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PROYECTO DE ESTRUCTURAS Proyecto PR-121-15 “REMODELACIÓN DE SUPERMERCADO WONG DE LA PLANICIE – LA MOLINA” Elaborado por : Propietario : Cencosud Retail Perú S.A.

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PROYECTO DE REFORZAMIENTO DE ESTRUCTURAS DE CC WONG

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PROYECTO DE ESTRUCTURAS

Proyecto PR-121-15

“REMODELACIÓN DE SUPERMERCADO WONG DE LA PLANICIE – LA MOLINA”

Elaborado por :

Propietario : Cencosud Retail Perú S.A.

Ubicación : Av. Ricardo Elias Aparicio N° 751, Mz. I Urb. La Portada de la Planicie.

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Lima, 12 de Octubre del 2015

TOP CONSULT Ingeniería SACAv. Benavides N° 4887 Oficina 501, Surco (51 1) 275-3330 / 256-0891 www.topconsult.com.pe [email protected]

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MEMORIA DESCRIPTIVA

PROYECTO: “PROYECTO DE ESTRUCTURAS: REMODELACIÓN DE SUPERMERCADO WONG DE LA PLANICIE – LA MOLINA”

1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO DE REFORZAMIENTO.

El Proyecto consiste en el reforzamiento de la estructura existente, para adecuarlas a las Normas Sísmicas Vigentes, nuevas cargas por cambio de uso en ciertas zonas, ampliación de las estructuras existentes.

Para poder efectuar el Proyecto de Reforzamiento Estructural, Top Consult Ingeniería SAC ha realizado una inspección detallada de las estructuras existentes del centro comercial de propiedad de Cencosud Retail Perú S.A, verificado e identificando las deficiencias estructurales. Adicionalmente se tiene un proyecto de remodelación que contempla la odificación y ampliación de las estructuras existentes.

2. ESTADO ACTUAL DE LA EDIFICACIÓN: LEVANTAMIENTO ESTRUCTURAL

TOP CONSULT INGENIERÍA SAC Realizó un levantamiento estructural de la edificación existente, el mismo que está ubicado en la esquina de la Av. Elias Aparicio y Calle Tahiti, en el distrito de La Molina, en la ciudad de Lima.

Los trabajos realizados tenían como objetivo, determinar la ubicación en planos y la medición de los elementos estructurales (con sus respectivos refuerzos) en los diferentes niveles de la edificación. Además, se procedió a realizar una inspección ocular del estado de los elementos y la extracción de probetas diamantinas para el respectivo ensayo de resistencia, verificando la calidad actual del concreto existente.

2.1 OBSERVACIONES A LA EDIFICACIÓN EXISTENTE

La edificación existente, está conformada por 02 bloques que consisten de dos (2) pisos cada uno, y un mezanine en el bloque B:

Estructuración: la estructuración Existente en base a estructuras aporticadas columnas y vigas de concreto armado, muros de albañilería, además de placas alrededor del montacargas y escaleras.

Se cuenta con planos del proyecto municipal del bloque A, y con planos de levantamiento estructural para el bloque B, así como un plano de levantamiento topográfico, que han servido de referencia para la ubicación de elementos estructurales.

De la evaluación de la edificación se ha obtenido una configuración muy irregular y torsionalmente desventajosa para resistir efectos sísmicos en en Bloque A, mientras que el Bloque B presenta una estructura en mejores condiciones sismorresistentes.

Diafragma:

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Los techos del mezanine, primero y segundo piso son de losas macizas bidireccionales.

Planos de Levantamiento Estructural de la Edificación Existente

Plano de Cimentaciones

Plano de Mezanine

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Plano de Techo de Primer Piso

Plano de Techo de Segundo Piso

2.2 OBSERVACIONES DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES EXISTENTES

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Como se ha mencionado, los elementos principales en la edificación son losas, columnas y vigas de concreto armado y ciertos elementos de albañilería.

Losas Las losas de techo son macizas, vaciadas in situ, de 20 centímetros de espesor y reforzadas internamente en ambos sentidos. Tienen capacidad de soportar sobrecargas de 500 kg/m2.

Columnas Se han inspeccionado columnas en varios puntos de la estructura. El estado del concreto y el del refuerzo en columnas se encontraba en buen estado. Sin embargo de la evaluación sísmica se tienen que muchos elementos estarían sobre esforzados debido a la poca sección frente a la demanda sísmica de la norma actual más exigente. Los elementos columnas tienen sección de 45x45 cm2 y de 50x50 cm2 en los bloques A y B respectivamente.

Placas Se ha inspeccionado la placa del montacargas en diferentes niveles. El refuerzo encontrado en dicha placa se puede observar en los planos de levantamiento. Las placas son de 20 a 25 centímetros de espesor, adicionalmente existe un muro de contención adyacente a la calle Tahiti, dónde el nivel de vereda varía hatsa un nivel de +2.50 desde el nivel de piso terminado interior.

Vigas Se han inspeccionado vigas en varios puntos de la estructura. El refuerzo encontrado en las vigas de concreto armado se puede observar en el plano de levantamiento. En general, la mayoría del refuerzo de vigas cumple la resistencia para los momentos negativos sísmicos. Las secciones típicas son de 40x75 en el techo del piso 1, y de 40x95 y 40x115 en el techo del piso 2.

Zapatas La cimentación está formada por zapatas aisladas y cimientos corridos, con dimensiones similares a los planos as-built entregados por el cliente.

2.3 PRUEBAS EN EL CONCRETOPara complementar la evaluación global de la edificación, se han extraido 09 ensayos diamantinos, con el objeto de corroborar la calidad y el estado del concreto existente.

Tabla 01: Resultados de resistencia a la compresión f’c de testigos diamantinos.

Evaluación de los resultados de compresión:

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Los criterios para determinar que los resultados de las pruebas en compresión cumple con cierta resistencia dada f’c, están indicados en la Norma E.060, capítulo 4, ítem 5.6.5.4, que indica:

“El concreto de la zona representada por los núcleos se considera estructuralmente adecuado si el promedio de tres núcleos es por lo menos igual al 85% de f’c y ningún núcleo tiene una resistencia menor del 75% de f’c”.

Los resultados obtenidos se han promediado y se ha aplicado el criterio indicado en la norma técnica peruana vigente, con el fin de aceptar los valores indicados en la especificación técnica del proyecto original (f’c = 21 MPa) y/o en caso contrario, proponer el valor f’c actual del elemento investigado.

En la tabla 02, se indican con color verde, el grupo de tres ensayos que cumple con los requisitos indicados en la normatividad peruana para el f’c indicado en planos, mientras que con rojo aquellos que no cumplen dicho criterio.

Tabla 02: Evaluación de resultados de los ensayos respecto a lo indicado en las especificaciones del proyecto original.

Como resultado se tiene que tanto vigas, columnas y zapatas cumplen con la resistencia mínima f’c = 21 MPa. Los muros de concreto correspondientes al montacargas no cumplen con la calidad del concreto mínima esperada. Estos serán totalmente reemplazados en el nuevo proyecto de estructuras.

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2.4 EVALUACIÓN ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACION EXISTENTE.

Posteriormente se ha realizado un análisis estructural de la edificación existente, encontrándose que existen deficiencias en deformaciones y derivas laterales debido a la configuración estructural insuficiente. A continuación se hace un resumen de las principales conclusiones de la evaluación del edificio existente:

□ De la evaluación mediante un análisis sísmico dinámico del tipo modal espectral, con la Norma E.030-2003. El nivel de distorsión máximo permisible (Δ/h) es de 0.007, mientras que el nivel de distorsión espectral máximo que la edificación alcanzaría ante un evento sísmico severo estaría en el orden de 0.009 tanto en la dirección X como Y para el bloque A, mientras que el Bloque B alcanza una distorsión máxima del orden de 0.006.

□ El nivel de respuesta máxima (Δ/h) del edificio actual es de 0.009, está en el rango de la fluencia del refuerzo (Mosalam y otros, 1997), y el nivel de daño en un estado moderado, esto significa que las reparaciones en los elementos estructurales se hacen necesarias, y se pueden realizar in situ sin la necesidad de demoler elementos o reemplazarlos, en el caso de un evento sísmico severo.

□ Se recomienda realizar un reforzamiento y rigidizar las estructuras, con el objetivo de reducir la distorsión máxima de entrepiso (Δ/h) a un rango menor de 0.007. Esto debe realizarse aprovechando el proyecto de ampliación y mejoramiento con el menor grado de intervención y de la forma más segura posible.

□ La calidad del concreto resultante de ensayos de laboratorio de testigos diamantinos arroja que el mismo cumple con las características mínimas esperadas (f’c= 21 MPa). A excepción del cocnreto del montacargas, el mismo que será reemplazado.

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3. PROYECTO DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL DESARROLLADO

El presente proyecto contempla una ampliación de la edificación así como un reforzamiento de la edificación existente.

Ampliación

Sísmicamente el edificio tiene excesivos desplazamientos y derivas, sobretodo el bloque A, debido a su mal comportamiento torsional. Para controlar esta irregularidad sísmica muy inadecuada, se aprovechó el proyecto de ampliación para mitigar en cierta medida esta irregularidad.

Planta – Inclusión de muros de concreto armado en el bloque A.

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Planta – Inclusión de muros de concreto armado en el bloque B.

Refuerzo de Zapatas.

Se inspeccionaron las zapatas y verificó que las dimensiones eran insuficientes pudiendo ocasionar problemas de asentamiento o punzonamiento del suelo existente.

En las Tablas 03 y 02 se aprecia cuáles de las zapatas actuales existentes no cumplirían por tema de esfuerzos.

El proyecto de reforzamiento considera el refuerzo de todas las zapatas interiores que tengan deficiencias estructurales mediante un encamisetado de concreto y la colocación de dowells para transferencia de esfuerzos.

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Tabla 03: Verificación de Esfuerzos en Zapatas existentes del Bloque A.

i TIPO m.mín m.uso B L A P/A 6Mx/B.L2 6Mx/L.B2σ1x σ1y

cm cm cm (x) cm (y) m2 t/m2 t/m2 t/m2 t/m2 t/m21 I 115 112.5 270 270 7.29 20.0 0.6 0.1 20.7 20.12 I 97 112.5 270 270 7.29 15.1 0.5 0.3 15.6 15.43 I 106 112.5 270 270 7.29 17.4 0.1 0.0 17.6 17.54 I 110 112.5 270 270 7.29 18.7 0.4 0.0 19.1 18.75 I 124 112.5 270 270 7.29 22.7 0.3 0.8 23.0 23.56 II 77 75 120 240 2.88 19.9 4.9 4.4 24.7 24.37 II 83 90 115 230 2.65 17.0 1.3 0.9 18.3 17.98 II 80 90 115 230 2.65 16.0 2.1 1.7 18.1 17.89 II 80 90 115 230 2.65 16.1 3.6 1.3 19.8 17.510 II 91 75 120 240 2.88 24.9 5.5 0.6 30.4 25.511 II 94 75 120 240 2.88 25.9 4.6 1.9 30.5 27.812 I 45 52.5 150 150 2.25 15.5 4.3 2.6 19.8 18.1

Tabla 04: Verificación de Esfuerzos en Zapatas existentes del Bloque B.

i TIPO m.mín m.uso B L A P/A 6Mx/B.L2 6Mx/L.B2σ1x σ1y

cm cm cm (x) cm (y) m2 t/m2 t/m2 t/m2 t/m2 t/m2

1 I 25 50 150 150 2.25 8.7 1.0 0.2 9.7 8.92 II 108 80 130 260 3.38 28.6 2.0 1.5 30.5 30.13 II 111 80 130 260 3.38 29.7 2.3 0.6 32.0 30.34 II 109 80 130 260 3.38 28.9 1.9 0.9 30.7 29.85 II 32 80 130 260 3.38 7.7 0.8 0.2 8.5 7.96 I 137 110 270 270 7.29 28.0 0.1 0.1 28.1 28.17 I 146 110 270 270 7.29 31.2 0.0 0.0 31.2 31.28 I 147 110 270 270 7.29 31.2 0.2 0.1 31.4 31.39 II 36 80 130 260 3.38 8.4 0.1 3.1 8.4 11.510 I 136 110 270 270 7.29 27.5 0.0 0.0 27.5 27.511 I 142 110 270 270 7.29 29.7 0.0 0.0 29.7 29.712 I 155 110 270 270 7.29 34.4 0.2 0.4 34.5 34.713 I 140 110 270 270 7.29 28.9 0.2 0.0 29.1 28.914 I 141 110 270 270 7.29 29.1 0.2 0.0 29.4 29.215 II 70 80 130 260 3.38 16.6 2.3 0.5 18.9 17.1

Esquema – Refuerzo de Zapatas mediante encamisado exterior.

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Refuerzo de Columnas. Luego de las inspecciones y el análisis, se vio la necesidad de reforzar las columnas pues el área de concreto era insuficiente para las demandas actuantes.

Se ha previsto realizar un encamisado de las todas las columnas con concreto reforzado. Para ello se utilizará un concreto f´c 210 kg/cm2 Reoplastico.

ENCAMISADO Y CON CONCRETO ARMADO DE COLUMNAS.

ENCAMISADO CON FRP DE COLUMNAS.

Refuerzo de Muros Se incluyeron muros sismorresistentes en diferentes: están formadas por los muros de ascensor y montacargas entre otros.

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Refuerzo en muro de Ascensor.

Inclusión de Muros

- En el Bloque A: No se tienen muros de albañilería que reemplazar.o Av. Elias Aparicio: Inclusión de Muro de concreto en paño 3-4.o Ca. Tahiti: Inclusión de Muro de concreto en paño 4-5.

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o Junta sísmica existente eje 5: Inclusión de Muro de concreto en paño D-E.o Inlcusión de Muros de concreto correspondientes a Ascensor.

- En el bloque B: Se reemplazan 04 paños de albañilería por muros de concreto armado:

o Av. Elias Aparicio: Reemplazo de Muros de albañilería por concreto en paños 7-8 y 9-10.

o Av. Elias Aparicio: Aislamiento de muros de albañilería del edificio existente, paños 6-7 y 8-9.

o Ca. Tahiti: Reemplazo de Muros de albañilería por concreto en paños 6-7 y 8-9.

o Limite de propiedad eje 10: Se mantienen los muros de albañilería existentes.

o Inclusión de muros de concreto correspondientes a montacargas.

Refuerzo de Vigas. En general las vigas cuentan con una capacidad adecuada frente a los esfuerzos del nuevo proyecto, sin embargo es necesario realizar algunos cambios en las vigas del primer piso, así como en el techo existente del 2do piso del Bloque A. Por otro lado todas las vigas del Mezanine y del techo del 2do piso del Bloque B son nuevas.

Las medidas a tomar son:- Ensanchamientos laterales de vigas, - Refuerzos con FRP de fibra de carbono e intervención- Intervención y re-construcción en concreto armado de las vigas, según

requerimiento.

Obras de Apuntalamiento.

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Las labores de Reparación Reforzamiento, son labores muy delicadas y especializadas. Estas labores deben ser realizadas bajo la asesoría de ingenieros calificados y con experiencia, pues las labores requieren de trabajos de Apuntalamiento Estructural.

El apuntalamiento debe ser capaz de sostener cargas del orden de 1000 kg/m2 de cada losa y/o entrepiso. El constructor deberá elaborar los planos de apuntalamiento en base a los frentes de trabajo que vaya ejecutando. Estos deberán ser aprobados por la Supervisión.

La intervencición se realizará por etapas (en ejes intercalados).

Para la demolición de Vigas y Columnas en el eje intervenido, se apuntalarán las losas existentes a mantener en todos los niveles.

El constructor deberá asegurarse que la carga que soporta el puntal no será mayor al 50% de la carga admisible especificada por el fabricante, con la finalidad de evitar daños por asentamientos del puntal.

El constructor deberá asegurar la estabilidad y capacidad de los puntales para sostener la carga en todos los niveles. Para ello se utilizarán solamente puntales de primera, en condiciones de mantenimiento adecuados.

El constructor deberá estudiar la orientación de viguetas en Planos As Built y verificar en Campo las mismas. Se colocarán soleras perpendiculares al sentido de viguetas.

Los puntales del eje intervenido podrán retirarse luego de que el nuevo concreto de vigas y columnas alcance una resistencia adecuada.

El constructor puede proponer un método alternativo de intervención que debe ser validado por el proyectista responsable.

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3.1 RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS

Se han realizado calicatas in situ, bajo las cuales se han extraido muestras de suelo, al que se le han realizado los ensayos para determinar la capacidad admisible de la cimentación.

De acuerdo al Estudio de Mecanica de Suelos "Estudio de Suelos con Fines de Cimentación - Wong La Planicie" para el Proyecto Remodelación Supermercado Wong de La Planicie, Distrito de la Molina - ciudad de LIMA, firmado por el ing. Jorge l. Zapata Castillo (CIP 68428), se tiene las siguientes condiciones de cimentación.

3.2 MODELAMIENTO ESTRUCTURAL

La estructura original fue modelada para comprobar su deficiencia en solicitaciones sísmicas y gravitatorias. A partir de las deficiencias y aprovechando el proyecto de ampliación y mejoramiento se corrigieron o mitigaron las deficiencias. A continuación se presentan los modelos reforzados del Bloque A y B respectivamente.

Vista 3D del modelo:

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Tabla: Modos de Vibración de la Edificación Reforzada (Bloque A).

Periodsec

1 0.269 0% 83%2 0.169 89% 0%3 0.132 1% 7%4 0.074 0% 9%5 0.048 9% 0%6 0.041 0% 0%7 0.017 0% 0%8 0.015 0% 0%9 0.015 0% 0%10 0.014 0% 0%11 0.014 0% 0%12 0.014 0% 0%

Mode UX UY

Tabla: Modos de Vibración de la Edificación Reforzada (Bloque B).

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Periodsec

1 0.277 4% 73%2 0.16 77% 4%3 0.121 0% 2%4 0.115 0% 0%5 0.105 0% 0%6 0.102 0% 0%7 0.091 0% 0%8 0.09 0% 9%9 0.086 0% 4%10 0.082 0% 0%11 0.08 0% 0%12 0.075 0% 0%

Mode UX UY

3.2 CARGAS

Las cargas utilizadas para la estructura son en base a los reglamentos nacionales. Los principales valores se muestran a continuación:

Cargas muertas

- Peso específico del concreto armado : 2,400 kg/m3

- Peso específico del acero : 7,850 kg/m3

- Peso acabados : 100 kg/m2

- Peso tabiquería equivalente : 100 kg/m2

Cargas vivas

- Carga viva general : 500 kg/m2

- Corredores y escaleras : 400 kg/m2

- Carga viva en almacén : 1000 kg/m2

- Carga viva andén de camiones : 2000 kg/m2

- Carga viva de techo : 250 kg/m2

Parámetros Sísmicos:

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Análisis Dinámico Modal Espectral:

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.000.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Espectro Elástico de Pseudoaceleraciones

Periodo T (s)

Pseu

doacele

ració

n S

a (

m/s

2)

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Cálculo y Verificación De Distorsión Permisible – Bloque A:

DETERMINACIÓN DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES

PISO hi Displ. X Displ. Y Disp. rel. X Disp. rel. YEntrepiso m mm mm mm mm

2.00 4.13 2.90 10.40 1.30 5.00 1.00 5.84 1.60 5.40 1.60 5.40

DISTORSIÓN PERMISIBLE

PISOEntrepiso drif x drif y drif x drif y

2.00 0.0003 0.0012 0.001 0.0051.00 0.0003 0.0009 0.001 0.004

drift Inelásticodrift elástico

Cálculo y Verificación De Distorsión Permisible – Bloque B:

DETERMINACIÓN DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES

PISO hi Displ. X Displ. Y Disp. rel. X Disp. rel. YEntrepiso m mm mm mm mm

2.00 4.13 2.80 6.80 1.40 3.60 1.00 5.84 1.40 3.20 1.40 3.20

DISTORSIÓN PERMISIBLE

PISOEntrepiso drif x drif y drif x drif y

2.00 0.0003 0.0009 0.0013 0.00331.00 0.0002 0.0005 0.0009 0.0021

drift elástico drift Inelástico

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3.3 CÓDIGOS Y NORMAS

El proceso de estimación de las cargas, así como el análisis y diseño de los elementos de refuerzo está basado en el Reglamento Nacional de Edificaciones, que incluye los siguientes códigos:

- NTE-E.020 Norma de cargas

- NTE-E.030 Norma de diseño sismorresistente.

- NTE-E.060 Norma de diseño en concreto armado

- NTE-E.070 Norma de albañilería

- NTE-E.090 Norma de estructuras metálicas

Se entiende que todas aquellas normas a las que los códigos hacen referencia, forman parte integrante de los mismos en tanto sean aplicables a los materiales, cargas y procedimientos utilizados en el presente proyecto.

3.4 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Los siguientes materiales han sido considerados en el presente estudio:

Obras civiles

- Cemento Pórtland tipo I

- Concreto armado : f’c= 210 y 280 kg/cm²

- Barras de refuerzo : ASTM A615 fy= 4,200 kg/cm²

Estructuras metálicas:

- Planchas y perfiles : ASTM A36 Fy = 2,500 kg/cm2

- Perfiles formados en frío : ASTM A570 Fy = 2,500 kg/cm2

- Pernos de alta resistencia : ASTM A325 Fu = 8,400 kg/cm2

- Pernos : ASTM A307 Fu = 4,200 kg/cm2

- Electrodos celulósicos E70, según AWS A5.1 : Fu = 4,900 kg/cm2

Santiago de Surco, Octubre del 2015

Top Consult Ingeniería SAC Ing. William Baca Escobar. Gerente de Operaciones.

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