Análisis Comparativo Diseño Muros Concreto Armado: ACI vs. NTE

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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO
VICE RECTORADO DE INVESTIGACIÓN
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
1. INFORMACIÓN GENERAL
1.1 Título
“ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE EL CODIGO ACI 318.19, LA NTE E.0602009 Y SU PROPUESTA NTE E.060-2019, PARA EL DISEÑO DE MUROS
ESTRUCTURALES
DE
CONCRETO
ARMADO
EN
EDIFICACIONES
UBICADAS EN LIMA METROPOLITANA”.
1.2 Autores
-
Flores Olano, Jefferson
-
Guevara Bravo, Raúl Milenko
1.3 Asesor de Especialidad y un Asesor Metodológico (si fueran necesarios)
-
Ing. Ovidio Serrano Zelada
1.4 Línea de Investigación:
ESTRUCTURAS
1.5 Lugar:
LIMA METROPOLITANA
1.6 Duración estimada del proyecto: 7 meses
1.7 Fecha de inicio:
1.8 Fecha de término:
2. PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN
2
2.1 Síntesis de la situación problemática
Actualmente uno de los problemas de nuestra normativa para el diseño de muros de
concreto armado en la NTE E.060. CAP.21.9, es que se encuentra desactualizada en
comparación de los nuevos requerimientos que el ACI ha venido introduciendo en
ACI.314.14 Y ACI.318.19, requerimientos que han tenido repercusión desde varios años
en normas como la de Chile DS60.2011, Ecuador NEC-SE-HM, entre otras
El Perú siendo un país con un alto y latente peligro sísmico no debería ser ajeno en
cuanto a la introducción de nuevos requerimientos en nuestra norma, y más aún en
elementos que más usamos para darle rigidez y resistencia sísmica a nuestros edificios, los
muros estructurales de concreto armado.
2.2 Formulación del problema de investigación
Cuáles son las diferencias y deficiencias entre el código ACI31819, la NTE E.0602009 y su propuesta NTE E.060-2019, en el diseño de muros estructurales de concreto
armado en edificaciones ubicadas en Lima Metropolitana
2.3 Hipótesis General
Usando la NTE E.060 -2009 y su propuesta NTE E.060-2019 no se logra un diseño
dúctil del elemento, dando mayor sobre resistencia a flexión y menor capacidad de
deformación por confinamiento de bordes inadecuado, no cumpliendo con los nuevos
requerimientos propuestos por el CÓDIGO ACI 318.19 para el diseño de muros
estructurales de concreto armado .
2.4 Objetivos
2.4.1 Objetivo general
3
Realizar un Análisis comparativo entre el código ACI.318.19, la NTE E.060-2009
y su propuesta NTE E.060-2019, en el diseño de muros estructurales de concreto armado
en edificaciones ubicadas en Lima Metropolitana.
2.4.2 Objetivos específicos

Diseñar muros estructurales de concreto armado basándose en el código ACI 318.19.

Diseñar muros estructurales de concreto armado basándose en la NTE.060-2009.

Diseñar muros estructurales de concreto armado basándose en la propuesta NTE.0602019.
3. DISEÑO TEORICO
3.1 Antecedentes
3.1.1. ANTECEDENTES A NIVEL DEPARTAMENTAL
AUTOR: - ISRAEL S., MATIAS CABRERA
- MANUEL R., PISFIL CAMPOS
TITULO:
“EVALUACION
SISMORESISTENTE
DE
LOS
COLEGIOS
EMBLEMATICOS JUAN MANUEL ITURREGUI Y SAN JOSE SEGÚN NORMAS:
NORMA PERUANA E030-2006, NORMA PERUANA E030-2016, NORMA CHILENA
NCh 433-2012 Y NORMA MEXICANA NTC-2004”
INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO
LUGAR: LAMBAYEQUE
AÑO: 2018
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3.1.2. ANTECEDENTES A NIVEL NACIONAL
AUTOR: JESUS A., MEDROA PONCE
TITULO: “ANÁLISIS Y DISEÑO EN MUROS Y PLACAS DE CONCRETO
ARMADO”
INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
LUGAR: LIMA
AÑO: 1995
3.1.3. ANTECEDENTES A NIVEL INTERNACIONAL
AUTOR: - ADRIANA P. BRICEÑO Z.
- NELSON H., CARRERAS G.
TITULO: “ANALISIS Y DISEÑO DE MUROS ESTRUCTURALES DE CONCRETO,
CONSIDERANDO LAS EXPERIENCIAS DE LOS TERREMOTOS DE CHILE 2010 Y
NUEVA ZELANDA 2011”
INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD CATÓLICA ANDRÉS BELLO
LUGAR: VENEZUELA
AÑO: 2013
AUTOR: SERGIO ANDRÉS ASENJO OYARZÚN
TITULO: “ESTUDIO DE LA NORMATIVA DE DISEÑO DE MUROS SOMETIDOS
A CARGAS DE SISMO.”
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INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE
LUGAR: CHILE
AÑO: 2012
3.2 Bases teóricas
3.2.1. Cuadro comparativo de requisitos generales
Espesor
ACI 318.19
E.060 (2009)
Mínimo:
- 4 pulg = 10 cm.
1
- (altura entre elementos
25
apoyo).
Mínimo:
1
- 25 (altura entre elementos
apoyo).
- 15 cm.
Espesor
7.5 pulg = 18.75 cm.
(Sótanos)
 Acero horizontal
-  5/8”   fy=4200kg/cm²
h=0.0020
-  5/8”  < fy=4200kg/cm²
h=0.0025
- < 5/8”  fy=cualquiera
h=0.0025
Cuantías
Capas
 Acero vertical
-  5/8”   fy=4200kg/cm²
h=0.0012
-  5/8”  < fy=4200kg/cm²
h=0.0015
- < 5/8”  fy=cualquiera
h=0.0015
20 cm (2 capas).
E.060 (2019)
Mínimo:
1
- 20 (altura entre
elementos apoyo).
- 15 cm.
Igual E.060 (2009).
 Acero horizontal
𝑉𝑠
h=𝐴𝑐𝑤∗𝑓𝑦0.002
Smáx=3h o 40cm
 Acero vertical
ℎ𝑤
v=0.0025+0.5(2.5- )(h𝑙𝑤
0.0025) 0.0015
Smáx=3h o 40cm
Cumpliéndose
vh
Igual E.060 (2009).
Nota: Vu0.085√𝑓′𝑐Acw
Nota: Vu0.5ØVc
a) h0.002
b) v0.0015
a) v (mayor valor)
- v=0.0025+0.5(2.5ℎ𝑤
)(h-0.0025)
𝑙𝑤
- 0.0025
b) hmín=0.0025
vh
2 capas si:
- Vu>2√𝑓′𝑐Acv
- hw/lw2.0
2 capas si:
- espesor20 cm
- Vu>0.17√𝑓′𝑐Acv
Igual E.060 (2009).
6
3.2.2. Flexión y carga axial
La solicitación es resistida por el concreto (zona comprimida) y el refuerzo (zona
traccionada). La resistencia a flexión y carga axial de una sección de muro queda definida por
una región geométrica de conjuntos Pu-Mu (flexión uniaxial). Para secciones asimétricas
típicamente se requiere considerar flexión biaxial, Pu-Mux-Muy.
Diagrama de interacción con NTE E.060 (2009 y propuesta 2019) y ACI.318.19 son
diferentes (principalmente en zona baja). La norma peruana no acepta términos de código
unificado.
Para formar secciones T, L, C, etc. se intersectan paneles de muro, según las
direcciones de análisis se tendrá muros con alas, según el ACI.318.19 mantiene el valor de
25% de ala efectiva, la NTE E.060 (2009 y propuesta 2019) solo considera 10%.
3.2.3. Corte
Las fuerzas son obtenidas de análisis estructural (cargas mayoradas) o de un diseño
por capacidad. Los diseños tanto con NTE E.060 y ACI.318.19 son por resistencia, pero el
factor de reducción de resistencia al corte no es el mismo.
Independiente del refuerzo que pueda necesitar o tener el muro o segmento de muro
individual, no se puede tener un cortante mayor al que puede resistir el concreto. ACI.318.19
y NTE E.060 (2009 y propuesta 2019) tienen el mismo límite.
El concreto aporta una resistencia al corte dependiendo de la resistencia del concreto
y la sección en planta del muro, pero también según su aspecto (elevación). Una vez obtenido
el aporte del concreto a corte Vc, se puede calcular cuando le falta para cumplir con el requisito
de resistencia, el faltante debe ser tomado por el acero Vs.
3.2.3. Elementos de borde
-
Es una especie de “columna” que confina los bordes del muro.
7
-
No necesariamente tiene que tener mayor espesor que el alma del muro.
-
Bordes de mayor espesor que el alma son ideales, a lo cual deberíamos apuntar
siempre.
-
Sirven para aumentar ductilidad y para dar mayor resistencia (no es su
finalidad).
3.3 Definición y Operacionalización de variables
TABLA N°01: Definición y Operacionalización de variables – Fuente propia.
Variable
Variable Independiente: (X)
-Nuevos

requerimientos 
propuestos por el CÓDIGO 
ACI 318.19.

Medición Valoración
Espesor mínimo de muro
cm
---
Cuantías mínimas de
refuerzo
Doble capa de refuerzo
cm²/cm²
---
N° capas
---
cm
cm
---

Diseño por flexión y carga
axial
- Ancho efectivo de alas.
- Control de refuerzo
vertical.
- Empalmes de refuerzo
vertical.
Diseño por corte
- Resistencia máxima a
corte.
- Resistencia que aporta el
concreto.
- Resistencia toma el
refuerzo.
Elementos de borde
- Profundidad del eje
neutro.
Planos de arquitectura

Planos de estructuras
- NTE E.060-2009
-NTE E.060-2019 (Propuesta)


Variable dependiente: (Y)
Indicador/Sub indicador
Diseño de muros estructurales
de concreto armado.
cm
tonf
tonf
---
tonf
cm
---
Existencia Todos: 1
de planos Algunos: 2
Ninguno: 3
Existencia Todos: 1
de planos Algunos: 2
Ninguno: 3
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4.
DISEÑO METODOLÓGICO
4.1 Diseño de contrastación de hipótesis / Procedimiento a seguir en la investigación.
REALIZAR MODELOS MATEMÁTICOS DE
EDIFICACIONES (SOFTWARE ETABS)
REALIZAR UN ANÁLISIS ESTRUCTURAL SISMORESISTENTE
EXPORTAR BASE DE
DATOS A EXCEL
DISEÑAR LOS MUROS SECCION
RECTANGULAR SIMPLE Y DE
SECCIÓN COMPLEJA (NÚCLEOS
DE ASCENSOR, ESCALERAS)
REALIZAR VERIFICACIONES
(FLEXOCOMPRESIÒN DEMANDA
CAPACIDAD) SOFTWARE CSI COLUM
MODIFICAR
DISEÑO DEL
MURO
NO
SI
REALIZAR VERIFICACIONES POR CORTANTE
NO
SI
CÁLCULO DE LA PROFUNDIDAD DEL EJE
NEUTRO – SOFTWARE SAP 2000
DISEÑO DE ELEMENTOS
DE BORDE
¿EXISTE CORRELACIÓN CON LOS REQUERIMIENTOS CÓDIGO ACI 318?19,
NTE E.060-2009 Y SU PROPUESTA NTE E.060-2019?
REALIZAR DETALLES ESTRUCTURALES
(PLANOS)
CONCLUSIONES
FIGURA N°01: Procedimiento a seguir en la investigación - Fuente propia
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4.2 Población, muestra
4.2.1. Población:
La población de la presente investigación está conformada por las
edificaciones correspondientes de Lima Metropolitana.
4.2.2. Muestra:
Se seleccionaron los proyectos en los cuales se realizaría el análisis
comparativo entre el código ACI 318.19, la NTE E.060-2009 y su propuesta NTE
E.060-2019 para el diseño de muros estructurales de concreto armado, teniendo en
cuenta los siguientes parámetros:
• Planos de Arquitectura de edificaciones de gran altura.
• Diversas formas de muros estructurales utilizados (Secciones
Regulares e Irregulares)
Con los anteriores criterios, se seleccionaron los siguientes proyectos:
PROYECTO 01:
Denominación:
“EDIFICIO BELÉN”. (1 SÓTANO – PLANTA 1ER PISO – PLANTA
TÍPICA 2DO – 7MO PISO)
Ubicación:
Av. Belén N°158, Distrito de San Isidro - Provincia de Lima - Departamento
de Lima.
10
PROYECTO 02:
Denominación:
“EDIFICIO MULTIFAMILIAR MI VIVIENDA”.
(2 SÓTANOS – 8 NIVELES)
Ubicación:
Grimaldo del Solar 480-486-490 - Distrito de Miraflores - Provincia de
Lima- Departamento de Lima.
PROYECTO 03:
Denominación:
“MI VIVIENDA RESIDENCIAL BOLIVAR”.
(2 SÓTANOS – 11 NIVELES)
Ubicación:
Distrito de pueblo Libre - Provincia de Lima - Departamento de Lima.
PROYECTO 04:
Denominación:
“VIVIENDA MULTIFAMILIAR EDIFICIO CAYETANO HEREDIA”.
(2 SÓTANOS-1 SEMISÓTANO – 20 NIVELES)
Ubicación:
Distrito de pueblo Libre - Provincia de Lima - Departamento de Lima.
.
11
PROYECTO 05:
Denominación:
“EDIFICIO IGNACIO MERINO”.
(2 SÓTANOS-1 SEMISÓTANO – 7 NIVELES)
Ubicación:
Distrito de Miraflores - Provincia de Lima - Departamento de Lima.
PROYECTO 06:
Denominación:
“EDIFICIO DE OFICINAS ADMINISTRATIVAS RIO DE LA PLATA”.
(7 SÓTANOS– 7 NIVELES)
Ubicación:
Distrito de San Isidro - Provincia de Lima - Departamento de Lima.
PROYECTO 07:
Denominación:
“HOTEL HOLIDAY IN MIRAFLORES – 4 ESTRELLAS PLATINO 2”.
(4 SÓTANOS– 10 NIVELES)
Ubicación:
Distrito de Miraflores - Provincia de Lima - Departamento de Lima.
PROYECTO 08:
Denominación:
“DISEÑO DE EDIFICIO DE OFICINAS”.
(1ER PISO ESTACIONAMIENTO -2DO AL 7MO TÍPICO)
Ubicación:
Distrito de Miraflores - Provincia de Lima - Departamento de Lima.
12
PROYECTO 09:
Denominación:
“EDIFICIO BLUE STAR”. (1 SÓTANO - 1 SEMISÓTANO - 8 NIVELES)
Ubicación:
Distrito de Surquillo - Provincia de Lima - Departamento de Lima.
PROYECTO 10:
Denominación:
“HOTEL HOLIDAY INN EXPRESS -LIMA”. (2 SÓTANO -19 NIVELES)
Ubicación:
Distrito de San Isidro- Provincia de Lima - Departamento de Lima.
Durante siete meses se realizarán el modelado de edificaciones en Lima
Metropolitana, y las verificaciones, requerimientos de acuerdo al código ACI
318.19, NTE 0.60-2009 Y SU PROPUESTA NTE E.060-2019 en el
comportamiento de los muros estructurales de concreto armado suficientes para ser
analizados, en formatos diseñados para tal fin.
4.3 Técnicas, instrumentos, equipos y materiales
4.3.1. TÉCNICAS

Visual: Formatos para recolección de datos.

Académica: Para el diseño estructural de los muros estructurales de concreto
armado en función de planos de arquitectura.

Ingenieril: Análisis Comparativo diseño de muros estructurales de acuerdo
al ACI 318.19, NTE E.060 -2009 y su propuesta NTE E.060 -2019.
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4.3.2. INSTRUMENTOS

Software ETABS

Software CSI COLUMN

Software SAP 2000
4.3.3. EQUIPOS

Calculadora

Computadora
4.3.4. MATERIALES
5.

Lapiceros

Formatos para registrar de datos
ACTIVIDADES Y RECURSOS
5.1 Cronograma
Se muestra el cronograma de días de trabajo para la presente elaboración del análisis
comparativo de los proyectos a estudiar.
TABLA N°02: Cronograma para toma de datos en obras – Fuente propia.
Horas
Lunes
Martes
Miércoles
Jueves
Viernes
Sábado
Modelado de las edificaciones (Software Etabs)
9:00 am – 1:00 pm
(Lunes-Sábado)
1:00 pm –3:00 pm
Descanso
Verificaciones de acuerdo al Código ACI 318.19 -NTE
3:00 pm – 7:00 pm
0.60-2009 Y SU PROPUESTA NTE 0.60 -2019
(Lunes-Viernes)
14
TABLA N°03: Avance de Análisis de los proyectos de edificaciones mencionadas en Lima
Metropolitana– Fuente propia.
5.2 Presupuesto
TABLA N°04: Presupuesto proyectado para tesis. – Fuente propia
INVESTIGACION BIBLIOGRAFICA
PASAJES A RECONOCIMIENTO DE LOS
PROYECTO EVALUADOS
IMPRESIÓN, EMPASTADO
TOTAL
S/.
S/.
1000.00
500.00
S/. 1,000.00
S/. 2,500.00
5.3 Fuente de financiamiento
FUENTE PROPIA
5.4 Productos y difusión de resultados
5.4.1. Producto
La presente investigación tendrá como producto final un informe de tesis.
5.4.2. Difusión de resultados
La presente investigación quedará a disposición para su difusión en las siguientes
entidades:
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 CENTRAL Y BIBLIOTECA DE LA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL,
SISTEMAS Y ARQUITECTURA DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO
RUIZ GALLO.
 COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERU CONSEJO DEPARTAMENTAL DE
LAMBAYEQUE (CIP CD LAMBAYEQUE)
-
CAPÍTULO DE INGENIERIA CIVIL.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
RNE. 2009. NTE E.060 Concreto Armado. Lima, Perú. 179p
RNE. 2019. Propuesta NTE E.060 - Concreto Armado. Lima, Perú.
American Concrete Institute . ACI 318.19; Building Code Requirements for reinforced,
Detroit, EEUU 2019
FLORES OLANO JEFFERSON
GUEVARA BRAVO RAÚL MILENKO
ING. SERRANO ZELADA , OVIDIO
(ASESOR)
16
ANEXO N°01
SOFTWARE UTILIZADO PARA EL MODELADO DE LAS EDIFICACIONES ETABS
17
18
ANEXO N°02
SOFTWARE UTILIZADO PARA VERIFICACIÓN FLEXOCOMPRESIÓN DE LOS MUROS
CSI COLUM
19
20
ANEXO N°03
SOFTWARE UTILIZADO PARA EL CÁLCULO DEL EJE NEUTRO PARA EL POSTERIOR
CÁLCULO DE ELEMENTOS DE BORDE SAP 2000
21
22
ANEXO N°04
ARQUITECTURA PROYECTO 01
23
24
ANEXO N°05
ARQUITECTURA PROYECTO 02
25
26
ANEXO N°06
ARQUITECTURA PROYECTO 03
27
28
ANEXO N°07
ARQUITECTURA PROYECTO 04
29
30
ANEXO N°08
ARQUITECTURA PROYECTO 05
31
32
ANEXO N°09
ARQUITECTURA PROYECTO 06
33
34
ANEXO N°10
ARQUITECTURA PROYECTO 07
35
36
ANEXO N°11
ARQUITECTURA PROYECTO 08
37
38
ANEXO N°12
ARQUITECTURA PROYECTO 09
39
40
ANEXO N°13
ARQUITECTURA PROYECTO 10
41