Evaluaci+¦n estructural

MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL – COLISEO: YARABAMBA

INFORME DEL PROYECTO
ESTRUCTURAL

COLISEO: YARABAMBA

FECHA:

10 DE ENERO DEL 2011

Elaborado por Ing. Leoncio CARRASCO OLIVERA– CIP 108228 Fecha de presentación: 10 de enero 2012 1


INDICE
1. Generalidades
- Objetivo.
- Descripción de la estructura a modelar.
- Normatividad.
2. Procedimiento de Evaluación
- Análisis dinámico para estructuras de concreto armado albañilería; análisis estáticos
estructuras metálicas.
- Análisis de desplazamientos.
- Verificación de esfuerzos.
3. Criterio estructural.
4. Características de la Estructura
- Características de los materiales.
- Vista frontal del coliseo propuesto.
5. Metrado de Cargas
- Cargas por peso propio (D)
- Cargas vivas (L)
- Cargas de Sismo (EQ)
- Cargas de viento (W)
- Resumen de Cargas
6. Consideraciones Sísmicas
6.1. Zonificación (Z)
6.2. Parámetros del Suelo (S)
6.3. Factor de Amplificación Sísmica (C)
6.4. Categoría de las edificaciones (U)
6.5. Sistemas Estructurales (R)
6.6. Desplazamientos Laterales Permisibles
6.7. Análisis Dinámico
- Espectro de diseño de pseudo-aceleraciones.
6.8. Introducción Grafica de Cargas al ETABS.
7. Análisis Sismo- resistente de la Estructura.
7.1. Procedimiento para el Análisis Dinámico.
7.2. Modelo estructural.
7.3. Verificación de Cortante en la Base.
7.4. Análisis Modal de la estructura.



- Masas de la estructura
- Tabla de periodos y frecuencias de la Estructura
- Resumen de Periodos Predominantes.
7.5. Desplazamientos y distorsiones.
- Cuadro de Máximos Drifts obtenidos del programa.
8. Memoria de Cálculo
8.1. Introducción de datos al ETABS
8.2. Diseño por resistencia de Columnas.
8.3. Diseño por resistencia de Vigas.
9. Conclusiones
10. Recomendaciones.
11. Planos estructurales.



Solicitado: CONSULTORA y CONSTRUCTORTA metal S.A.C
Proyecto: PROY. ESTRUCTURAL – COLISEO YARABAMBA
Dirección: DISTRITO YARABAMBA, PROVINCIA Y DEPARTAMENTO AREQUIPA.

1. Generalidades

 Objetivo: La finalidad del presente documento es la realización del proyecto estructural del
coliseo ubicado en el Distrito de Yarabamba, Arequipa.

 Descripción del coliseo: La estructura, consta de 2 niveles, con la existencia de tribunas; de
acuerdo a los planos arquitectónicos en el primer nivel existen servicios higiénicos y ambientes
de usos múltiples en el sótano existen ambientes para polígono de tiro, depósitos, armería,
cafetería, y ambientes de usos múltiples, comunicados con el primer nivel mediante escaleras;
así mismo existen graderías y escaleras en cuatro sectores. Se proyecta una losa
multideportiva. La estructura de cubierta será mediante estructura metálica, con un tipo de
cobertura de plancha granada roja- fibraforte.

 Descripción de la estructura a modelar:
Un modelo estructural, es la representación simplificada de la estructura real, sin embargo existe
la incertidumbre del verdadero comportamiento de la estructura, por diversos factores uno de
ellos es la tipología de suelos, ya que las propiedades van cambiando cada milímetro. El análisis
estructural se realiza para la estructura metálica utilizando el software SAP 2000 V 14.0. y para
los elementos estructurales y no estructurales (tabiquería) se utilizará el software Etaps V 9.5.

 Normatividad: Se considera en la realización del proyecto estructural las siguientes normas de
diseño:
Norma E030-2006 (Norma Sismorresistente vigente).
Norma E020 (Norma de Cargas) correspondientes al RNE vigente.
Norma E060-2009 (Norma de Concreto Armado) correspondientes al RNE vigente.
Norma E090 (Norma de Estructuras Metálicas).
ACI -318-2005.
Normas complementarias.

2. Procedimiento de Modelación

 Análisis dinámico: Para los elementos estructurales (concreto armado) y no estructurales
(albañilería) a nivel general, se analizará el comportamiento dinámico de la estructura frente a
cargas sísmicas mediante un análisis dinámico modal espectral indicado en la Norma de Diseño
Sismorresistente E030. Con este propósito se elaboró un modelo matemático para el análisis
correspondiente. Para la elaboración de este modelo se ha usado el software ETABS.

 Cargas de viento: La cobertura de la edificación se hace susceptible a los efectos del viento por
lo que los elementos de estructura metálica en la cobertura se toma en consideración la carga de
viento

 Análisis de desplazamientos: Se verificaron los desplazamientos máximos para los elementos
de concreto armado obtenidos con el programa ETABS, en relación a los valores máximos
permisibles de la Norma E030; para los elementos de estructura metálica se realizará utilizando
el programa SAP 2000.



 Análisis de esfuerzos: Entre los parámetros que intervienen en el diseño ESTRUCTURAL se
encuentran la resistencia al corte, flexión, carga axial en vigas y columnas de concreto armado;
así como los esfuerzos en la estructura metálica.

3. Criterio de la Evaluación Estructural.

La idealización estructural de la edificación fue concebida como un sistema aporticado de
concreto armado para las direcciones “X” e “Y”.

Existen dos tipos de análisis estructural: Lineal y No lineal. El más utilizado es el lineal, pues se
basa en propiedades de los materiales y diversas simplificaciones asumidas; mientras que el análisis no
lineal es muy complejo y poco aplicado en el medio actualmente, pues aparte que se requiere
propiedades exactas de los materiales, la metodología aplicada aún no está reglamentada en nuestro
país. En la Norma E-030 están contemplados dos tipos de análisis: Lineal Estático y Lineal Dinámico. Se
ha realizado un Análisis lineal dinámico del tipo modal utilizando el espectro de pseudo-aceleraciones.

La estructura es analizada como un modelo de comportamiento elástico, y para el diseño
estructural se tomarán los efectos producidos por flexión, corte y torsión. Es necesario señalar la
presencia de muros de tabiquería como elementos no estructurales pero mal unidos al sistema
estructural principal y que acompañan a la deformación, además de proporcionar más peso a la
estructura. Interiormente se ha considerado una carga equivalente por metro cuadrado, tanto para las
cargas muerta y viva.

Se tomarán en cuenta también las observaciones realizadas en campo, para determinar el
comportamiento de los elementos estructurales.

4. Características de la Estructura

Según la composición arquitectónica proporcionada por la Consultora, se muestra a continuación
los materiales que conforman la estructura y las especificaciones de los mismos, todos ellos son
indicados de acuerdo a la Norma de E060 y E090:

 Características de los materiales:

Concreto Armado:
- Resistencia del concreto f’c = 210 Kg/cm2.
- Módulo de Elasticidad del concreto E = 2173706.50 Ton/m2 (15000 f’c)
- Coeficiente de Poisson: 0.15
- Módulo de Corte: 905711Ton/m2

Acero de Refuerzo:
- Resistencia a la fluencia del acero grado 60, fy = 4200 Kg/cm2

Acero de Estructura metálica:
- Resistencia a la fluencia del acero grado A-36, fy = 2530 Kg/cm2, fu=4080 kg/cm2.
- Módulo de Elasticidad de la Estructura metálica E = 2100000 kg/cm2
- Coeficiente de Poisson: 0.30
- Módulo de Corte: 800000 kg/cm2
- Peso por unidad de volumen: 7850 kg/m³



 Vista frontal de la edificación:

Geometría de la Edificación. Vista frontal.

5. Metrado de Cargas

 Cargas por peso propio (D): Son cargas provenientes del peso de los materiales, dispositivos
de servicio, equipos, tabiques, y otros elementos que forman parte de la edificación y que son
consideradas permanentes.

 Cargas vivas (L): Cargas que provienen de los pesos no permanentes en la estructura, que
incluyen a los ocupantes, materiales, equipos muebles y otros elementos móviles estimados en
la estructura.



 Cargas producidas por sismo (EQ): Son las cargas que representan un evento sísmico y están
reglamentadas por la Norma de Diseño Sismorresistente E030. Las consideraciones sísmicas se
detallan en el ítem 6.

 Cargas producidas por viento (W): Análisis de las cargas producidas por la acción de ráfagas
de viento sobre la estructura. El cálculo de estas cargas se realiza usando la norma TIA-EIA
222F (éstas cargas han sido tomadas en consideración en la verificación estructural de la torre).

Resumen de Cargas:

Peso propio elementos de concreto armado = 2400 Kg/m3
Peso propio de muros portantes = 1800 Kg/cm2
Peso propio de losa aligerada (h=20) = 300 Kg/m2
Peso propio piso terminado = 100 Kg/m2
Peso de tabiquería existente = 150 Kg/m2

Peso de estructura metálica:
a) Carga Muerta.
a.1) Viguetas de Cobertura.
- Cobertura: 4.24 kg/m².
- Peso estructura metálica: 5.00 kg/m² (est.)
TOTAL: 9.24 kg/m²

a.2) Armadura Principal.
- Cobertura: 4.24 kg/m².
- Alumbrado y otros: 5.00 kg/m².
- Peso estructura metálica: 15.00 kg/m² (est.)
TOTAL: 24.24 kg/m².

Cargas Vivas (L):
Sobrecarga de piso típico = 400 Kg/m2
Sobrecarga en escaleras = 500 Kg/m2
Sobrecarga de azotea = 100 Kg/m2
Se ha adoptado un valor de sobrecarga para la estructura metálica igual a 30 kg/m² de acuerdo
al R.N.E.

Cargas de Sismo (EQ):

Según Norma Peruana de Estructuras Sa = (Z*U*C*S*g) /R

Cargas de Viento (W):
Para la estructura de la cobertura metálica se utilizó la carga de viento en función de la Norma de
Edificaciones, las mismas que generaron esfuerzos y con ellos se diseñó cada elemento
metálico.
Velocidad de diseño = 78.84 km/h.
Presión dinámica q= 31.08*C kg/m².
Para la identificación de los factores de carga de viento incluyendo cargas externas e internas se
han planteado tres posibilidades, y que se indican a continuación:

c.1) Viento transversal a la construcción. Dirección X+
C1 = -0.80 (barlovento), p1= -24.86 kg/m².
C2 = -0.50 (sotavento), p2 = -15.54 kg/m².

c.2) Viento transversal a la construcción. Dirección X-


C1= -0.50, p3 = -15.54 kg/m².
C2 = -0.80, p4= -24.86 kg/m².

c.3) Viento Longitudinal a la construcción. Dirección Y-Y.
C1 = -0.70, p5 = -21.76kg/m².
C2 = -0.70, p6 = -21.76 kg/m².

Para el Coliseo se tomó en consideración de que cada evento natural no ocurrirá en forma
simultánea, por lo que el efecto de viento ha sido considerado en la cobertura y para la
estructura de concreto armado no se consideró.

6. Consideraciones Sísmicas

Las consideraciones adoptadas para poder realizar el análisis dinámico del coliseo son tomadas
mediante movimientos de superposición espectral, es decir, basado en la utilización de periodos naturales
y modos de vibración que podrán determinarse por un procedimiento de análisis que considere
apropiadamente las características de rigidez y la distribución de las masas de la estructura.

Entre los parámetros de sitio usados y establecidos por las Normas de Estructuras tenemos:

6.1 Zonificación (Z)

La zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las
características esenciales de los movimientos sísmicos, la atenuación de estos con la distancia y la
información geotécnica obtenida de estudios científicos.

La Norma de Diseño Sismorresistente E-030 asigna un factor de zona “Z” a cada una de las 3
zonas del territorio nacional. Este factor representa la aceleración máxima esperada en el basamento
rocoso, con una probabilidad de ser excedida de 10% en 50 años de exposición, correspondiéndole un
periodo de retorno de 475 años.

Para el presente estudio, la zona en la que está ubicado el proyecto (Arequipa) corresponde a la
zona 3, correspondiéndole un factor de 0.4.

6.2 Parámetros del Suelo (S)
Para los efectos de este estudio, los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta sus
propiedades mecánicas, el espesor del estrato, el periodo fundamental de vibración y la velocidad de
propagación de las ondas de corte. Para efectos de la aplicación de la norma E-0.30 de diseño
sismorresistente se considera que el perfil de suelo es de tipo flexible (S3), el parámetro Tp asociado con
este tipo de suelo es de 0.90 seg., y el factor de amplificación del suelo se considera S= 1.4.

6.3 Factor de amplificación Sísmica (C)

De acuerdo a lo estipulado en la Norma de Diseño Sismorresistente E030, se define al factor de
amplificación sísmica (C) por la siguiente expresión:

C = 2.5 x (Tp/T); C≤ 2.5

6.4 Categoría de las edificaciones (U)

Cada estructura debe ser clasificada de acuerdo a la categoría de uso de la edificación. Debido a
que la edificación es del tipo “B” edificaciones importantes, la Norma E030 establece un factor de
importancia U = 1.3, que es el que se tomará para el análisis correspondiente.



6.5 Sistemas estructurales (R).

Los sistemas estructurales se clasifican según los materiales usados y el sistema de
estructuración sismorresistente predominante en cada dirección. De acuerdo a la clasificación de una
estructura se elige un factor de reducción de la fuerza sísmica (R). Debido a la considerable presencia de
muros de albañilería confinada en ambas direcciones, se tomará el factor de fuerza sísmica R=8. En
ambos casos, dada la irregularidad de la estructura en planta, se multiplicarán ambos factores de
reducción por 0.75.

6.6 Desplazamientos Laterales Permisibles.

Se refiere al máximo desplazamiento relativo de entrepiso, calculado según el análisis lineal
elástico con las solicitaciones sísmicas reducidas, para luego multiplicar por el coeficiente de reducción
“R” factorado por 3/4.

6.7 Análisis Dinámico.

Para el análisis dinámico se utilizará un espectro inelástico de pseudo-aceleraciones en cada
dirección cuya ecuación está definido por:

Sa = (ZUSC / R) * g
C / R >= 0.1

Factor de zona : Z = 0.4 (zona sísmica 3)
Factor de uso : U = 1.3 para edificaciones importantes (categoría B)
Factor de suelo : S = 1.4 suelo intermedio, Tp = 0.9 seg.
Coeficiente de reducción : RX, Y = 6, estructura irregular
Aceleración de la gravedad : g = 9.81 m/seg2

Espectro de pseudo-aceleraciones. Sitio Yarabamba



6.8 Introducción Gráfica de Cargas al ETABS:

Debido a que el programa ETABS y sap2000 hace la distribución automática de las cargas de
losas a vigas, se asignaron directamente las cargas por metro cuadrado sobre las losas
unidireccionales.

Se aprecia en las siguientes figuras las cargas sobre estructura metálica

Cargas sobre losa (Ton /m2)



7. Análisis Sismorresistente de la Estructura

De acuerdo a los procedimientos señalados y tomando en cuenta las características de los
materiales y cargas que actúan sobre la estructura e influyen en el comportamiento de la misma antes las
solicitaciones sísmicas, se muestra a continuación el análisis realizado para la obtención de estos
resultados.

7.1 Procedimiento para el Análisis Dinámico

Para el análisis estructural de la edificación se empleó el software ETABS v.9.7.0. Este programa
simplifica los cálculos para el análisis de estructuras complejas. Tiene opciones que simplifican el proceso
analítico para el diseño de edificios, como por ejemplo:

 Cálculo automático de coordenadas de centros de masas (Xm, Ym).
 Cálculo automático de coordenadas del centro de rigideces (Xt, Yt).
 Cálculo automático de fuerzas sísmicas, sus excentricidades y aplicación en el centro de masas.
 Cálculo automático de masas del edificio a partir de los casos de carga elegidos.
 División automática de elementos (Auto-Mesh), así se pueden definir elementos que se cruzan, y
el programa los divide en su análisis interno, o se puede dar el comando de que divida los
elementos en el mismo modelo.
 Plantillas predefinidas de sistemas de losas planas, losas en una dirección, losas reticulares o
con nervaduras y casetones, cubiertas, etc.

El proceso se ejecuta mediante el método por elementos finitos (método numérico general para
la resolución de ecuaciones diferenciales muy utilizado en el análisis estructural de edificios). El conjunto
de elementos finitos forma una partición del dominio también denominada discretización. Dentro de cada
elemento elástico tanto frames (vigas y columnas) como shells (losas y placas), se distinguen una serie
de puntos representativos llamados “nodos”, vale decir que la estructura del edificio es representada
como un conjunto de elementos entrelazados entre sí mediante nodos manteniendo un orden geométrico
según su configuración espacial. Dichos elementos se deforman y los nodos se desplazan según las
solicitaciones de cargas laterales o de gravedad asignadas a la estructura globalizada.

Antes de correr el programa se obtuvo el espectro de pseudo-aceleraciones de acuerdo a la
Norma E-030 de Diseño Sismorresistente. Asimismo, para la representación del modelo se definieron
previamente las propiedades asumidas de los materiales, las secciones correspondientes de los
elementos frames y shells, la asignación correcta según sea columna, viga, muro o losa, el agrupamiento
de elementos por afinidades en ubicación y comportamiento, la aplicación de secciones de corte por cada
piso, las restricciones de los apoyos, la definición de diafragmas rígidos, los nudos a constreñirse en
dichos diafragmas, la asignación de cargas repartidas en pisos como cargas muertas y vivas, la
definición, factorización y combinación de dichas cargas de gravedad.

El procedimiento para la obtención de los resultados se describe a continuación: Ingresado el
espectro de pseudo-aceleraciones para cada dirección se ejecuta el análisis para hallar las máximas
distorsiones en cada entrepiso, así como el cortante en la base según el análisis dinámico.

7.2 Modelo Estructural.

El comportamiento dinámico de la estructura se determinó mediante la generación de un modelo
matemático que consideró la contribución de los elementos estructurales tales como vigas y columnas en
la determinación de la rigidez de cada nivel de la estructura. Las fuerzas de los sismos son del tipo
inercial y proporcional a su peso, por lo que es necesario precisar la cantidad y distribución de las masas
en la estructura.



Según las consideraciones anteriores, se modeló la estructura con un nivel semisótano, dos
pisos de concreto armado, con losas aligeradas, con graderías destinadas a tribunas con parte de
descanso de losa armada.

Vista frontal de la edificación.

Vista lateral de la edificación.

7.3 Verificación de Cortante en la Base:

Masa participante.
Story Diaphragm MassX MassY
STORY5 D1 17.4399 17.4399
STORY1 D1 25.277 25.277

Cortante Total en la Base.
Los cortantes dinámicos sin escalar obtenidos son:



Load Loc VX VY
ESPXX Top 2.82 0.29
ESPXX Bottom 2.82 0.29
ESPYY Top 0.58 3.76
ESPYY Bottom 0.58 3.76
ESPXX Top 11.81 1.38
ESPYY Top 3.47 25.36
ESPYY Top 2.48 57.7
ESPXX Top 0.48 0.76
ESPXX Top 0.45 1.13

Se observa que en ambas direcciones de análisis, los cortantes dinámicos son:

VX = 25.48 Ton.
VY = 57.70 Ton.

Se tiene que realizar la comparación de cortantes en la base de los Análisis estático y dinámico,
en donde el cortante mínimo dinámico debe de ser el 80% del cortante estático. De no cumplirse esta
condición, deberá de escalarse el cortante dinámico hasta cumplirse con dicha condición.
Cortante Cortante
Descripción dinámico mínimo de An. Escalar
(Ton) Estático (Ton)
Dir. "X" 25.48 76.27 2.99
Dir. "Y" 57.70 76.27 1.32

Luego en el programa ETABS se realiza el escalonamiento de las fuerzas sísmicas para cada
dirección, de acuerdo a los valores detallados.

Los cortantes dinámicos escalados obtenidos son:



Load Loc VX VY
ESPXX Top 8.44 0.86
ESPYY Top 0.77 4.96
ESPXX Top 35.3 4.12
ESPXX Top 1.43 2.27
ESPYY Top 0.9 15.99
ESPXX Top 1.34 3.39

Con las fuerzas sísmicas escaladas, y cumpliendo los requisitos de la Norma de Diseño Sismorresistente
E-030, se realizará la verificación por resistencia de las columnas y vigas.

7.4 Análisis Modal de la Estructura

 Masas de la estructura: Según los lineamientos de la Norma de Diseño Sismo Resistente
E030, y considerando las cargas mostradas anteriormente, se realizó el análisis modal de la
estructura total. Para efectos de este análisis el peso de la estructura consideró el 100% de la
carga muerta y el 25% de la carga viva, por tratarse de una edificación del tipo B.

 Tabla de periodos de la Estructura: El programa ETABS calcula las frecuencias naturales y los
modos de vibración de las estructuras. En el análisis tridimensional se ha empleado la
superposición de los primeros modos de vibración por ser los más representativos de la
estructura.
Mode Period UX UY
1 0.109308 0.1278 32.8243
2 0.105575 0 0.3612
3 0.095455 0.245 34.3371
4 0.055742 21.8826 0.0607
5 0.044908 5.8167 0.0008
6 0.040384 0.0484 0.0675
7 0.040362 0.0001 0.8017
8 0.039264 0.0001 2.6443
9 0.038829 0.0041 0.0256

 Resumen de Periodos predominantes:



Como se observa en la tabla anterior, los periodos con una mayor participación de masa fueron
el modo 4 en la dirección x, el modo 3 en la dirección y.

T x = 0.056 seg.

T y = 0.095 seg.

Comentario:
El resto de modos tiene menor masa participante en la estructura. Además con la consideración
de 9 modos de vibración, se cumple lo estipulado en la Norma E-030 respecto a que debe de
participar como mínimo el 90% de la masa de la estructura en la respuesta modal.

7.5 Desplazamiento y Distorsiones

El máximo desplazamiento relativo de entrepiso calculado según el análisis, no deberá exceder
la fracción de la altura de entrepiso según el tipo de material predominante.

 Máximo Desplazamiento Relativo de Entrepiso:

La Norma Técnica de Diseño Sismo Resistente E030 – 2006 del RNE, establece como distorsión
máxima de entrepiso el valor de 0.007 para estructuras de concreto armado, esto se cumplirá en ambas
direcciones de análisis, considerándose el aporte de albañilería a la rigidez pues se asume que está
confinados, la tabiquería que no está confinada no se considerara aporte de la rigidez pero si se toma en
cuenta el peso.

El cuadro de máximos desplazamientos elásticos relativos ha sido incrementado en un factor de
R, de acuerdo a la NTE-030.

La distorsión Real es igual a la distorsión teórica, obtenida del Análisis Lineal, multiplicada por
0.75 * 6; donde el valor de R = 8 (Aporticado).

Se presenta a continuación las máximas distorsiones obtenidas por piso:

Story Item Load DriftX DriftY DriftRealX DriftRealY
STORY5 Max Drift X ESPXX 0.000373 0.0016785 0
STORY5 Max Drift Y ESPXX 0.000084 0 0.000378
STORY5 Max Drift X ESPYY 0.000223 0.0010035 0
STORY5 Max Drift Y ESPYY 0.000355 0 0.0015975




DISTORSIÓN REAL = (Distorsión de Análisis Lineal) * 0.75 * 6

Las máximas distorsiones se presentan en el cuarto piso para las direcciones “X” e y piso tres
para la dirección “Y”, con valores de 0.0033 y 0.0016 respectivamente. Para ambos casos, la distorsión
obtenida es mayor a la máxima permisible según lo estipulado en la Norma de Diseño Sismorresistente
E030 del Reglamento Nacional de Edificaciones vigente.

8. Memoria de Cálculo
8.1. Introducción de datos al ETABS.

 Características de los materiales.

Concreto armado
- f’c = 210 Kg/cm2- Resistencia del concreto a la compresión
- fy = 4200 Kg/cm2 - Fluencia del acero
- &c = 2.4 Tn/m3 - Peso volumétrico del concreto
- Ec = 2173706.50 Ton/m² - Módulo de elasticidad del concreto

Acero
- γs = 7.833 Tn/m3 - Peso volumétrico del acero estructural para perfiles
- Es = 20390000 Ton/m² - Módulo de elasticidad del acero
- νs = 0.15 - Coeficiente de Poisson

 Combinaciones de Cargas Empleadas- Estructura concreto armado:

Las combinaciones de cargas usadas para la verificación de los elementos de concreto de la
estructura son las siguientes:

Para elementos de concreto armado:

COMB1: 1.40D + 1.70L
COMB2: 1.25D + 1.25L  EQx
COMB3: 1.25D + 1.25L  EQy
COMB4: 0.90D  EQx
COMB5: 0.90D  EQy

Donde:
D: Carga permanente.
L: Carga Viva.
EQ: sismo.

 Combinaciones de Cargas Empleadas- Estructura metálica:

Las combinaciones de cargas usadas para la verificación de los elementos de estructura
metálica son las siguientes:



8.2 Verificación por resistencia de columnas.

Luego de analizar la estructura, se procedió a realizar la verificación por resistencia de las
columnas y vigas más cargadas que conforman el sistema del edificio en referencia.

Eje B: Verificación de resistencia en columnas.



Eje C: Verificación de resistencia en columnas.

Eje D: Verificación de resistencia en columnas.



Eje E: Verificación de resistencia en columnas.

Eje F-M: Verificación de resistencia en columnas.

Luego de verificar las columnas portantes, se ha comprobado que las columnas presentan
sección adecuada debido a los parámetros de análisis considerados (asumidos), según lo estipulado en
la Norma de Diseño Sismorresistente E030.

8.3 Verificación de Vigas.

Se muestra el resultado de la verificación por resistencia de las vigas existentes en la edificación.



Eje A: Verificación de resistencia en vigas.

Eje B: Verificación de resistencia en vigas.



Eje C: Verificación de resistencia en vigas.

Eje D-M: Verificación de resistencia en vigas.

Luego de verificar las vigas se ha comprobado que debido que las secciones asumidas
presentan sección adecuadas.

9 Diseño estructura de acero.



Elevación, estructura de acero

9.1.- Asignación de cargas.



9.2 Secciones de diseño.

Secciones de diseño.

9.3 Verificación de elementos

Elementos verticales



Elementos horizontales

Elementos inclinados

10 Diseño estructura metálica.
Cada elemento ha sido diseñado en función del Reglamento Nacional de Edificaciones, los
cuales son plasmados en los planos, el diseño se realizó de las bridas superiores e inferiores, así como
de las diagonales, elementos principales de la cobertura metálica.

10.01 DISEÑO DE ARCO METALICO
10.01.01 BRIDA INFERIOR.



a) DISEÑO POR TRACCIÓN.

Se propone el siguiente angular de acuerdo a las especificaciones de los fabricantes
2L3x3x5/16
Pactuante= 5782.14 kg
L= 50 cm
rmin= 2.34 cm
Ag= 22.9 cm2
Ae= 22.9 cm2
Fy= 2530 kg/cm²
Fu= 3500 kg/cm² (Para espesores de 2.0 y 2.50 mm)
a.1) ESTADO LIMITE DE FLUENCIA
f= 0.9
fPn= 52143.3 kg (Deberá ser mayor que el actuante)
a.2) ESTADO LIMITE DE ROTURA
f= 0.75
ft= 1
fPn= 60112.5 kg (Deberá ser mayor que el actuante)
a.3) VERIFICACION DE ESBELTEZ
L/r= 21.37 (Deberá ser menor a 300)
b) DISEÑO POR COMPRESION
Normalmente la principal solicitación de la brida inferior es a tracción, sin embargo ella también soportará
fuerzas de compresión debido fundamentalmente a las solicitaciones por viento, es así como de acuerdo
alanálisis tenemos un fuerza de compresión máxima de:
C= -10233 KG



10.01.02 BRIDA SUPERIOR.
1 .- PANDE O PO R FLEXIÓN
b /t<λr
Pa ra u n á ngulo en compre sión , λr = 200 /Fy^0.5 Mpa
a ) Pa ndeo por fle xión en la dirección X
P actuante= 1023 3 kg
kx= 1
L x= 5 0 cm
r gx= 2.3 4 cm
A g= 22.9 cm²
Fy= 253 0 kg/cm²
E= 210000 0 kg/cm²
f= 0.8 5
a .1) Resi stencia e n compresión
λc= 0.2360 8
Fcr= 24 71.6 7 kg/cm2
fPn= 4811 1 kg
a .2) Verfificación de esbeltez
K L/r= 21 .367 5
b ) Pa ndeo por fle xión en la dirección Y
P actuante= 1023 3 kg
ky= 1
L y= 15 5 cm
r gy= 2.3 4 cm
A g= 22.9 cm²
Fy= 253 0 kg/cm²
E= 210000 0 kg/cm²
f= 0.8 5
b .1) Resi stencia e n compresión
λc= 0.7318 4
Fcr= 20 21.9 2
fPn= 39 356.7
b .2) Verfificación de esbeltez
K L/r= 66 .239 3
b ) DISEÑO POR COMPRESION
Normalmente la p rincipal solicitación d e la brid a inferio r es a tracción, sin emba rgo ella también soportará
fuerzas d e compresión debido funda men talmente a las so licitaciones p or viento, es así como de acuerdo
a lanálisis tenemos un fuerza d e compresión máxima de:
C= -11 658.3 KG
1 .- PANDE O POR FLEXIÓN
b /t<λr



ara un ángulo en compresión, λr = 200/Fy^0.5 Mpa
a) Pandeo por flexión en la dirección X
Pactuante= 11658.3 kg
kx= 1
Lx= 50 cm
rgx= 2.34 cm
Ag= 22.9 cm²
Fy= 2530 kg/cm²
E= 2100000 kg/cm²
f= 0.85
a.1) Resistencia en compresión
λc= 0.23608
Fcr= 2471.67 kg/cm2
fPn= 48111 kg
a.2) Verfificación de esbeltez
KL/r= 21.3675

b ) Pa ndeo por fle xión en la dirección Y
P actuante= 11 658.3 kg
ky= 1
L y= 15 5 cm
r gy= 2.3 4 cm
A g= 22.9 cm²
Fy= 253 0 kg/cm²
E= 210000 0 kg/cm²
f= 0.8 5
b .1) Resistencia e n compresión
λc= 0.7318 4
Fcr= 20 21.9 2
fPn= 39 356.7
b .2) Verfificación de esbeltez
K L/r= 66 .239 3



10.01.03 DIAGONAL.

10.02 DESPLAZAMIENTOS.



TABLE: Joint Displacements
Joint OutputCase CaseType StepType U1 U2 U3 R1 R2 R3
Text Text Text Text cm cm cm Radians Radians Radians
1 DISENO Combination Max 0 0 0 0 0.00408 0
1 DISENO Combination Min 0 0 0 0 -0.000438 0
3 DISENO Combination Max 0.18274 0 0.036894 0 0 0
3 DISENO Combination Min -0.016513 0 -0.359086 0 0 0
38 1.2D+1.6Lr+0.8wX- Combination 1.160277 0 -3.869255 0 0 0
… … … … … … … … … …

10 Diseño estructural. Cada elemento ha sido diseñado en función del Reglamento Nacional de
Edificaciones, los cuales son plasmados en los planos, el diseño se realizó de las columnas de las vigas,
de los muros de corte y cimentaciones.


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