4.2 Memoria Descriptiva de Estructuras

MEMORIA DESCRIPTIVA DE ESTRUCTURAS
Municipalidad Distrital de Lucma

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OBRA: “CREACION DE LOS SERVICIOS DE SALUD DEL PUESTO DE SALUD DEL CENTRO
POBLADO DE MASQUI DEL DISTRITO DE LUCMA- PROVINCIA DE MARISCAL LUZURIAGA–
DEPARTAMENTO DE ANCASH”
I.- DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO

El Puesto de Salud del Centro Poblado de Masqui, Provincia de Mariscal Luzuriaga, del
Departamento de Ancash, conforme los planos de localización y ubicación del Proyecto.
De acuerdo con la programación arquitectónica los ambientes a construir son los siguientes:
. Informes, admisión y caja.
. Archivo de historias clínicas.
. Triaje.
. Tópico de urgencias, emergencia y observación.
. Sala de espera.
. Consultorio en medicina general.
. Control prenatal y planificación familiar.
. Hall principal.
. Consultorio de CRED y sala de inmunizaciones.
. Control de radio.
. Dispensación y expendio UPSS.
. Toma de muestras biológicas.
. Área de cámaras frías.
. Depósito de equipos e insumos.
. Sala múltiple.
. Dirección médica.
. Estimulación temprana.
. Acopio de residuos sólidos.
. Esterilización y almacenamiento.
. Cuarto de limpieza.
. Área para grupo electrógeno.
El estudio de mecánica de suelos, nos brinda las condiciones de cimentación siguientes:

Estrato de apoyo de la cimentación : Suelo Arena Arcillosa (SC)
Capacidad portante : 1.84 kg/cm2
Profundidad de cimentación : 1.50 m.
Agresividad del suelo de cimentación : Usar Cemento tipo I.
La edificación ha sido estructurada y diseñada de manera tal de lograr un buen comportamiento

estructural frente a los sismos, para lo cual se han seguido los lineamientos establecidos en las
Normas Técnicas de Edificación vigentes del Reglamento Nacional de Construcciones.
En las dos direcciones ortogonales, la estructura está formada por ejes de concreto armado,
cuyos elementos son columnas peraltadas y vigas.
La cimentación ha sido resuelta mediante zapatas. La losa aligerada tiene un espesor de 20 cm.
unidireccionales.

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II.- PARAMETROS DE DISEÑO ADOPTADOS

Concreto:
Cimiento corrido : Concreto C:H=1:10 + 30% P.G.
Sobrecimiento : Concreto C:H=1:8 + 25% P.M.
Elementos estructurales : Concreto f’c=210 kg/cm2.
Cemento : Cemento tipo I (Norma NTP 334.009)
Acero:
Corrugado : fy= 4200 kg/cm2 (Norma ASTM-615)
Albañilería:
Resistencia característica : f’m=65 kg/cm2.
Unidad de albañilería : Clase IV de (9 X 13 X 24 cm.)
Mortero : 1:4 (Cemento: Arena)
Juntas de mortero : min. 1 cm; máx. 1.5 cm.
Pesos
Concreto armado : 2,400 kg/m3
Concreto ciclópeo : 2,300 kg/m3
Pisos terminados : 100 kg/m2
Albañilería : 1,800 kg/m3
Losa aligerada (0.20 mt.) : 350 kg/m2
Análisis Sísmico:
La zona en estudio se encuentra en la Zona 3 en la zonificación sísmica del Perú con un factor
de zona igual a 0.35 g, los parámetros geotécnicos corresponden a un suelo de perfil tipo S2,
con periodo predomínate de Tp=0.60 seg. y factor de suelo S=1.15 para ser usado en las normas
de diseño sismorresistente.
El análisis sísmico se ha efectuado de acuerdo a la norma E-030, que contempla lo siguiente:
V=ZUCS P / R
Donde:
V= Fuerza cortante en la base.
Z= 0.35 g Coeficiente Zona 3 del mapa sísmico del Perú.
U= 1.5 Factor de usos, edificación esencial de acuerdo a la Norma E-030 (Categoría A).
C= 2.5 Factor de amplificación sísmica de acuerdo a la Norma E-030.
S= 1.15 Factor de suelo, para suelo tipo S2 según Norma E-030.
R= 7.2 Coeficiente de reducción en las dos direcciones ortogonales.
Con el siguiente valor mínimo C/R >= 0.125.

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MEMORIA DE CÁLCULO DE ESTRUCTURAS
1. CONSIDERACIONES Y REGLAMENTACIÓN
En la presente memoria de cálculo estructural se realizará el análisis y diseño de los

elementos estructurales del proyecto “CREACIÓN DEL PUESTO DE SALUD DEL CENTRO
POBLADO DE MASQUI – DISTRITO DE LUCMA – MARISCAL LUZURIAGA – ANCASH” en el
distrito de Lucma, provincia de Mariscal Luzuriaga, Región Ancash; empezando con la
estructuración de los elementos, entre ellos se encuentran las columnas y vigas, placas,
zapatas, etc.
Se realizará el diseño del módulo principal, compuesto por ambientes para tópico,
consultorios, hall público, sala de espera, triaje, informes y caja, servicios higiénicos, entre
otros; y del módulo secundario, compuesto por ambientes para Acopio de residuos sólidos,
esterilización, cuarto de limpieza y cuarto para grupo electrógeno.
En primer lugar, se procede con la estructuración del edificio, donde se elegirá

principalmente la ubicación de los elementos estructurales de tal manera se logre una
estructura sismorresistente, tratando de conseguir los siguientes criterios:
- Simplicidad y simetría
- Resistencia y ductilidad
- Hiperestaticidad y monolitismo
- Uniformidad y continuidad de la estructura
- Rigidez lateral
- Análisis de la influencia de los elementos no estructurales.
Luego, en el predimensionamiento se dará una dimensión aproximada o definitiva a

los elementos estructurales, en base a criterios de experiencia y en lo estipulado en la
Norma E.060 de Concreto Armado. Una vez realizado el análisis se verificará si las
dimensiones iniciales para los elementos son convenientes o tendrán que cambiarse para
luego pasar al diseño de ellos.
En el análisis de la estructura se procederá a determinar desplazamientos y esfuerzos

internos de los elementos estructurales en base a la carga muerta, viva, sísmicas; de viento,
basadas en la Norma E.020 “Cargas” del Reglamento Nacional de Edificaciones” y en la
Norma E.030 “Diseño Sismorresistente”; dichos esfuerzos servirán para el cálculo del
refuerzo de cada elemento de concreto armado y para obtener las dimensiones de los
perfiles a usar en los tijerales, con lo que se culminará el diseño.

_________________________________________________________________________________________________________________
El diseño de los refuerzos (aceros) fueron realizados de acuerdo a lo indicado en el

Reglamento Nacional de Edificaciones en la Norma Técnica E.060 “Concreto Armado” y
tomando alcances de la Norma ACI 318 – 19
Para el caso de zapatas y cimientos, fueron dimensionados bajo los criterios de la

Norma Técnica E.050 “Suelos y Cimentaciones”.
2. ESTRUCTURACIÓN DE LA EDIFICACIÓN.
El sistema resistente de las edificaciones consistirá básicamente en pórticos en las

direcciones X, Y, los pórticos serán ubicados en zonas donde no haya muros siendo estos
los que soportarán los esfuerzos.
La estructura será de un piso por lo que la cobertura será apoyada sobre una
estructura metálica que a su vez se apoyará sobre una losa en cada módulo, las cuales
transmitirán las cargas en los apoyos y estas lo transmitirán a la estructura.
2.1.1. ESTRUCTURACIÓN DE COLUMNAS
Para la estructuración de las columnas se tuvo especial cuidado para que éstas no
interfirieran con la arquitectura ni con la circulación de los ocupantes de la edificación. Se
ubicaron las columnas en la intersección de los ejes y para evitar un impacto visual al
público.
2.1.2. ESTRUCTURACIÓN DE VIGAS
Una vez definidos los elementos verticales, se procede a conectarlos mediante las
vigas. El criterio utilizado para colocarlas fue el de evitar el impacto visual de los ocupantes;
para ello, se las colocaron en lugares donde se pudiera disimular su presencia, como, por
ejemplo, en los ejes que tienen tabiques fijos, divisiones de ambiente, o en donde sólo se
verían como dinteles de puertas o ventanas.
3. PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES.
3.1.1. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS
Las vigas se pre dimensionan generalmente considerando un peralte del orden de

L/10 para vigas de 2 tramos o L/12 para vigas continuas, donde L es la mayor luz libre. El
ancho o base de la viga puede variar entre 0.25 m y 50% del peralte, según el artículo
21.5.1.3 de la norma E060 del RNE, el ancho mínimo de las vigas será de 25 cm.

_________________________________________________________________________________________________________________
En el módulo principal, se tiene la máxima dimensión, para la dirección X, para el eje

7 entre los ejes J y L, de 4.96 m, usando la ecuación anterior se tendrá como peralte entre
0.41 a 0.50 m, tomaremos entonces a una viga de 0.30x0.50, para la viga en dirección Y en
el eje F entre los ejes 6 y 8, se tiene una luz libre de 6.00 m, por lo que se tendrá un peralte
de entre 0.50 y 0.60 m, tomaremos una viga de 0.30x0.60 m, además, de la misma forma se
predimensionaron todas las vigas, además se tendrán vigas de 0.20 m de peralte.
En el módulo secundario, se tiene la máxima dimensión de luz libre de viga a 6.46 m

para la ubicada en el eje A entre los ejes 3 y 4, usando la ecuación anterior se tendrá como
peralte entre 0.54 a 0.65 m, tomaremos entonces a una viga de 0.30x0.55, para la otra
dirección, se tiene una luz libre de 5.45 m, por lo que se tendrá un peralte de entre 0.45 y
0.55 m, tomaremos una viga de 0.30x0.50 m, el mismo procedimiento para las demás vigas.
3.1.2. PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS
Dado que las columnas son los principales elementos para soportan los efectos de
cargas de gravedad y sísmicas, las dimensiones deberán de ser las suficientes para
administrar la rigidez y ductilidad necesaria a la estructura, debido a que la edificación es
de un solo piso, las dimensiones dependerán más de los efectos sísmicos que de las cargas
gravitatorias.
Por lo tanto, lo que determinará las dimensiones de las columnas serán: el peralte de
las vigas con las que se conectarán, ya que debe de cumplirse el diseño de los nudos (ratios
de capacidad de viga/columna), con el principio de que las rótulas plásticas se formen en
las vigas y no en las columnas, para esto, las columnas deberán de tener mayor capacidad
a flexión que las vigas; también la longitud de anclaje que necesita el refuerzo de las vigas
embebidos en el nudo de conexión con la columna.
Por lo que, en resumen, las columnas deberán de ser dimensionadas:
- Para dotar de rigidez, ductilidad y resistencia a la estructura contra los efectos

sísmicos.
- Para que tengan mayor capacidad a flexión que las vigas.
- Para que se ancle adecuadamente el refuerzo de las vigas.
Es por esta razón se tienen columnas de 30x30, 30x40, 30x50, 40x50, además de
columnas irregulares por la misma forma de la estructura.

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 01. Dimensiones de los elementos estructurales, módulo Principal


_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 02. Dimensiones de los elementos estructurales, módulo Secundario
4. ANÁLISIS ESTRUCTURAL, ANÁLISIS SÍSMICO, DETERMINACIÓN DE LOS

DESPLAZAMIENTO DE LA EDIFICACIÓN
4.1. CONSIDERACIONES Y REGLAMENTACIÓN
La estructura del local del Puesto de Salud del centro poblado de Masqui, distrito de
Lucma; está compuesto de 2 módulos, todos de un piso, donde la cobertura será liviana
colocada sobre las correas y tijerales metálicos que no formarán parte de la estructura
puesto que la edificación tendrá una losa estructural, por lo que solamente soportará su
peso propio, el sistema estructural básicamente es de pórticos para el eje X y para el eje Y.

_________________________________________________________________________________________________________________
De acuerdo al Estudio de Suelos realizado, se realizaron 2 calicatas, cuyas capacidades

admisibles que se obtuvieron fueron de 1.84 Kg/cm2 y de 1.96 Kg/cm2, se considera el
más desfavorable para el análisis y el diseño de la cimentación, 1.84 Kg/cm2.
ANCHO ANCHO ANCHO ANCHO
V9 V10 V11 V12

ALTO ALF. ALTO ALF. ALTO ALF. ALTO ALF.
V8 ANCH
ALTO O
ALF
.
P7 1.10 m x 2.10 m
P8 1.10 m x 2.10 m
P9 1.10 m x 2.10 m
ANCHO
V13
ALTO ALF.
ANCHO
ANCHO
V14 V15
ALTO ALF.
ALTO ALF.
P6
1.1
0m
x 2.1
0m
P26 1.50 m x 2.10 m
P10 1.00 m x 2.10 m
P12 1.00 m x 2.10 m

P11 1.00 m x 2.10 m
ANCHO
V22
ALTO ALF.
V2
1
ALTO
ANCH
O
ALF
.
P17 1.00 m x 2.10 m

V20
ALTO
ALF.
ANCHO
V23
ALTO
V16
ALTO
ALF.
ANCHO
ALF.
ANCHO
P18 1.10 m x 2.10 m

P13 1.10 m x 2.10 m
P19 1.10 m x 2.10 m

V19
ALTO
ALF.
ANCHO
m
10
2.
x
m
90
0.
V17
6
ALTO
P1
ALF.
ANCHO
V24
ALTO
ALF.
ANCHO
P1
6
P14 1.00 m x 2.10 m

0.
90
m
x
2.
10
m
P15 1.00 m x 2.10 m
P20 1.10 m x 2.10 m

V18
ALTO
ALF.
ANCHO
V2
5
ALTO
ANCH
O
ALF
.
P23 0.90 m x 2.10 m
P23 0.90 m x 2.10 m
ANCHO
V31
ALTO ALF.
P25 0.90 m x 2.10 m P25 0.90 m x 2.10 m

P22 0.75 m x 2.10 m
P22 0.75 m x 2.10 m

P24 0.90 m x 2.10 m ANCHO
P21 1.00 m x 2.10 m
V31
ALTO ALF.
V2
5
ALTO
ANCH
O
ALF
.
V2
6
ALTO
ANCH
O
ALF
.
V3
0
ALTO
ANCH
O
ALF
.
V2
9
ALTO
ANCH
O V2
ALF 7
ALTO
ANCH
O
.
ALF
.
V2
8
ALTO
ANCH
O
ALF
.
Fig. 03. Plano de distribución arquitectónica Módulo Principal


_________________________________________________________________________________________________________________
O
CH
AN
V7
F.
AL
O
ALT
O
CH
AN
V6
F.
AL
O
ALT
P5
0.75
m
x 2.
10
m
P5
0.75
m
x 2.
10
ANCHO
V5
m
ALTO ALF.
ANCHO
V4
ALTO ALF.
P4 1.00 m x 2.10 m
P3 1.00 m x 2.10 m
ANCHO
V3
ALTO ALF.
P1 1.00 m x 2.10 m
ANCHO
V2
ALTO ALF.
ANCHO
V1
ALTO ALF.
Fig. 04. Plano de distribución arquitectónica Módulo Secundario

O
ANCH
V7 ALF.
ALTO
O
ANCH
O
2 ALF.
ANCH
ANCH
O V1
ALTO 5 ALF.
V1 O
ALTO
V6 ALF. ANCH
ALTO
2 ALF.
V2
ALTO
0m
V2
x 2.1
ALTO
0m
3
ANCH
1.5
ALF.
O
P26
O
ANCH
4 ALF.
V1
ALTO
O
ANCH
3 ALF.
O
V1
ALTO
P17
ANCH
1
1.0
ALF.
V1
0m
P9
ALTO
1.1
x 2.1
P5
0m
0.75
0m
x 2.1
P12
m
x 2.10
1.0
0m
0m
m
x 2.1
P5
0m
0.75
m
x 2.10
ANCHO
V5
m
ALTO
V2
ALTO ALF.
4
ANCH
ALF.
0m
x 2.1
0m
1.1
O P18
ANCH
0
P19
ALF.
V1
P11
ALTO
1.1
1.0
0m
0m
ANCHO
V4
x 2.1
x 2.1
ALTO ALF.
0m
0m
P10
1.0
0m
P8
O
x 2.1
ANCH
1.1
P4 1.00 m x 2.10 m
0m
P7
V9 ALF.
0m
1.1
x 2.1
ALTO
0m
0m
P3 1.00 m x 2.10 m
x 2.1
0m
ANCHO
V25
ALTO ALF.
V1
ALTO
6
ANCH
ALF.
ANCHO
V3
ALTO ALF.
0m
x 2.1
0m
1.1
P20
P1 1.00 m x 2.10 m
ANCHO
V8 ANCHO
ALTO ALF.
V1
V25
ALTO
0m
7
ALTO ALF.
ANCH
x 2.1
ALF.
ANCHO
0m
P22
V2 1.0
ALF. P21
0.75
ALTO
0m
m
x 2.1
x 2.10
P23
0m
P14
0.90
1.1
m
1.0
P13
m
x 2.10
P22
0m
0.75
x 2.1
m
0m
x 2.10
P23
m
0.90
m
x 2.10
ANCHO
V1
ALF.
m
ALTO
V1
ANCHO
ALTO
P6 1.10 m x 2.10 m V21

8
ANCH
ALTO ALF.
ALF.
O
ANCH
O
1
0m ANCH
V3 ALF.
x 2.1 1 ALTO
0m
ALF.
V3
1.0 ALTO
P15
0m ANCHO
x 2.1 V26
0m ALTO ALF.
m
0.9
m x 2.10
P24
ALTO
V2
0
ANCH
ALF.
0.90
P16
P16
0.90
mx
2.10
m
V1
ALTO
0m
9
x 2.1
ANCH
0m
ALF.
0.9
P25
ANCHO
V27
ALTO ALF.
0m
x 2.1
0m
0.9
P25
ANCHO ANCHO ANCHO
V30 V29 V28

ALTO ALF. ALTO ALF. ALTO ALF.
Fig. 05. Plano de distribución arquitectónica módulos en terreno.


_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 06. Modelo Estructural Módulo Principal, realizado en ETABS 2016.


_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 07. Modelo Estructural Secundario, realizado en ETABS 2016
Las Normas y reglamentos usados en el Diseño Final han sido principalmente los
siguientes:
 Reglamento Nacional de Edificaciones en su última actualización:
 Norma Técnica E.020 “Cargas”

 Norma Técnica E.030 “Diseño Sismo Resistente”
 Norma Técnica E.050 “Suelos y Cimentaciones”
 Norma Técnica E.060 “Concreto Armado”
 ACI 318 – 19 (American Concrete Institute)


_________________________________________________________________________________________________________________
4.1.1. SOFTWARE A EMPLEARSE
Entre los softwares empleados para el cálculo estructural se encuentran:
 CSI ETABS 2016 (para el análisis y diseño de vigas, columnas)

 CSI SAFE 2016 (para el análisis y diseño de las zapatas)
 Microsoft Excel 2016 (comprobación de diseños)
4.2. METRADOS DE CARGAS
Se calcularán las cargas verticales con las que se encuentra sometida la estructura del
edificio, considerándose como carga muerta al peso de los elementos que la conforman
como son las vigas, columnas, estructuras metálicas; como cargas vivas, a las producidas
por el peso eventual de la instalación del tijeral, así como las cargas sísmicas.
Los valores para hallar la carga muerta son los mostrados en el cuadro 1.
Cuadro 1. Cargas
Elemento Peso específico

Concreto 2400 Kg/m3
Acabados 100 Kg/ m2
Ladrillos de techo e = 0.15 m 80 Kg/m2
Estructura metálica 50 Kg/m2
Las sobrecargas a tener en cuenta para el diseño, son las establecidas en le Norma E.020
Cargas, por ser de un solo piso y con techo inclinado, además de contar con voladizos, la
carga viva será sólo de mantenimiento:
Cuadro 2. Sobrecargas
Uso del ambiente Sobrecarga

Personal de mantenimiento 37.50 Kg/m2
4.3. ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACIÓN
4.3.1. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES
Debido a que se trata de un sistema estructural resultante de la combinación de pórticos

y de albañilería, se detallará a continuación las propiedades mecánicas de los materiales
involucrados:

_________________________________________________________________________________________________________________
Concreto:
- Resistencia a la compresión simple a los 28 días (fć) : 210 Kg/cm2
- Deformación unitaria máxima (εcu) : 0.003
- Módulo de elasticidad = 15000*√fć :217370.65 Kg/cm2
- Coeficiente de Poisson: v : 0.15
Acero:
- Esfuerzo de Fluencia : 4200 Kg/cm2
- Módulo de Elasticidad : 2x106 Kg/cm2
- Deformación unitaria : 0.0021
Fig 08. Definición del Material. Concreto Armado f’c = 210 Kg/cm2

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 09. Definición del Material. Acero de Refuerzo fy = 4200 Kg/cm2
4.3.2. ASIGNACIÓN DE CARGAS A LA ESTRUCTURA Y DETERMINACIÓN DEL PESO DE LA

ESTRUCTURA.
De acuerdo al metrado de cargas, se asignarán las cargas muertas sobre la losa, que en
total es 80 + 50 + 100 = 230 Kg/m2.
Para la carga viva, se considerará una sobrecarga de 37.50 Kg/m2, esto debido al proceso
constructivo y para el mantenimiento.

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 10. Asignación de carga muerta en el modelo estructural, Módulo Principal (en Kg/m2)
Fig. 11. Asignación de carga viva en el modelo estructural, Módulo Principal (en Kg/m2)

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 12. Asignación de carga muerta en el modelo estructural, Módulo Secundario (en Kg/m2)
Fig. 13. Asignación de carga viva en el modelo estructural, Módulo Secundario (en Kg/m2)

_________________________________________________________________________________________________________________
4.3.3. COMBINACIONES DE CARGA
Para el diseño de los diferentes elementos estructurales se ha utilizado el Método de

Resistencia y se ha cumplido con los criterios de diseño de la Norma Peruana de Diseño
en Concreto Armado E-060 del Reglamento Nacional de Edificaciones (Aprobada por
Decreto Supremo 010-2009-Vivienda del 08 de mayo del 2009) en su última
actualización, complementada por lo indicado en la Norma ACI 318 en su última versión.
Para determinar la resistencia nominal requerida, se emplearon las combinaciones de

cargas mostrada en el Cuadro 3.
Cuadro 3. Combinación de Cargas.
1.40 CM + 1.70 CV CM = carga muerta

1.25 (CM + CV) + CS CV = carga viva
1.25 (CM + CV) - CS CS = carga de sismo
0.90 CM + CS
0.90 CM – CS
4.3.4. DETERMINACIÓN DE LAS FUERZAS SÍSMICAS.
El análisis sísmico se efectuó siguiendo las indicaciones de la Norma Peruana de

Diseño Sismorresistente NTE.030 actualizada el 2018, con el fin de determinar un
procedimiento adecuado de análisis, se clasificó el edificio como estructura regular.
La Norma indica que la respuesta sísmica se determinará empleando el método de

superposición espectral considerando el criterio de combinación señalada en la norma E-
030 siguiente: La respuesta máxima elástica esperada (r) correspondiente al efecto
conjunto de los diferentes modos de vibración empleados (ri) podrá determinarse
usando la combinación cuadrática completa de los valores calculados para cada modo:
r = √ΣΣri ρij rj
Donde r representa las respuestas modales, desplazamientos y fuerzas.
Los módulos funcionarán tanto para el eje X como para el eje Y como Pórticos, para
proveer de rigidez a la estructura, aunque en algunos casos pueden incidir en la
irregularidad, esta se controlará a través de las derivas para que su impacto no sea
demasiado fuerte.

_________________________________________________________________________________________________________________
Debido a que los módulos son de un solo piso, solo las irregularidades en planta como
esquina entrante y sistemas no paralelos, en ambos casos Ip = 0.90.
Módulos Principal y Secundario:

Factor de zona (Zona 3) : Z = 0.35 g
Perfil de Suelo (Tipo S2) : S = 1.15, Tp = 0.60, Tl = 2.00
Factor de Categoría (Categoría A) : U = 1.5
Factor de Reducción : Rxx = 7.20 (Pórticos - Irregular)
Ryy = 7.20 (Pórticos - Irregular)
4.3.5. ESPECTRO DE ACELERACIÓN
Una vez que se asignan las cargas al modelo estructural, tanto vivas como muertas, se
asigna la función del espectro de aceleración de sismo para el análisis dinámico según lo
que indica la norma E030 del Reglamento Nacional de Edificaciones.
ZUCS
Sa = *g
R
Se asignaron los el pseudoespectro de aceleración al modelo:


_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 14. Definición del espectro de respuesta, para los ejes X, Y
4.3.6. PESO DE LA ESTRUCTURA.
Para edificaciones de categoría A, el peso de la estructura se contabiliza entre el

peso propio CM más el 25% de la sobrecarga CV, por estar considerada como azotea.

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 15. Definición del peso de la edificación.
4.3.7. ANÁLISIS ESTRUCTURAL
4.3.7.1. FUERZAS Y MOMENTOS RESULTANTES
Luego de haber ingresado las cargas al modelo estructural, carga muerta, carga viva
y cargas sísmicas, se ejecutará el programa para que calcule las fuerzas y momentos
flectores, a continuación, se mostrará de manera gráfica los resultados:
MÓDULO PRINCIPAL:
Fig. 16. Resultados del Análisis: Diagrama de fuerza axial para ENVOLVENTE

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 17. Resultados del Análisis: Diagrama de fuerza cortante para ENVOLVENTE
Fig. 18. Resultados del Análisis: Diagrama de momento flector para ENVOLVENTE

_________________________________________________________________________________________________________________
MÓDULO SECUNDARIO:
Fig. 19. Resultados del Análisis: Diagrama de fuerza axial para ENVOLVENTE
Fig. 20. Resultados del Análisis: Diagrama de fuerza cortante para ENVOLVENTE

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 21. Resultados del Análisis: Diagrama de momento flector para ENVOLVENTE
Una vez analizada la estructura, se diseñarán todos los elementos estructurales tipo barra
(vigas y columnas).
4.3.7.2. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
Los resultados que se obtuvieron de la ejecución del programa de cálculo estructural

ETABS 2016 en general fueron los esperados, los muros de albañilería aportan la rigidez
necesaria para evitar que la estructura posea desplazamientos muy pronunciados debido a la
carga sísmica, por otro lado, los esfuerzos son mitigados con la distribución de muros y
elementos de concreto armado, los cuales serán diseñados para soportar dichos esfuerzos de
Flexión. Flexo compresión, Cortante, Torsión, etc.
4.3.8. RESULTADOS
4.3.8.1. VERIFICACIÓN DE DERIVAS
La norma E030 del Reglamento Nacional de Edificaciones, indica los límites permisibles
de desplazamiento según el sistema estructural usado.

_________________________________________________________________________________________________________________
LÍMITES PARA DESPLAZAMIENTO LATERAL DE ENTREPISO

Material Predominante (Di / hei)
Concreto Armado 0.007
Acero 0.010
Albañilería 0.005
Madera 0.010
En el módulo principal, para el eje X y para el eje Y, que son básicamente

formado por elementos de pórtico de concreto armado, se admite una deriva admisible
de entrepiso de 0.007, se tomará el mismo criterio para el módulo SECUNDARIO.
Según el artículo 31.1. de la norma E030, se debe de incrementar en 0.75*R a los

resultados de desplazamiento del análisis elástico lineal en estructuras regulares y en
0.85*R para estructuras irregulares, para el caso, ya que se tienen irregularidades en
planta, se considera como 0.85*R al incremento de las derivas elásticas.
MÓDULO PRINCIPAL:
CASO DE X Y Z
PISO DIRECCIÓN DERIVA ETIQUETA
CARGA m m m
Story1 SDINXX Max X 0.000753 59 3.2624 28.419 4.35
Story1 SDINYY Max Y 0.00069 28 34.364 12.702 4.35
Eje X
R= 7.20 PÓRTICOS IRREGULAR
Entrepiso H (m) D ∆=Dx0.85R ∆ <=0.007 Verificar
Story1 4.35 0.000753 0.00461 0.00461 OK
Eje Y
R= 7.20 PÓRTICOS IRREGULAR
Entrepiso H D ∆=Dx0.85R ∆ <=0.007 Verificar
Story1 4.35 0.00069 0.0004223 0.0004223 OK
La deriva máxima es de 0.00461 que es menor a lo indicado en la norma para pórticos

de concreto armado (0.007) cumpliendo lo establecido.

_________________________________________________________________________________________________________________
MÓDULO SECUNDARIO:
CASO DE X Y Z
PISO DIRECCIÓN DERIVA ETIQUETA
CARGA m m m
Story1 SDINXX Max X 0.000556 6 6.22 13.95 4.35
Story1 SDINYY Max Y 0.00042 10 8.64 9.75 4.35
Eje X
R= 7.20 PÓRTICO IRREGULAR
Story1 4.35 0.000556 0.003403 0.003403 OK
Eje Y
R= 7.20 PÓRTICO IRREGULAR
Story1 4.35 0.00042 0.00257 0.00257 OK
La deriva máxima es de 0.003403 que es menor a lo indicado en la norma para pórticos

de concreto armado (0.007) cumpliendo lo establecido.
4.3.8.2. CORTANTE BASAL
Según el art. 29.4.1 de la norma E030 RNE, indica que la fuerza cortante basal mínima
en el primer entrepiso calculado por el análisis dinámico es por lo menos el 80% de la
cortante basal calculado por el análisis estático para estructuras regulares, y 90% para
estructuras irregulares, así se tendrá:
MÓDULO PRINCIPAL: Por ser una estructura irregular: VDIN = 90% VEST
Load P VX VY T MX MY
Story Location
Case/Combo tonf tonf tonf tonf-m tonf-m tonf-m
Story1 SDINXX Max Bottom 0.2586 72.9331 2.1713 1261.7091 12.1321 316.6301
Story1 SDINYY Max Bottom 0.2112 2.1713 70.0438 1411.0222 306.9014 8.7085
- -
Story1 SESTX Bottom 0 0 1232.9544 0
73.1121 318.0376
- -
Story1 SESTY Bottom 0 0 318.0376 0
73.1121 1456.0946

_________________________________________________________________________________________________________________
Para el sismo en X: 72.9331 / 73.1121 = 0.998, es mayor que el 90% mínimo

requerido, por lo que no será necesario amplificar.
Para el sismo en Y: 70.0438 / 73.1121 = 0.96, es mayor que el 90% mínimo

requerido, por lo que no será necesario amplificar.
MÓDULO SECUNDARIO: Por ser una estructura Irregular: VDIN = 90% VEST
Load P VX VY T MX MY
Story Location
Case/Combo tonf tonf tonf tonf-m tonf-m tonf-m
Story1 SDINXX Max Bottom 0.2873 9.365 6.9916 82.9856 30.7043 39.9417
Story1 SDINYY Max Bottom 0.2368 6.9916 9.8512 64.002 42.4865 29.7807
Story1 SESTX Bottom 0 -12.3022 0 86.6794 0 -53.5145
Story1 SESTY Bottom 0 0 -12.3022 -43.552 53.5145 0
Para el sismo en X: 9.365 / 12.3022 = 0.76, se tendrá que amplificar el resultado de

cortante basal dinámico hasta que llegue al 90% del estático
90% VEST = 0.9*12.3022 = 11.072 T, por lo que se necesitará amplificar a la cortante

basal dinámica un factor igual a 11.072 / 9.365 = 1.183, asignando este valor en el
modelo.
Para el sismo en Y: 9.8512 / 12.3022 = 0.80, se tendrá que amplificar el resultado de

cortante basal dinámico hasta que llegue al 90% del estático:
90% VEST = 0.9*12.3022 = 11.072 T, por lo que se necesitará amplificar a la cortante

basal dinámica un factor igual a 11.072 / 9.8512 = 1.124, asignando este valor en el
modelo, se tendrá:

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 22. Amplificación de los

resultados por el método
dinámico para que el cortante
basal dinámico alcance el 90%
del cortante basal estático,
EJE X.
Fig. 23. Amplificación de

los resultados por el
método dinámico para que
el cortante basal dinámico
alcance el 90% del cortante
basal estático, EJE Y.
Con estos nuevos casos de carga amplificados para el sismo dinámico se diseñarán los
elementos.

_________________________________________________________________________________________________________________
5. DISEÑO ESTRUCTURAL
5.1. DISEÑO DE VIGAS
El diseño fue realizado con el programa ETABS para las vigas y columnas, cabe
resaltar que, en el caso de las vigas, el valor determinado por el programa debe de ser
mayor que el acero mínimo permitido en la norma.
Acero mínimo en vigas:

donde:
0.70*√f' c*b*d fć = 210 Kg/cm2
As mín = fy = 4200 Kg/cm2
fy
b y d en cm
Acero máximo en vigas:
As max =0.025 , según el Cap. 21 del E060 RNE para vigas de pórticos
bw h d Cuantía Ref. mín. Ref. mín. Cuantía Ref. máx.

VIGA
(cm) (cm) (cm) mínima (cm2) (a colocar) máxima (cm2)
30x20 30 20 16 0.002415 1.16 2Ø 1/2" 0.025 12.00
30x40 30 40 34 0.002415 2.46 2Ø 5/8" 0.025 25.50
2Ø 5/8" ó
30x50 30 50 44 0.002415 3.19 0.025 33.00
3Ø 1/2"
30x60 30 60 54 0.002415 3.91 2Ø 5/8" 0.025 40.50
El área de acero mínimo y acero máximo, se comparará con los resultados

obtenidos en el diseño estructural, el acero de refuerzo que irá en los planos será el
mayor entre el calculado y el acero mínimo, pero menor al refuerzo máximo.
Para el diseño por corte, el programa muestra como resultado la cantidad de

refuerzo por espacio (cm2/cm).
Se describirá el refuerzo de las vigas típicas y de los que tendrán bastones de refuerzo:

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 24. Resultado del cálculo del refuerzo longitudinal en las vigas módulo PRINCIPAL.
Con el área de refuerzo longitudinal calculada, se determinan los refuerzos en las vigas,
cuyos valores de área deberán de ser mínimamente igual a los valores obtenidos del
diseño siempre que sean mayores que el área de acero mínimo y menor que el máximo.
De la misma forma se realizó para el módulo secundario:


_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 25. Resultado del cálculo del refuerzo longitudinal en las vigas módulo SECUNDARIO.

_________________________________________________________________________________________________________________
También se puede verificar el refuerzo por corte (estribos), se muestra a

continuación:
Fig. 31. Resultado del cálculo del refuerzo por corte en las vigas, módulo PRINCIPAL
Para el módulo PRINCIPAL, tomamos el refuerzo calculado de la viga 30x60, 0.0565

cm2/cm, para un espaciamiento en el extremo de 10 cm, se necesitaría 0.565 cm2, el
estribo tiene un área de varilla de 1.42 cm2 (2 hilos de un estribo de 3/8”), por lo que
se visualiza que el refuerzo calculado será menor que el mínimo, por esta razón se

_________________________________________________________________________________________________________________
colocará el mínimo recomendado en el Capítulo 21 de la norma E060 del reglamento

Nacional de edificaciones para estribos de vigas en sistemas resistentes de Pórticos.
De la misma forma se realiza para el módulo Secundario:
Fig. 32. Resultado del cálculo del refuerzo por corte en las vigas, módulo SECUNDARIO.
Para el módulo SECUNDARIO, tomamos el refuerzo calculado de la viga 30x55,

0.0474 cm2/cm, para un espaciamiento en el extremo de 10 cm, se necesitaría 0.474
cm2, el estribo tiene un área de varilla de 1.42 cm2 (2 hilos de un estribo de 3/8”), por
lo que se visualiza que el refuerzo calculado será menor que el mínimo.

_________________________________________________________________________________________________________________
Según el Capítulo 21 del E060 RNE, se debe de colocar estribos cerrados de

confinamiento a una longitud de 2 veces el peralte del elemento en ambos extremos, con
un espaciamiento:
- d/4
- 8 veces el diámetro de las barras longitudinales
- 24 veces el diámetro de las barras de estribo
- 30 cm
Y fuera de las zonas de confinamiento, se debe de colocar estribos cerrados a no

más de “d/2”; se tiene que tomar en cuenta que, para peraltes de vigas pequeños (< 30
cm), el valor de d/4 será demasiado pequeño, e impediría el libre paso del concreto, por
lo que se elegirá, para estos casos, un espaciamiento acorde con solucionar dicho
problema.
Espaciamiento
ZONA DE Espaciamiento en la zona de máx. fuera de
bw h d
VIGA CONFINAM. confinamiento la zona de
(cm) (cm) (cm) confinamiento
2h d/4 8db 24de 30 d/2
30x20 30 20 16 40 4.00 10.16 24.00 30.00 8.00
30x40 30 40 34 80 8.50 12.80 24.00 30.00 17.00
30x50 30 50 44 100 11.00 12.80 24.00 30.00 22.00
30x60 30 60 54 120 13.50 15.20 24.00 30.00 27.00
Tomando las recomendaciones de la norma y por criterios constructivos y de

dimensiones de los elementos estructurales, se considera un espaciamiento mínimo de
10 cm.
Resumen:
SECCIÓN DE VIGA ESTRIBOS

0.30x0.20 3/8”: 1@0.05, 4@0.10, rto @0.20
0.30x0.40 3/8”: 1@0.05, 8@0.10, rto @0.20
0.30x0.50 3/8”: 1@0.05, 10@0.10, rto @0.20
0.30x0.60 3/8”: 1@0.05, 12@0.10, rto @0.20

_________________________________________________________________________________________________________________
5.2. DISEÑO DE COLUMNAS
El diseño fue realizado con el programa ETABS para las vigas y columnas, para el
caso de las columnas, el valor determinado por el programa debe de ser mayor que el
acero mínimo permitido en la norma: Cuantía Mínima = 0.01, además, se tienen los
criterios de que la columna tenga mayor capacidad a flexión que la viga para evitar la
formación de rótulas en las columnas.
AREA DE LA SECCION
SECCIÓN DE COLUMNA ÁREA DE ACERO MÍNIMO
TRANSV.
C1-0.30x0.30 900 cm2 9.00 cm2
C2-0.30x0.40 1200 cm2 12.00 cm2
C3-0.30x0.50 1500 cm2 15.00 cm2
C4-0.40x0.50 2000 cm2 20.00 cm2
COLUMNA C-5 1880 cm2 18.80 cm2
C7-0.30x1.18 3540 cm2 35.40 cm2
C9-0.30x0.79 2370 cm2 23.70 cm2
C10-0.30x0.74 2220 cm2 22.20 cm2
COLUMNA C-11 4110 cm2 41.10 cm2
COLUMNA C-12 1610 cm2 16.10 cm2
COLUMNA C-13 2320 cm2 23.20 cm2
El refuerzo en las columnas se asignó en el programa para que verifique la capacidad

sobre la demanda.

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 33-34. Definición de Columnas C-1 y C-2


_________________________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 35-36. Definición de Columnas C-3 y C-4
Fig. 37. Columnas verificadas para el refuerzo por flexo compresión (longitudinal)

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 38. Verificación de columnas para el eje F
Fig. 39. Diagrama de interacción de la columna C-4: 0.40x0.50 ubicada entre los ejes F y 8,
las combinaciones se encuentran por debajo de la curva del diagrama.
Fig. 40. Verificación de columnas para el eje G


_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 41. Diagrama de interacción de la columna C-1: 0.30x0.30 ubicada entre los ejes G y 7,
Fig. 42. Diagrama de interacción de la columna C-2: 0.30x0.40 ubicada entre los ejes G y 9,

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 43. Verificación de columnas para el eje 9
Fig. 44. Diagrama de interacción de la columna C-3: 0.30x0.50 ubicada entre los ejes 9 y I’, las
combinaciones se encuentran por debajo de la curva del diagrama.

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig. 45. Verificación de Columnas Módulo Secundario.
El área de acero mínimo se comparará con los resultados de ETABS, y serán los que
finalmente serán colocados, el refuerzo por corte a colocar mínimo será mayor que el
calculado.
Además, según el Art. 21.6.4.3 de la norma E060 del Reglamento Nacional de

Edificaciones, la distancia, centro a centro, transversal al eje del elemento, entre las
ramas de estribos cerrados de confinamiento múltiples o entre las grapas
suplementarias, no deben exceder 350 mm medidos centro a centro.
Esto es, para agregar ductilidad a las columnas y para evitar el pandeo lateral de las
barras que no se encuentran confinadas completamente

_________________________________________________________________________________________________________________
Por esta razón, se colocará los siguientes refuerzos:
SECCIÓN DE ÁREA DE ACERO A

ESTRIBOS
COLUMNA COLOCAR
4 Φ 5/8” + 4 Φ 1/2”
C1-0.30x0.30 Φ 3/8”: 1@0.05, 6@0.10, rto @0.20
(13.12 cm2)
4 Φ 5/8” + 8 Φ 1/2”
C2-0.30x0.40 Φ 3/8”: 1@0.05, 6@0.10, rto @0.20.
(18.28 cm2)
Φ 3/8” (estribo + gancho estándar): 1@0.05,
C3-0.30x0.50 12 Φ 5/8” (23.88 cm2)
6@0.10, rto @0.20.
C4-0.40x0.50 12 Φ 5/8” (27.86 cm2)
6@0.10, rto @0.20.
2 Φ 3/8” (estribo + gancho estándar):
COLUMNA C-5 10 Φ 5/8” (19.90 cm2)
1@0.05, 6@0.10, rto @0.20.
6 Φ 5/8” + 2 Φ 1/2”
COLUMNA C-6 2 Φ 3/8”: 1@0.05, 6@0.10, rto @0.20.
(14.52 cm2)
C7-0.30x1.18 18 Φ 5/8” (35.82 cm2)
1@0.05, 6@0.10, rto @0.20.
COLUMNA C-8 8 Φ 5/8” (15.92 cm2) 2 Φ 3/8”: 1@0.05, 6@0.10, rto @0.20.
C9-0.30x0.79 12 Φ 5/8” (23.88 cm2)
6@0.10, rto @0.20.
C10-0.30x0.74 12 Φ 5/8” (23.88 cm2)
6@0.10, rto @0.20.
Φ 3/8” (2 estribos + 3 ganchos estándar):
COLUMNA C-11 22 Φ 5/8” (43.78 cm2)
1@0.05, 6@0.10, rto @0.20.
COLUMNA C-12 8 Φ 5/8” (15.92 cm2)
6@0.10, rto @0.20.
COLUMNA C-13 12 Φ 5/8” (23.88 cm2)
1@0.05, 6@0.10, rto @0.20.
5.3. VERIFICACIÓN DE CONEXIONES (Capacidad Viga/Columna, relación 6/5)
La relación entre el momento nominal de las columnas, con el momento nominal

de las vigas (21.6.2.2. Norma E060 RNE) tiene que ser mayor que 1.20 (6/5), el
programa ya afecta el valor de 1.20 en el momento de la columna para que la relación
sea 1, así que la verificación deberá de tener valores menores a 1:

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 46. Capacidad de Viga/Columna, relación 6/5, menores que 1, Módulo PRINCIPAL

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 47. Capacidad de Viga/Columna, relación 6/5, menores que 1, Módulo SECUNDARIO
Los 2 valores que se muestran en la imagen anterior, nos indica que uno es en la
dirección X y el otro es en la dirección Y, si no hay viga en una o en las 2 direcciones,
aparece N/A.
Al ser todos los valores menores que 1, se verifica que la columna tendrá mayor
capacidad que las vigas, por lo que, en un evento sísmico de gran magnitud, las rótulas
plásticas se formaran en las vigas y no en las columnas.
5.4. DISEÑO DE CIMENTACIÓN
Se realizó con ayuda de hojas de cálculo (Excel) obteniendo los resultados de las
reacciones del programa ETABS donde fue analizada la estructura íntegra.

_________________________________________________________________________________________________________________
La cimentación está compuesta de zapatas, fueron diseñadas de tal manera

cumplan lo indicado en la norma respecto a flexión, punzonamiento, fuerza cortante; se
plantearon zapatas aisladas y en algunos casos zapatas combinadas.
Se tomó como base las reacciones calculadas por el programa ETABS para el
modelo estructural antes descrito, reacciones producidas por la carga muerta (CM),
carga viva (CV) y cargas sísmicas (CS).
Fig 48. Croquis de reacciones en apoyos para Carga Muerta, resultados obtenidos del
modelo estructural ejecutado en ETABS, para el MÓDULO PRINCIPAL

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 49. Croquis de reacciones en apoyos Carga Muerta, resultados obtenidos del modelo
estructural ejecutado en ETABS, para el MÓDULO SECUNDARIO
Luego, se eligieron las dimensiones para las zapatas, de tal manera cumplan con la
capacidad portante, por servicio y por sismo.
5.4.1. DIMENSIONAMIENTO DE ZAPATAS
El peralte de las zapatas se diseñará en base a la longitud de desarrollo del refuerzo

vertical de las columnas:
Para el refuerzo de mayor diámetro 5/8”, se calculó la longitud de desarrollo: fy =

4200 Kg/cm2, f’c = 210 Kg/cm2, db = 5/8” (1.6 cm) se obtiene: ldc = 34.78 cm ≥ 29.568
cm ≥ 20 cm

_________________________________________________________________________________________________________________
El peralte deberá ser mayor que hz > ldc + r + db(zapata), esto será: hz > 34.78 + 7 + 1,6
= 43.38 cm. Por lo que se tomará hz = 50 cm para columnas con diámetro de refuerzo
máximo 5/8”.
Para las zapatas del MÓDULO PRINCIPAL, se usarán unas dimensiones de:
Z1-1.40x1.40
Z2-1.50x2.00
Z3-1.70x2.60
Z4-1.40x3.00
Z5-1.40x2.65
Z6-1.40xirregular
Z7-irregular
Para las zapatas del MÓDULO SECUNDARIO, se usarán unas dimensiones de:
Z6-1.40xirregular
Z8-1.40x1.20
Basadas en estas dimensiones, se verificará la capacidad portante del suelo por servicio.
Así se procedió a dibujar los elementos:


_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 50. Elección del Material, Resistencia del Concreto f’c = 210 Kg/cm2

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 51. Elección del Material, Acero de refuerzo.


_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 52. Definición de la capacidad portante del suelo 1.84 Kg/cm2 (Coeficiente de Balasto
3.71 Kg/cm3, que es el más crítico de las 2 calicatas)

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 53. Definición del peralte de la zapata h = 50 cm.


_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 54. Dibujo de las zapatas, MÓDULO PRINCIPAL


_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 55. Dibujo de las zapatas, MÓDULO SECUNDARIO
5.4.2. VERIFICACIÓN DE CAPACIDAD ADMISIBLE
Para la verificación se usará la combinación CM + CV, en el que incluye las cargas

axiales más los momentos que producen una excentricidad y una distribución de
esfuerzos asimétrico.

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 56. Combinación por servicio, para verificar la capacidad del suelo y las dimensiones
de las zapatas
Fig 57. Verificación de la Capacidad Admisible, menores a 1.84 Kg/cm2. MÓDULO

PRINCIPAL

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 58. Verificación de la Capacidad Admisible, menores a 1.84 Kg/cm2. MÓDULO

SECUNDARIO
Según el diagrama de colores, el máximo esfuerzo que se tiene es de 1.40 Kg/cm2,

siendo menor a la capacidad admisible 1.84 Kg/cm2, CUMPLE LA CONDICIÓN.
Para la verificación por sismo se usarán las combinaciones CM + CV + 0.80CSx

además de CM + CV + 0.80CSy para las condiciones sísmicas en las dos direcciones; en
el que incluye las cargas axiales más los momentos que producen una excentricidad y
una distribución de esfuerzos asimétrico.
Según el art. 15.2.4. de la norma E060 del Reglamento Nacional de edificaciones,

se puede considerar un incremento del 30% en el valor de la presión admisible del suelo
para estados de carga donde intervengan cargas temporales, como es el caso del sismo,

_________________________________________________________________________________________________________________
por esta razón, el valor admisible para las combinaciones con sismo será igual a 1.84
Kg/cm2 * 1.30 = 2.40 Kg/cm2.
Se generaron las combinaciones en el programa para su verificación por carga

sísmica:
Fig 59. Combinación para condición con sismo.


_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 60. Verificación de la Capacidad Admisible Sismo en +X, menores a 2.40 Kg/cm2.
MÓDULO PRINCIPAL
Fig 61. Verificación de la Capacidad Admisible Sismo en -X, menores a 2.40 Kg/cm2.
MÓDULO PRINCIPAL

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 62. Verificación de la Capacidad Admisible Sismo en +Y, menores a 2.40 Kg/cm2.
MÓDULO PRINCIPAL
Fig 63. Verificación de la Capacidad Admisible Sismo en -Y, menores a 2.40 Kg/cm2.
MÓDULO PRINCIPAL

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 64. Verificación de la Capacidad Admisible Sismo en +X, menores a 2.40 Kg/cm2.
MÓDULO SECUNDARIO
Fig 65. Verificación de la Capacidad Admisible Sismo en -X, menores a 2.40 Kg/cm2.
MÓDULO SECUNDARIO

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 66. Verificación de la Capacidad Admisible Sismo en +Y, menores a 2.40 Kg/cm2.
MÓDULO SECUNDARIO
Fig 67. Verificación de la Capacidad Admisible Sismo en -Y, menores a 2.40 Kg/cm2.
MÓDULO SECUNDARIO

_________________________________________________________________________________________________________________
5.4.3. DISEÑO DE REFUERZO
Debido a que las cargas son bajas, se le asignará el refuerzo mínimo debido al
volado:
Hz Bz
hc bc
Bz bc Hz hc
qn1 qnf qn1

qnf
Mu Mu
Fig 68. Sección para el cálculo del Momento de diseño
Acero mínimo:
0.70*√f' c*b*d
As mín =
fy
fć = 210 Kg/cm2
fy = 4200 Kg/cm2
tomando como “b” a la dimensión en planta para cada dirección, y tomando a d

como la altura menos el recubrimiento y los diámetros de refuerzo a colocar
Tomando un metro de ancho tributario: b = 100 cm y d = 41 cm
Reemplazando los valores tendremos: As min = 9.90 cm2
Este valor se compara con los resultados de diseño realizados con el programa
SAFE V16, para esto se usan las combinaciones de diseño que ya fueron
descritas con anterioridad:

_________________________________________________________________________________________________________________
Combinación de Cargas.
1.40 CM + 1.70 CV CM = carga muerta

1.25 (CM + CV) + CS CV = carga viva
1.25 (CM + CV) - CS CS = carga de sismo
0.90 CM + CS
0.90 CM – CS
Si los refuerzos calculados a partir de un ancho tributario de 100 cm son

menores que el mínimo, entonces se colocará el mínimo.
Fig 69. Combinaciones de carga ingresados al programa para el diseño del refuerzo

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 70. Preferencias de diseño, recubrimiento r = 7cm


_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 71. Diseño del refuerzo, Módulo PRINCIPAL

Como se aprecia en las imágenes, el refuerzo máximo calculado para un ancho
tributario de 1m con un valor de 5.3926 cm2, siendo menor que el acero mínimo de 9.90
cm2. Así calculamos el espaciamiento “s” de los refuerzos:
Usando una varilla de 5/8” (Asv = 2 cm2):
100*2
s= = 20.2 cm
9.90
Usando para todos los casos: 5/8” @ 0.20
5.4.4. VERIFICACIÓN POR PUNZONAMIENTO.
El peralte de las zapatas debe de cumplir con el requisito de punzonamiento, es

decir, la cortante última de diseño por punzonamiento debe ser menor que la
resistencia a corte por punzonamiento del concreto, se debe de cumplir las siguientes
condiciones:

_________________________________________________________________________________________________________________
Vu < ØVc
Y según el Art. 11.12.2.1 E060 RNE, para losas no preesforzadas y zapatas, Vc debe
ser el menor entre (a), (b) y (c):
2
a) ϕVc = ϕ0,53* (1+ β) √f' c*bo *d, donde β es la relación entre la dimensión larga
sobre la dimensión corta de la columna.
αs *d
b) ϕVc = ϕ0,27* ( bo
+2) √f' c*bo *d, donde αs es 40 para columnas interiores, 30
para columnas de borde y 20 para columnas de esquina.
c) ϕVc = ϕ1,06√f' c*bo *d

Para todos los casos, bo es el perímetro de la sección crítica donde sucederá el corte
por punzonamiento, a d/2 de las caras de las columnas
Y Y
d/2 d/2
X X
hc L hc L
bc bc
d/2 d/2
B B
Fig 72. Sección para punzonamiento

Los resultados indican las zapatas cumplen con las condiciones de punzonamiento.

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 73. Verificación por punzonamiento. Módulo PRINCIPAL.


_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 74. Verificación por punzonamiento. Módulo

SECUNDARIO.
5.5. DISEÑO DE LA LOSA ALIGERADA
El análisis se realizó con apoyo del programa ETABS, para franjas de ancho tributario
40 cm, se obtuvieron los momentos flectores y las fuerzas cortantes con los que se
determinarán los aceros de refuerzo y el espesor de la losa sea la suficiente para tomar
las cortantes.
5.5.1. REFUERZO POR FLEXIÓN
Acero mínimo en flexión positivo y negativo
h= 20 cm
bsup = 40 cm
binf = 10 cm

_________________________________________________________________________________________________________________
b (cm) h (cm) y (cm) Área (cm2) I (cm4) d (cm)

ELEM 1 40.00 5.00 17.50 200.00 416.67 4.29
ELEM 2 10.00 15.00 7.50 150.00 2812.50 5.71
Y= 13.21 cm Icent = 11800.60 cm4 = Ig

S+ = 893.02 cm3 Mcr+ = 25882.12 Kg-cm
S- = 1739.04 cm3 Mcr- = 50402.03 Kg-cm
fr = 28.98 Kg/cm2
Acero mínimo positivo
Mu = 1.2*Mcr
Mu+ = 31058.55 Kg-cm

b= 40.00 cm
d= 17.50 cm
As+min = 0.47 cm2 a= 0.28 cm
Acero mínimo negativo
Mu = 1.2*Mcr
Mu- = 60482.43 Kg-cm

b= 10.00 cm
d= 17.00 cm
As-min = 1.01 cm2 a= 2.38 cm
El refuerzo a calcular se hará bajo la combinación COMB1: 1.40CM + 1.70CV, solo para
cargas por gravedad.

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 75. Diagrama de momento flector para losas aligeradas
Fig 76. Diagrama de momento flector para losas aligeradas


_________________________________________________________________________________________________________________
Los momentos de diseño se obtendrán a la cara de las vigas de apoyo, a fines prácticos,
se tomará el máximo de todos los valorous para compararlos con los refuerzos mínimos,
y si se obtiene menor área, se colocará el acero mínimo.
El momento negativo será: M- = 54918.93 Kg-cm

El momento positive será: M+ = 43807.60 Kg-cm
Acero Positivo:
Mu As * fy
As = a=
∅ * fy * (d - a 2) 0.85 * f'c * b
Mu+ = 43807.60 Kg- fć = 210 Kg/cm2

cm
Ф= 0.9 b+ = 40 cm
fy = 4200 Kg/cm2
d= 17.5 cm
As = 0.6698 a= 0.39 cm
cm2
Acero Negativo:
Mu As * fy
As = a=
∅ * fy * (d - a 2) 0.85 * f'c * b
Mu- = 54918.93 Kg- fć = 210 Kg/cm2

cm
Ф= 0.9
fy = 4200 Kg/cm2 b- = 10 cm
d= 17.5 cm
As = 0.8826 a= 2.08 cm
cm2
Se observa que ambos refuerzos son menores que los aceros mínimos positivo y
negativo respectivamente, por lo que se colocará el acero mínimo.
Refuerzo Negativo colocado: 1Ø1/2”

Refuerzo Posivito colocado: 1Ø3/8”

_________________________________________________________________________________________________________________
5.5.2. VERIFICACIÓN POR CORTANTE
Ya que la losa no lleva refuerzo cortante (estribos o zunchos), el concreto será el único
material resistente para tomar estos esfuerzos, por lo que se debe de verificar que:
Vu < ØVc
Donde:
Vu: Es el proveniente del análisis estructural.
Vc = 0.53√f'c*b*d=0.53√210*10*17.50 = 1344 Kg
Ø = 0.85
A continuación se muestran los resultados del análisis:
Fig 77. Diagrama de fuerzas cortantes para losas aligeradas


_________________________________________________________________________________________________________________
El máximo valor de Vu = 644.58 Kg < 0.85*1344 = 1142.40 Kg, CUMPLE EL REQUISITO

DE DEMANDA.
5.5.3. REFUERZO POR TEMPERATURA Y RETRACCIÓN
Según el Art. 9.7 del RNE. Las barras corrugadas o malla de alambre (liso o corrugado)
de intersecciones soldadas, con fy = 420 Mpa la cuantía será: 0.0018
Para un espesor de losa (t) de: 5.00 cm, el As temp = 0.90 cm2/m
Usando refuerzo ¼”: Asb = 0.32 cm2, se obtienen 2.84 varillas redondeándolas a 3
varillas espaciadas cada 50 cm.
Según el art. 9.7.3 del RNE: el espaciamiento máximo del refuerzo perpendicular a los
nervios podrá extenderse a cinco veces el espesor de la losa sin exceder de 400 mm.
Por lo que S < 5t ó 40 cm, donde 5t = 5*5 = 25 cm ó 40 cm
Así, el refuerzo a colocar será ¼” @ 0.25 m
5.6. DISEÑO DEL TIJERAL
El material usado es un acero ASTM A500, con un Fy = 269 MPa y Fu = 310 MPa:

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 78. Definición de Material ACERO ASTM A500


_________________________________________________________________________________________________________________
Las secciones asignadas fueron:
Fig 79. Definición de sección de correa 40x60x2mm


_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 80. Definición de sección de Bridas superior e inferior 50x100x2mm


_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 81. Definición de sección de Montantes y diagonales 40x60x2mm
Se diseñará tanto el tijeral más crítico como las correas transversales, espaciadas cada
1.00 m para poder colocar la cobertura de teja andina.
Para las correas, se utilizará como apoyo cada tijeral, así se realizó el modelo con una
sección transversal de 40x60x2mm.
Las cargas asignadas son de CM = 12 Kg/m (debido a que el peso del eternit es de 12
Kg/m2 para un metro de ancho tributario) y de CV = 20 Kg/m para la carga viva de
mantenimiento).

_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 78. Carga viva y muerta asignadas a la correa.

Al diseñar las correas, se aprecia de que en todos los tramos, la sección tubular
rectangular de 40x60x2mm cumple los requisitos.
Para el caso del tijeral, se usará las reacción por carga muerta y carga viva de las correas
que afectan al tijeral 2, estas son:
CM = 76.96 Kg y CV = 98.52 Kg
Fig 79. Reacciones por CV y CM respectivamente de las correas que afectarán a los tijerales.

_________________________________________________________________________________________________________________
Las correas se encuentran espaciadas cada metro, por lo que se apoyaran en los nudos y
en el centro de los elementos de la brida superior:
Fig 80. Carga Muerta proveniente de las correas en el tijeral 2
Fig. 81. Carga Viva proveniente de las correas en el tijeral 2
Para la combinación: 1.20CM + 1.60CV se diseñaron los elementos.


_________________________________________________________________________________________________________________
Fig 82. Verificación de las secciones del tijeral 2.
Las secciones usadas tubulares rectangulares fueron:
Brida superior: 50x100x2mm

Brida inferior: 50x100x2mm
Montantes y Diagonales: 40x80x2mm
El diseño muestra que los elementos cumplen los requisitos.

4.2 Memoria Descriptiva de Estructuras

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MEMORIA DESCRIPTIVA DE ESTRUCTURAS

Municipalidad Distrital de Lucma

MEMORIA DESCRIPTIVA DE ESTRUCTURAS

I.- DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO

El estudio de mecánica de suelos, nos brinda las condiciones de cimentación siguientes:

La edificación ha sido estructurada y diseñada de manera tal de lograr un buen comportamiento

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II.- PARAMETROS DE DISEÑO ADOPTADOS

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MEMORIA DE CÁLCULO DE ESTRUCTURAS

En la presente memoria de cálculo estructural se realizará el análisis y diseño de los

En primer lugar, se procede con la estructuración del edificio, donde se elegirá

Luego, en el predimensionamiento se dará una dimensión aproximada o definitiva a

En el análisis de la estructura se procederá a determinar desplazamientos y esfuerzos

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El diseño de los refuerzos (aceros) fueron realizados de acuerdo a lo indicado en el

Para el caso de zapatas y cimientos, fueron dimensionados bajo los criterios de la

El sistema resistente de las edificaciones consistirá básicamente en pórticos en las

2.1.1. ESTRUCTURACIÓN DE COLUMNAS

2.1.2. ESTRUCTURACIÓN DE VIGAS

3. PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES.

3.1.1. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

Las vigas se pre dimensionan generalmente considerando un peralte del orden de

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En el módulo principal, se tiene la máxima dimensión, para la dirección X, para el eje

En el módulo secundario, se tiene la máxima dimensión de luz libre de viga a 6.46 m

3.1.2. PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

Por lo que, en resumen, las columnas deberán de ser dimensionadas:

- Para dotar de rigidez, ductilidad y resistencia a la estructura contra los efectos

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Fig. 01. Dimensiones de los elementos estructurales, módulo Principal

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Fig. 02. Dimensiones de los elementos estructurales, módulo Secundario

4. ANÁLISIS ESTRUCTURAL, ANÁLISIS SÍSMICO, DETERMINACIÓN DE LOS

4.1. CONSIDERACIONES Y REGLAMENTACIÓN

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De acuerdo al Estudio de Suelos realizado, se realizaron 2 calicatas, cuyas capacidades

ANCHO ANCHO ANCHO ANCHO

V9 V10 V11 V12

P26 1.50 m x 2.10 m

P10 1.00 m x 2.10 m

P12 1.00 m x 2.10 m

P17 1.00 m x 2.10 m

P18 1.10 m x 2.10 m

P19 1.10 m x 2.10 m

P14 1.00 m x 2.10 m

P15 1.00 m x 2.10 m

P20 1.10 m x 2.10 m

P23 0.90 m x 2.10 m

P25 0.90 m x 2.10 m P25 0.90 m x 2.10 m

P22 0.75 m x 2.10 m

Fig. 03. Plano de distribución arquitectónica Módulo Principal

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Fig. 04. Plano de distribución arquitectónica Módulo Secundario

P6 1.10 m x 2.10 m V21

ANCHO ANCHO ANCHO

V30 V29 V28

Fig. 05. Plano de distribución arquitectónica módulos en terreno.

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