"MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE EDUCACION INICIAL Y PRIMARIA Y

AMPLIACION DE LOS SERVICIOS DE EDUCACION SECUNDARIA DE LA I.E. N° 80850 DEL

PUEBLO JOVEN ALTO PAIJAN, SECTOR SAN SALVADOR, DISTRITO DE PAIJAN,
PROVINCIA DE ASCOPE, DEPARTAMENTO DE LA LIBERTAD" - 1RA ETAPA

MEMORIA DESCRIPTIVA ESTRUCTURAS

1. GENERALIDADES

1.1 NOMBRE DEL PROYECTO

"MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE EDUCACION INICIAL Y PRIMARIA Y

AMPLIACION DE LOS SERVICIOS DE EDUCACION SECUNDARIA DE LA I.E. N°
80850 DEL PUEBLO JOVEN ALTO PAIJAN, SECTOR SAN SALVADOR,
DISTRITO DE PAIJAN, PROVINCIA DE ASCOPE, DEPARTAMENTO DE LA
LIBERTAD" - 1RA ETAPA.

1.2 UBICACIÓN DEL PROYECTO

 Departamento: La Libertad.
 Provincia: Ascope.
 Distrito: Paiján.

1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

El proyecto se ha planteado desarrollar en función a las especialidades de trabajo

para lo cual se ha considerado, Estructuras, Arquitectura, Instalaciones Sanitarias, e
Instalaciones Eléctricas, habiéndose reajustado la programación de acuerdo a las
exigencias normativas actuales, así como de acuerdo a la configuración y
disponibilidad de terreno.

El Proyecto contempla lo siguiente:

Construcción de Módulos de Nivel Inicial para 3, 4 y 5 Años (Sección A y B)

con sus respectivos Servicios Higiénicos, Área Administrativa, Juegos
Recreativos, Patio de Honor y Cerco Perimétrico divisorio.

Mejoramiento de los Módulos del Nivel Primario de 2 Niveles y sus Módulos

Complementarios.

Suministro e Instalación del Sistema de Instalaciones Sanitarias y Eléctricas

diseñados para el Proyecto.

1.4 SOLUCIÓN ESTRUCTURAL

La solución estructural del módulo ha sido basada en criterios de seguridad y de

economía, consiste estructuras aporticadas, cimentado en suelo cuya clasificación
SUCS es GM (grava limosa pobremente graduada).

Las edificaciones según la Norma Técnica E.030 del Reglamento Nacional de

Edificaciones son clasificadas como Categoría “A” (Edificaciones Esenciales).

El edificio consta de módulos estructurales separados mediante junta sísmica, pero

funcionalmente integrados. La denominación de los referidos módulos es la
siguiente:

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Los requerimientos Del análisis y diseño estructural se han compatibilizado con el

proyecto de arquitectura principalmente y los estudios de suelos ya existentes.
Las especificaciones de los materiales a ser utilizados, están contenidas en el
Reglamento Nacional de Edificaciones que incluyen las Normas E-20 cargas, E-030
diseño sismo-resistente, E-060 concreto armado, E-070 albañilería y E-090 para el
análisis y diseño en acero estructural.
Los modelos matemáticos correspondientes a las edificaciones proyectadas
implican la aplicación de cargas permanentes por peso propio de los elementos
estructurales que conforman la edificación (carga muerta), cargas vivas y cargas de
sismo aplicadas a cada uno de los ejes principales de las edificaciones ya
analizadas. Estas cargas se encuentran amplificadas y consolidadas de manera
combinada en hipótesis de cargas. De tal manera que los resultados del análisis
estructural dan como resultado la determinación de los desplazamientos máximos
esperados (para verificación según la norma de diseño sismo resistente E-030) y los
esfuerzos máximos (momentos flectores, fuerzas cortantes y cargas axiales) que
nos han permitido diseñar los principales miembros de cada edificación de acuerdo
a las normas vigentes en la actualidad.
El análisis estructural incluye estudios de estabilidad, resistencia y rigidez de los
elementos componentes y la finalidad es obtener una estructura geométricamente
estable y adicionalmente a esto, que los esfuerzos y deformaciones desarrollados
por causas externas e internas en el modelo matemático sean menores que los
permisibles. Tal modelo se considera coplanar y se representa por los ejes
centroidales de vigas y columnas cuyas uniones mantienen restricciones idealizadas
de monolitismo estando sometidos a cargas normativas.

Las suposiciones de análisis aplicadas a este modelo son:

 La existencia de un equilibrio estático en la aplicación gradual de las cargas.

 El cumplimiento de la ley de Hooke, la hipótesis de Novier y el principio de
superposición de esfuerzos en los materiales estructurales.
 Que el momento de inercia de los elementos estructurales se aplica a las secciones
no agrietadas y no incluyen las armaduras. El módulo de elasticidad es función de la
resistencia del concreto.
 Que las cuantías mínimas de los elementos estructurales están definidas por el
RNE y las normas técnicas.
 El orden de magnitud de las deformaciones elásticas son poco significativas
respecto de las dimensiones de los elementos estructurales.
 Tomando en cuenta la NTE.20 Cargas, en lo referente a los esfuerzos por
contracción de fragua, no hay limitación en la disposición de juntas si es que se han
verificado, tales esfuerzos, que es nuestro caso de vigas esbeltas y de secciones
reducidas de concreto.

2. REGLAMENTACIÓN Y NORMAS DE DISEÑO

El Proyecto Estructural ha sido desarrollado en base a lo estipulado en las siguiente

Reglamentación:

REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES

 Norma Técnica de Edificación E.020: Cargas
 Norma Técnica de Edificación E.030: Sismo Resistente
 Norma Técnica de Edificación E.060: Concreto Armado

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 Norma Técnica de Edificación E.070: Albañilería

NORMAS DEL AMERICAN CONCRETE INSTITUTE–A.C.I.

3. CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES

La estructura es un sistema dual constituidos de pórticos con columnas, placas y vigas

de concreto armado. Las columnas y placas tienen empotramientos en la base
constituidas por zapatas aisladas de concreto armado. Para su diseño se considera las
interacciones del conjunto de elementos estructurales.

Los módulos consistirán de estructuras formadas principalmente de pórticos de concreto

armado y columnas que controlan los movimientos laterales de la estructura.

Con relación al sistema horizontal de entrepisos se ha considerado techos aligerados de

e=20cm en una dirección y losa maciza de e=15cm, en las posiciones indicadas en los
planos de estructuras.

4. MATERIALES

Los materiales a emplearse en las estructuras proyectadas, son:

4.1 AGREGADOS:
Los agregados serán extraídos de la cantera “Mellizo” ubicada a 40 minutos de la
ciudad de Ascope (Piedra Chancada ½”, Arena gruesa). De la cantera “Barreto
Agregados” se usarán: Piedra Base de 4”, 6” ,8”, Afirmado y Hormigón). La Arena
fina será extraída y transportada desde la ciudad de Trujillo.

4.2 CONCRETO:
Se utilizará una resistencia de 210 kg/cm2 en todos los elementos estructurales de
concreto armado. Por consiguiente, se utilizará un módulo de elasticidad de
217,000kg/cm2, en elementos no estructurales (sistema de arriostre de tabiquería)
se utilizará una resistencia especificada de 175kg/cm2.

4.3 REFUERZO DE ACERO:

El acero utilizado tiene un límite de fluencia fy = 4200 kg/cm2.

4.4. MURO DE ALBAÑILERÍA:

Se considera utilizar en la construcción de los muros portantes de albañilería un
ladrillo K.K. 18 huecos de 13x23x9 cm (Mecanizado) con una resistencia a la
compresión superiora f’m = 100 kg/cm2, asentados con mortero de proporciones
cemento: arena 1:4 y con una junta máxima de 1.50 cm.
El módulo de elasticidad que se utilizará será de 250000 Ton/m2.

4.5. TABIQUERÍA:
Se utilizará albañilería tubular con una junta máxima de 1.50 cm. y arriostrados a
vuelco lateral mediante columnetas y viguetas de concreto armado de f’c = 175
kg/cm2.

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5. ANÁLISIS SÍSMICO DE LA ESTRUCTURA

El Proyecto se analizó estática y dinámicamente, empleando para ello el software Etabs,

efectuando el análisis de la estructura en forma tridimensional y determinando las
fuerzas actuantes en los elementos que las conforman. Para la realización de éste
análisis se proporcionó la información necesaria para el cálculo, la que a continuación se
expone:

 Configuración estructural (dimensionamientos)

 Cálculo del coeficiente del espectro de respuesta

Conforme a la Norma Sismo Resistente E.030, el espectro inelástico de
pseudo-aceleraciones para cada una de las direcciones horizontales
analizadas, definido por;

Z = 0.35 Factor zona

U = 1.50 Categoría
Edificaciones comunes
S = 1.15 Factor para Suelo (EMS)
C = 2.00
Tp=0.6seg
g = Aceleración de la gravedad 9.81 m/seg2
Factor de Reducción Sísmica (R):
BLOQUE 1 y 2, Rx = 8 (Sistema aporticado)

Los parámetros se han determinado para cada estructura, respondiendo cada una de
ellas de acuerdo a sus características de masa, rigidez y amortiguamiento del sistema.
Distorsiones Laterales:
Las distorsiones laterales de entrepisos son menores a los máximos permitidos por la
Norma (Derivas≤0.007).
Desplazamientos Laterales y Juntas Sísmicas:
La suma de los desplazamientos laterales entre bloques adyacentes multiplicados por el
factor 0.75 R (Norma E.030) son menores a 10 cm., que es el valor adoptado para todas
las juntas sísmicas del edificio.

6. DISEÑO EN CONCRETO ARMADO

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 NTE-060.
Para determinar la resistencia nominal requerida, se emplearon las siguientes
combinaciones de cargas:

U = 1.4 CM + 1.7CV
U = 1.25 (CM +CV  CS)
U = 0.90 CM  1.25CS

Dónde:
CM: carga permanente
CV: carga viva
CS: carga debido a sismo.

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DISEÑO EN ACERO:

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
estructuras metálicas NTE-090.
En cuanto a las soldaduras se deberá seguir los lineamientos del American Welding
Society para una correcta ejecución de los trabajos.
En cuanto a los materiales se deberán seguir las recomendaciones de la American Society
for Testing and Material (ASTM).
Para determinar la Resistencia nominal requerida, se emplearon las siguientes
combinaciones de cargas:

1.4 D
1.2 D + 1.6 L
1.2 D + 1.0 E + 0.5 L
1.2 D - 1.0 E + 0.5 L
0.9 D + 1.0 S
0.9 D - 1.0 S

Dónde:
D : carga muerta
L : carga viva
S : carga debido a sismo.

7. CIMENTACIÓN

Según el estudio de Mecánica de Suelos (EMS) se ha tomado una resistencia de terreno

de 1.91 kg/cm2 para el diseño de las cimentaciones en general (cimientos corridos y
zapatas de diferentes dimensiones, para el caso de zapatas corridas hemos considerado
valores de resistencia del terreno del orden de 1.72 a 1.91 kg/cm2, debido a la
probabilidad de no homogeneidad en las diferentes superficies donde cimentará las
estructuras) y a una profundidad de cimentación promedio Df = 1.30m a 1.50m., medidas
desde el nivel del terreno natural. El concreto a utilizar es de un f’c =210kg/cm2 y el
reforzamiento de varillas corrugadas es de fy =4200 kg/cm2 (para zapatas y vigas de
cimentación) y para cimientos corridos se utiliza concreto ciclópeo 1:10 +30% de PG. Se
tienen sobrecimientos reforzados para los cuales se utiliza un concreto f’c=175kg/cm2. Se
hace mención que toda la superficie de apoyo de veredas, falsos pisos de todas las
estructuras proyectadas y pisos del patio principal tienen un relleno de afirmado clasificado
y compactado de espesor no menor a los 10.00cm.

8. SISTEMAS DE TECHO

El sistema de techos está constituido por losas aligeradas de concreto armado y bloques
de arcilla. En el último piso se considera la construcción tijerales de madera con
cobertura liviana

LOSAS
Para caso de losas aligeradas están solo se han calculado para casos de
unidireccionalidad, siendo en todos los casos donde estas se han utilizado de un espesor

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de 0.20m de peralte. Es decir losa de concreto de 5cm de espesor y viguetas de 0.15m de

peralte y 0.10m de ancho. Las unidades de ladrillo de techo son de 0.15m x 0.30m x
0.30m. El concreto a utilizar es de un f’c =210kg/cm2 y el reforzamiento de varillas
corrugadas es de fy =4200 kg/cm2.

Para el Caso de Losa Maciza se ha calculado para un espesor de 0.15cm y el concreto ha

utilizar es de un f’c =210kg/cm2 y el reforzamiento de varillas corrugadas es de fy =4200
kg/cm2.

VIGAS
Todos los módulos de edificaciones (excepto el módulo de obras exteriores), presentan
vigas de concreto armado de diferentes peraltes y anchos. El dimensionamiento de estas
medidas obedece estrictamente al análisis sísmico dinámico y el control de
desplazamientos de la norma técnica sismorresistente. Las cuantías de refuerzo horizontal
y vertical que tiene cada uno de estos elementos obedecen a lo indicado en la norma
técnica de concreto armado. El concreto a utilizar es de un f’c =210kg/cm2 y el
reforzamiento de varillas corrugadas es de fy =4200 kg/cm2. Existen vigas de alfeizer para
los muros que se encuentran separados de las columnas y que trabajan básicamente por
carga perpendicular al plano estos utilizan un concreto f’c=175kg/cm2.

COLUMNAS
El dimensionamiento de las columnas está ligado íntimamente al análisis sísmico dinámico
y el control de desplazamientos exigido por la norma de diseño sismorresistente. Las
cuantías de refuerzo horizontal y vertical que tiene cada uno de estos elementos obedecen
a lo indicado en la norma técnica de concreto armado. El concreto a utilizar es de un f’c
=210kg/cm2 y el reforzamiento de varillas corrugadas es de fy =4200 kg/cm2. Existen
columnas de confinamiento en muros de alfeizer las mismas que utilizan un concreto
f’c=175kg/cm2.

CARGAS DE DISEÑO

Se consideraron las siguientes cargas de diseño

Para Carga Muerta:

Peso propio de los elementos:
- Elementos de concreto armado 2,400 kg/m3
- Muros de albañilería 1,800 kg/m3
- Losa aligerada h = 0.20m 300 kg/m2
- Tabiquería 150 kg/m2
- Acabados 100 kg/m2

Carga Viva
Sobrecarga según norma de cargas E-020

- Aulas 250 kg/m2

- Auditorios 400 kg/m2
- Oficinas Administrativas 250 kg/m2

CARGA DE SISMO

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Se han considerado los criterios de diseño sísmico según lo especificado en las

Normas de diseño sismorresistente (Norma E-30)

Cortante en la base V = ((ZUCS)/R) x P

Z = 0.35 Factor zona, tabla Nº 1

U = 1.50 Categoría de edificaciones, tabla Nº 3
C = 2.00 (Tp/T), Factor de ampliación sísmico, c  2.5
S = 1.15 Parámetros de suelo, Tabla Nº 2
R=8 Coeficiente de Reducción, sistema estructural, Tabla Nº 6 para
pórticos de concreto armado.
R=6 Coeficiente de Reducción, sistema estructural, Tabla Nº 6 para
albañilería confinada.
P= Peso del edificio que carga sobre la estructura y que considera,
además de la carga muerta el 50% de la carga viva para
edificaciones de la categoría A y 25% en azoteas, Art. 16.3,
Norma E-030.

Aceleración Espectral: Sa = ((ZUCS) g)/R

ANALISIS ESTRUCTURAL
El análisis estructural se realiza mediante la utilización del software ETABS. Las
edificaciones se analizan con modelos tridimensionales, suponiendo losas infinitamente
rígidas frente a acciones en su plano. En el análisis se supone el comportamiento lineal y
elástico. Para control de desplazamientos se utiliza un análisis dinámico pseudo
tridimensional; el mismo que incorpora un espectro de aceleraciones. El análisis sísmico se
efectuó siguiendo las indicaciones de la Norma de diseño sismorresistente. Siguiendo
estas indicaciones y con el fin de determinar un procedimiento adecuado de análisis, se
clasificaron edificaciones regulares e irregulares.
La respuesta sísmica se determinó empleando el método de superposición espectral
considerando como criterio de combinación la combinación cuadrática completa (CQC) de
los efectos individuales de todos los modos.
Las cargas (momentos flectores, fuerzas cortantes y axiales) obtenidos del Análisis para
cada elemento han sido utilizadas en el diseño.
Para el análisis sísmico y de gravedad, las edificaciones se modelaron con elementos con
deformaciones por flexión, fuerza cortante y carga axial. Para cada nudo se consideraron 6
grados de libertad estáticos y para el conjunto tres grados de libertad dinámicos
correspondientes a dos traslaciones horizontales y a una rotación plana asumida como un
diafragma rígido en cada nivel.
El cálculo de los desplazamientos elásticos se realizó considerando todos los modos de
vibración y el 5 % de amortiguamiento en la combinación cuadrática completa. Los
desplazamientos inelásticos se estimaron multiplicando los desplazamientos de la
respuesta elástica por el factor de reducción correspondiente, de acuerdo al esquema
estructural adoptado en cada dirección.
Los pesos propios de las vigas, columnas y placas están asignados de manera automática
por el programa y las cargas adicionales se colocan sobre las vigas como cargas lineales
distribuidas o puntuales.
Los elementos de los tijerales, y vigas se han modelado como elementos lineales y las
cargas se asignan como cargas puntuales o distribuidas.

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Las losas se analizan mediante un modelo bidimensional de elementos finitos y las cargas
se asignan por metro cuadrado.
Los elementos de concreto armado se representan como elementos lineales, sus rigideces
se determinan ignorando el refuerzo; estas hipótesis denotan una posición conservadora
de las fuerzas.
Los muros de albañilería se modelan como elementos de cáscara con rigideces de
membrana y deflexión aun sean poco significativos.

Las características del concreto de manera general son:

F’c = 210kg/cm2, Resistencia del concreto.
Fy = 4,200 Kg/cm2, fluencia del acero.
E = 2’100,000 ton/m2, módulo de elasticidad del concreto.

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