ING. DAVID PLÚA ALVIA
MEMORIA TÉCNICA DEL DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PROYECTO:
CENTRO TURISTICO COJIMÍES
DISEÑO ESTRUCTURAL: ING. DAVID PLÚA ALVIA
PROPIETARIO (A): HEIFER ECUADOR
MANTA, DICIEMBRE DEL 2017.
ING. DAVID PLÚA ALVIA
MEMORIA DESCRIPTIVA DEL ANALISIS Y DISEÑO
ESTRUCTURAL DEL PROYECTO: CENTRO TURÍSTICO COJIMÍES
1. INTRODUCCIÓN
En el cantón Pedernales, se ha diseñado el Proyecto: Centro Turístico Cojimíes.. Los diseños
presentados por el mencionado arquitecto, servirán de base para el diseño estructural de
este proyecto a cargo del Ing. David Plúa Alvia.
Esta memoria de Análisis y Diseño Estructural, reúne los criterios y métodos de cálculo
registrados en el Norma Ecuatoriano de la Construcción – NEC 2016, los mismos que son
necesarios para determinar los diferentes tipos de carga y los efectos que se van a generar
sobre las estructuras. Con esta información podremos determinar las dimensiones de los
diferentes elementos estructurales que conforman el edificio.
El diseño definitivo de cada elemento analizado, se presenta en los respectivos planos
estructurales.
2. UBICACIÓN DEL PROYECTO
La ubicación del Proyecto es la siguiente:
Parroquia: Cojimíes.
Cantón: Pedernales.
Provincia: Manabí.
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3. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ESTRUCTURAL
Este proyecto está conformado por un bloque estructural de dos niveles (planta baja y planta
alta), la planta baja y alta están destinadas comedores y cocinas.
Los parámetros básicos de diseño son los siguientes:
La estructura está conformada de columnas, vigas descolgadas, y losas metálicas, la
cimentación está diseñada con zapatas aisladas y combinadas.
La cimentación, columnas, vigas, losetas de piso serán construidas con hormigón
armado f’c = 240 Kg/cm².
Para el diseño de la cimentación del proyecto, se ha considerado el esfuerzo del suelo
qa = 11.00 T/m2, según el estudio de suelos.
4. CARGAS DE DISEÑO
4.1. CARGAS PERMANENTES (CARGA MUERTA)
Las cargas permanentes están constituidas por los pesos de todos los elementos
estructurales, tales como: muros, paredes, recubrimientos, instalaciones sanitarias,
eléctricas, mecánicas, máquinas y todo artefacto integrado permanentemente a la
estructura. Estos valores se ingresan en el modelo matemático creado en el Programa ETABS
V16.0.2, para luego adicionarlo al peso propio de los elementos estructurales y hacer las
combinaciones de carga que el NEC 2016 determina en el caso de elementos de hormigón
armado. Vale aclarar que el programa calcula el peco de los elementos estructurales, y los
demás son ingresados, los valores que se ingresan son los siguientes:
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Tabla 1. Peso de Acabados en losa de entrepiso.
Elemento Calculo Carga
(Tn/m²)
Masillado 2.2Tn/m³(1m)(1m)(0.02m) 0.044
Acabado de Piso 2.2Tn/m³(1m)(1m)(0.02m) 0.022
Paredes Exteriores perimetrales 0.084
Instalaciones Eléctricas
(estimado)
0.010
Instalaciones
Sanitarias(estimado)
0.020
Paredes interiores de Gypsum 0.000
Tumbado de Gypsum 0.020
Peso Acabados 0.044+0.022+0.084+0.01+0.03+0.020 0.265
Fig. 1. Peso de Acabados en losa de entrepiso.
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Tabla 2. Peso de Acabados en losa de cubierta.
Elemento Calculo Carga
(Tn/m²)
Masillado 2.2Tn/m³(1m)(1m)(0.02m) 0.044
Acabado de Piso 2.2Tn/m³(1m)(1m)(0.02m) 0.022
Paredes Exteriores perimetrales 0.084
Instalaciones Eléctricas
(estimado)
0.010
Instalaciones
Sanitarias(estimado)
0.020
Paredes interiores de Gypsum 0.000
Tumbado de Gypsum 0.020
Peso Acabados 0.044+0.022+0.084+0.01+0.03+0.020 0.265
Fig. 2. Peso de Acabados en losa de cubierta.
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4.2. SOBRECARGAS DE USO (CARGA VIVA)
Las sobrecargas que se utilicen en el cálculo dependen de la ocupación a la que está destinada
la edificación y están conformadas por los pesos de personas, muebles, equipos y accesorios
móviles o temporales, mercadería en transición, y otras.
Las sobrecargas a considerar de acuerdo al NEC 2016 son las siguientes:
Tabla 3. Carga Viva.
Ocupación o Uso:
Residencia Carga Uniforme
Locales comerciales y
restaurantes 0.48Tn/m²
Locales comerciales y
restaurantes 0.48Tn/m²
Fig. 3. Peso de carga viva y carga de cubierta en losas de entrepiso y de cubierta.
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5. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES
Para el diseño de los diferentes elementos estructurales en hormigón armado, se
consideraron las siguientes resistencias (NEC 2016):
Hormigón para cimentaciones, muros, columnas, vigas y losas f´c = 240 kg/cm².
Módulo de Elasticidad del Hormigón 𝐸𝑐 = 15000√𝑓′𝑐, se va a utilizar 𝐸𝑐 = 13750√𝑓′𝑐
de acuerdo a la Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC2016).
Acero de refuerzo para todos los elementos estructurales Fy = 4200 kg/cm².
Módulo de Elasticidad del Acero 𝐸𝑠 = 2100000kg/cm².
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6. DIMENSIONES DE LOS ELEMENTOS DE LA ESTRUCTURA
En la Tabla 3 se presentan las dimenciones de columnas vigas ylosas que se van a emplear
para el analisis y diseño estructural.
Tabla 4. Secciones de Columnas, Vigas, y Losas.
IDENTIFICACIÓN SECCIÓN (cm)
Columnas 40
Viga 25x40
Losa Colaborante 13
6.1. Propiedades en Vigas
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6.2. Propiedades en columnas
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6.3. Propiedades en Losas
En el programa se ingresa los espesores de la losa y los nervios.
Tablas 5. Peso Propio de Losa.
Elemento Calculo Carga (Tn/m²)
Loseta de Compresión 2.4Tn/m³(1m)(1m)(0.05m) 0.12
Nervios 2.4Tn/m³(0.10m)(0.15m)(3.6m) 0.1296
Peso Propio de Losa 0.12+0.1296 0.2496
Luego de haber calculado el peso propio de la losa alivianada de hormigón, se hace la relación
que se presenta a continuación para obtener el espesor equivalente en losa maciza.
𝑒𝑙𝑜𝑠𝑎 =0.2496𝑇𝑛/𝑚²
2.4𝑇𝑛/𝑚³= 0.137 𝑚 = 13.7𝑐𝑚
Sin embargo, no se ingresará una losa maciza al programa, por criterio del calculista se ingresa
una losa con placa colaborante en una direcciones con los espesores indicados posteriormente,
que corresponden a la loseta de compresión y el espesor de la placa.
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7. NORMATIVA SISMICA
De acuerdo a la Norma Ecuatoriana de la Construccion (NEC), el pais se encuentra
categorizado en 6 zonas sismicas, de acuerdo al mapa de riesgo sismico elaborado, la ciudad
de Portoviejo se encuentra ubicada en la Zona VI a la cual corresponde un valor de Z=0.5
según se puede apreciar en la figura adjunta, constituyendose en la zona de mas alto riesgo
sismico.
Otros parametros que intervienen en el calculo de las fuerzas sismicas tienen directa relacion con
las propiedades y consistencia del suelo y tienen que ver con la siguiente Tabla que relaciona el
tipo de suelo con la velocidad de las ondas sismicas en una prueba de sismica de refraccion.
Para el caso que nos compete, el perfil del suelo esta considerado como un suelo con un tipo D
correspondiente a suelos Blandos.
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Los factores de amplificacion de la onda sismica Fa, Fd y Fs tienen relacion con el tipo de suelo y
con la zonificacion sismica del lugar en el que se encuentran y pueden ser estimados utilizando
las siguientes tablas.
Tipo de suelo y factor de sitio Fa. NEC Fa = 1.12
Tipo de suelo y factor de sitio Fd. NEC Fd = 1.30
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Tipo de suelo y factor de sitio Fs. NEC Fs = 1.65
7.1. Espectro Elastico de Diseño
Para la preparacion del Espectro elastico de diseño como fraccion de la aceleracion
de la gravedad Sa, se utiliza los factores de amplificacion indicados arriba,
considerando una fraccion de amortigumiento con respecto al critico de 0.05, el factor
de zona sismica Z y el Periodo T de la estructura empleando las siguientes relaciones:
Sa = η Z Fa para 0 ≤ T ≤ Tc
Sa = η Z Fa (Tc/T) ʳ para T > Tc
En nuestro caso tenemos:
r = 1.5 para suelos tipo E
η = 1.80 (provincias de la Sierra, Esmeraldas y
Galapagos)
Con estos parametro se obtiene el espectro elastico que tiene la siguiente forma:
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En la siguiente grafica se indica el grafico del espectro de diseño obtenido para nuestros
datos
8. ANALISIS ESTRUCTURAL
8.1.1. DESCRIPCION DEL PROCESO DE ANALISIS ESTRUCTURAL.
Para el análisis estructural del proyecto, se contempla un análisis riguroso, que permita
evaluar si la capacidad de los elementos estructurales propuestos en el diseño son los
adecuados para resistir las condiciones más desfavorables que pueden presentarse durante
la vida útil de la estructura.
Como efectos principales se ha considerado solicitaciones debidas a cargas verticales
(permanentes y sobrecargas), así como también solicitaciones debidas a sismo (cargas
laterales estáticas, análisis modal espectral y torsión en planta).
El análisis y diseño estructural cumple con las especificaciones NEC 2016, American Concrete
Institute ACI 318-14.
8.1.2. ANÁLISIS POR CARGA VERTICAL
Con los requisitos y suposiciones establecidas en el NEC 2016 en lo que respecta a carga
vertical, se modelan losas como elementos tipo placa, los mismos que transfieren su peso y
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sobrecargas a los nervios y éstos a su vez transfieren todas las solicitaciones a las vigas.
Quedando modelado en forma eficiente la losa de la estructura.
8.1.3. ANÁLISIS SÍSMICO Y DE TORSIÓN EN PLANTA.
Para este análisis, se siguen los requisitos establecidos en el NEC 2016, el mismo que presenta
especificaciones mínimas de cálculo y procedimientos de diseño sismo resistente, para el
cortante basal, cálculo de fuerzas horizontales, control de derivas de piso y otros efectos,
tales como, deformaciones de segundo orden (efecto P delta) y análisis dinámico modal
espectral para el espectro inelástico.
Cabe anotar que en el análisis sísmico se consideran inercias agrietadas en los elementos
estructurales de hormigón como lo especifica NEC 2016.
8.1.4. DETERMINACIÓN DEL CORTANTE BASAL
𝑉 =𝐼 ∗ 𝑆𝑎
𝑅 ∗ ɸ𝑝 ∗ ɸ𝑒𝑊
Dónde:
𝐶 =𝐼 ∗ 𝑆𝑎
𝑅 ∗ ɸ𝑝 ∗ ɸ𝑒
Los valores para determinar se presentan en la Tabla 5.
Tabla 5. Valores para determinar el Coeficiente.
Parametro Descripción Valor
I Factor de Importancia 1
W Carga Reactiva 100%CM +25%CV
Sa Aceleración Espectral Elástica para
diseño 1.008
R Factor de Reducción de Respuesta
Estructural 6
ɸp Factor de Configuración Estructural en
Planta 1
ɸe Factor de Configuración Estructural en
Elevación 1
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Por lo tanto 𝐶 = 0.168
El valor 1 de la casilla Builiding Height Exp., K, es un coeficiente para la distribución de las
fuerzas de sismos en los centros de masas de los pisos de la estructura.
𝐹𝑥 =𝑊𝑥ℎ𝑥
𝑘
∑(𝑤𝑖ℎ𝑖𝑘)
𝑉𝐵
El coeficiente 𝑘 está relacionado con el periodo de vibración de la estructura, se evalúa de la
siguiente manera:
Para valore de T ≤ 0.5 seg, k=1
Para valores 0.5 seg ≤ T ≤ 2.5 seg, k=0.75+0.50T
Para valores T > 2.5 seg, k=2
El periodo de vibración de la estructura se lo puede calcular de manera aproximada con la
siguiente expresión:
𝑇 = 𝐶𝑡 ∗ ℎ𝑛∝
Para pórticos espaciales de hormigón armado sin muros estructurales ni diagonales
rigidizadoras, Ct = 0.055 y α = 0.9
𝑇 = 0.047 ∗ 6.120.9
𝑇 = 0.24 𝑠𝑒𝑔
El periodo máximo de vibración de la estructura se lo corrige según la NEC 2016,
mayorando el periodo de vibración calculado en un 30%, cabe recalcar que el periodo
fundamental de la estructura debe ser menor a este.
𝑇 = 0.240 𝑠𝑒𝑔 ∗ 1.30 = 0.312 𝑠𝑒𝑔
Debido a que el valor de T es menor que 0.5 el valor de k se puede seleccionar 1.
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8.1.5. DETERMINACIÓN DEL ESPECTRO DE DISEÑO
Las nuevas versiones del programa ETABS traen incorporado el capítulo de peligro sísmico de
la NEC 2016, por lo cual solo hay que ingresar los datos necesarios para que el Espectro de
diseño se genere, lo cual se lo muestra en la siguiente figura.
En la Figura anterior se ingreso como valor R=5.40, el valor es 6 pero el mismo esta
multiplicado por el factor de irregularidad en planta y elevación, como es una estructura
irregular y se multiplica por 0.9 el valor de R seguira se reduce a 5.40.
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8.2. ANALISIS DE LOS RESULTADOS DEL CÁLCULO ESTRUCTURAL
8.2.1. CONTROL DE DERIVAS DE PISO MAXIMAS EN PORTICOS X y Y .
8.2.1.1. DERIVA DE PORTICO EN SENTIDO X.
El control de las derivas de piso se la realiza para controlar el daño que se puede producir en
una estructura por desplazamientos excesivos.
En la figura de la parte inferior se muestra la maxima deriva devida al sismo en x. El valor es
Drift=0.0020 se lo remplaza en la siguiente ecuacion para obtener la deriva inelastica que
tiene que ser menor que el 2%.
∆ine.= 0.75 ∗ R ∗ Drift
De la ecuacion anterior se obtiene: Δ=0.75*6*0.0020 *100=0.9%, por lo tanto cumple con la
exigencia del codigo.
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8.2.1.2. DERIVA DE PORTICO EN SENTIDO Y.
El control de la deriva d piso se la realiza para controlar el daño que se puede producir en una
estructura por desplazamientos excesivos.
En la figura de la parte inferior se muestra la maxima deriva devida al sismo en y. El valor es
Drift=0.0025 se lo remplaza en la siguiente ecuacion para obtener la deriva inelastica que
tiene que ser menor que el 2%.
∆ine.= 0.75 ∗ R ∗ Drift
De la ecuacion anterior se obtiene: Δ=0.75*6*0.0026*100=1.2%, por lo tanto cumple con la
exigencia del codigo.
8.2.2. CONTROL DE PERIODOS DE VIBRACIÓN
Se recomienda analizar los dos primeros modos de vibración, ya que en estos dos modos se
verificará que mas del 70% de la masa participa en correspondiente dirección predominante
con una rotacion menor e igual del 10%, es decir se verifica que la estructura tenga un
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movimiento traslacional y por ningún motivo torsión, de esta manera se evita la llamada torsion en planta que puede llevar al colapso del edificio
durante un sismo.
En la tabla de la parte inferior se muestra la el modo, periodo y la participacion de las masas en la misma.
Case Mode Period
UX UY UZ Sum UX Sum UY Sum UZ RX RY RZ Sum RX Sum RY Sum RZ sec
Modal 1 0.531 1.20% 88.66% 0.00% 0.00 0.89 0.00 15.15% 0.00% 1.20% 0.15 0.00 0.00
Modal 2 0.49 89.84% 2.30% 0.00% 0.90 0.89 0.00 0.00% 13.81% 3.20% 0.15 0.14 0.00
Modal 3 0.452 0.00% 0.00% 0.00% 0.90 0.89 0.00 0.00% 0.00% 90.25% 0.15 0.14 0.90
Modal 4 0.161 0.00% 11.34% 0.00% 0.90 1.00 0.00 84.85% 0.00% 0.00% 1.00 0.14 0.90
Modal 5 0.157 10.16% 0.00% 0.00% 1.00 1.00 0.00 0.00% 86.19% 0.00% 1.00 1.00 0.90
Modal 6 0.147 0.00% 0.00% 0.00% 1.00 1.00 0.00 0.00% 0.00% 9.75% 1.00 1.00 1.00
En la Tabla anterior se puede observar que la estructura cumple con los requisitos para que se produsca traslacion en X y Y en los dos primeros
modos, evitando asi los problemas de tosion en planta.
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8.3. ANÁLISIS DINÁMICO
Una vez definido el espectro se debe asignar los casos de carga dinámica de la siguiente forma:
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Para un sistema global cartesiano, U1, U2 y U3, coinciden con las direcciones X, Y, Z
respectivamente. Siendo un espectro de tipo elástico para una fracción de amortiguamiento del
5% respecto del crítico, se puede modificar el espectro de respuesta elástica en la casilla “Factor
de Escala”. En el método de superposición modal, se hallan las respuestas en cada modo de
vibración, y para encontrar la respuesta resultante se debe aplicar un criterio de combinación
modal, se utiliza el criterio “combinación cuadrática completa”, ya que da muy buenos resultados
aún si los modos tienen períodos muy cercanos. Es importante señalar también, que debido que
al ingresar el espectro de diseño se tomó el valor de Ad*g, el factor de escala toma el valor 1, por
otro lado si no se tomó en cuenta g, el factor de escala tomaría el valor de 9,81 m/s².
La fuente de masas se crea con la finalidad de establecer las cargas que participan en el sismo,
para así determinar el porcentaje de excitación de las masas al evaluar los modos de vibración
de la edificación.
La respuesta máxima dinámica esperada para el cortante basal se calcula utilizando el criterio de
combinación cuadrática completa para todos los modos de vibración calculados.
De acuerdo a la norma vigente, el cortante dinámico no deberá ser menor al 80% del cortante
estático para edificios regulares ni del 90% para edificios irregulares. De acuerdo a esto se
muestra una tabla donde se compara los resultados obtenidos. La edificación presenta una
configuración irregularidad Planta por lo que se considera el 90% del corte estático como valor
mínimo para el diseño estructural.
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Story Load Case Shear X Drift X Stiffness X Shear Y Drift Y Stiffness Y
tonf m tonf/m tonf m tonf/m
Story2 SX 1 51.075 0.006 8216.648 0.000 0.000 0.000
Story1 SX 1 77.087 0.006 13417.503 0.000 0.000 0.000
Story2 SX 2 51.075 0.006 8216.648 0.000 0.000 0.000
Story1 SX 2 77.087 0.006 13417.503 0.000 0.000 0.000
Story2 SX 3 51.075 0.006 8216.648 0.000 0.000 0.000
Story1 SX 3 77.087 0.006 13417.503 0.000 0.000 0.000
Story2 SY 1 0.000 0.000 0.000 51.075 0.008 6409.081
Story1 SY 1 0.000 0.000 0.000 77.087 0.007 11459.097
Story2 SY 2 0.000 0.001 0.000 51.075 0.008 6409.198
Story1 SY 2 0.000 0.000 0.000 77.087 0.007 11459.252
Story2 SY 3 0.000 0.000 0.000 51.075 0.008 6408.964
Story1 SY 3 0.000 0.000 0.000 77.087 0.007 11458.942
Story2 EX 46.114 0.006 8308.334 0.004 0.000 0.000
Story1 EX 69.063 0.005 13492.788 0.007 0.000 0.000
Story2 EY 0.004 0.000 0.000 46.239 0.007 6522.864
Story1 EY 0.007 0.000 0.000 68.186 0.006 11500.451
DIRECCION ANALISIS ESTÁTICO ANALISIS DINÁMICO FUERZA DISEÑO
T(s) V EST (Tn)
80% V (Tn)
T(s) V Din (Tn)
X-X 0.53 77.087 62.30 0.53 69.063 69.063
Y-Y 0.49 77.087 62.30 0.49 68.183 68.183
Se puede corroborar que el cortante estático en dirección X con una reducción al 80%
cumple satisfactoriamente en función al cortante dinámico en la misma dirección.
Se puede corroborar que el cortante estático en dirección X con una reducción al 80%
cumple satisfactoriamente en función al cortante dinámico en la misma dirección. Bajo
el criterio del calculista se puede optar para este valor que se encuentra sobre el límite
mínimo permisible.
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9. DISEÑO ESTRUCTURAL
9.1.1. ANALISIS COMBINADO DE ESTADOS DE CARGA
En la fase de inicial del análisis estructural, una vez que se ha obtenido un modelo
satisfactorio. Se determinan los momentos, cortantes, axiales en los elementos estructurales
para los diversos estados de carga. En la fase de diseño estructural, se procede a emplear
combinaciones de cargas factor izadas (mayoradas), de acuerdo a lo establecido en el ACI
318-14.
El dimensionado y cálculo del acero de refuerzo para cada uno de los elementos estructurales
de hormigón se lo realiza utilizando la teoría de última resistencia, para lo cual se utilizan las
siguientes combinaciones de carga según corresponda:
1. 1.4 D
2. 1.2 D + 1.6 L + 0.5 (Lr ó S ó R)
3. 1.2 D + 1.6 (Lr ó S ó R) + (L ó 0.5W)
4. 1.2 D + 1.0 W + L + 0.5 (Lr ó S ó R)
5. 1.2 D + 1.0 E + L + 0.2 S
6. 0.9 D + 1.0 W
7. 0.9 D + 1.0 E
Todas estas convinaciones se ingresan en el modelo realizado en ETABS y se pide al programa
la envolvente para trabajar con los valores correspondientes a las combinaciones criticas.
9.1.2. Factores de Reducción de Resistencia
La resistencia de diseño proporcionada por un elemento, sus conexiones con otros
elementos, así como sus secciones transversales, en términos de flexión, carga axial, cortante
y torsión, se toma como la resistencia nominal calculada de acuerdo con los requisitos y
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dbAsmín 0033,0.
suposiciones establecidas en el código multiplicado por los factores de reducción de
resistencia:
Secciones controladas por tracción = 0.90
Secciones controladas por compresión:
a) Elementos con refuerzo en espiral =0.70
b) Otros elementos reforzados =0.65
Cortante y torsión =0.75
Aplastamiento en el concreto =0.65
10. METODOLOGÍA DEL DISEÑO
Todos los elementos estructurales se diseñan utilizando el Método de la Resistencia Última.
Para determinar los esfuerzos internos de los elementos estructurales, fue necesario el uso
del programa de computación ETABS V16.0.2. el cual analiza la estructura
tridimensionalmente.
El programa calcula inicialmente la matriz de rigidez, considerando losas como elementos
finitos.
Para la obtención de las fuerzas sísmicas de diseño se utilizó el método de Análisis Estático Y
Modal Espectral.
Para el caso de la flexión se utilizó la siguiente expresión:
59,01´2 cfbdMu
Obteniendo los peraltes necesarios y acero de refuerzo para las vigas y para losas.
En ningún caso el refuerzo de los elementos estructurales debe ser menor que el acero
mínimo propuesto por la NEC-2015 dado por la siguiente fórmula:
Para el diseño cortante en vigas y losas se utilizó la siguiente expresión:
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.
5,3
yestf
bsAv
dbcfVc ´53,0 CuS VVV
CS VV
Donde el cortante necesario es:
Verificando que:
En los casos necesarios se utilizó para refuerzo de estribos la expresión:
Vs
dfAvs
yest
.
No mayor que: 2d
En los casos no necesarios se aplicó el acero de refuerzo mínimo según el ACI 318 - 14
10.1.1. DISEÑO DE VIGAS Y COLUMNAS
Para el diseño de vigas, columnas y en general cualquier elemento tipo, se siguen las
disposiciones del código ACI 318-14
10.1.1.1. Vigas
La sección de acero de refuerzo de las vigas se ha limitado, como valor máximo a
As= 0.0112 x b x d (f’c = 210Kg/cm2), y como valor mínimo a As = (14/fy) x b x d.
El diseño de las secciones mínimas de acero longitudinal y transversal en las vigas
cumple con los requerimientos establecidos en las disposiciones especiales para diseño
sismo resistente. Las armaduras diseñadas cubren la posibilidad de inversión de
momentos durante la acción de un sismo.
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ETABS 2016 Concrete Frame Design
ACI 318-14 Beam Section Design
Beam Element Details (Summary)
Level Element Unique Name Section ID Combo ID Station Loc Length (m) LLRF Type
Story2 B46 409 V 25X35 DCon5 2.57 2.77 1 Sway Special
Section Properties
b (m) h (m) bf (m) ds (m) dct (m) dcb (m)
0.25 0.35 0.25 0 0.047 0.047
Material Properties
Ec (tonf/m²) f'c (tonf/m²) Lt.Wt Factor (Unitless) fy (tonf/m²) fys (tonf/m²)
2339281.94 2400 1 42000 42000
Design Code Parameters
ΦT ΦCTied ΦCSpiral ΦVns ΦVs ΦVjoint
0.9 0.65 0.75 0.75 0.6 0.85
Design Moment and Flexural Reinforcement for Moment, Mu3
Design
-Moment
tonf-m
Design
+Moment
tonf-m
-Moment
Rebar
cm²
+Moment
Rebar
cm²
Minimum
Rebar
cm²
Required
Rebar
cm²
Top (+2 Axis) -9.1557 9.13 0 2.54 9.13
Bottom (-2 Axis) 4.5778 0 4.24 2.54 4.24
Shear Force and Reinforcement for Shear, Vu2
Shear Vu2
tonf
Shear ΦVc
tonf
Shear ΦVs
tonf
Shear Vp
tonf
Rebar Av /S
cm²/m
12.227 4.6674 7.5596 4.7728 7.92
Torsion Force and Torsion Reinforcement for Torsion, Tu
Φ*Tu
tonf-m
Tth
tonf-m
Tcr
tonf-m
Area Ao
m² Perimeter, ph
m
Rebar At /s
cm²/m
Rebar Al
cm²
0.126 0.1966 0.7863 0.0358 0.8444 0 0
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10.1.1.2. COLUMNAS
Las columnas han sido diseñadas para la combinación más crítica de cargas considerando,
simultáneamente, los efectos de carga axial y de momentos bi-axiales (momentos actuando
simultáneamente en las dos direcciones ortogonales) que actúan sobre la sección transversal de
una columna.
La cuantía mínima de acero utilizada en las columnas es del 1% de acuerdo a las
recomendaciones del ACI y el Código Ecuatoriano de la Construcción para diseño sismo-
resistente.
Para garantizar el adecuado confinamiento de la columna con los estribos rectangulares en las
secciones críticas a flexo-compresión, extremo superior e inferior de la columna, se considera el
área mínima de refuerzo transversal.
ETABS 2016 Concrete Frame Design
ACI 318-14 Column Section Design
Column Element Details (Summary)
Level Element Unique Name Section ID Combo ID Station Loc Length (m) LLRF Type
Story2 C20 156 C 40 DCon14 2.66 3.06 0.942 Sway Special
Section Properties
d (m) h0 (m) dc (m) Cover (Torsion) (m)
0.4 0.34 0.06 0.0273
Material Properties
Ec (tonf/m²) f'c (tonf/m²) Lt.Wt Factor (Unitless) fy (tonf/m²) fys (tonf/m²)
2339281.94 2400 1 42000 42000
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Design Code Parameters
ΦT ΦCTied ΦCSpiral ΦVns ΦVs ΦVjoint Ω0
0.9 0.65 0.75 0.75 0.6 0.85 2
Axial Force and Biaxial Moment Design For Pu , Mu2 , Mu3
Design Pu
tonf
Design Mu2
tonf-m
Design Mu3
tonf-m
Minimum M2
tonf-m
Minimum M3
tonf-m
Rebar Area
cm² Rebar %
%
7.3956 -4.0923 0.6518 0.2015 0.2015 12.57 1
Axial Force and Biaxial Moment Factors
Cm Factor
Unitless
δns Factor
Unitless
δs Factor
Unitless
K Factor
Unitless
Effective Length
m
Major Bend(M3) 0.253562 1 1 1 2.66
Minor Bend(M2) 0.217589 1 1 1 2.66
Shear Design for Vu2 , Vu3
Shear Vu
tonf
Shear ΦVc
tonf
Shear ΦVs
tonf
Shear ΦVp
tonf
Rebar Av /s
cm²/m
Major, Vu2 7.1375 0 7.1375 7.1375 7.08
Minor, Vu3 6.2958 0 6.2958 6.2958 6.25
Joint Shear Check/Design
Joint Shear
Force
tonf
Shear
Vu,Top
tonf
Shear
Vu,Tot
tonf
Shear
ΦVc
tonf
Joint
Area
m²
Shear
Ratio
Unitless
Major Shear, Vu2 0 0 56.3766 67.0386 0.16 0.841
Minor Shear, Vu3 0 0 28.6353 67.0386 0.16 0.427
(6/5) Beam/Column Capacity Ratio
Major Ratio Minor Ratio
2.223 1.138
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11. DISEÑO DE LA CIMENTACION
Para el diseño de la cimentación del proyecto, se ha considerado el esfuerzo del suelo qa = 11.00
T/m2, con un coeficiente de Balasto de 2380.00 Tn/m3, según el estudio de suelos.
Se muestra el análisis realizado a la cimentación en el programa SAFE V12.3.1.
Modelo de la cimentación con la inclusión de las cargas provenientes de la superestructura.
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11.1.1. VERIFICACIÓN DE LOS ESFUERZOS DEL TERRENO
En la imagen se puede apreciar claramente cómo es que la cimentación propuesta no
sobrepasa el esfuerzo admisible de terreno de 11.00 Tn/m2.
11.1.2. ASENTAMIENTOS
ING. DAVID PLÚA ALVIA
Los asentamientos máximos en esta cimentación son de 0.450cm y 0.12cm, en una luz de 320cm,
el código E050 determina que para suelos semi rígidos el asentamiento máximo deber ser 1/150
(0.0066), entonces tenemos:
0.45 − 0.12
320= 0.00094
0.0013 < 1/150
Llegamos a la conclusion que nuestro diseño es correcto y no se presentará ningun asentamiento
diferencial.
11.1.3. PUNZONAMIENTO
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1.1.1. DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN
DAVID PLÚA ALVIA
Ingeniero Civil URB. LOS ALMENDROS
TELF. 0982217435
EMAIL: [email protected]