Informe estructural de un edificio multifamiliar

"Edificio Multifamiliar Los Portales II De la Propietaria
Lorena Caldas García Ubicado en el Lote N°24 – MZ.”
B” Urb. Habilitación Urbana Progresiva Santa María –
Amarilis Huánuco – Perú”
Informe De Análisis y Diseño De Estructural de Una Vivienda
Entidad: Municipalidad De Amarilis Huánuco - 2022
Fecha

INTRODUCCIÓN................................................................................................................... 2
I. CRITERIOS PARA EL MODELAMIENTO ESTRUCTURAL...................................... 3
1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 3
2. MATERIALES DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES............................................................. 3
3. SECCIONES DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES............................................................. 4
4. ACCIONES EN LA ESTRUCTURA ....................................................................................... 4
4.1. Acciones Permanentes ........................................................................................................4
5. MODELAMIENTO DE LA ESTRUCTURA .............................................................................. 5
5.1. Modelo matemático ............................................................................................................5
5.2. Introducción de las acciones permanentes y variables...................................................5
II. ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO ..................................................................................... 7
1. PARAMETROS GENERALES............................................................................................... 7
2. CRITERIOS DE MODELACIÓN .......................................................................................... 7
3. ANÁLISIS ESTÀTICO........................................................................................................ 8
3.1. Resultados del Análisis Estático............................................................................................9
4. ANÁLISIS DINÁMICO .....................................................................................................10
4.1. Resultados del Análisis Sísmico Dinámico .........................................................................11
III. ANÁLISIS ESTRUCTURAL.......................................................................................... 16
1. OBJETIVO DEL ANÁLISIS ESTRUCTURAL............................................................................16
2. ANALISIS ESTRUCTURAL DE LOSA ALIGERADA ..................................................................18
2.1. Losa Aligerada.....................................................................................................................18
3. ANALISIS ESTRUCTURAL DE VIGAS...................................................................................19
4. ANÁLISIS ESTRUCTURAL DEL MURO DE CORTE.................................................................26
5. ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE ESCALERA .............................................................................28
IV. DISEÑO DE CONCRETO ARMADO..........................................................................29
1. OBJETIVO DEL DISEÑO DE CONCRETO ARMADO ............................................................29
2. DISEÑO DE COLUMNAS................................................................................................29
2.1. Diseño de Columna de Sección Rectangular .................................................................29
3. DISEÑO DE LA FUNDACIÒN ..........................................................................................32
3.1. Resultados de la Fundación...............................................................................................32
3.2. Diseño por flexión en la zapata en el programa SAFE....................................................35
V. CONCLUCIONES.............................................................................................................37

INTRODUCCIÓN
La presente memoria de cálculo, hace referencia al diseño estructural del
proyecto "EDIFICIO MULTIFAMILIAR LOS PORTALES II DE LA PROPIETARIA LORENA
CALDAS GARCIA UBICADO EN EL LOTE N°24 – MZ. B URB. HABILITACIÓN URBANA
PROGRESIVA SANTA MARIA – AMARILIS HUÁNUCO – PERÚ”. En el presente informe
se contempla la construcción de un edificio multifamiliar de cinco pisos. Este
informe será complementado con las hojas de cálculo elaboradas en Excel y
planos estructurales

“EDIFICIO MULTIFAMILIAR LOS PORTALES II DE LA PROPIETARIA LORENA CALDAS GARCIA UBICADO EN EL
LOTE N°24 – MZ. B URB. HABILITACIÓN URBANA PROGRESIVA SANTA MARIA – AMARILIS HUÁNUCO – PERU” 2022
3
I. CRITERIOS PARA EL MODELAMIENTO ESTRUCTURAL
1. INTRODUCCIÓN
La edificación a diseñar tiene una configuración regular en planta y regular en
elevación con una longitud de 25.00 m, un ancho de 10.00 m, de cinco niveles
con losa aligerada.
Siguiendo ciertos criterios se plateo una estructura conformada en base a un
sistema estructural de muros estructurales en el eje longitudinal y un sistema de
pórticos en la dirección transversal.
Figura N°1:Vista en planta de la estructuración de la estructura
Figura N°2: Configuración en perfil de la estructura
2. MATERIALES DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Los siguientes materiales han sido considerados para el siguiente estudio:
Tipo: Acero Estructural
Esfuerzo de Fluencia: 4200 Kg/cm2
Módulo de Elasticidad: 2000000Kg/cm2
Pesor Especifico: 7850Kg/cm2
Tipo: Concreto Estructural
Resistencia a la compresión: 210 Kg/cm2
Módulo de Elasticidad: 217370.6 Kg/cm2
Pesor Especifico: 2400 Kg/cm2

4
Tabla N°1: Cuadro de los Materiales de los elementos Estructurales
3. SECCIONES DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Los siguientes materiales han sido considerados para el siguiente estudio:
Tabla N°2: Cuadro de las Secciones de la Losa Aligerada y Viga Principal
Tabla N°3: Cuadro de las Secciones de las Viga secundaria y placa
Tabla N° 4: Cuadro de las secciones de las columnas
Tabla N° 5: Cuadro de las secciones de las zapatas
4. ACCIONES EN LA ESTRUCTURA
Las acciones que se tuvieron en cuenta para el análisis fuero los siguientes
4.1. Acciones Permanentes
4.1.1. CARGA MUERTA
Losa aligerada (20 cm) 300 kg/cm2
Tipo: Suelo
Profundidad de Desplante: 2.20 m
Capacidad Portante: 1.80 Kg/cm2
Coeficiente de Balasto: 3.600 Kg/cm3
11
Tipo: Losa Aligerada
Altura Total (h): 20.00 cm
Base de la Vigueta: 10.00 cm
11
Tipo: Viga Secundaria (VS – 101)
Altura (h): 40.00 cm
Base (b): 25.00 cm
Tipo: Zapata Z – 2
Resistencia a compresión: 210 Kg/cm2
Largo (L): 100.00 cm
Ancho (A): 100.00 cm
11
Tipo: Zapata Z – 1
Resistencia a compresión: 210 Kg/cm2
Largo (L): 100.00 cm
Ancho (A): 100.00 cm
Tipo: Viga Principal (VP – 101)
Base (b): 30.00 cm
Tipo: Placa (PL – 01)
Longitud (L): 100.00 cm
Espesor (e): 20.00 cm
11
Tipo: Columna Rectangular (C – 1)
Base (b): 30.00 cm

5
Acabados 100 kg/cm2
Tabiquería 150 kg/cm2
4.1.2. CARGA VIVA
Viviendas 200 kg/cm2
Azoteas 150 kg/cm2
Escaleras 200 kg/cm2
5. MODELAMIENTO DE LA ESTRUCTURA
El software estructural que emplearemos para el modelamiento y análisis
estructural será el programa ETABS.
5.1. Modelo matemático
Una vez creado el modelo matemático procederemos a ver las principales
Vistas de la estructura en el programa ETABS.
Figura N°3: Vista definitiva de la estructura en 3D
5.2. Introducción de las acciones permanentes y variables
A continuación, introduciremos las cargas que actúan en la estructura. Estas
cargas serán introducidas en las losas aligeradas el cual el programa ETABS.
se encargará de distribuir de la siguiente manera: losa – vigas – columnas –
zapatas.

6
Figura N°4: Vista de los tipos de cargas que actúan en la estructura
Figura N°5: Vista de la carga muerta en la estructura
Figura N°6: Vista de la carga viva en la estructura

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II. ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO
1. PARAMETROS GENERALES
Los parámetros sísmicos mencionados en la norma E – 030 se resumen en la
siguiente tabla.
Parámetros Valores Parámetros Valores Parámetros Valores
Z 0.25 TP 0.60 Rox 6.00
U 1.00 TL 2.00 Roy 7.00
C 2.50 Ia 0.90 Rx=Rox(Ia)(Ip) 6.00
S 1.20 Ip 1.00 Ry=Roy(Ia)(Ip) 7.00
Tabla N°6: Tabla de los Parámetros Sísmicos
2. CRITERIOS DE MODELACIÓN
 Introducción de brazos rígidos.
Figura N°7: Vista de la asignación de los brazos rígidos en la estructura
 Introducción de Diafragmas Rígidos
Figura N 8: Vista de la introducción de los diafragmas rígidos

8
 Introducción Apoyos en los Extremos
Figura N°9: Vista de la introducción de los apoyos.
3. ANÁLISIS ESTÀTICO
Para realizar el análisis estático de acuerdo a la norma E – 030, debemos introducir
ciertos criterios como: la estimación de peso y el coeficiente sísmico y luego
obtener los resultados del análisis.
 Estimación de peso (100DL+ 25%LLT)
Figura N°10: Asignación de la fuente de masa a la estructura en el Programa ETABS
 Coeficiente Sísmico (Cx=0.125, Cy=0.1071)
Figura N°11: Introduciendo de los coeficientes sísmicos en el sentido “X” en el programa ETABS

9
Figura N°12: Introduciendo de los coeficientes sísmicos en el sentido “Y” en el programa ETABS
3.1. Resultados del Análisis Estático
➢ Fuerza Cortante en la base
Figura N°13: Vista de la cortante basal debido al sismo estático en el sentido “X”, “Y”
Comentario: La fuerza cortante en la base de la estructura, tiene un valor
en el sentido “X” de 65.1617tn y en el sentido “Y” de 55.8305tn.
➢ Distribución de fuerza sísmica por piso
Figura N°14: Vista de la distribución de fuerza sísmica por piso en el programa ETABS

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4. ANÁLISIS DINÁMICO
Para realizar el análisis dinámico de acuerdo a la norma E – 030, debemos
introducir ciertos criterios como: el espectro de aceleraciones, el número de
modos de vibración y luego obtener los resultados del análisis.
 Sismo Horizontal en el sentido X.
Figura N°15: Vista de la introducción del espectro de diseño en el sentido “X”
 Sismo Horizontal y vertical en el sentido Y.
Figura N°16: Vista de la introducción del espectro de diseño en el sentido “Y”
 Numero de modos de vibración
Figura N°17: Vista de la introducción del caso modal

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4.1. Resultados del Análisis Sísmico Dinámico
➢ Verificación del Sistema estructural
Figura N°18: Fuerza cortante en la base de debido al sismo dinámico en el sentido “X”
Figura N°19: Fuerza cortante en la base debido al sismo dinámico en el sentido “Y”
➢ Modos de Vibración de la Estructura
Figura N°20: Movimiento de la estructura debido al modo de vibración 1y 2, con un periodo
fundamental de T1=0.5369 y T2=0.2426 respectivamente.

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Figura N°21: Movimiento de la estructura debido al modo de vibración 3 y 4, con un periodo

13

14
Figura N°27: Movimiento de la estructura debido al modo de vibración 15, con un periodo
fundamental de T15=0.0164.
Comentario: De los gráficos anterior se observan quince periodos de la
estructura, de estos quince periodos solo tomares dos periodos
fundamentales, el primer periodo en el sentido “X” con un valor de 0.5369
s y el segundo periodo en el sentido “Y” con un valor de 0.2426 s.
➢ Fuerza Cortante en el base dinámico
Figura N°28: Vista de la cortante basal debido al sismo estático en el sentido “X”, “Y”
Comentario: Del grafico anterior la fuerza dinámica en la base de la
estructura, tiene un valor en el sentido “X” de 52.8216tn y en el sentido “Y”
de 44.7048tn.

15
Estos valores deberán ser mayor al 80% de la fuerza cortante estática en
la base de la estructura, en caso de no cumplir con esta condición se
deberán escalar dichos valores hasta cumplir con la condición inicial.
➢ Desplazamientos en la estructura
Figura N°29: Movimiento de la estructura debido al sismo dinámico en el sentido “X”
Figura N°30: Movimiento de la estructura debido al sismo dinámico en el sentido “Y”
Comentario: Del grafico anterior el desplazamiento máximo de la
estructura se encuentra en el tercer nivel con un valor en el sentido “X”
de 0.0000887 y con un valor en el sentido “Y” 0.001003
Con estos valores se calcular las derivas de entrepiso en el sentido “X”,
“Y” de la estructura. Estas derivas no deben ser superior a la deriva
máxima de edificaciones de concreto armado que tiene un valor de
0.007.

16
III. ANÁLISIS ESTRUCTURAL
1. OBJETIVO DEL ANÁLISIS ESTRUCTURAL
En este capítulo se verán los resultados de las solicitaciones de los elementos
estructurales que conforman la estructura. Pero antes de ver detalladamente las
solicitaciones de los elementos estructurales, veremos las solicitaciones a nivel de
toda la estructura.
 Solicitaciones en la Estructura
Figura N°31: Fuerza cortante en toda la estructura debido a la mayor combinación de carga
Figura N°32: Momento flector en toda la estructura debido a la mayor combinación de carga

17
Figura N°33: Fuerza axial en toda la estructura debido a la mayor combinación de carga
Figura N°34: Diagrama del momento torsor en toda la estructura debido a la mayor combinación de carga

18
2. ANALISIS ESTRUCTURAL DE LOSA ALIGERADA
2.1. Losa Aligerada
El software estructural que emplearemos para el modelamiento y análisis
estructural de la losa será el SAFE 2016
➢ Modelo Matemático
Figura N°35: Vista del modelo matemático de la losa aligerada
2.1.1. Resultados del Análisis Estructural
Solicitaciones en la Losa
Figura N°36: Vista de las fuerzas cortantes en toda la losa aligerada
Figura N°37: Vista de los momentos en toda la losa aligerada

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3. ANALISIS ESTRUCTURAL DE VIGAS
A continuación, se verá las principales solicitaciones en las vigas (principales y
secundarias) de la estructura.
 Fuerza cortante en los pórticos principales
Figura N°38: Fuerza cortante en los pórticos principales en el eje 1 – 1
Figura N°39: Fuerza cortante en los pórticos principales en el eje 2 – 2

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Figura N°40: Fuerza cortante en los pórticos principales en los ejes del 3 – 3, 4 – 4, 5 – 5.
 Momentos flectores en los pórticos principales
Figura N°41: Momento flector en los pórticos principales en el eje 1 – 1.

21
Figura N°42: Momento flector en los pórticos principales en el eje 2 – 2
Figura N°43: Momento flector en los pórticos principales en los ejes del 3 – 3, 4 – 4, 5 – 5.

22
 Fuerza axial en los pórticos principales
Figura N°44: Fuerza axial en los pórticos principales en el eje 1 – 1.
Figura N°45: Fuerza axial en los pórticos principales en el eje 2 – 2.

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Figura N°46: Fuerza axial en los pórticos principales en el eje 3 – 3, 4 – 4, 5 – 5.
 Momento torsor en los pórticos principales
Figura N°47: Momento Torsor en los pórticos principales en el eje 1 – 1

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Figura N°48: Momento Torsor en los pórticos principales en el eje 2 – 2
Figura N°49: Momento Torsor en los pórticos principales en el eje 3 – 3, 4 – 4, 5 – 5.

25
 Solicitaciones cortantes en los pórticos secundarios
Figura N°50: Fuerza cortante en el pórtico secundario a la mayor combinación de carga.
 Momentos flectores en los pórticos secundarios
Figura N°51: Momento flector en el pórtico secundario debido a la mayor combinación de carga.

26
4. ANÁLISIS ESTRUCTURAL DEL MURO DE CORTE
A continuación, se verá las principales solicitaciones en las placas que conforman
la estructura.
 Dirección X – X
Figura N°52: Vista de la fuerza cortante en los muros de corte en el programa ETABS
Figura N°53: Vista del momento flector paralelos al eje “Y” en los muros de corte en el programa ETABS
Figura N°54: Vista del momento flector paralelos al eje “Z” en los muros de corte en el programa ETABS

27
 Dirección Y – Y
Figura N°55: Vista de la fuerza cortante en los muros de corte en el programa ETABS
Figura N°56: Vista del momento flector paralelos al eje “Y” en los muros de corte en el programa ETABS
Figura N°57: Vista del momento flector paralelos al eje “Z” en los muros de corte en el programa ETABS

28
5. ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE ESCALERA
A continuación, se verá las principales solicitaciones en la escalera que conforman
la estructura.
 Escalera I
Figura N°58: Vista de las fuerzas cortantes en toda la escalera en el programa ETABS
Figura N°59: Vista de los momentos en toda la escalera en el programa ETABS
Figura N°60: Vista de las fuerzas axiales en toda la escalera en el programa ETABS 2016

29
IV. DISEÑO DE CONCRETO ARMADO
1. OBJETIVO DEL DISEÑO DE CONCRETO ARMADO
En este capítulo se verán el diseño y cálculo del área de acero de los elementos
estructurales de la estructura.
2. DISEÑO DE COLUMNAS
En el presente proyecto se ha usado la columna de sección rectangular que a
continuación pasaremos a desarrollar
2.1. Diseño de Columna de Sección Rectangular
Para el modelamiento y diseño de la columna de sección rectangular se ha
usado el software CSICOL 9.01.
➢ Modelo Matemático
Figura N°61: Vista de la introducción de las cargas exportadas
2.1.1. Resultados de la Columna Rectangular
Verificación de la sección de la columna
Figura N°62: Vista de la capacidad de la sección de la columna en la parte superior

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Figura N°63: Vista de la capacidad de la sección de la columna en la parte inferior
Diagrama de Iteraciones
Figura N°64: Diagrama de iteraciones del Mn vs Pn columna
Figura N°65: Diagrama de iteraciones de la Mnx vs Mny columna

31
Esfuerzos en la columna
Figura N°66: Vista del eje neutro de la columna
Figura N°67: Esfuerzos del concreto de la columna
Figura N°68: Esfuerzos del acero de la columna

32
3. DISEÑO DE LA FUNDACIÒN
La cimentación estará propuesta por zapatas combinadas y vigas de cimentación
como se puede apreciar en el modelo matemático.
Para la modelación, análisis y diseño de toda la fundación de la estructura se
empleó el software SAFE.
 Modelo Matemático
Figura N°69: Vista de la cimentación con las cargas exportadas del programa SAFE 2016
3.1. Resultados de la Fundación
➢ Verificación de esfuerzos Admisibles
Figura N°70: Vista del asentamiento sobre el terreno debido a la carga de servicio

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Figura N°71: Vista del asentamiento sobre el terreno debido al peso propio y sismo en el sentido “X”
Figura N°72: Vista del asentamiento sobre el terreno debido al peso propio y sismo en el sentido “Y”
Combinación de Carga Qadm (tn/m2) Qesf (tn/m2) Qadm > Qesf
DL + LL 18.00 16.90 Ok
DL + LL +0.8 SX 23.4 16.00 Ok
DL + LL +0.8 SY 23.4 15.20 Ok
Tabla N°7: Cuadro de la comprobación de esfuerzos admisibles
Comentario: Del cuadro anterior se observa que es esfuerzo producido
por la estructura sobre el terreno es menor a la resistencia del terreno.

34
➢ verificación de Punzonamiento
Figura N°73: Vista de la verificación al punzonamiento en el programa SAFE 2016
Comentario: Del grafico anterior se verifica la altura de la zapata por
punzonamiento. Estos valores deben de ser menor que la unidad
➢ Solicitaciones en la Cimentación
Figura N°74: Vista de la fuerza cortante en el lado “X” y “Y” debido a la mayor combinación de
carga en la zapata
Figura N°75: Vista de los momentos flectores en el lado “X” y “Y” debido a la mayor combinación
de carga en la zapata

35
3.2. Diseño por flexión en la zapata en el programa SAFE
El método que emplearemos para encontrar los momentos flectores y poder
realizar el diseño por flexión en la zapata será el de las franjas. Este método
consiste en crear franjas en toda la zapata a 1 metro de longitud y luego
poder calcular la cantidad de área de acero con la ayuda del programa
SAFE
Figura N°76: Vista del área de acero en la zapata en el eje “X”, “Y”
Figura N°77: Vista de la asignación de las barras de acero corrugado con un Φ=5/8” y espaciado a
e=15cm en la dirección “X” y “Y”
Figura N°78: Vista de la cantidad de acero que falta en la zapata

36
Como podemos apreciar el área de acero asumido cumple con el área de
acero determinado por el programa SAFE 2016 por lo tanto usaremos:
𝑼𝒔𝒂𝒓: ∅𝟓/𝟖" @ 𝟏𝟓𝒄𝒎
Luego la altura y la repartición de acero en la zapata luego de haber
cumplido con todos los requisitos necesarios de diseño es de la siguiente
manera:
Figura N°79: Vista de la altura y distribución de acero de la zapata

37
V. CONCLUCIONES
✓ Siguiendo adecuadamente los criterios de estructuración, los requisitos de la
Norma de Diseño Sismo resistente y de la Norma de Concreto Armado se tiene
una estructura suficientemente resistente y con la adecuada rigidez lateral.
✓ Los desplazamientos cumplen con los requerimientos de la norma E-0.30.
✓ El diseño estructural planteado para la cimentación se consideró la resistencia
del terreno σ=1.80 kg/cm2.
✓ Toda la cimentación fue modelada y diseñado en el programa SAFE 2016.
✓ Para el modelo de la cimentación en el programa SAFE 2016 los datos se
exportaron del análisis de la estructura realizado en el programa ETABS 2018.
✓ Todas las zapatas cumplen con los requisitos necesarios de punzonamiento, corte
y flexión de acuerdo a la norma E – 060.
✓ Las columnas fueron modeladas con el programa CSICOL. 9.
✓ Para el modelo de las columnas en el programa CSICOL los datos se exportaron
del análisis de la estructura realizado en el programa ETABS 2018.
✓ Los elementos estructurales no fueron diseñados por el software estructural. Si no
solo se tomaron ciertos valores para el respectivo diseño
✓ Todas las vigas cumplen con los requisitos necesarios de corte y flexión de
acuerdo a la norma E – 060
✓ Los estribados de las vigas y columnas fueron realizados de acuerdo al R.N.E.
✓ Toda la losa aligerada cumple con los requisitos necesarios de corte y flexión de
acuerdo a la norma E – 060

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