peruana
E 0.30 DISEÑO SISMORRESISTENTE del Reglamento Nacional de Edificaciones, como son:
 La estructura no debe colapsar, ni causar daños graves a las personas en eventuales sismos severos
que puedan ocurrir durante la vida útil de la edificación.
 La estructura debe soportar eventuales sismos moderados que puedan ocurrir durante la vida útil de la
edificación, experimentando posibles daños dentro de límites aceptables.
CONFIGURACIÓN DE LOS BLOQUES DEL PROYECTO
BLOQUE “1”
 En la dirección X-X: Un Sistema Aporticado
 En la dirección Y-Y: Un Sistema de Albañilería Confinada
Se han considerado columnas de sección T, L y rectangulares para que tengan un buen
comportamiento estructural. Igualmente se han considerado vigas de sección rectangular de 25cm x 50cm,
en ambos sentidos, incluyendo las vigas de confinamiento de los muros de albañilería.
Las losas aligeradas se han dimensionado con un espesor de 20 cm.

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BLOQUE “2”
 En la dirección X-X: Un Sistema Aporticado.
 En la dirección Y-Y: Un Sistema Aporticado.
Se han considerado columnas de sección T, L y rectangulares para que tengan un buen
comportamiento estructural. Igualmente se han considerado vigas de sección rectangular de 25cm x 50cm
y 25cm x 55cm, en ambos sentidos, incluyendo las vigas de confinamiento de los muros de albañilería.
Las losas aligeradas se han dimensionado con un espesor de 20 cm.
BLOQUE BAÑOS
 En la dirección X-X: Un Sistema de Aporticado
 En la dirección Y-Y: Un Sistema de Albañilería Confinada.
Se han considerado columnas de sección rectangular para que tengan un buen comportamiento
estructural. Igualmente se han considerado vigas de sección rectangular de 25cm x 25cm, en ambos
sentidos, incluyendo las vigas de confinamiento de los muros de albañilería.
La losa aligerada inclinada a dos aguas se ha dimensionado con un espesor de 20 cm.
Para la configuración de los bloques se ha tratado de satisfacer los siguientes resquicitos:
 Planta Simple.
 Regularidad en planta y elevación sin cambios bruscos de rigirez, masa o discontinuidades en la
transmicion de las fuerzas de gravedad y horizontales a trave´s de los elementos verticales hacia la
cimentación.
 Rigidez similar en las dos direcciones principales de la edificación.
 Tabiques aislados de la estructura principal.
 Simetria de distribución de masas.
La configuración de los bloques se ha considerado REGULAR.
2.0 ESTADOS DE CARGAS
2.1. Cargas Muertas:
- Albañilería : 1900 Kg/cm3
- Concreto : 2400 Kg/cm3
- Piso Acabado : 100 Kg/cm3
- Tabiquería : De acuerdo a su altura y espesor
2.2. Cargas Vivas:
- s/c en Azoteas : 100 Kg/cm3
- s/c sala usos múltiples : 400 Kg/cm3
- s/c área administración : 250 Kg/cm3
- s/c corredores : 400 Kg/cm3

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3.0 MODELO ESTRUCTURAL
Los modelos se desarrollaron mediante barras de eje recto para vigas y columnas que influyen
deformaciones por flexión, carga axial, fuerza cortante y torsión.
Los modelos consideran el efecto tridimensional del aporte de rigidez de todos los elementos
estructurales. En el modelado de las losas aligeradas se consideró un elemento tipo membrana que
trasmite cargas en la dirección del aligerado hacia las vigas. Para el modelado de los muros de
albañilería se emplearon elementos tipo Shell que incluyen efecto de membrana y flexión.
MODELO ESTRUCTURAL BLOQUE 1
DISTRIBUCION DE CARGAS MUERTAS DEBIDO A LA LOZA ALIGERADA EN 1 SENTIDO

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DISTRIBUCION DE CARGAS VIVAS DEBIDO A LA LOZA ALIGERADA EN 1 SENTIDO
MODELO ESTRUCTURAL BLOQUE 2

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MODELO ESTRUCTURAL BLOQUE BAÑOS

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4.0 MASAS PARA EL ANALISIS DINAMICO MODAL Y SISMICO
Las masas que provienen de las losas, están concentradas a nivel del centro de masas de cada
losa; y las masas provenientes del peso propio de las vigas y columnas se consideran distribuidas en
toda su longitud.
En el cálculo de la masa de la estructura se consideró el 25% de la carga viva.
5.0 ANÁLISIS SÍSMICO
El Análisis sísmico Dinámico se realizó por Superposición Modal espectral.
Parámetros para el cálculo del Espectro de Respuesta:
Factor Zona Z = 0.4 (Zona 1)
Factor Uso U = 1.5 (Categoría A)
Factor Suelo S = 1.20 (S2)
Periodo del Espectro Tp = 0.6
Factor de Reducción Sísmica Rx = 8
Ry = 6
Para la superposición de los modos se empleó a formula de la Combinación Cuadrática
Completa contemplando un 5% de amortiguamiento crítico.

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ESPECTRO SISTEMA APORTICADO

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ESPECTRO ALBAÑILERIA CONFINADA

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ANALISIS ESTATICO
PABELLON AULAS 1
Cortantes en la Base
Case Dir EccRatio EccOverrides TopStory BotStory C K WeightUsed BaseShear
SISXX X + EccY 0.05 No STORY2 BASE 0.3 1 397.69 119.31
SISYY Y + EccX 0.05 No STORY2 BASE 0.225 1 397.69 89.48
ANALISIS DINAMICO
Story Load Loc P VX VY T MX MY
STORY2 SISX Bottom 0 60.12 0.13 260.485 0.427 198.405
STORY2 SISY Bottom 0 0.21 44.8 567.074 147.833 0.682
Como vemos que se cumple la condición: (con un aceptable +/- 5%) 0.8x V estático/V dinámico
No es necesario escalar dado que se cumple la condición señalada entre el Análisis Estático y Dinámico.
VERIFICACIÓN DE DESPLAZAMIENTOS PERMISIBLES SEGÚN LA NORMA E0.30 RNE
XX
Story Diaphragm Load UX UY Despl. Entrepiso h (m) Drift OK?
STORY2 D2 DX MAX 0.043 0.0001 0.0167 3.3 0.00506061 ok
STORY1 D1 DX MAX 0.0263 0 0.0263 4.05 0.00649383 ok
YY
Story Diaphragm Load UX UY Depl. Entrepiso h (m) Drift OK?
STORY2 D2 DY MAX 0.0001 0.0073 0.0031 3.3 0.00093939 ok
STORY1 D1 DY MAX 0.0001 0.0042 0.0042 4.05 0.00103704 ok
Dirección X
Max Desp. Azotea : 4.3 cm
Max Desp. Entrepiso : 2.6 cm
Dirección Y

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ANALISIS ESTATICO
PABELLON AULAS 2
ANALISIS DINAMICO
XX
STORY2 D2 DX MAX 0.035 0.0006 0.0137 3.3 0.00415152 ok
STORY1 D1 DX MAX 0.0213 0.0003 0.0213 4.05 0.00525926 ok
YY
STORY2 D2 DY MAX 0.0011 0.0486 0.023 3.3 0.0066697 ok
STORY1 D1 DY MAX 0.0007 0.0256 0.0256 4.05 0.00632099 ok
Dirección X
Dirección Y

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ANALISIS ESTATICO
PABELLON BAÑOS
ANALISIS DINAMICO
STORY1 SISX Bottom 0 7.6 0 14.068 0 39.501
STORY1 SISY Bottom 0 0 5.7 21.801 29.512 0
Story Item Load Point X Y Z DriftX DriftY
STORY1 Max Drift X DX 17 3.82 1.85 5.85 0.004053 OK
STORY1 Max Drift Y DX 3 3.82 0 5.85 0
STORY1 Max Drift X DY 17 3.82 1.85 5.85 0
STORY1 Max Drift Y DY 31 3.82 3.7 5.85 0.001025 OK
6.0 COMBINACIONES Y RESULTADOS DE ANALISIS ESTRUCTURAL
Se consideran las combinaciones exigidas por la Norma E0.60
C1: 1.4D + 1.7 L
C2: 1.25D + 1.25 L + 1.0 SX
C3: 0.9D + 1.0 SX
C4: 1.25D + 1.25L + 1.0 SY
C5: 0.9D + 1.0 SY
Para el diseño de los elementos se considera la envolvente de fuerzas.

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7.0 DISEÑO ESTRUCTURAL
DISEÑO DE ALIGERADO

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DISPOSICION DE ACERO FINAL DE LA LOSA ALIGERADA ANALIZADA

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DISEÑO DE VIGAS
MOMENTOS ACTUANTES EN LAS VIGAS DEL BLOQUE 2
COMO EJEMPLO SE HARÁ EL CALCULO DE LA VIGA B15 DEL BLOQUE 2

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DISPOSICION FINAL DE ACERO EN LA VIGA

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AREAS DE ACERO DADAS POR EL SOFTWARE
COMO OBSERVAMOS NUESTRA DISPOSICIÓN FINAL DE ACERO CUMPLE CON LA CUANTIA CALCULADA Y
LA CUANTIA ARROJADA POR EL SOFTWARE.
DISEÑO DE COLUMNAS
Story Column Load Loc P V2 V3 T M2 M3
STORY2 C2 C1 0 -23.61 -5.23 -0.07 -0.006 -0.271 -8.339
STORY2 C2 C1 1.375 -22.52 -5.23 -0.07 -0.006 -0.182 -1.145
STORY2 C2 C1 2.75 -21.42 -5.23 -0.07 -0.006 -0.092 6.048
STORY2 C2 C2 MAX 0 -12.26 -1.67 4.11 0.39 5.092 -3.16
STORY2 C2 C2 MAX 1.375 -11.55 -1.67 4.11 0.39 0.385 0.335
STORY2 C2 C2 MAX 2.75 -10.85 -1.67 4.11 0.39 6.201 4.78
STORY2 C2 C2 MIN 0 -13.82 -3.26 -4.27 -0.397 -5.542 -4.278
STORY2 C2 C2 MIN 1.375 -13.12 -3.26 -4.27 -0.397 -0.618 -0.991
STORY2 C2 C2 MIN 2.75 -12.41 -3.26 -4.27 -0.397 -6.217 1.347
STORY2 C2 C3 MAX 0 -10.5 0.83 0.38 0.097 0.381 -0.585
STORY2 C2 C3 MAX 1.375 -9.79 0.83 0.38 0.097 -0.09 1.423
STORY2 C2 C3 MAX 2.75 -9.09 0.83 0.38 0.097 0.645 9.167
STORY2 C2 C3 MIN 0 -15.58 -5.76 -0.54 -0.105 -0.831 -6.853
STORY2 C2 C3 MIN 1.375 -14.88 -5.76 -0.54 -0.105 -0.143 -2.079
STORY2 C2 C3 MIN 2.75 -14.17 -5.76 -0.54 -0.105 -0.662 -3.041
STORY2 C2 C4 MAX 0 -19.78 -3.66 4.12 0.388 5.062 -6.484
STORY2 C2 C4 MAX 1.375 -18.8 -3.66 4.12 0.388 0.339 -0.26
STORY2 C2 C4 MAX 2.75 -17.82 -3.66 4.12 0.388 6.139 6.914
STORY2 C2 C4 MIN 0 -21.34 -5.25 -4.26 -0.399 -5.572 -7.602

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STORY2 C2 C4 MIN 1.375 -20.36 -5.25 -4.26 -0.399 -0.664 -1.585
STORY2 C2 C4 MIN 2.75 -19.38 -5.25 -4.26 -0.399 -6.279 3.482
STORY2 C2 C5 MAX 0 -18.02 -1.16 0.39 0.096 0.351 -3.909
STORY2 C2 C5 MAX 1.375 -17.04 -1.16 0.39 0.096 -0.136 0.828
STORY2 C2 C5 MAX 2.75 -16.06 -1.16 0.39 0.096 0.584 11.302
STORY2 C2 C5 MIN 0 -23.1 -7.75 -0.53 -0.107 -0.861 -10.177
STORY2 C2 C5 MIN 1.375 -22.12 -7.75 -0.53 -0.107 -0.189 -2.673
STORY2 C2 C5 MIN 2.75 -21.14 -7.75 -0.53 -0.107 -0.723 -0.906
STORY1 C2 C1 0 -65.03 -2.55 -0.17 -0.005 -0.211 -5.061
STORY1 C2 C1 1.75 -63.63 -2.55 -0.17 -0.005 0.083 -0.597
STORY1 C2 C1 3.5 -62.23 -2.55 -0.17 -0.005 0.377 3.867
STORY1 C2 C2 MAX 0 -30.27 1.08 5.1 0.388 10.902 3.338
STORY1 C2 C2 MAX 1.75 -29.37 1.08 5.1 0.388 1.987 1.451
STORY1 C2 C2 MAX 3.5 -28.48 1.08 5.1 0.388 7.467 2.966
STORY1 C2 C2 MIN 0 -34.28 -3.02 -5.33 -0.395 -11.197 -7.605
STORY1 C2 C2 MIN 1.75 -33.38 -3.02 -5.33 -0.395 -1.87 -2.327
STORY1 C2 C2 MIN 3.5 -32.49 -3.02 -5.33 -0.395 -6.937 -0.45
STORY1 C2 C3 MAX 0 -26.26 5.29 0.31 0.099 0.772 15.088
STORY1 C2 C3 MAX 1.75 -25.36 5.29 0.31 0.099 0.229 5.846
STORY1 C2 C3 MAX 3.5 -24.46 5.29 0.31 0.099 0.843 6.003
STORY1 C2 C3 MIN 0 -38.3 -7.23 -0.55 -0.106 -1.066 -19.354
STORY1 C2 C3 MIN 1.75 -37.4 -7.23 -0.55 -0.106 -0.112 -6.722
STORY1 C2 C3 MIN 3.5 -36.5 -7.23 -0.55 -0.106 -0.313 -3.487
STORY1 C2 C4 MAX 0 -53.72 -0.06 5.06 0.387 10.859 1.227
STORY1 C2 C4 MAX 1.75 -52.47 -0.06 5.06 0.387 2.004 1.343
STORY1 C2 C4 MAX 3.5 -51.23 -0.06 5.06 0.387 7.544 4.86
STORY1 C2 C4 MIN 0 -57.73 -4.16 -5.37 -0.397 -11.241 -9.716
STORY1 C2 C4 MIN 1.75 -56.48 -4.16 -5.37 -0.397 -1.853 -2.435
STORY1 C2 C4 MIN 3.5 -55.23 -4.16 -5.37 -0.397 -6.86 1.443
STORY1 C2 C5 MAX 0 -49.71 4.15 0.28 0.098 0.728 12.977
STORY1 C2 C5 MAX 1.75 -48.46 4.15 0.28 0.098 0.246 5.738
STORY1 C2 C5 MAX 3.5 -47.21 4.15 0.28 0.098 0.92 7.897
STORY1 C2 C5 MIN 0 -61.74 -8.37 -0.58 -0.107 -1.11 -21.465
STORY1 C2 C5 MIN 1.75 -60.49 -8.37 -0.58 -0.107 -0.095 -6.83
STORY1 C2 C5 MIN 3.5 -59.25 -8.37 -0.58 -0.107 -0.236 -1.594

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LAS COMBINACIONES QUEDAN DENTRO DEL DIAGRAMA, POR LO QUE SE PUEDE DEDUCIR QUE EL
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DISEÑO EES CORRECTO
DISEÑO DE CIMENTACION
Se realizó el diseño de la cimentación mediante el programa Safe 12.3.1, exportando las cargas y pesos
desde el Etabs.

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CIMENTACION PROYECTADA
VERIFICACION DE ESFUERZOS EN EL TERRENO
Se observa que la cimentación que se propone no sobrepasa el esfuerzo admisible del terreno para
cimentación corrida y cimentación cuadrada de 1.54 Kg/cm2 y 1.68 kg/cm2 respectivamente.

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2014
DISEÑO FINAL DE LA CIMENTACION

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