Evaluacion y Verificacion Estructural

INFORME DE EVALUACIÓN  Y VERIFICACIÓN VERIFICACIÓN ESTRUCTURAL ESTRUCTURAL

INDICE 1

1.

Generalidades Generalidades..... ......... ......... ......... ......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... ......... ......... ............. ................... ...................... ..............3 ...3

2. Procedimiento de Evaluación.................................................. Evaluación...........................................................................3 .........................3 3. Criterio de la Evaluación Estructural................................................................3 4. Características de la Estructura ................ ................................... ...................................... ................................... .................4 .4 5. Metrado de Caras................... Caras...................................... ...................................... ..................................... .................................5 ...............5 !. Consideraciones "ísmicas............... "ísmicas.................................. ...................................... ...................................... ........................... ........! ! 6.1 Zonificación Zonificación (Z)....................................................................... ........................................ .............. ....... ........... .... 6  6.2 Parámetros Parámetros del Suelo Suelo (S)........................................................ (S)........................................................ .................................................... ...... 7  6.3 Factor de amplificación Sísmica ().................................................................................................7  6.! ate"oría de las edificaciones (#)....................................................................................................$  6.% Sistemas estructurales (&)................................................................................................................$  6.6 'esplaamientos aterales Permisi*les...........................................................................................$  6.7 +nálisis 'inámico........................................................................................... ............................... .... $  6.$ ,ntroducción -ráfica de ar"as al /+0S.....................................................................................1 

#. $n%lisis "ismorresistente de la Estructura.................. Estructur a..................................... ....................................11 .................11 7.1 odelo structural.............................................. structural.............................................. ...................................................... ............. ...... .............. ......... .. 11 7.2 +nálisis odal de la structura.......................................................................................................13 7.3 'esplaamiento 'esplaamiento 4 'istorsiones estructura e5istente................................................ e5istente................................................ ....................... 1%  7.! erificación de ortante en la 0ase...............................................................................................16 

&. Memoria Me moria de C%lculo................................. C%lculo.................................................... ...................................... ................................... ................ 1# $.1 erificación erificación de Platea de imentación................................................................................. imentación................................................................................. .......... 17  $.2 erificación de i"a critica..............................................................................................................2! $.3 erificación de columna critica.......................................................................................................2$  $.! erificación de uros de concreto..................................................................................................31

'. Conclusiones................................................................................................33

Propietario: Municipalia Di!trital e Yauli 2

1.

Generalidades Generalidades..... ......... ......... ......... ......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... ......... ......... ............. ................... ...................... ..............3 ...3

2. Procedimiento de Evaluación.................................................. Evaluación...........................................................................3 .........................3 3. Criterio de la Evaluación Estructural................................................................3 4. Características de la Estructura ................ ................................... ...................................... ................................... .................4 .4 5. Metrado de Caras................... Caras...................................... ...................................... ..................................... .................................5 ...............5 !. Consideraciones "ísmicas............... "ísmicas.................................. ...................................... ...................................... ........................... ........! ! 6.1 Zonificación Zonificación (Z)....................................................................... ........................................ .............. ....... ........... .... 6  6.2 Parámetros Parámetros del Suelo Suelo (S)........................................................ (S)........................................................ .................................................... ...... 7  6.3 Factor de amplificación Sísmica ().................................................................................................7  6.! ate"oría de las edificaciones (#)....................................................................................................$  6.% Sistemas estructurales (&)................................................................................................................$  6.6 'esplaamientos aterales Permisi*les...........................................................................................$  6.7 +nálisis 'inámico........................................................................................... ............................... .... $  6.$ ,ntroducción -ráfica de ar"as al /+0S.....................................................................................1 

#. $n%lisis "ismorresistente de la Estructura.................. Estructur a..................................... ....................................11 .................11 7.1 odelo structural.............................................. structural.............................................. ...................................................... ............. ...... .............. ......... .. 11 7.2 +nálisis odal de la structura.......................................................................................................13 7.3 'esplaamiento 'esplaamiento 4 'istorsiones estructura e5istente................................................ e5istente................................................ ....................... 1%  7.! erificación de ortante en la 0ase...............................................................................................16 

&. Memoria Me moria de C%lculo................................. C%lculo.................................................... ...................................... ................................... ................ 1# $.1 erificación erificación de Platea de imentación................................................................................. imentación................................................................................. .......... 17  $.2 erificación de i"a critica..............................................................................................................2! $.3 erificación de columna critica.......................................................................................................2$  $.! erificación de uros de concreto..................................................................................................31

'. Conclusiones................................................................................................33

Propietario: Municipalia Di!trital e Yauli 2

Pro"ecto: In!talaci#n e In$rae!tructura e U!o! U!o! M%ltiple! en la Localia Localia e  Yauli&  Yauli& Di!trito e Yauli Yauli ' (uanca)elica (uanca)elica ' (uanca)elica (uanca)elica U*icaci#n: Lu+ar Yauli& Yauli& Di!trito Di!trit o e Yauli& Pro)incia e (uanca)elica& Re+i#n e (uanca)elica

,- .eneral .eneralia iae! e! O*/eti) O*/eti)o: o: La finalidad del presente documento es la realización de la evaluación estructural de la edificación edificación ubicada en Distrito de Yauli, Yauli, Provincia de Huancavelica Huancavelica y Región de Huancavelica, en esta ubicación se proyectará una edificación destinada a usos múltiples con escenarios, talleres, salas diversas entre otros 

De!cripci#n e la ei$icaci#n: La estructura a evaluar, consta de ! niveles y una azotea presenta un sistema estructural conformado predominantemente por muros de alba"iler#a confinada y pórticos de concreto armado, en todos los niveles Las unidades de alba"iler#a son de arcilla del tipo artesanal, las losas de entrepiso son losas aligeradas de $%$m de espesor 

Nor0ati)i Nor0ati)ia: a: &e considera en la realización de la evaluación estructural las siguientes normas de dise"o'

(ap#tulo )$*$+%$- ./orma &ismo resistente0 (apitulo )$1$ ./orma de 2lba"iler#a0 correspondientes al R/) vigente (ap#tulo )$%$ ./orma de (argas0 correspondientes al R/) vigente (ap#tulo )$3$ ./orma de (oncreto 2rmado0 2rmado0 correspondientes al R/) vigente

1- Procei0iento e E)aluaci#n An2li!i! An2li!i! in20ico: in20ico:  2 nivel general, se verifico el comportamiento dinámico de la estructura frente a cargas s#smicas mediante un análisis dinámico modal espectral indicado en la /orma correspondiente, con ese propósito se construyó un modelo matemático para el análisis respectivo Para la elaboración de este modelo se 4a usado el programa de computo )526& An2li!i! An2li!i! e e!pla3a0 e!pla3a0iento iento!: !: &e verifico los desplazamientos obtenidos con el programa )526& )526& con los valores permisibles de la /orma correspondiente )ntre e los los pará arámetr metro os 7ue inte interv rvie iene nen n en la Veri$ic i$icac aci# i#n n e e!$ue $uer3o r3o!: )ntr 8)R9:9(2(9;/ )&5Ródulo de )lasticidad de la alba"iler#a, ) @ 1!$$ AgBcm% .!$$Ef?m0



Con!ieracione! aicionale! en la ei$icaci#n:  se realizó )>& para el proyecto de edificación a cargo del )sp en Feotecnia Henry Luis 8#lc4ez &amaniego, teniendo como principales datos los siguientes' +

)nsayo de (orte Directo'  2ngulo de fricción .Ø0@%$-

(o4esión .c0@%GgBm% +

2nálisis Franulomtrico' (L' arcilla inorgánica de baIa a media plasticidad, arcillas gravosas, arenosas

+

L#mites de 2tterberg' Limite plástico@3$J Humedad natural@1$ Limite li7uido @%-34

Kndice de plasticidad@!! +

)studio de capacidad portante' (arga admisible 7d@$J$GgBcm%

Feometr#a de la )dificación

7- Metrao e Car+a! 

Car+a! por pe!o propio 8D9: &on cargas provenientes del peso de los materiales, acabados, tabi7uer#as y otros elementos 7ue forman parte de la edificación y 7ue son consideradas permanentes



Car+a! )i)a! 8L9: (argas 7ue provienen de los pesos no permanentes en la estructura, 7ue incluyen a los ocupantes, materiales, e7uipos muebles y otros elementos móviles estimados en la estructura



Car+a! proucia! por !i!0o 8E9: son las cargas 7ue representan un evento s#smico y están reglamentadas por la norma )$*$ de dise"o sismorresistente, las consideraciones s#smicas se detallan en el #tem 3 Re!u0en e Car+a!: 5

Car+a! 0uerta! 8D9: 

Peso propio elementos de concreto armado @ %-$$ AgBm*



Peso propio de muros portantes @ $$ AgBm*



Peso propio de losa aligerada .4@%$cm0 @ *$$ AgBm%



Peso propio piso terminado @ $$ AgBm%

Car+a! Vi)a! 8L9: (orredores y escaleras@-$$ GgBm% &alas de lectura y talleres@*$$ GgBm%  2lmacenaIe @!$$ GgBm% 5ec4os y azoteas@$$ GgBm%

Car+a! e Si!0o 8E9: &egún /orma Peruana de )structuras &a @ .M- An2li!i! Si!0orre!i!tente e la E!tructura De acuerdo a los procedimientos se"alados y tomando en cuenta las caracter#sticas de los materiales y cargas 7ue actúan sobre la estructura e influyen en el comportamiento de la misma antes las solicitaciones s#smicas, se muestra a continuación el análisis realizado para la obtención de estos resultados

>-, Moelo E!tructural)l comportamiento dinámico de la estructura se determinó mediante la generación de un modelo matemático 7ue considera la contribución de los elementos estructurales tales como vigas y columnas en la determinación de la rigidez de cada nivel de la estructura Las fuerzas de los sismos son del tipo inercial y proporcional a su peso, por lo 7ue es necesario precisar la cantidad y distribución de las masas en la estructura

11

Fi+ura ,- 8ista posterior del >odelo estructural

Fi+ura 1- 8ista frontal del modelo estructural 12

Fi+ura 4- 8ista en planta del modelo estructural



>-1 An2li!i! Moal e la E!tructura Ma!a! e la e!tructura: &egún los lineamientos de la /orma de Dise"o &ismo Resistente /5) R$*$, y considerando las cargas mostradas anteriormente, se realizó el análisis modal de la estructura total Para efectos de este análisis el peso de la estructura consideró el $$ de la carga muerta y el %! de la carga viva, por  tratarse de una edificación del tipo (



Ta*la e perioo! e la E!tructura: )l programa )526& calcula las frecuencias naturales y los modos de vibración de las estructuras )n el análisis tridimensional se 4a empleado la superposición de los primeros modos de vibración por ser los más representativos de la estructura



Re!u0en e Perioo! preo0inante!:

13



(omo se observa en la tabla siguiente, los periodos con una mayor participación de masa fueron el modo % en la dirección U y el modo  en la dirección YV los periodos fundamentales son los siguientes'

T  ? -47 !T Y ? -5>1 !-

Frafico Resumen' )n el grafico se aprecian los periodos para los modos principales, el amortiguamiento para el análisis .!0 y el porcentaIe de e=centricidad .! según lo indicado en la /5)+$*$0 &e muestra a continuación los gráficos con las deformadas de los modos * y 

14

Modos 1y2.

>-4 De!pla3a0iento " Di!tor!ione! e!tructura e@i!tente )l má=imo desplazamiento relativo de entrepiso calculado según el análisis, no deberá e=ceder la fracción de la altura de entrepiso según el tipo de material predominante M2@i0o De!pla3a0iento Relati)o e Entrepi!o: La /orma 5cnica de Dise"o &ismo Resistente )$*$ T %$- del R/), establece como distorsión má=ima de entrepiso el valor de $$$1 para estructuras compuestas predominantemente por concreto armado y $$$! para estructuras compuestas predominantemente por alba"iler#a confinada, esto se cumplirá en ambas direcciones de análisis )l cuadro de má=imos desplazamientos elásticos relativos 4a sido incrementado en un factor de R .ver /5)+$*$0, los cuales se muestran a continuación'

"tor

1ER PISO 2DO PISO 3ER PISO 4"O PISO#$%O"E$

($0,E "tor Drits ,oad ,a Case/Como el Item

Drit

Comb4 Max

Max Drift 23  

0.00024 4

Comb4 Max

Max Drift 30  

0.00068 6

Comb4 Max

Max Drift 30  

0.00100 1

Comb2 Mi&

Max Drift 29 '

0.00110 2

 m

6 7 m m 14.9 0 2 4.7 ! 2.0 5 7.02 8.2 ! 2.0 5 7.02 11.7 ! 2.0 5 0 15.2 15

$%O"E$ 2  "EC(O I)C*I)$DO 1  "EC(O I)C*I)$DO 2

Max Drift 9 ' Max Drift 37   Max Drift 11  

Comb2 Mi& Comb4 Mi& Comb4 Mi&

0.00115 8 0.00051 2 0.00043 9

0 9.3 2 9.3 2

18.3 0 5 20.2 0.15 5 21.2 7.02 5

Distorsión má=ima dirección U, Y Los desplazamientos corregidos son'

"tor

1ER PISO

($0,E "tor Drits ,oad ,a Case/Como el Item

Comb4 Max

2DO PISO

Comb4 Max

3ER PISO 4"O PISO#$%O"E$

Comb4 Max Comb2 Mi&

$%O"E$ 2 Comb2 Mi&  "EC(O I)C*I)$DO 1 Comb4 Mi&  "EC(O I)C*I)$DO 2 Comb4 Mi&

Max 23   Max 30   Max 30   Max 29 ' Max 9 ' Max 37   Max 11  

Drift Drift Drift Drift Drift Drift Drift

Drit 0.0002 44 0.0006 86 0.0010 01 0.0011 02 0.0011 58 0.0005 12 0.0004 39

0.75+8+ M$'IM D O 0.00146 4 0.007 0.00411 6 0.007 0.00600 6 0.007 0.00661 2 0.007 0.00694 8 0.007 0.00307 2 0.007 0.00263 4 0.007

C+MP,E C+MP,E C+MP,E C+MP,E C+MP,E C+MP,E C+MP,E

>-5 Veri$icaci#n e Cortante en la Ba!e  (ortante 5otal en la 6ase ./5)+$*$ 1*0 De la e=presión' (ortante basal .80

,reemplazando para cada eIe de análisis tenemos' Pt * -3!%1J!

,1-41

ton

Donde el peso total de la estructura según lo indicado en el #tem 3* de la /5)+$*$ es' P ? ,5;7-1> ton

Cortante 06ni0o en la Ba!e 8NTE'4 ,-19)l cortante m#nimo en la base para una estructura irregular analizada mediante un análisis dinámico por combinación modal espectral es como m#nimo el J$ del cortante total en la base del análisis estático, esto es' $JE8=,y@

,>4- 16

Los cortantes dinámicos obtenidos son'

&e observa 7ue en la direcciones de análisis, el cortante dinámico es menor al m#nimo e=igido en la /5)+$*$, por tanto es necesaria la corrección del cortante en la base

V@ ? ->4 tonV" ? ,,-71 tonPara el eIe U e Y no se cumple el J$ de cortante estático, total por lo tanto se escala con un factor de J$ y 1$ respectivamente

- Me0oria e C2lculo De acuerdo al estudio realizado, se observaron algunos puntos cr#ticos en la estructura, los cuales serán analizados en esta sección para determinar 7ue se cumpla con lo e=igido en el Reglamento /acional de )dificaciones

Co0*inacione! e Car+a! E0pleaa!: Las combinaciones de cargas usadas para la verificación de los elementos de concreto de la estructura son las siguientes' Para elementos de concreto armado' COMB,: ,-5D  ,->L COMB1: ,-17D  ,-17L G' E@ COMB4: ,-17D  ,-17L G' E" COMB5: -D G' E@ COMB7: -D G' E"

Donde' D' (arga permanente L' (arga 8iva )W' sismo 17

(on ello se obtuvieron los momentos má=imos amplificados en las vigas y demás elementos, 7ue forman parte de la estructura

Veri$icaci#n e Ele0ento! E!tructurale!-, Veri$icaci#n e Platea e Ci0entaci#n: &e verificara la sección de platea 7ue tenga mayor carga debido al peso transmitido, esta será la de la columna N(1O y cuyas reacciones se obtienen directamente del )526&, tal como se muestra'

&eacciones de la *ase

La columna (1 genera las siguientes reacciones 7ue serán verificadas a continuación' ($0,E 8oint )eactions "to r

,a ,a ,a ,a-

 8oint ,ael

,oad Case/Como

10 Da/ 10 *i 10 SD' Max 10 SD Max

9 to&f !0.737 ! 0.563 3 0.146 5 0.052

96 to&f

97 to&f

! 1.249 147.519 9 5 ! 1.000 4 82.5069 0.083 1 4.1542 0.382 12.435

M M6 M7 to&f!m to&f!m to&f!m 1.245 4

!0.74

0.014

0.980 7 !0.554 0.329 0.428 2 9 1.729 0.233

0.008 4 0.017 1 0.06 18

 ,a ,a ,a ,a ,a ,a ,a ,a ,a ,a ,a ,a ,a

10 Comb1 10 Comb2 Max 10 Comb2 Mi& 10 Comb3 Max 10 Comb3 Mi& 10 Comb4 Max 10 Comb4 Mi& 10 Comb5 Max 10 Comb5 Mi& 10 Comb6 Max 10 Comb6 Mi& 10 Comb7 Max 10 Comb7 Mi&

,a

10 Comb8 Max

,a

10 Comb8 Mi&

,a

10 Comb9 Max

,a

10 Comb9 Mi&

,a

E)O*E)"E 10 Max

8 2 ! ! 1.989 3.450 3 6 346.789 ! ! 1.478 2.729 291.687 8 8 2 ! ! 1.771 2.896 283.378 8 1 8 ! ! 1.478 2.729 291.687 8 8 2 ! ! 1.771 2.896 283.378 8 1 8 ! ! 1.572 2.430 5 7 299.968 ! ! 1.678 3.195 1 1 275.098 ! ! 1.572 2.430 5 7 299.968 ! ! 1.678 3.195 1 1 275.098 ! ! 0.516 1.041 136.921 8 8 8 ! 0.809 128.613 8 !1.208 4 ! ! 0.516 1.041 136.921 8 8 8 ! 0.809 128.613 8 !1.208 4 ! ! 0.610 0.742 145.202 5 7 6 ! ! 0.716 1.507 120.332 1 1 6 ! ! 0.610 0.742 145.202 5 7 6 ! ! 0.716 1.507 120.332 1 1 6 ! ! 0.516 0.742 8 7 346.789

3 3.410 7 3.111 8 2.453 4 3.111 8 2.453 4 4.511 9 1.053 3 4.511 9 1.053 3 1.45

6 ! 1.977 8 ! 1.188 5 ! 2.046 4 ! 1.188 5 ! 2.046 4 ! 1.383 9 ! 1.851 1 ! 1.383 9 ! 1.851 1 ! 0.237 1

0.791 7 !1.095 ! 0.237 1.45 1 0.791 7 !1.095 ! 2.850 0.432 1 4 ! ! 0.608 0.899 5 6 ! 2.850 0.432 1 4 ! ! 0.608 0.899 5 6 ! 4.511 0.237 9 1

0.033 8 0.045 0.010 9 0.045 0.010 9 0.088 ! 0.032 1 0.088 ! 0.032 1 0.029 7 ! 0.004 5 0.029 7 ! 0.004 5 0.072 6 ! 0.047 4 0.072 6 ! 0.047 4 0.088 19

,a

10 E)O*E)"E Mi&

! 1.989 3

! 3.450 120.332 6 6

! 0.608 5

! 2.046 4

! 0.047 4

20

21

 27u# podemos verificar 7ue el espesor de la platea es de H@!$cm, sin embargo re7uiere un peralte efectivo de 3*cm con lo cual necesitara un pedestal 7ue cumpla con 22

las condiciones de punzonamiento, se platea un pedestal de H@*$cm X@%$cm Lo cual (PL) con lo re7uerido

23

/ecesitará acero corrido en la malla superior e inferior un acero m#nimo Ø*B-Z*$ lo cual (PL) con el acero m#nimo  2demás de dos mallas de refuerzo inferior para satisfacer el área de acero e=igido (on lo cual se tiene lo siguiente' +

Para la dirección =+='

Primer acero de refuerzo Ø*B-OZ*$@!1-1! cm% &egundo acero de refuerzo ØB%OZ%!@*$J3 cm% 5ercer acero de refuerzo Ø!BOZ%!@-!1 cm%, esta acero solo se colocara en el área de punzonamiento es decir el valor del peralte neto &umando todas las áreas @$*$% cm% X@$*$cm% (PL) Para la dirección y+y cumple de igual manera

'etalle de refuero inferior 

24

ista orte de Platea con Pedestal 

-1 Veri$icaci#n e Vi+a critica)sta viga se ubica en el eIe N*O tramo 2+( +

Predimensionamiento' 8erificación del peralte' La viga tiene una luz libre de 1%1m B%@$3$![@$3!(PL) 8erificación del anc4o' Relación bB4[@$!, $*B$3!@$-![@$!(PL)

La viga a verificar se ubica en el *er nivel eIe : entre los eIes  y -, en esta viga se asume con *\!BO arriba .>+0 y *\!BO abaIo .>]0 como acero corrido y con acero intermedio de %\*B, este acero colocado por ser el peralte mayor a !$cm, se considera como sección de concreto *$=3! para la verificación de este elemento Las demandas se obtuvieron directamente del programa )526&

25

En)ol)ente e cortante 8ton9-

En)ol)ente e 0o0ento! 8ton'09-

La 4oIa de cálculo de capacidad de este elemento se muestra en la página siguiente'

A- Veri$icaci#n por Fle@i#n-

26

B- Veri$icaci#n por Corte-

27

Nota *a- /m- ia- / a /iai& tambi& - omr:ba -: :mimi&to.

-4 Veri$icaci#n e colu0na critica: La columna a verificar se ubica en el eIe N%O y N(O, en la parte central de la edificación denominada C> )l refuerzo para esta columna es de \*B-, para una sección de 3!U3$cm en forma de N5O

 Las demandas 4an sido calculadas directamente del programa )526& y se muestran a continuación

28

&olicitaciones má=imas'

Definición de la columna e=istente en el )526& para el primer piso y demás pisos se refuerza con \*B-O

29

Diagrama de interacción factorado de la columna reforzada

+

8erificación por :le=ocompresion'

30

+

8erificación por (ortante'

-5 Veri$icaci#n e Muro! e concreto &e verifica en la dirección longitudinal la placa más cr#tica ubicada en el eIe N*O y N2O, y tendrá la como refuerzo $ ØB%O como acero .sin considerar el acero de los núcleos0

Los resultados serán obtenidos directamente del )526&'

31

+

8erificación por :le=ión'

+8erificación por (arga 2=ial ^ltima'

32

Nota: los demás muros tambin se comprueba su cumplimiento

- Conclu!ione!Del análisis s#smico realizado a la edificación ubicada en Distrito de Yauli, Provincia de Huancavelica y Región Huancavelica, en donde se construirá una edificación de usos múltiples se concluyó lo siguiente' a0 Del análisis dinámico realizado a la estructura actual' •

•

)l desplazamiento má=imo relativo en el rango inelástico en la estructura evaluada para un evento s#smico, alcanza un valor de distorsión de $$$3J en la dirección U+U, siendo e!te )alor 0enor a la eri)a 02@i0a per0i!i*le por la /orma )$*$ del Reglamento /acional de )dificaciones 7ue indica un valor má=imo de $$$1 para estructuras de concreto armado )n la dirección Y+Y la deriva má=ima es de $$$3$, siendo e!te )alor  0enor a la eri)a 02@i0a per0i!i*le por la /orma )$*$ del Reglamento /acional de )dificaciones 7ue indica un valor má=imo de $$$1, para estructuras de concreto armado

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