Informe Técnico: Mejora de Puestos de Salud en Apurímac

"MEJORAMIENTO DE LA CAPACIDAD RESOLUTIVA DE LOS PUESTOS DE
SALUD DE LAS LOCALIDADES DE CHACCRAMPA(I-2), IGLESIAPATA, SAN
JUAN DE PAMPA Y YANACULLO (I-1), DEL DISTRITO DE SAN MIGUEL DE
CHACCRAMPA – PROVINCIA DE ANDAHUAYLAS – REGION APURIMAC”
____________________________________________________________________________
1.00 ANTECEDENTES
Con el desarrollo del presente proyecto se busca beneficiar al distrito de San
Miguel de Chaccrampa mediante la ejecución del proyecto "MEJORAMIENTO DE
LA CAPACIDAD RESOLUTIVA DE LOS PUESTOS DE SALUD DE LAS LOCALIDADES
DE CHACCRAMPA(I-2), IGLESIAPATA, SAN JUAN DE PAMPA Y YANACULLO (I-1),
DEL DISTRITO DE SAN MIGUEL DE CHACCRAMPA – PROVINCIA DE
ANDAHUAYLAS – REGION APURIMAC”. El diseño Arquitectónico y de Ingeniería
proyectado busca satisfacer las necesidades de Salud así como el desarrollo de
algunas actividades diversas que se den en el distrito de San Miguel de
Chaccrampa.
EL diseño de los elementos estructurales del proyecto en mención serán
analizadas acorde con las normas vigentes de diseño sismorresistente, concreto
armado y norma de albañilería, se realizaron los modelos estructurales
correspondientes, teniendo como resultado un comportamiento adecuado según
lo estipulado en las Normas antes mencionadas.
2.00 RESUMEN
El presente Item describe las edificaciones a ser analizadas:
-
Modulo I: Estructura de un solo nivel el cual consta de ambientes destinados
a consultas al que llamaremos modulo I – Consultorios. La infraestructura
consta de elementos de vigas, columnas y techo de concreto, el techo es a dos
aguas.
V-7 1.10
2.00 1.50
V-7 1.10
2.05 1.50
V-14 1.90
1.95 0.60
V-7 1.10
2.55 1.50
V-12 1.10
1.60 1.50
V-7 1.10
2.30 1.50
V-7 1.10
2.00 1.50
10
P-5
2.55 0.90
09
Á REA ESTERIL -
C O N TRO L PREN A TA L
PL A N IFIC A C IO N
FA M IL IA R
C O N SULTO RIO D E
ESTERIL IZA C IÓ N
(PRS 1 )
Á re a 1 3 .6 5 m 2
V-7 1.90
1.20 0.60
V-7 1.10
0.94 1.50
V-7 1.90
1.65 0.60
V-11 1.90
1.30 0.60
V-7 1.10
0.90 1.50
EXPEN D IO EN UPSS
(O D N 1 )
(M ED 1 )
Á re a 1 4 .6 0 m 2
V-7 1.10
1.50 1.50
22
D ISPO SIC IÓ N Y
(FA RM 1 a )
Á re a 1 7 .0 0 m 2
M ED IC IN A GEN ERA L
(C EYE 1 )
Á re a 0 9 .2 0 m 2
Á re a 1 7 .1 5 m 2
V-12 1.10
1.50 1.50
C O N SULTO RIO D E
O D O N TO L O GIA
14
GEN ERA L
SS.HH.
Á re a 1 5 .3 0 m 2
PISO PORCELANATO, 0.60 X 0.60, ALTO
TRANSITO COLOR BLANCO.
NPT +0.05
NPT +0.05
PISO PORCELANATO, 0.60 X 0.60, ALTO
TRANSITO COLOR BLANCO.
NPT +0.05
PISO PORCELANATO, 0.60 X 0.60, ALTO
TRANSITO COLOR BLANCO.
NPT +0.05
P-3
1.20 2.55
Á re a 0 3 .5 0 m 2
NPT +0.05
P-3
2.55 1.20
P-3
1.20 2.55
P-3
2.55 1.20
P-3
2.55 1.20
P-3
1.20 2.55
1.30 V-5
1.30 2.25
03
P-2
1.60 2.55
PA SA D IZO
PA SA D IZO
Á re a 5 1 .7 5 m 2
PISO PORCELANATO, 0.60 X 0.60, ALTO
TRANSITO COLOR BLANCO.
2.55 1.20
P-3
P-3
1.20 2.55
UPS C A D EN A D E
FRIO
06
Á REA D E C Á M A RA S
FRÍA S
Á re a 1 5 .0 2 m 2
PISO PORCELANATO, 0.60 X 0.60, ALTO
TRANSITO COLOR BLANCO.
NPT +0.05
05
SA L A D E IN M UN IZA C IO N ES
(EN F 1 b )
P-3
2.55 1.20
2.55 1.20
P-3
1.10 V
1.50 3.45
2.55 1.60
P-1
C O N SULTO RIO C RED
(C REC IM IEN TO Y D ESA RRO LLO )
SA LA D E ESPERA
2
Á re a 1 6 .4 8 m
PISO PORCELANATO, 0.60 X 0.60, ALTO
TRANSITO COLOR BLANCO.
NPT +0.05
NPT +0.05
TRIA JE
Á re a 1 8 .1 5 m 2
Á re a 0 9 .1 2 m 2
PISO PORCELANATO, 0.60 X 0.60, ALTO
TRANSITO COLOR BLANCO.
04
NPT +0.05
CAMARA FRIA
C
HA LL
Á re a 1 2 .8 2 m 2
PISO PORCELANATO, 0.60 X 0.60, ALTO
TRANSITO COLOR BLANCO.
(EN F 1 a )
1.10 V-9
1.50 1.80
1.20 2.55
P-3
01
TÓ PIC O D E URG EN C IA S Y
EM ERG EN C IA
PISO PORCELANATO, 0.60 X 0.60, ALTO
TRANSITO COLOR BLANCO.
NPT +0.05
P-1
1.80 2.55
(EM G 2 )
C
Á re a 2 2 .3 0 m 2
PISO PORCELANATO, 0.60 X 0.60, ALTO
TRANSITO COLOR BLANCO.
NPT +0.05
V-7 1.10
2.00 1.50
V-8 1.10
3.00 1.50
V-4 1.10
2.40 1.50
V-4 0.50
1.70 2.10
V-4 0.50
1.60 2.10
V-4 1.10
1.60 1.50
V-4 1.10
1.45 1.50
V-4 1.10
1.60 1.50
V-17 1.10
3.00 1.50
25
VERED A
-
Modulo II: Estructura de un solo nivel el cual consta de ambientes destinados
a la Residencia del personal, al que llamaremos modulo II – Vivienda. La
infraestructura consta de elementos de vigas, columnas y techo de concreto,
el techo es a dos aguas, Que son de dos modelos, una para el tipo I-2 y otra
para el tipo I-1, a continuación se muestra el planteamiento de cada uno de
los dos modelos.
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Vestidores y Baños
Personal de Enfermería
SALA
00
RESIDENCIA
NPT +0.05
SS.HH.
Vestidores y baños
Personal Médico
-
V-2 1.10
1.80 1.45
V-4 1.10
1.30 1.45
06
VERED A
01
SALA C OM ED OR
P-2 0.80 2.55
PISO PORCELANATO, 0.60 X 0.60, ALTO
TRANSITO COLOR BLANCO.
NPT +0.05
P-1 0.90 2.55
P-1 0.90 2.55
UPS
RESID EN C IA
Áre a 7.83 m 2
V-1 1.10
2.00 1.45
P-1 0.90 2.55
P-1 0.90 2.55
P-2 0.80 2.55
V-5 1.10
1.20 1.45
Áre a 15.02 m 2
Áre a 15.20 m 2
V-5 1.10
1.20 1.45
SS.HH.
NPT +0.05
V-3 1.10
1.40 1.45
V-6 2.00
1.30 0.55
V-5 1.10
1.20 1.45
Vereda perimétrica de protección
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Modulo VI: Adicionalmente se tienen estructuras menores como la caseta de
Grupo electrógeno, Tanque elevado; Tanque séptico, cuyo cálculo de la
Estructura ya no se presenta en el siguiente informe.
Área 04.00 m 2
Área 13.00 m
Área 06.20 m 2
- P-3
2.55 1.10
00
ALM ACEN AM IEN TO
IN TERM ED IO D E
RESID UOS SOLID OS
00
2
GRUPO ELECTROGENO
PARA ESTACION
ELECTRICA
00
-
TABLERO
GEN ERAL
Modulo III: Estructura de un solo nivel el cual consta de ambientes destinados
al grupo electrógeno, tablero general, y servicios de almacenamiento de
residuos sólidos.
- P-2
2.55 1.20
-
Grupo Electrogeno
de 5Kva
PISO DE CEMENTO PULIDO
Y BRUÑADO
3.00 CARÁCTERÍSTICAS DE LAS EDIFICACIONES
Las características generales con que cuentas estos módulos y las obras de
interconexión de niveles son:
Sistema Dual - Albañilería confinada en la dirección Corta y Pórticos de
Concreto Armado en la Dirección Larga.
El techo es una losa a dos aguas con pendiente 36% a ambos lados.
El acabado en los pisos son de losetas y cemento pulido en algunos casos
La cobertura sobre la losa está conformada por planchas de teja andina.
-
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4.00 DISEÑO Y CALCULO ESTRUCTURAL
A. RESEÑA DEL SISTEMA ESTRUCTURAL PROPUESTO
La estructuración es la parte de la ingeniería que consiste en crear,
formar la estructura de la infraestructura, a partir de un diseño
arquitectónico, que es el que primeramente da luces al comportamiento
estructural de la futura infraestructura, siendo este refinado y hasta
cambiado por el ingeniero estructural, distribuyendo y ordenando las
partes del todo, teniendo en consideración que el comportamiento
estructural depende de la estructuración. Generalmente la configuración
inicial y la distribución es dirigida a satisfacer los requisitos
arquitectónicos y se deja de lado la parte sísmica. Se debe concebir la
estructura para que resista todas las cargas a las que estará sometida la
edificación durante su vida útil. Para este caso son: cargas debido al peso
propio, sobrecarga de diseño normativo, carga por efectos de los sismos.
Debido a ello se tendrá que realizar una estructuración de la edificación
para que resista adecuadamente tanto las cargas estáticas como las
sísmicas.
Para la concepción estructural, se ha tenido en consideración los
siguientes criterios para lograr una estructura sismo-resistente, y estos
son:
• Simplicidad y Simetría: Estos términos están íntimamente
relacionados a la proporcionalidad de la infraestructura, ya que en el
diseño sísmico las proporciones de un edificio pueden ser más importante
que su altura, así mismo es importante las formas alargadas y esbeltas
son inconvenientes. La simetría es deseable por las mismas razones, ya
que la asimetría tiende a producir excentricidades entre el centro de
masa y el centro de rigidez, y por lo tanto provoca torsión, esta puede
deberse a causas no geométricas como variaciones en la distribución de
peso en la estructura simétrica, pero la asimetría casi siempre provocará
torsión. Es importante señalar la importancia de que la simetría sea
considerada en ambas direcciones, lo cual es muy difícil de encontrar por
razones arquitectónicas, para nuestro caso se tiene simetría en una de
las direcciones.
• La Forma de la Estructura: Para la infraestructura en estudio se tiene
una forma adecuada para el análisis estructural, es de forma regular, sus
dimensiones son similares.
• Rigidez: Muchas son las ventajas que traen al diseñar estructuras
rígidas, descongestión de secciones, facilidad constructiva, limitación de
daño en la estructura y en elementos no estructurales. Como nuestra
estructura es basada en elementos de gran rigideces, no solo limitamos
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su flexibilidad, sino que hacemos que este tenga mayor disipación de
energía sísmica.
• Elementos no Estructurales: Se debe tener en cuenta en la
estructuración la presencia de los elementos no estructurales,
especialmente de los muros tabiques, que en ocasiones son los causantes
de pérdidas de vidas humanas y pérdidas económicas. Para no tener
problemas en la estructuración estos tabiques y otros elementos no
estructurales se aíslan de la estructura mediante juntas sísmicas
apropiadamente detalladas, cuyo espesor está íntimamente ligado con el
máximo desplazamiento relativo de entrepiso; además se les asegura
adecuadamente a ellos para evitar su colapso en eventuales sismos.
B. CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL
Según la Norma Peruana de Estructuras señala que las estructuras deben
ser clasificadas como regulares e irregulares con el fin de determinar el
procedimiento adecuado de análisis y los valores apropiados del factor
de reducción de fuerza sísmica; en el proyecto se ha considerado como
una estructura regular por ser de estructuración simple. El análisis de
una estructura ante una excitación sísmica debe tener en cuenta todos los
grados de libertad necesarios para representar completamente los
posibles modos de deformación y las fuerzas de inercia significativas.
Para un Análisis dinámico los grados de libertad se puede reducir a tres
dos desplazamientos laterales y un giro alrededor del eje vertical
considerando los pisos como diafragmas rígidos.
2
1
3
Fig 01 Grados de libertad
Así, para que se pueda asumir que una losa trabaja como diafragma
rígido, se debe reunir ciertas condiciones:
-
Simetría
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-
Rigidez torsional
Continuidad
Robustez
5.00 PRE-DIMENSIONAMIENTO
El Predimensionamiento de los elementos estructurales comprende las
características geométricas para determinar la robustez de estas, para que
puedan cumplir su función prevista con un grado de seguridad razonable y a un
costo mínimo en condición de servicio.
Se deberán conocer las características físicas (pesos, etc) y mecánicas (áreas,
inercias, etc.) de los elementos; las físicas para determinar el peso de la
edificación; imprescindible para conocer la respuesta de esta ante las acciones
del sismo y las mecánicas requeridas para el análisis estructural.
El presente capitulo desarrolla el predimensionamiento de los diferentes
elementos estructurales considerando los criterios y recomendaciones que son
de uso práctico además esta etapa es una de las más importantes en el proceso
de diseño de la edificación ya que de no predimensionar correctamente se repite
el ciclo.
A. PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS
Las losas aligeradas, macizas, unidireccionales, en dos direcciones, nervadas,
etc. Constituyen en la estructura de los techos; los cuales en unión con las
vigas conforman un diafragma, el mismo que al amarrar a los pórticos que
están compuestos por columnas y placas, permita una adecuada distribución
de las cargas laterales entre si; también se debe tener en cuenta:
Que las viguetas estén en dirección de la menor luz del paño, que las viguetas
sean perpendiculares a la dirección de los tabiques y evitar en lo posible el
uso de vigas chatas.
Tratar de cargar las placas, puesto que están sometidos a grandes cortantes
y la carga axial que soporten favorece en su resistencia ultima en caso de
sismo.
De acuerdo a esto predimensionamos las losas aligeradas, tomando en cuenta
que no va a calculase deflexiones provenientes de un dimensionamiento
esbelto de losas, El Reglamento Nacional de Construcciones para no chequear
deflexiones, el cual indica que en losas aligeradas conformadas por viguetas
de 10 cm de ancho, bloques de ladrillo de 30 cm de ancho y losa superior de
5 cm, considera el siguiente criterio práctico:
h
Dónde:
L
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h : Peralte de la losa.
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L : Luz libre más el espesor del aligerado, sin que este sobrepase la distancia
entre ejes
B. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS
Al predimensionar un elemento estructural se debe tomar en cuenta aspectos
importantes como el económico y el arquitectónico, así podemos mencionar
que el dimensionando secciones de menor altura la cuantía de acero es mayor,
igualmente si dimensionamos las vigas desde un aspecto económico
cambiando las secciones de acuerdo a una necesidad estructural se perdería
la vista arquitectónica del conjunto, así pues se debe armonizas las secciones
de tal manera que nos muestre la estructura equilibrada en estos aspectos.
Para determinar el peralte de estos elementos se cuenta con un criterio
práctico y efectivo, el cual considera para vigas principales un peralte (h) del
orden de 1/10mo. a 1/12vo. de la longitud de la viga entre ejes de apoyo y de
1/8vo para depósitos y para el ancho respectivo se considera del 50 a 60%
del peralte hallado o 1/20vo del ancho tributario que tiene la viga.
Las vigas secundarias pueden tener un peralte mucho menor que ya no
reciben carga importante, sin embargo, si se tiene en cuenta lo importante
que resultan los esfuerzos de sismo no deben reducirse mucho dicho peralte
puesto que se originaría pérdida de rigidez lateral. Para este caso
consideraremos un peralte de 1/14 avo de la luz entre ejes, disponiéndose de
un ancho igual que el caso de vigas principales.
C. PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS.
En esta etapa el predimensionamiento de columnas es muy importante, de no
realizarla correctamente el error se consigue en la etapa de diseño, además
son elementos sometidos a carga axial y momento flector las cuales tienen
que ser dimensionadas considerando los dos efectos simultáneamente,
tratando de evaluar cual de los dos es el que gobierna el dimensionamiento.
Para nuestro caso por ser una estructura con sistema mixto de pórticos y
muros de corte en las dos direcciones, la rigidez lateral y la resistencia
horizontal van a estar principalmente controladas por los muros de corte, los
momentos debido a sismo en las columnas se reducen significativamente por
lo que es posible usar la siguiente regla de las función de las cargas de servicio
para el área de concreto requerida.
Ácolumna 
Dónde:
analizado
P ( Servicio )
( * f ' c)
P : Es el peso del área tributaria acumulada en el nivel
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y además tiene el valor de:
 = 0.45 en columnas centrales.
 = 0.35 en columnas exteriores.
D. PREDIMENSIONAMIENTO DE PLACAS.
En forma práctica es difícil poder fijar un predimensionamiento para muros
de corte (placas), ya que su función principal es absorber las fuerzas de sismo
mientras más abundantes e importantes sean, tomarán un mayor porcentaje
del cortante sísmico total, aliviando más a los pórticos. Esto significa que
podría prescindirse de las placas si se desea, que los pórticos tomen el 100%
del sismo, sin embargo, el considerar edificaciones solamente con pórticos
hace que se obtengan deformaciones laterales muy importantes, lo cual no es
conveniente por lo que es ideal combinar placas y pórticos de acuerdo con las
posibilidades arquitectónicas, con lo cual se puede obtener un balance
adecuado en la distribución de los esfuerzos y se controla la flexibilidad de la
edificación.
Según la Norma Técnica de Edificación E-060 los muros de corte pueden tener
un mínimo de 10 cm. de espesor y en el caso de muros de corte coincidentes
con exteriores de sótano, el espesor mínimo será de 20 cm.
E. PREDIMENSIONAMIENTO DE ESCALERAS.
Las escaleras en la edificación se comportan como losas macizas en una
dirección por lo cual tenemos.
h
L
25 .
F. ESTRUCTURACION FINAL
La estructuración final cumple con todos los requisitos de continuidad,
ductilidad, rigidez lateral, así mismo los elementos estructurales cumplen
satisfactoriamente las secciones propuestas para su posterior análisis
estructural, en el proceso de análisis se ha ido mejorando el modelo a
analizar. Del predimensionamiento inicial ha variado en algunas secciones de
las columnas y vigas.
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MODELAMIENTO EN ETABS
MODULO I.
Fig 02 Modulo I – 3D
Arriba; ejes transversales(y-y), abajo ejes longitudinales (x-x)
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MODULO II
Fig 07 Modulo II – 3D
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Fig 08 Modulo II –Ejes Transversales
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Fig 09 Modulo II –Longitudinales
MODULO III
Fig 10 Modulo III – 3D
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Fig 11 Vista Transversal y Longitudinal Modulo III
6.00 MEMORIA DE CALCULO
A. BASES LEGALES
Para estructuras de Concreto Armado, el desarrollo del presente trabajo se
basa en las siguientes normas y reglamentos:
Normas Peruanas de Estructuras:
Norma Técnica de Edificación de Cargas E.020
Norma Técnica de Edificación de Concreto Armado E.060
Norma Técnica de Suelos y Cimentación E.050
Norma Técnica de Diseño Sismorresistente E.030
Norma Técnica de Albañilería E.070
Norma de construcciones en concreto estructural ACI 318-05.
B. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES
Concreto
Resistencia a la compresión
Módulo de elasticidad
= 210Kg/ cm2
𝐄 = 𝟏𝟓𝟎𝟎𝟎 × √𝟐𝟏𝟎= 217370Kg/cm2
Acero
Resistencia a la fluencia del acero grado 60
fy= 4200 Kg/cm2
Albañilería
Ladrillos King Kong de arcilla (muro de cabeza)
Resistencia a la compresión
Resistencia al corte
Módulo de elasticidad
Módulo de corte
f’m= 35 Kg/cm2
V’m=5.1 Kg/cm2
Em=500f’m= 17500 kg/cm2
Gm=0.40 Em = 7000 kg/cm2
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Módulo de Poisson
0.25
Terreno
Capacidad portante del terreno :
-
P.S.
P.S.
P.S.
P.S.
Chaccrampa
Iglesia Pata
San Juan de Pampas
Santiago de Yanacullo
qadm= 0.60 Kg/cm2.
qadm=1.41 Kg/cm2
qadm=1.01 Kg/cm2
qadm=0.90 Kg/cm2
C. CARGAS DE DISEÑO
El análisis de los elementos estructurales se ha realizado con las siguientes
cargas de diseño:
-
-
-
-
Carga Permanente o Muerta (D), que incluye el peso propio de la
estructura, así como el peso de los elementos auxiliares (correas,
riostras, etc) y el material de cobertura.
Carga Viva (L), que considera las cargas vivas de techo, básicamente
incluye la posible acumulación de nieve, y además las cargas de montaje
o proceso constructivo.
Carga de Viento (W), calculada de acuerdo con lo estipulado en la Norma
Técnica de Edificación de Cargas, en el numeral 5 Cargas Debidas al
Viento, la misma que fue aplicada a los elementos estructurales de la
cobertura.
Carga de Sismo (Q), que consiste en establecer las fuerzas horizontales
que actuaran en la edificación, de acuerdo a los parámetros establecidos
en las Normas Peruanas de Estructuras – Norma E-30.
D. COMBINACIONES DE CARGA:
Para Estructuras de Concreto Armado la norma E-060 nos da no solo las
combinaciones necesarias sino también los factores de amplificación
(resistencia requerida por cargas últimas) estas son:
1.40 CM + 1.70 CV
1.25 CM + 1.25 CV ± CS
0.9 CM ± 1.25 CS
Donde: CM = carga muerta
CV = carga viva
CS = carga por sismo.
14
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SALUD DE LAS LOCALIDADES DE CHACCRAMPA(I-2), IGLESIAPATA, SAN
JUAN DE PAMPA Y YANACULLO (I-1), DEL DISTRITO DE SAN MIGUEL DE
CHACCRAMPA – PROVINCIA DE ANDAHUAYLAS – REGION APURIMAC”
____________________________________________________________________________
E. METRADO DE CARGAS
CARGA MUERTA
Para el diseño de este proyecto se adoptó lo establecido según la norma
E-020 del RNC el cual nos proporciona algunos pesos unitarios para
calcular la carga muerta, en nuestro caso tenemos:
Tabla 01
Ladrillo hueco (h=15 cm)
8.6 kg/und
Concreto armado
2400 kg/m3
Muro de albañilería hueca
1800 kg/m3
Mortero de cemento
2000 kg/m3
Piso terminado (pt)
kg/m2
80
-
100
-
CARGAS VIVAS DE PISO O USO.
La carga de piso que se va a aplicar a un área determinada de una
edificación depende de su pretendida utilización u ocupación. Estas
cargas se deben a los seres humanos, al equipo, al almacenamiento en
general, a los automóviles, etc, debido a que estas cargas son de
naturaleza aleatoria, no hay una forma precisa para aplicar las cargas
reales a un área dada. Por esa razón se especifican como cargas
distribuidas uniformemente en el área. Cabe indicar que estas cargas
son extremamente conservadoras debido a la incertidumbre acerca de
cómo pudieran distribuirse las cargas reales. La norma E020 nos da
cargas distribuidas para distintos tipos de ocupación o uso.
-
CARGAS DE SISMO
Las consideraciones adoptadas para poder realizar un análisis dinámico
en la edificación son mediante movimientos de superposición espectral,
es decir basado en la utilización de periodos naturales y modos de
vibración que podrán determinarse por un procedimiento de análisis
que considere apropiadamente las características de rigidez y la
distribución de las masas de la estructura. Entre los parámetros de sitio
usados y establecidos por la norma sismo resistente E.030 son:
Zonificación:
La zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la
sismicidad observada. Las características esenciales de los movimientos
sísmicos, la atenuación de estos con la distancia y observación
geotécnica obtenida de estudios científicos.
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JUAN DE PAMPA Y YANACULLO (I-1), DEL DISTRITO DE SAN MIGUEL DE
CHACCRAMPA – PROVINCIA DE ANDAHUAYLAS – REGION APURIMAC”
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De acuerdo a lo anterior la Norma E.030 de diseño sismo resistente
asigna un factor Z a cada una de las 3 zonas del territorio nacional. Este
factor representa una aceleración máxima del terreno con una
probabilidad del 10% de ser excedida en 50 años.
Para el presente estudio la zona en la que está ubicada la edificación
corresponde a la ZONA3 y su factor de zona Z=0,35
Parámetros del suelo
Los perfiles del suelo se clasifican tomando en cuenta las propiedades
mecánicas, el espesor del estrato y la velocidad de propagación de las
ondas de corte.
Para efectos de la aplicación de la norma E-030 de diseño sismo
resistente se considera que el perfil de suelo donde se encuentra
ubicada la estructura es de tipo (S3) Suelos Flexibles o con estratos de
gran espesor, donde el periodo predominante Tp asociado con este tipo
de suelo se considera Tp=1.0 y TL=1.6 seg y el factor de amplificación
del suelo se considera S=1.4.
Factor de amplificación sísmica
De acuerdo a las características de sitio, se define al factor de
amplificación sísmica (C) por la siguiente expresión:
C= 2.5 (Tp/T); C<=2.5
Categoría de las edificaciones
Cada estructura debe ser calificada de acuerdo a la categoría de uso de
la edificación., se considera una edificación esencial tipo A (CENTROS
de SALUD), por lo tanto su factor de importancia es igual U=1.5 que se
tomó para el diseño.
Sistemas estructurales
Los sistemas estructurales se clasifican según los materiales usados y
el sistema de estructuración sismo resistente predominante en cada
dirección. De acuerdo a la clasificación de la estructura se elige un
factor de reducción de la fuerza sísmica R.
El sistema de estructuración de la edificación en la dirección X-X
dirección longitudinal es una estructura compuesta por pórticos de
concreto armado (a porticado), por lo tanto el factor de reducción
R=8.
El sistema de estructuración de la edificación en la dirección Y-Y
transversal es una estructura compuesta por muros de albañilería
(albañilería confinada), por lo tanto el factor de reducción R=3.
Aceleración espectral
16
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JUAN DE PAMPA Y YANACULLO (I-1), DEL DISTRITO DE SAN MIGUEL DE
CHACCRAMPA – PROVINCIA DE ANDAHUAYLAS – REGION APURIMAC”
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Para poder calcular la aceleración espectral para cada una de las
direcciones analizadas se utiliza un espectro inelástico de pseudoaceleraciones definido por:
𝑆𝑎 =
𝑍𝑈𝐶𝑆
∗𝑔
𝑅
Donde:
Z = 0.35 (Zona 3)
U = 1.5 (Categoría A)
S = 1.2 (Suelos Flexibles o con estratos de gran espesor)
Tp = 1.0, TL=1.6 (Periodo del suelo S3)
R x = 8 (Sistema estructural a porticado)
R y = 3 (Sistema estructural a albañilería confinada)
g = 9.81(Aceleración de la gravedad m/seg2)
C = 2.5 x (Tp/T); C<= 2.5 (C: Factor de amplificación sísmica)
Con estos parámetros sismo resistente se elaboró el espectro inelástico
de pseudo aceleraciones de acuerdo a la norma E.030 para realizar el
análisis lineal dinámico.
ESPECTRO DE DISEÑO - NTE E.030 Actualizada
Región :
Provincia :
Distrito :
Categoría :
Zona :
Suelo :
Sistema Estructural :
Verificación de
Irregularidad :
Apurimac
Andahuaylas
san Miguel de Chaccrampa
A2
Z3
S3
Concreto Armado, Pórticos
Irregular en Planta
Irregular en Altura
T
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
0.95
1
1.6
2
2.5
3
4
5
6
7
8
9
10
C
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
1.5625
1
0.64
0.444444
0.25
0.16
0.111111
0.081633
0.0625
0.049383
0.04
Ip = 1.0000
Ia = 0.7500
ZUCS/R
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.2625
0.1640625
0.105
0.0672
0.04666667
0.02625
0.0168
0.01166667
0.00857143
0.0065625
0.00518519
0.0042
Sv
0
0.0008356
0.0016711
0.0025067
0.0033423
0.0041778
0.0050134
0.0058489
0.0066845
0.0075201
0.0083556
0.0104445
0.0125335
0.0146224
0.0167113
0.0188002
0.0208891
0.022978
0.0250669
0.0271558
0.0292447
0.0313336
0.0334225
0.0355114
0.0376004
0.0396893
0.0417782
0.0417782
0.0334225
0.026738
0.0222817
0.0167113
0.013369
0.0111408
0.0095493
0.0083556
0.0074272
0.0066845
Z = 0.35
U = 1.50
S = 1.20
Tp = 1.00
TL = 1.60
R o = 8.0
R = 6.00
Sd
T
0
1.00
2.6597E-06 1.00
1.0639E-05 1.60
™
2.3937E-05 1.60
4.2555E-05
6.6492E-05
9.5749E-05 Tp
0.00013032 TL
0.00017022
0.00021543
0.00026597
0.00041558
0.00059843
0.00081453
0.00106387
0.00134646
0.0016623
0.00201138
0.00239371
0.00280929
0.00325811
0.00374018
0.00425549
0.00480405
0.00538585
0.00600091
0.0066492
0.01063872
0.01063872
0.01063872
0.01063872
0.01063872
0.01063872
0.01063872
0.01063872
0.01063872
0.01063872
0.01063872
Sa/g
0
0.26
0
0.16
C
ω
6.283185
6.283185
3.926991
3.926991
Sv
0
0.04177817
0
0.04177817
Sd
0
0.0066492
0
0.01063872
C/R
2.5 0.416667
1.56 0.260417
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____________________________________________________________________________
Espectro Inelástico
0,8
Tp = 1.00
0,7
0,6
Sa/g
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
Periodo, T(s)
Fig 24 Espectro de Pseudo Aceleraciones X-X Pórticos
18
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CHACCRAMPA – PROVINCIA DE ANDAHUAYLAS – REGION APURIMAC”
____________________________________________________________________________
ESPECTRO DE DISEÑO - NTE E.030 Actualizada
Apurimac
Andahuaylas
san Miguel de Chaccrampa
A2
Z3
S3
Z = 0.35
U = 1.50
S = 1.20
Tp = 1.00
TL = 1.60
R o = 3.0
R = 2.25
Albañilería Armada o Confinada
Irregular en Planta
Irregular en Altura
T
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
0.95
1
1.6
2
2.5
3
4
5
6
7
8
9
10
Ip = 1.0000
Ia = 0.7500
C
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
1.5625
1
0.64
0.444444
0.25
0.16
0.111111
0.081633
0.0625
0.049383
0.04
ZUCS/R
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.4375
0.28
0.1792
0.12444444
0.07
0.0448
0.03111111
0.02285714
0.0175
0.01382716
0.0112
Sv
0
0.0022282
0.0044563
0.0066845
0.0089127
0.0111408
0.013369
0.0155972
0.0178254
0.0200535
0.0222817
0.0278521
0.0334225
0.038993
0.0445634
0.0501338
0.0557042
0.0612747
0.0668451
0.0724155
0.0779859
0.0835563
0.0891268
0.0946972
0.1002676
0.105838
0.1114085
0.1114085
0.0891268
0.0713014
0.0594178
0.0445634
0.0356507
0.0297089
0.0254648
0.0222817
0.0198059
0.0178254
Sd
T
0
1.00
7.0925E-06 1.00
2.837E-05
™ 1.60
6.3832E-05 1.60
0.00011348
0.00017731
0.00025533 Tp
0.00034753 TL
0.00045392
0.00057449
0.00070925
0.0011082
0.00159581
0.00217207
0.00283699
0.00359057
0.0044328
0.00536369
0.00638323
0.00749144
0.00868829
0.0099738
0.01134797
0.0128108
0.01436228
0.01600241
0.01773121
0.02836993
0.02836993
0.02836993
0.02836993
0.02836993
0.02836993
0.02836993
0.02836993
0.02836993
0.02836993
0.02836993
Sa/g
0
0.7
0
0.44
C
ω
6.283185
6.283185
3.926991
3.926991
Sv
0
0.11140846
0
0.11140846
Sd
0
0.01773121
0
0.02836993
C/R
2.5 1.111111
1.56 0.694444
Espectro Inelástico
0,8
Tp = 1.00
0,7
0,6
0,5
Sa/g
Región :
Provincia :
Distrito :
Categoría :
Zona :
Suelo :
Sistema Estructural :
Verificación de
Irregularidad :
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
Periodo, T(s)
19
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Fig 25 Espectro de Pseudo Aceleraciones Y-Y Albañileria
-
DESPLAZAMIENTOS LATERALES PERMISIBLES
Se refiere al máximo desplazamiento relativo de entrepiso calculado de
acuerdo a lo indicado en el artículo 16.4 de la norma E.030 en donde los
desplazamientos laterales se calculan multiplicando por 0.75 R los
obtenidos del análisis lineal elástico con las solicitaciones sísmicas
reducidas por el coeficiente Rx=8, Ry=3
El máximo desplazamiento relativo de entrepiso en la dirección X-X y
Y-Y no debe exceder de 0.007 y 0.005 respectivamente, según lo que
indica la norma sismo resistente E.030.
F. ANÁLISIS SISMO RESISTENTE DE LA ESTRUCTURA
De acuerdo a los procedimientos señalados y tomando en cuenta las
características de los materiales y cargas que actúan sobre la estructura e
influyen en el comportamiento de la misma ante las solicitaciones sísmicas,
se muestra a continuación el análisis realizado.
-
Modelo estructural adoptado
El comportamiento dinámico de las estructuras se determina mediante
la generación de los modelos matemáticos que consideren la
contribución de los elementos estructurales en la determinación de la
rigidez lateral de cada nivel de la estructura, los cuales son básicamente
columnas y placas de concreto armado.
Las fuerzas de los sismos son del tipo inercial y proporcional a su peso,
por lo que es necesario precisar la cantidad y distribución de fuerzas en
las masas de la estructura.
La estructura ha sido analizada con losa supuesta como infinitamente
rígida frente a las acciones en su plano Los apoyos han sido
considerados como empotrados en el suelo.
-
Análisis Modal De La Estructura
Según los lineamientos de la norma de diseño sismo resistente E.030
que forma parte del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) y
considerando las cargas indicadas anteriormente se ha hecho el análisis
modal de la estructura total. Para el cálculo del peso de la estructura se
ha considerado el 100% de la carga muerta y debido a la importancia
de la edificación se ha considerado el 25% de la carga viva, por tratarse
de una edificación común tipo A.
El programa ETABS calcula los periodos para cada modo de vibración de
la estructura. En el análisis tridimensional se ha empleado la
superposición de los modos de vibración representativos de la
estructura siguiendo el criterio de combinación indicado por la Norma
E.030.
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____________________________________________________________________________
m
r  0.25 ri  0.75
i 1
m
r
i 1
2
i
En la siguiente tabla se muestran los resultados de los cortantes en la
base, tanto para el análisis estático como el dinámico, en su respetiva
dirección:
MODULO I
TABLE: Story Forces
Story Load Case/Combo Location
STORY1
STORY1
STORY1
STORY1
sismo x
XX Max
YY Max
sismo y
P
tonf
Bottom
Bottom
Bottom
Bottom
0
0
0
0
VX
VY
T
MX
MY
tonf
tonf
tonf-m
tonf-m
tonf-m
-26.1503
0 206.5552 -9.336E-07
-120.1169
27.2293 0.6461 228.9462
2.8798
124.9087
2.2615 73.2452 970.8241 326.4788
11.241
0 -69.734 -961.2432 320.3116 -0.000004615
TABLE: Joint Displacements - Absolute
Story Load Case/Combo
UX
UY
UZ
RX
RY
RZ
mm
mm
mm
rad
rad
rad
STORY1 YY Max
0.0244
0.8 0.009662 0.000032 0.000003 0.000044
STORY1 XX Max
0.7 0.03547 0.01667 0.00001 0.000006 0.000005
MODULO II
TABLE: Story Forces
Story
Load Case/Combo
STORY1
STORY1
STORY1
STORY1
sismo x
XX Max
YY Max
sismo y
Location
Bottom
Bottom
Bottom
Bottom
VX
tonf
-14.4524
15.1106
0.1401
0
VY
tonf
0
0.04
47.0728
-38.5398
T
tonf-m
61.6388
64.68
469.4375
-309.0338
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____________________________________________________________________________
Fig 28 Espectro de Pseudo Aceleraciones X-X
Fig 29 Espectro de Pseudo Aceleraciones Y-Y
TABLE: Joint Displacements - Absolute
Story
Label Unique Name Load Case/Combo
STORY1
STORY1
64
67
68 YY Max
69 XX Max
UX
UY
mm
mm
1.5
3.5
1.3 0.003676
UZ
mm
1.9
0.001386
RX
RY
rad
rad
0.001977 0.00063
0.000001 0.000008
RZ
rad
0.000491
0.000002
MODULO III
TABLE: Story Forces
Story
Load Case/Combo
STORY1
STORY1
STORY1
STORY1
sismo x
XX Max
YY Max
sismo y
Location
Bottom
Bottom
Bottom
Bottom
VX
tonf
-8.1666
11.0834
0.0056
0
VY
tonf
0
0.0195
3.2045
-3.0625
Fig 30 Espectro de Pseudo Aceleraciones X-X
22
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SALUD DE LAS LOCALIDADES DE CHACCRAMPA(I-2), IGLESIAPATA, SAN
JUAN DE PAMPA Y YANACULLO (I-1), DEL DISTRITO DE SAN MIGUEL DE
CHACCRAMPA – PROVINCIA DE ANDAHUAYLAS – REGION APURIMAC”
____________________________________________________________________________
Fig 31 Espectro de Pseudo Aceleraciones Y-Y
-
Desplazamientos y distorsiones
El máximo desplazamiento relativo de entrepiso calculado según lo
descrito líneas anteriores no debe sobrepasar el límite igual a 0.007
para concreto y 0.005 para albañilería de acuerdo a las
consideraciones consideradas.
𝐷𝐼𝐹𝑥0,75𝑥𝑅
𝐻𝑖
≤ 0,007,
23
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CHACCRAMPA – PROVINCIA DE ANDAHUAYLAS – REGION APURIMAC”
____________________________________________________________________________
MODULO I
EJE X-X
ENTREPISO
STORY 1
D(cm)
EJE Y-Y
ENTREPISO
STORY 1
D(cm)
-
Δ=D*0.75R(cm)
0.07
0.08
&(cm)=Δi-1-Δi
0.42
¥=Δ/H
0.42
CONTROL
0.00074 OK
DEL=D*0.75R(cm) &(cm)=DELi-e-DELi ¥=DEL/H
CONTROL
0.18
0.18
0.00032 OK
Verificación de la fuerza cortante mínima.
TABLE: Base Reactions
ESTRUCTURA
FUERZA
MODULO I
Sismo XX
Sismo YY
FZ
tonf
454.41
23.39
477.81
Load Case/Combo
DEAD
LIVE
TOTAL
COEFICIENTE
SISMICO
ESTATICO
26.15
0.196875
69.734
0.525
X-X
Y-Y
PESO
ESTRUC.
CORTANTE
ESTATICO
477.81
477.81
94.068844
250.85025
%
FACTOR DE
CORRECCION
27.80%
27.80%
2.60
2.60
MODULO II
EJE X-X
ENTREPISO
STORY 1
D(cm)
EJE Y-Y
ENTREPISO
STORY 1
D(cm)
Δ=D*0.75R(cm)
0.13
0.35
&(cm)=Δi-1-Δi
0.78
¥=Δ/H
0.78
CONTROL
0.00137 OK
DEL=D*0.75R(cm) &(cm)=DELi-e-DELi ¥=DEL/H
CONTROL
0.79
0.79
0.00139 OK
TABLE: Base Reactions
Load Case/Combo
FZ
tonf
DEAD
156.64
LIVE
10.50
TOTAL
167.15
ESTRUCTURA
FUERZA
MODULO I
Sismo XX
Sismo YY
X-X
14.5
COEFICIENTE
SISMICO
ESTATICO
0.196875
38.54
0.525
Y-Y
PESO
ESTRUC.
167.15
167.15
CORTANTE
ESTATICO
32.907656
87.75375
%
FACTOR DE
CORRECCION
44.06%
43.92%
1.27
1.28
MODULO III
EJE X-X
ENTREPISO
STORY 1
D(cm)
EJE Y-Y
ENTREPISO
STORY 1
D(cm)
Δ=D*0.75R(cm)
0.01
0.013
&(cm)=Δi-1-Δi
0.06
¥=Δ/H
0.06
CONTROL
0.00011 OK
DEL=D*0.75R(cm) &(cm)=DELi-e-DELi ¥=DEL/H
CONTROL
0.03
0.03
0.00005 OK
24
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CHACCRAMPA – PROVINCIA DE ANDAHUAYLAS – REGION APURIMAC”
____________________________________________________________________________
TABLE: Base Reactions
Load Case/Combo
FZ
tonf
DEAD
35.2047
LIVE
2.112
TOTAL
37.3167
ESTRUCTURA FUERZA
MODULO I
Sismo XX
Sismo YY
X-X
8.17
COEFICIENTE
PESO
CORTANTE
SISMICO
ESTRUC. ESTATICO
ESTATICO
0.525
37.32
19.593
3.06
0.196875
37.32 7.347375
Y-Y
%
FACTOR DE
CORRECCION
41.70%
41.65%
1.40
1.40
G. ANALISIS ESTRUCTURAL
ESTRUCTURA PRINCIPAL
El modelo matemático para la estructura principal consiste en un
sistema tridimensional de elementos verticales y horizontales
(elementos en flexo compresión), que tienen como condiciones de
borde un sistema articulado, empotrado y/o movil, según sea el
modelo presentado.
El análisis se ha realizado para los casos de carga y combinaciones
descritos en el item 1.4.3. Como ejemplo se muestran los
resultados de Análisis, (Procesados en el Programa ETABS 2000
Ver 10.0.1):
MODULO I
25
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JUAN DE PAMPA Y YANACULLO (I-1), DEL DISTRITO DE SAN MIGUEL DE
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____________________________________________________________________________
Fig 34 Diagrama de Envolventes de momentos
Fig 34 Diagrama de Fuerzas cortantes
26
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____________________________________________________________________________
MODULO II
Fig 35 Diagrama de Envolventes de momentos y fuerza cortante
MODULO III
27
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____________________________________________________________________________
Fig 36 Diagrama de Envolventes de momentos
MODULO IV
Fig 37 Diagrama de Envolventes de momentos
ANALISIS Y DISEÑO DE VIGAS Y LOSA ALIGERADA
28
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____________________________________________________________________________
Las vigas que conforman los pórticos, se han dimensionado con un
peralte total que es 1/10 a 1/12 de la luz natural, esto para no chequear
las deflexiones que puedan tener en condiciones de servicio. La base de
las mismas, son entre el 30% a 50% del peralte, o lo que es lo mismo
1/20 de la luz natural. El ancho mínimo de una viga sismorresistente es
25cm.
Las vigas de concreto reforzado sometidas a cargas, tienen un eje neutro
que delimita los esfuerzos de tracción con los esfuerzos de compresión,
el concreto no trabaja a tracción, por lo tanto en estas zonas debe
colocarse el acero de refuerzo adecuado. El porcentaje de acero con que
reforzar las vigas (cuantía “p”), se obtienen por la siguiente expresión.
(OLLF 1996)
  0.85 *
fc 
* 1
fy 
 2.61* Mu  
1 

fc * b * d 2  

As   * b * d
p : cuantía.
fc : Resistencia a la compresión del concreto (kg./cm.²)
fy : Módulo para la fluencia del acero de refuerzo (kg./cm.²)
Mu : Momento último de diseño actuante, del análisis estructural (kg.cm.)
b
: base de la viga (cm.)
d
: peralte efectivo de la viga (cm.)
As : área de acero requerida por flexión.
La cuantía para vigas simplemente reforzadas (caso natural), debe ser
menor que la cuantía balanceada para asegurarnos una falla sub
reforzada (dúctil), y debe ser superior a la cuantía mínima.
Para que las vigas tengan una falla adecuada por flexión o ductilidad del
acero longitudinal, es imprescindible asegurarnos que la resistencia al
corte sea superior que la resistencia a la flexión. Por este motivo el acero
por corte (estribaje), debe obtenerse A PARTIR DEL ACERO
LONGITUDINAL COLOCADO REALMENTE. Asimismo, el análisis es
Nominal y no el Último, dando un margen de seguridad mayor para
corte, y todavía se le carga a la viga con una carga última adicional que
29
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____________________________________________________________________________
contempla 1.25 de la carga muerta y viva. De esta forma se obtienen los
CORTANTES ÚLTIMOS A PARTIR DE LA RESISTENCIA NOMINAL EN
FLEXIÓN.
a
Mn  As * fy * (d  )
2
As * fy
a
0.85 * fc * b
Mn : Momento nominal proveniente de los aceros longitudinales en la cara
(kg.-cm.)
As : Acero de refuerzo longitudinal colocado (cm.²)
a
: profundidad del bloque comprimido equivalente (cm.)
Vu 
Mn1  Mn2
Ln
Vc  0.53 * fc * b * d
Vs 
Vu

 Vc
Vu : Cortante último actuante sismorresistente (Tn.)
Ln : longitud normal de la viga entre caras de los apoyos (m.)
Vc : Cortante absorbido por el concreto (kg.)
Vs : Cortante absorbido por el acero de refuerzo (kg.)
s
Av * fy * d
Vs
Av: área del acero (doble) de acero usado para soportar el corte (cm²)
s : separación de dos estribos a una distancia “d” de la cara del apoyo
Debe tenerse en cuenta, que los requisitos sismorresistentes, mínimos
exigidos, contemplan un diámetro mínimo para refuerzo transversal
(estribos), de 3/8”, establece una zona de confinamiento, situado en los
extremos de la viga, zona en la cual los refuerzos a base de estribos
deben tener una separación mínima del 25% del peralte efectivo, 8 veces
el diámetro de la barra longitudinal más del delgada o los 12cm. Fuera
de la zona de confinamiento, la separación de los estribos máxima es el
50% del peralte efectivo, el primer estribo debe estar colocado a 5cm.
30
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____________________________________________________________________________
ANALISIS Y DISEÑO DE COLUMNAS
Análisis de Columnas y Muros de cortante
Las columnas y muros de corte se han predimensionado de tal manera
de otorgarle adecuada rigidez lateral al sistema en las direcciones
principales XX y YY. Son los elementos principales que darán la
resistencia y la rigidez a la estructura, su importancia es tal que estos
elementos NO DEBEN FALLAR, para ello deben tener peraltes adecuados
por lo menos el 80% del peralte de las vigas concurrentes, para que en
estos elementos verticales no puedan formarse rótulas plásticas.
Análisis de Columnas y Placas Sismorresistentes por Flexo-compresión
Los
elementos
verticales
trabajan
fundamentalmente
a
FLEXOCOMPRESIÓN, en los dos ejes (flexo compresión biaxial). Existen
dos formas de diseñar una columna o una placa, por DISEÑO
propiamente dicho o por COMPROBACIÓN, de las dos maneras, en esta
memoria, utilizaremos la comprobación con la utilización de Diagramas
de esfuerzos y deformaciones que darán la resistencia Nominal de la
columna con un determinado acero, generando un diagrama de
Interacción, en las direcciones principales.
Análisis de Columnas y Placas Sismorresistentes por ESFUERZO
CORTANTE
Se utiliza el mismo criterio utilizado en las vigas sismorresistentes, lo
que se busca es que los elementos en caso de fallar, puedan hacerlo en
el rango plástico, pero la falla debe ser de carácter dúctil, y NUNCA UNA
FALLA FRÁGIL, por lo tanto la resistencia de las columnas debe ser
mayor para el corte que para la flexión. Por tal motivo a partir del acero
longitudinal colocado realmente, se obtienen las resistencias nominales
(Momentos nominales) de las columnas y placas, y de estas se obtiene
los cortantes últimos (Vu). Para esta operación se utiliza nuevamente el
diagrama de interacción de fuerza axial vs. flexión.
De esta manera se obtendrán exactamente una resistencia al corte
(estribaje o espirales), superior que la resistencia a la flexión.
Vu 
2 * Mn
Vu
Vs 
 Vc
Ln
Vc  0.53 * fc * b * d

31
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____________________________________________________________________________
Mn: Momento nominal proveniente del diagrama de interacción pasando
por el punto más crítico (Tn-m.)
Vu : Cortante último actuante sismorresistente (Tn.)
Ln : longitud normal de la columna entre caras de los apoyos (m.)
Vc : Cortante absorbido por el concreto (kg.)
Vs : Cortante absorbido por el acero de refuerzo (kg.)
s
Av * fy * d
Vs
Av: área del acero (doble) de acero usado para soportar el corte (cm²)
s : separación de dos estribos a una distancia “d” de la cara del apoyo
RESUMEN DE DISEÑO
MODULO I
Diseño de vigas y columna
Eje Longitudinal, transversal Típico)
Acero
longitudinal
Acero de
estribo
32
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____________________________________________________________________________
MODULO II
Diseño de vigas y columna
Eje A-A
Acero
longitudinal
33
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____________________________________________________________________________
Acero de
estribo
MODULO III
Diseño de vigas y columna
Eje representativo transversal y longitudinal
Acero
longitudinal
34
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____________________________________________________________________________
Acero
estribo
ANALISIS Y DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN
Cimentaciones:
Todas las cargas: gravitacionales (carga muerta y viva), así como las
cargas dinámicas de sismo, son soportadas por las vigas, columnas y
muros y finalmente son todas estas transmitidas al terreno de fundación
a través de estructuras de soporte que conforman la cimentación. Los
principales tipos de cimentaciones son las Zapatas en sus 3 formas,
zapatas aisladas, zapatas combinadas, y la cimentación profunda
(pilotes), y en algunos casos la losa de cimentación que es una gran
zapata combinada.
Para el presente trabajo se ha tomado las reacciones en la base de cada
modelo con lo que se ha dimensionado las zapatas para cada uno de los
puestos de salud haciendo uso de plantillas en exel, algunos resultados
se anexan al presente informe.
35
de
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____________________________________________________________________________
Para el Módulo I
Story
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
Joint Label Unique Name Load Case/Combo
5
5
33
33
42
42
44
44
59
59
60
60
62
62
63
63
76
76
77
77
78
78
79
79
86
86
91
91
92
92
94
94
101
101
4
4
6
6
8
8
10
10
142
142
143
143
144
144
145
145
155
155
156
156
157
157
158
158
168
168
179
179
180
180
182
182
189
189
COMB10 Max
SERV
COMB10 Max
SERV
COMB10 Max
SERV
COMB10 Max
SERV
COMB10 Max
SERV
COMB10 Max
SERV
COMB10 Max
SERV
COMB10 Max
SERV
COMB10 Max
SERV
COMB10 Max
SERV
COMB10 Max
SERV
COMB10 Max
SERV
COMB10 Max
SERV
COMB10 Max
SERV
COMB10 Max
SERV
COMB10 Max
SERV
COMB10 Max
SERV
FX
tonf
-0.1838
-0.2236
0.26
0.1826
0.1404
0.0994
-0.0671
-0.0771
0.1424
0.1004
-0.0364
-0.0436
1.4359
1.0173
0.0389
0.0274
0.0736
0.052
0.0189
0.0133
-0.0563
-0.0649
0.02
0.0143
1.2532
0.8871
-0.0241
-0.0267
-0.0064
-0.0069
-0.0667
-0.0713
0.0153
0.011
FY
tonf
-0.6011
-0.7027
0.9576
0.6796
-0.7796
-0.8945
1.1916
0.8452
-0.6833
-0.8061
0.8479
0.6023
-0.0057
-0.0072
-0.0655
-0.0783
-0.812
-0.9532
1.2023
0.8524
-0.643
-0.7409
0.3549
0.2534
0.4821
0.3384
0.0707
0.0496
0.0262
0.0183
0.545
0.3856
-0.6923
-0.8039
FZ
MX
MY
MZ
tonf
tonf-m tonf-m tonf-m
11.8592
0.0041 -0.3806
0.0315
8.3736
0.003 -0.4628
0.0221
13.6113 -0.0104
0.5792
0.0598
9.639 -0.0142
0.4067
0.0419
15.9656 -0.0867
0.2895 -0.0018
11.3242 -0.1021
0.205 -0.0014
16.1815
0.2109 -0.1446 -0.0089
11.4635
0.1481 -0.1662 -0.0103
13.994 -0.0019
0.2953 -0.0071
9.8651 -0.0025
0.2082 -0.0085
13.0076 -0.0162 -0.0892 -0.0005
9.2052 -0.0209 -0.1067 -0.0004
17.9195
0.0352 -0.0316
0.0085
12.7011
0.0246 -0.0363
0.006
21.9628
0.1439
0.0602 -0.0006
15.5174
0.1013
0.0424 -0.0006
17.5593 -0.0267
0.1495
-0.004
12.3865
-0.033
0.1056 -0.0047
19.0329
0.0161
0.0042 -0.0496
13.4703
0.0114
0.0029 -0.0603
12.3522 -0.0579 -0.3035
0.1036
8.7523 -0.0694 -0.3519
0.0732
14.2822
-0.032
0.03 -0.0129
10.1154 -0.0369
0.0215 -0.0152
14.4822 -0.0632
0.7113
0.0716
10.275 -0.0752
0.5024
0.0508
15.7097 -0.0452 -0.0222 -0.0026
11.0589 -0.0552 -0.0238
-0.003
19.7406 -0.0092 -0.0061
0.0017
13.9472 -0.0117 -0.0063
0.0012
11.2175 -0.0524 -0.1283
0.0111
7.9418 -0.0621 -0.1359
0.0078
12.2602 -0.0362
0.0291
0.0192
8.6731 -0.0432
0.0213
0.0134
FX
tonf
-0.1442
-0.176
-0.041
-0.0504
-0.052
-0.0638
-0.1412
-0.1725
0.0089
0.006
0.0073
0.0052
0.0096
0.0074
0.0125
0.0081
0.0289
0.0209
-0.01
-0.0102
-0.0127
-0.0137
0.0429
0.0307
0.8961
0.6319
-0.0702
-0.0831
0.0825
FY
FZ
MX
MY
tonf
tonf
tonf-m tonf-m
-0.1032 11.963 0.2264 -0.1858
-0.1262 8.4047 0.1586 -0.2267
0.0178 9.7042 -0.0144 -0.0649
0.0125 6.8291 -0.0177 -0.0798
-0.0061 8.5844 0.0142 -0.0824
-0.0075 6.0403 0.0099 -0.1011
0.1888 10.8091
-0.139 -0.1813
0.1325 7.5951 -0.1688 -0.2214
-0.1573 10.1224 0.3493 0.0117
-0.1921 7.1045 0.2448 0.0079
0.005 8.1754 -0.0047 0.0115
0.0035 5.7527 -0.0058 0.0082
0.5323 7.0848 0.0049 0.0155
0.3751 4.9946 0.0034 0.0112
-0.3565 8.5953 -0.0201 0.0196
-0.4267 6.0476 -0.0247 0.0121
0.6774 9.5146 0.0514 0.0567
0.477 6.6952 0.0359
0.041
-0.3816 7.9057 -0.0071 -0.0246
-0.4483 5.5824 -0.0087 -0.0251
0.6768 7.6638 0.0053 -0.0335
0.4771 5.4075 0.0038 -0.0363
-0.4067
8.46 -0.0223 0.0866
-0.4864 5.9544 -0.0276 0.0618
0.0034
7.144 -0.0074 0.0055
0.0024 5.0398 -0.0093 0.0039
0.7119
9.202 0.0507 -0.1421
0.5011 6.4769 0.0354 -0.1683
-0.419 7.9812 -0.0045 0.1934
Para el Módulo II.
TABLE: Joint Reactions
Story Joint Label Unique Name Load Case/Combo
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
52
52
55
55
58
58
61
61
107
107
108
108
109
109
110
110
156
156
157
157
158
158
159
159
161
161
182
182
187
60 COMB10 Max
60 SERV
62 COMB10 Max
62 SERV
64 COMB10 Max
64 SERV
66 COMB10 Max
66 SERV
77 COMB10 Max
77 SERV
78 COMB10 Max
78 SERV
79 COMB10 Max
79 SERV
80 COMB10 Max
80 SERV
90 COMB10 Max
90 SERV
91 COMB10 Max
91 SERV
92 COMB10 Max
92 SERV
93 COMB10 Max
93 SERV
105 COMB10 Max
105 SERV
116 COMB10 Max
116 SERV
117 COMB10 Max
MZ
tonf-m
0.0479
0.0336
-0.0003
-0.0003
0.0011
0.0008
-0.0272
-0.0333
-0.0014
-0.0019
-0.0012
-0.0015
0.0014
0.001
0.002
0.0014
-0.0005
-0.0006
0.0022
0.0016
-0.0025
-0.0028
0.0006
0.0004
-0.0003
-0.0003
-0.0012
-0.0014
-0.0057
36
"MEJORAMIENTO DE LA CAPACIDAD RESOLUTIVA DE LOS PUESTOS DE
SALUD DE LAS LOCALIDADES DE CHACCRAMPA(I-2), IGLESIAPATA, SAN
JUAN DE PAMPA Y YANACULLO (I-1), DEL DISTRITO DE SAN MIGUEL DE
CHACCRAMPA – PROVINCIA DE ANDAHUAYLAS – REGION APURIMAC”
____________________________________________________________________________
Para el Módulo III
TABLE: Joint Reactions
Story Joint Label Load Case/Combo
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
BASE
52 COMB10 Max
52 SERV
65 COMB10 Max
65 SERV
68 COMB10 Max
68 SERV
79 COMB10 Max
79 SERV
81 COMB10 Max
81 SERV
83 COMB10 Max
83 SERV
FX
FY
FZ
MX
MY
tonf
tonf
tonf
tonf-m
tonf-m
0.3824
0.4381 6.0899
-0.4156 -0.0143
0.2701
0.3064 4.2964
-0.514 -0.0175
-0.182
0.0001 10.462 0.00003368 -0.1961
-0.2191
0.0001 7.3483 0.00002491 -0.2361
0.3802
-0.281 8.0799
0.7305 -0.5758
0.2698
-0.347 5.7045
0.5107 -0.6708
-0.2456
-0.1461
5.893
0.5364 0.0169
-0.2833
-0.1833 4.1724
0.3743 0.0118
0.1012 -0.000007058 10.8252
0.0001 0.1428
0.0711 -0.000009026 7.6321
0.0001 0.1004
-0.1744
0.3144 7.7149
-0.2966 0.8478
-0.1966
0.2193 5.4636
-0.3704 0.6007
37
MZ
tonf-m
-0.0052
-0.0067
0.00002612
0.00001833
-0.0068
-0.0082
-0.0156
-0.0191
-0.00003864
-0.00004513
0.0096
0.0068