ESTRUCTURA, ELEMENTOS Y SISTEMAS ESTRUCTURALES

DR. GENNER VILLARREAL CASTRO
Profesor Visitante UMRPSFXCH – Bolivia
Profesor Visitante ULEAM - Ecuador
Profesor Extraordinario UPAO
Profesor Principal UPC, USMP
Premio Nacional ANR 2006, 2007, 2008
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ESTRUCTURA,
ELEMENTOS Y SISTEMAS
ESTRUCTURALES
S
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I
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E
N
T
E

Mecánica de
materiales
Tracción y
compresión
Torsión
Flexión

Es el armazón que le da
forma a un edificio
(Esqueleto)
Sostiene a un edificio, lo
fija al suelo y hace que
las cargas se
transmitan a éste
Lo que hace resistente a
una edificación ante
movimientos sísmicos
Estructura

Edificio
Carga
Vertical
Resistencia
qa
Rigidez
St
Carga
Sismo

 Carga muerta: Peso propio de la
edificación
 Concreto ɣc= 2400 kg/m3
 Acero ɣa= 7800 kg/m3
 Albañilería ɣm= 1800 kg/m3
 Piso terminado 100 kg/m2
 Tabiquería 150 kg/m2
 Carga viva: Carga temporal (E020)
 Vivienda 200 kg/m2
 Colegio 250 kg/m2

Controles por carga vertical
E030 – 2006
PERFIL SUELO qa (kg/cm2)
S1 RIGIDO >3
S2 INTERMEDIO 1.2 – 3
S3 FLEXIBLE
E030 – 2014
S0 ROCA DURA >6
S1 MUY RIGIDO 3 – 6
S2 INTERMEDIO 1.2 – 3
S3 FLEXIBLE
1) Capacidad Portante: Resistencia del terreno

2) Asentamiento
 2.1) Asentamiento tolerable: Consecuencia del proceso
constructivo (cohesión molecular del suelo)

E030 - 2006
PERFIL SUELO St (cm) C1 kg/cm3
S1 Rígido
S2 Intermedio 0.5 – 1 3 – 6
S3 Flexible 1 – 1.5
E030 – 2014
S0 Roca 0
S1 Rígido 6 – 12
S2 Intermedio 0.5 – 1 3 – 6
S3 Flexible 1 – 1.5

 2.2) Asentamiento diferencial: Es la diferencia que se
produce entre las zapatas en relación una con otra.
Evitar pérdida de
estabilidad de la
superestructura

Control por carga lateral (sismo)
 Control de desplazamiento lateral o control de deriva
(drift)
B
-Se procede a
realizar las
combinaciones
de cargas según
E060
-Si no cumple,
es un Edificio
Flexible, por lo
tanto se debe
reforzar.
Evitar
perdida de
estabilidad
10

• Definición:
– Elementos estructurales que transmiten fundamentalmente
cargar verticales y que permiten el cierre de los espacios
Muros

REQUISITOS
PARA MUROS
CONFINADOS
SEGÚN
NORMA E070

PREDIMENSIONAMIENTO
DE ELEMENTOS
ESTRUCTURALES
Dr. GENNER VILLARREAL CASTRO
PROFESOR VISITANTE UMRPSFXCH-Bolivia
PROFESOR VISITANTE ULEAM-Ecuador
PROFESOR EXTRAORDINARIO UPAO
PROFESOR PRINCIPAL UPC, USMP
PREMIO NACIONAL ANR 2006, 2007, 2008

LOSAS ALIGERADAS:
El peralte de las losas aligeradas podrán ser
dimensionadas considerando el siguiente criterio:
H=Ln/25
Siendo:
Ln – longitud del lado menor

H = altura o espesor total de la losa aligerada y
por tanto incluye los 5cm de losa superior y el
espesor del ladrillo de techo. Los ladrillos serán
de 12, 15, 20 y 25cm respectivamente
El Arquitecto y el Ingeniero Civil deberán tener
en cuenta la determinación de la altura de piso
a piso, el espesor anteriormente indicado y la
consideración de 5cm adicionales para el
denominado piso terminado

LOSAS MACIZAS:
Las losas macizas pueden ser
dimensionadas en forma aproximada,
considerando espesores menores en 5cms a
los indicados para losas aligeradas

PREDIMENSIONAMIENTO DE
VIGAS
Las vigas se dimensionan generalmente
considerando un peralte del orden de 1/10
a 1/12 de la luz libre. Debe aclararse que
esta altura incluye el espesor de la losa
del techo o piso
El ancho es variable de 1/2 a 2/3 veces su
altura, teniendo en cuenta un ancho
mínimo de 25cm, con la finalidad de evitar
el congestionamiento del acero y
presencia de cangrejeras

PREDIMENSIONAMIENTO DE
COLUMNAS
Las columnas al ser sometidas a cargas
axiales y momento flector, tienen que ser
dimensionadas considerando los dos efectos
simultáneamente, tratando de evaluar cual de
los dos es el que gobierna en forma más
influyente en dimensionamiento
En base a todo lo indicado se puede
recomendar el siguiente criterio de
dimensionamiento:

1) COLUMNAS CENTRADAS :
Área de columna = P (servicio) / 0,45f‘c
2) COLUMNAS EXCENTRICAS Y ESQUINADAS :
Área de columna = P (servicio) / 0,35f’c
Siendo:
P(servicio) = P . A . N
Edificios categoría A (ver E030) P = 1500 kg/m2
Edificios categoría B (ver E030) P = 1250 kg/m2
Edificios categoría C (ver E030) P = 1000 kg/m2
A – área tributaria
N – número de pisos

METODO PRACTICO 1
TIPO 1 : lado = H/8
TIPO 2 : lado = H/10
TIPO 3 : lado = H/9
Donde: H = altura
del piso
METODO PRACTICO 2
El lado de la columna debe ser entre el 80% y 90% del
peralte de la viga

PREDIMENSIONAMIENTO DE PLACAS
Es difícil poder fijar un dimensionamiento para las placas
puesto que, como su principal función es absorber las
fuerzas de sismo, mientras más importantes sean, tomarán
un mayor porcentaje del cortante sísmico total, aliviando
más a los pórticos.
Las placas pueden hacerse mínimo de 10cm de espesor
(muros de ductilidad limitada), pero generalmente se
consideran de 20, 25 o 30cm conforme aumentemos el
numero de pisos o disminuyamos su densidad

METRADO DE
CARGAS
Dr. GENNER VILLARREAL CASTRO
PROFESOR VISITANTE UMRPSFXCH-Bolivia
PROFESOR VISITANTE ULEAM-Ecuador

PREGUNTA 13: (página 5 texto)

PISO 5:
CARGA MUERTA:
Losa aligerada 8.0,28.4,5.3,6 = 36,288 +
Columnas 15.2,4.0,4.0,5.4 = 28,800
Vigas transversales 10.2,4.0,4.0,5.4,5 = 21,600
Vigas longitudinales 12.2,4.0,5.0,5.3,6 = 25,920
112,608
CARGA VIVA:
Techo 0,1.10,5.16,4 = 17,220
T828,129220,17608,112P 5PISO 
PISOS 2, 3 y 4:
CARGA MUERTA:
Losa aligerada 8.0,30.4,5.3,6 = 38,880 +
Columnas 15.2,4.0,4.0,5.4 = 28,800
115,200
CARGA VIVA:
Centro educativo (aulas) 0,25.10,5.16,4 = 43,050
T250,158050,43200,115PPP 4PISO3PISO2PISO 

PISO 1:
CARGA MUERTA:
Losa aligerada 8.0,30.4,5.3,6 = 38,880 +
Columnas 15.2,4.0,4.0,5.5 = 36,000
122,400
CARGA VIVA:
Centro educativo (aulas) 0,25.10,5.16,4 = 43,050
T450,165050,43400,122P 1PISO 

ANALISIS SISMICO
ESTATICO
DR. GENNER VILLARREAL CASTRO
PROFESOR VISITANTE UMRPSFXCH – Bolivia
PROFESOR VISITANTE ULEAM - Ecuador

CRITERIOS DE MODELACION
ESTRUCTURAL
1) DIAGRAMA RIGIDO LA LOSA TRABAJA COMO UNA PLACA HORIZONTAL DONDE EL
MOVIMIENTO DE CADA NUDO DEPENDERA DEL MOVIMIENTO
DEL CENTRO DE MASA
SAP 2000 DIAFRAGMA CONTRAIDO
CM2
CM1
CG
CM Debe alinearse lo mas cercano posible
(evitar daños en los elementos de corte por
torsión diferente en cada piso)

2) BRAZO RIGIDO
VIGA - COLUMNA
INICIO c/2
FINAL d/2
FACTOR 1
COLUMNA - ZAPATA
INICIO z/2
FINAL 0
FACTOR 1

ANALISIS ESTATICO POR LA
NORMA PERUANA E030-2014

PREGUNTA 7: (página 28 texto)
Se tiene un edificio de ocho pisos, cuya planta se muestra en la figura. Los muros tienen 25cm de
espesor y son de concreto armado. Las columnas y vigas también son de concreto y tienen 30cm x
60cm. La losa de techo tiene 20cm de espesor y es maciza. No considerar tabiquería, ni piso terminado.
Todos los pisos tienen una altura de 3m. El edificio tiene una profundidad de desplante de 0,8m y será
destinado para vivienda.
Realizar el metrado de cargas por sismo

PISO 8:
CARGA MUERTA:
Losa maciza 2,4.(8.16-3,85.2).0,2 = 57,744 +
Columnas 14.2,4.0,3.0,6.2,8 = 16,934
2.2,4.0,3.0,4.3,7 = 2,131
5.2,4.0,3.0,4.4,8 = 6,912
Muros (placas) 3.2,4.0,25.3,55.2,8 = 17,892
4.2,4.0,25.3,7.2,8 = 24,864
130,135
CARGA VIVA:
Techo 0,1.(8.16-3,85.2).0,25 = 3,008
T143,133008,3135,130P 8PISO 

PISOS 2, 3, 4, 5, 6 y 7:
CARGA MUERTA:
Losa maciza 2,4.(8.16-3,85.2).0,2 = 57,744 +
Columnas 14.2,4.0,3.0,6.2,8 = 16,934
2.2,4.0,3.0,4.3,7 = 2,131
5.2,4.0,3.0,4.4,8 = 6,912
Muros (placas) 3.2,4.0,25.3,55.2,8 = 17,892
4.2,4.0,25.3,7.2,8 = 24,864
130,135
CARGA VIVA:
Vivienda 0,2.(8.16-3,85.2).0,25 = 6,015
T150,136015,6135,130PPPPPP 7PISO6PISO5PISO4PISO3PISO2PISO 

PISO 1:
CARGA MUERTA:
Losa maciza 2,4.(8.16-3,85.2).0,2 = 57,744 +
Columnas 14.2,4.0,3.0,6.3,6 = 21,773
2.2,4.0,3.0,4.3,7 = 2,131
5.2,4.0,3.0,4.4,8 = 6,912
Muros (placas) 3.2,4.0,25.3,55.3,6 = 23,004
4.2,4.0,25.3,7.3,6 = 31,968
147,190
CARGA VIVA:
Vivienda 0,2.(8.16-3,85.2).0,25 = 6,015
T205,153015,6190,147P 1PISO 


Irregularidades en altura (Tabla N 8)


Irregularidades en planta (Tabla N 9)

Junta Sísmica (Art. 5.3)
Distancia mínima
que separa a dos
estructuras para
evitar el contacto
durante un
sismo.
La distancia no será menor a 2/3 de la
suma de los desplazamientos máxima en
los bloques adyacentes:
Junta
Sísmica

Fuerza Sísmica de Diseño
(Art. 5.4)
“Si un muro o pórtico absorbe >
30% Vtotal será diseñado con un
25% adicional”

¡MUCHAS GRACIAS!
genner_vc@hotmail.com
www.gennervillarrealcastro.blogspot.com
www.youtube.com/user/gennervc/feed

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