MEJORAMIENTO DEL SERVICIO EDUCATIVO EN LA I.E. N 80704 ANDRS AVELINO CCERES EL NIO DISTRITO Y PROVINCIA DE VIR REGIN LA LIBERTAD"

MEJORAMIENTO DE LA OFERTA DEL SERVICIO EDUCATIVO EN LA I.E. DEL NIVEL SECUNDARIO INMACULADA DE CURAHUASI ABANCAY - APURIMAC

MEMORIA DESCRIPTIVA DE ESTRUCTURASMEJORAMIENTO DE LA OFERTA DEL SERVICIO EDUCATIVO EN LA I.E. DEL NIVEL SECUNDARIO INMACULADA DE CURAHUASI ABANCAY - APURIMAC

MEMORIA DESCRIPTIVA DE ESTRUCTURAS

El proyecto de estructuras comprende los elementos de concreto, concreto armado y albailera que conforman la edificacin de la Institucin Educativa Inmaculada de Curahuasi Abancay Apurimac. La estructura est concebida en base a un sistema dual de muros de corte y de prticos (columnas y vigas) de concreto armado. Est estructurada en el eje X (mayor lado), como un sistema dual en el cual las acciones ssmicas son resistidas por una combinacin de prticos continuos y muros de concreto, el eje Y est estructurado como un sistema de albailera confinada en el cual las acciones ssmicas son resistidas por los muros de albailera portantes.

Adicionalmente se han considerado muros de albailera aislados a la estructura confinados con columnetas.1. ESTRUCTURACION Y ELEMENTOS ESTRUCTURALESSe han respetado los ejes del proyecto de arquitectura habindose propuesto como mejor solucin estructural, una combinacin de prticos de concreto armado y muros de corte, los cuales tienen la funcin de resistir las cargas de gravedad y desplazamientos laterales que origine un sismo eventual. El techo est compuesto por losas aligeradas diseadas de acuerdo a sus respectivas sobrecargas donde la cobertura ser de Teja Andina con cada a dos aguas para la evacuacin pluvial, segn el sistema que se propone en el plano arquitectnico. Los muros perpendiculares al sentido de aligerado se comportarn como muros de corte siendo su espesor de 20 cm teniendo una buena participacin para la disminucin de los desplazamientos de entrepisos en funcin al mximo desplazamiento permisible segn normatividad actual. La cimentacin cuenta con estructuras capaces de transmitir cargas uniformes al suelo tales como zapatas, cimientos corridos y viga de cimentacin.

2. ANLISIS SISMICOEn los planos del proyecto se indican los coeficientes ssmicos usados, de acuerdo a los parmetros de la Norma Peruana de Diseo Sismorresistente (NE030).

Se ha modelado las estructuras de 3 pisos y de 2 pisos segn lo que indica planos de arquitectura; se ha procesado con el ETABS.Los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta las propiedades mecnicas del suelo, el espesor del estrato, el perodo fundamental de vibracin y la velocidad de propagacin de las ondas de corte. El tipo de perfil del suelo para este proyecto es del tipo granular, considerndose como Tipo S2 (Ver Estudio de Mecnica de Suelos); utilizndose el factor correspondiente que defina la plataforma del espectro Tp = 0.60 seg. y el factor de amplificacin del suelo S = 1.20. El factor de Uso (U) por ser Centro Educativo es de U=1.50.A. Parmetros Ssmicos:

Categora de las edificaciones: Categora A``(Edificaciones Esenciales) , factor U=1.5

Suelo de fundacin de acuerdo al RNE, el cdigo de Diseo Sismo resistente clasifica como suelo con perfil S2, con un factor S=1.2 y Tp=0.6seg.

Ubicacin de la obra, depende de la zona ssmica donde est ubicada la edificacin, por estar en el distrito de Curahuasi, provincia de Abancay, departamento de Apurmac est clasificado como zona 2 y factor de zona Z=0.30.

Factor de ductilidad o coeficiente de reduccin de la respuesta, debido a los diversos bloques se describir enseguida:

Bloque 2A

Eje X Sistema Estructural de Prticos R=8.

Eje Y Sistema Estructural Albailera Confinada R=6 (sismo moderado).

Eje Y Sistema Estructural Albailera Confinada R=3 (sismo severo).

Bloque 2B

Eje X Sistema Estructural de Prticos R=8.

Eje Y Sistema Estructural Albailera Confinada R=6 (sismo moderado).

Eje Y Sistema Estructural Albailera Confinada R=3 (sismo severo).

Bloque 2C

Eje X Sistema Estructural Dual R=7 (irregular).

Eje Y Sistema Estructural Albailera Confinada R=6 (sismo moderado, irregular).

Eje Y Sistema Estructural Albailera Confinada R=3 (sismo severo, irregular).

Bloque 3

Eje X Sistema de Muros Estructurales R=6

Eje Y Sistema Estructural de Prticos R=8.

Bloque Rampa.

Eje X Sistema Estructural de Prticos R=8.

Eje Y Sistema Estructural de Prticos R=8.

ESQUEMA DE UBICACIN DE BLOQUES EN EL CENTRO EDUCATIVO.B. Parmetros de diseo:

Sistema estructural

Uso

Institucin EducativaNmero de Pisos

03 Pisos 02 Pisos Altura de entrepiso (h)

3.10m

Fc (vigas y losa)

210 Kg. /cm2

Fc (columnas)

210 Kg. /cm2Fy

4200 Kg. /cm2Fm (Albailera)

50Kg. /cm2

Tipo de Suelo

Arena y grava (GP)a. Presin Admisible (t)Cimentacin Corrida1.94 Kg./cm2

Cimentacin Cuadrada2.01 Kg./cm2C. Criterios de Diseo:Hiptesis de Diseo:El anlisis ssmico de cada edificacin se realiz con el programa ETABS (Versin 9.7). Los diversos mdulos fueron analizados con modelos tridimensionales, suponiendo losas infinitamente rgidas frente a acciones en su plano. En el anlisis se supuso comportamiento lineal y elstico. Los elementos de concreto armado se representaron con elementos lineales. Los muros de albailera se modelaron con elementos de cscara, con rigideces de membrana y de flexin, an cuando estas ltimas son poco significativas. Los modelos se analizaron considerando slo los elementos estructurales, sin embargo, los elementos no estructurales han sido ingresados en el modelo como solicitaciones de carga debido a que aquellos no son importantes en la contribucin de la rigidez y resistencia de la edificacin.

Adicionalmente a lo indicado en el prrafo anterior, el anlisis realizado en las estructuras existentes se realiz esencialmente con el fin de absorber las cargas laterales producto de los eventos ssmicos, por lo que se considera que las estructuras fueron apropiadamente diseadas para soportar las cargas de gravedad (muertas y vivas) las cuales son evidentes por no presentar daos de asentamiento en su estructura por el paso del tiempo. En base a esta premisa, se considera que la estructura resistente de las edificaciones fueron diseadas conforme a los parmetros normativos de resistencia y deformacin aplicados en ese momento, por lo que se deber adecuar dichas estructuras a los criterios mnimos establecidos en la actual Norma E.030 Diseo Sismorresistente.NORMAS APLICABLES

Norma Tcnica de Edificacin E.020: Cargas. Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE)

Norma Tcnica de Edificacin E.030: Diseo Sismo resistente.Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE)

Norma Tcnica de Edificacin E.060: Concreto Armado. Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE)

Norma Tcnica de Edificacin E.070: Albailera.Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE)

D. EVALUACION DE LAS CARGAS PARA EL ANALISIS SISMICO

Modulo de Elasticidad del Concreto

=2.2x106 ton/ mModulo de Elasticidad del Albailera

=3.25x105 ton/ mModulo de poisson Concreto

=0.20

Modulo de poisson Albailera

=0.25

Peso Especfico del Concreto Armado

= 2.40 ton/mPeso Especfico del Muros de Albailera Portante= 1.80 ton/mPeso Especfico del Tabique incluye tarrajeo= 1.50 ton/mLosa Aligerada (h = 0.20m)

=0.30 ton/mPeso de Acabados de Piso y Techo

= 0.10 ton/m

Sobrecarga en Aulas

= 0.30ton/m

Sobrecarga en Azotea

= 0.10ton/m

Sobrecarga en Corredores y Escaleras

= 0.40ton/m

Sobrecarga en Bibliotecas (Sala de lectura)

= 0.30ton/m

Sobrecarga en Bibliotecas (Fichero)

= 0.75ton/m

Combinaciones de cargas:

Combinacin 1: 1.4 CM + 1.7 CV CM = carga muerta

Combinacin 2: 1.25 ( CM + CV) + S CV = carga viva

Combinacin 3: 1.25 ( CM + CV) - S S = carga de sismo

Combinacin 4: 0.90 CM + S

Combinacin 5: 0.90 CM - S.

3. ANLISIS DE CARGAS VERTICALESLas cargas verticales son las consideradas dentro del metrado (Ver Planilla de Metrado de cargas) para el diseo de los elementos estructurales correspondientes4. CIMENTACIONa. Datos del estudio de Suelo:

b. Presin Admisible (t)Cimentacin Corrida1.94 Kg./cm2

Cimentacin Cuadrada2.01 Kg./cm2La cimentacin consta de una combinacin de zapatas aisladas y cimientos corridos de concreto simple, para los muros y tabiques de albailera. El uso de viga de cimentacin se da en los mdulos para absorber momentos que se produce de acuerdo a las cargas y al modelo realizado a travs del programa Etabs 9.7.1La profundidad de cimentacin est indicada en los planos, de acuerdo a lo indicado en el Estudio de Suelos y esta se efecta a partir del terreno natural encontrado.5. DISEOSe han considerado las Normas vigentes de concreto armado y albailera (E020, E030 y E060) del Reglamento Nacional de Edificaciones.

6. METODOD DE ANALISIS ESTRUCTURAL

DEFINICION DEL ESPECTRO DE PSEUDOACELERACION:Para edificios en los que se pueda razonablemente suponer que los sistemas de piso funcionan como diafragmas rgidos, se podr usar un modelo con masas concentradas y tres grados de libertad por diafragma, asociados a dos componentes ortogonales de traslacin horizontal y una rotacin. En tal caso, las deformaciones de los elementos debern compatibilizarse mediante la condicin de diafragma rgido y la distribucin en planta de las fuerzas horizontales deber hacerse en funcin a las rigideces de los elementos resistentes.

El anlisis dinmico de sta edificacin se realiz mediante procedimientos de combinacin espectral. Para cada una de las direcciones horizontales analizadas se utiliz un espectro inelstico de pseudo-aceleraciones definido por:

Las uniones entre los diferentes elementos estructurales se consideran rgidas. El suelo se modela como un medio continuo y elstico y su rigidez es representada por una combinacin media entre restricciones simplemente apoyada y empotrada. Para el anlisis estructural se emplea el programa de cmputo ETABS que utiliza el mtodo matricial de rigidez por elementos finitos y considera cada muro o losa como objetos formados por elementos bidimensionales de 4 nudos que son automticamente divididos con mallas definidas por el mismo programa. Para el anlisis ssmico se considera que las masas de la edificacin estn concentradas en el centro de masas de cada losa de piso. El centro de masas se considera desplazado una excentricidad de 5% de la dimensin perpendicular a las direcciones de anlisis. El sistema de coordenadas empleado ser X-Y en planta y Z para la elevacin

Despus de haber cargado la estructura y definir sus combinaciones el anlisis realizado ser el dinmico de la estructura, ingresando el espectro de respuesta ssmica. Este mtodo representa las solicitaciones ssmicas mediante una aceleracin dada en ambos sentidos actuando en cada nivel de la edificacin a travs de las masas asignadas.Segn Norma para diseo por esfuerzos admisibles el valor de R ser 6 en Albailera confinada, por lo cual se presenta dos tipos de definicin de espectro de pseudo aceleracin, uno cuando el sismo es severo y otro para un sismo moderado; el cual es modelado con el programa Etabs para ambos casos.DESPLAZAMIENTOS MAXIMOS PERMITIDOS

Se verificar los desplazamientos de entrepisos de acuerdo a norma vigente:

Nuestro punto de referencia va ser el CM de cada piso. El desplazamiento lo podremos verificar de la siguiente manera. Vamos a tomar desplazamientos mnimos permisibles de la albailera: i / he

0.005

(X1 X2) x 0.75R / he 0.005

Donde:

X1, X2= Desplazamiento en el eje xx [m]

R= Factor de reduccin

He= Altura de entrepiso [m]Drift= (X1 X2)/heEsta verificacin se tendr que realizar en ambas direcciones. De ser el caso que no cumpla, aumentar la rigidez en dicha direccin optando por el aumento de peralte de vigas, el peralte de columnas, ensanchamiento de muros o una nueva distribucin de elementos estructurales. EMBED AutoCAD.Drawing.19

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