Diseño Estructural de Un Edificio de 8 Niveles Con Disipadores de Energía, Trujillo 2018

FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
“Diseño estructural de un edificio de 8 niveles con disipadores de energía,

Trujillo-La Libertad, 2018”
TESIS PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE

INGENIERO CIVIL
AUTOR:
Paredes Chuquilín, Eber Josué
ASESOR:
Ing. Juan Humberto Castillo Chávez
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN:
Diseño Sísmico y Estructural
PERÚ - 2018
DEDICATORIA
A dios por regalarnos la vida y las

oportunidades que nos presentan.
A mi madre en el cielo, que con su

cariño, comprensión y apoyo supo
educarme y encaminarme por el buen
sendero hasta el último día de su vida.
A mi padre y hermanos, que con su

apoyo incondicional contribuyeron a la
formación y desarrollo personal y
profesional.
iii
AGRADECIMIENTO
A todos los profesores que a través de sus

enseñanzas experiencias y conocimiento han
aportado una parte importante en nuestra
formación académica profesional.
A mi asesor el Ing. Juan Humberto

Castillo Chávez, por los consejos
impartidos durante el transcurso de la
elaboración del Presente Trabajo de
Investigación.
A todos nuestros amigos con los que

hemos compartido momentos
importantes de estudio durante
nuestra formación universitaria.
iv
PRESENTACIÓN
Señores miembros del Jurado:
En cumplimiento del Reglamento de Grados y Títulos de la Universidad César Vallejo

presento ante ustedes la Tesis titulada “Diseño Estructural de un edificio de 8 niveles
con disipadores de energía, Trujillo-La Libertad, 2018”, la misma que someto a
vuestra consideración y espero que cumpla con los requisitos de aprobación para obtener
el título Profesional de INGENIERO CIVIL.
Eber Josué Paredes Chuquilín
vi
ÍNDICE
PÁGINA DEL JURADO ................................................................................................. ii

DEDICATORIA .............................................................................................................. iii
AGRADECIMIENTO ......................................................................................................iv
DECLARATORIA DE AUTENTICIDAD .......................................................................v
PRESENTACIÓN ............................................................................................................vi
ÍNDICE ........................................................................................................................... vii
RESUMEN ..................................................................................................................... xii
ABSTRACT .................................................................................................................. xiii
I.- INTRODUCCIÓN .....................................................................................................14
1.1. Realidad problemática ............................................................................................. 14
1.1.1. Aspectos generales ................................................................................................... 15
1.1.2. Aspectos socio económico ........................................................................................ 16
1.2. Trabajos previos ......................................................................................................17
1.3. Teorías relacionadas al tema ...................................................................................21
1.3.1. Conceptos preliminares ............................................................................................ 21
1.3.2. Marco Normativo Peruano ........................................................................................ 27
1.4. Formulación del problema ....................................................................................... 35
1.5. Justificación del estudio .......................................................................................... 35
1.6. Hipótesis ..................................................................................................................36
1.7. Objetivos ..................................................................................................................36
1.7.1. Objetivo general ............................................................................................ 36
1.7.2. Objetivos específicos ................................................................................................ 36
II.- MÉTODO .................................................................................................................37
2.1. Diseño de investigación ........................................................................................... 37
2.2. Variables, operacionalización ..................................................................................37
2.3. Población y muestra ................................................................................................ 39
2.3.1. Población .................................................................................................................. 39
2.3.2. Muestra ..................................................................................................................... 39
2.4. Técnicas e instrumentos de recolección de datos, validez y confiabilidad .............42
2.4.1. Técnicas .................................................................................................................... 42
2.4.2. Instrumentos ............................................................................................................. 42
2.4.3. Validez y Confiabilidad ............................................................................................ 43
2.5. Métodos de análisis de datos ...................................................................................40
2.6. Aspectos éticos ........................................................................................................40
vii
III.- RESULTADOS ........................................................................................................42
3.1. Estudio Topográfico ................................................................................................ 42
3.1.1. Trabajo de campo ..................................................................................................... 42
3.1.2. Trabajo de gabinete .................................................................................................. 42
3.2. Diseño Arquitectónico .............................................................................................. 43
3.2.1. Entorno urbano ......................................................................................................... 43
3.2.2. Descripción arquitectónica ....................................................................................... 43
3.2.3. Criterios arquitectónicos para el diseño ................................................................... 46
3.3. Estudio de Mecánica de suelos ................................................................................46
3.3.1. Trabajo de campo ..................................................................................................... 46
3.3.2. Ensayos y laboratorio ............................................................................................... 46
3.3.2. Ensayos y laboratorio ............................................................................................... 46
3.3.3. Resultados ................................................................................................................ 47
3.4. Análisis Sismorresistente ......................................................................................... 47
3.4.1. Generalidades ........................................................................................................... 47
3.4.2. Predimensionamiento y estructuración .................................................................... 47
3.4.3. Metrado de Cargas ................................................................................................... 56
3.4.4. Análisis modal .......................................................................................................... 57
3.4.5. Análisis sísmico estático .......................................................................................... 59
3.4.6. Análisis sísmico dinámico ........................................................................................ 61
3.4.8. Junta de separación sísmica ...................................................................................... 64
3.5. Diseño Estructural ....................................................................................................66
3.5.1. Diseño de Losa Aligerada ....................................................................................... 66
3.5.2. Diseño de Losa Maciza ............................................................................................ 69
3.5.3. Diseño de Vigas ....................................................................................................... 72
3.5.4. Diseño de Columnas ................................................................................................. 80
3.5.5. Diseño de Muros Estructurales ................................................................................. 84
3.5.6. Disipadores de Energía Shear Link Bozzo ............................................................... 87
3.5.7. Diseño de Cimentación ............................................................................................ 96
IV.- DISCUSIÓN ..........................................................................................................100
V.- CONCLUSIÓN .......................................................................................................101
VI.- RECOMENDACIONES ........................................................................................ 103
REFERENCIAS ............................................................................................................104
ANEXOS ....................................................................................................................... 110
viii
ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro 3. Factor de zona ................................................................................................ 28

Cuadro 4. Perfiles de los tipos de suelos ........................................................................29
Cuadro 5. Factor de sueñp según zona ...........................................................................29
Cuadro 6. Periodos según el factor “C” ..........................................................................29
Cuadro 13. Matriz de operacionalización de variables....................................................38
Cuadro 14. Coordenadas del terreno del proyecto ......................................................... 46
Cuadro 15. Clasificación de suelos .................................................................................46
Cuadro 16. Capacidad de carga admisible ......................................................................46
Cuadro 17. Propiedades físicas del suelo ........................................................................47
Cuadro 18. Propiedades mecánicas del suelo .................................................................47
Cuadro 19. Tipos de columnas en la edificación ............................................................ 50
Cuadro 20. Áreas tributarias consideradas para cada columna ......................................51
Cuadro 21. Psesos unitarios considerados por piso ........................................................ 52
Cuadro 22. Peso total por cargas de gravedad por columnas .........................................52
Cuadro 23. Área de cada columna del edificio ............................................................... 53
Cuadro 24. Peso total de la edificación ..........................................................................55
Cuadro 25. Tanteo del espesor de placa .........................................................................56
Cuadro 26. Longitudes de las placas en ambas direcciones ...........................................56
Cuadro 27. Periodos en ambas direcciones ....................................................................58
Cuadro 28. Periodos fundamentales ...............................................................................58
Cuadro 29. Distribución de las fuerzas de inercia .......................................................... 61
Cuadro 30. Valores de T vs. Sa del espectro de diseño ..................................................62
Cuadro 31. Fuerza cortante en la base en ambas direcciones .........................................63
Cuadro 32. Desplazamientos laterales de entrepiso en ambas direcciones ....................64
Cuadro 33. Derivas de entrepiso en ambas direcciones ..................................................66
Cuadro 34. Cargas de diseño para aligerado ..................................................................67
Cuadro 35. Cálculo del refuerzo por flexión para la vigueta de estudio ........................ 68
Cuadro 36. Verificación por corte de la vigueta en estudio ...........................................69
Cuadro 37. Cálculo del refuerzo por flexión para la losa maciza en estudio .................71
Cuadro 38. Verificación por corte de la losa maciza en estudio ....................................72
Cuadro 39. Combinaciones de carga Pu y Mu para la placa de diseño .......................... 84
ix
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Sistema estructural dual ..................................................................................23

Figura 2. Pantallas o muros desacoplados ......................................................................24
Figura 3. Disipadores de energía ....................................................................................24
Figura 4. Disipador trabajando en su modo habitual por corte ......................................26
Figura 5. Disipador trabajando en su modo por flexión .................................................26
Figura 6. Mapa de zonificación sísmica del Perú ........................................................... 28
Figura 7. Plano topográfico del terreno consignado para el proyecto ............................ 42
Figura 8. Entorno urbano del terreno del proyecto ......................................................... 43
Figura 9. Distribución arquitectónica del 1° nivel .......................................................... 44
Figura 10. Distribución arquitectónica del 2° al 8° nivel ...............................................44
Figura 11. Apartamento del lado izquierdo ....................................................................45
Figura 12. Apartamento del lado derecho ......................................................................45
Figura 13. Tipos de columnas en el edificio ...................................................................50
Figura 14. Vista 3D del modelo estructural en Etabs ..................................................... 57
Figura 15. Curva de los valores del espectro de diseño ..................................................63
Figura 16. Sentido del aligerado en el eje "X" ............................................................... 66
Figura 17. Sección típica de losas aligeradas .................................................................67
Figura 18. Diagrama de momento flector de losa aligerada ...........................................68
Figura 19. Diagrama de fuerzas cortante para aligerado ................................................69
Figura 20. Diagrama de momentos de la losa maciza en la dirección X-X (ton-m/m) ..70
Figura 21. Diagrama de momentos de la losa maciza en la dirección X-X (ton-m/m) ..70
Figura 22. Diagrama de cortantes de la losa maciza en la dirección X-X (ton/m) .........71
Figura 23. Diagrama de cortantes de la losa maciza en la dirección Y-Y (ton/m) .........72
Figura 24. Diagrama de momento flector del pórtico de análisis ...................................73
Figura 25. Sección de viga rectangular en el momento de falla .....................................73
Figura 26. Diagrama de momento flector de la viga de diseño ......................................74
Figura 27. Sección de viga predimensionada .................................................................74
Figura 28. Diagrama de fuerzas cortantes de la viga de diseño .....................................76
Figura 29. Condiciones para el corte del refuerzo .......................................................... 79
Figura 30. Modelo de la sección de la columna en SAP 2000 .......................................80
Figura 31. Pesos y momentos exportados del Etabs al SAP 2000 .................................81
Figura 32. Puntos Mu y Pu de los diagramas de iteración para cada dirección .............81
Figura 33. Armado por flexión y carga axial para la placa de estudio ........................... 85
x
Figura 34. Puntos Mu y Pu de los diagramas de iteración para ambas direcciones .......85
Figura 35. Armado final para la placa de estudio ........................................................... 87
Figura 36. Geometría del dispositivo Disip1SL30_2 ..................................................... 88
Figura 37. Tensiones de Von Mises para un desplazamiento impuesto de 20mm del
dispositivo Disip1SL30_2 .............................................................................................. 88
Figura 38. Modelado de disipador mediante elementos frame con geometría rectangular
y propiedades de acero estructural tipo A36 ...................................................................88
Figura 39. Panel disipativo de concreto + disipador sísmico (modelado tipo “frame”)
para prediseño .................................................................................................................89
Figura 40. Detalle del dispositivo con la rótula para liberar la fuerza axial y el respectivo
brazo rígido desde el centro de la Viga Secundaría ........................................................ 89
Figura 41. Confirmación de orientación de la placa disipativa ......................................90
Figura 42. Cortante en dispositivos de segundo nivel ....................................................90
Figura 43. Valores característicos de los dispositivos tipo Shear Link Bozzo SLB .......91
Figura 44. Dispositivos de protección SL20-4; SL15-3 .................................................91
Figura 45. Asignación de propiedades no lineales a elementos “link” .......................... 92
Figura 46. Asignación los parámetros de diseño del disipador ......................................92
Figura 47. Espectro escalado sismo match Huaraz (31 de mayo de 1970)
ACELEROGRAMA .......................................................................................................93
Figura 48. Ingreso de la señal de sismo escalado en el programa y su respectiva
configuración en su primera fase de comportamiento lineal ..........................................93
Figura 49. Vista de la señal en el programa ...................................................................94
Figura 50. Fuerza cortante en los dispositivos SLBX 15_4 y SLBX 15_2 luego del
análisis Tiempo Historia Lineal. Eje 2, entre G y B ....................................................... 94
Figura 51. Dispositivos luego del análisis Tiempo Historia Lineal. Eje 2, entre G y B .95
configuración en su primera fase de comportamiento No Lineal ...................................95
Figura 53. Fuerza cortante en los dispositivos SLBx 10_4 y SLBx 8_5 ........................ 96
Figura 54. Comportamiento de la platea e idealización del suelo ..................................96
Figura 55. Modelo estructural de la platea de cimentación ............................................97
Figura 56. Presiones en el suelo debido a cargas de gravedad (CM + CV) ...................97
Figura 57. Distribución de M. F. en la dirección X debido a cargas de gravedad .........98
Figura 58. Distribución de M. F. en la dirección Y debido a cargas de gravedad .........98
Figura 59. Distribución de F. C. en la dirección X debido a cargas de gravedad ..........99
Figura 60. Distribución de F. C. en la dirección Y debido a cargas de gravedad ..........99
xi
RESUMEN
La presente investigación tiene como objetivo diseñar un edificio de 8 niveles en la ciudad

de Trujillo, añadiendo un sistema de protección como son los disipadores de energía. Se
desarrollaron los trabajos de campo en la primera etapa, el estudio topográfico se efectuó
con estación total al terreno de 416 m2 de área, consignado para el edificio de disipadores
de energía de 8 niveles, con una pendiente menor al 1%, sin relieves pronunciadas
importantes, observándose que el terreno es relativamente plano. El diseño arquitectónico
del edificio se realizó cumpliendo los requisitos de dimensiones mínimas de los ambientes
destinados para vivienda (edifico multifamiliar), según las normas A.010 y A.020. Los
departamentos serán de aproximadamente 120 m2 con tres dormitorios, una sala y un hall,
una cocina, un comedor, un baño completo y medio baño, siendo dos departamentos por
piso, lo que nos da un total de 9 viviendas, ya que en el primer piso encontramos un
estacionamiento, salón de usos múltiples y dos jardines. Posteriormente se realizó el EMS
en el laboratorio de suelos de la UCV de Trujillo, realizando 3 calicatas de acuerdo a una
profundidad de 3 m cada una, obteniendo como clasificación del suelo (SUCS) de los
estratos recogidos, una arena mal graduada, con una capacidad portante de 1.28 kg/cm2 a
una profundidad de cimentación de 1.50 m. El análisis sismorresistente del edificio de 8
niveles con disipadores de energía se realizó con el software Etabs, permitiéndonos
aproximarnos al comportamiento real de la estructura con disipadores. El análisis final
consistió en un Análisis Tiempo Historia conjuntamente con los disipadores elegidos para
el proyecto, los disipadores Sheark Link Bozzo, los cuales están basados inicialmente en
el arriostramiento excéntrico de pórticos lo que permite potencialmente una disipación de
energía óptima en toda el alma. Este análisis Tiempo Historia nos dio como resultados
que los valores obtenido del desplazamiento en el eje “X” y eje “Y” se encuentran en el
rango permisible según la Norma E.03. Finalmente, la realización del diseño estructural
de los elementos de concreto armado del edificio fue realizado mediante los softwares
Etabs, SAFE y SAP, los cuales brindaron las cuantías de acero de manera rápida;
contemplando los requerimientos mínimos establecidos por nuestras normas y
combinaciones de cargas.
Palabras clave: Análisis sismorresistente, espectro de aceleración, desplazamientos,

disipadores SLB, diseño estructural.
xii
ABSTRACT
The objective of this research is to design an 8-level building in the city of Trujillo, adding
a protection system such as energy dissipaters. The field works were developed in the
first stage, the topographic study was carried out with total station to the terrain of 416
m2 of area, consigned for the building of energy dissipaters of 8 levels, with a slope less
than 1%, without pronounced reliefs important, observing that the terrain is relatively flat.
The architectural design of the building was carried out in compliance with the
requirements of minimum dimensions of the rooms intended for housing (multi-family
building), according to standards A.010 and A.020. The apartments will be approximately
120 m2 with three bedrooms, a living room and a hall, a kitchen, a dining room, a
bathroom and a half bathroom, being two apartments per floor, which gives us a total of
9 homes, since in the first floor we found a parking lot, multipurpose room and two
gardens. Subsequently the EMS was performed in the soil laboratory of the UCV of
Trujillo, making 3 pits according to a depth of 3 m each, obtaining as soil classification
(SUCS) of the collected strata, a poorly graded sand, with a carrying capacity of 1.28 kg
/ cm2 at a foundation depth of 1.50 m. The seismic analysis of the 8-level building with
energy dissipaters was carried out with the Etabs software, allowing us to approximate
the actual behavior of the structure with heatsinks. The final analysis consisted of a Time
History Analysis in conjunction with the heatsinks chosen for the project, the Sherari Link
Bozzo heatsinks, which are initially based on the eccentric bracing of gantries which
potentially allows an optimal energy dissipation throughout the soul. This Time History
analysis gave us as results that the values obtained from the displacement in the "X" axis
and "Y" axis are in the permissible range according to the E.03 Standard. Finally, the
realization of the structural design of the reinforced concrete elements of the building was
carried out using the software Etabs, SAFE and SAP, which provided the amounts of steel
quickly; contemplating the minimum requirements established by our standards and load
combinations.
Keywords: Seismic analysis, acceleration spectrum, displacements, SLB dissipators,

structural design.
xiii
I. INTRODUCCIÓN
1.1 Realidad Problemática:
Durante los últimos años se han presentado sismos que han acarreado daños
considerables a las edificaciones en diferentes ciudades del Perú, y como bien
sabemos estos sismos se dan porque el Perú se ubica en una zona altamente
sísmica, por ubicarse en el cinturón de fuego del pacífico, zona llamada así por la
convergencia tectónica entre las placas Oceánica (Nazca) y Continental
(Sudamericana). Pero los daños fueron considerables y hasta colapsaron algunas
edificaciones en las diferentes ciudades del Perú, esto se debió a la manera
empírica de su construcción y, al mismo tiempo, por no tener un adecuado diseño
tanto sísmico como estructural.
Por otra parte, según Defensa Civil y el IGP (Instituto Geofísico del Perú), la
ciudad de Trujillo forma parte del gap sísmico Trujillo-Chiclayo y el cual se
encuentra en observación y en cualquier momento podría liberar su energía
almacenada. (Ver Anexo 1). Como sabemos, el periodo de retorno de los grandes
sismos está considerado entre 400 a 500 años (Tavera, 2002, p. 136), y el ultimo
sismo devastador que se dio en Trujillo y el cual se narran en crónicas antiguas
fue en febrero del año 1619 (Silgado, 1978, p. 25), por lo que estamos cerca de la
ocurrencia de un eventual sismo de gran magnitud.
Si observamos y analizamos las edificaciones de la ciudad de la primavera, los

efectos de un sismo de gran magnitud aquejarían en gran escala no solo a las
edificaciones de la ciudad de Trujillo, sino también a la región de La Libertad en
general.
Teniendo en cuenta lo mencionado anteriormente, surge la necesidad de reforzar

las estructuras de las edificaciones en la ciudad de Trujillo, mediante una
tecnología que se viene usando en países como Japón, China y en Sudamérica, acá
cerca en el país vecino de Chile, como son los disipadores sísmicos, ya que son
muy efectivos para el control de deformaciones y que en el mercado se están
incorporando paulatinamente, para que así, estas edificaciones contengan un
mayor nivel de seguridad frente a un eventual sismo de gran magnitud. De esta
manera pondríamos en práctica la filosofía y uno de los principios elementales del
14
diseño sismorresistente contemplada en la norma E.030, la cual nos dice que la
estructura no deberá colapsar ni causar daños graves a las personas debido a
movimientos sísmicos calificados como severos, de tal manera que puedan seguir
funcionando sin mayor inconveniente alguno.
1.1.1 Aspectos generales:
1.1.1.1 Ubicación Política:

La ubicación política del distrito de Trujillo es la siguiente:
País: Perú
Región: La Libertad
Departamento: La Libertad
Provincia: Trujillo
Distrito: Trujillo
1.1.1.2 Ubicación Geográfica:

La ubicación geográfica del distrito de Trujillo es la siguiente:
Superficie: 39.36 km2
Latitud: 8°06′57′′ S
Longitud: 79°01′47′′ O
Altitud: 31 m.s.n.m.
1.1.1.3 Límites
El distrito de Trujillo limita con los siguientes distritos respectivamente, por el:
Norte: La Esperanza, Florencia de Mora y El Porvenir
Sur: Víctor Larco Herrera y Moche
Este: Laredo
Oeste: Huanchaco y Océano Pacífico
1.1.1.4 Clima
Trujillo es denominado “Ciudad y Capital de la Primavera”, por su excelente
clima primaveral con relativamente mínimas variaciones diarias del tiempo, lo
mismo que sus variaciones anuales. La temperatura es estable, los vientos son
moderados y las lluvias son escasas, aunque ocasionalmente pueden tomarse en
copiosas cuando el llamado Fenómeno del Niño descarga sus fuerzas. En Trujillo,
la temperatura promedio es de 20º C y llueve unos pocos milímetros.
15
1.1.1.5 Vías de acceso
La accesibilidad a la localidad de Trujillo se puede dar por:
Vía terrestre: a través de la carretera panamericana norte (Av. Nicolás de Piérola),
av. Mansiche, av. Larco, av. Pumacahua, av. Túpac Amaru, entre otras principales
vías de penetración que los unen con los demás distritos de su alrededor.
Vía aérea: hay vuelos diarios desde el aeropuerto “Carlos Martínez de Pinillos”.
Vía marítima: por el “Terminal Portuario de Salaverry” ubicado en este distrito.
1.1.2 Aspectos socio económico:
1.1.2.1 Actividades económicas:

Las actividades económicas destacadas del distrito de Trujillo son: la prestación
de servicios por medio de establecimientos dedicados al turismo en el centro
histórico (hoteles, hospedajes, restaurantes, entre otros) y el transporte urbano,
para la movilización de los trujillanos a sus centros de labores o estudios.
1.1.2.2 Salud:
Los centros de salud estatal más reconocidos que podemos encontrar dentro del
distrito de Trujillo son: el hospital Regional Docente, hospital Belén y el hospital
Víctor Lazarte Echegaray. Y los centros de salud particulares más reconocidos
son: la clínica Peruano-Americana y la clínica San Pablo.
1.1.2.3 Educación:
En Trujillo distrito encontramos infraestructuras educativas primarias y
secundarias, tanto estatales (Colegio Nacional San Juan, José Faustino Sánchez
Carrión, Santa Rosa, Modelo, Marcial Acharan y Smith, entre otros) como
particulares (Claretiano, Alexander Fleming, Brüning, San Vicente de Paul,
Marcelino Champagnat, Interamericano, entre otros). También cuenta con
infraestructuras de educación superior nacionales como Universidad Nacional de
Trujillo y particulares como la Antenor Orrego, la Privada del Norte y Leonardo
Da Vinci.
1.1.2.4 Servicios:
En Trujillo distrito, la entidad prestadora del servicio de energía eléctrica está a
cargo de Hidrandida, siendo este distrito el de mayor consumo. La entidad
prestadora del servicio de distribución de agua potable y alcantarillado está a cargo
16
de SEDALIB S.A., la cual adquiere el recurso hídrico del proyecto especial de
CHAVIMOCHIC.
1.1.2.5 Vivienda:
Trujillo distrito con el código de ubigeo 130101, en el XII Censo de Población y
VII de Vivienda realizado a nivel nacional en el año 2017, el INEI (Instituto
Nacional de Estadística e Informática) nos dice que Trujillo cuenta con 87701
viviendas, con una población estimada de 314939 habitantes.
1.2 Trabajos previos:
López y Plasencia (2017), en su estudio titulado “Diseño estructural del edificio

multifamiliar las flores del golf de 9 niveles empleando disipadores de energía
“shear link bozzo””, busca comprobar la seguridad del disipador SLB, realizando
un análisis sismorresistente en un sistema estructural conformado por muros
estructurales, columnas y vigas de concreto armado de un edificio con un área de
300 m2 ubicado en la Urb. Las Flores del Golf, del distrito de Víctor Larco
Herrera. Se comprobó a través del análisis sísmico que la edificación cumpla con
los parámetros especificados en la Norma E.030. Concluyendo que con la
inclusión de disipadores LSB les permite disminuir los daños propensos a un
sismo, en comparación a una edificación desprovista del sistema de protección.
Ruiz (2017), en su estudio titulado “Análisis y diseño de edificios con aisladores

sísmicos de péndulo friccional doble y triple” se enfoca principalmente en el
estudio de los aisladores de péndulo friccional. Ruiz realizó los análisis sísmicos
de estructuras: estático, espectral y tiempo historia no lineal (referenciados del
ASCE SEI 7- 10, borrador del ASCE SEI 7-16 y del FEMA 750), para los edificios
con aisladores sísmicos, limitando la deriva máxima de piso a 3 ‰, la aceleración
máxima de piso a 0.25g para el sismo de diseño (Tr=475 años). Así mismo, se
desarrolló el análisis de un edificio hospitalario con aisladores de péndulo de
fricción doble, triple y base empotrada; donde se halló y comparó los valores
globales de respuesta sísmica (periodo, deriva, aceleración, cortante,
desplazamiento y amortiguamiento) entre los análisis y tipos de dispositivos. Para
el hospital con aisladores de péndulo friccional doble y triple, los parámetros
globales resultaron similares en los análisis espectral y estático. Sin embargo, hay
17
una gran diferencia en el análisis tiempo historia no lineal (ANLTH), sobre todo,
para el análisis del edificio con péndulo doble.
Se logró satisfacer los requisitos del análisis estático y modal espectral con ambos
aisladores para el desempeño de funcionalidad continua, pero, para el doble, dado
el alto amortiguamiento (en ANLTH), no se lograron aceleraciones a dicho nivel
de desempeño. Finalmente, se hizo un análisis estático según el ASCE 7-16, para
ambos tipos de aisladores, obteniendo como resultado que lo aisladores de
péndulo de fricción pueden llegar a variar hasta 30% en función del valor nominal
de cortante y 10% en función del desplazamiento nominal.
Fuentes (2015), en su estudio titulado “Análisis sísmico de una edificación con

disipadores de fluido viscoso” realizó análisis comparativos en un edificio
aporticado de 5 pisos de concreto armado con disipadores de fluido viscoso (en
diagonal, doble diagonal y chevron) incorporados en ambas direcciones. Dichos
disipadores fueron predimensionados para satisfacer las derivas máximas de
entrepiso de la norma NTE E.030 para un mismo valor del amortiguamiento
efectivo en cada dirección de análisis. La mayor eficiencia de los chevron, obtuvo
disipadores con menores valores de la constante de amortiguamiento, obteniendo
reducciones promedio en la dirección corta del edificio de 35% para los
desplazamientos espectrales máximos y de 31% para las fuerzas espectrales en la
base de la estructura. Los análisis tiempo-historia mostraron menores fuerzas de
amortiguamiento desarrolladas por los disipadores no lineales con un valor bajo
del exponente α corresponden con fuerzas sísmicas mayores que las desarrolladas
por los disipadores lineales. Finalmente se concluyó que la edificación pudo ser
protegida adecuadamente con los dispositivos de disipación de energía.
Díaz (2014), en su estudio titulado “Evaluación del proyecto estructural y

optimización del diseño con disipadores de energía viscosos Taylor para una
edificación esencial de 6 pisos” evaluó y optimizó del diseño estructural de una
edificación esencial de 6 pisos ubicada en la ciudad de Chiclayo, el cual presentó
irregularidad torsional en el eje Y-Y y superó las derivas máximas fijadas en la
E.030 (7 ‰). Se optimizó el diseño, reestructurando e implementando disipadores
de energía viscosos, logrando corregir la irregularidad torsional obteniendo
derivas máximas de 3.56‰ y 7.33 ‰ en el eje XX y YY respectivamente. Se
empleó un análisis tiempo historia (ASCE 7-10) para el diseño de disipadores
18
usando el sismo de Moquegua 2001 como sismo de diseño, presentando así, con
estas condiciones, derivas máximas de 9.71 ‰ en el eje Y-Y y de 3.37 ‰ en el
eje X-X. Se decidió implementar disipadores de energía viscosos solo en el eje Y-
Y, por ser el más flexible y por presentar una deriva máxima superior a la
permitida.
Se planteó un arreglo doble diagonal con 3 pares de disipadores de energía por
piso, ubicados en los 5 primeros niveles del edificio, se analizó el comportamiento
histérico de cada uno de los dispositivos, pero 3 de ellos no aportaban en la
reducción de derivas, por lo que se optimizo empleando solo una diagonal en lugar
de dos en los pórticos donde se encontraban. Las derivas que se obtuvieron en el
eje YY luego de implementar los disipadores de energía fueron menores de 7.00‰
llegándose a un valor máximo de 5.94 ‰. Finalmente, con los resultados
obtenidos se concluyó que el empleo de estos dispositivos logra reducir los
desplazamientos en los centros de masa, las derivas de entrepiso, las fuerzas
axiales, cortantes y momentos flectores en los elementos estructurales, así como
las velocidades y aceleraciones en cada uno de los niveles.
Corpus y Morales (2015), en su estudio licenciado “Análisis sísmico comparativo

entre un sistema dual y el sistema de reforzamiento con disipadores de fluido
viscoso para un edificio en el distrito de Víctor Larco herrera aplicando ETABS
2013”, se realizó un análisis para evaluar qué sistema estructural es más favorable,
comparando un sistema de reforzamiento con muros estructurales con uno con
disipadores de fluido viscoso, modelando tanto estática como dinámicamente y
determinando su comportamiento ante un sismo. Se pretendió evaluar los valores
permisibles dadas en la Norma E.030 con los valores del estudio realizado,
concluyendo en que ambos sistemas estructurales consiguieron disminuir
considerablemente las derivas de entrepiso y que, el sistema de muros
estructurales requiere reestructuración y reparación, caso contrario del sistema de
disipación de fluido viscoso, que solo necesitará una nueva calibración por parte
de la compañía contratada.
Carranza y Calderón (2015), en su estudio licenciado “Reforzamiento de una

estructura aporticada con disipadores de fluido viscoso para un mercado en la
ciudad de Trujillo”, se mostró un sistema de protección sísmica con disipadores.
La edificación ubicada en la ciudad de Trujillo, al momento de analizarlo tenemos
19
una deriva mayor a la que está permitida por el reglamento de diseño
sismorresistente E030 (7‰). Utilizando los disipadores de energía se logró
disminuir las derivas entre pisos logrando demostrar que la edificación reforzada
tiene un mejor comportamiento ante un sismo que una edificación sin reforzar.
Boza y Galán (2013), en su estudio titulado “Diseño de un edificio aporticado con

disipadores en arreglo Chevron”, desarrollaron el diseño del sistema de disipación
de un edificio aporticado de 7 niveles según la norma peruana de Diseño
sismorresistente. Buscando lograr que el edificio logre comportarse con daños
moderados ante un sismo con 500 años de periodo de retorno. La deriva agrupada
a este nivel de daño es próxima a 0.55%, orientando el diseño del sistema de
disipación para obtener una deriva por debajo del valor mencionado. Empleando
la mejor alternativa que residió en 56 disipadores no lineales puestos en todos los
niveles y obteniendo resultados que permitían reducir la deriva en un 40% del
sistema diseñado, manteniéndose así por debajo del valor que se buscaba.
Romero (2013), en su estudio licenciado “Diseño de edificaciones con disipadores

de energía sísmica de tipo fluido viscoso”, consiste en la comparación de un
sistema convencionalmente con uno de disipadores de energía ante un eventual
sismo. Se seleccionó una estructura aporticada de la Universidad Nacional de
Cajamarca con 862 m2 de área techada por piso, cuya deriva (8.15‰) superó el
mínimo consentida por la norma NTE E-030 (7‰). Se pretendía reducir el nivel
del daño a uno moderado frente a un sismo de 500 años de retorno. Concluyendo
que con la utilización del sistema de amortiguamiento fluido viscoso se logró
reducir la deriva considerablemente a 3.75‰.
Cano y Zumaeta (2012), en su estudio titulado “Diseño estructural de una

edificación con disipadores de energía y análisis comparativo sísmico entre el
edificio convencional y el edificio con disipadores de energía para un sismo
severo”, siendo la estructura aporticada seleccionada una edificación de 3 pisos
con 232 m2 de área techada por piso, dando una deriva de 9‰, la cual superaba el
límite consentido por la norma NTE E-030 (7‰). Se optó por la utilización de un
sistema de amortiguamiento fluido-viscoso y viscoelásticos para cumplir
satisfactoriamente con el límite mencionado anteriormente, con el objetivo de
reducir el nivel del daño a uno moderado frente a un sismo raro (500 años de
retorno). Los resultados obtenidos con el sistema de amortiguamiento fluido-
20
viscoso lograron la reducción de la deriva a menos de 5.8‰ e incrementar en un
25% el amortiguamiento con el sistema de amortiguamiento viscoelástico.
Aguiar (2012), “Reforzamiento de estructuras con disipadores de energía y

reforzamiento clásico aplicado a una estructura de la escuela sucre”, se
presentaron tres tipos de reforzamiento utilizados en dos estructuras de la Escuela
Sucre, se realiza el análisis de vulnerabilidad y reforzamiento sísmico de las
estructuras; sin reforzamiento y reforzadas con: diagonales de acero, barras de
pandeo restringido y con disipadores de energía viscoelásticos. Al realizar el
análisis se encuentra que tiene valores de deriva de piso y excentricidad altos, los
cuales nos indican que hay problemas de torsión en las estructuras analizadas sin
reforzamiento. Para contrarrestar la torsión se incrementa un pórtico en cada
estructura analizada lo cual nos ayudó a bajar los valores de excentricidad en cada
estructura, además que bajan los valores de deriva de piso que nos indicaban
desplazamientos altos en la estructura sin reforzar, proveyendo de mayor rigidez.
Por lo tanto, disminuyen los efectos de daño en las estructuras en caso de eventos
sísmicos.
1.3 Teorías relacionadas al tema:
1.3.1 Conceptos preliminares:
1.3.1.1 Topografía
1.3.1.1.1 Levantamiento topográfico

Para Jiménez (2007, p. 1), son procedimientos para la representación gráfica
de las formas naturales y artificiales encontradas sobre una superficie terrestre
en un plano (Ver Anexo 2), el cual contiene la proyección de puntos del terreno
sobre un plano horizontal, ofreciendo una visión en planta del sitio levantado.
1.3.1.2 Estudio de Mecánica de suelos
Disciplina que pertenece al área de la Geotecnia que a través de una serie de

procedimientos nos permitiría saber las propiedades mecánicas, físicas y
químicas del suelo (Ver Anexo 3), estas propiedades nos ayudaran a establecer
su comportamiento y especificar el empleo del suelo como material de
construcción y/o soporte de una edificación (Espinace y Sanhueza, 2004, p.1).
21
1.3.1.3 Diseño Arquitectónico
El diseño arquitectónico es un acto de invención y creatividad que va desde el

comienzo del proyecto del edificio hasta la ejecución de un plan que,
desarrollado, conducirá a la proyección deseada sin efectos posteriores no
deseados (Ver Anexo 4). La obra terminada y habitada es pues, la finalidad del
diseño arquitectónico. (Cifuentes y Yon, 1982, p.18).
1.3.1.4 Análisis y Diseño
1.3.1.4.1 Cargas de diseño

Para San Bartolomé (1998, p. 2), Las cargas que pueden actuar en un edificio
se clasifican en los siguientes tipos: Cargas estáticas y Cargas dinámicas. Estas
cargas se definen de la siguiente manera:
 Cargas Estáticas, se aplican paulatinamente sobre una estructura, originando
esfuerzos y deformaciones, mas no vibraciones en la estructura.
 Cargas Dinámicas, las cuales cuya magnitud, dirección y sentido varían
rápidamente con el tiempo, por lo que los esfuerzos y desplazamientos de la
estructura también cambian con el tiempo.
Los sismos son ondas sísmicas que generan aceleraciones a las masas de la
estructura. Las estructuras convencionales pueden ser estudiadas empleando
cargas estáticas equivalentes a las provocadas por el sismo. (Ver Anexo 5).
1.3.1.4.2 Deformaciones
Para Morales (2013, p. 1), la deformación de un elemento u sistema estructural
es una variación del estado físico debido a fuerzas internas y/o externas, a una
variación de temperatura, etcétera. La deformación puede ser elástica, cuando
desaparece al cesar la acción que lo provoca, por lo que las partículas del
cuerpo vuelven a su posición inicial; y plástica, cuando persiste después de
desaparecer la causa que lo ha provocado. (Ver Anexo 6).
1.3.1.4.3 Análisis Estructural

Para Villareal (2009, p. 4), es la ciencia que se encarga de la elaboración de
procesos de cálculo, para determinar la resistencia, rigidez, estabilidad,
durabilidad y seguridad de las estructuras, alcanzándose los valores necesarios
para un diseño seguro y económico.
22
1.3.1.4.4 Diseño Estructural
La estructura se concibe como un sistema o conjunto de elementos que se
combinan ordenadamente, y el proceso de diseño de dicho sistema comienza
formulando los objetivos que se pretende alcanzar y las restricciones que debe
tener en cuenta dicho sistema. (Morales, 2006, p. 8).
1.3.1.4.5 Sistema Estructural Dual

El sistemas de varios grados de libertad se recomienda el uso de sistemas
constructivos duales, compuestos de concreto armado con pórticos y muros
estructurales, diseñados en función a la fuerza cortante calculada para cada
elemento y esto garantizar la rigidez suficiente y de esta manera contrarrestar
las fuerzas que actúan en los edificios bajo la acción de los sismos de
considerable magnitud, la ductilidad es un factor que va de la mano con la
rigidez del sistema, como resultado se obtiene un amortiguamiento equivalente
para el periodo del sistema. (Sánchez, 2008, p. 2)
Figura 1. Sistema Estructural Dual
1.3.1.4.6 Muros Desacoplados

Los muros desacoplados o pantallas desacopladas proporcionan ductilidad y
limitan la fuerza por su condición discontinua, como estos dispositivos no
soportan la carga axial o en este caso es despreciable, no sufren flexo
compresión, su participación es netamente por desempeño para reducir a
absorber las fuerzas que se presentan por la fuerza cortante en entre pisos.
(Bozzo y Gaxiola, 2015, p.3).
23
Figura 2. Pantallas o Muros desacoplados
Fuente: Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica. 2015
1.3.1.5 Disipadores sísmicos
1.3.1.5.1 Disipadores de Energía

Para López y Plasencia (2017, p. 34), los disipadores de energía están
compuestos por dispositivos que de forma estratégica se instalan en dentro de
la distribución de una construcción y van conectados entre sí para contrarrestar
las vibraciones debido a las aceleraciones de los sismos, esto hace posible que
la energía se disipe y como resultado reducir las deformaciones y amortiguar
las vibraciones horizontales.
Figura 3. Disipadores de Energía
La diferencia entre un aislamiento en la base y la disipación de energía está

basada en los disipadores de energía también son útiles para lugares donde el
24
aislamiento sísmico no es recomendable debido a que el suelo es blando o para
edificios esbeltos. (López y Plasencia, 2017, p.34).
Los disipadores de energía no necesitan resistir el peso de la construcción,

debido a eso pueden ser más sencillos, económicos y de menor tamaño según
corresponda. Se recomienda que los disipadores se incorporen luego del
proceso constructivo, de esta manera se pueden reducir las cargas verticales,
que pueden afectar su desempeño al disipar la energía. (López y Plasencia,
2017, p.34).
1.3.1.5.2 Disipadores Shear Link Bozzo (SLB)

Los disipadores SLB tienen como característica mecánica la ductilidad, debido
a que funcionan como rotulas plásticas, permiten un sistema sismo resistente
ideal, es decir un sistema flexible con las fuerzas adecuadas y a la vez un
sistema rígido con los desplazamientos permitidos. (Bozzo y Gaxiola, 2015,
p.1).
Y las conexiones industriales son las que reciben la concentración y la mayor

demanda de ductilidad debido a sus propiedades mecánicas definidas.
(Gaxiola, Gonzales y Bozzo, 2016, p.4).
Los disipadores SLB son una alternativa de solución para un diseño sísmico
debido a que se basan en el aumento localizado y estratégico de ductilidad para
un edificio y como resultado de ello se pueden contrarrestar y reducir las
fuerzas de sismos de alta de intensidad. (Bozzo y Gaxiola, 2015, p.1).
La alternativa ideal para este proyecto sería la combinación del aislamiento en

la base juntamente con el empleo de los disipadores SLB para un mejor control
de los desplazamientos en entrepisos y poder encontrar su algoritmo de retro
alineación, esto último está relacionado con la rigidez del sistema y está
acompañado por los cálculos del apoyo deslizante en la base. (Bozzo y Barbat,
1995, p.1)
Este sistema de disipación de energía presenta los tipos de disipadores según

la necesidad y la fuerza cortante que se desea controlar bajo la acción de
sismos. En las figuras podemos apreciar los disipadores que se usan por flexión
y por corte.
25
Figura 4. Disipador trabajando en su modo habitual por corte
Figura 5. Disipador trabajando en su modo por flexión
El sistema SLB se convierte en una solución innovadora para diseños de

pórticos flexibles y dúctiles o en los muros rígidos, y con los dispositivos SLB
se logran sistemas rígidos y dúctiles.
Unas investigaciones utilizaron el modelo Wen para expresar numéricamente

la fluencia de los metales a través de curvas histeréticas basados en ciclos y
comparados con modelos y datos obtenidos a partir de acelerogramas escalados
que se registraron de sismos reales. (Palazzo [et al], 2005, p, 2.)
26
EL objetivo de los dispositivos SLB es también simplificar su diseño debido a
que no está sometido a carga axial, puede contar con los parámetros básicos de
respuesta frente a la fuerza cortante producto de un sismo, los disipadores
siguen disipando energía más allá del rango lineal elástico y a la vez sometido
a largos periodos de vibración, e material puede tener una resistencia notable
antes de plastificarse por completo. (Bozzo, Foti, y López, 1996, p, 1).
1.3.2 Marco Normativo Peruano:
1.3.2.1 Norma Técnica E.020 Cargas
I. Generalidades
Los valores de esta norma son los mínimos establecidos y no se emplearán jamás
valores menores a estos; por otro lado, esta norma se complementa con la norma
E.030 y otras normas propias de diseño.
II. Carga Muerta

Se considerará el peso real de los materiales que conforman para soportar la
edificación, calculados en base a los pesos unitarios, pudiéndose emplear pesos
unitarios menores cuando se justifiquen debidamente. En Cuadro 1 (Ver Anexo
7) se detalla un peso real usando datos de diseños y catálogos de los fabricantes.
III. Carga Viva

Se empleará como mínimo los valores que se implantan en la tabla 1 para los
otros tipos de uso u ocupación, valores que envuelven un margen para
circunstancias ordinarias de impacto. Su consentimiento se verificará de acuerdo
a las disposiciones de dicha norma. En el Cuadro 2 (Ver Anexo 8) se detalla el
peso de las cargas vivas mínimas repartidas según el uso u ocupación de un área,
acorde con la norma mencionada anteriormente.
1.3.2.2 Norma Técnica E.030 Diseño Sismorresistente
I. Generalidades
La filosofía de esta norma consiste en:
 Evitar pérdidas vidas humanas
 Asegurar la continuidad de los servicios básicos
 Disminuir los daños a las propiedades.
27
II. Zonificación
El territorio peruano actualmente se encuentra dividido en cuatro zonas (Figura
10), lo cual representa el nivel de sismicidad basada en las características
generales de los movimientos sísmicos. Cada zona tiene un factor asignado
conocido como factor Z (Cuadro 3), este factor representa la aceleración máxima
horizontal en el terreno (roca) con una probabilidad de 10% de ser excedida en
un periodo de 50 años equivalente a un periodo de retorno de 475 años.
Cuadro 3. Factores de Zona

FACTORES DE ZONA “Z”
ZONA Z
4 0.45
3 0.35
2 0.25
1 0.10
Fuente: Norma Técnica E.030
Figura 6: Mapa de zonificación sísmica del Perú.

28
III. Perfiles de suelo
Para efectos del análisis sísmico, clasifican los suelos tomando en cuenta las
propiedades del suelo, espesor, periodo y velocidad de propagación de las ondas
de corte. El Cuadro 4 muestra los 5 tipos de perfiles de suelo según esta Norma.
Cuadro 4. Perfiles de los Tipos de Suelos

PERFILES DE SUELO
TIPO DESCRIPCIÓN Vs N60 Su
S0 ROCA DURA > 1500 m/s ---- ----
S1 ROCA O SUELOS MUY 500 m/s a 1500 m/s > 50 > 100 kPa
RIGIDOS
S2 SUELOS INTERMEDIOS 180 m/s a 500 m/s 15 a 50 50 kPa a 100 kPa
S3 SUELOS BLANDOS < 180 m/s < 15 25 kPa a 50 kPa
S4 CONDICIONES clasificación basada según el EMS
EXCEPCIONALES
IV. Parámetros de sitio, factor “S” y períodos “Tp" y "Tʟ"

Esta norma relaciona cada zona sísmica “Z” con el tipo de perfil de suelo descrito
en la tabla cuadro 4, e indica el factor “S” (factor de amplificación del suelo)
correspondiente para cada caso (Cuadro 5). A su vez, su correspondiente periodo
Tp, (periodo que define la plataforma del factor C) y Tʟ (período que define el
inicio de la zona del factor C con desplazamiento constante) en el cuadro 6.
Cuadro 5. Factor de Suelo según zona

FACTOR DE SUELO "S"
suelo S0 S1 S2 S3
zona
Z4 0.80 1.00 1.05 1.10
Z3 0.80 1.00 1.15 1.20
Z2 0.80 1.00 1.20 1.40
Z1 0.80 1.00 1.60 2.00
Fuente: Norma Técnica E030
Cuadro 6. Periodos según el factor C

PERIODOS " Tp" Y " Tʟ"
Perfil de suelo
S0 S1 S2 S3
Tp 0.30 0.40 0.60 1.00
Tʟ 0.80 2.50 2.00 1.60
29
V. Factor de amplificación sísmica ¨C¨
Este coeficiente se interpreta como el factor de amplificación de la aceleración
estructural respecto de la aceleración en el suelo.
El factor de amplificación sísmica “C” obedece los parámetros de sitio Tp, Tʟ y
T, siendo este último el periodo fundamental de vibración.
A continuación, se describen las siguientes expresiones para determinar el factor
“C” según la esta norma:
𝑇 < 𝑇𝑃 C = 2.5
𝑇𝑃
𝑇𝑃 < 𝑇 < 𝑇𝐿 C = 2.5 ∗ ( )
𝑇
𝑇𝑃 ∗ 𝑇𝐿
𝑇 > 𝑇𝐿 C = 2.5 ∗ ( )
𝑇2
VI. Periodo fundamental de vibración ¨T¨

El periodo fundamental de vibración “T” puede ser calculado para cada una de
las direcciones de análisis mediante siguiente expresión aproximada:
ℎ𝑛
𝑇=
𝐶𝑇
Donde:
hn = altura total de la edificación medida desde el nivel del terreno.
CT = 35 Para pórticos de concreto armado y pórticos dúctiles de acero sin
arriostramiento.
CT = 45 Para ascensores, escaleras y pórticos de acero arriostrados.
CT = 60 Para edificios de albañilería y concreto armado duales
Alternativamente el valor de T se puede calcular considerando las características
estructurales y de deformación de los elementos resistentes mediante:
(∑𝑛𝑖=1 𝑃𝑖 ∗ 𝑑𝑖2 )
𝑇 = 2𝜋 ∗ √
(𝑔 ∗ ∑𝑛𝑖=1 𝑓𝑖 ∗ 𝑑𝑖 )
Nota: el valor del periodo T calculado considerando las características

estructurales, no debe ser mayor en 25% del valor T calculado por el método
aproximado.
VII. Categoría de las edificaciones y Factor de uso Ü¨
30
Define el coeficiente de importancia o uso (U) se utilizará según la clasificación
de la edificación. El factor de uso e importancia para edificios con aislamiento
sísmico en la base se podrá considerar U = 1 como indica esta norma.
En el Cuadro 7 (Ver Anexo 9) se aprecia los valores a considerar según Norma.
VIII. Sistemas estructurales y coeficiente básico de reducción de las fuerzas sísmicas

“Ro”
La Norma Técnica E.030 define 5 sistemas estructurales, cuyos elementos que
los conforman deben cumplir con las especificaciones mínimas requeridas
dispuestas en el reglamento nacional de edificaciones vigente (RNE), para cada
caso.
El coeficiente básico de reducción sísmica “Ro” depende del tipo de sistema
estructural. En el Cuadro 8 (Ver Anexo 10) se aprecia los valores que toman los
coeficientes de reducción sísmica según norma.
IX. Regularidad estructural “Ia”, “Ip” y coeficiente de reducción de las fuerzas

sísmicas “R”
Las estructuras deben ser clasificadas como regulares o irregulares según las
condiciones del Cuadro 9 (Ver Anexo 11), según norma.
El coeficiente de reducción sísmica “R” se calcula mediante la siguiente
expresión:
𝑅 = 𝑅𝑜 ∗ 𝐼𝑎 ∗ 𝐼𝑝
De acuerdo a la categoría de una edificación y la zona donde se ubique, esta deberá

proyectarse respetando las restricciones a la irregularidad de acuerdo al Cuadro
10 (Ver Anexo 12), según norma.
X. Modelo de análisis
Esta norma específica que en el modelo para el análisis se debe considerar una
distribución espacial de masas y rigideces adecuados que permitan calcular las
características más importantes del comportamiento de la estructura. Asimismo,
señala que para edificaciones de concreto armado y albañilería se calcularan las
inercias brutas, es decir sin considerar la figuración y el esfuerzo.
XI. Estimación de peso sísmico
31
El peso (P), se obtendrá adicionando a la carga permanente y total de la
edificación un porcentaje de la carga viva o sobrecarga que se establecerá de la
siguiente manera:
 En edificaciones A y B, se tomará el 50 % de la carga viva.
 En edificaciones C, se tomará el 25 % de la carga viva.
 En depósitos, el 80 % del peso total que es posible almacenar.
 En azoteas y techos en general se tomará el 25 % de la carga viva.
 En estructuras de tanques, silos y estructuras similares se considerará el 100
% de la carga que puede contener.
XII. Análisis Sísmico Estático

Este método representa las fuerzas sísmicas mediante un conjunto de fuerzas que
actúan en cada nivel de la edificación.
Para empezar con el análisis es necesario saber los diversos parámetros
estudiados.
a. Fuerza cortante en la base:
La fuerza cortante en la base para cada dirección de análisis se calcula mediante
la siguiente expresión:
𝑍∗𝑈∗𝐶∗𝑆∗𝑃
𝑉=
𝑅
Donde:
V = Fuerza cortante en la base.
Z = Factor de zona.
U = Factor de uso o importancia.
C = Factor de amplificación sísmica.
R = coeficiente de reducción sísmica.
P = Peso de la edificación.
El valor de C/R para cada dirección de análisis debe cumplir con la siguiente
expresión:
𝐶
≥ 0.125
𝑅
b. Distribución de fuerza sísmica en altura
32
La distribución de la fuerza cortante se distribuye en cada nivel de la estructura
incluyendo el último, estas fuerzas se determinan mediante:
𝐹𝑖 =∝𝑖 ∗ 𝑉
𝑃𝑖 ∗ (ℎ𝑖 )𝑘
∝𝑖 = 𝑛
∑𝑗=1 𝑃𝑗 ∗ (ℎ𝑗 )𝑘
Donde:
 V = Fuerza cortante.
 𝑃𝑖 = Peso del nivel i.
 ℎ𝑖= Altura de nivel i con relación al nivel del terreno.
 n = Número de pisos de la edificación.
 El valor del exponente “k” está en base al periodo fundamental de
vibración (T) de la estructura, y puede ser calculado como sigue:
a) Para T menor o igual a 0,5 segundos: k = 1,0.
b) Para T mayor que 0,5 segundos: k = (0,75 + 0,5 T) ≤ 2,0.
XIII. Análisis Sísmico dinámico modal espectral

Aplicable a cualquier estructura que se diseñe usando los resultados del análisis
dinámico por combinación modal espectral tales como los modos de vibración,
la aceleración espectral, la fuerza cortante mínima y la excentricidad accidental.
Para el análisis se deberá usar un espectro inelástico de pseudoaceleraciones:
𝑍∗𝑈∗𝐶∗𝑆
𝑆𝑎 = ∗𝑔
𝑅
Donde:
Sa = Aceleración espectral
Z = Factor de zona.
U = Factor de uso.
C = Factor de amplificación sísmica.
R = coeficiente de reducción símica.
g = Aceleración de gravedad (9.81 m/𝑠2)
XIV. Determinación de los desplazamientos laterales

El máximo desplazamiento relativo de entrepiso para cada dirección de análisis,
no deberá ser mayor a los limites especificados en Cuadro 11 (Ver Anexo 13).
33
1.3.2.3 Norma Técnica.E.050 Suelos y Cimentaciones
I. Generalidades
Esta norma establece requisitos para la elaboración de estudios de mecánica de
suelos (EMS), con fines de cimentación, de edificaciones y otros, con la finalidad
de asegurar la estabilidad y permanencia de las construcciones.
Obligatoriedad de los estudios

Es obligatorio verificar el EMS en los siguientes casos:
 Edificaciones, que alberguen gran cantidad de personas.
 Edificaciones de 1 a 3 pisos, con más de 500 m2 de área techada en planta.
 Edificaciones de 4 a más pisos de altura, cualquiera que sea su área.
 Edificaciones industriales, fabricadas, talleres o similares.
 Edificaciones que represente peligros adicionales
 Edificaciones que requiera el uso de pilares, pilotes.
II. Ensayos Normalizados para Capacidad Portante del suelo

Las aplicaciones y limitaciones para ensayos de pruebas de carga están indicados
en el Cuadro 12 (Ver Anexo 14).
1.3.2.4 Norma Técnica E.060 Concreto Armado
I. Generalidades
Los planos y las especificaciones técnicas del proyecto estructural deberán
cumplir con esta norma.
II. Método de Diseño

Para el diseño de estructuras de concreto armado se usará el Diseño por
Resistencia, proporcionándose a todas las secciones de los elementos
estructurales Resistencias de Diseño (ɸRn) adecuadas, de acuerdo con las
disposiciones de esta Norma, utilizando los factores de carga (amplificación) y
los factores de reducción de resistencia, ɸ, especificados en dicha norma.
III. Método de Análisis

Los elementos estructurales deberán diseñarse para soportar los efectos máximos
originados por las cargas amplificadas, determinados por medio del análisis
estructural, considerando una respuesta lineal elástica de la estructura, excepto
34
cuando se modifiquen los momentos flectores de acuerdo con lo mencionado en
esta norma.
IV. Requisitos de Resistencia y Servicio

 La resistencia solicitada para cargas muertas (CM) y cargas vivas (CV) será
como mínimo:
U = 1,4CM +1,7 CV
 El diseño considerará cargas de sismo (CS):
U = 1,25 (CM + CV) ± CS
U = 0,9 CM ± CS
 Refuerzo Mínimo en elementos sometidos a flexión

El área mínima de refuerzo por tracción de las secciones rectangulares y de
las secciones T con el ala en compresión, no será menor de:
0.22 √𝑓′𝑐
𝐴𝑆 𝑚𝑖𝑛 = 𝑏𝑤 𝑑
𝑓𝑦
 Resistencia al Cortante proporcionada por el concreto:

Para elementos sometidos únicamente a flexión y corte:
𝑉𝑐 = 0.17 √𝑓′𝑐 𝑏𝑤 𝑑
1.4 Formulación del Problema
¿Cuál es el diseño estructural de un edificio de 8 niveles con disipadores de

energía, Trujillo-La Libertad 2018?
1.5 Justificación del estudio
La justificación teórica de nuestro proyecto de investigación se basa en que todo

diseño de alguna edificación debe ajustarse a las normas presentes en el
Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE), el cual exige la utilización de
aisladores y disipadores sísmicos para edificaciones esenciales de categoría A1,
como lo son los centros de salud.
La justificación técnica de nuestro proyecto de investigación se basa en que nos

va a permitir un mejor comportamiento de las estructuras frente a un eventual
35
sismo de gran magnitud, evitando así fallas estructurales y hasta un su posible
colapso.
La justificación metodológica de nuestro proyecto de investigación se basa en que

el diseño de nuestro proyecto servirá como referencia para futuras construcciones
no solo de centros de salud, sino de proyectos de edificaciones que deseen utilizar
esta tecnología y darles más seguridad a sus construcciones.
La justificación práctica de nuestro proyecto de investigación se basa en que va a

permitir elevar el nivel de seguridad y esto nos permitirá salvaguardar la vida de
las personas frente a un eventual sismo de gran magnitud del edificio de 8 pisos
proyectado.
1.6 Hipótesis
La hipótesis se comprobará únicamente cuando se realice el diseño del edificio de

8 pisos con disipadores sísmicos.
1.7 Objetivos
1.7.1 Objetivo general
 Realizar el diseño estructural de un edificio de 8 niveles con disipadores de

energía.
1.7.2 Objetivos específicos
 Realizar el estudio topográfico al terreno consignado para el edificio de 8

niveles con disipadores de energía.
 Realizar el diseño arquitectónico del edificio de 8 niveles con disipadores de
energía.
 Realizar el estudio de mecánica de suelos del terreno consignado para el
edificio de 8 niveles con disipadores de energía.
 Realizar el análisis sismorresistente del edificio de 8 niveles con disipadores
de energía.
 Realizar el diseño estructural del edificio de 8 niveles con disipadores de
energía.
36
II. MÉTODO
2.1 Diseño de Investigación
El proyecto se realizará con el diseño no experimental transversal descriptivo

simple, teniendo como esquema a emplear:
M O
Dónde:
M: El edificio de 8 niveles con disipadores de energía de área 416 m2 que se
ubicará en la calle Colombia Mz F lote 02 de la urbanización El Recreo de la
ciudad de Trujillo.
O: Recolección de datos del proyecto.
2.2 Variables, Operacionalización
2.2.1 Variable: Diseño estructural de un edificio de 8 niveles con disipadores de

energía en la ciudad de Trujillo.
- Definición Conceptual: El diseño estructural sismorresistente apropiado
será el que resista, en el rango elástico, todos aquellos sismos de intensidad
severa que ocurran durante su vida útil, el nivel de daños debe ser mínimo,
para así garantizar su continuidad después de la ocurrencia de dichos
sismos. (Rochel, 2012, p. 27).
- Definición Operacional: El diseño estructural del edificio de 8 niveles se
realizará mediante la serie de procedimientos mencionados en el marco
teórico, siguiendo los requisitos mínimos en las normas ya mencionadas,
permitiendo así la buena realización de nuestro proyecto de investigación.
2.2.2 Dimensiones
- Levantamiento topográfico
- Estudio de mecánica de suelos
- Diseño arquitectónico
- Análisis sismorresistente
- Diseño estructural
2.2.3 Operacionalización
La matriz de Operacionalización de variables es la siguiente:
37
Cuadro 13. Matriz de Operacionalización de variables
ESCALA
DEFINICIÓN DEFINICIÓN
VARIABLE DIMENSIONES INDICADORES DE
CONCEPTUAL OPERACIONAL
MEDICIÓN
Mediante el
Son procedimientos estudio topográfico
destinados a lograr obtendremos la Levantamiento
Razón
la representación descripción del topográfico (m2)
gráfica de las formas terreno de nuestro
Levantamiento naturales y proyecto, y
Topográfico artificiales que se mediante un mapa
encuentran sobre una obtendremos la
superficie terrestre posición relativa
Exportación del
en un plano. entre varios puntos
levantamiento al Razón
(Jiménez, 2007, p.1) sobre un plano
software AutoCAD
horizontal.
Serie de
procedimientos nos
El estudio de Clasificación de
permitiría conocer Ordinal
mecánica de suelos suelos SUCS (%)
las propiedades
se realiza con el fin
mecánicas, físicas y
Estudio de de saber el tipo de
químicas del suelo
Mecánica de cimentación que se
que nos ayudaran a
Suelos acomodara mejor a
determinar el
Diseño de comportamiento de
la solicitación que
un edificio el edificio puede Capacidad Portante
dicho suelo. Razón
de 8 niveles otorgar al piso. (kg/cm2)
(Sanhueza, 2004,
con p.1)
disipadores
de energía
Es un acto de El diseño
creatividad e arquitectónico
invención que va consiste
desde el comienzo esencialmente en
del proyecto del crear espacios
Diseño edificio hasta la físicos para Distribución de
Razón
Arquitectónico ejecución de un plan satisfacer ambientes (m2)
que situación necesidades
deseada sin efectos habitacionales
no deseados. según el uso que se
(Sifuentes y Yon, le pueda brindar a
1982, p.18) dicho ambiente.
Pre
El análisis sísmico El análisis sísmico dimensionamiento
Razón
de una edificación de un edificio se y estructuración
Análisis Sísmico tiene como objetivo realiza teniendo en (m3)
encontrar las fuerzas cuenta criterios de
y momentos internos estructuración, Metrado de Cargas
debido a carga para luego ser Razón
(m3)
sísmica, en cada uno sometido a análisis
38
de los elementos del y verificación de
sistema estructural las deformaciones Análisis Sísmico
para luego proceder mínimas según Estático Razón
al diseño (Aguiar, normas (Ton, Ton.m2, m)
2008, p.76) preestablecidas.
Análisis Sísmico
Dinámico Razón
(Ton, Ton.m2, m)
Análisis Tiempo
Historia Razón
(Ton, Ton.m2, m)
Diseño de acuerdo a El diseño de las

Elección de los
las normas que estructuras para
disipadores
regulen las resistir sismos Razón
sísmicos
construcciones consiste
(m3)
sismoresistentes, y esencialmente en
que debe ser capaz un diseño con
de resistir, además fuerzas reducidas,
Diseño Estructural
de las fuerzas que le aceptando que
impone su uso, parte de la energía
sismos fuertes, introducida a la
Diseño de
presentando daños estructura por el
elementos Razón
mínimos, pero sin sismo, se disipe
estructurales (m3)
colapso. (Rochel, por deformaciones
2012, p.27) inelásticas.
2.3 Población y muestra
- Población:
El edificio de 8 niveles con disipadores de energía.
- Muestra:
El edificio de 8 niveles con disipadores de energía.
2.4 Técnicas e instrumentos de recolección de datos, validez y confiabilidad
2.4.1 Técnicas:
La técnica empleada para la realización del proyecto de investigación fue la
observación.
2.4.2 Instrumentos:
- Instrumentos mecánicos:
Se utilizó equipos topográficos que nos permitieron la realización del
levantamiento topográfico del área del proyecto. A su vez también se utilizó
39
instrumentos para la recolección de muestras de suelos y el laboratorio de
suelos de la UCV para la realización del EMS.
- Instrumentos electrónicos:
Se utilizó equipos y aparatos electrónicos como memorias USB y discos para
el almacenamiento de información y laptops que contaron con softwares que
están mencionados más adelante para el procesamiento de la información.
2.4.3 Validez y confiabilidad

Los instrumentos topográficos fueron validados por el técnico en topografía,
correspondientemente calibrados y los instrumentos para la recolección de
muestras de suelos fueron validados por el ingeniero civil encargado del
laboratorio de suelos de la UCV.
Los softwares utilizados para la realización del análisis y diseño fueron
validados por mi asesor un ingeniero civil, que corroboro que contaban con las
normas peruanas correspondientes.
2.5 Método de análisis de datos
- Se realizó levantamiento topográfico usando una estación total para el recojo

de información y el software AutoCAD y Civil 3D para representar dicho
levantamiento topográfico del terreno del proyecto.
- Se realizó el estudio de suelos empleando el laboratorio de suelos de la
universidad César Vallejo con la que obtuvimos la capacidad portante de
terreno del proyecto.
- Se realizó el diseño arquitectónico a través del software AutoCAD 2016
teniendo en cuenta las correspondientes normas.
- Se realizó el análisis sismorresistente a través de la modelación con el software
Etabs 2016 y SAFE 2016 teniendo en cuenta las normas correspondientes.
- Se realizó el diseño estructural empleando las Normas Técnicas E.020, E.030,
E.050 y E.060 según corresponda para el edificio de 8 niveles con disipadores
de energía.
2.6 Aspectos éticos
El proyecto de investigación se elaboró con honestidad y responsabilidad,

respetando las opiniones, juicio de expertos y uso adecuado de las normas:
40
- Norma Técnica – E.020: Cargas
- Norma Técnica – E.030: Diseño sismorresistente
- Norma Técnica – E.050: Suelos y cimentaciones
- Norma Técnica – E.060: Concreto Armado
Así mismo, Los datos obtenidos fueron respaldados por los por el técnico
topográfico, laboratorio de suelos de la UCV, y el ingeniero civil asesor del
proyecto.
41
III. RESULTADOS
3.1 Estudio topográfico
3.1.1 Trabajos realizados
3.1.1.1 Trabajo de campo

Se realizó el levantamiento topográfico del terreno con una estación total (Ver
Anexo 15), observando que el terreno es relativamente plano, sin relieves
pronunciadas importantes.
Para el presente proyecto, ya que el terreno presenta una pendiente menor a 1% y
que el área de la edificación es pequeña, no se adjunta un plano de curvas de nivel.
3.1.1.2 Trabajo de gabinete

El trabajo de gabinete concluyo con la exportación del levantamiento con estación
total al AutoCAD 2016 con un Bench Marck conocido con las siguientes
coordenadas UTM.
Figura 7. Plano topográfico del terreno consignado para el proyecto.
42
Cuadro 14. Coordenadas del terreno del proyecto.
CUADRO DE COORDENADAS UTM (DATUM WGS984)
BENCH MARCK (BM)
PUNTO NORTE (Y) ESTE (X) ELEVACIÓN DESCRIPCIÓN
1 9102271.882 716955.633 20.000 BM-1
2 9102260.583 716962.252 19.820 BM-2
Fuente. GPS utilizado en el levantamiento topográfico.
3.2 Diseño arquitectónico
3.2.1 Entorno urbano

Nuestro terreno para el edificio se encuentra ubicado en la calle Colombia Mz F
lote 02 de la urbanización El Recreo de la ciudad de Trujillo; a una cuadra de la
avenida Víctor Larco, y del punto muy conocido llamado “OR” en la avenida
España.
Figura 8. Entorno urbano del terreno del proyecto
3.2.2 Descripción arquitectónica

El desarrollo arquitectónico del edificio de 8 niveles con disipadores incluye
planos en planta, corte, elevaciones y detalles. El proyecto contempla un edificio
43
multifamiliar de 416 m2 de área que se ubicará en la calle Colombia Mz F lote 02
de la urbanización El Recreo de la ciudad de Trujillo.
Figura 9. Distribución arquitectónica del 1° nivel.
Figura 10. Distribución arquitectónica del 2° al 8° nivel.
Los departamentos serán de aproximadamente 120 m2 con tres dormitorios, una

sala y un hall, una cocina, un comedor, un baño completo y medio baño, siendo
dos departamentos por piso, lo que nos da un total de 9 viviendas, ya que en el
primer piso encontramos un estacionamiento, salón de usos múltiples y dos
jardines.
44
Figura 11. Apartamento del lado izquierdo.
Figura 12. Apartamento del lado derecho.
45
3.2.3 Criterios arquitectónicos para el diseño
Los criterios utilizados para el diseño arquitectónico del proyecto, cumplen con
los requisitos de dimensiones mínimas de los ambientes, mencionadas en la norma
técnica peruana A.010 Condiciones generales de diseño y en la A.020 Vivienda.
3.3 Estudio de mecánica de suelo
3.3.1 Trabajo de campo

Para obtener las muestras de suelos y la capacidad portante del terreno, se
realizaron 3 calicatas de 3m cada una en el terreno de la edificación de área 416m2
ubicado en la calle Colombia Mz F lote 02 de la urbanización El Recreo de la
ciudad de Trujillo (Ver Anexo 16).
3.3.2 Ensayos y laboratorio
3.3.2.1 Clasificación de suelos

Se realizó la clasificación de suelos de acuerdo al Sistema Unificado de
Clasificación de Suelos (SUCS), el cual nos da el tipo de suelo de arena mal
graduada y según AASHTO, nuestro suelo presenta una arena fina de excelente a
bueno, como se puede apreciar en la siguiente tabla:
Cuadro 15. Clasificación de suelos

ESTUDIO Clasificación de la Descripción de la muestra
muestra
SUCS SP Arena mal graduada
AASHTO A-3 IG: 0 Arena fina / Excelente a bueno
Fuente: Laboratorio de suelos de la UCV
3.3.3 Cálculo de la capacidad portante

De los ensayos realizados a las 3 calicatas en el laboratorio de suelos de la UCV
y considerando un cálculo de capacidad de carga admisible para suelos granulares,
una profundidad de cimentación de 1.50 m y un factor de seguridad de 3 para un
ancho de cimentación de 1.20 m. se detallan los siguientes valores:
Cuadro 16. Capacidad de carga admisible

Muestra Ancho B de la cimentación Qadm (kg/cm2)
Calicata 1 1.20 m 1.28
46
3.3.4 Resultados
Un resumen de los resultados de las propiedades tanto físicas como mecánicas del
suelo del terreno proyectado para el edificio de 8 niveles con disipadores de
energía realizadas en el laboratorio de suelos de la universidad César Vallejo de
Trujillo son los siguientes:
Cuadro 17. Propiedades físicas del suelo

Calicata PROPIEDADES FÍSICAS
Prof.
UBICACIÓN % % % % % % %
N° Estrato Estrato
CH Finos Arenas Gravas LL LP IP
C-1 E-1 Calicata 1 3.00 m 1.06 1.27 98.73 0.00 NP NP NP
Cuadro 18. Propiedades mecánicas del suelo

Calicata CLASIFICACIÓN PROPIEDADES MECÁNICAS
Prof. MDS OCH CBR CBR PU Qadm.

N° Estrato UBICACIÓN SUCS AASHTO IG
Estrato (g/cm3) % 100% 95% (g/cm3) (g/cm2)
C-1 E-1 Calicata 1 3.00 m SP A-3 0 - - - - 1.385 1.28

C-2 E-1 Calicata 2 3.00 m SP A-3 0 - - - - 1.306 1.19
C-3 E-1 Calicata 3 3.00 m SP A-3 0 - - - - 1.474 1.45
Los resultados de todos los ensayos obtenidos de manera detallada del laboratorio
de suelos de la Universidad César Vallejo de Trujillo se encuentran en el Anexo
17 del presente trabajo de investigación.
3.4 Análisis Sismorresistente
3.4.1 Generalidades
Para el análisis símico de nuestra estructura se tomaron en cuenta las disposiciones
de las normas E.020 y E.030 empleando a su vez el programa ETABS 2016, pero
anteriormente se realizó su predimensionamiento y estructuración del edificio.
3.4.2 Predimensionamiento y Estructuración
3.4.2.1 Predimensionamiento de losa aligerada

La losa aligerada se armará en la dirección que tenga la menor dimensión entre
apoyos (dirección X-X). Entonces el peralte de la losa aligerada será:
47
𝑙
ℎ≥
25
4.30
ℎ= 𝑚
25
ℎ = 0.172 𝑚
Entonces trabajaremos con una losa aligerada de 0.20 m.
3.4.2.2 Predimensionamiento de losa maciza

La losa maciza trabaja en dos direcciones por ello se puede considerar espesores
reducidos recomendados de acuerdo a las siguientes expresiones:
𝑙𝑛 𝑝𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜
ℎ= ó ℎ=
40 180
4.44 12.18
ℎ= ó ℎ=
40 180
ℎ = 0.11 𝑚 ó ℎ = 0.1 𝑚
Debido a la presencia de placas de gran rigidez en sus bordes, podemos
considerar un espesor mayor al recomendado, eligiendo un espesor de 0.20m
(será comprobado en el análisis sísmico y diseño) para todas las losas macizas
del edificio.
3.4.2.3 Predimensionamiento de vigas
3.4.2.3.1 Vigas principales

Son las que soportan el peso de las losas que conjuntamente con las columnas
constituyen los pórticos principales. De acuerdo a la teoría de
predimensionamiento de vigas para sobrecargas de 250 kg/𝑚2 , el peralte
considerado fue:
𝑙
ℎ=
10
5
ℎ= = 0.50 𝑚
10
ℎ = 0.50 𝑚
Entonces trabajaremos con un peralte de h = 0.50 m.
El ancho será considerando de la siguiente expresión:
1
𝑏= (𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢𝑡𝑎𝑟𝑖𝑜)
20
48
5.33
𝑏= = 0.26 𝑚
20
𝑏 = 0.26 𝑚
Entonces trabajaremos con un ancho de b = 0.30 m.
Finalmente, las vigas principales serán de: 0.30 x0.50 m2.
3.4.2.3.2 Vigas secundarias

Son las que con constituyen los pórticos secundarios. De acuerdo a la teoría de
predimensionamiento de vigas para sobrecargas de 250 kg/𝑚2 , el peralte
considerado fue:
𝑙
ℎ=
10
3.59
ℎ=
10
ℎ = 0.36 𝑚
Entonces trabajaremos con un peralte de h = 0.40 m.
El ancho será considerando de la siguiente expresión:
1
𝑏= (𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢𝑡𝑎𝑟𝑖𝑜)
20
5.33
𝑏= = 0.26 𝑚
20
𝑏 = 0.26 𝑚
Entonces trabajaremos con un ancho de b = 0.30 m.
Finalmente, las vigas secundarias serán de: 0.30 x0.40 m2.
3.4.2.4 Predimensionamiento de columnas

Para el predimensionamiento de columnas utilizaremos el Método del Área
Tributaria Acumulada. El área de la columna correspondiente al segundo y
antepenúltimo piso de un edificio, se puede calcular mediante la relación:
Ag = K.ATA
Ag: área de la sección transversal de la columna.

K: coeficiente que se obtiene de tabla.
ATA: Área tributaria acumulad del Piso Considerado.
49
Conociendo el área, se puede determinar la dimensión t de la sección cuadrada
de la columna. La dimensión t de las columnas intermedias se hallan por
interpolación lineal; las del 1er piso por extrapolación lineal aumentando además
de un 5% y las de los últimos pisos se tomará igual a la del antepenúltimo piso.
Según A.C.I bmín=0.25m
La tabla de Dimensionamiento de Columnas, se considera además el hecho de

uniformizar secciones, el cual es conveniente poner los efectos del encofrado.
Figura 13. Tipos de columnas en el edificio

Fuente. Libro de Diseño de Concreto Armado, Roberto Morales
Donde:
C1: Columna central
C2: Columna extrema de un pórtico principal interior
C3: Columna extrema de un pórtico principal interior
C4: Columna en esquina
Cuadro 19. Tipos de columnas en la edificación

P n
C-1 (para los primeros pisos) columna interior 1.10PG 0.3
C-1 (para los 4 últimos pisos) columna interior 1.10PG 0.25
C-2 , C-3 columna extrema 1.25PG 0.25
C-4 columna de esquina 1.50PG 0.2
Fuente: Libro Diseño de Concreto Armado, Roberto Morales.
50
𝑝
𝑏𝑡 =
𝑛 ∗ 𝑓𝑐
Donde:
bt: la otra dimensión de la sección de la columna
PG: peso total de cargas de gravedad
n: valor que depende del tipo de columna
fc: resistencia del concreto del elemento
Cuadro 20. Áreas tributarias consideradas para cada columna

Área tributaria C-1 7.47 m2 Esquina
Área tributaria C-2 9.89 m2 Extremas
Área tributaria C-6 17.68 m2 Interior
51
Fuente. Etabs 2016.
Cuadro 21. Pesos unitarios considerados por piso

Carga Unidad Peso Unitario
Aligerado kg/m2 300
acabados kg/m2 100
tabaquería kg/m2 150
vigas principales kg/m2 100
vigas secundarias kg/m2 80
columnas kg/m2 60
sobrecarga kg/m2 200
Fuente. Norma Técnica E.020.
Cuadro 22. Peso total por cargas de gravedad por columna

C-1 (ton) C-2 (ton) C-3 (ton) C-4 (ton) C-5 (ton) C-6 (ton) C-7 (ton)
2.24 2.97 3.57 1.52 4.17 5.30 5.05
0.75 0.99 1.19 0.51 1.39 1.77 1.68
1.12 1.48 1.79 0.76 2.08 2.65 2.52
0.75 0.99 1.19 0.51 1.39 1.77 1.68
0.60 0.79 0.95 0.41 1.11 1.41 1.35
0.45 0.59 0.71 0.30 0.83 1.06 1.01
1.49 1.98 2.38 1.02 2.78 3.54 3.36
7.40 9.79 11.78 5.03 13.75 17.50 16.65
36.9765 48.9555 58.905 25.146 68.7555 87.516 83.259
3.08 1.94 3.51 3.34 2.24 0.95 1.66
1.03 0.65 1.17 1.11 0.75 0.32 0.55
1.54 0.97 1.75 1.67 1.12 0.48 0.83
1.03 0.65 1.17 1.11 0.75 0.32 0.55
0.82 0.52 0.94 0.89 0.60 0.25 0.44
0.62 0.39 0.70 0.67 0.45 0.19 0.33
2.06 1.29 2.34 2.23 1.49 0.63 1.11
10.18 6.40 11.57 11.03 7.39 3.14 5.48
50.886 31.977 57.8655 55.143 36.927 15.6915 27.423
2.72 1.35 1.88 3.29 2.92 2.07 0.75
0.91 0.45 0.63 1.10 0.97 0.69 0.25
1.36 0.67 0.94 1.65 1.46 1.03 0.37
52
0.91 0.45 0.63 1.10 0.97 0.69 0.25
0.73 0.36 0.50 0.88 0.78 0.55 0.20
0.54 0.27 0.38 0.66 0.58 0.41 0.15
1.81 0.90 1.25 2.20 1.95 1.38 0.50
8.98 4.45 6.21 10.87 9.64 6.82 2.47
44.8965 22.2255 31.0365 54.351 48.213 34.1055 12.3255
1.84 3.32 2.97 3.38 2.24 1.56 3.05
0.61 1.11 0.99 1.13 0.75 0.52 1.02
0.92 1.66 1.48 1.69 1.12 0.78 1.52
0.61 1.11 0.99 1.13 0.75 0.52 1.02
0.49 0.89 0.79 0.90 0.60 0.42 0.81
0.37 0.66 0.59 0.68 0.45 0.31 0.61
1.23 2.22 1.98 2.25 1.49 1.04 2.03
6.08 10.97 9.79 11.16 7.40 5.14 10.05
30.393 54.846 48.9555 55.7865 36.9765 25.6905 50.2425
C-29 (ton) C-30 (ton) C-31 (ton) C-32 (ton) C-33 (ton) C-34 (ton)
2.78 2.28 1.04 1.56 3.32 1.94
0.93 0.76 0.35 0.52 1.11 0.65
1.39 1.14 0.52 0.78 1.66 0.97
0.93 0.76 0.35 0.52 1.11 0.65
0.74 0.61 0.28 0.42 0.89 0.52
0.56 0.46 0.21 0.31 0.66 0.39
1.85 1.52 0.69 1.04 2.22 1.29
9.17 7.51 3.42 5.16 10.97 6.41
45.837 37.5705 17.0775 25.7895 54.846 32.0265
Fuente. Etabs 2016.
Cuadro 23. Área de cada columna del edificio

PG(ton) x P= x.PG n fc(kg/cm2) bt(cm2) POSICION
C-1 36.98 1.50 55.46 0.20 210.00 1320.59 Esquina
C-2 48.96 1.25 61.19 0.25 210.00 1165.61 Extremas
C-3 58.91 1.25 73.63 0.25 210.00 1402.50 Extremas
C-4 25.15 1.50 37.72 0.20 210.00 898.07 Esquina
C-5 68.76 1.25 85.94 0.25 210.00 1637.04 Extremas
C-6 87.52 1.10 96.27 0.30 210.00 1528.06 Interior
C-7 83.26 1.10 91.58 0.30 210.00 1453.73 Interior
C-8 50.89 1.10 55.97 0.30 210.00 888.49 Interior
C-9 31.98 1.50 47.97 0.20 210.00 1142.04 Esquina
C-10 57.87 1.10 63.65 0.30 210.00 1010.35 Interior
53
C-11 55.14 1.10 60.66 0.30 210.00 962.81 Interior
C-12 36.93 1.10 40.62 0.30 210.00 644.76 Interior
C-13 15.69 1.50 23.54 0.20 210.00 560.41 Esquina
C-14 27.42 1.25 34.28 0.25 210.00 652.93 Extremas
C-15 44.90 1.10 49.39 0.30 210.00 783.91 Interior
C-16 22.23 1.25 27.78 0.25 210.00 529.18 Extremas
C-17 31.04 1.50 46.55 0.20 210.00 1108.45 Esquina
C-18 54.35 1.10 59.79 0.30 210.00 948.99 Interior
C-19 48.21 1.10 53.03 0.30 210.00 841.81 Interior
C-20 34.11 1.10 37.52 0.30 210.00 595.49 Interior
C-21 12.33 1.50 18.49 0.20 210.00 440.20 Esquina
C-22 30.39 1.50 45.59 0.20 210.00 1085.46 Esquina
C-23 54.85 1.10 60.33 0.30 210.00 957.63 Interior
C-24 48.96 1.10 53.85 0.30 210.00 854.78 Interior
C-25 55.79 1.10 61.37 0.30 210.00 974.05 Interior
C-26 36.98 1.50 55.46 0.20 210.00 1320.59 Esquina
C-27 25.69 1.50 38.54 0.20 210.00 917.52 Esquina
C-28 50.24 1.10 55.27 0.30 210.00 877.25 Interior
C-29 45.84 1.10 50.42 0.30 210.00 800.33 Interior
C-30 37.57 1.10 41.33 0.30 210.00 655.99 Interior
C-31 17.08 1.50 25.62 0.20 210.00 609.91 Esquina
C-32 25.79 1.50 38.68 0.20 210.00 921.05 Esquina
C-33 54.85 1.25 68.56 0.25 210.00 1305.86 Extremas
C-34 32.03 1.50 48.04 0.20 210.00 1143.80 Esquina
Fuente. Etabs 2016.
3.4.2.5 Predimensionamiento de placas

Dada su gran rigidez, los muros de concreto armado o placas terminan
absorbiendo la mayor parte de los esfuerzos cortantes de sismo (fuerzas
horizontales acumuladas). Para su predimensionamiento primero calculamos el
peso total, para poder calcular la Fuerza Cortante en la Base de la estructura,
según la norma E.030.
𝑍𝑈𝐶𝑆
𝑉= .𝑃
𝑅
Donde
V: Fuerza cortante en la base de la estructura
P: Peso total de la estructura
Z, U, C, S: Parámetros sísmicos según Norma E.030.
54
El orden de cálculo será el siguiente:
Se realizó el correspondiente metrado de cargas para hallas el peso total (P) de
la edificación:
Cuadro 24. Peso total de la edificación

NIVELES Peso (Tn)
PISO 1 405.640263
PISO 2 403.418396
PISO 3 403.411038
PISO 4 403.411038
PISO 5 403.411038
PISO 6 403.411038
PISO 7 403.464012
PISO 8 279.297273
∑ 2675.6509
Fuente. Etabs 2016.
Los parámetros sísmicos según norma E.030 son:

Z= 0.45
U=1
C=2.5
S= 1.1
R= 4.05 (R = Ro . Ia . Ip)
Entonces la cortante basal será:

(0.45)(1)(2.5)(1.1)
𝑉= . 2675.6509
4.05
𝑉 = 817.56 𝑡𝑛
Una vez obtenida la cortante basal se la incrementará en un 25% (V = 1021.95tn)
y se tanteará la longitud de la placa dando diferentes valores de espesor, por
medio de la expresión de resistencia al cortante de elementos de concreto
armado.
𝑉 ≥ ∅√𝑓′𝑐 𝑡𝑤 𝐿𝑤
Se podrá tantear la longitud de la placa Lw considerando diferentes espesores de

placa tw y tomando en cuenta que el espesor mínimo debe ser twmín= 10 cm, pero
se elegirá una longitud razonable. Con la longitud de placa Lw elegida se
distribuirá la longitud tanto en la dirección X-X como en Y-Y.
55
Tanteo de la longitud de placa Lw
𝑉
𝐿𝑊 =
𝛷 √fć 𝑡𝑊
Φ = 0.75
fć = 210 kg/cm2
Cuadro 25. Tanteo del espesor de placa.

tw = 20 cm => Lw = 46.77 m
tw = 25 cm => Lw = 37.42 m
tw = 30 cm => Lw = 31.18 m
tw = 35 cm => Lw = 26.73 m
Fuente. Libro de Diseño de Concreto Armado, Roberto Morales.
El espesor tw de la placa para este predimensionamiento será 0.30 m y la longitud

total Lw= 15.57m se distribuirá de la siguiente forma. cm2
Cuadro 26. Longitudes de las placas en ambas direcciones.

tw = 0.30 m
Dirección X-X
Lw = 31.18 m Lw/2 = 15.59 m
Dirección Y-Y
Lw = 31.18 m Lw/2 = 15.59 m
Tomando en cuenta que las longitudes calculadas, tomaremos como longitud de

placas:
Lx =17.3 y LY =11.95 m
3.4.3 Metrado de cargas

El metrado de cargas del edificio se realiza con el fin de obtener el peso total de la
edificación, el cual, lo obtuvimos del software Etabs, después de haber
predimensionado y estructurado, se procedió a ingresar las secciones de los
elementos estructurales al software Etabs para posteriormente obtener el
modelamiento.
El peso por cada piso lo podemos encontrar en el cuadro 24, finalmente el peso total
de la edificación es 3105.4641 toneladas.
56
3.4.4 Análisis modal
Antes de realizar el análisis sísmico de un edificio es necesario conocer sus modos
de vibración y periodos fundamentales, ya que de estos parámetros dependerá su
respuesta durante un evento telúrico. Cabe resaltar que el análisis modal es
independiente de las cargas que actúan sobre el edificio, y depende, entre otras, de
la ubicación y rigidez de los elementos que forman el sistema estructural.
3.4.4.1 Modelo de análisis

Para analizar el edificio se usó el programa ETABS, el cual sirvió para realizar
el análisis modal, el análisis dinámico, el análisis estructural y el análisis no
lineal del edificio. Es importante resaltar respecto a la elaboración del modelo:
 Se consideró un solo diafragma para cada piso, asignando 3 grados de libertad

a cada piso. Se tendrán 8 diafragmas y 24 modos en total.
 En la base del primer piso se restringió el movimiento lateral.
 Se empotraron todas las columnas y placas en sus bases debido a que el suelo
tiene buena capacidad portante.
 La carga muerta se asigna secuencialmente para simular el proceso
constructivo del edificio. El programa tiene una opción para este fin.
A continuación, se presentan algunas vistas del modelo:
Figura 14. Vista 3D del Modelo Estructural en Etabs.

Fuente. Etabs 2016.
57
3.4.4.2 Análisis de resultados
Se obtuvo los siguientes resultados del análisis modal
Cuadro 27. Periodos en ambas direcciones

MODO PERIODO PARTICIPACIÓN PARTICIPACIÓN
(s) X-X Y-Y
1 0.702 2% 7%
2 0.567 85% 10%
3 0.554 13% 83%
4 0.205 4% 7%
5 0.155 1% 93%
6 0.485 95% 0%
7 0.101 8% 6%
8 0.075 2% 94%
9 0.065 86% 1%
10 0.062 16% 5%
11 0.046 2% 95%
12 0.042 13% 5%
13 0.039 87% 0%
14 0.512 2% 95%
15 0.03 12% 7%
16 0.026 86% 0%
17 0.025 2% 93%
18 0.023 9% 14%
19 0.021 3% 86%
20 0.02 86% 1%
21 0.019 4% 41%
22 0.018 3% 59%
23 0.016 90% 0%
24 0.014 94% 0%
Fuente. Etabs 2016.
Los periodos fundamentales son aquellos que presentan mayor porcentaje de

participación en cada dirección de la estructura. Se observa que para X-X el
periodo 0.145 s. presenta un porcentaje de 95%, y para Y-Y el periodo 0.033 s.
presenta un porcentaje de 95%, siendo los más importantes.
Cuadro 28. Periodos fundamentales

Dirección Periodo T (s)
X-X 0.485
Y-Y 0.512
Fuente. Etabs 2016.
58
3.4.5 Análisis Sísmico Estático
3.4.5.1 Parámetros sísmicos
3.4.5.1.1 Factor de zona

La estructura se ubicará en Trujillo, y según tabla N°1 de la Norma E.030, se
ubicará en zona 3, por lo tanto, su factor de zona Z4=0.45
3.4.5.1.2 Condiciones geotectónicas

Según el estudio de suelos realizado en el laboratorio de la UCV de Trujillo, el
suelo del edificio es una arena mal graduada, que corresponde al Perfil Tipo S3
(suelos blandos) según la Norma E.030.
3.4.5.1.3 Parámetros de sitio

Según la tabla N° 3 de la Norma E.030, y acorde con nuestro Z4 y S3, los valores
de nuestros parámetros de sitio serán:
S3 = 1.10
TP = 1
TL = 1.6
3.4.5.1.4 Periodo fundamental de vibración

Según Norma E.030, T=hn /CT, donde hn=21.20m (altura del edificio) y CT=35
(edificio dual). Operando tendremos que T=0.61.
3.4.5.1.5 Factor de amplificación sísmica

Según la Norma E.030, nuestro C=2.5 ya que cumple con la expresión T<TP.
3.4.5.1.6 Factor de uso o importancia

Según la tabla N° 5 de la Norma E.030, nuestra categoría de edificación es C=1
(edificación común de uso vivienda)
3.4.5.1.7 Coeficiente básico de reducción

Para Edificaciones dual, la norma E.030 en la tabla N° 7 nos dice que, nuestro
coeficiente básico de reducción es R0=6 tanto para los ejes “X” e “Y”.
3.4.5.1.8 Factores de irregularidad

Según las tablas N° 8 y 9 de la Norma E.030, los valores de factor de
irregularidad son Ia = 0.75 (presenta piso blando) e Ip = 0.90 (presenta esquinas
entrantes) tanto para los ejes “X” e “Y”.
59
3.4.5.1.9 Coeficiente de reducción de la fuerza sísmica
Según la Norma E.030, R = Ro . Ia . Ip, operando tendremos que R=4.05 (el valor
de RX y RY son iguales ya que presentan las mismas irregularidades en ambos
ejes.
3.4.5.2 Peso de la edificación

Para el peso de la edificación, se consideró todos los elementos estructurales
menos las escaleras (estas últimas estarán apoyadas en las vigas, por lo que
consideramos despreciarlas). Según la norma E.030 sumamos el 25% de la carga
viva por ser edificación C. El programa Etabs nos dio los siguientes pesos por
pisos y total de la edificación y lo encontramos en el cuadro 24, siendo el peso
total de la edificación 2675.6509 tn.
3.4.5.3 Fuerza cortante en la base

Según la Norma E.030, la fuerza cortante total en la base se calcula de la siguiente
expresión:
Z .U .C .S
V= .P
R
De donde sabemos que P = 2675.6509 tn y el RX=RY=4.73
0.45 . 1 . 2.5 . 1.10

V= . 2675.6509
4.05
V = 817.56 𝑡𝑛
Entonces tendremos que las cortantes:

VX = 817.56 tn
VY = 817.56 tn
3.4.5.4 Distribución de las fuerzas de inercia

Según la norma E.030, las determinaciones de los valores de las fuerzas sísmicas
en altura se harán con la siguiente expresión:
Fi = αi x V
Pi x (hi )k
αi =
∑nj=1 Pj x (hj )
60
Donde n=5 (número de pisos del edificio) y k=1 (ya que T<0.5); y la distribución
de fuerzas tanto en el eje X como el Y serían:
Cuadro 29. Distribución de las fuerzas de inercia

NIVEL PESO hi Pi hi Factor Fx Fy
TOTAL
8 405.640263 21.2 5921.10 0.17 134.29 134.29
7 403.418396 18.55 7484.26 0.21 169.74 169.74
6 403.411038 15.9 6414.24 0.18 145.48 145.48
5 403.411038 13.25 5345.20 0.15 121.23 121.23
4 403.411038 10.6 4276.16 0.12 96.98 96.98
3 403.411038 7.95 3207.12 0.09 72.74 72.74
2 403.464012 5.3 2138.12 0.06 48.49 48.49
1 279.297273 2.65 1074.95 0.03 24.38 24.38
P= 2675.6509 35861.13 1 813.34 813.34
Fuente. Etabs 2016.
3.4.6 Análisis sísmico dinámico

Según la Norma E.030 existen dos formas de realizar el análisis dinámico: por
medio de un análisis tiempo-historia o por medio de procedimientos de
combinación espectral. La Norma también indica que para edificios convencionales
puede usarse cualquiera de los dos, pero para edificios importantes necesariamente
se realizará un análisis tiempo- historia. Como nuestro edificio de acuerdo a su uso
es una edificación común, realizaremos un análisis de combinación espectral.
Al modelo ya definido en el análisis modal se le asigna un caso de carga en cada

dirección, definido por el espectro de diseño que estipula la Norma E.030. Además,
se asigna una excentricidad accidental debido a la incertidumbre en la localización
de los centros de masa en cada nivel. La Norma E.030, en su inciso 18.2.e, indica
un valor del 5% de la dimensión en la dirección perpendicular al análisis.
3.4.6.1 Aceleración espectral

La Norma E.030 indica que se utilizará un espectro inelástico de
pseudoaceleraciones definido por:
𝑍𝑈𝐶𝑆
𝑆𝑎 = ∗𝑔
𝑅
61
Cuadro 30. Valores de T vs. Sa del espectro de diseño.
T (s) Sa (m/s2)
0 2.996
0.05 2.996
0.1 2.996
0.15 2.996
0.2 2.996
0.25 2.996
0.3 2.996
0.35 2.996
0.4 2.996
0.45 2.996
0.5 2.996
0.55 2.996
0.6 2.996
0.65 2.996
0.7 2.996
0.75 2.996
0.8 2.996
0.85 2.996
0.9 2.996
0.95 2.996
1 2.996
1.1 2.724
1.2 2.497
1.3 2.305
1.4 2.140
1.5 1.998
1.6 1.873
1.7 1.659
1.8 1.480
1.9 1.328
2 1.199
2.25 0.947
2.5 0.767
2.75 0.634
3 0.533
3.25 0.454
3.5 0.391
3.75 0.341
4 0.300
Fuente: Etabs 2016.
62
Espectro de Respuesta E.030
0.20
0.18
0.16
0.14
0.12
0.10
Sa(g)
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00
T (seg)
Figura 15. Curva de los valores del espectro de diseño.

Fuente: Etabs 2016.
3.4.6.2 Fuerza cortante en la base

La Norma E.030 señala que la fuerza cortante en la base del edificio no podrá ser
menor que el 80% del valor calculado en el análisis estático para estructurales
regulares, ni menor que el 90% para estructuras irregulares. De no cumplir con
esta condición será necesario escalar todas fuerzas obtenidas para obtener las
fuerzas de diseño. En nuestro caso, para una estructura irregular se tiene:
Cuadro 31. Fuerza cortante en la base en ambas direcciones

SISMO X-X
VX
V estático 817.56
V dinámico 1120.56
F.E= 1
SISMO Y-Y
VY
V estático 817.56
V dinámico 1180.56
F.E= 1
Fuente. Etabs 2016.
63
3.4.6.3 Control de desplazamientos laterales
Según la Norma E.030, se multiplican por 0.75R los desplazamientos obtenidos
como respuesta máxima elástica del análisis dinámico. Esto se hace para evaluar
los efectos de la incursión en el rango inelástico de la estructura durante un sismo
severo.
Cuadro 32. Desplazamientos laterales de entrepiso en ambas direcciones

NIVEL Deriva X-X NIVEL Deriva Y-Y
ENTRE PISO (%) ENTRE PISO(%)
NIVEL 8 0.57 NIVEL 8 0.31
Fuente. Etabs 2016.
Observamos que en la dirección X-X tenemos una deriva máxima de 0.5%, que
se da en el piso 4. y en la dirección Y-Y tenemos en el mismo piso una deriva
máxima de 0.48%. Según la Norma E.030, la deriva máxima para un edificio de
concreto armado es de 0.7%. Considerando que el sistema es de muros
estructurales, es de esperar que los desplazamientos estén controlados con
holgura.
3.4.7 Junta de separación sísmica

Para evitar el contacto entre estructuras vecinas durante el movimiento sísmico,
la norma específica una distancia mínima (s) que debe ser mayor a los siguientes
valores:
 2/3 de la suma de los desplazamientos máximos de los bloques adyacentes.
 3 cm
 S = 3 + 0.004(h – 500) h y s en cm.
 Donde h es la altura medida desde el nivel del terreno natural hasta el nivel
considerado para evaluar s.
 Al no conocer los desplazamientos de las edificaciones vecinas, sólo podemos
64
 hallar el valor de “s” según dos de los criterios, considerando la altura del
edificio 19.15m.
 3 cm
 S = 3 + 0.004(2385 – 500) = 10.54 cm
 Adicional a esto, la norma también indica que el edificio deberá separarse del
límite de propiedad una distancia que no será menor que:
 2/3 del desplazamiento máximo del edificio, hallado según Artículo 16 (16.4)
de la norma E.030.
 S/2, según valor de S calculado anteriormente.
Como no conocemos el desplazamiento del edificio vecino, no podemos

establecer un valor exacto de la junta, sin embargo, sí podemos cumplir con el
criterio de separarnos del límite de propiedad una distancia mínima según lo
indicado anteriormente. Así tenemos para la dirección YY:
 2/3 Máximo Desplazamiento = 2/3×11.4 = 7.60 cm ≅ 3”

 S/2 = 10.54/2 = 5.27 cm
Entonces nuestro edificio se separará del límite de propiedad las siguientes

dimensiones a partir del nivel +0.00:
 3” a lo largo de los ejes G y F.
3.4.7.1 Control de efectos de segundo orden (P-Delta)

Dado que los factores de escalamiento incrementan en más del 10% las fuerzas
internas de los elementos, es necesario comprobar que los efectos de segundo
orden no sean significativos.
La Norma E.030 define el coeficiente de estabilidad Q. Si el valor de Q es mayor
a 0.1, necesitamos realizar un análisis especial de los efectos de segundo orden.
𝑁𝑖 ∗ ∆𝑖
𝑄=
𝑉𝑖 ∗ ℎ𝑒𝑖 ∗ 𝑅
Donde:
𝑁𝑖 = Fuerza Axial de entrepiso.
∆𝑖= Desplazamiento de entrepiso.
𝑉𝑖= Fuerza cortante de entrepiso.
ℎ𝑒𝑖 = Altura de entrepiso.
𝑅= Factor de reducción sísmica.
65
Cuadro 33. Derivas en ambas direcciones
H(ALTURA) DERIVA X DERIVA Y
ENTREPISO
(Deriva/h) (Deriva /h)
2.65 0.0044 0.0041
2.65 0.0047 0.0054
2.65 0.0050 0.0063
2.65 0.0053 0.0050
2.65 0.0053 0.0073
2.65 0.0049 0.0071
2.65 0.0041 0.0061
3.3 0.0018 0.0029
Fuente. Etabs 2016.
Como vemos, se obtiene valores de muy lejanos a 0.1, por lo tanto, según lo
dispuesto en la Norma E.060 no es necesario tomar en cuenta los efectos de
segundo orden en el análisis. En este tema se ahondará en el Capítulo 9 referente
al diseño de columnas.
3.5 Diseño Estructural
3.5.1 Diseño de Losa Aligera

Para las losas aligeradas del edificio, el diseño se desarrolló por flexión y corte.
Figura 16. Sentido del aligerado en el eje “X”
66
Figura 17. Sección típica de losas aligeradas
Las losas aligeradas se diseñan por vigueta, seleccionando la vigueta más crítica
del paño para el diseño, este se aplica a las demás viguetas del paño para poder
uniformizar la distribución del refuerzo.
3.5.1.1 Diseño por flexión

Se verifico el diseño del paño entre los ejes 1-3/A-B.
Cuadro 34. Cargas de diseño para aligerado
Fuente. Etabs 2016.
Empleando la combinación de cargas U = 1.4 CM + 1.7 CV de la E.060,

obtendremos una carga última y junto con el diagrama de momento flector
obtuvimos los momentos últimos en la cara del apoyo para calcular el acero
requerido por flexión.
67
Figura 18. Diagrama de momento flector de losa aligerada
Fuente. Etabs 2016.
Cuadro 35. Cálculo del refuerzo por flexión para la vigueta en estudio
Fuente. Etabs 2016.
3.5.1.2 Diseño por corte

Como los aligerados no llevan estribos, todos los esfuerzos producidos por las
deberá tomar el concreto. La norma E.030 permite un incremento de la
resistencia para aligerados, siendo así la resistencia de diseño:
Se comprobará que la resistencia 𝜙𝑉𝑐 sea mayor que la fuerza cortante ultima
Vu, obtenida a una distancia “d” medida desde la cara de los apoyos.
68
Figura 19. Diagrama de fuerzas cortante para aligerado
Fuente. Etabs 2016.
Cuadro 36. Verificación por corte de la vigueta en estudio.
Fuente: Etabs 2016.
3.5.1.3 Refuerzo por temperatura

Consideramos la losa superior del aligerado (h=5cm) y un metro de ancho de
sección. Según norma, el ρ=0.0025 para barras lisas. Entonces tendremos:
𝐴𝑠𝑡 = 0.0025𝑥100𝑥5 = 1.25 𝑐𝑚2/𝑚
Si consideramos barras de 𝜙1/4”, =0.32cm2, hallamos el espaciamiento:
𝑠 =0.32/1.25= 26 𝑐𝑚
Por lo tanto, se colocará barras lisas de 𝜙 1/4” @25 cm como refuerzo por
temperatura.
3.5.2 Diseño de losa Maciza

Según la norma E.030, las losas armadas en dos direcciones se analizan mediante
el método directo y el método de coeficientes; y para nuestro caso, analizaremos
las losas mediante el programa SAP 2000. La combinación de cargas más crítica
en las losas macizas será 1.4CM+1.7CV, se calcula la carga última repartida y se
la asigna al modelo.

Para el cálculo del refuerzo por flexión se consideran secciones de un metro de
ancho (b=100 cm), y se procede de forma similar que, con los aligerados.
69
Se verifico el diseño del paño entre los ejes 7-8/B-C.
Del metrado de cargas tenemos:

WD=0.68 ton/m2
WL=0.2 ton/m2
Hallando la carga última de diseño: Wu = 1.4 CM + 1.7 CV=1.30 ton/m2
Para los momentos paralelos a X-X tenemos el siguiente diagrama, el cual se

usará para diseñar el refuerzo en la dirección del eje X.
Figura 20. Diagrama de momentos de la losa maciza en la dirección X-X (ton-m/m).

Fuente. SAP 2000.
Para los momentos paralelos a Y-Y tenemos el siguiente diagrama, el cual se

usará para diseñar el refuerzo en la dirección del eje Y.
Figura 21. Diagrama de momentos de la losa maciza en la dirección X-X (ton-m/m).

Fuente. SAP 2000.
70
Primero calculamos el acero mínimo por contracción y temperatura:
𝐴𝑠𝑚𝑖𝑛= 0.0018𝑏h = 0.0018𝑥100𝑥17= 3.06 𝑐𝑚2/𝑚𝑙
Cuadro 37. Cálculo del refuerzo por flexión para la losa maciza en estudio.
Fuente. Etabs 2016.

El diseño es similar que, en los aligerados, ya que estas losas tampoco cuentan
con refuerzo por corte. La norma E.060 no especifica el incremente del 10% que
se usa en los aligerados, entonces tenemos:
Comprobando que 𝜙Vc > Vu, medida (distancia d) desde la cara de los apoyos.
Para las fuerzas cortantes en la dirección X-X tenemos el siguiente diagrama.
Figura 22. Diagrama de fuerzas cortantes de la losa maciza en la dirección X-X (ton/m).
Fuente. SAP 2000.
71
Figura 23. Diagrama de fuerzas cortantes de la losa maciza en la dirección Y-Y (ton/m).
Fuente. SAP 2000
Se obtienen las fuerzas máximas, las cuales se ubican en los puntos señalados en
los diagramas. Verificando los requerimientos de resistencia y observando que
cumple con estos, tenemos:
Cuadro 38. Verificación por corte de la losa maciza en estudio.
Fuente. Etabs 2016.
3.5.3 Diseño de Vigas

Las vigas serán modeladas como parte de pórticos considerando la rigidez de los
apoyos (columnas). También consideramos todas las combinaciones de carga
estipuladas en la norma, ya que las vigas si pueden absorber cargas de sismos.
U= 1.4 CM + 1.7 CV
U= 1.25(CM+CV) ± CS
U= 0.9 CM±CS
72
Figura 24. Diagrama de momento flector del pórtico de análisis.
Fuente. Etabs 216.

El siguiente gráfico muestra la sección de una viga rectangular sub reforzada
en el momento de falla, el acero se encuentra en la etapa de fluencia y el
concreto ha llegado a su máximas deformación.
Figura 25. Sección de viga rectangular en el momento de falla

Fuente. Libro de Diseño de Concreto Armado, Roberto Morales
Se procederá con el diseño del pórtico presentado que corresponde al pórtico

más cargado dentro de la estructura (Eje B en Plano). Para ello seleccionamos
la combinación den porque me da los momentos más críticos de las vigas,
además se verificó que las cuantías de acero de diseño sean mayores a las
mínimas y/o menores estipuladas en la norma E.060.
73
Figura 26. Diagrama de momento flector de la viga de diseño.
Fuente. Etabs 2016.
Figura 27. Sección de viga predimensionada
Cálculo del acero negativo (-)
Primer Apoyo
Datos:
B = 25 cm
ɸ = 0.90
d = 44 cm
fć = 210 kg/cm²
fy = 4200 kg/cm²
Mu = 3.29 tn.m
As- calculado = 8.57 cm²

As- Colocado = 3.25 cm² → 3 Ø 3/4” + 3 Ø 5/8”
𝐴𝑠
𝜌= = 0.0038
𝑏∗𝑑
74
14
𝜌 min = = 0.0038
𝑓𝑦
0.85 𝛽1 𝑓´𝑐 6000
𝜌𝑏 = ( ) = 0.02125
𝑓𝑦 6000 + 𝑓𝑦
𝜌 máx = 0.5𝜌𝑏 = 0.0106 OK.
Segundo Apoyo
Datos:
B = 25 cm
ɸ = 0.90
d = 44 cm
fć = 210 kg/cm²
fy = 4200 kg/cm²
Mu = 1.94 tn.m

As- Colocado = 3.25 cm² → 3 Ø 3/4” + 3 Ø 5/8”
𝐴𝑠
𝜌= = 0.0038
𝑏∗𝑑
14
𝜌 min = = 0.0038
𝑓𝑦
0.85 𝛽1 𝑓´𝑐 6000
𝜌𝑏 = ( ) = 0.02125
𝑓𝑦 6000 + 𝑓𝑦
𝜌 máx = 0.5𝜌𝑏 = 0.0106 OK.
Cálculo del acero positivo (+)
Entre apoyos
Datos:
B = 25 cm
ɸ = 0.90
d = 44 cm
fć = 210 kg/cm²
fy = 4200 kg/cm²
Mu = 7.42 tn.m
75
As- Colocado = 7.29 cm² → 6 Ø 3/4”
𝐴𝑠
𝜌= = 0.0092
𝑏∗𝑑
14
𝜌 min = = 0.0033
𝑓𝑦
0.85 𝛽1 𝑓´𝑐 6000
𝜌𝑏 = ( ) = 0.02125
𝑓𝑦 6000 + 𝑓𝑦
𝜌 máx = 0.5𝜌𝑏 = 0.0106 OK.

La resistencia al corte de la sección vendrá dada por la suma de los aportes del
concreto y el acero. El aporte del concreto se calcula de igual manera que para
las losas macizas.
La norma E.060 específica para el cálculo del refuerzo por corte perpendicular
al eje de la viga a la siguiente expresión:
Figura 28. Diagrama de fuerzas cortantes de la viga de diseño.

Fuente. Etabs 2016.
Confinamiento inicial de viga

Datos:
B = 25 cm
ɸ = 0.85
76
d = 44 cm
fć = 210 kg/cm²
fy = 4200 kg/cm²
Vud = 1.94 tn.m
Resistencia nominal a cortante

Vn = Vc + Vs
Vn = 9.52 Tn
Resistencia nominal al cortante proporcionada por el concreto
𝑉𝑐 = 0.53 √𝑓´𝑐 𝑏 𝑑
Vc = 6.57 Tn
Resistencia nominal a cortante proporcionada por el refuerzo por cortante
𝐴𝑣 𝑓𝑦 𝑑
𝑉𝑠 =
𝑆
Vs = Vn – Vc = 2.95 Tn
Diseño por corte usando estribos ø 3/8”; Av = 2x0.71=1.42 cm².
𝐴𝑣 𝑓𝑦 𝑑
𝑆= = 69.24 𝑐𝑚
𝑉𝑠
Diseño de refuerzo transversal según norma E.60 Concreto armado:
a) Longitud de confinamiento
Ld = 2d
Ld = 68.50 cm
b) Separación de refuerzo transversal en zona de confinamiento

Se tomará el menor valor de las siguientes expresiones:
𝑑
ø8; varilla longitudinal; ø24 estribros; 3 cm
4
𝑑
=8.56 cm; 10.16 cm; 17.04 cm; 30 cm
4
Por lo calculado anteriormente se considerará una separación de estribos de
8 cm.
c) Separación de refuerzo transversal en zona no confinada

Se tomará el menor valor de las siguientes expresiones:
𝑑
;20 cm => Usar Ф 3/8”: 1@0.05, 10@0.10 y Rto @ 0.20
2
77
3.5.3.3 Control de fisuración
Las fisuras son inevitables cuando el refuerzo por flexión de una viga empieza a
trabajar en condiciones de servicio; sin embargo, deben ser controladas para no
afectar la estética y la integridad del elemento.
3.5.3.4 Cortado de deflexiones

Cada tramo de la viga está compuesto con un extremo apoyado y otro extremo
continuo. Según la tabla 9.1 de la Norma E.060, para esta condición la viga en
cada tramo debe contar con un peralte mínimo de Ln/18.5. Tenemos para cada
tramo:
𝑙𝑛 3.65
ℎ min = = = 20𝑐𝑚
18.5 18.5
La viga cuenta con h = 50 cm, por lo tanto, se cumple con los requerimientos de
peralte mínimo a menos que se calculen las deflexiones, según la Norma E.060.
3.5.3.5 Cortado del refuerzo

La Norma E.060 exige una serie de requisitos para asegurar una adecuada
longitud de desarrollo en lugares donde se corte el refuerzo, a continuación, se
presentan algunos de los más importantes:
El refuerzo se debe extender, más allá del punto en el que ya no es necesario para
resistir flexión, una distancia igual a d ó 12b, la que sea mayor, excepto en los
apoyos de vigas simplemente apoyadas y en el extremo libre de los voladizos.
 Cuando existan dos o más bastones, el refuerzo que continúa deberá tener
una longitud de anclaje mayor o igual a la longitud de desarrollo ld más allá
del punto donde el refuerzo que se ha cortado o doblado no es necesario
por cálculo.
 El refuerzo por flexión no debe terminarse en una zona de tracción, a menos
que se satisfaga alguno de los siguientes requisitos:
Vu en el punto terminal no excede 2/3 de ∅ Vn.
El refuerzo que continúa proporciona el doble del área requerida por la flexión
en el punto terminal y Vu no excede ¾ ∅ Vn.
78
 Por lo menos 1/3 del refuerzo para momento positivo se debe prolongar a
lo largo de la misma cara del elemento hasta el apoyo. En las vigas, dicho
refuerzo se debe prolongar por lo menos 15 cm dentro del apoyo.
 Por lo menos 1/3 del refuerzo total por tracción en el apoyo proporcionado
para resistir momento negativo debe tener una longitud embebida más allá
del punto de inflexión, no menor que d, 12db ó ln/16, la que sea mayor.
 El refuerzo para momento negativo debe tener una longitud embebida en el
tramo según los requerimientos de longitud de anclaje.
 Se deberá tener en cuenta lo descrito respecto a las disposiciones para el
diseño sísmico por flexión.
Estas disposiciones se resumen en el siguiente esquema:
Figura 29. Condiciones para el corte del refuerzo.

Fuente. Libro Diseño de Concreto Armado. Roberto Morales
79
3.5.4 Diseño de Columnas
Para el diseño de columnas se empleó el programa SAP 2000, exportando los
datos de nuestro edificio del programa Etabs y teniendo en cuenta los
requerimientos de las respectivas normas. Obteniendo las cargas sísmicas y de
gravedad, las combinaciones que establece la norma para columnas son:
U = 1.4CM + 1.7CV
U = 1.25(CM + CV) ± CS
U = 0.9CM ± CS
3.5.4.1 Diseño por flexocompresión uniaxial

El diseño es un procedimiento iterativo, se empieza asumiendo una armadura
para la sección y se elaboran los diagramas de interacción correspondientes a
cada dirección del análisis, usando los factores de reducción especificados para
cada tipo de solicitación. Para dar por concluido el diseño, todas las
combinaciones de carga deben cumplir con ubicarse por debajo de la curva de
resistencia de la sección asumida; y dependiendo de la holgura en la iteración,
también se debe considerar disminuir la armadura.
Como uniformizamos columnas, las dimensiones son las mismas, y el ejemplo

de diseño elaborado en SAP 2000 es el siguiente:
Figura 30. Modelo de la sección de la columna en SAP 2000

Fuente. SAP 2000.
80
Figura 31. Pesos y momentos exportados del Etabs al SAP 2000.
Fuente. SAP 2000.
500 500
400 400
300 300
200 200
100 100
0 0
-100 -50 -100 0 50 100 -40 -20 -100 0 20 40
-200 -200
-300 -300
Figura 32. Puntos Mu y Pu de los diagramas de iteración para cada dirección.

Fuente. Microsoft Excel 2013.
Del diseño por flexocompresión anterior obtenemos que las columnas serán:
=> 18 Ф 3/4” con 2 estribos y 6 ganchos de Ф 3/8” 1 @ 0.05, 10 @0.10 y Rto @ 0.20
81
3.5.4.2 Efectos de esbeltez
La norma permite ignorar los efectos de esbeltez en estructuras sin
desplazamiento lateral si se satisface que:
Donde:
M1 = Menor momento de diseño en uno de los extremos de la columna,
positivo si el elemento está flexionado en curvatura simple y negativo si hay
doble curvatura.
M2 = Mayor momento de diseño en uno de los extremos de la columna,
siempre positivo.
k = Factor de longitud efectiva. La Norma E.060 indica que para estructuras
sin
desplazamiento lateral se puede asumir =1 conservadoramente.
lu = Longitud sin arriostrar en la columna.
r = Radio de giro de la sección transversal.
Verificando en ambas direcciones, y considerando el radio de giro 𝑟 igual a 0.3h,

𝑙𝑢 como la altura de entrepiso 265 cm y 𝑘 =1; tenemos:
Para la dirección X-X: 𝑘 𝑙𝑢 / 𝑟𝑥 = 1x265/(0.3x70) = 12.61
Para la dirección Y-Y: 𝑘 𝑙𝑢 / 𝑟𝑦 = 1x265/(0.3x25) = 35.33
Se verifica que en ambas direcciones el valor de 𝑘𝑙𝑢/𝑟 es menor que 40, por lo
tanto, no se tomarán en cuenta los efectos de la esbeltez para esta columna.

La fuerza cortante ultima de diseño es Vu = 51.3 tn, fue obtenido considerando
las capacidades en los nudos de las columnas para la combinación más
desfavorable.
La norma establece la siguiente expresión para estimar el aporte del concreto a
la resistencia en elementos sometidos a compresión
Donde Nu es la carga axial en kg y positiva por ser de compresión. Al igual que

las vigas, las columnas llevan estribos que sirven como refuerzo por corte.
82
La resistencia requerida para el acero y el espaciamiento necesario se calcula
mediante:
Observamos que Vu > ØVc. Considerando estribos triples de Ø3/8” tenemos 6

ramas en cada espaciamiento, Av = 6Ab = 6x0.71 = 4.26 cm2. Calculando la
resistencia y el espaciamiento requeridos para el refuerzo, tenemos:
Por fuerza cortante se requiere 32cm de espaciamiento. Considerando lo

dispuesto por la Norma E060, la zona de confinamiento debe ser como mínimo
el mayor entre:
 Ln/6 = 235/6 = 40 cm
 La mayor dimensión: 70cm
 50 cm
El espaciamiento dentro de esta zona de confinamiento no será mayor que el

menor valor de:
 8 db (longitudinal 1”) = 8x1x2.54 = 20.32cm
 La mitad de la menor dimensión: 30/2 = 15.00cm
 10 cm
Fuera de la zona de confinamiento, el espaciamiento no será mayor que:

 El requerido por Vu: 32 cm
 d/2 = 64/2 = 32
 48db (estribos de Ø3/8”) = 48x3/8x2.54= 45.52 cm
 La menor dimensión: 30 cm
 30cm
83
En el nudo, el espaciamiento no será mayor que:
 𝑆𝑚á𝑥 =𝐴𝑣𝑓𝑦/0.2v𝑓'𝑐𝑏𝑤 = (4.26𝑥4200) /(0.2×v280×70) =75
 𝑆𝑚á𝑥 =𝐴𝑣𝑓𝑦/3.5𝑏𝑤= (4.26 𝑥 4200) / (3.5×70) = 73
 15 cm30cm
3.5.5 Diseño de Muros Estructurales

Según las Normas E.060, para la gran dimensión que presentan los muros de corte,
especifica cuantías mínimas de refuerzo para evitar fisuración:
Esto siempre y cuando no se necesite cuantías mayores por corte, con un

espaciamiento no mayor a tres veces el espesor del muro.
3.5.5.1 Diseño por flexión y carga axial

Se desarrolló el diseño del muro de corte del eje 3, dicha placa nace de la
cimentación y su sección critica se encuentra en la base del primer piso. Por
combinaciones de carga Pu y Mu obtenemos los siguientes resultados:
Cuadro 39. Combinaciones de carga Pu y Mu para la placa de diseño
84
Fuente. Etabs 2016.
Se consideró núcleos confinados de 25x70cm en los extremos, con 12 barras

de 𝜙3/4” en cada núcleo. Adicionalmente en el resto de la sección se consideró
2 barras de 1/2” separadas cada 10 cm.
Figura 33. Armado por flexión y carga axial para la placa de estudio
Figura 34. Puntos Mu y Pu de los diagramas de iteración para ambas direcciones.

Fuente. Microsoft Excel 2013
85
Tenemos aproximadamente 39.9 cm2 de acero en cada extremo, cercanos a los
39 cm2 estimados con la ecuación aproximada. Efectuando los diagramas de
iteración tenemos que el refuerzo asumido cumple con los requerimientos para
la dirección XX con un margen aceptable.

Para la combinación “1.25(CM+CV)-CSX” obtenemos = 66.86ton. La
capacidad asociada a la carga Pu=137 ton es Mnx-x =917.12 ton-m. Hallando
la fuerza cortante de diseño tenemos:
Para el esfuerzo cortante, la resistencia requerida para el acero es:
𝑨𝒔 = 𝜌𝑏h = 1.23%𝑥25𝑥100 =30.75 cm2/ml
El refuerzo se redistribuirá en ambas caras, teniendo 15.375 cm2/m.

Calculando la separación necesaria para barras de 𝜙1/2”
El espaciamiento calculado cumple con los máximos establecidos, por lo que

el refuerzo horizontal será 2 barras de 1/2” separadas cada 8.5 cm. Para la
cuantía del refuerzo vertical, tenemos:
86
Obteniendo así una cuantía vertical de orden de 1.26%, muy superior al mínimo
de 1.07%. El diseño final de la placa será:
Figura 35. Armado final para la placa de estudio
3.5.6 Disipadores de Energía Shear Link Bozzo
3.5.6.1 Selección de los dispositivos de protección sísmica SLB

El disipador Shear-Link propuesto está basado inicialmente en el
arriostramiento excéntrico de pórticos ya que la forma global es una sección en
I bien rigidizada como muestra la ilustración 72. Esta sección en I permite
potencialmente una disipación de energía óptima en toda el alma. Sin embargo,
el sistema no está basado en formas estándar o especialmente soldadas. El
dispositivo se obtiene por fresado a partir de una platina plana. Este proceso de
fabricación propuesto por Cahís (1998) permite áreas disipativas muy delgadas
sin soldar. Por otra parte, como en las diagonales excéntricas, la disipación de
energía es muy estable siempre que se evite la abolladura del alma.
Otra característica importante del disipador SL es que presenta un modo doble

de trabajo. Inicialmente la energía es disipada principalmente en el alma por
las tensiones uniformes de cortante en un “modo de cortante”. Después de la
degradación del alma los rigidizadores continúan disipando energía en un
modo de flexión. La deformada cambia significativamente entre estos modos
de una lineal a otra curvada. La importancia de esta característica es que
proporciona un sistema robusto que continúa disipando energía incluso después
de que el alma se degrada. Aunque en el diseño de la conexión se cuenta sólo
con el primer modo de trabajo, el segundo proporciona un factor de seguridad
adicional.
87
Figura 36. Geometría del dispositivo Disip1SL30_2.
Figura 37. Tensiones de Von Mises para un desplazamiento impuesto de 20mm del
dispositivo Disip1SL30_2.
3.5.6.2 Predimensionamiento de los dispositivos de protección sísmica

Inicialmente se definirá los dispositivos disipadores como elementos tipo frame
rectangulares de dimensiones 30cm x 2cm para así obtener la cortante inicial
para un prediseño.
Figura 38. Modelado de disipador mediante elementos frame con geometría rectangular y
propiedades de acero estructural tipo A36 (ETAPA INICIAL).
Fuente. Etabs 2016.
88
Se asignan los disipadores en ambos extremos del panel de concreto. Es
importante liberar el extremo del disipador para no tomar fuerza axial.
Figura 39. Panel disipativo de concreto + disipador sísmico (modelado tipo “frame”)
para prediseño.
Fuente. Etabs 2016.
Figura 40. Detalle del dispositivo con la rótula para liberar la fuerza axial y el
respectivo brazo rígido desde el centro de la Viga Secundaría.
Fuente. Etabs 2016.
89
Se deberá confirmar que los elementos modelados como “disipador” se
encuentren definidos en el plano del muro por lo que se recomienda extruir la
vista para visualizar gráficamente y confirmar la orientación de sus ejes
locales.
Figura 41. Confirmación de orientación de la placa disipativa.

Fuente. Etabs 2016.
Se procede a determinar los cortantes en el dispositivo del primer piso para su

predimensionamiento utilizando la tabla (Hurtado et al 2008).
Figura 42. Cortante en dispositivos de segundo nivel.

Fuente. Etabs 2016.
90
Selección del dispositivo Shear Link Bozzo (SLB) de acuerdo a su demanda
cortante (Fy- Fuerza de plastificación)
Figura 43. Valores característicos de los dispositivos tipo Shear Link

Bozzo SLB (Hurtado et al 2008)
A continuación, se muestra los dispositivos seleccionados.
Figura 44. Dispositivos de protección SL20-4; SL15-3.
91
3.5.6.3 Definición de las características no lineales de los disipadores SLB
3.5.6.3.1 Asignación de parámetros de disipadores

Se asigna la respuesta no lineal de las conexiones SLB utilizando el modelo
plástico de Wen por medio de elementos no lineales tipo link. NOTA. Se
deberá liberar la fuerza axial en estos elementos.
Figura 45. Asignación de propiedades no lineales a elementos “link” (disipador SL)

Fuente. Etabs 2016.
Figura 46. Asignación los parámetros de diseño del disipador.

Fuente. Etabs 2016.
92
3.5.6.4 Análisis Dinámico Tiempo Historia
Para verificar el desempeño de los disipadores, se emplearon los registros de
Huaraz (31 de mayo de 1970) y se aplicó el escalamiento y acople espectral,
empleando el software seísmo match:
Figura 47. Espectro escalado sismo match Moquegua EW y NS (31 de mayo

de 1970) ACELEROGRAMA.
Fuente. Etabs 2016.

configuración en su primera fase de comportamiento lineal.
Fuente. Etabs 2016.
93
Figura 49. Vista de la señal en el programa.
Fuente. Etabs 2016.
Figura 50. Fuerza cortante en los dispositivos SLBX 15_4 y SLBX 15_2 luego del
análisis Tiempo Historia Lineal. Eje 2, entre G y B.
Fuente. Etabs 2016.
94
Mediante un factor de reducción denominado F=12 se divide la fuerza cortante
para elegir el disipador definitivo para el análisis Tiempo Historia No Lineal.
Figura 51. Dispositivos luego del análisis Tiempo Historia Lineal. Eje 2, entre G y B.
Fuente. Etabs 2016.

configuración en su primera fase de comportamiento No Lineal.
Fuente. Etabs 2016.
95
Figura 53. Fuerza cortante en los dispositivos SLBx 10_4 y SLBx 8_5.
Fuente. Etabs 2016.
3.5.7 Diseño de Cimentación

El tipo de cimentación optado para el presente proyecto es la platea de
cimentación.
3.5.7.1 Comportamiento e idealización de la platea
Figura 54. Comportamiento de la platea e idealización del suelo
96
Para el análisis de la cimentación de uso el programa SAFE, el cual empleo
el método de elementos finitos para la obtención de las presiones actuantes
en el terreno y los esfuerzos internos en la platea de cimentación, tomando en
cuenta las tracciones del suelo.
Figura 65. Modelo estructural de la platea de cimentación

Fuente. SAFE 2016.
3.5.7.2 Esfuerzo cortante en el suelo

Según la Norma E.060, la presión admisible solo puede incrementar en 30%
aplicando para casos de carga que incluyen efectos sísmicos. Las
combinaciones de cargas a verificar las presiones actuantes sobre el terreno
son:
Figura 56. Presiones en el suelo debido a cargas de gravedad (CM + CV)

Fuente. SAFE 2016.
97
3.5.7.3 Diseño por flexión y cortante en la platea
Se tomaron las mismas consideraciones de diseño que para la losa maciza, ya
que la platea de cimentación también es una losa de concreto que trabaja en
dos direcciones.
Figura 57. Distribución de M. F. en la dirección X debido a cargas de gravedad

Fuente. SAFE 2016.
Figura 58. Distribución de M. F. en la dirección Y debido a cargas de gravedad

Fuente. SAFE 2016.
98
Figura 59. Distribución de F. C. en la dirección X debido a cargas de gravedad.
Fuente. SAFE 2016.
Figura 60. Distribución de F. C. en la dirección Y debido a cargas de gravedad.

Fuente. SAFE 2016.
99
IV. DISCUSIÓN
En la investigación de López y Plasencia (2017) “Diseño estructural del edificio

multifamiliar las flores del golf de 9 niveles empleando disipadores de energía “shear
link bozzo””, comprobó la seguridad del disipador SLB, en la cual el empleo de estos
sistemas de protección comprobó en el análisis sismorresistente el cumplimiento de
los parámetros especificados en la Norma E.030. A la cual puedo añadir que la
inclusión de disipadores Sheark Link Bozzo permite disminuir los daños propensos
ante un sismo; en comparación a una edificación desprovista de cualquier sistema de
protección.
En la tesis de Corpus y Morales (2015) “Análisis sísmico comparativo entre un

sistema dual y el sistema de reforzamiento con disipadores de fluido viscoso para un
edificio en el distrito de Víctor Larco herrera aplicando ETABS 2013”, evaluó qué
sistema estructural es más favorable, comparando un sistema de reforzamiento con
muros estructurales con uno con disipadores de fluido viscoso, modelando tanto
estática como dinámicamente y determinando su comportamiento ante un sismo.
Luego del estudio, se concluyó que el sistema de muros estructurales requiere
reestructuración y reparación, caso contrario del sistema de disipación de fluido
viscoso, que solo necesitará una nueva calibración por parte de la compañía
contratada. Es por ello que en mi presente trabajo de investigación opte por el uso de
algún sistema de protección, eligiendo los disipadores Sheark Link Bozzo, por ser
más económicos y porque su creador es un ingeniero peruano, el Ing. Luis Bozzo.
En la Investigación de Cano y Zumaeta (2012) “Diseño estructural de una edificación

con disipadores de energía y análisis comparativo sísmico entre el edificio
convencional y el edificio con disipadores de energía para un sismo severo”,
seleccionó una edificación de 3 pisos con 232 m2 de área techada por piso, dando una
deriva de 9‰, la cual superaba el límite consentido por la norma NTE E-030 (7‰).
Luego optó por la utilización de un sistema de amortiguamiento fluido-viscoso y
viscoelásticos para cumplir satisfactoriamente con el límite mencionado
anteriormente. Los resultados obtenidos con el sistema de amortiguamiento fluido-
viscoso lograron la reducción de la deriva a menos de 5.8‰ e incrementar en un 25%
el amortiguamiento con el sistema de amortiguamiento viscoelástico.
100
V. CONCLUSIONES
 El estudio topográfico se efectuó con estación total al terreno de 416 m2 de

área, consignado para el edificio de disipadores de energía de 8 niveles, con
una pendiente menor al 1%, sin relieves pronunciadas importantes,
observándose que el terreno es relativamente plano.
 El diseño arquitectónico del edificio de 8 niveles con disipadores de energía,

se realizó, cumpliendo los requisitos de dimensiones mínimas de los
ambientes destinados para vivienda (edifico multifamiliar), mencionadas en
la norma técnica peruana A.010 Condiciones generales de diseño y en la
A.020 Vivienda. cimentación de 1.50 m
 Se efectuó el EMS en el laboratorio de suelos de la UCV, realizando 3

calicatas de acuerdo al área del terreno (416 m2) a una profundidad de 3 m
cada una, obteniendo como clasificación del suelo SUCS, una arena mal
graduada, con una capacidad portante de 1.28 kg/cm2 a una profundidad de
cimentación de 1.50 m.
 El análisis sismorresistente del edificio de 8 niveles con disipadores de

energía se realizó con el software Etabs, el cual nos permitió minimizar el
tiempo de creación del modelo con una aproximación en lo que es el
comportamiento real de la estructura con disipadores. El análisis final
consistió en el Tiempo Historia conjuntamente con los disipadores SLB, el
cual nos dio como resultados que los valores obtenido del desplazamiento en
el eje “X” y eje “Y” se encuentran en el rango permisible según la Norma
E.03, tanto para el análisis estático como el dinámico.
 La realización del diseño estructural de los elementos de concreto armado del

edificio fue realizado mediante los softwares Etabs, SAFE y SAP, los cuales
brindaron las cuantías de acero de manera rápida; contemplando los
requerimientos mínimos establecidos por nuestras normas y combinaciones
de cargas correspondientes y para la elección de disipadores, se optó por los
Shear Link, los cuales están basados inicialmente en el arriostramiento
101
excéntrico de pórticos lo que permite potencialmente una disipación de
energía óptima en toda el alma, asegurando de esta manera la funcionalidad
y continuidad del edificio.
102
VI. RECOMENDACIONES
 Se recomienda que, para futuro proyectos, los resultados obtenidos de los para la
etapa tanto de análisis como de diseño, sean examinados y comparados con la
teoría de análisis y diseño estructural, para que de esta manera se pueda asumir
con responsabilidad los cálculos y valores obtenidos de estos para posteriormente
efectuar el diseño estructural de manera que cumplan siempre los requerimientos
mínimos establecidos por las normas correspondientes.
 Se recomienda el uso de cualquier disipador de energía para edificios de gran

altura, para que esta manera se pueda garantizar más aun la seguridad de estos.
Por otra parte, cabe resaltar que los disipadores Sheark Link Bozzo se encuentran
con un costo cómodo en el mercado peruano ($250.00 - $ 150.00) en comparación
con otros sistemas de protección. correspondientes.
 Finalmente se recomienda que los futuros proyectos que cuenten con sistemas de
protección, contengan un manual para poder darle mantenimiento cada cierto
tiempo que sea necesario y evaluación de estos sistemas de protección.
103
REFERENCIAS
- AGUIAR, Roberto. “Reforzamiento de estructuras con disipadores de energía y

reforzamiento clásico aplicado a una estructura de la escuela sucre”. Tesis (Bachiller en
Ingeniería Civil). Ecuador. Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE. 2012. 12 pp.
Disponible en:
https://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/7999/1/AC-C-ESPE-047662.pdf
- AGUIAR, Roberto. “Análisis sísmico de edificios”. [en línea] Ecuador. Escuela

Politécnica del Ejercito. Abril, 2008. 705 pp. [fecha de consulta: 29 de abril de 2018]
Disponible en:
https://www.researchgate.net/publication/279188057_Analisis_Sismico_de_Edificios
ISBN: 978-9978-30-104-3
- BOZA, Zuen y GALÁN, Danny. “Diseño de un edificio aporticado con disipadores en

arreglo Chevron”. Tesis (Bachiller en Ingeniería Civil). Perú. Pontifica Universidad
Católica del Perú. 2013. 76 pp.
Disponible en:
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/bitstream/handle/123456789/4518/BOZA_ZUEN_Y
_GALAN_DANNY_DISIPADORES_ENERGIA_CHEVRON.pdf?sequence=1&isAllo
wed=y
- BOZZO, Luis y GAXIOLA, Gustavo. El Concepto “Rígido-Flexible-Dúctil” Y Las

Conexiones SLB. [En línea] México. Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica. Acapulco
2015. 20 pp. [Fecha de consulta: 2 de mayo del 2018]
Disponible en: http://www.academia.edu/30347209/EL_CONCEPTO_RIGIDO-
FLEXIBLE-DUCTIL_Y_LAS_CONEXIONES_SLB
- BOZZO, Luis y BARBAT, Alex. Nonlinear response of structures with sliding base
isolation. [En línea]. México. Journal of structural control. Acapulco 1995. [Fecha de
consulta: 1 de mayo del 2018]
Disponible en: https://onlinelibrary.wiley.com/journal/1538523x
- BOZZO, Luis, LOTI, Dora, LÓPEZ, Francisco. Design criteria for earthquake resistant
builndigs with energy dissiptors. [En línea]. México. Elevent world conference on
erthquake engineering. Acapulco. 1998. [Fecha de consulta: 16 de junio del 2018]
Disponible en: http://www.iitk.ac.in/nicee/wcee/article/11_1933.PDF
104
- CANO, Himler y ZUMAETA, Ener. “Diseño estructural de una edificación con
disipadores de energía y análisis comparativo sísmico entre el edificio convencional y el
edificio con disipadores de energía para un sismo severo”. Tesis (Bachiller en Ingeniería
Civil). Perú. Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas. 2012. 125 pp.
Disponible en:
https://repositorioacademico.upc.edu.pe/bitstream/handle/10757/301565/cano_hl-pub-
delfos.pdf?sequence=2&isAllowed=y
- CARRANZA, Marco y CALDERÓN, Luisa. “Reforzamiento de una estructura

aporticada con disipadores de fluido viscoso para un mercado en la ciudad de Trujillo”.
Tesis (Bachiller en Ingeniería Civil). Perú. Universidad Privada Antenor Orrego. 2015.
178 pp.
Disponible en:
http://repositorio.upao.edu.pe/bitstream/upaorep/1141/1/CARRANZA_JOHAN_REFO
RZAMIENTO_ESTRUCTURA_APORTICADA.pdf
- CIFUENTES, Elmer y YON, Alfredo. “El estudio del proceso de diseño en la

arquitectura”. Tesis (Bachiller en Arquitectura). Guatemala. Universidad San Carlos de
Guatemala. 1982. 113 pp.
Disponible en: http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/02/02_0557.pdf
- CORPUS, Jorge y MORALES, Edwin. “Análisis sísmico comparativo entre un sistema

dual y el sistema de reforzamiento con disipadores de fluido viscoso para un edificio en
el distrito de Víctor Larco herrera aplicando ETABS 2013”. Tesis (Bachiller en Ingeniería
Civil). Perú. Universidad Privada Antenor Orrego. 2015. 102 pp.
Disponible en:
http://repositorio.upao.edu.pe/bitstream/upaorep/686/1/CORPUS_JORGE_SISMICO%
20COMPARATIVO_DUAL.pdf
- DÍAZ, Marco. “Evaluación del proyecto estructural y optimización del diseño con
disipadores de energía viscosos Taylor para una edificación esencial de 6 pisos”. Tesis
(Bachiller en Ingeniería Civil). Perú. Universidad Privada Antenor Orrego. 2014. 214 pp.
Disponible en:
http://repositorio.upao.edu.pe/bitstream/upaorep/637/1/DIAZ_MARCO_EVALUACI%
C3%93N_ESTRUCTURAL_DISIPADORES.pdf
105
- ESPINACE, Raúl y SANHUEZA, Carola. Texto guía para la Cátedra de Mecánica de
Suelos. [en línea]. Chile. Pontifica Universidad Católica de Chile. Santiago de Chile.
2004. 295 pp. [fecha consultada: 2 de mayo de 2018]
Disponible en: https://es.scribd.com/doc/130932487/Libro-Mecanica-de-Suelo
- FUENTES, Juan. “Análisis sísmico de una edificación con disipadores de fluido

viscoso”. Tesis (Bachiller en Ingeniería Civil). Perú. Pontifica Universidad Católica del
Perú. 2015. 105 pp.
Disponible en:
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/bitstream/handle/123456789/6091/FUENTES_JUA
N_ANALISIS_SISMICO_EDIFICACION_DISIPADORES_FLUIDO_VISCOSO.pdf?
sequence=1&isAllowed=y
- GAXIOLA, Gustavo, GONZALES, Herbert y BOZZO, Luis. Proceso de análisis y

diseño utilizando disipadores sísmicos SLB. [La línea] Perú. Luis Bozzo Estructuras y
Proyectos S.L. Lima 2016. [Fecha de consulta: 1 de mayo del 2018]
Disponible en: http://docplayer.es/36855090-Proceso-de-analisis-y-diseno-utilizando-
disipadores-sismicos-tipo-slb.html
- HISTORIA de los sismos más notables ocurridos en el Perú (1513 – 1974). (Enero,
1978). [en línea]. Lima: Instituto de Geología y Minería. [Fecha de consulta: 2 de mayo
de 2018]
Disponible en: http://apps.ingemmet.gob.pe/bitstream/ingemmet/251/2/C-003-Boletin-
Historia_sismos_mas_notables_Peru.pdf
- JIMÉNEZ, Gonzalo. Topografía para Ingenieros Civiles. [en línea] Colombia.

Universidad de Quindío. Armenia 2007. 190 pp. [fecha de consulta: 28 de abril de 2018]
Disponible en:
https://www.researchgate.net/profile/Gonzalo_Jimenez_Cleves/publication/256762003_
TOPOGRAFIA_PARA_INGENIEROS_CIVILES/links/00b7d523bb5a690499000000/
TOPOGRAFIA-PARA-INGENIEROS-CIVILES.pdf
- LÓPEZ, Stewart y PLASENCIA, Carlos. “Diseño estructural del edificio multifamiliar

las flores del golf de 9 niveles empleando disipadores de energía “shear link bozzo””.
Tesis (Bachiller en Ingeniería Civil). Perú. Universidad Privada Antenor Orrego. 2017.
160 pp.
Disponible en:
106
http://cip-trujillo.org/ovcipcdll/uploads/biblioteca/abstract/T0032228.pdf
- MORALES, Roberto. Diseño en Concreto Armado. [en línea] Perú. 3° Edición por
Fondo Editorial ICG (Instituto de la Construcción y Gerencia). Mayo. 2006. 226 pp.
[fecha consultada: 2 de mayo de 2018].
Disponible en: https://es.scribd.com/doc/283887100/Diseno-en-Concreto-Armado-
ROBERTO-MORALES-MORALES
- MORALES, Roberto. Deformaciones de las Estructuras. [en línea]. 2013. Revista de la

Universidad de Mendoza. [fecha de consulta: 2 de mayo de 2018]
Disponible en www.um.edu.ar/ojs-new/index.php/RUM/article/download/107/12
- NORMAS Legales (Perú). Reglamento Nacional de Edificaciones. Norma Técnica

E.020 Cargas. [en línea]. Lima: RNE, 2006. 8 pp. [fecha de consulta: 5 de mayo de 2018].
Disponible en:
http://cdnweb.construccion.org/normas/rne2012/rne2006/files/titulo3/02_E/RNE2006_
E_020.pdf

E.030 Diseño Sismorresistente. [en línea]. Lima: RNE, 2016. 30 pp. [fecha de consulta:
5 de mayo de 2018].
Disponible en:
http://cdn-web.construccion.org/normas/rne2012/rne2006/files/titulo3/02_E/DS003-
2016_E.030.pdf

E.050 Suelos y Cimentaciones. [en línea]. Lima: RNE, 2006. 18 pp. [fecha de consulta:
5 de mayo de 2018].
Disponible en:
http://cdnweb.construccion.org/normas/rne2012/rne2006/files/titulo3/02_E/RNE2006_
E_050.pdf

E.060 Concreto Armado. [en línea]. Lima. RNE, 2009. 201 pp. [fecha de consulta: 5 de
mayo de 2018].
Disponible en: http://www.construccion.org/normas/rne2012/rne2006.htm
107
- PALAZZO, Gustavo [et al]. Análisis Dinámico no lineal de una estructura de hormigón
armado con barras de pandeo restringido. [En línea] Chile. Congreso Chileno de
Sismología e Ingeniería Antisísmica. Concepción. 2005. [Fecha de consulta: 1 de mayo
del 2018]
Disponible en:
http://www.ingenieriasismica.utpl.edu.ec/sites/default/files/publicaciones/UCG-ES-
00256.pdf
- ROMERO, Daniela. licenciado “Diseño de edificaciones con disipadores de energía

sísmica de tipo fluido viscoso”. Tesis (Bachiller en Ingeniería Civil). Perú. Universidad
Nacional de Cajamarca. 2013. 146 pp.
Disponible en:
http://repositorio.unc.edu.pe/bitstream/handle/UNC/91/T%20551.22%20R763%202013
.pdf?sequence=1
- ROCHEL, Roberto. Análisis y diseño sísmico de edificios. [en línea]. Colombia. 2da.
Edición. Fondo editorial Universidad EAFIT. Medellín. 2012. 388 pp. [fecha consultada:
29 de abril del 2018].
Disponible en: https://es.slideshare.net/juantul/anlisis-y-diseo-ssmico-de-edificios-
2daed-roberto-rochel-awad
- RUIZ, Paul. “Análisis y diseño de edificios con aisladores sísmico de péndulo friccional
doble y triple”. Tesis (Bachiller en Ingeniería Civil). Perú. Pontifica Universidad Católica
del Perú. 2017. 122 pp.
Disponible en: http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/9330
- SAN BARTOLOMÉ, Ángel. Análisis de Edificios. [en línea] Perú. 1° Edición por
Fondo Editorial de la PUCP (Pontifica Universidad Católica del Perú). Marzo. 1998. 344
pp. [fecha de consulta: 2 de mayo de 2018].
Disponible en: https://es.slideshare.net/GuillermoFernandoZubieta/analisis-edificios
ISBN: 9972-42-112-0
- TAVERA, Hernando. El terremoto de la región sur del Perú del 23 de junio del 2001.
[en línea]. Perú. Instituto Geofísico del Perú. Lima 2002. 444 pp. [Fecha de consulta: 1
de mayo de 2018]
108
Disponible en:
http://intranet.igp.gob.pe/hernando.tavera/documentos/publicacion/editor/tavera_arequi
pa_2001.pdf
- VILLAREAL, Genner. Análisis Estructural. [en línea] Perú, Asamblea Nacional de

Rectores. Lima. 2009. 327 pp. [fecha consultada: 1 de mayo de 2018].
Disponible en:
http://blog.pucp.edu.pe/blog/wp-content/uploads/sites/109/2009/09/ZLibro-Analisis-
Estructural-GV.pdf
109
ANEXOS
ANEXO 1
Figura 61. Mapa del registro histórico de sismos en el Perú y las regiones que presentan
un gap sísmico
Fuente: Instituto Geofísico del Perú (IGP)
110
ANEXO 2
Figura 62. Levantamiento topográfico.
ANEXO 3
Figura 63. Estudio de mecánica de suelos.
111
ANEXO 4
Figura 64. Diseño arquitectónico.
ANEXO 5
Figura 65. Los sismos generan aceleraciones a las masas de la estructura.
112
ANEXO 6
Figura 66. La deformación de un sistema estructural es una variación del estado

físico debido a fuerzas internas y/o externas.
ANEXO 7
Cuadro 1. Datos de catálogos de los fabricantes

MATERIALES Peso KN/m3(kgf/m3)
Aislamiento de:
Corcho 2.0(200)
Fibra de vidrio 3.0(300)
Fibrocemento 6.0(600)
Poliuretano y poliestireno 2.0(200)
Albañilería de:
Adobe 16.0(1600)
Unidades de arcilla cocida sólidas 18.0(1800)
Unidades de arcilla cocida huecas 13.5(1350)
Concreto Simple de: 18.0(1800)

Cascote de ladrillo 23.0(2300)
Grava 16.0(1600)
Pómez
Concreto Armado Añadir 1.0(100)al PCS
113
Enlucido o Revoque de:
Mortero de cemento 20.0(2000)
Mortero de cal y cemento 18.5(1850)
Mortero de cal 17.0(1700)
Yeso 10.0(1000)
Líquidos
Aceites 9.3(930)
Ácido Muriático 12.0(1200)
Ácido Nítrico 15.0(1500)
Ácido sulfúrico 18.0(1800)
Agua dulce 10.0(1000)
Agua de mar 10.3(1030)
Alcohol 8.0(800)
Gasolina 6.7(670)
Kerosene 8.7(870)
Petróleo 8.7(870)
Sosa Caustica 17.0(1700)
Maderas:
Coníferas 7.5(750)
Grupo A* 11.0(1100)
Grupo B* 10.0(1000)
Grupo C* 9.0(900)
*NTE E.101 Agrupamiento de Madera para Uso Estructural
Mampostería de:
Bloques de vidrio 10.0(1000)
Caliza 24.0(2400)
Granito 26.0(2600)
Mármol 27.0(2700)
Pómez 12.0(1200)
Materiales almacenados
Azúcar 7.5(750)
Basuras Domesticas 6.6(660)
Briquetas de carbón de piedra 17.5(1750)
Carbón de piedra 15.5(1550)
Cebada 6.5(650)
Cemento 14.5(1450)
Coke 12.0(1200)
Frutas 6.5(650)
Harinas 7.0(700)
Hielo 9.2(920)
114
Leña 6.0(600)
Lignito 12.5(1250)
Papas 7.0(700)
Papel 10.0(1000)
Pastos secos 4.0(400)
Sal 10.0(1000)
Trigo, frijoles, pallares, arroz 7.5(750)
Turba 6.0(600)
Materiales amontonados
Arena húmeda 18.0(1800)
Caliza molida 16.0(1600)
Carburo 9.0(900)
Coke 5.2(520)
Escorias de altos hornos 15.0(1500)
Escorias de carbón 10.0(1000)
Grava y arena secas 16.0(1600)
Nieve fresca 1.0(100)
Piedra pómez 7.0(700)
Tierra seca 16.0(1600)
Tierra saturada 18.0(1800)
Metales
Acero 78.5(7850)
Aluminio 27.5(2750)
Bronce 85.0(8500)
Cobre 89.0(8900)
Estaño 74.0(7400)
Fundición 72.5(7250)
Hierro dulce 78.0(7800)
Latón 85.0(8500)
Mercurio 136.0(13600)
Níquel 90.0(9000)
Plomo 114.0(11400)
Zinc 69.0(690)
Otros
Acrílicos 12.0(1200)
Cartón bituminado 6.0(600)
Concreto asfaltico 24.0(2400)
Ladrillo pastelero 16.0(1600)
Losetas 24.0(2400)
Teja artesanal 16.0(1600)
Teja industrial 18.0(1800)
Vidrios 25.0(2500)
115
Losas aligeradas armadas en
una
sola dirección de Concreto
Armado
Con vigueta 0,10 m de ancho y
0,40 m entre ejes
Espesor del aligerado(m) Espesor de losa Peso propio
superior en metros Kpa(Kgf/m2)
0.17 0.05 2.8(280)
0.20 0.05 3.0(300)
0.25 0.05 3.5(350)
0.3 0.05 4.2(420)
ANEXO 8
Cuadro 2. Cargas Vivas Mínimas Repartidas

CARGAS REPARTIDAS Kpa
OCUPACIÓN O USO (Kgf/m2)
Almacenaje 5,0(500) Ver 6.4
Baños Igual a la carga principal del resto

del área, sin que sea necesario que
se exceda de 3,0(300)
Bibliotecas Ver 6.4

Salas de lectura 3,0(300)
Salas de almacenaje con estantes
Fijos(no apilables) 7,5(750)
Corredores y escaleras 4,0(400)
Centros de Educación
Aulas 2,5(250)
Talleres 3,5(350) Ver 6.4
Auditorios, gimnasios, etc De acuerdo a lugares de asambleas
Laboratorios 3,0(300)
Garajes
Para parqueo exclusivo de vehículos de
2,5 (250)
pasajeros, con altura entrada menor que 2,40 m
Para otros vehículos Ver 9.3
116
Hospitales
Salas de operación, laboratorios y zonas de servicio 3,0(300)
Cuartos 2,0(200)
Hoteles
Cuartos 2,0(200)
Salas públicas De acuerdo a lugares de asamblea
Almacenaje y servicios 5,0(500)
Industria Ver 6.4
Instituciones Penales
Celdas y zona de habitación 2,0(200)
Zonas públicas De acuerdo a lugares de asamblea
Lugares de Asamblea
Con asientos fijos 3,0(300)
Con asientos móviles 4,0(400)
Salones de baile, restaurantes, museos, gimnasios y 4,0(400)
vestíbulos de teatro y cines
Graderías y tribunas 5,0(500)
Oficinas (*)
Exceptuando salas de archivo y computación 2,5 (250)
Salas de archivo 5,0(500)
Salas de computación 2,5 (250) Ver 6.4
Teatros
Vestidores 2,0(200)
Cuarto de proyección 3,0(300) Ver 6.4
Escenario 7.5 (750)
Zonas públicas De acuerdo a lugares de asamblea
Tiendas 5,0(500) Ver 6.4

Viviendas 2,0(200)
117
ANEXO 9
Cuadro 7. Categoría de Edificaciones según su Uso

FACTOR
CATEGORÍA DESCRIPCIÓN U
A1: Establecimientos de salud del Sector Salud (públicos y
privados) del segundo y tercer nivel, según ki normado por Ver nota 1
el Ministerio de salud
A1: Edificaciones esenciales cuya función no debería
interrumpirse inmediatamente después de que ocurra
un sismo severo tales como:
Establecimientos de salud no comprendidos en la
A categoría A1
Edificaciones Puertos, aeropuertos, locales, municipales, centrales de
comunicaciones. Estaciones de bomberos, cuarteles de
Esenciales las
fuerzas armadas y policía.
Instalaciones de generación y transformación de
electricidad 1,5
reservorios y plantas de tratamiento de agua.
Todas aquellas edificaciones que puedan ser refugio después de
un
desastre, tales como instituciones educativas, institutos
superiores
tecnológicos y universales.
Se incluyen edificaciones cuyo colapso puede representar un
riesgo
adicional, tales como grandes hornos, fábricas y depósitos de
materiales inflamables o tóxicos.
Edificios que almacenen archivos e información del estado.
Edificaciones donde se reúnen gran cantidad de personas tales
como
cines, teatros estadios coliseos, centros comerciales, terminales
B de
Edificaciones pasajeros, establecimientos penitenciarios, o que guardan 1,3
Importantes patrimonios valiosos como museos y bibliotecas
También se consideran depósitos de granos y otros almacenes
importantes para el abastecimiento.
C Edificaciones comunes tales como: viviendas, oficinas, hoteles
Edificaciones restaurantes, depositos e instalaciones industriales cuya falla no 1,0
acarree peligros adicionales de incendios o fugas de
Comunes contaminantes.
D Construcciones provisionales para depósitos, casetas y otras
Edificaciones similares. Ver nota 2
Temporales
118
ANEXO 10
Cuadro 8. Coeficientes básicos de reducción de fuerzas sísmicas.

SISTEMA ESTRUCTURAL Ro
Acero:
Pórticos especiales resistentes a momentos (SMF) 8
Pórticos intermedios resistentes a momentos (IMF) 7
Pórticos ordinarios resistentes a momentos (OMF) 6
P. especiales concéntricamente arriostrados (SCBF) 8
P. ordinarios concéntricamente arriostrados (OCBF) 6
Pórticos excéntricamente arriostrados (EBF) 8
Concreto armado
Pórticos 8
Dual 7
Muros estructurales 6
Muros de ductilidad limitada (MDL) 4
Albañilería armada o confinada 3
Madera (por esfuerzos admisibles) 7
ANEXO 11
Cuadro 9. Factor de Irregularidad “Ia” e “Ip”

FACTOR
IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN ALTURA
“Ia”
Irregularidad de Rigidez – Piso Blando
Existe irregularidad de rigidez cuando, en cualquiera de las direcciones de análisis,
la distorsión de entrepiso (deriva) es mayor que 1,4 veces el correspondiente valor en
el entrepiso inmediato superior, o es mayor que 1,25 veces el promedio de las
distorsiones de entrepiso en los tres niveles superiores adyacentes. La distorsión de
entrepiso se calculará como el promedio de las distorsiones en los extremos del 0.75
entrepiso.
Irregularidades de Resistencia – Piso Débil
Existe irregularidad de resistencia cuando, en cualquiera de las direcciones de
análisis, la resistencia de un entrepiso frente a fuerzas cortantes es inferior a 80 % de
la resistencia del entrepiso inmediato superior.
Irregularidad Extrema de Rigidez
Se considera que existe irregularidad extrema en la rigidez cuando, en cualquiera de 0.5
las direcciones de análisis, la distorsión de entrepiso (deriva) es mayor que 1,6 veces
119
el correspondiente valor del entrepiso inmediato superior, o es mayor que 1,4 veces
el promedio de las distorsiones de entrepiso en los tres niveles superiores adyacentes.
La distorsión de entrepiso se calculará como el promedio de las distorsiones en los
extremos del entrepiso.
Irregularidad Extrema de Resistencia
Existe irregularidad extrema de resistencia cuando, en cualquiera de las direcciones
de análisis, la resistencia de un entrepiso frente a fuerzas cortantes es inferior a 65 %
de la resistencia del entrepiso inmediato superior.
Irregularidad de Masa o Peso
Se tiene irregularidad de masa (o peso) cuando el peso de un piso, determinado según
0.9
el numeral 4.3, es mayor que 1,5 veces el peso de un piso adyacente. Este criterio no
se aplica en azoteas ni en sótanos.
Irregularidad Geométrica Vertical
La configuración es irregular cuando, en cualquiera de las direcciones de análisis, la
dimensión en planta de la estructura resistente a cargas laterales es mayor que 1,3 0.9
veces la correspondiente dimensión en un piso adyacente. Este criterio no se aplica
en azoteas ni en sótanos.
Discontinuidad en los Sistemas Resistentes
Se califica a la estructura como irregular cuando en cualquier elemento que resista
más de 10 % de la fuerza cortante se tiene un desalineamiento vertical, tanto por un 0.8
cambio de orientación, como por un desplazamiento del eje de magnitud mayor que
25 % de la correspondiente dimensión del elemento.
Discontinuidad extrema de los Sistemas Resistentes
Existe discontinuidad extrema cuando la fuerza cortante que resisten los elementos
0.6
discontinuos según se describen en el ítem anterior, supere el 25% de la fuerza
cortante total.
FACTOR
IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN PLANTA
“Ip”
Irregularidad Torsional
Existe irregularidad torsional cuando, en cualquiera de las direcciones de análisis, el
máximo desplazamiento relativo de entrepiso en un extremo del edificio, calculado
incluyendo excentricidad accidental (∆max), es mayor que 1,2 veces el
0.75
desplazamiento relativo del centro de masas del mismo entrepiso para la misma
condición de carga (∆CM). Este criterio sólo se aplica en edificios con diafragmas
rígidos y sólo si el máximo desplazamiento relativo de entrepiso es mayor que 50 %
del desplazamiento permisible indicado en la Tabla Nº 12.
Irregularidad Torsional Extrema
Existe irregularidad torsional extrema cuando, en cualquiera de las direcciones de
análisis, el máximo desplazamiento relativo de entrepiso en un extremo del edificio,
calculado incluyendo excentricidad accidental (∆CM), es mayor que 1,5 veces el
0.6
desplazamiento relativo del centro de masas del mismo entrepiso para la misma
condición de carga (∆CM). Este criterio sólo se aplica en edificios con diafragmas
rígidos y sólo si el máximo desplazamiento relativo de entrepiso es mayor que 50 %
del desplazamiento permisible indicado en la Tabla Nº 12.
Esquinas Entrantes
La estructura se califica como irregular cuando tiene esquinas entrantes cuyas
0.9
dimensiones en ambas direcciones son mayores que 20% de la correspondiente
dimensión total en planta.
Discontinuidad del Diafragma
La estructura se califica como irregular cuando los diafragmas tienen
discontinuidades abruptas o variaciones importantes en rigidez, incluyendo aberturas
0.85
mayores que 50 % del área bruta del diafragma. También existe irregularidad cuando,
en cualquiera de los pisos y para cualquiera de las direcciones de análisis, se tiene
alguna sección transversal del diafragma con un área neta resistente menor que 25 %
120
del área de la sección transversal total de la misma dirección calculada con las
dimensiones totales de la planta.
Sistemas no Paralelos
Se considera que existe irregularidad cuando en cualquiera de las direcciones de
análisis los elementos resistentes a fuerzas laterales no son paralelos. No se aplica si 0.9
los ejes de los pórticos o muros forman ángulos menores que 30° ni cuando los
elementos no paralelos resisten menos que 10 % de la fuerza cortante del piso.
ANEXO 12
Cuadro 10. Restricciones a la Irregularidad

CATEGORÍA Y REGULARIDAD DE LAS EDIFICACIONES
CATEGORÍA DE LA
ZONA RESTRICCIONES
EDIFICACIÓN
4, 3 y 2 No se permiten irregularidades
A1 y A2
1 No se permiten irregularidades extremas
4, 3 y 2 No se permiten irregularidades extremas
B
1 Sin restricciones
4y3 No se permiten irregularidades extremas
No se permiten irregularidades extremas
C 2 excepto en edificios de hasta 2 pisos u 8 m
de altura total
1 Sin restricciones
ANEXO 13
Cuadro 11. Desplazamientos Laterales

LÍMITES PARA LA DISTORSIÓN DE ENTREPISO
MATERIAL PREDOMÍNATE (∆𝑖/ℎ𝑒𝑖 )
CONCRETO ARMADO 0.007
ACERO 0.010
ALBAÑILERÍA 0.005
MADERA 0.010
EDIFICIOS DE CONCRETO
0.005
ARMADO CON MDL
121
ANEXO 14
Cuadro 12. Aplicaciones y limitaciones para ensayos de pruebas de carga

APLICACIÓN Y LIMITACIONES DE LOS ENSAYOS
Aplicación Recomendada Aplicación Restringida Aplicación recomendada
Ensayos
Norma Aplicable Técnica de Parámetro a Técnica de Técnica de Tipo de
In Situ Tipo de suelo Tipo de suelo(1)
investigación obtener investigación investigación Suelo (1)
NTP
SW,SP,SM,SC- Lo
STP 339.133(ASTM Perforación N Perforación CL,ML,SC,MH,CH Calicata
SM restante
D1586)
UNE 103 SW,SP,SM,SC- Lo

DPSH Auscultación N20 Auscultación CL,ML,SC,MH,CH Calicata
801:1994 SM restante
Cono
UNE 103 SW,SP,SM,SC- Lo
tipo Auscultación Cn Auscultación CL,ML,SC,MH,CH Calicata
801:1994 SM restante
Peck
NTP
Todos excepto
CPT 339.148(ASTM Auscultación qc , f c Auscultación ---- Calicata Gravas
gravas
D3441)
NTP Lo
DPL Auscultación SP n Auscultación SW,SM Calicata
339.159(DIN4094) restante
Veleta NTP
CL, ML, CH, Lo
de 339.155(ASTM Perforación/Calicata Cu , St ---- ---- ----
MH restante
Campo D2573)
NTP Suelos
Prueba Asentamiento
339.153(ASTM ------ granulares y ---- ---- ---- ----
de carga vs. Presión
D1194) rocas blandas
122
ANEXO 15
Figura 72. Levantamiento topográfico del terreno con estación total
123
ANEXO 16
Figura 73. Trabajo de campo para el estudio de mecánica de suelos.
124
ANEXO 17
Oficio 1. Estudio de suelos realizado por los laboratorios de la UCV
Fuente. Laboratorios de Suelos de la Universidad César Vallejo
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
Fuente. Laboratorios de Suelos de la Universidad César Vallejo.
140

Diseño Estructural de Un Edificio de 8 Niveles Con Disipadores de Energía, Trujillo 2018

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Diseño Estructural de Un Edificio de 8 Niveles Con Disipadores de Energía, Trujillo 2018

Cargado por

Información del documento

Descripción original:

Derechos de autor

Formatos disponibles

Compartir este documento

Compartir o incrustar documentos

Opciones para compartir

¿Le pareció útil este documento?

¿Este contenido es inapropiado?

Copyright:

Formatos disponibles

Diseño Estructural de Un Edificio de 8 Niveles Con Disipadores de Energía, Trujillo 2018

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

“Diseño estructural de un edificio de 8 niveles con disipadores de energía,

TESIS PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE

Paredes Chuquilín, Eber Josué

Ing. Juan Humberto Castillo Chávez

Diseño Sísmico y Estructural

A dios por regalarnos la vida y las

A mi madre en el cielo, que con su

A mi padre y hermanos, que con su

A todos los profesores que a través de sus

A mi asesor el Ing. Juan Humberto

A todos nuestros amigos con los que

Señores miembros del Jurado:

En cumplimiento del Reglamento de Grados y Títulos de la Universidad César Vallejo

Eber Josué Paredes Chuquilín

PÁGINA DEL JURADO ................................................................................................. ii

Cuadro 3. Factor de zona ................................................................................................ 28

Figura 1. Sistema estructural dual ..................................................................................23

La presente investigación tiene como objetivo diseñar un edificio de 8 niveles en la ciudad

Palabras clave: Análisis sismorresistente, espectro de aceleración, desplazamientos,

Keywords: Seismic analysis, acceleration spectrum, displacements, SLB dissipators,

1.1 Realidad Problemática:

Si observamos y analizamos las edificaciones de la ciudad de la primavera, los

Teniendo en cuenta lo mencionado anteriormente, surge la necesidad de reforzar

1.1.1 Aspectos generales:

1.1.1.1 Ubicación Política:

1.1.1.2 Ubicación Geográfica:

1.1.2 Aspectos socio económico:

1.1.2.1 Actividades económicas:

1.2 Trabajos previos:

López y Plasencia (2017), en su estudio titulado “Diseño estructural del edificio

Ruiz (2017), en su estudio titulado “Análisis y diseño de edificios con aisladores

Fuentes (2015), en su estudio titulado “Análisis sísmico de una edificación con

Díaz (2014), en su estudio titulado “Evaluación del proyecto estructural y

Corpus y Morales (2015), en su estudio licenciado “Análisis sísmico comparativo

Carranza y Calderón (2015), en su estudio licenciado “Reforzamiento de una

Boza y Galán (2013), en su estudio titulado “Diseño de un edificio aporticado con

Romero (2013), en su estudio licenciado “Diseño de edificaciones con disipadores

Cano y Zumaeta (2012), en su estudio titulado “Diseño estructural de una

Aguiar (2012), “Reforzamiento de estructuras con disipadores de energía y

1.3 Teorías relacionadas al tema:

1.3.1 Conceptos preliminares:

1.3.1.1.1 Levantamiento topográfico

1.3.1.2 Estudio de Mecánica de suelos

Disciplina que pertenece al área de la Geotecnia que a través de una serie de

El diseño arquitectónico es un acto de invención y creatividad que va desde el

1.3.1.4 Análisis y Diseño

1.3.1.4.1 Cargas de diseño

1.3.1.4.3 Análisis Estructural

1.3.1.4.5 Sistema Estructural Dual

Figura 1. Sistema Estructural Dual

1.3.1.4.6 Muros Desacoplados

1.3.1.5 Disipadores sísmicos

1.3.1.5.1 Disipadores de Energía

Figura 3. Disipadores de Energía

La diferencia entre un aislamiento en la base y la disipación de energía está

Los disipadores de energía no necesitan resistir el peso de la construcción,

1.3.1.5.2 Disipadores Shear Link Bozzo (SLB)