UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL “RIO SECO - AREQUIPA” TOMO I Tesis presentada por los bachilleres: JUAN CARLOS JACINTO CHIRINOS BEJARANO CARLOS JAVIER CHIRINOS BEJARANO para optar el título profesional de Ingeniero Civil. Asesor Ing° José Flores Castro Linares AREQUIPA – PERU 2004 DEDICATORIA A la memoria de nuestros Padres Justa y Carlos, quienes desde pequeños nos inculcaron los más caros valores humanos. A nuestras esposas, a nuestros hijos y a nuestra familia, que hacen sentir en nosotros una enorme complacencia poderles homenajear todo el cariño, esmero y la comprensión que siempre nos han brindado. _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA INTRODUCCION ivimos una época donde ya nada luce demasiado futurista o fantástico, nunca como antes el desarrollo tecnológico en beneficio del ser humano estuvo tan acelerado. El vertiginoso y constante avance del mundo actual, obliga al hombre a tratar de marchar a una misma velocidad que los adelantos, a incrementar su bagaje cognoscitivo y buscar novedosas ideas para no quedarse rezagados. V Se ha empleado esfuerzo para modernizar y mejorar los sistemas tecnológicos existentes con el fin de dar un sólido enfoque a los problemas de la concepción estructural, así como afrontar sus necesidades inmediatas, sin embargo abrigamos la esperanza que este intento inicial sirva para guiar a otros a un mayor desarrollo dentro de este encauzamiento. Este tratado se escribió pensando primordialmente en los alumnos de ingeniería, por lo que está solícitamente afirmado en una cuidadosa selección de temas, presentados y acompañados de consideraciones generales y procedimientos de diseño, así como de esenciales aplicaciones. En el Capítulo 1 se detalla una indagación sobre el comportamiento de losas de piso, de uno a varios niveles; para lo cual empleamos modelos de diafragma rígido y losas flexibles en el Análisis Sísmico de estructuras. Los trabajos cumplidos en campo, laboratorio y gabinete, para definir las características físico mecánicas del suelo, y a partir de ellas, encontrar los parámetros necesarios para el diseño de la cimentación de la nueva infraestructura son presentados en el Capítulo 2. Las Generalidades del Proyecto como su Descripción, Estructuración, Cargas, Normas y Especificaciones de Diseño son expuestas en el Capítulo 3; asimismo el dimensionamiento previo de los elementos constitutivos de su armazón, factores que toman sentido en la planeación de un sistema estructural útil y económico se plantean en el Capítulo 4. En el Capítulo 5, acordes a la última modificación de la N.T.E. E.030, se conceptúan los objetivos del diseño sismo resistente, y los aspectos generales de diseño para las fuerzas _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Introducción 3 sísmicas; los efectos dinámicos en estructuras, el Análisis Sísmico Estático Tridimensional para cada uno de los cinco Módulos del Hospital. El método de la rigidez, como el estudio estructural de pórticos para cargas de gravedad y también, sus alternancias de cargas son pormenorizados en el Capítulo 6. Donde el empleo de computadoras digitales había ya alterado la presentación de la Teoría estructural; abocándose mucho al desarrollo de algoritmos y empleo de programas de aplicación; pese a esta puntualización, hoy sigue siendo muy importante se comprendan bien los principios del análisis estructural. El detalle de los miembros estructurales se especifica en el Capítulo 7, donde se diseñan las losas de piso aligeradas y macizas, vigas, columnas, los muros de cortante y de sótano, las cimentaciones. Mientras que en el Capítulo 8 se expone el diseño de elementos especiales como la caja de Ascensor, Cisterna y Tanque Elevado, Escaleras y Helipuerto. El tratado de los costos, Presupuestos y la Programación de Obras se despliega en el Capítulo 9, donde se presenta la formulación de los Costos Unitarios, Presupuesto Base, la Fórmula Polinómica y el análisis de recursos en la Programación de Obras (Diagrama de Barras). En el Capítulo 10, se concretan las Especificaciones Técnicas, que esencialmente respetan el comportamiento sísmico de las Estructuras; así como las exigencias inherentes a ductilidad, conforme al recorrido del Proyecto Estructural, como su proceso constructivo. _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA DEDICATORIA 1 INTRODUCCIÓN 2 PRIMERA PARTE TEMA DE INVESTIGACIÓN CAP. I SISTEMAS DE LOSAS DE PISO, MODELOS DE DIAFRAGMA RIGIDO Y LOSAS FLEXIBLES 1.1. Introducción 7 1.2. Modelos para el Análisis Sísmico según el Portland Cement Association 8 1.3. Análisis Sísmico de estructuras de 1 nivel 10 1.4. Análisis Sísmico de estructuras de varios niveles 16 1.5. Análisis Sísmico de estructuras con muros de cortante 23 1.6. Análisis Sísmico de estructuras aporticadas 29 CAP. II CAPACIDAD PORTANTE DE SUELOS 2.1. Introducción 37 2.2. Geología local 38 2.3. Exploración de suelos 41 2.4. Obtención de muestras 42 2.5. Ensayos de laboratorio 43 2.6. Capacidad Portante (M. Meyerhoff) 47 SEGUNDA PARTE PROYECTO HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA CAP. III GENERALIDADES 3.1. Descripción 56 3.2. Estructuración 58 3.3. Normas de Diseño 61 3.4. Especificaciones de Diseño 61 3.5. Cargas de Diseño 63 3.6. Materiales 64 CAP. IV PREDIMENSIONAMIENTO Y METRADO DE CARGAS. 4.1. Introducción 68 4.2. Predimensionamiento de muros de cortante 68 _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 5 4.3. Predimensionamiento de columnas 69 4.4. Predimensionamiento de vigas 70 4.5. Predimensionamiento de losas 70 4.6. Metrado de cargas 70 CAP. V ANÁLISIS SISMICO 5.1. Introducción 74 5.2. Procedimiento para Análisis Sísmico Estático 76 5.3. Efectos dinámicos en estructuras 80 5.4. Análisis dinámico Tridimensional 81 5.5. Análisis Sísmico Módulos A y C 85 5.6. Análisis Sísmico Módulo B 96 5.7. Análisis Sísmico Módulos D y E 103 CAP. VI ANALISIS ESTRUCTURAL 6.1. El método de la rigidez 112 6.2. Análisis Estructural de pórticos para las carga de gravedad 119 6.3. Combinación de Esfuerzos (Alternancia de Cargas) 120 6.4. Análisis de losas 130 CAP. VII DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES 7.1. Introducción 131 7.2. Diseño de losas 134 7.3. Diseño de vigas 141 7.4. Diseño de columnas 160 7.5. Diseño de muros de cortante 171 7.6. Diseño de muros de sótano 178 7.7. Diseño de la cimentación 183 CAP. VIII DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESPECIALES (CAJAS DE ASCENSOR, TANQUE ELEVADO, ESCALERAS, ) 8.1. Introducción 205 8.2. Diseño de la Caja de Ascensor 206 8.3 Diseño de la Cisterna y Tanque Elevado 217 8.4. Diseño de Escaleras 227 8.5. Diseño del Pavimento para Helipuerto 228 _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. 6 CAP. IX COSTOS, PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION 9.1. Introducción 234 9.2. Análisis de Costos Unitarios 234 9.3. Presupuesto Base 255 9.4. Fórmula Polinómica 267 9.5. Listado de materiales 269 9.6. Diagrama de barras 275 CAP. X ESPECIFICACIONES TECNICAS 10.1. Introducción 289 10.2. Excavaciones y rellenos 296 10.3. Obras de Concreto 298 10.4. Acero de Refuerzo 303 10.5. Encofrados 305 10.6 Enlucidos y Revestimientos 306 CONCLUSIONES RECOMENDACIONES _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. DEDICATORIA 1 INTRODUCCIÓN 2 PRIMERA PARTE TEMA DE INVESTIGACIÓN CAP. I SISTEMAS DE LOSAS DE PISO, MODELOS DE DIAFRAGMA RIGIDO Y LOSAS FLEXIBLES 1.1. Introducción 7 1.2. Modelos para el Análisis Sísmico según el Portland Cement Association 8 1.3. Análisis Sísmico de estructuras de 1 nivel 10 1.4. Análisis Sísmico de estructuras de varios niveles 16 1.5. Análisis Sísmico de estructuras con muros de cortante 23 1.6. Análisis Sísmico de estructuras aporticadas 29 CAP. II CAPACIDAD PORTANTE DE SUELOS 2.1. Introducción 37 2.2. Geología local 38 2.3. Exploración de suelos 41 2.4. Obtención de muestras 42 2.5. Ensayos de laboratorio 43 2.6. Capacidad Portante (M. Meyerhoff) 47 SEGUNDA PARTE PROYECTO HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA CAP. III GENERALIDADES 3.1. Descripción 56 3.2. Estructuración 58 3.3. Normas de Diseño 61 3.4. Especificaciones de Diseño 61 3.5. Cargas de Diseño 63 3.6. Materiales 64 CAP. IV PREDIMENSIONAMIENTO Y METRADO DE CARGAS. 4.1. Introducción 68 4.2. Predimensionamiento de muros de cortante 68 _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 5 4.3. Predimensionamiento de columnas 69 4.4. Predimensionamiento de vigas 70 4.5. Predimensionamiento de losas 70 4.6. Metrado de cargas 70 CAP. V ANÁLISIS SISMICO 5.1. Introducción 74 5.2. Procedimiento para Análisis Sísmico Estático 76 5.3. Efectos dinámicos en estructuras 80 5.4. Análisis dinámico Tridimensional 81 5.5. Análisis Sísmico Módulos A y C 85 5.6. Análisis Sísmico Módulo B 96 5.7. Análisis Sísmico Módulos D y E 103 CAP. VI ANALISIS ESTRUCTURAL 6.1. El método de la rigidez 112 6.2. Análisis Estructural de pórticos para las carga de gravedad 119 6.3. Combinación de Esfuerzos (Alternancia de Cargas) 120 6.4. Análisis de losas 130 CAP. VII DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES 7.1. Introducción 131 7.2. Diseño de losas 134 7.3. Diseño de vigas 141 7.4. Diseño de columnas 160 7.5. Diseño de muros de cortante 171 7.6. Diseño de muros de sótano 178 7.7. Diseño de la cimentación 183 CAP. VIII DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESPECIALES (CAJAS DE ASCENSOR, TANQUE ELEVADO, ESCALERAS, ) 8.1. Introducción 205 8.2. Diseño de la Caja de Ascensor 206 8.3 Diseño de la Cisterna y Tanque Elevado 217 8.4. Diseño de Escaleras 227 8.5. Diseño del Pavimento para Helipuerto 228 _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. 6 CAP. IX COSTOS, PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION 9.1. Introducción 234 9.2. Análisis de Costos Unitarios 234 9.3. Presupuesto Base 255 9.4. Fórmula Polinómica 267 9.5. Listado de materiales 269 9.6. Diagrama de barras 275 CAP. X ESPECIFICACIONES TECNICAS 10.1. Introducción 289 10.2. Excavaciones y rellenos 296 10.3. Obras de Concreto 298 10.4. Acero de Refuerzo 303 10.5. Encofrados 305 10.6 Enlucidos y Revestimientos 306 CONCLUSIONES RECOMENDACIONES _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. ____________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA CAPITULO I SISTEMAS DE LOSAS DE PISO MODELOS DE DIAFRAGMA RIGIDO Y LOSAS FLEXIBLES 1.1. INTRODUCCION Con el propósito de lograr un óptimo desarrollo en todo Proyecto, se consideran distintos sistemas estructurales, para verificar el proceso de análisis aplicado, se preceptuó la investigación de los Sistemas de Losas de Piso, con posibilidad de evaluarlos como patrones de Diafragmas Rígidos o como modelos de Losas Flexibles, aprovechando la viabilidad de algunas simplificaciones acostumbradas. El análisis sísmico, aún cuando se trate como acciones estáticas requiere de una observación de la estructura como pórtico espacial, con elementos adicionales para representar la rigidez de las losas, pero esto es poco práctico, por el gran número de grados de libertad involucrados. El modelo debe considerar todas las características de la estructura que influyen significativamente en la respuesta. 1.1.1. OBJETIVOS Con el desarrollo del presente tema de investigación, procuraremos confirmar la validez de la simplificación del método de losas de piso rígido como modelo alternativo de análisis, en el cual sólo se consideran tres grados de libertad por nivel, (llamado modelo pseudo tridimensional). Se parte de un pequeño universo representativo, donde analizamos la concentración de esfuerzos en mallas y columnas, los desplazamientos, efectos de fractura, etc., para verificar que existe un límite de 3 á 5 respecto a 1. Se evalúan la robustez de la losa y su resistencia en un sismo, sobretodo en el caso de dos diafragmas vinculados a una Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 8 zona flexible. El planteamiento de un modelo apropiado, deberá quedar establecido como norma por ser fundamental para que el análisis produzca resultados cuantitativamente correctos. Para desarrollar el tema, a fin de obtener cierto grado de refinamiento nos servimos del software S.A.P. 2000 (Structural Analysis Programs), para realizar análisis Estático, Dinámico y Elemento Finito de Estructuras, elaborado por Edward Wilson y Ashraf Habibullah. 1.2. MODELOS PARA EL ANALISIS SISMICO SEGUN EL PORTLAND CEMENT ASSOCIATION Para el análisis, se consideran las losas de los pisos como completamente rígidas dentro de sus propios planos. Esto significa que no habrá movimiento relativo entre las unidades verticales en cada nivel de piso. Puede tomarse en cuenta la deformación en el plano de la losa, pero ésta rara vez es importante. Al flexionarse fuera de su plano, las losas de los pisos contribuyen a la estabilidad lateral de una estructura funcionando como vigas entre miembros verticales, y por esto las losas planas, por ejemplo, trabajan eventualmente como si fuesen marcos rígidos. Sin embargo la resistencia de las uniones entre columnas y losas planas debe revisarse cuidadosamente si se pretende usarla para resistir fuerzas laterales. ESQUEMATIZACION PARA LAS LOSAS DE PISO Barras de conexión Elementos estructurales Elementos finitos Fig. (1.1) Fig. (1.2) Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 9 1.2.1. COMPORTAMIENTO DE LAS LOSAS DE PISO Dos métodos para tratar la deformación en el plano de las losas de pisos son : 1. La rigidez en el plano de los pisos puede esquematizarse dividiéndola en una serie de barras de conexión, que son los miembros que unen las unidades verticales como se muestra en las Figs. (1.1) y (1.2). Pueden establecerse las propiedades de las barras de conexión basándose en la analogía del marco Fig. (1.1), o puede suponerse una anchura efectiva de piso. 2. En las analogías del marco y del elemento finito, los pisos se dividen en forma más metódica que en el método 1. Al dividir el piso en un número suficiente de elementos, puede estimarse muy aproximadamente el comportamiento. Ref. [A], [B], [C]. El uso de los elementos finitos como parte del programa de un marco tridimensional, para analizar estructuras complejas de edificios se describe en la Ref. [D]. La principal desventaja de estas esquematizaciones es aumentar el orden de la solución de los problemas de marcos tridimensionales, ampliamente, mientras que las barras de conexión no necesitan mas grados de libertad. En vista de la comparativamente poca importancia de las deformaciones en los planos de las losas, rara vez es necesaria una esquematización refinada. El modelo llamado pseudo-tridimensional supone a la estructura como un ensamble de pórticos planos. Esto obedece a la consideración que la rigidez del pórtico en su plano es mucho mayor que aquellas en la dirección transversal, despreciándose éstas últimas. Igualmente no se consideran rigideces torsionales de todos los elementos. Los pórticos se suponen interconectados sólamente por losas de entrepiso, que actúan como diafragmas infinitamente rígidos en su plano. Resultado de ello no se valoran las deformaciones axiales en las vigas, se supone que en cada pórtico todos los nudos de un piso tienen el mismo desplazamiento horizontal. [A] Zienciewics, O. C., The Finite Element Method in Structural and Continuum Mechanics, McGraw Hill Book Co., Nueva York, 1967, página 8. [B] Yettram, A. L., and Husain. H. M., “Grid-Framework Method for Plates in Flexure”, Journal of Enginering Mechanics Division, ASCE, Vol. 91, junio 1965, páginas 53 - 64. [C] Lightfoot, E., “A Grif Framework Analogy for Laterally Loaded Plates”, “International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 6, junio 1964, páginas 201 - 208. [D] Majid, K. L., and Williamsom. M., “Linear Analysis of Complete Structures by Computers”, Proceedings, Institution of Civil Engineers, Vol. 38, Londres, oct 1967, páginas 247 – 266. Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 10 Las fuerzas de inercia se consideran concentradas en los niveles que corresponden a las losas de entrepiso. En cada nivel se incluye las masas de las losas y vigas, y una fracción de la sobrecarga, así como la mitad de las masas de muros, columnas y placas de los dos entrepisos adyacentes. 1.3. ANALISIS SISMICO DE ESTRUCTURAS DE 1 NIVEL La investigación se aborda, simulando distribuciones estructurales de un nivel, se parte con sistemas con losas de diafragma rígido, para luego analizar sistemas equivalentes, ésta vez corregidos con losas de piso flexible. En cada modelo se juzgarán las características estructurales como pórtico espacial, que imperan en su respuesta de modo significativo, considerando únicamente tres grados de libertad por nivel. Para cada tipo de estructuras, se presenta una lista de las distribuciones analizadas, refiriéndose además los archivos de ingreso y de resultados, a fin de que éstos últimos puedan ser comprobados. 1.3.1. CON LOSAS DE DIAFRAGMA RIGIDO Para analizar estructuras de un nivel con sistemas de piso rígido, se modelan como sistemas reticulares, con la base empotrada y los nudos de unión entre columnas y vigas con restricciones sujetas a los desplazamientos de los nudos maestros del entrepiso (Master Joints), el mismo que reduce las componentes del desplazamiento a un número de tres: corrimientos lineales en "x" é "y" (∆x , ∆y) y un giro alrededor de "z" (θz). Simplificación que nos permite hacer un análisis sísmico espacial considerando sólo tres grados de libertad por nivel. Las losas de piso contribuyen a la estabilidad lateral de una estructura, funcionando como vigas entre miembros verticales, trabajando como marcos rígidos. Este método considera que las losas de piso son completamente rígidas dentro de su propio piso. La relación de los desplazamientos de los puntos dentro del plano del piso es puramente geométrica. Se estudiaron varios tipos de estructuras con plantas rectangulares, variando la geometría de los miembros. En su análisis dinámico se consideró masas inerciales en “x” e “y”, y una masa rotacional alrededor del eje “z” ; por ser un análisis teórico, simultáneamente se carga el 100% de Fuerza en el sentido X-X, y el 100% de Fuerza en el sentido Y-Y, para su espectro de diseño. A continuación exponemos las siguientes estructuras: Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 11 T I P O D E ESTRUCTURA Código: Losa de piso rígido Relación Código: Losa de piso flexible ° Aporticada ARC1 15.0 mts. : 8.0 mts. AFC1 BRC1 35.0 mts. : 9.0 mts. BFC1 ° Con muros de ARP1 15.0 mts. : 8.0 mts. AFP1 cortante BRP1 35.0 mts. : 9.0 mts. BFP1 ° Aporticada con ARG1 15.0 mts. : 8.0 mts. AFG1 garganta intermedia BRG1 35.0 mts. : 9.0 mts. BFG1 ° Con garganta y ARX1 15.0 mts. : 8.0 mts. AFX1 muros de corte BRX1 35.0 mts. : 9.0 mts. BFX1 Estructuras de ( 2 x 3 ) y ( 3 x 5 ) Crujías Plantas de 1 Nivel ESTRUCTURA APORTICADA 1 NIVEL CODIGO : ARC1 CODIGO : AFC1 Niv A-1 A-2 B-1 B-2 A-1 A-2 B-1 B-2 r Direc.X 1.764 1.764 1.764 1.764 1.544 1.548 1.551 1.552 direc.Y 3.580 3.580 3.580 3.580 3.308 3.324 3.312 3.325 direc.X 12.78 16.50 12.78 16.50 12.79 15.81 13.88 16.68 direc.Y 13.61 13.61 16.69 16.69 13.70 14.38 15.70 15.96 ` ESTRUCTURA CON MUROS 1 NIVEL Losa con piso Rígido CODIGO : Desplazam.(cm Cortante (Tn.) ARP1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 0,2458 0,2556 1,77 1,16 Columna A-2 0,2458 0,2556 2,27 1,11 Placa B-1 0,2458 0,2556 3,04 79,47 Placa B-2 0,2458 0,2556 76,70 3,82 1° P is o C or t. D es pl T n. ( cm ) Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 12 ESTRUCTURA CON GARGANTA 1 NIVEL Losa con piso Rígido CODIGO : Desplazam.(cm Cortante (Tn.) ARG1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 1,5261 3,0754 11,09 11,70 Columna A-2 1,5261 2,9935 14,28 11,38 Columna B-1 1,4224 3,0754 10,34 14,34 Columna B-2 1,4224 2,9935 13,24 13,96 ESTR. CON GARGANTA Y MUROS 1 NIVEL Losa con piso Rígido CODIGO : Desplazam.(cm Cortante (Tn.) ARX1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 0,2164 0,2145 1,57 0,98 Columna A-2 0,2164 0,2132 2,00 0,93 Placa B-1 0,2045 0,2145 2,54 66,69 Placa B-2 0,2045 0,2132 63,79 3,19 Se presenta el archivo para evaluar el sistema aporticado ARC1 : CODIGO : ARC1 LOSAS DE PISO RIGIDO 1 NIVEL SYSTEM Z=3 JOINTS 1 X= 0.0 Y=0.0 Z=0.0 4 X=15.0 Y=0.0 Z=0.0 9 X= 0.0 Y=8.0 Z=0.0 12 X=15.0 Y=8.0 Z=0.0 Q=1,4,9,12,1,4 13 X= 0.0 Y=0.0 Z=3.0 16 X=15.0 Y=0.0 Z=3.0 21 X= 0.0 Y=8.0 Z=3.0 24 X=15.0 Y=8.0 Z=3.0 Q=13,16,21,24,1,4 25 X= 7.5 Y=4.0 Z=3.0 : MASTER JOINT RESTRAINTS 1 24 1 R=1,1,0,0,0,1 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 13 1 12 1 R=1,1,1,1,1,1 25 R=0,0,1,1,1,0 FRAME NM=1 1 B=0.25 D=0.40 E=2.2E6 C COLUMNAS 1,1,13 M=1 LP=2,0 G=3,1,1,1 MS=0,25 5,5,17 M=1 LP=2,0 G=3,1,1,1 MS=0,25 9,9,21 M=1 LP=2,0 G=3,1,1,1 MS=0,25 C VIGAS EJE A,B,C HORIZ. 13,13,14 M=1 LP=2,0 G=2,1,1,1 MS=25,25 16,17,18 M=1 LP=2,0 G=2,1,1,1 MS=25,25 19,21,22 M=1 LP=2,0 G=2,1,1,1 MS=25,25 C VIGAS EJE 1,2,3,4 VERT. 22,13,17 M=1 LP=3,0 G=1,1,4,4 MS=25,25 24,14,18 M=1 LP=3,0 G=1,1,4,4 MS=25,25 26,15,19 M=1 LP=3,0 G=1,1,4,4 MS=25,25 28,16,20 M=1 LP=3,0 G=1,1,4,4 MS=25,25 MASSES 25 M=1.2*120/9.81,1.2*120/9.81,0,0,0,2890*1.2/9.81 :KG/9.81 SPEC S=9.81 A=90 D=0.05 : SPECTRO DEFINIDO DE 0 GRADOS A AL CONSTRUCCION C SCALE=S, A = ANGLE, = DAMPING C PERIODO, DIRECCION 1, DIRECCION 2, X DIRECCION C ACELERACION ACELERACION ACELERACION 0.1 1.22 1.22 0.6 1.22 1.22 0.7 1.13 1.13 0.8 1.04 1.04 0.9 0.98 0.98 1.0 0.92 0.92 1.2 0.82 0.82 1.4 0.73 0.73 1.6 0.67 0.67 1.8 0.61 0.61 2.0 0.57 0.57 2.2 0.52 0.52 2.4 0.49 0.49 100 0.49 0.49 END 1.3.2. CON LOSAS DE PISO FLEXIBLE Las estructuras con sistemas de piso flexible, se modelan con losas reticulares con mallas, gracias al empleo de los elementos finitos es que se determinan para cada nudo los respectivos desplazamientos, cuya relación ya no es homogénea. En su evaluación dinámica, se arreglan masas inerciales por unidad de volumen; se coloca el 100% de Fuerza en ambos sentidos, simultáneamente. Código TIPO DE ESTRUCTURA Crujías Relación AFC1 Aporticada 2 x 3 15.0 mts. : 8.0 mts. AFP1 Con muros de cortante 2 x 3 15.0 mts. : 8.0 mts. AFG1 Aporticada con garganta intermedia 2 x 3 15.0 mts. : 8.0 mts. AFX1 Con garganta y muros de corte 2 x 3 15.0 mts. : 8.0 mts. BFC1 Aporticada 3 x 5 35.0 mts. : 9.0 mts. BFP1 Con muros de corte 3 x 5 35.0 mts. : 9.0 mts. BFG1 Aporticada con garganta 3 x 5 35.0 mts. : 9.0 mts. BFX1 Con garganta y muros de corte 3 x 5 35.0 mts. : 9.0 mts. Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 14 ESTRUCTURA APORTICADA 1 NIVEL Losa de piso Flexible CODIGO : Desplazam.(cm Cortante (Tn.) AFC1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 1,5439 3.3083 12.79 13.70 Columna A-2 1,5482 3.3237 15.81 14.38 Columna B-1 1,5510 3.3123 13.88 15.70 Columna B-2 1,5524 3.3253 16.68 15.96 ESTRUCTURA CON MUROS 1 NIVEL Losa de piso Flexible CODIGO : Desplazam.(cm Cortante (Tn.) AFP1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 0,2438 0,2569 2.03 1.25 Columna A-2 0,2436 0,2920 2.45 1.38 Placa B-1 0,2412 0,2438 3.86 76.74 Placa B-2 0,2322 0,2925 75.95 5.32 ESTRUCTURA CON GARGANTA 1 NIVEL Losa de piso Flexible CODIGO : Desplazam.(cm Cortante (Tn.) AFG1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 1,2675 2,8573 10,52 11,84 Columna A-2 1,2703 2,8098 12,97 12,17 Columna B-1 1,2521 2,8601 11,29 13,56 Columna B-2 1,2538 2,8106 13,09 13,42 ESTR. CON GARGANTA Y MUROS 1 NIVEL Losa de piso Flexible CODIGO : Desplazam.(cm Cortante (Tn.) AFX1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 0,2209 0,2027 1,83 0,99 Columna A-2 0,2216 0,3039 2,24 1,46 Placa B-1 0,2076 0,1878 3,35 59,09 Placa B-2 0,1938 0,3081 61,83 5,35 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 15 1.3.3. ANALISIS COMPARATIVO ESTRUCT. APORTICADA 1 NIVEL Losa con diafragma Flexible / Losa con piso Rígido Se presenta una variación desde -6 hasta 9% en los valores de cortante CODIGO : % Desplazam. % Cortante AFC1 / ARC1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Serie 1 Serie 2 Serie 3 Serie 4 Columna A-1 0,88 0,92 1,00 1,01 Columna A-2 0,88 0,93 0,96 1,06 Columna B-1 0,88 0,93 1,09 0,94 Columna B-2 0,88 0,93 1,01 0,96 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 16 ESTRUCT. CON MUROS 1 NIVEL Losa con diafragma Flexible / Losa con piso Rígido Mientras los desplazamientos son casi constantes, el valor de cortante se incrementa para los miembros en el sentido del análisis. CODIGO : % Desplazam. % Cortante AFP1 / ARP1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 0,99 1,01 1,15 1,08 Columna A-2 0,99 1,14 1,08 1,24 Placa B-1 0,98 0,95 1,27 0,97 Placa B-2 0,94 1,14 0,98 1,39 ESTRUCTURA CON GARGANTA 1 NIVEL Losa con diafragma Flexible / Losa con piso Rígido La modificación continúa de ± 9% en cortante CODIGO : % Desplazam. % Cortante AFG1 / ARG1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 0,83 0,93 0,95 1,01 Columna A-2 0,83 0,94 0,91 1,07 Columna B-1 0,88 0,93 1,09 0,95 Columna B-2 0,88 0,94 0,99 0,96 ESTRUCTURAS CON GARGANTA Y MUROS 1 NIV. Losa con piso Flexible / Losa con piso Rígido El incremento del cortante se verifica para el sentido analizado. CODIGO : % Desplazam. % Cortante AFX1 / ARX1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 1,02 0,94 1,17 1,01 Columna A-2 1,02 1,43 1,12 1,57 Placa B-1 1,02 0,88 1,32 0,89 Placa B-2 0,95 1,45 0,97 1,68 1.4. ANALISIS SISMICO DE ESTRUCTURAS DE VARIOS NIVELES 1.4.1. CON LOSAS DE DIAFRAGMA RÍGIDO El análisis dinámico con tres grados de libertad, para el espectro de diseño con las fuerzas inerciales coincidentes en ambos sentidos, incrementando el número de niveles, es establecido en las estructuras precedentes, se exponen las siguientes estructuras: Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 17 Código TIPO DE ESTRUCTURA Crujías Relación ARC2 Aporticada 2 x 3 15.0 mts. : 8.0 mts. ARP2 Con muros de cortante 2 x 3 15.0 mts. : 8.0 mts. ARG2 Aporticada con garganta intermedia 2 x 3 15.0 mts. : 8.0 mts. ARX2 Con garganta y muros de corte 2 x 3 15.0 mts. : 8.0 mts. BRC2 Aporticada 3 x 5 35.0 mts. : 9.0 mts. BRP2 Con muros de corte 3 x 5 35.0 mts. : 9.0 mts. BRG2 Aporticada con garganta 3 x 5 35.0 mts. : 9.0 mts. BRX2 Con garganta y muros de corte 3 x 5 35.0 mts. : 9.0 mts. ESTRUCTURA APORTICADA 2 NIV. Losa con piso Rígido CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO ARC2 Desplazam.(cm) Cortante (Tn.) Desplazam.(cm) Cortante (Tn.) Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Col. A-1 3,6921 7,1539 23,51 24,86 7,6295 13,2723 12,74 14,57 Col. A-2 3,6921 7,1539 29,12 24,86 7,6295 13,2723 22,95 14,57 Col. B-1 3,6921 7,1539 23,51 30,78 7,6295 13,2723 12,74 23,60 Col. B-2 3,6921 7,1539 29,12 30,78 7,6295 13,2723 22,95 23,60 ESTRUCTURA CON MUROS 2 NIV. Losa con piso Rígido CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO ARP2 Desplazam.(cm) Cortante (Tn.) Desplazam.(cm) Cortante (Tn.) Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Col. A-1 0,6369 0,6618 2,96 2,15 1,7579 1,8357 4,56 4,29 Col. A-2 0,6369 0,6618 4,12 2,11 1,7579 1,8357 7,18 3,94 Placa B-1 0,6369 0,6618 4,70 132,39 1,7579 1,8357 6,71 80,63 Placa B-2 0,6369 0,6618 128,73 6,54 1,7579 1,8357 77,21 10,31 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 18 ESTRUCTURA CON GARGANTA 2 NIV. Losa con piso Rígido CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO ARG2 Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Col. A-1 3,1931 5,9949 20,08 20,83 6,7003 11,123 11,57 12,21 Col. A-2 3,1931 5,9946 24,98 20,83 6,7003 11,122 20,61 12,21 Col. B-1 3,1929 5,9949 20,09 25,79 6,7000 11,123 11,61 19,77 Col. B-2 3,1929 5,9946 24,90 25,79 6,7000 11,122 20,45 19,77 ESTR. CON GARGANTA Y MUROS 2 NIV. Losa con piso Rígido CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO ARX2 Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Col. A-1 0,5373 0,5515 2,49 1,79 1,4872 1,5298 3,87 3,58 Col. A-2 0,5373 0,5515 3,46 1,76 1,4872 1,5297 6,08 3,28 Placa B-1 0,5373 0,5515 3,94 110,33 1,4872 1,5298 5,70 67,19 Placa B-2 0,5373 0,5515 107,89 5,45 1,4872 1,5297 65,68 8,59 1.4.2. CON LOSAS DE PISO FLEXIBLE Código TIPO DE ESTRUCTURA Crujías Relación AFC2 Aporticada 2 x 3 15.0 mts. : 8.0 mts. AFP2 Con muros de cortante 2 x 3 15.0 mts. : 8.0 mts. AFG2 Aporticada con garganta intermedia 2 x 3 15.0 mts. : 8.0 mts. AFX2 Con garganta y muros de corte 2 x 3 15.0 mts. : 8.0 mts. BFC2 Aporticada 3 x 5 35.0 mts. : 9.0 mts. BFP2 Con muros de corte 3 x 5 35.0 mts. : 9.0 mts. BFG2 Aporticada con garganta 3 x 5 35.0 mts. : 9.0 mts. BFX2 Con garganta y muros de corte 3 x 5 35.0 mts. : 9.0 mts. De forma muy semejante, se presentan sistemas estructurales que poseen iguales características que los analizados en el acápite 1.4.1., (con diafragma rígido), ésta vez alternamos los diafragmas rígidos con losas de piso flexible, empleando para ello elementos finitos espaciados cada metro. Acompañamos un archivo utilizado para efectuar la evaluación y que se toma como modelo para el resto de sistemas estructurales. Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 19 ESTRUCTURA APORTICADA 2 NIV. Losa de piso Flexible CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO AFC2 Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Col. A-1 3,1601 6,5522 23,44 25,20 6,1124 11,616 12,50 14,62 Col. A-2 3,1654 6,5643 28,69 26,56 6,1153 11,633 20,96 16,54 Col. B-1 3,1666 6,5561 25,30 29,61 6,1191 11,620 15,36 21,01 Col. B-2 3,1683 6,5658 30,80 30,39 6,1199 11,634 24,19 22,09 Se adjunta el archivo de análisis para la estructura con piso flexible “AFC2” CODIGO : AFC2 SYSTEM Z=24 :MODOS DE VIBRACION JOINTS 1 X=0.0 Y=0.0 Z=0.0 4 X=15.0 Y=0.0 Z=0.0 9 X=0.0 Y=8.0 Z=0.0 12 X=15.0 Y=8.0 Z=0.0 Q=1,4,9,12,1,4 :Nudos de base 13 X=0.0 Y=0.0 Z=3.0 28 X=15.0 Y=0.0 Z=3.0 141 X=0.0 Y=8.0 Z=3.0 156 X=15.0 Y=8.0 Z=3.0 Q=13,28,141,156,1,16 :Nudos De Losa 1.Niv. C SEGUNDO NIVEL 157 X=0.0 Y=0.0 Z=6.0 172 X=15.0 Y=0.0 Z=6.0 285 X=0.0 Y=8.0 Z=6.0 300 X=15.0 Y=8.0 Z=6.0 Q=157,172,285,300,1,16:Nudos De Losa RESTRAINTS 1 12 1 R=1,1,1,1,1,1 FRAME NM=1 1 B=0.25 D=0.40 E=2.2E6 C COLUMNAS 1,1,13 M=1 LP=2,0 G=3,1,1,5 5,5,77 M=1 LP=2,0 G=3,1,1,5 9,9,141 M=1 LP=2,0 G=3,1,1,5 C VIGAS HORIZONTALES 13,13,18 M=1 LP=2,0 G=2,1,5,5 16,77,82 M=1 LP=2,0 G=2,1,5,5 19,141,146 M=1 LP=2,0 G=2,1,5,5 C VIGAS VERTICALES 22,13,77 M=1 LP=3,0 G=1,1,64,64 24,18,82 M=1 LP=3,0 G=1,1,64,64 26,23,87 M=1 LP=3,0 G=1,1,64,64 28,28,92 M=1 LP=3,0 G=1,1,64,64 C SEGUNDO NIVEL COLUMNAS 30,13,157 M=1 LP=2,0 G=3,1,5,5 34,77,221 G=3,1,5,5 38,141,285 G=3,1,5,5 C SEGUNDO NIVEL HORIZONTALES 42,157,162 LP=2,0 G=2,1,5,5 45,221,226 G=2,1,5,5 48,285,290 G=2,1,5,5 C SEGUNDO NIVEL VERTICALES 51,157,221 LP=3,0 G=1,1,64,64 53,162,226 G=1,1,64,64 55,167,231 G=1,1,64,64 57,172,236 G=1,1,64,64 SHELL NM=1 1 U=1/6 M=1.2*4/9.81 E=2.2E6 1 JQ=13,14,29,30 ETYPE=0 TH=0.25,0.25 G=15,8 M=1 121 JQ=157,158,173,174 ETYPE=0 TH=0.25,0.25 G=15,8 M=1 SPEC S=9.81 A=0 D=0.050 : Spectro definido de 0 ° a al construcción S=9.81 A=0 D=0.050 : Spectro definido de 0 ° a al construcción c SCALE=S, A = ANGLE, = DAMPING 0.1 1.22 1.22 0.6 1.22 1.22 0.7 1.13 1.13 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 20 0.8 1.04 1.04 0.9 0.98 0.98 1.0 0.92 0.92 1.2 0.82 0.82 1.4 0.73 0.73 1.6 0.67 0.67 1.8 0.61 0.61 2.0 0.57 0.57 2.2 0.52 0.52 2.4 0.49 0.49 100 0.49 0.49 END ESTRUCTURA CON MUROS 2 NIV. Losa de piso Flexible CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO AFP2 Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Col. A-1 0,5800 0,6274 3,39 2,39 1,5299 1,6924 4,99 4,41 Col. A-2 0,5793 0,6513 4,54 2,58 1,5310 1,7270 7,24 4,33 Placa B-1 0,5775 0,6166 6,09 129,42 1,5293 1,6812 9,23 75,87 Placa B-2 0,5693 0,6519 126,87 9,02 1,5222 1,7272 73,75 13,92 ESTRUCTURA CON GARGANTA 2 NIV. Losa de piso Flexible CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO AFG2 Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Col. A-1 2,7949 5,6376 20,70 21,64 5,4262 10,066 9 11,19 12,85 Col. A-2 2,7992 5,5479 25,32 22,48 5,4284 9,8858 18,66 14,26 Col. B-1 2,6242 5,6405 20,92 25,45 5,1523 10,069 4 13,51 18,41 Col. B-2 2,6259 5,5488 24,47 25,38 5,1531 9,8865 19,30 18,50 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 21 ESTR. CON GARGANTA Y MUROS 2 NIV. Losa de piso Flexible CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO AFX2 Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Col. A-1 0,5258 0,5303 3,06 2,02 1,3978 1,4304 4,61 3,73 Col. A-2 0,5269 0,5948 4,12 2,41 1,4008 1,5217 6,68 3,79 Placa B-1 0,4951 0,5182 5,21 107,42 1,3168 1,4166 8,06 63,72 Placa B-2 0,4843 0,5983 105,11 8,07 1,3063 1,5250 61,32 10,98 1.4.3. ANALISIS COMPARATIVO ESTRUCT. APORTICADA 2 NIV. Losa con diafragma Flexible / Losa con piso Rígido En el sentido X las columnas se desplazan el 86 % para el primer nivel, mientras que la variación se incrementa hasta el 80 % en el segundo piso, el valor de cortante aumenta en cada elemento según el sentido de análisis, hasta ± 21 %. CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO AFC2 / ARC2 % Desplazam. % Cortante % Desplazam. % Cortante Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Col. A-1 0,86 0,92 1,00 1,01 0,80 0,88 0,98 1,00 Col. A-2 0,86 0,92 0,99 1,07 0,80 0,88 0,91 1,14 Col. B-1 0,86 0,92 1,08 0,96 0,80 0,88 1,21 0,89 Col. B-2 0,86 0,92 1,06 0,99 0,80 0,88 1,05 0,94 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 22 ESTRUCTUCTURAS CON MUROS DE CORTE 2 NIVELES Losa con diafragma Flexible / Losa con piso Rígido Existe disposición en las juntas, a transladarse homogéneamente, pero el cortante y momento involucrados aumentan con la presencia de muros de cortante que asumen gran porcentaje de la fuerza basal. CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO AFP2 / ARP2 % Desplazam. % Cortante % Desplazam. % Cortante Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Col. A-1 1,10 1,05 0,87 0,90 1,15 1,08 0,91 0,97 Col. A-2 1,10 1,02 0,91 0,82 1,15 1,06 0,99 0,91 Placa B-1 1,10 1,07 0,77 1,02 1,15 1,09 0,73 1,06 Placa B-2 1,12 1,02 1,01 0,73 1,15 1,06 1,05 0,74 ESTRUCTURAS CON GARGANTA 2 NIVELES Losa con diafragma Flexible / Losa con piso rígido Si bien se produce un relativo mayor desplazamiento por la presencia de garganta, los resultados del cortante, casi se mantienen equilibrados en comparación con los modelos donde se dispone placas o muros de corte. CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO AFG2 / ARG2 % Desplazam. % Cortante % Desplazam. % Cortante Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Col. A-1 0,88 0,94 1,03 1,04 0,81 0,91 0,97 1,05 Col. A-2 0,88 0,93 1,01 1,08 0,81 0,89 0,91 1,17 Col. B-1 0,82 0,94 1,04 0,99 0,77 0,91 1,16 0,93 Col. B-2 0,82 0,93 0,98 0,98 0,77 0,89 0,94 0,94 EST. CON GARGANTA Y MUROS 2 NIVELES Losa con piso Flexible / Losa con piso Rígido Se confirmar la tendencia, que mientras los corrimientos se mantienen constantes, los valores de momento y cortante se agrandan al presentarse muros de corte. CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO AFX2 / ARX2 % Desplazam. % Cortante % Desplazam. % Cortante Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Col. A-1 0,98 0,96 1,23 1,13 0,94 0,94 1,19 1,04 Col. A-2 0,98 1,08 1,19 1,37 0,94 0,99 1,10 1,16 Placa B-1 0,92 0,94 1,32 0,97 0,89 0,93 1,41 0,95 Placa B-2 0,90 1,08 0,97 1,48 0,88 1,00 0,93 1,28 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23 1.5. ANALISIS SISMICO DE ESTRUCTURAS CON MUROS DE CORTANTE 1.5.1. CON LOSAS DE DIAFRAGMA RÍGIDO En ésta sección de la investigación, se pretende evaluar la conducta de uno a más niveles para armaduras u osamentos híbridos. ESTRUCTURA CON MUROS 1 NIVEL Losa con piso Rígido CODIGO : Desplazam.(cm Cortante (Tn.) BRP1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Placa A-1 0,1622 0,8093 108,67 97,23 Columna A-2 0,1622 0,8093 1,46 3,19 Columna A-3 0,1622 0,8093 1,36 3,26 Columna B-1 0,1622 0,8093 1,03 4,11 Columna B-2 0,1622 0,8093 1,41 3,76 Columna B-3 0,1622 0,8093 1,36 3,74 ESTRUCTURA CON MUROS 2 NIV. Losa con piso Rígido CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO BRP2 Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Placa A-1 0,4990 1,9267 177,94 157,32 1,5278 5,5152 113,33 73,54 Col. A-2 0,4990 1,9267 2,50 5,73 1,5278 5,5152 6,17 10,84 Col. A-3 0,4990 1,9267 2,45 5,80 1,5278 5,5152 5,68 11,09 Col. B-1 0,4990 1,9267 1,68 8,30 1,5278 5,5152 3,52 16,44 Col. B-2 0,4990 1,9267 2,47 7,73 1,5278 5,5152 5,91 14,82 Col. B-3 0,4990 1,9267 2,45 7,71 1,5278 5,5152 5,70 14,76 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 24 Los muros de cortante son los elementos encargados de absorber entre el 85 al 95 % de la fuerza horizontal de sismo, sobretodo en la alineación de su inercia, donde presentan la mayor rigidez. Debe notarse que en estructuras con diafragma rígido, los desplazamientos se mantienen uniformes, pese a la presencia de muros de cortante. ESTRUCTURA CON GARGANTA Y MUROS 1 NIVEL Losa con piso Rígido CODIGO : Desplazam.(cm Cortante (Tn.) BRX1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Placa A-1 0,1384 0,7017 92,75 84,30 Columna A-2 0,1384 0,7015 1,25 2,77 Columna A-3 0,1384 0,7014 1,16 2,82 Columna B-1 0,1398 0,7017 0,89 3,56 Columna B-2 0,1398 0,7015 1,22 3,26 Columna B-3 0,1398 0,7014 1,16 3,24 ESTRUCTURA CON GARGANTA Y MUROS 2 NIVELES Losa con piso Rígido CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO BRX2 Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Placa A-1 0,4362 1,6698 154,69 136,35 1,3372 4,7799 99,61 63,74 Col. A-2 0,4362 1,6698 2,18 4,96 1,3372 4,7798 5,40 9,39 Col. A-3 0,4362 1,6698 2,14 5,03 1,3372 4,7798 4,97 9,61 Col. B-1 0,4363 1,6698 1,46 7,20 1,3372 4,7799 3,08 14,25 Col. B-2 0,4363 1,6698 2,16 6,70 1,3372 4,7798 5,19 12,84 Col. B-3 0,4363 1,6698 2,12 6,69 1,3372 4,7798 4,94 12,79 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 25 1.5.2. CON LOSAS DE PISO FLEXIBLE Al modelar las estructuras con sistemas de piso flexible, se observa que la relación entre sus desplazamientos no continúa homogénea ya, donde hay presencia de muros de corte el descentramiento de juntas aminora, debido a que fundamentalmente se absorbe momento, con ello cortante, más aún en la dirección del sismo. ESTRUCTURA CON MUROS 1 NIVEL Losa de piso Flexible CODIGO : Desplazam.(cm Cortante (Tn.) BFP1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Placa A-1 0,1803 0,7250 121,66 90,26 Columna A-2 0,2540 0,9748 2,47 4,27 Columna A-3 0,2518 1,1195 2,36 4,95 Columna B-1 0,2402 0,7531 2,11 3,87 Columna B-2 0,2445 0,9763 2,44 4,68 Columna B-3 0,2510 1,1226 2,52 5,36 ESTRUCTURA CON MUROS 2 NIVELES Losa de piso Flexible CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO BFP2 Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Placa A-1 0,4743 1,7630 184,42 152,95 1,4340 4,9627 105,68 71,02 Col. A-2 0,5309 1,9738 3,78 7,33 1,5085 5,2706 7,61 12,11 Col. A-3 0,5352 2,0939 3,64 7,94 1,5187 5,4329 6,80 12,47 Col. B-1 0,5264 1,7916 2,88 8,26 1,5094 4,9946 4,99 15,45 Col. B-2 0,5296 1,9742 4,28 8,79 1,5135 5,2737 8,58 14,81 Col. B-3 0,5346 2,0957 4,15 9,36 1,5209 5,4373 7,84 15,01 ESTRUCT. CON GARGANTA Y MUROS 1 NIVEL Losa de piso Flexible CODIGO : Desplazam.(cm Cortante (Tn.) BFX1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Placa A-1 0,1581 0,5647 106,64 70,30 Columna A-2 0,2275 0,9063 2,19 3,97 Columna A-3 0,2226 1,1954 2,10 5,30 Columna B-1 0,2107 0,5870 1,85 3,02 Columna B-2 0,2145 0,9066 2,13 4,34 Columna B-3 0,2216 1,1998 2,15 5,70 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 26 ESTRUCT. CON GARGANTA Y MUROS 2 NIV. Losa de piso Flexible CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO BFX2 Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Placa A-1 0,4182 1,4073 162,57 122,79 1,2628 3,9496 92,11 55,51 Col. A-2 0,4677 1,8585 3,37 6,95 1,3240 4,8980 6,79 11,16 Col. A-3 0,4640 2,2553 3,14 8,63 1,3181 5,7328 5,84 12,99 Col. B-1 0,4602 1,4294 2,50 6,59 1,3251 3,9730 4,28 12,26 Col. B-2 0,4627 1,8579 3,80 8,28 1,3284 4,8992 7,81 13,64 Col. B-3 0,4665 2,2616 3,31 9,97 1,3322 5,7478 6,21 15,36 En seguida, nos asistimos de otro archivo de análisis BFX2 para ejecutarse en el paquete S.A.P.90, el cual corresponde a la estructura de dos niveles con diafragma flexible y muros de corte. En el puede apreciarse el empleo de los comandos: restraints, shell para definir los elementos finitos, spec para simular el espectro de aceleración, y select para seleccionar la impresión de resultados : CODIGO : BFX2 LOSAS DE PISO FLEXIBLE 2 NIVEL C/MUROS C/GARG. SYSTEM Z=24 JOINTS 1 X=0.0 Y=0.0 Z=3.0 36 X=35.0 Y=0.0 Z=3.0 325 X=0.0 Y=9.0 Z=3.0 360 X=35.0 Y=9.0 Z=3.0 Q=1,36,325,360,1,36 :NUDOS DE LOSA 1.NIV 361 X=0.0 Y=0.0 Z=6.0 396 X=35.0 Y=0.0 Z=6.0 685 X=0.0 Y=9.0 Z=6.0 720 X=35.0 Y=9.0 Z=6.0 Q=361,396,685,720,1,36 :NUDOS DE LOSA 2.NIV 721 X=0.0 Y=0.0 Z=0.0 726 X=35.0 Y=0.0 Z=0.0 739 X=0.0 Y=9.0 Z=0.0 744 X=35.0 Y=9.0 Z=0.0 Q=721,726,739,744,1,6:NUDOS DE BASE RESTRAINTS 721 744 1 R=1,1,1,1,1,1 :BASE EMPOTRADA 1 720 1 R=0,0,0,0,0,0 :NUDOS DE LOSA LIBRES 160 340 36 R=1,1,1,1,1,1 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 27 161 341 36 R=1,1,1,1,1,1 162 342 36 R=1,1,1,1,1,1 163 343 36 R=1,1,1,1,1,1 164 344 36 R=1,1,1,1,1,1 165 345 36 R=1,1,1,1,1,1 520 700 36 R=1,1,1,1,1,1 521 701 36 R=1,1,1,1,1,1 522 702 36 R=1,1,1,1,1,1 523 703 36 R=1,1,1,1,1,1 524 704 36 R=1,1,1,1,1,1 525 705 36 R=1,1,1,1,1,1 FRAME NM=2 1 B=0.25 D=0.40 E=2.2E6 2 A=0.6875 I=0.2720,0.0454 C COLUMNAS (1) 1,721,1 M=2 LP=2,0 G=1,5,5,35 2,722,8 M=1 LP=2,0 G=3,1,1,7 7,727,109 M=1 LP=2,0 G=5,1,1,7 13,733,217 M=1 LP=2,0 G=5,1,1,7 19,739,325 M=2 LP=2,0 G=1,5,5,35 20,740,332 M=1 LP=2,0 G=3,1,1,7 C VIGAS 25,1,8 M=1 LP=2,0 G=4,1,7,7 30,109,116 M=1 LP=2,0 G=4,1,7,7 35,217,224 M=1 LP=2,0 G=1,1,7,7 37,238,245 M=1 LP=2,0 G=1,1,7,7 39,325,332 M=1 LP=2,0 G=1,1,7,7 41,346,353 M=1 LP=2,0 G=1,1,7,7 43,1,109 M=1 LP=3,0 G=2,1,108,108 46,8,116 M=1 LP=3,0 G=2,1,108,108 49,15,123 M=1 LP=3,0 G=2,1,108,108 52,22,130 M=1 LP=3,0 G=2,1,108,108 55,29,137 M=1 LP=3,0 G=2,1,108,108 58,36,144 M=1 LP=3,0 G=2,1,108,108 C COLUMNAS (2) 61,1,361 M=2 LP=2,0 G=1,5,35,35 62,8,368 M=1 LP=2,0 G=3,1,7,7 67,109,469 M=1 LP=2,0 G=5,1,7,7 73,217,577 M=1 LP=2,0 G=5,1,7,7 79,325,685 M=2 LP=2,0 G=1,5,35,35 80,332,692 M=1 LP=2,0 G=3,1,7,7 C VIGAS 85, 361, 368 M=1 LP=2,0 G=4,1,7,7 90, 469, 476 M=1 LP=2,0 G=4,1,7,7 95, 577, 584 M=1 LP=2,0 G=1,1,7,7 97, 598, 605 M=1 LP=2,0 G=1,1,7,7 99, 685, 692 M=1 LP=2,0 G=1,1,7,7 101, 706, 713 M=1 LP=2,0 G=1,1,7,7 103, 361, 469 M=1 LP=3,0 G=2,1,108,108 106, 368, 476 M=1 LP=3,0 G=2,1,108,108 109, 375, 483 M=1 LP=3,0 G=2,1,108,108 112, 382, 490 M=1 LP=3,0 G=2,1,108,108 115, 389, 497 M=1 LP=3,0 G=2,1,108,108 118, 396, 504 M=1 LP=3,0 G=2,1,108,108 SHELL NM=1 1 U=1/6 M=1.2*4/9.81 E=2.2E6 1 JQ=1,2,37,38 ETYPE=0 TH=0.25,0.25 G=35,3 M=1 106 JQ=109,110,145,146 ETYPE=0 TH=0.25,0.25 G=14,3 M=1 148 JQ=130,131,166,167 ETYPE=0 TH=0.25,0.25 G=14,3 M=1 190 JQ=217,218,253,254 ETYPE=0 TH=0.25,0.25 G=14,3 M=1 232 JQ=238,239,274,275 ETYPE=0 TH=0.25,0.25 G=14,3 M=1 274 JQ=361,362,397,398 ETYPE=0 TH=0.25,0.25 G=35,3 M=1 379 JQ=469,470,505,506 ETYPE=0 TH=0.25,0.25 G=14,3 M=1 421 JQ=490,491,526,527 ETYPE=0 TH=0.25,0.25 G=14,3 M=1 463 JQ=577,578,613,614 ETYPE=0 TH=0.25,0.25 G=14,3 M=1 505 JQ=598,599,634,635 ETYPE=0 TH=0.25,0.25 G=14,3 M=1 SPEC S=9.81 A=0 D=0.050 : SPECTRO DEFINIDO DE 0 GRADOS C SCALE=S, A = ANGLE, = DAMPING C PERIODO, DIRECCION 1, DIRECCION 2, X DIRECCION C ACELERACION ACELERACION ACELERACION 0.1 1.22 1.22 0.6 1.22 1.22 0.7 1.13 1.13 0.8 1.04 1.04 0.9 0.98 0.98 1.0 0.92 0.92 1.2 0.82 0.82 1.4 0.73 0.73 1.6 0.67 0.67 1.8 0.61 0.61 2.0 0.57 0.57 2.2 0.52 0.52 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 28 2.4 0.49 0.49 100 0.49 0.49 : select NT=5 ID=1,3,1 NT=5 ID=7,9,1 NT=5 ID=61,63,1 NT=5 ID=67,69,1 NT=1 ID=1,15,7 NT=1 ID=109,123,7 NT=1 ID=361,375,7 NT=1 ID=469,483,7 END 1.5.3. ANALISIS COMPARATIVO ESTRUCTUCTURAS CON MUROS 1 NIVEL Losa con diafragma Flexible / Losa con piso Rígido Las estructuras con diafragma flexible tienden a tener menor estabilidad, pues se desplazan aproximadamente un 50 % más que las estructuras reticulares con piso rígido. El símil de cortantes arroja un fuerte incremento de hasta 205% en la dirección de su inercia. Fenómeno que se exterioriza al trabajar con “placas” CODIGO : % Desplazam. % Cortante BFP1 / BRP1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Placa A-1 1,11 0,90 1,12 0,93 Columna A-2 1,57 1,20 1,69 1,34 Columna A-3 1,55 1,38 1,74 1,52 Columna B-1 1,48 0,93 2,05 0,94 Columna B-2 1,51 1,21 1,73 1,24 Columna B-3 1,55 1,39 1,85 1,43 ESTRUCT. CON MUROS 2 NIVELES Losa con diafragma Flexible / Losa con piso Rígido CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO BFP2 / BRP2 % Desplazam. % Cortante % Desplazam. % Cortante Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Placa A-1 0,4743 1,7630 184,42 152,95 1,4340 4,9627 105,68 71,02 Col. A-2 0,5309 1,9738 3,78 7,33 1,5085 5,2706 7,61 12,11 Col. A-3 0,5352 2,0939 3,64 7,94 1,5187 5,4329 6,80 12,47 Col. B-1 0,5264 1,7916 2,88 8,26 1,5094 4,9946 4,99 15,45 Col. B-2 0,5296 1,9742 4,28 8,79 1,5135 5,2737 8,58 14,81 Col. B-3 0,5346 2,0957 4,15 9,36 1,5209 5,4373 7,84 15,01 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 29 EST. CON GARGANTA Y MUROS 1 NIVEL Losa con diafragma Flexible / Losa con piso Rígido CODIGO : % Desplazam. % Cortante BFX1 / BRX1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 1,14 0,80 1,15 0,83 Columna A-2 1,64 1,29 1,75 1,43 Columna A-3 1,61 1,70 1,81 1,88 Columna B-1 1,51 0,84 2,08 0,85 Columna B-2 1,53 1,29 1,75 1,33 Columna B-3 1,59 1,71 1,85 1,76 EST. CON GARGANTA Y MUROS 2 NIVELES Losa con diafragma Flexible / Losa con piso Rígido CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO BFX2 / BRX2 % Desplazam. % Cortante % Desplazam. % Cortante Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Placa A-1 0,96 0,84 1,05 0,90 0,94 0,83 0,92 0,87 Col. A-2 1,07 1,11 1,55 1,40 0,99 1,02 1,26 1,19 Col. A-3 1,06 1,35 1,47 1,72 0,99 1,20 1,18 1,35 Col. B-1 1,05 0,86 1,71 0,92 0,99 0,83 1,39 0,86 Col. B-2 1,06 1,11 1,76 1,24 0,99 1,02 1,50 1,06 Col. B-3 1,07 1,35 1,56 1,49 1,00 1,20 1,26 1,20 1.6. ANALISIS SISMICO DE ESTRUCTURAS APORTICADAS 1.6.1. CON LOSAS DE DIAFRAGMA RÍGIDO Al repetir la valuación dinámica de fuerzas inerciales con tres grados de libertad, en estructuras netamente aporticadas, inferimos la validez para la analogía de analizar una losa de diafragma rígido como flexible y viceversa, mostramos las estructuras: ESTRUCTURA APORTICADA 1 NIVEL Losa con piso Rígido CODIGO : Desplazam.(cm Cortante (Tn.) BRC1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 2,4408 4,4413 16,06 17,89 Columna A-2 2,4408 4,4413 21,08 17,89 Columna A-3 2,4408 4,4413 20,50 17,89 Columna B-1 2,4408 4,4413 16,06 20,54 Columna B-2 2,4408 4,4413 21,08 20,54 Columna B-3 2,4408 4,4413 20,50 20,54 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 30 ESTRUCTURA APORTICADA 2 NIV. Losa con piso Rígido CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO BRC2 Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Col. A-1 5,1691 8,4165 29,96 31,26 10,960 15,117 15,03 17,89 Col. A-2 5,1691 8,4165 36,71 31,26 10,960 15,117 28,17 17,89 Col. A-3 5,1691 8,4165 36,31 31,26 10,960 15,117 27,16 17,89 Col. B-1 5,1691 8,4165 29,96 36,77 10,960 15,117 15,03 26,22 Col. B-2 5,1691 8,4165 36,71 36,77 10,960 15,117 28,17 26,22 Col. B-3 5,1691 8,4165 36,31 36,77 10,960 15,117 27,16 26,22 ESTRUCTURA CON GARGANTA 1 NIVEL Losa con piso Rígido CODIGO : Desplazam.(cm Cortante (Tn.) BRG1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 2,1677 3,8550 14,26 15,53 Columna A-2 2,1677 3,8512 18,72 15,52 Columna A-3 2,1677 3,8494 18,20 15,51 Columna B-1 2,1821 3,8550 14,35 17,82 Columna B-2 2,1821 3,8512 18,88 17,81 Columna B-3 2,1821 3,8494 18,17 17,80 ESTRUCTURA CON GARGANTA 2 NIVELES Losa con piso Rígido CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO BRG2 Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Col. A-1 4,6553 7,5517 26,57 28,04 10,034 13,565 14,29 16,03 Col. A-2 4,6553 7,5517 32,70 28,04 10,034 13,565 26,47 16,03 Col. A-3 4,6553 7,5517 32,34 28,04 10,034 13,565 25,52 16,03 Col. B-1 4,6553 7,5517 26,50 32,99 10,034 13,565 14,28 23,51 Col. B-2 4,6553 7,5517 32,72 32,99 10,034 13,565 26,52 23,51 Col. B-3 4,6553 7,5517 32,21 32,99 10,034 13,565 25,19 23,51 1.6.2. CON LOSAS DE PISO FLEXIBLE La evaluación dinámica para estructuras semejantes, es realizada mediante el modelaje de losas reticulares con mallas, donde la relación de los correspondientes desplazamientos no es ya uniforme, moderadamente nos pronunciamos en afirmar que el cortante no supera el 17 % de diferenciación : Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 31 ESTRUCTURA APORTICADA 1 NIVEL Losa de piso Flexible CODIGO : Desplazam.(cm Cortante (Tn.) BFC1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 2,0452 4,1366 15,67 17,70 Columna A-2 2,0514 4,2175 20,16 18,65 Columna A-3 2,0530 4,2612 19,48 18,85 Columna B-1 2,0534 4,1419 17,15 19,54 Columna B-2 2,0559 4,2201 21,63 20,16 Columna B-3 2,0571 4,2641 20,88 20,37 ESTRUCTURA APORTICADA 2 NIV. Losa de piso Flexible CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO BFC2 Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Desplazam.(cm Cortante (Tn.) Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Col. A-1 4,1983 7,9986 29,22 32,03 8,1709 13,884 13,97 18,19 Col. A-2 4,2075 8,0595 35,96 33,62 8,1743 13,974 25,01 20,19 Col. A-3 4,2095 8,0921 35,40 33,78 8,1753 14,022 23,94 20,28 Col. B-1 4,2072 8,0036 31,74 36,33 8,1781 13,889 17,91 24,53 Col. B-2 4,2111 8,0617 39,20 37,36 8,1791 13,976 30,02 25,75 Col. B-3 4,2126 8,0945 38,51 37,51 8,1797 14,025 28,79 25,84 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 32 ESTRUCTURA CON GARGANTA 1 NIVEL Losa de piso Flexible CODIGO : Desplazam.(cm Cortante (Tn.) BFG1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 1,8160 3,5092 13,83 15,01 Columna A-2 1,8205 3,6693 18,01 16,23 Columna A-3 1,8181 3,7987 17,16 16,84 Columna B-1 1,8315 3,5136 15,15 16,58 Columna B-2 1,8333 3,6713 19,58 17,54 Columna B-3 1,8344 3,8015 17,70 18,04 ESTRUCTURA CON GARGANTA 2 NIV. Losa de piso Flexible CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO BFG2 Desplazam.(cm) Cortante (Tn.) Desplazam.(cm) Cortante (Tn.) Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 3,7512 7,0578 25,84 28,24 7,4069 12,284 13,06 16,15 Columna A-2 3,7586 7,1942 31,96 29,99 7,4091 12,514 23,27 18,17 Columna A-3 3,7570 7,3071 31,34 30,54 7,4068 12,709 22,11 18,57 Columna B-1 3,7731 7,0620 28,17 32,05 7,4524 12,288 16,77 21,77 Columna B-2 3,7760 7,1960 35,18 33,33 7,4530 12,516 28,34 23,15 Columna B-3 3,7777 7,3098 32,65 33,53 7,4533 12,713 24,10 23,03 1.6.3. ANALISIS COMPARATIVO Luego de analizar la concentración de esfuerzos en mallas y columnas, sus efectos de fractura y los desplazamientos, puede verificarse que el límite está entre 3 á 5. Se establece como guía el planteamiento de un modelo apropiado, primordial para que el análisis produzca resultados cuantitativamente acertados. ESTRUCT. APORTICADA 1 NIVEL Losa con diafragma Flexible / Losa con piso Rígido CODIGO : % Desplazam. % Cortante BFC1 / BRC1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 0,84 0,93 0,98 0,99 Columna A-2 0,84 0,95 0,96 1,04 Columna A-3 0,84 0,96 0,95 1,05 Columna B-1 0,84 0,93 1,07 0,95 Columna B-2 0,84 0,95 1,03 0,98 Columna B-3 0,84 0,96 1,02 0,99 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 33 ESTRUCT. APORTICADA 2 NIVELES Losa con diafragma Flexible / Losa con piso Rígido CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO BFC2 / BRC2 % Desplazam. % Cortante % Desplazam. % Cortante Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 0,81 0,95 0,98 1,02 0,75 0,92 0,93 1,02 Columna A-2 0,81 0,96 0,98 1,08 0,75 0,92 0,89 1,13 Columna A-3 0,81 0,96 0,97 1,08 0,75 0,93 0,88 1,13 Columna B-1 0,81 0,95 1,06 0,99 0,75 0,92 1,19 0,94 Columna B-2 0,81 0,96 1,07 1,02 0,75 0,92 1,07 0,98 Columna B-3 0,81 0,96 1,06 1,02 0,75 0,93 1,06 0,99 ESTRUCT. CON GARGANTA 1 NIVEL Losa con piso Flexible / Losa con piso Rígido CODIGO : % Desplazam. % Cortante BFG1 / BRG1 Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 0,84 0,91 0,97 0,97 Columna A-2 0,84 0,95 0,96 1,05 Columna A-3 0,84 0,99 0,94 1,09 Columna B-1 0,84 0,91 1,06 0,93 Columna B-2 0,84 0,95 1,04 0,98 Columna B-3 0,84 0,99 0,97 1,01 ESTRUCT. CON GARGANTA 2 NIVELES Losa con piso Flexible / Losa con piso Rígido CODIGO : PRIMER PISO SEGUNDO PISO BFG2 / BRC2 % Desplazam. % Cortante % Desplazam. % Cortante Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Direc.X Direc.Y Columna A-1 0,81 0,93 0,97 1,01 0,74 0,91 0,91 1,01 Columna A-2 0,81 0,95 0,98 1,07 0,74 0,92 0,88 1,13 Columna A-3 0,81 0,97 0,97 1,09 0,74 0,94 0,87 1,16 Columna B-1 0,81 0,94 1,06 0,97 0,74 0,91 1,17 0,93 Columna B-2 0,81 0,95 1,08 1,01 0,74 0,92 1,07 0,98 Columna B-3 0,81 0,97 1,01 1,02 0,74 0,94 0,96 0,98 1.6.4. CONCLUSIONES PRELIMINARES Examinando el espacio muestral representativo, donde se establecen juntas de rango, se verificaron corrimientos importantes similares a los ocurridos en estructuras análogas, evaluaron los valores de cortante y momento flector relacionados. Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 34 A fin de descifrar las inferencias mas atinadas, se evalúan los coeficientes estadísticos descriptivos, como media ponderada y desviación standard; primariamente por cada dirección, emitiendo resultados globales. El predominio de la sección de columna concurrente al nudo en estudio, se considera mediante un factor de ponderación (Vi), la fuerza cortante definida en la junta. Con esta observación, se determina el valor promedio del cociente entre los resultados de cortante para estructuras con losas de piso flexible frente al encontrado en sistemas con diafragma rígido, advertidos con claridad en los anteriores cuadros comparativos: Σ (Xi . Vi) X = Σ Vi Acompañamos el cuadro donde se contabilizan y calculan los distintos estadígrafos como la desviación estándar (δ), la mediana, la moda: COMPARACION DE VARIACION CORTANTE Ponderación ESTRUCTURAS X i V i Xi . Vi DIRECC. X DIRECC. Y PLANO XZ PLANO YZ PLANO XZ PLANO YZ Cuadro 1 a) 1,00 1,01 12,79 13,70 12,7900 13,8370 0,96 1,06 15,81 14,38 15,1776 15,2428 1,09 0,94 13,88 15,70 15,1292 14,7580 1,01 0,96 16,68 15,96 16,8468 15,3216 b) 1,15 1,08 2,03 1,25 2,3345 1,3500 1,08 1,24 2,45 1,38 2,6460 1,7112 placas y 1,27 0,97 3,86 76,74 4,9022 74,4378 placa en x 0,98 1,39 74,96 5,32 73,4608 7,3948 c) 0,95 1,01 10,52 11,84 9,9940 11,9584 0,91 1,07 12,97 12,17 11,8027 13,0219 1,09 0,95 11,29 13,56 12,3061 12,8820 0,99 0,96 13,09 13,42 12,9591 12,8832 d) 1,17 1,01 1,83 0,99 2,1411 0,9999 1,12 1,57 2,24 1,46 2,5088 2,2922 placa en y 1,32 0,89 3,35 59,09 4,4220 52,5901 placa en x 0,97 1,68 61,83 5,35 59,9751 8,9880 Cuadro 2 a) 0,98 0,99 15,67 17,70 15,3566 17,5230 0,96 1,04 20,16 18,65 19,3536 19,3960 0,95 1,05 19,48 18,85 18,5060 19,7925 1,07 0,95 17,15 19,54 18,3505 18,5630 1,03 0,98 21,63 20,16 22,2789 19,7568 1,02 0,99 20,88 20,37 21,2976 20,1663 b) 1,12 0,93 121,66 90,26 136,2592 83,9418 placa en x y 1,69 1,34 2,47 4,27 4,1743 5,7218 1,74 1,52 2,36 4,95 4,1064 7,5240 2,05 0,94 2,11 3,87 4,3255 3,6378 1,73 1,24 2,44 4,68 4,2212 5,8032 1,85 1,43 2,52 5,36 4,6620 7,6648 c) 0,97 0,97 13,83 15,01 13,4151 14,5597 0,96 1,05 18,01 16,23 17,2896 17,0415 0,94 1,09 17,16 16,84 16,1304 18,3556 1,06 0,93 15,15 16,58 16,0590 15,4194 1,04 0,98 19,58 17,54 20,3632 17,1892 0,97 1,01 17,70 18,04 17,1690 18,2204 d) 1,15 0,83 106,64 70,30 122,6360 58,3490 1,75 1,43 2,19 3,97 3,8325 5,6771 1,81 1,88 2,10 5,30 3,8010 9,9640 2,08 0,85 1,85 3,02 3,8480 2,5670 1,75 1,33 2,13 4,34 3,7275 5,7722 1,85 1,76 2,15 5,70 3,9775 10,0320 Cuadro 3 a) 1,00 1,01 23,44 25,20 23,4400 25,4520 0,99 1,07 28,69 26,56 28,4031 28,4192 1,08 0,96 25,30 29,61 27,3240 28,4256 1,06 0,99 30,80 30,39 32,6480 30,0861 2piso 0,98 1,00 12,50 14,62 12,2500 14,6200 0,91 1,14 20,96 16,54 19,0736 18,8556 1,21 0,89 15,36 21,01 18,5856 18,6989 1,05 0,94 24,19 22,09 25,3995 20,7646 b) 0,87 0,90 3,39 2,39 2,9493 2,1510 Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 35 0,91 0,82 4,54 2,58 4,1314 2,1156 0,77 1,02 6,09 129,42 4,6893 132,0084 1,01 0,73 126,87 9,02 128,1387 6,5846 2 piso 0,91 0,97 4,99 4,41 4,5409 4,2777 0,99 0,91 7,24 4,33 7,1676 3,9403 0,73 1,06 9,23 75,87 6,7379 80,4222 1,05 0,64 73,75 13,92 77,4375 8,9088 c) 1,03 1,04 20,70 21,64 21,3210 22,5056 1,01 1,08 25,32 22,48 25,5732 24,2784 1,04 0,99 20,92 25,45 21,7568 25,1955 0,98 0,98 24,47 25,38 23,9806 24,8724 2 piso 0,97 1,05 11,19 12,85 10,8543 13,4925 0,91 1,17 18,66 14,26 16,9806 16,6842 1,16 0,93 13,51 18,41 15,6716 17,1213 0,94 0,94 19,30 18,50 18,1420 17,3900 d) 1,23 1,13 3,06 2,02 3,7638 2,2826 1,19 1,37 4,12 2,41 4,9028 3,3017 1,32 0,97 5,21 107,42 6,8772 104,1974 0,97 1,48 105,11 8,07 101,9567 11,9436 2 piso 1,19 1,04 4,61 3,73 5,4859 3,8792 1,10 1,16 6,68 3,79 7,3480 4,3964 1,41 0,95 8,06 63,72 11,3646 60,5340 0,93 1,28 61,32 10,98 57,0276 14,0544 Cuadro 4 a) 0,98 1,02 29,22 32,03 28,6356 32,6706 0,98 1,08 35,96 33,62 35,2408 36,3096 0,97 1,08 35,40 33,78 34,3380 36,4824 1,06 0,99 31,74 36,33 33,6444 35,9667 1,07 1,02 39,20 37,36 41,9440 38,1072 1,06 1,02 38,51 37,51 40,8206 38,2602 2 piso 0,93 1,02 13,97 18,19 12,9921 18,5538 0,89 1,13 25,01 20,19 22,2589 22,8147 0,88 1,13 23,94 20,28 21,0672 22,9164 1,19 0,94 17,91 24,53 21,3129 23,0582 1,07 0,98 30,02 25,75 32,1214 25,2350 1,06 0,99 28,79 25,84 30,5174 25,5816 b) 0,96 1,03 184,42 152,95 177,0432 157,5385 0,66 0,78 3,78 7,33 2,4948 5,7174 0,67 0,73 3,64 7,94 2,4388 5,7962 0,58 1,00 2,88 8,26 1,6704 8,2600 0,58 0,88 4,28 8,79 2,4824 7,7352 0,59 0,82 4,15 9,36 2,4485 7,6752 1,07 1,04 105,68 71,02 113,0776 73,8608 0,81 0,90 7,61 12,11 6,1641 10,8990 0,84 0,89 6,80 12,47 5,7120 11,0983 0,71 1,06 4,99 15,45 3,5429 16,3770 0,69 1,00 8,58 14,81 5,9202 14,8100 0,73 0,98 7,84 15,01 5,7232 14,7098 c) 0,97 1,01 25,84 28,24 25,0648 28,5224 0,98 1,07 31,96 29,99 31,3208 32,0893 0,97 1,09 31,31 30,54 30,3707 33,2886 1,06 0,97 28,17 32,05 29,8602 31,0885 1,08 1,01 35,18 33,33 37,9944 33,6633 1,01 1,02 32,65 33,53 32,9765 34,2006 0,91 1,01 13,06 16,15 11,8846 16,3115 0,88 1,13 23,27 18,17 20,4776 20,5321 0,87 1,16 22,11 18,57 19,2357 21,5412 1,17 0,93 16,77 21,77 19,6209 20,2461 1,07 0,98 28,34 23,15 30,3238 22,6870 0,96 0,98 24,10 23,03 23,1360 22,5694 d) 1,05 0,90 162,57 122,79 170,6985 110,5110 1,55 1,40 3,37 6,95 5,2235 9,7300 1,47 1,72 3,14 8,63 4,6158 14,8436 1,71 0,92 2,50 6,59 4,2750 6,0628 1,76 1,24 3,80 8,28 6,6880 10,2672 1,56 1,49 3,31 9,97 5,1636 14,8553 0,92 0,87 92,11 55,51 84,7412 48,2937 1,26 1,19 6,79 11,16 8,5554 13,2804 1,18 1,35 5,84 12,99 6,8912 17,5365 1,39 0,86 4,28 12,26 5,9492 10,5436 1,50 1,06 7,81 13,64 11,7150 14,4584 1,26 1,20 6,21 15,36 7,8246 18,4320 2804,99 2746,47 2868,68 2770,16 Al obtener la media aritmética para las variaciones de cortante entre las losas de piso flexible respecto a las de piso rígido, considerando la influencia de la sección de la columna convergente al nudo, obtendremos: Capítulo I Sistemas de Losas de Piso : Rígido y Losas Flexibles. _____________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 36 2868.68 X DIRECC.X = 2804.99 = 1.0227 % 2770.16 X DIRECC.Y = 2746.47 = 1.0086 % ( 2868.68 + 2770.16 ) X GLOBAL = ( 2804.99 + 2746.47 ) = 1.0157 % Lo cual demuestra la validez de esta simplificación, debiendo tenerse observancia al trabajar con muros de cortante; variando irrisoriamente en estos últimos. Otros valores de centralización, verifican la tendencia del conjunto, podemos notar que en la dirección de X, la moda es 0.97, para 1.01 en Y. En cambio, la mediana es 1.025 para X, para Y tiene una valía de 1.010; la desviación estándar δ = 0.2580 nos indica una variación de hasta 25.80 % respecto a la totalidad. Los coeficientes de asimetría para ambas orientaciones, nos indican que es una curva casi equilibrada, Asim.X = 1.3181 y Asim.Y = 1.5744. Como preámbulo se verificó la validez de la “simplificación del análisis de losas con pisos flexibles por rígidos”, descartando los casos el ejercicio con muros de cortante. ° Estructuras Aporticadas : Los valores de cortante en losas con diafragma flexible respecto a las de piso rígido, varían desde -6 hasta 9% para el nivel 1°, creciendo ligeramente al incrementarse el número de niveles ; hay desplazamientos 14 % menores, que los de sistemas con piso rígido. ° Estructuras con Garganta : Para el primer nivel la alteración sigue variando ± 9% en cortante, pero los apartamientos son relativamente mayores, sobretodo en las juntas que conforman la garganta. ° Estructuras con Garganta y Muros de Cortante: El incremento del cortante se confirma para el sentido analizado, los desplazamientos no varían mucho. ° Estructuras con Muros de Corte: El valor de cortante y momento flector involucrados, para losas con pisos flexibles se aumenta ampliamente en relación a las losas de piso rígido, por la presencia de muros de corte que asumen gran porcentaje del cortante basal, dependiendo del sentido de análisis. Los desplazamientos pueden variar hasta 50 % más que los sistemas de piso rígido. CAPITULO II CAPACIDAD PORTANTE DE LOS SUELOS 2.1. INTRODUCCION 2.1.1. OBJETIVO DEL ESTUDIO La N.T.E. E.050, “Suelos y Cimentaciones” tienen tres grandes objetivos: ‰ Reducir los costos en la cimentación de las edificaciones. ‰ Señalar los contenidos mínimos y metodología a seguir para la ejecución del Estudio de Mecánica de Suelos (EMS), se exige al especialista mostrar la memoria de cálculo y justificación de los parámetros físico-mecánicos del suelo. ‰ Indicar qué normas son aplicables para la ejecución de los procedimientos de investigación de campo y de laboratorio. El presente estudio describe los trabajos realizados en campo, laboratorio y gabinete, para determinar las características físico - mecánicas del suelo, y a partir de ellas, encontrar los parámetros necesarios para el diseño de la cimentación de la nueva infraestructura a construirse. 2.1.2. UBICACIÓN Y DESCRIPCION DEL AREA DE ESTUDIO La ubicación del terreno perteneciente al Hospital Río Seco es la siguiente: ‰ Dirección : Av. Putumayo s/n ‰ Distrito : Cerro Colorado ‰ Provincia : Arequipa ‰ Departamento : Arequipa Cabe señalar que la zona del proyecto presenta una topografía ligeramente inclinada __________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos 38 2.1.3. ACCESO AL AREA DE ESTUDIO El acceso al terreno del Hospital no presenta dificultad, por encontrarse a 25 minutos de la Plaza de Armas, existiendo un normal tránsito de vehículos. 2.1.4. CLIMA Durante el invierno, que se presenta entre los meses de mayo a julio, la temperatura promedio mínima puede alcanzar los 13° C, mientras que en el verano, la temperatura máxima alcanza los 28° C. El terreno del Hospital se encuentra a una altitud promedio de 2362 m.s.n.m. En los meses de diciembre a marzo, se presentan intensas precipitaciones pluviales en la zona, por lo que deberán tomarse las previsiones del caso. 2.2. GEOLOGIA LOCAL 2.2.1. RASGOS GEOLOGICOS DEL SECTOR a) Geomorfología: El suelo está dentro de la unidad geomorfológica de la plenillanura de Arequipa, presenta relieve horizontal con ondulaciones suaves; manifestando ligeras pendientes al Sur; limita al Norte con la cadena montañosa rugosa, de volcanes Misti – Chachani. b) Geología: La organización geológica compete al grupo denominado volcánico Sencca, rocas producto de la explosión próxima al Chachani. El basamento formacional del sector (1) lo forman tufos riolíticos (2), adacíticos y andesitas (3); los depósitos de edad reciente radican en piro clásticos (4); y los depósitos aluviales, formados por clastos (5) de diversos tamaños, como también de arena y limo. Las formaciones geológicas de la erupción volcánica y de materiales provenientes de avenidas de deshielos, Sencca y Barroso respectivamente, de edad probable en el Pleistoceno, instauraron el asiento sedimentario del lugar, tales como las rocas que brotan en la quebrada de Río Seco. Los depósitos de edad reciente, residen en piroclásticos y aluviones, cuya masa, reposa sobre el cimiento de origen volcánico mencionado. Los depósitos aluviales, imperantes del sector, se conforman por “clastos” de diversos tamaños, como también (1) Rocas (2) Cristales por fusión de lavas (4) Arenas y cenizas resultado de la erupción (3) Grava proveniente de los andes (5) Partículas inmersas en la lava __________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos 39 arena y limo. Las características más relevantes de estos depósitos, residen en la desordenada disposición de sus elementos, su forma y matriz, que sugieren un tipo de disposición aluvial – torrencial. 2.2.2. CARACTERÍSTICAS DE ESTRATIGRAFIA a) Columna Estratigráfica : Conformes al corte presente en los pozos de sondeo, cuya nomenclatura y símbolos, se refieren al S.U.C.S. empleado. b) Físicas - Mecánicas: Los cortes estratigráficos en vínculo con la inspección del sector revelan que los materiales subyacentes al terreno en cuestión, corresponden a un “depósito de origen sedimentario” integrado por “suelos de estructura simple” de las características: El subsuelo de la extensión es fusión de la sucesión alternada de materiales arenosos densos, con estratos gravosos de diversos tamaños y matices; rodeados de otros volúmenes de finos no plásticos (limos) con densidades relativas medias a densas. Los estratos gravosos están compuestos por clastos volcánicos, según sus medidas como gravas, o como fragmentos chicos de rocas, que generalmente se hallan empacados por arena de grano medio o fino. El subsuelo manifiesta configuración errática por la secuencia heterogénea de sus estratos detectados. c) Nivel Freático: No se ubicó nivel de aguas freáticas, dentro de la altura alcanzada en los sondeos. d) Características Dinámicas: El comportamiento dinámico de las estructuras proyectadas depende de la vibración que reciben de los componentes que forman el subsuelo, y de la actividad sísmica de la región con el propósito de definir el tipo de estructuración más adecuado. Estimando el valor de velocidad de ondas de corte, se circunscribió el periodo característico del subsuelo en el rango comprendido de 0.15 a 0.20 segundos. __________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos 40 e) Análisis de las condiciones del subsuelo: de acuerdo a la densidad de los mantos gravosos, y a la densidad relativa de los estratos arenosos y gravo – arenosos que conforman el subsuelo se establece : i. Que el comportamiento mecánico del conjunto de suelos descritos, no es susceptible a modificaciones por efecto de los esfuerzos dinámicos, inducidos por las aceleraciones verticales y horizontales producidas por los sismos. ii. Que los suelos subyacentes al terreno en estudio, poseen considerable resistencia al esfuerzo cortante y baja capacidad de deformación, conformando adecuados materiales de fundación y ameritan que para la edificación proyectada se pueda adoptar “sistemas de cimentación superficiales”. ZONAS SÍSMICAS . ECUADOR COLOMBIA ZONA 1 BRASIL ZONA 2 OCÉANO PACIFICO ZONA 3 2.2.3. SISMICIDAD Según las Normas de Diseño Sismo – Resistente, el Mapa de Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas observadas en el Perú y basándose en las isosistas (Curvas de influencia de efectos sísmicos), de sismos peruanos y datos de intensidades puntuales de sismos históricos y sismos recientes, se concluye que el área de estudio está en la Zona 3 (Alta Sismicidad), con posibilidad de ocurrir desastres de intensidades considerables como VIII a IX en la Escala Modificada de Mercalli (Ver Zonif. Sísmica del Perú). __________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos 41 Conforme a la Norma Técnica NTE E-030 y el predominio del suelo bajo la fundación, se recomienda adoptar en los Diseños Sismo Resistentes, los siguientes parámetros: ‰ Factor de Zona (3) : Z = 0.40 ‰ Factor de Suelo (S2) : S = 1.20 ‰ Periodo que define la Plataforma del Espectro : Tp = 0.60 2.3. EXPLORACIÓN DE SUELOS La Norma E.050 establece los procedimientos a seguir para investigar el suelo y determinar en campo las propiedades del mismo. Las investigaciones del suelo y de laboratorio para obtener esta esencial información, constituyen lo que se denomina exploración del suelo. Habitualmente no se asigna a esta primera operación la importancia que merece. El objetivo primordial, es proveer al proyectista los parámetros de suelo ineludibles para efectuar los análisis y obtener la información geotécnica necesaria para elegir los procesos constructivos y evaluar la seguridad de la obra. 2.3.1. PLANEAMIENTO DEL PROGRAMA DE EXPLORACION El planeamiento del programa se basa en las necesidades del proyecto, en una hipótesis razonable del subsuelo existente en la zona del proyecto, en la información existente sobre el área a investigar, en el tipo de información técnica y, finalmente en los recursos de tipo personal y económicos disponibles. 2.3.2. EXCAVACIONES MANUALES En el país, debido al alto costo de equipos mecánicos para la exploración de suelos y su escasez, la excavación manual y siempre que sea aplicable, resulta más económica; por tal razón se empleó este procedimiento en el presente trabajo. A) Las excavaciones someras realizadas a profundidad de hasta 6 m., llamadas también calicatas, se realizan con el uso de pico, lampa y recipientes para extraer el material excavado. Consiste en excavar un pozo de dimensiones suficientes para que el técnico baje y examine los diferentes estratos del suelo en su estado natural así como darse cuenta de las condiciones precisas referentes al agua contenida en el suelo. Se considera al método como el más satisfactorio para conocer las condiciones del subsuelo; permite la observación directa de los estratos. De requerirlo el suelo, será necesario entibar las paredes. __________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos 42 B) Exploraciones : A profundidades alcanzadas de 3.00 m., en dos (2) pozos de exploración, donde de acuerdo a la naturaleza del terreno se efectuaron ensayos “in situ” de densidad natural, obteniéndose muestras disturbadas representativas de cada uno de los estratos encontrados. 2.4. OBTENCION DE MUESTRAS La descripción de los materiales del subsuelo y toma de muestras, son las operaciones más importantes, pues demandan conocimientos de suelo y materiales, procedimientos y técnicas complejas; destreza para la selección de sitios donde se deberán recoger. 2.4.1. MUESTREO REPRESENTATIVO (AASHTO T 86-60). El espécimen de suelo obtenido, será representativo, cuida la integridad y proporción de los componentes originales (suelo, agua, sales y componentes sólidos varios); es decir, es fiel representación del material existente en campo, no ha perdido partículas sólidas y conserva su humedad durante el proceso de muestreo; lo cual nos permitirá realizar su identificación y clasificación correctas en laboratorio. Muestreo Representativo en excavaciones a mano.- Procedimiento de la extracción de cierto volumen de suelo del estrato respectivo, en las paredes de la calicata (empleando una lampa pequeña o herramienta similar), que consiste en eliminar la costra exterior de suelo que secó o humedeció por exposición al medio ambiente; luego se introduce la muestra en un recipiente hermético (pudiendo usarse bolsas plásticas selladas). 2.4.2. MUESTREO INALTERADO (ASTM D420 - 69). El muestreo inalterado procura una muestra no sólo con los requisitos de la muestra representativa, sino que además mantiene intacta su forma, estructura original y sus características físicas (humedad, peso volumétrico, color olor, etc.). Se conseguirán muestras “no perturbadas”, cuando se necesite conocer las condiciones de estabilidad del terreno “in situ”, como la capacidad de soporte del terreno que servirá de fundación a un edificio, represa, puente, etc.; o cuando se trate del estudio de taludes. Las muestras “alteradas” se toman cuando el material que se analice es empleado en la construcción de terraplenes, en la preparación de muestras estabilizadas u otras obras. Muestreo Inalterado en Excavaciones. - Principalmente se realiza por medio de dos métodos: el método la muestra cúbica ó del bloque, y el método del tubo metálico. __________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos 43 2.4.3. TRABAJOS DE CAMPO El trabajo de campo se programó de forma tal que para la determinación de las características del subsuelo del área en estudio, se excavaron a cielo abierto, dos pozos C-1 y C-2, calicatas distribuidas y ubicadas convenientemente en el terreno. Las profundidades de investigación alcanzadas, obedecen a la intensidad y tipos de carga que transmitirán al subsuelo, hasta 3.00 m. A lo largo del cavado, se tomaron muestras disturbadas é inalteradas, analizándose las representativas de cada estrato. 2.5. ENSAYOS DE LABORATORIO Con las muestras de suelos tomadas en el campo se han efectuado los siguientes ensayos con fines de identificación de suelos: 2.5.1. ENSAYO DE DENSIDAD NATURAL (ASTM D 1556-64) El ensayo del cono de Arena nos permite obtener la densidad, al obtener el peso de suelo húmedo de una pequeña excavación irregular (hueco). Consiste en: o Pesar una muestra de arena calibrada. o Se prepara una superficie plana sobre el terreno, donde se coloca una lámina metálica que posee una abertura para excavar el pequeño hueco. o Se coloca la superficie excavada en recipientes herméticos. o Colocamos el cono sobre la plancha y se vierte la arena calibrada, hasta ocupar el volumen total del cono y del hueco. o Al cerrar la válvula, se guarda la arena sobrante para pesarse en Laboratorio. o Obtener la densidad natural del terreno, según las relaciones: Volumen de la muestra = Peso inicial ac - Peso sobrante ac Densidad de la arena calibrada (2.1.) V m = W i a c – W f a c γ a c = 1750 – 569.5 1.35 = 874.4 cm³ Densidad del terreno = W m Peso de la muestra V m Volumen de la muestra (2.2.) γ m = W m V m = 1457.6 874.4 = 1.667 gr / cm³ __________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos 44 2.5.2. CONTENIDO DE HUMEDAD (ASTM D2216-71) En mecánica de suelos, el contenido de humedad w (suma de sus aguas: libre, capilar e higroscópico) se refiere al peso del material seco; en otras palabras, es determinar la cantidad de agua presente en una cantidad dada de suelo en términos de su peso seco. Se toma como muestra seca, aquella secada al horno a temperatura de 110°C ± 5°, hasta obtener un peso constante. El tiempo de secado varía con el tipo de suelo. Por lo general, se toma una cantidad mínima de suelo húmedo (muestra representativa), de 100 a 200 gramos, como hay suelos que solicitan otro peso mínimo, y se le seca en horno. Contenido de humedad (%) = Peso muestra húmeda – Peso muestra seca Peso muestra seca x 100 (2.3.) Ww (%) = W h – W s W s x 100 = 184.7 – 179.4 179.4 x 100 = 2.95% 2.5.3. ANALISIS GRANULOMETRICO (ASTM D421-58 y D422-63) El análisis granulométrico, también llamado análisis mecánico, es la determinación de los porcentajes de partículas que conforman un suelo : piedra, grava, arena, limo y arcilla que hay en una cierta masa de suelo, empleando la técnica del cribado. La medida de tales tamaños mediante algún método se denomina “granulometría”. Es un intento por determinar las proporciones relativas de los diferentes tamaños de grano presentes en una masa de suelos dada. Si el material es granular, los porcentajes de piedra, grava y arena pueden fácilmente determinarse mediante el empleo de tamices. En cambio, si el suelo contiene un apreciable porcentaje de material fino (limo + arcilla) que pasa el tamiz N° 200, habrá que utilizar métodos basados en el principio de sedimentación. Tamiz Abertura (mm.) Porcentaje Se indica como N° 10 (2.00 mm) Retenido Grava N° 40 (0.425 mm) Retenido Arena Gruesa N° 200 (0.075 mm) Retenido Arena fina N° 200 (0.075 mm) Pasante Finos En la distribución granulométrica, se puede obtener los diámetros característicos como el D10, D30, D60, etc. El D se refiere al tamaño del grano, o diámetro aparente de la partícula de suelo y el subíndice (10, 30, 60) denota el porcentaje de material más fino. El coeficiente de uniformidad CU es índice de variación (o rango) del tamaño de granos de la muestra. __________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos 0 Un valor grande de CU indica que D60 y D10 difieren en tamaño apreciablemente. Se define como: CU = D60 / D10 (2.4.) El coeficiente de concavidad CV es una medida de la forma de la curva entre D60 y el D10, y se define de la siguiente forma: CV = D²30 D10 . D60 (2.5.) Valores de CC muy diferentes de 1.0 indican que falta una serie de diámetros entre los tamaños correspondientes al D10 y el D60. 2.5.4. ENSAYOS DE CORTE DIRECTO (ASTM D3080-72) La característica común de la prueba de corte, practicada in situ, ó en el laboratorio es usar muestras representativas del lugar que pueden surgir en el proceso de construcción. La Resistencia al esfuerzo cortante de los suelos es rasgo fundamental al que se liga la capacidad de los suelos para adaptarse a las cargas actuantes sobre ellos, sin fallar. En el ensayo de Corte Directo, mide los esfuerzos normales y de corte en el plano de falla, directamente. Se pesa una determinada cantidad de material (arena seca y húmeda) y se realizan mínimo cinco ensayos a igual densidad, luego se introduce una cantidad de muestra hasta cerca de 5 mm del borde superior del anillo en una caja metálica dividida en dos mitades horizontales, entre dos placas metálicas acanaladas. Luego se ensambla el aparato de corte y se fija la caja en posición, y se aplica una carga vertical sobre la muestra a través de un pistón nivelado, usando un suspensor estático de pesas (4, 8, 12, 16 y 20 kg). Se toman las lecturas iniciales horizontal y vertical de los deformímetros y la fuerza tangencial. Después de extraer los tornillos que unen las dos mitades de la caja, el suelo se somete a la acción de corte mediante una fuerza horizontal y a velocidad de “deformación tangencial” constante (0.5 mm/min). En aparatos comunes de corte directo, la fuerza de corte se aplica por incrementos. La prueba es de deformación controlada (nuestro caso), se aumenta el desplazamiento de forma definida y se mide el esfuerzo requerido para producir dicho despliegue. En cambio, la prueba es de esfuerzo controlado si se tienen dispositivos que aumentan la fuerza en forma continua a velocidades adecuadas. Se calculan y grafican los valores del Esfuerzo Normal y del Esfuerzo Cortante en el plano horizontal de falla; las envolventes de Mohr que corresponden a los esfuerzos máximo y último se ajustan a líneas rectas de mejor correlación. __________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos 46 2.5.5. ENSAYO STANDAR DE PENETRACION (STP) El ensayo dinámico, se sustenta en hacer penetrar 30 cms. un muestreador, con “N” golpes, desde el fondo de la calicata, con un martillo de 140 libras de peso, que cae desde una altura de 30 pulg. (76.2 cm); computando el número de golpes necesarios. El objetivo del ensayo es relacionar aproximadamente el ángulo de fricción interna “φ” y la compacidad, humedad con el valor de resistencia a la compresión simple “qu”. INTERPRETACIÓN DEL ENSAYO S.T.P. Q u (Kg/cm²) SUELOS GRANULARES SUELOS COHESIVOS Dens. Relativa N @ 30 cm Consistencia N @ 30 cm < 0.25 Muy Suelta < 4 Muy Blanda < 2 0.25 – 0.50 Suelta 4 – 10 Blanda 2 – 4 0.50 – 1.00 Densidad Media 10 – 30 Media 4 – 8 1.00 – 2.00 Densa 30 – 50 Compacta 8 – 15 2.00 – 4.00 Muy Densa > 50 Muy Compacta 15 – 30 > 4.00 - - - - Dura > 30 El cálculo de Es es como sigue: (2.6.)( )1550 += N N : número de golpes del S.P.T. Al no haber realizado el Ensayo SPT, obtenemos el valor de N aproximado en tablas, considerando un suelo de densidad media tenemos que N=25 golpes. Luego, Es = 2000 tn/m² 2.5.6. GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SÓLIDOS (ASTM D854-58) Es la relación entre el peso específico del sólido y el peso específico del agua normalizada, (a 1 atmósfera y 4ºC ). o s sG γ γ= (2.7.) 2.5.7. RELACIONES DENSIMETRICAS Peso Específico de los Sólidos (ASTM D2937-71).- Se define como la relación entre el peso de un grano y su volumen. V W S S S =γ (2.8.) Peso Específico en Seco.- Es la relación entre el peso de la fase sólida y el volumen de la muestra. m s d V W=γ (2.9.) comp m d V W=máxγ suel m d V W=mínγ (2.9.a.) Densidad Relativa (ASTM D2049-69).- Define el grado de compacidad de un suelo natural. Grado de acomodo alcanzado por las partículas del suelo. mínmáx máx ee eeDr − −= (2.10.) Es __________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos 47 emáx= Indice de Poros en la condición más suelta. emín = Indice de Poros en la condición más densa. e = Indice de Poros en condición natural Porosidad.- Es la relación entre el volumen de vacíos y el volumen total de la muestra. m v V Vn = (2.11.) Indice de Poros.- Es la relación de vacíos y el volumen de sólidos de la muestra. s v V Ve = (2.12.) Grado de Saturación.- Se define como la relación entre el volumen de agua de un suelo y su volumen de vacíos. vV VG ωω = (2.13.) 2.6. CAPACIDAD PORTANTE (M. MEYERHOFF) Las fundaciones, base de soporte de la estructura, son la interfase que transmiten las cargas al suelo o roca subyacente. Usuales en edificios é inmuebles se fabrican con concreto simple o reforzado. Notables excepciones son estructuras de tierra y de roca. En su trabajo, llega a una ecuación para el cálculo de la capacidad última de carga que tiene la forma matemática de la ecuación original de Terzaghi : Nq = tg² (45 + φ/2) eπ(tg φ) Nγ = (Nq – 1) ctg φ γγBNqNcNq qcu 2 1++= Nc = (Nq – 1) tg (1.4φ) (2.14.) q = γ Df B = Ancho de Cimentación Ante la acción de una fuerza tangencial sobre una masa de suelo se sobrepasa cierto valor crítico, el suelo se rompe. Según cual sea la función que el suelo ha de desempeñar, el rompimiento puede originar: el colapso de un muro de sostenimiento, deslizamientos o hundimiento de una zapata. Por las causas mencionadas anteriormente la resistencia al esfuerzo cortante, merece una atención considerable. 2.6.1. CAPACIDAD PORTANTE DEL TERRENO: El valor de la capacidad portante del terreno ubicado en la Av. Putumayo s/n en el distrito de Cerro Colorado, provincia y departamento de Arequipa, se obtiene de los estudios técnicos, ensayos de campo y laboratorios de SECCONS (Servicios Generales, Consultoría y Constructora), para el Proyecto del Hospital Río Seco - Arequipa. En todo estudio de mecánica de suelos, se considerarán los efectos de los sismos. En sitios donde pueda producirse licuefacción del suelo, deberá efectuarse una investigación geotécnica que evalúe esta posibilidad y determine la solución más adecuada. __________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos 48 Para el cálculo de las presiones admisibles sobre el suelo de cimentación. Bajo acciones sísmicas, se emplearán factores de seguridad mínimos indicados en la N.T.E. 050: a) para cargas estáticas = 3.0, b) para máxima solicitación de sismo o viento = 2.5 FACTORES EN EL DISEÑO DE CIMENTACIONES. Se considerarán tres criterios : 1) Factor de Seguridad contra Fallas al Cortante.- Cuando el suelo falla al esfuerzo cortante se separa en bloques que se mueven tangencial, y parcial o completamente, entre sí, a lo largo de superficies de deslizamiento. 2) Asentamiento límite.- La magnitud de asentamiento total, asentamiento diferencial y distorsión angular que se pueda tolerar, depende del comportamiento funcional necesario de la construcción y de las necesidades del usuario. 3) Los tres modos de falla por cortante son : Falla General por Corte, Falla Local por Corte y Falla por Punzonamiento. Los factores económicos son preponderantes, puesto que deben balancear el costo de la cimentación en comparación con la importancia y costo de la superestructura. 2.6.2. PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACION Basado en las características estructurales propuestas, trabajos de campo, registros y perfiles estratigráficos, ensayos de laboratorio, se fija la distancia vertical Df entre la base de la zapata y superficie del terreno, será suficiente para evitar efectos diversos por cambios en las condiciones de superficie (climáticos, temperatura o precipitación, etc.) 2.6.3. TIPO DE CIMENTACIÓN Según la naturaleza del terreno y las magnitudes posibles de las cargas transmitidas se define el tipo de cimentación a emplear. Siempre que sea posible deben emplearse zapatas aisladas por su menor costo y porque con ellas es posible resistir no sólo cargas axiales, sino también momentos. Cuando la excentricidad producida por los momentos de flexión es muy grande y aumenta las dimensiones de la zapata, debe examinarse la posibilidad de profundizar la cimentación. En columnas perimetrales, si la carga axial no es elevada, pueden emplearse zapatas aisladas excéntricas o el caso de vigas de cimentación en el perímetro de la edificación. Si la carga axial de las columnas perimetrales es muy alta, una solución deseable es la utilización de zapatas conectadas, generalmente la solución mas económica. 2.6.4. CALCULO DE ASENTAMIENTOS __________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos 49 Algunos casos de deformación se resuelven con la Teoría de Elasticidad análoga al método “pendiente-deflexión”, con hipótesis de comportamiento de tipo simplificatorio. La muestra de algunas soluciones específicas es útil, para valorar la magnitud de los desplazamientos de algunos casos de interés, que carecen de soluciones más apropiadas. En el análisis de cimentaciones juzgamos los Asentamientos Totales y los Diferenciales, de los cuales los últimos podrían comprometer la seguridad de la estructura si se sobrepasa una pulgada, valor máximo tolerable para estructuras convencionales. Donde : δ t = Asentamiento total δ i = Asentamiento inmediato cit δδδ += δ c = Asentamiento por consolidación (2.15.) En arenas, gravas, arcillas duras y suelos no saturados en general δ t~δ i . En arcillas saturadas: δ t~δ c. δ i = Asentamiento inmediato probable (cm). µ = Relación de Poisson = 0.15 (S. arenoso, grano grueso) f s i IE qB )1( 2µδ −= Es = Módulo de Elasticidad (Ton/m²) = 2000 (γ media) (2.16.) Donde : B = Ancho de cimentación (m) q = Presión de trabajo (Ton/m²) I f = Factor que depende de la forma y rigidez (cm/m). El factor de forma y rigidez (I f ) en base a la fórmula de Streinbrenner (1934), (cimiento flexible y rectangular, medio semi-infinito, homogéneo y espacio semi-isotrópico). (2.17.) ⎪⎩ ⎪⎨ ⎧ ⎪⎭ ⎪⎬ ⎫ ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ +⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛++ ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ++= 1ln )/( 1)/(1 ln1 22 B L B L BL BL B LI F π Considerando una zapata de dimensiones B=1.00 m L=1.00 m : I f =0.56 Cálculo de “q”.- Según reglamento para el cómputo de asentamientos se considerará la máxima carga vertical actuante, en el caso: (1), Módulos “A” y “C” las columnas sobre la intersección de los Ejes F-2 y F-1; mientras que para el caso (2), Módulo “B” la columna sobre los Ejes E-7 y E-6´. Módulo Zapata Área CM CV CV(azot) #Pisos Wcm Wcv Wt "A" (1) 14.60 0.40 0.30 0.15 5 29.20 19.71 48.91 1´ 9.70 0.40 0.30 0.15 5 19.40 13.10 32.50 "B" (2) 15.83 0.40 0.35 0.15 6 37.99 30.08 68.07 2´ 7.89 0.40 0.35 0.15 6 18.94 14.99 33.93 q1 = 51.83 ton/m² q1´= 34.44 ton/m² q2´= 33.93 ton/m²q2 = 68.07 ton/m² __________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos 50 Reemplazando valores en (2.16.) obtendremos dos pares de asentamientos, para zapatas más y menos cargada adyacentes: {Considerando que : δt=δi (suelos granulares) } δ1= 0.01421 m. ~ 14.2 mm, δ1´=0.00944 m ~ 9.4 mm. Ln = 3.85 m. δ2= 0.01667 m. ~ 16.7 mm, δ2´=0.00930 m ~ 9.3 mm. Ln = 3.85 m. Cabe señalar que estos resultados son aproximados. La distorsión angular (α) es el cociente entre el asentamiento diferencial y la longitud entre eje de columnas. δd1= δ1 - δ1´ = 4.8 mm. α1 = 0.0048 m / 3.85 m ~ 1 / 820 δd2= δ2 - δ2´ = 7.6 mm. α2 = 0.0076 m / 3.85 m ~ 1 / 507 Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos 51 SECCONS S.R.L. SERVICIOS GENERALES, CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA CURVA GRANULOMÉTRICA DEL POZO C-1 ANALISIS GRANULOMETRICO PROYECTO : Hospital de Río Seco UBICACION : Av. Putumayo s/n CERRO COLORADO FECHA : 13-Jul-04 SONDEO : C-1 Tamices ASTM Abertura(mm.) Peso Retenido % Pasante 3" 76.200 21/2" 63.500 2" 50.800 Muestra: M - 102 11/2" 38.100 100.0 Profundidad: 2.45 m: 1" 25.400 224.50 82.5 3/4" 19.050 85.00 75.9 L.L.: N.P. 1/2" 12.700 118.80 66.7 L.P.: N.P. 3/8" 9.525 49.10 62.8 Ip: N.P. 1/4" 6.350 89.60 55.9 4 4.750 90.90 48.8 D10: 0.13 8 2.360 42.40 45.5 D30: 0.37 10 2.000 26.40 43.4 D60: 8.23 20 0.850 65.90 38.3 30 0.600 36.70 35.4 Cu: 65.62 40 0.425 45.20 31.9 Cc: 0.13 60 0.250 81.50 25.6 80 0.180 55.10 21.3 SUCS: SP-SM Arena - Gravosa 200 0.075 94.90 13.9 Arena mal gradada Fondo 51.90 0.0 CURVA GRANULOMETRICA 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.0100.1001.00010.000100.000 ABERTURA DE MALLA (mm) % Q U E PA SA E N P ES O 3" 2" 1.5" 1" 3/ 4" 1/ 2" 3/ 8" 1/ 4" 4 8 10 16 20 30 40 60 80 200 __________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos SECCONS S.R.L. SERVICIOS GENERALES, CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA CURVA GRANULOMÉTRICA DEL POZO C-1 ANALISIS GRANULOMETRICO PROYECTO : Hospital de Río Seco UBICACION : Av. Putumayo s/n CERRO COLORADO FECHA : 13-Jul-04 SONDEO : C-1 Tamices ASTM Abertura(mm.) Peso Retenido % Pasante 3" 76.200 21/2" 63.500 2" 50.800 Muestra: M - 101 11/2" 38.100 100.0 Profundidad: 1.45 1" 25.400 17.48 82.5 3/4" 19.050 6.62 75.9 L.L.: N.P. 1/2" 12.700 9.25 66.7 L.P.: N.P. 3/8" 9.525 3.82 62.8 Ip: N.P. 1/4" 6.350 6.98 55.9 4 4.750 7.08 48.8 D10: 0.13 8 2.360 3.30 45.5 D30: 0.32 10 2.000 2.06 43.4 D60: 4.13 20 0.850 5.13 38.3 30 0.600 2.86 35.4 Cu: 32.51 40 0.425 3.52 31.9 Cc: 0.19 60 0.250 6.34 25.6 80 0.180 4.29 21.3 SUCS: SW Arenas limpias 200 0.075 7.39 13.9 con pocos finos Fondo 13.90 0.0 CURVA GRANULOMETRICA 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.0100.1001.00010.000100.000 ABERTURA DE MALLA (mm) % Q U E PA SA E N P ES O 3" 2" 1.5" 1" 3/4" 1/2" 3/8" 1/4" 4 8 10 16 20 30 40 60 80 200 _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos SECCONS S.R.L. SERVICIOS GENERALES, CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA CURVA GRANULOMÉTRICA DEL POZO C-2 ANALISIS GRANULOMETRICO PROYECTO : Hospital de Río Seco UBICACION : Av. Putumayo s/n CERRO COLORADO FECHA : 13-Jul-04 SONDEO : C-2 Tamices ASTM Abertura(mm.) Peso Retenido % Pasante 3" 76.200 21/2" 63.500 100 2" 50.800 229.80 85.8 Muestra: M - 203 11/2" 38.100 95.10 79.9 Profundidad: 2.75 1" 25.400 277.50 62.7 3/4" 19.050 178.70 51.6 L.L.: N.P. 1/2" 12.700 78.50 46.8 L.P.: N.P. 3/8" 9.525 65.90 42.7 Ip: N.P. 1/4" 6.350 117.80 35.4 4 4.750 71.90 31.0 D10: 0.13 8 2.360 86.10 25.6 D30: 4.33 10 2.000 21.60 24.3 D60: 3.17 20 0.850 97.70 18.2 30 0.600 50.80 15.1 Cu: 24.38 40 0.425 53.90 11.8 Cc: 45.57 60 0.250 78.50 6.9 80 0.180 37.60 4.6 SUCS: SP SM Arena Gravosa 200 0.075 41.60 2.0 Arena mal gradada Fondo 32.20 0.0 CURVA GRANULOMETRICA 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.0100.1001.00010.000100.000 ABERTURA DE MALLA (mm) % Q U E PA SA E N P ES O 3" 2" 1.5" 1" 3/ 4" 1/ 2" 3/ 8" 1/ 4" 4 8 10 16 20 30 40 60 80 200 _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos SECCONS S.R.L. SERVICIOS GENERALES, CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA CURVA GRANULOMÉTRICA DEL POZO C-2 ANALISIS GRANULOMETRICO PROYECTO : Hospital de Río Seco UBICACION : Av. Putumayo s/n CERRO COLORADO FECHA : 13-Jul-04 SONDEO : C-2 Tamices ASTM Abertura(mm.) Peso Retenido % Pasante 3" 76.200 21/2" 63.500 100 2" 50.800 352.70 73.6 Muestra: M - 202 11/2" 38.100 91.50 66.7 Profundidad: 1.55 m. 1" 25.400 157.24 55.0 3/4" 19.050 123.96 45.7 L.L.: N.P. 1/2" 12.700 95.47 38.5 L.P.: N.P. 3/8" 9.525 61.91 33.9 Ip: N.P. 1/4" 6.350 106.89 25.9 4 4.750 71.54 20.5 D10: 0.48 8 2.360 40.50 17.5 D30: 7.97 10 2.000 12.58 16.6 D60: 3.95 20 0.850 68.57 11.4 30 0.600 29.03 9.3 Cu: 8.30 40 0.425 30.41 7.0 Cc: 33.88 60 0.250 39.97 4.0 80 0.180 20.04 2.5 SUCS: SW Arena gravosa 200 0.075 21.14 0.9 Arena mal gradada Fondo 12.15 0.0 CURVA GRANULOMETRICA 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.0100.1001.00010.000100.000 ABERTURA DE MALLA (mm) % Q U E PA SA E N P ES O 3" 2" 1.5" 1" 3/ 4" 1/ 2" 3/ 8" 1/ 4" 4 8 10 16 20 30 40 60 80 200 _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos SECCONS S.R.L. SERVICIOS GENERALES, CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA ENSAYO DE CORTE DIRECTO Esf. Nor Kg/cm2 0.5 1 2 Deformc. Tang. Dial de Carga Fuerza Cortante Kg Esf. De Corte Kg/cm2 Dial de Carga Fuerza Cortante Kg Esf. de Corte Kg/cm2 Dial de Carga Fuerza Cortante Kg Esf. de Corte Kg/cm2 . 0.00 0.00 0 0 0.00 0 0 0.00 0 0 0.05 0.50 1.111 0.050 0.50 1.111 0.050 1.50 2.792 0.127 0.10 0.75 1.561 0.071 1.00 1.987 0.090 2.50 4.286 0.195 0.15 2.00 3.555 0.161 1.50 2.792 0.127 4.25 6.690 0.304 0.25 2.25 3.924 0.178 1.75 3.178 0.144 5.80 8.684 0.394 0.35 2.50 4.286 0.195 2.50 4.286 0.195 6.75 9.863 0.448 0.50 2.75 4.643 0.211 3.00 4.995 0.227 8.25 11.671 0.530 0.75 3.50 5.685 0.258 4.50 7.019 0.319 11.25 15.140 0.687 1.00 4.25 6.690 0.304 5.75 8.621 0.391 14.00 18.190 0.826 1.25 4.75 7.345 0.333 6.75 9.863 0.448 16.25 20.612 0.936 1.50 5.00 7.668 0.348 7.25 10.472 0.475 18.50 22.981 1.043 1.75 5.25 7.988 0.363 8.75 12.262 0.557 20.50 25.048 1.137 2.00 5.25 7.988 0.363 10.25 14.003 0.636 21.00 25.560 1.160 2.25 5.00 7.668 0.348 11.00 14.858 0.674 21.00 25.560 1.160 2.50 4.75 7.345 0.333 11.25 15.140 0.687 20.75 25.305 1.149 2.75 4.75 7.345 0.333 11.75 15.703 0.713 20.75 25.305 1.149 3.00 4.75 7.345 0.333 11.75 15.703 0.713 20.50 25.048 1.137 3.75 4.75 7.345 0.333 11.25 15.140 0.687 20.50 25.048 1.137 4.00 4.50 7.019 0.319 10.75 14.574 0.662 20.25 24.792 1.125 4.25 4.50 7.019 0.319 10.75 14.574 0.662 20.00 24.535 1.114 4.50 4.25 6.690 0.304 10.50 14.289 0.649 19.75 24.277 1.102 4.75 4.25 6.690 0.304 10.25 14.003 0.636 19.75 24.277 1.102 5.00 4.00 6.358 0.289 10.00 13.716 0.623 19.50 24.019 1.090 5.50 3.75 6.023 0.273 9.80 13.485 0.612 19.50 24.019 1.090 6.00 3.75 6.023 0.273 9.50 13.138 0.596 19.25 23.761 1.079 6.50 3.50 5.685 0.258 9.25 12.847 0.583 19.25 23.761 1.079 7.00 3.50 5.685 0.258 9.10 12.672 0.575 19.00 23.501 1.067 8.00 3.25 5.342 0.242 9.00 12.555 0.570 19.00 23.501 1.067 9.00 3.00 4.995 0.227 8.75 12.262 0.557 18.75 23.242 1.055 10.00 3.00 4.995 0.227 8.75 12.262 0.557 18.75 23.242 1.055 11.00 3.00 4.995 0.227 8.50 11.967 0.543 18.50 22.981 1.043 12.00 3.00 4.995 0.227 8.50 11.967 0.543 18.50 22.981 1.043 F = 1.971 Dial ^ (0.839) Deformación-Esf.Corte 0 0.5 1 1.5 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 Deformación Tangencial % Es fu er zo C or ta nt e. Esf. Normales 0.5 1 2 Esf. de Corte 0.243 0.57 1.067 Ø = 28.69° C= 0 . ENSAYO DE CORTE DIRECTO 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Esf.Normal (kg/cm2) Es f.C or ta nt e (k g/ cm 2 _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos SECCONS S.R.L. SERVICIOS GENERALES, CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA ENSAYO DE CORTE DIRECTO Esf. Nor Kg/cm2 0.5 1 2 Deformc. Tang. Dial de Carga Fuerza Cortante Kg Esf. De Corte Kg/cm2 Dial de Carga Fuerza Cortante Kg Esf. de Corte Kg/cm2 Dial de Carga Fuerza Cortante Kg Esf. de Corte Kg/cm2 . 0.00 0.00 0 0 0.00 0 0 0.00 0 0 0.05 0.50 1.111 0.050 0.50 1.111 0.050 1.50 2.792 0.127 0.10 0.75 1.561 0.071 1.00 1.987 0.090 2.50 4.286 0.195 0.15 2.00 3.555 0.161 1.50 2.792 0.127 4.25 6.690 0.304 0.25 2.25 3.924 0.178 1.75 3.178 0.144 5.80 8.684 0.394 0.35 2.50 4.286 0.195 2.50 4.286 0.195 6.75 9.863 0.448 0.50 2.75 4.643 0.211 3.00 4.995 0.227 8.25 11.671 0.530 0.75 3.50 5.685 0.258 4.50 7.019 0.319 11.25 15.140 0.687 1.00 4.25 6.690 0.304 5.75 8.621 0.391 14.00 18.190 0.826 1.25 4.75 7.345 0.333 6.75 9.863 0.448 16.25 20.612 0.936 1.50 5.00 7.668 0.348 7.25 10.472 0.475 18.50 22.981 1.043 1.75 5.25 7.988 0.363 8.75 12.262 0.557 20.50 25.048 1.137 2.00 5.25 7.988 0.363 10.25 14.003 0.636 21.00 25.560 1.160 2.25 5.00 7.668 0.348 11.00 14.858 0.674 21.00 25.560 1.160 2.50 4.75 7.345 0.333 11.25 15.140 0.687 20.75 25.305 1.149 2.75 4.75 7.345 0.333 11.75 15.703 0.713 20.75 25.305 1.149 3.00 4.75 7.345 0.333 11.75 15.703 0.713 20.50 25.048 1.137 3.75 4.75 7.345 0.333 11.25 15.140 0.687 20.50 25.048 1.137 4.00 4.50 7.019 0.319 10.75 14.574 0.662 20.25 24.792 1.125 4.25 4.50 7.019 0.319 10.75 14.574 0.662 20.00 24.535 1.114 4.50 4.25 6.690 0.304 10.50 14.289 0.649 19.75 24.277 1.102 4.75 4.25 6.690 0.304 10.25 14.003 0.636 19.75 24.277 1.102 5.00 4.00 6.358 0.289 10.00 13.716 0.623 19.50 24.019 1.090 5.50 3.75 6.023 0.273 9.80 13.485 0.612 19.50 24.019 1.090 6.00 3.75 6.023 0.273 9.50 13.138 0.596 19.25 23.761 1.079 6.50 3.50 5.685 0.258 9.25 12.847 0.583 19.25 23.761 1.079 7.00 3.50 5.685 0.258 9.10 12.672 0.575 19.00 23.501 1.067 8.00 3.25 5.342 0.242 9.00 12.555 0.570 19.00 23.501 1.067 9.00 3.00 4.995 0.227 8.75 12.262 0.557 18.75 23.242 1.055 10.00 3.00 4.995 0.227 8.75 12.262 0.557 18.75 23.242 1.055 11.00 3.00 4.995 0.227 8.50 11.967 0.543 18.50 22.981 1.043 12.00 3.00 4.995 0.227 8.50 11.967 0.543 18.50 22.981 1.043 F = 1.971 Dial ^ (0.839) D ef ormació n- Esf .C o rt e 0 0.5 1 1.5 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 Def or maci ón T angenci al % Esf. Normales 0.5 1 2 Esf. de Corte 0.226 0.54 1.043 Ø = 28.58° C= 0 ENSAYO DE CORTE DIRECTO 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Esf.Normal (kg/cm2) Es f.C or ta nt e (k g/ cm 2) _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos SECCONS S.R.L. SERVICIOS GENERALES, CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA DENSIDAD MÁXIMA Y MINIMA DENSIDAD MINIMA ENSAYO 1 2 3 Volúmen del molde / muestra (cm³) 1,365.00 1,365.00 1,365.00 Peso del molde (grs) 5,200.00 5,200.00 5,200.00 Peso del Suelo + molde (grs) 7,118.00 7,116.00 7,107.00 Peso del Suelo (grs) 2,070.00 2,090.00 2,100.00 Densidad Mínima / Máxima (g/cm³) 1.516 1.531 1.538 PROMEDIO DENSIDAD MÍNIMA: 1.529 DENSIDAD MAXIMA ENSAYO 1 2 3 Volúmen del molde / muestra (cm³) 1,365.00 1,365.00 1,365.00 Peso del molde (grs) 5,200.00 5,200.00 5,200.00 Peso del Suelo + molde (grs) 7,340.00 7,350.00 7,346.00 Peso del Suelo (grs) 2,305.00 2,270.00 2,280.00 Densidad Mínima / Máxima (g/cm³) 1.689 1.663 1.670 PROMEDIO DENSIDAD MÁXIMA: 1.674 _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos SECCONS S.R.L. SERVICIOS GENERALES, CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA COLUMNA ESTRATIGRAFICA C - 1 &$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$ & Prof. Símbolo DESCRIPCIÓN 0.00 mt 0.45 mt Arena fina de color plomizo, seca en el sitio, deleznable. 0.65 mt Lente de toba blanca amarillenta, poco estable con potencia de 0.20 metros. 1.90 mt Arena Limosa de color pardo oscuro, seca medianamente suelta, con ligera presencia de material orgánico. 2.95 mt Arena Gravosa mal gradada, de media a gruesa, poco húmeda, color pardo oscuro con presencia de gravas medias en poca proporción, medianamente compacta, de apariencia estable. _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos SECCONS S.R.L. SERVICIOS GENERALES, CONSULTORIA Y CONSTRUCTORA COLUMNA ESTRATIGRAFICA C - 2 &$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$&$ & Prof. Símbolo DESCRIPCIÓN 0.00 mt 0.70 mt Arena fina a media color pardo, medianamente compacta, seca en el sitio. 0.95 mt Lente de toba amarillenta, poco estable con potencia de 0.25 metros. 1.70 mt Arena Limosa de color pardo medianamente oscuro, con presencia de material orgánico seco, medianamente suelto.. 3.00 mt Arena Gravosa mal gradada, color pardo grisáceo oscuro, seca en el sitio, medianamente compacta, grava de forma angulosa. _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. Capítulo II Capacidad Portante de los Suelos RESUMEN DEL ESTUDIO DE SUELOS Se recomienda adoptar un Sistema de Cimentación Superficial, por medio de zapatas aisladas y cimentación corrida. Los elementos de cimentación, deberán emplazarse sobre la secuencia de materiales granulares (arenas, gravas, fragmentos de roca) a una profundidad de desplante: Zapatas Cimentación corrida. 1.80 m 1.30 m Se ha determinado las siguientes propiedades físicas: a) Densidad natural seca : γ = 1.667 grs/cm³ b) Angulo de rozamiento : φ = 28.69 ° c) Densidad relativa promedio : DR = 65% No existe nivel freático a la profundidad de exploración. En referencia a la Geodinámica externa, el suelo no estará sujeto a socavaciones ni deslizamientos, no se ha encontrado evidencias de hundimientos ni levantamientos en el terreno. Se recomienda compactar la base de las zapatas o usar solados de concreto pobre. La Capacidad Portante para Zapatas de 1.0 x 1.0 m. a la profundidad de desplante Df=1.80 m. es del orden de 2.46 kg/cm² (Dos punto cuarenta y seis); para cimientos corridos de ancho B = 0.50 m. a la profundidad de desplante Df = 1.30 m. es del orden de 1.32 kg/cm² (Uno punto treinta y dos). _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. SEGUNDA PARTE PROYECTO HOSPITAL “RIO SECO –AREQUIPA” _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA CAPITULO III GENERALIDADES DEL PROYECTO 3.1. DESCRIPCION a) Antecedentes.- El presente trabajo corresponde al proyecto del “HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA”, anteproyecto desarrollado por la Universidad Nacional de San Agustín, tema de tesis del presente trabajo. b) Ubicación.- El área intervenida se ubica en un terreno en el sector del Cono Norte de la ciudad, delimitado por las avenidas: Putumayo, Aeropuerto; en el distrito de Cerro Colorado, anexo de Río Seco, localidad de Zamácola, provincia y departamento de Arequipa. Dentro de los linderos y perímetros, la plaza encierra un área de 17,131.52 m2. c) Distribución general del proyecto. - El Edificio del Hospital consta de 5 módulos claramente definidos de acuerdo al esquema: _________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo III Generalidades 57 El Primer y Tercer Módulos "A" y "C" laterales, presentan simetría entre ambos con respecto al eje intermedio equidistante a sus lados interiores, cada uno consta de 5 pisos. El primer piso está destinado a la atención ambulatoria y consultorios externos en las especialidades de Traumatología, Oftalmología, Odontología, Pediatría, Cardiología, Medicina, Gineco - Obstetricia, Rayos X, Medicina General, Laboratorio; Sala de Ropa Esterilizada, Salas de Recuperación. Los segundo, tercero y cuarto pisos cuentan con ambientes destinados a la atención de hospitalización. El quinto piso alberga diversos servicios como comedores de servicio, comedor de personal médico y administrativo, centro documentario, almacenes de utensilios, de ropa, ambientes de cocina, repostería, costura, lavandería y planchado, residencia médica y aulas seminario. El Módulo Central "B" corresponde al eje principal de circulación vertical, así como eje de circulación horizontal entre los cinco diferentes niveles, pues en él, están ubicados el ascensor y las escaleras principales. Se ubican en el sótano; ambientes destinados a Mantenimiento, Logística, Limpieza, Depósito para Guardianía, Almacén Central Hospitalario y Cuartos de Máquinas. El primer piso cuenta con salas de Archivo, salas de Espera, Farmacia, Asistencia Social, Dirección Médica, Dirección Administrativa; Oficina de Caja y Contabilidad, Oficina de Estadística, Informática y Planificación. Del segundo al cuarto niveles se ubican ambientes para Hospitalización, Estaciones de Enfermeras, ambientes para personal de Turno, Turno de Enfermeras, Turno de Médicos. El quinto nivel; con ambientes para la docencia, Aulas Seminario, Auditórium, servicios, comedor de personal médico y administrativo. Los Cuarto y Quinto Módulos "D" y "E" se ubican al ingreso del Centro Hospitalario; están constituidos por edificaciones de un sólo nivel, destinados a zonas de atención de emergencia, tópicos y recuperación, así como a zonas estériles, quirófanos, etc. Adyacentes a los Módulos “A” y “C” se encuentran las escaleras de emergencia sobre las cuales descansan los tanques elevados para dotar de agua al centro hospitalario. La distribución de áreas para cada uno de los módulos se especifica en la tabla siguiente: _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo III Generalidades 58 NIVEL SOT. 1 PISO 2 PISO 3 PISO 4 PISO 5 PISO PARCIAL MOD.A - - - 264.98 259.71 259.71 272.48 272.48 1329.36 MOD.B 323.08 340.52 327.64 327.64 334.08 287.08 1940.04 MOD.C - - - 264.98 259.71 259.71 272.48 272.48 1329.36 MOD.D - - - 156.51 - - - - - - - - - - - - 156.51 MOD.E - - - 162.72 - - - - - - - - - - - - 162.72 E.S.A - - - 14.52 14.52 14.52 14.52 14.52 72.60 E.P.B 11.73 11.73 11.73 11.73 11.73 11.73 70.38 E.S.C - - - 14.52 14.52 14.52 14.52 14.52 72.60 E.S.A Escalera de Servicio Módulo "A" E.P.B Escalera Principal Módulo "B" E.S.C Escalera de Servicio Módulo "C" 3.2. ESTRUCTURACION DEL PROYECTO La etapa fundamental en el diseño es el "planteamiento estructural", de ella depende el comportamiento del sistema ante las solicitaciones de cargas de gravedad, sismo y/o viento, que al concluir nos presenta la idealización y modelaje mecánico del edificio, segunda etapa, también importante; fijándose que la Estructuración es la parte creativa del diseño, al tiempo que el proceso de cálculo es iterativo, tercera parte del trabajo. En el desarrollo del presente trabajo se ha considerado una estructuración del tipo mixta con muros de corte, columnas y vigas de concreto armado, considerándose su empleo dada la importancia del edificio (Categoría A) de acuerdo a la Norma E-030. 3.2.1. CRITERIOS DE ESTRUCTURACION Se definen en el acápite (3.2) “Concepción Estructural” de la Norma Técnica de Edificaciones E.030, donde debe considerarse que el comportamiento sísmico de las edificaciones mejora, al observarse las siguientes condiciones: ° Simetría, tanto en la distribución de masas como en las rigideces. - Presenta simetría con respecto a un eje centroidal de cada uno de los bloques. - A fin de evitar deformaciones torsionales debe tratarse de hacer coincidir el centro de masas con el de rigidez, lo que le brinda “gran resistencia torsional”. ° Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevación. - El diseño tiene continuidad estructural, ya que un cambio brusco de rigidez genera la concentración de esfuerzos. ° Ductilidad, la estructura puede comportarse en un rango elástico. - Las cargas se transfieren en forma continua a través de sus diafragmas (losas), vigas, columnas, muros de cortante, etc. _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo III Generalidades 59 ° Resistencia adecuada: - Cada bloque posee la apropiada resistencia sísmica en por lo menos dos direcciones ortogonales, garantizando la estabilidad de la estructura. ° Deformación limitada, se controla la deformación lateral con los muros de cortante. ° Peso mínimo: sobretodo en los pisos altos. ° Consideración de las condiciones locales de suelo en el proyecto. ° Selección y uso adecuado de los materiales de construcción. ° Buena práctica constructiva é inspección estructural rigurosa. Además de estos juicios, es recomendable observar otras pautas como: ° Uniformidad: - En altura: regularidad de masas, rigidez y geometría vertical. - En planta: unión en diafragmas, regularidad torsional y ausencia de esquinas entrantes. ° Rigidez lateral, los muros de cortante y/o columnas en conjunto con las vigas, trabajan como unidad, ofreciendo una rigidez lateral adecuada en sus direcciones principales. ° Diafragmas Rígidos, las losas garantizan que las fuerzas sísmicas se distribuyan en toda la estructura, tanto en columnas como en muros de cortante, comportándose como una unidad, ya que ante las acciones sísmicas estos diafragmas actúan como vigas horizontales de gran peralte (las losas son elementos indeformables en su plano) y amarran al conjunto de muros y distribuyen las fuerzas laterales a los mismos de acuerdo a su rigidez relativa, manteniendo todos una misma deformación para un mismo nivel. ° Elementos no Estructurales, la tabiquería no afecta el comportamiento estructural, se ha independizado de la estructura con el aislamiento proporcionado por las juntas. ° Sub-Estructura, evita la posibilidad de volteo del sistema. A fin de lograr un efecto global en la fundación, las zapatas se unen por vigas de conexión y/o cimentación donde sea necesario, con ello también se evita la eventualidad de giro de la fundación. En resumen podemos concluir que la estructuración ha sido planteada en función de los planos Arquitectónicos, teniendo en cuenta la posibilidad de alterarlos, acorde con los requerimientos estructurales del Edificio. De acuerdo a la Arquitectura planteada, se ha optado por subdividir el Proyecto en bloques Estructurales de acuerdo a sus formas regulares, separados mediante juntas. _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo III Generalidades 60 El planteamiento estructural tiene las siguientes características: 1) En general, las losas son aligeradas unidireccionales de 20 cm. de espesor, existiendo en el Módulo "B", losas macizas bi-direccionales del segundo al quinto niveles en los lugares donde se ubican aberturas de las escaleras principales, de esta forma se garantiza el comportamiento de diafragma rígido. 2) Las secciones de vigas de 30 x 45, en el sentido X-X (ejes alfabéticos); y de 25 x 45 cm., en el sentido Y-Y (ejes numéricos), las vigas cortas tienen sección de 25 x 20 cm. 3) Los muros de cortante tienen espesores de 20, 25 y 30 cm. en toda la altura de los entrepisos, destinados a absorber la mayor parte del cortante sísmico y corregir la torsión, y por ende disminuir los desplazamientos horizontales. 4) En los Módulos “A” y "C" se tiene columnas con dimensiones de 45 x 45, 45 x 30, y de 25 x 25. En el Módulo “B” tenemos secciones de 25 x 25, 25 x 60 y 45 x 45 cm. 5) El espesor de la caja de ascensor es de 25 cm en toda su altura, así como las cajas de escaleras secundarias en los flancos laterales a los Módulos "A" y "C". 3.2.2. DESPLAZAMIENTOS LATERALES PERMISIBLES Evaluado el cortante basal de la estructura, correspondiente a la dirección considerada, el máximo desplazamiento relativo de entrepiso, se calcula al multiplicar por “0.75R” los resultados obtenidos del análisis lineal y elástico con las solicitaciones sísmicas reducidas, no deberá exceder la fracción de altura de entrepiso indicada en la tabla: LIMITES PARA DEZPLAZAMIENTO LATERAL DE ENTREPISO Material Predominante (∆ i / he i) Concreto Armado 0.007 Acero (*) 0.010 Albañilería 0.005 Madera 0.010 (*) Estos límites no son aplicables a naves industriales 3.2.3. JUNTAS DE SEPARACION SISMICA Dada la naturaleza del Proyecto Arquitectónico al considerar un sótano en el Módulo “B”, se plantea la separación sísmica de las edificaciones que deberá regirse por lo estipulado en la NTE E-030, indicando que las edificaciones vecinas deben separarse una distancia mínima “s” para evitar el contacto durante el movimiento sísmico. Esta distancia “s”, no será menor que los 2/3 de la suma de los desplazamientos máximos de los bloques adyacentes ni menor que: _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo III Generalidades 61 s> 3 cm. s = 3 + 0.004 * (h - 500) (h y s en centímetros). Según la Norma obtuvimos un valor de s =7.3 cm. En el caso del Proyecto los desplazamientos de los Módulos “A” y “B” fueron de 7.9 y 9.5 cm. respectivamente, con lo cual obtenemos una junta de 11.6 cm. De estos resultados se concluye que las juntas existentes entre los Módulos "A", "B" y "C" en la dirección x-x tendrán una dimensión de 10.0 cm. 3.3. NORMAS DE DISEÑO La ejecución del presente proyecto se rige por las siguientes Normas: - Norma Técnica de Edificación E.020 Cargas. - Norma Técnica de Edificación E.050 Suelos y Cimentaciones. - Norma Técnica de Edificación E.030 Diseño Sismo Resistente. - Norma Técnica de Edificación E.060 Concreto Armado. - Norma Técnica de Edificación E.070 Albañilería. - Norma Técnica ITINTEC 400.037, Agregados, reemplazante de la ASTM C33. - El Código A.C.I. 318-99 donde no exista y se evadan las Normas anteriores. 3.4. ESPECIFICACIONES DE DISEÑO En esta etapa se definen lo más concreta y completamente posible las limitaciones que han de regir el desarrollo del proyecto. La resistencia se asegura mediante un análisis y diseño de la estructura, adoptando un factor de seguridad adecuado fijado en las normas de Diseño sismo-resistente. La preparación del Proyecto practicó las condiciones generales establecidas en las Normas de Diseño. IDEALIZACION DE LA ESTRUCTURA Y DE LAS CARGAS Las estructuras son cuerpos tridimensionales muy complejos. Su análisis riguroso, está fuera del alcance de la mayoría de proyectistas, salvo el caso de estructuras relativamente simples. Las estructuras deben ser modeladas o idealizadas a fin de poder analizarlas con un esfuerzo razonable, aplicando los criterios de estructuración descritos en el acápite 3.2.1. De acuerdo a las Normas, las cargas serán amplificadas con los coeficientes siguientes: _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo III Generalidades 62 Donde : U = 1.50 CM+ 1.80 CV U = Carga última U = 1.25 (CM+ CV ± CS) CM = Carga Muerta U = 0.90 CM ± 1.25 CS CV = Carga Viva (Sobrecarga) CS = Carga Sísmica Las especificaciones de diseño que regirán el desarrollo del proyecto son: a) Unidades de Albañilería.- Dado que la tabiquería se encuentra aislada de la estructura principal se utilizarán unidades de albañilería de arcilla calcinada tipo pandereta, con la finalidad de alivianar el peso de la estructura. b) El Mortero.- Es el componente utilizado para asentar las unidades de albañilería. Se utilizará el mortero tipo P1 con la siguiente dosificación: 1:5 (Cemento Portland Tipo I: Arena) c) El Concreto.- Se usará concreto con f’c=210 Kg/cm2 (resistencia a la compresión a los 28 días), con slump entre 3” y 4”, y agregado grueso de tamaño máximo = Ø 1”. d) Acero de Refuerzo.- El acero a utilizar deberá tener una resistencia a la tracción fy=4200 Kg/cm² (en el punto de fluencia). En este caso se debe cumplir con todas las propiedades y características que se tienen en cuenta para concreto armado. 3.4.1. PROCESO DEL DISEÑO DE UNA EDIFICACION El Diseño Preliminar radica en la selección inicial geométrica de la estructura y de sus elementos. Entonces, con la determinación de cargas se ajusta el metrado de Masas Inerciales para determinar la Fuerza Cortante en la Base, evaluar los desplazamientos relativos en concordancia con la Norma Técnica E.030. El Análisis Estructural es la determinación de los esfuerzos internos y deformaciones en puntos requeridos del modelo matemático estructural; finalmente, para completar el proyecto se preparan los documentos necesarios para su correcta ejecución de obra. (1) Planos de Diseño (2) Especificaciones Técnicas Los documentos necesarios son: (3) Metrados, Presupuestos y Programación de Obras _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo III Generalidades 63 Inicio DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE DISEÑO DEL EDIFICIO Planeamiento Capacidad portante del terreno Idealización de Estructura y de las Cargas A . Determinación de Cargas Metrado de Masa Inercial Fuerza Cortante en la base No Desplazamientos Acordes con Norma E-030 Si . Análisis Estructural Diseño Estructural en C° A° Resistencia No > Cargas A Si . Si Verific. No Diseño óptimo . A Planos de Diseño Especificaciones Técnicas Memoria Descriptiva Metrados .Costos Limitaciones Presupuestales No Fin . Si Programación De Obras Ejecución 3.5. CARGAS DE DISEÑO Usaremos las cargas consideradas en la NTE E-020, Cargas : 3.5.1. CARGAS MUERTAS: En azoteas: Cobertura de ladrillo pastelero más enlucido de cielo raso Parapeto 120 kg/m² 250 kg/m² _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo III Generalidades 64 En otros pisos: Piso terminado y enlucido de techo Tabiquería móvil Losa aligerada 0.20 m 100 kg/m² 150 kg/m² 300 kg/m² Peso propio de elementos de Concreto Armado 2400 kg/m³ 3.5.2. CARGAS VIVAS: Tipo de edificación Carga Viva Hospitales Salas de operación, laboratorios y áreas de servicio Cuartos de hospitalización Auditórium y Aulas Corredores públicos y escaleras 300 kg/m² 200 kg/m² 300 kg/m² 400 kg/m² 3.6. MATERIALES Los materiales estructurales habitualmente usados, son el concreto y el acero, en los cuales la superioridad de uno respecto del otro puede determinarse al examinar los puntos citados en el apartado (3.4) correspondiente a especificaciones de diseño. Sin embargo, de una combinación de concreto frágil y acero dúctil, pueden resultar materiales dúctiles como frágiles, por lo que para evaluar la conducta de los miembros estructurales, no sólo se considerarán los materiales, sino otros factores adicionales, como la continuidad estructural en las conexiones, la valoración de la integridad de sistemas estructurales conformados de tales miembros para la resistencia sísmica. El concreto básicamente está compuesto de tres materiales: Cemento, Agregados y Agua. El Capítulo 3 de la N.T.E. E-060, se dedica a los materiales a emplearse en la preparación de mezclas de concreto. Para obtener un buen concreto no sólo basta contar con materiales de buena calidad mezclados en proporciones correctas. Es necesario tener en cuenta factores como el proceso de mezclado, transporte, colocación o vaciado y curado. 3.6.1. CEMENTO: El cemento se obtiene de la pulverización del clinker, producto de la calcinación hasta la fusión inicial de materiales calcáreos y arcillosos. Constituido por el silicato tricálcico, silicato dicálcico, aluminato tricálcico, aluminio-Ferrito tretracálcico y componentes menores: óxidos de magnesio, potasio, sodio, manganeso y titanio. _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo III Generalidades 65 3.6.2. AGREGADOS: Son los elementos inertes del concreto, no intervienen en las reacciones químicas entre el cemento y agua. Un cambio fundamental, es la obligatoriedad es que cumplan con la Norma ITINTEC 400.037, cesándose la ASTM C33. Se admite la posibilidad de uso de agregados que no cumplan con alguno de los requisitos, siempre que el constructor demuestre que se obtendrán concretos con las condiciones requeridas. Igualmente se establecen criterios para el manejo de los agregados fino y grueso. El agregado fino o arena, debe ser durable fuerte, limpio y duro, libre de materias impuras como polvo, limo, pizarra, álcalis y materias orgánicas. Sus partículas serán menores a un tamaño de ¼”. No debe tener más de 5% de arcilla o limos, ni más de 1.5% de materias orgánicas. El agregado grueso o piedra, está constituido por rocas graníticas, dioríticas y sieníticas, siendo conveniente que su tamaño máximo del sea menor que 1/5 de la distancia entre las paredes del encofrado, 3/4 de la distancia libre entre armaduras y 1/3 del espesor de las losas (A.C.I.-3.3.2). No contendrán más de 5% de arcilla o finos, ni más de 1.5% de materias orgánicas, carbón, etc. 3.6.3. AGUA: El agua empleada en la mezcla debe ser limpia, libre de aceites, ácidos, álcalis, sales y materias orgánicas. En general el agua potable es adecuada para el concreto. Una regla para determinar si determinada agua, sirve o no para emplearse en la producción de concreto, es establecer su habilidad para el consumo humano. Su función principal es hidratar el cemento, pero también mejorar la trabajabilidad de la mezcla. Podrá emplearse “agua no potable”, si se demuestra su idoneidad. Para ello se fabricarán cubos de mortero elaborados con ella y ensayados según la ASTM C-109-93. Si a los 7 y 28 días se logran resistencias de por lo menos el 90% de las esperadas en morteros similares elaborados a partir de agua potable, el líquido es aceptable (A.C.I.-3.4.3). 3.6.4. CONCRETO: f'c=210 kg/cm² para vigas, columnas, muros y losas. f'c=210 kg/cm² para zapatas y vigas de cimentación. A. PROPIEDADES PRINCIPALES DEL CONCRETO FRESCO 1) Trabajabilidad : definida por la mayor o menor dificultad para el mezclado, transporte, colocación y compactación del concreto. Usualmente un concreto es _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo III Generalidades 66 trabajable en la mayoría de circunstancias, cuando durante su traslado mantiene siempre una película de mortero de al menos ¼” sobre el agregado grueso. El método para medir la trabajabilidad es el “Slump”. 2) Segregación: es la tendencia natural a descender de las partículas del concreto, provocada por la diferencia de densidades entre sus componentes, pero en general, la densidad de la pasta con los agregados finos es sólo 20% menor que la de los gruesos (para concretos normales). 3) Exudación: Propiedad por la cual parte de la mezcla se separa de la masa y sube hacia la superficie del concreto. Es un caso típico de sedimentación en que los sólidos se asientan dentro de la masa plástica. Es una propiedad inherente a la estructura del concreto, es importante evaluarla y controlarla por los efectos negativos que pudiera tener. 4) Contracción: Es una de las más importantes propiedades, en función a los problemas de fisuración que acarrea con frecuencia. B. PROPIEDADES PRINCIPALES DEL CONCRETO ENDURECIDO 1) Elasticidad: Capacidad del concreto de deformarse bajo carga, sin deformación permanente. Usualmente se define un “Módulo de Elasticidad Estático” del concreto, pese a no ser un material elástico, las mezclas más ricas tienen mayores Módulos de Elasticidad y capacidad de deformación que las mezclas pobres. 2) Resistencia: Es la capacidad de soportar cargas y esfuerzos, siendo su mejor comportamiento en compresión en comparación con la tracción, debido a las propiedades adherentes a la pasta de cemento. Los concretos normales tienen resistencias de 100 a 400 Kg/cm², lográndose optimizaciones de diseños sin aditivos con resistencias del orden de 700 Kg/cm². Tecnologías con empleo de los llamados polímeros, permiten obtener resultados mucho mayores. 3) Extensibilidad: Definida en función de la máxima deformación unitaria que puede recoger el concreto, sin que ocurran fisuraciones; es la propiedad del concreto de deformarse sin agrietarse. Normalmente y en condiciones normales la fisuración visible aparece para 0.003 de deformación unitaria; la microfisuración aparece alrededor del 60% del esfuerzo último, y a una deformación unitaria de 0.0012. _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo III Generalidades 67 3.6.5. ACERO: El refuerzo del concreto, el acero, es una aleación de diversos elementos y de carbono, que determina sus propiedades mecánicas, se presenta en tres formas: varillas corrugadas, alambre y mallas electro-soldadas. fy=4200 kg./cm² para cualquier tipo de armadura. Existen “tipos especiales” de acero de refuerzo, que presentan protección contra la corrosión, muy poco utilizados en Perú. Se trata de los aceros con recubrimiento epóxico y aceros con cubierta de zinc o galvanizados, los cuales están sujetos a las Normas ASTM A-775-94-d y A-767-90. 3.6.6. ADITIVOS: son sustancias que alteran las propiedades del concreto, en estado fresco como endurecido. Se usan para “hacer el concreto más útil para el trabajo manual, para fines tales como el ahorro de energía, o por economía". Entre los principales tipos de aditivos tenemos: (1) Plastificantes (2) Super-plastificantes (3) Controladores de fragua (4) Inclusotes de aire (5) Aditivos minerales, fly ash, puzolanas (6) Polímeros (7) Químicos _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA CAPITULO IV PREDIMENSIONAMIENTO Y METRADO DE CARGAS 4.1. INTRODUCCION El predimensionamiento viene a ser la determinación de las características geométricas de los elementos estructurales, pues el objeto del diseño es determinar las dimensiones y características de los elementos de toda la estructura, para que esta cumpla su función con un buen grado de seguridad y a un costo mínimo en condiciones de servicio. Para realizar el análisis estructural de este proyecto es necesario conocer las características estructurales y mecánicas de los elementos que lo conforman. 4.2. PREDIMENSIONAMIENTO DE MUROS DE CORTANTE Los muros de cortante tienen como finalidad reducir los desplazamientos laterales debido a las fuerzas de sismo, absorbiendo un considerable porcentaje del cortante sísmico, sin embargo, el considerar edificaciones solamente con pórticos hace que se obtengan deformaciones laterales muy importantes. En muros para cargas verticales y horizontales deberán proyectarse considerando Normas referidas al espesor, mayor a 1/25 de la altura, así como la de carga axial máxima resistida, donde la resistencia a carga vertical del muro (Pu), puede calcularse empleando: Pu = (0.55) (ø) (f'c) (Ag) [1 - (lc)²] (4.1) 40h donde : ø = 0.70 Ag = Sección del muro de cortante en cm². lc = Distancia vertical entre apoyos en cm. h = Espesor del muro en cm. Se ha colocado muros de cortante proporcionando rigidez en ambas direcciones a fin de dar mayor estabilidad y simetría, tratando de evitar los efectos de torsión. ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo IV Predimensionamiento y Metrado de Cargas 69 Para los Módulos A, B y C se ha considerado muros de cortante de 25 y 30 cm de espesor en toda la altura. 4.3. PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS Las columnas se dimensionan tomando en cuenta los efectos de carga axial y momento flector. En edificaciones de altura considerable la carga axial toma un papel muy importante. (a) Para edificios con muros de corte en ambas direcciones, donde la rigidez lateral y la resistencia se rigen principalmente por los muros, se supone un área igual a: Acolumna = P (servicio) / (0.35 f ’c) (4.2) Asumiendo densidades de peso análogas a las consideradas para los muros de corte de los Módulos "A" y “C”, por su área tributaria obtuvimos: NIVEL AREA (m²) DENS.(Ton/m²) PESO 1° 4.40 * 3.75 1.5 24.75 2° 4.40 * 3.75 1.5 24.75 3° 4.40 * 3.75 1.5 24.75 4° 4.40 * 3.75 1.5 24.75 5° 4.40 * 3.75 1.0 16.50 115. 50 P (servicio) 115,500 Acol = 0.45 (f’c ) = 0.45 (210) = 1217 cm² ==> Columna de 30 x 45 (b) Para edificaciones aporticadas con varios niveles, el área de las columnas tendrán una sección de 1000 cm² @ 2000 cm² P (servicio) Acolumna = Columnas interiores (4.3) 0.35 (f'c) P (servicio) Acolumna = Columnas exteriores (4.4) 0.45 (f'c) Para el caso del Módulo "B" se tiene lo siguiente: NIVEL AREA (m²) DENS.(Ton/m²) PESO SOT. 5.00 * 3.50 1.5 26.25 1° 5.00 * 3.50 1.5 26.25 2° 5.00 * 3.50 1.5 26.25 3° 5.00 * 3.50 1.5 26.25 4° 5.00 * 3.50 1.5 26.25 5° 5.00 * 3.50 1.0 17.50 148.75 P(servicio) 148,750 Acol = = = 1574 cm² 0.45 (f'c) 0.45 (210) ==> Columna de 45 x 45 _________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo IV Predimensionamiento y Metrado de Cargas 70 En los Módulos "D" y "E" el sistema estructural corresponde principalmente a un Sistema compuesto por muros de albañilería, donde las columnas son elementos de confinamiento de los muros: - Columnas cuadradas de 25x25 (Ac= 625 cm²) - Columnas en "L" 40x60 esp.=15 cm. (Ac=1,275 cm²) 4.4. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS En la actualidad es común observar vigas de igual peralte en ambas direcciones de la edificación por razones de rigidez lateral y resistencia. El peralte "h" que usualmente se considera L/10 ó L/12; sean vigas principales ó secundarias, siendo L la luz libre entre caras de apoyo. Para el caso del ancho de vigas (b), pueden estimarse: b=B/20 donde B es el ancho tributario de las vigas. VIGAS MOD. A MOD. B MOD. C MOD. D MOD. E Princip. 30 x 45 30 x 45 30 x 45 25 x 35 25 x 35 Secund. 25 x 45 25 x 45 25 x 45 25 x 35 25x 35 4.5. PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS Las dimensiones en planta de un tablero de losa son agentes determinantes del comportamiento de la losa, en una o en dos direcciones. a. b. Losas aligeradas: A fin de no chequear deflexiones h = L/25: donde L es la distancia entre centros de apoyos, determinándose una altura de 20 cm, por lo que debe emplearse ladrillo de h = 15 cm. Losas macizas: Cuando una longitud es mayor que el doble que la otra distancia, se prefiere armarla en una dirección. 4.6. METRADO DE CARGAS El metrado de masas inerciales se evalúa con las medidas determinadas en cada elemento estructural, módulo y nivel, estableciéndose los pesos de cargas muerta y viva, en losas; posteriormente, el trabajo resistido por vigas, columnas y muros de cortante, así como el peso de la tabiquería. Se agrupan los muros de cortante y columnas, para computarlos por su área y su altura. _________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo IV Predimensionamiento y Metrado de Cargas 71 4.6.1. LOSAS Para carga muerta de losas aligeradas emplearemos 0.40 Ton /m²; en losas macizas 0.48 Ton /m²; para carga viva, de acuerdo a las cargas descritas en el acápite 3.5 Cargas de Diseño del Capítulo anterior: (0.20, 0.30, 0.40 Ton/m²), en el último nivel se coloca 0.15 Ton/m²; en concordancia con la N.T.E. E-020 “Cargas”. Módulos “A” y “C” Carga Muerta 5º Piso: 226.6 m2 x 0.40 Ton/m2 = 90.6 Ton. 4º Piso: 226.6 m2 x 0.40 Ton/m2 = 90.6 Ton. 3º Piso: 211.1 m2 x 0.40 Ton/m2 = 84.4 Ton. 2º Piso: 211.1 m2 x 0.40 Ton/m2 = 84.4 Ton. 1º Piso: 221.6 m2 x 0.40 Ton/m2 = 88.6 Ton. Carga Viva 5º Piso: 267.2 m2 x 0.15 Ton/m2 = 40.1 Ton. 4º Piso: 198.0 m2 x 0.30 Ton/m2 = 59.4 Ton. 4º Piso: 69.3 m2 x 0.40 Ton/m2 = 27.7 Ton. 3º Piso: 181.1 m2 x 0.20 Ton/m2 = 36.2 Ton. 3º Piso: 69.3 m2 x 0.40 Ton/m2 = 27.7 Ton. 2º Piso: 181.1 m2 x 0.20 Ton/m2 = 36.2 Ton. 2º Piso: 69.3 m2 x 0.40 Ton/m2 = 27.7 Ton. 1º Piso: 185.7 m2 x 0.20 Ton/m2 = 37.1 Ton. 1º Piso: 75.9 m2 x 0.40 Ton/m2 = 30.4 Ton. Módulos “B” Carga Muerta 5º Piso: 229.2 m2 x 0.40 Ton/m2 = 91.7 Ton. 4º Piso: 276.8 m2 x 0.40 Ton/m2 = 110.7 Ton. 3º Piso: 270.4 m2 x 0.40 Ton/m2 = 108.2 Ton. 2º Piso: 270.4 m2 x 0.40 Ton/m2 = 108.2 Ton. 1º Piso: 284.4 m2 x 0.40 Ton/m2 = 113.8 Ton. Carga Viva 5º Piso: 283.8 m2 x 0.15 Ton/m2 = 42.6 Ton. 4º Piso: 331.8 m2 x 0.40 Ton/m2 = 132.7 Ton. 3º Piso: 325.4 m2 x 0.40 Ton/m2 = 130.2 Ton. 2º Piso: 325.4 m2 x 0.40 Ton/m2 = 130.2 Ton. 1º Piso: 341.2 m2 x 0.40 Ton/m2 = 136.5 Ton. Módulos “D” Carga Muerta 1º Piso: 103.6 m2 x 0.40 Ton/m2 = 41.4 Ton. 1º Piso: 7.7 m2 x 0.36 Ton/m2 = 2.8 Ton. Carga Viva 1º Piso: 150.9 m2 x 0.15 Ton/m2 = 22.6 Ton. Módulos “E” Carga Muerta 1º Piso: 107.1 m2 x 0.40 Ton/m2 = 42.8 Ton. 1º Piso: 10.1 m2 x 0.36 Ton/m2 = 3.6 Ton. Carga Viva 1º Piso: 152.3 m2 x 0.15 Ton/m2 = 22.8 Ton. _________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo IV Predimensionamiento y Metrado de Cargas 72 4.6.2. VIGAS Módulos “A” y “C” 5º Piso: 117.4 x 0.25 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 31.7 Ton. 5º Piso: 80.6 x 0.30 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 26.1 Ton. 5º Piso: 11.7 x 0.25 x 0.20 m x 2.40 Ton/m3 = 1.4 Ton. 4º Piso: 117.4 x 0.25 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 31.7 Ton. 4º Piso: 80.6 x 0.30 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 26.1 Ton. 4º Piso: 11.7 x 0.25 x 0.20 m x 2.40 Ton/m3 = 1.4 Ton. 3º Piso: 92.8 x 0.25 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 25.1 Ton. 3º Piso: 80.6 x 0.30 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 26.1 Ton. 3º Piso: 11.7 x 0.25 x 0.20 m x 2.40 Ton/m3 = 1.4 Ton. 2º Piso: 92.8 x 0.25 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 25.1 Ton. 2º Piso: 80.6 x 0.30 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 26.1 Ton. 2º Piso: 11.7 x 0.25 x 0.20 m x 2.40 Ton/m3 = 1.4 Ton. 1º Piso: 99.4 x 0.25 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 26.8 Ton. 1º Piso: 80.6 x 0.30 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 26.1 Ton. 1º Piso: 8.0 x 0.25 x 0.20 m x 2.40 Ton/m3 = 1.0 Ton. Módulos “B” 5º Piso: 126.9 x 0.25 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 34.3 Ton. 5º Piso: 87.3 x 0.30 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 28.3 Ton. 4º Piso: 108.0 x 0.25 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 29.2 Ton. 4º Piso: 97.2 x 0.30 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 31.5 Ton. 3º Piso: 108.0 x 0.25 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 29.2 Ton. 3º Piso: 97.2 x 0.30 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 31.5 Ton. 2º Piso: 108.0 x 0.25 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 29.2 Ton. 2º Piso: 97.2 x 0.30 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 31.5 Ton. 1º Piso: 117.6 x 0.25 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 31.8 Ton. 1º Piso: 97.2 x 0.30 x 0.45 m x 2.40 Ton/m3 = 29.2 Ton. Módulos “D” 1º Piso: 126.9 x 0.25 x 0.35 m x 2.40 Ton/m3 = 26.7 Ton. 1º Piso: 8.7 x 0.40 x 0.20 m x 2.40 Ton/m3 = 1.7 Ton. Módulos “E” 1º Piso: 121.6 x 0.25 x 0.35 m x 2.40 Ton/m3 = 25.5 Ton. 1º Piso: 6.0 x 0.25 x 0.20 m x 2.40 Ton/m3 = 0.7 Ton. 4.6.2. COLUMNAS Y MUROS DE CORTANTE Módulos “A” y “C” 5º Piso: 9.59 m2 x 2.70 m x 2.40 Ton/m2 = 62.1 Ton. 4º Piso: 9.59 m2 x 2.70 m x 2.40 Ton/m2 = 62.1 Ton. 3º Piso: 9.59 m2 x 2.70 m x 2.40 Ton/m2 = 62.1 Ton. 2º Piso: 9.59 m2 x 2.70 m x 2.40 Ton/m2 = 62.1 Ton. 1º Piso: 9.72 m2 x 2.70 m x 2.40 Ton/m2 = 63.0 Ton. Módulos “B” 5º Piso: 9.26 m2 x 2.70 m x 2.40 Ton/m2 = 60.0 Ton. 4º Piso: 9.97 m2 x 2.70 m x 2.40 Ton/m2 = 64.6 Ton. 3º Piso: 9.97 m2 x 2.70 m x 2.40 Ton/m2 = 64.6 Ton. 2º Piso: 9.97 m2 x 2.70 m x 2.40 Ton/m2 = 64.6 Ton. 1º Piso: 10.1 m2 x 2.70 m x 2.40 Ton/m2 = 65.5 Ton. Módulos “D” 1º Piso: 2.91 m2 x 2.70 m x 2.40 Ton/m2 = 18.9 Ton. Módulos “E” 5º Piso: 2.81 m2 x 2.70 m x 2.40 Ton/m2 = 18.2 Ton. _________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Capítulo IV Predimensionamiento y Metrado de Cargas 73 4.6.3. TABIQUERIA Y MUROS Módulos “A” y “C” Azotea: 76.6 x 0.60 x 0.15 m x 1.35 Ton/m2 = 9.3 Ton. 5º Piso: 100.0 x 2.70 x 0.15 m x 1.35 Ton/m2 = 54.7 Ton. 4º Piso: 95.5 x 2.70 x 0.15 m x 1.35 Ton/m2 = 52.2 Ton. 3º Piso: 95.5 x 2.70 x 0.15 m x 1.35 Ton/m2 = 52.2 Ton. 2º Piso: 95.5 x 2.70 x 0.15 m x 1.35 Ton/m2 = 52.2 Ton. 1º Piso: 106.6 x 2.70 x 0.15 m x 1.35 Ton/m2 = 58.3 Ton. Módulos “B” Azotea: 50.3 x 0.60 x 0.15 m x 1.35 Ton/m2 = 6.1 Ton. 5º Piso: 58.1 x 1.00 x 0.15 m x 1.35 Ton/m2 = 11.8 Ton. 5º Piso: 58.3 x 2.70 x 0.25 m x 1.35 Ton/m2 = 31.9 Ton. 4º Piso: 31.2 x 1.00 x 0.15 m x 1.35 Ton/m2 = 6.3 Ton. 4º Piso: 65.8 x 2.70 x 0.25 m x 1.35 Ton/m2 = 36.0 Ton. 3º Piso: 31.2 x 1.00 x 0.15 m x 1.35 Ton/m2 = 6.3 Ton. 3º Piso: 65.8 x 2.70 x 0.25 m x 1.35 Ton/m2 = 36.0 Ton. 2º Piso: 41.1 x 1.00 x 0.15 m x 1.35 Ton/m2 = 8.3 Ton. 2º Piso: 66.2 x 2.70 x 0.25 m x 1.35 Ton/m2 = 36.2 Ton. 1º Piso: 81.1 x 2.70 x 0.25 m x 1.35 Ton/m2 = 44.3 Ton. Módulos “D” Azotea: 78.5 x 0.60 x 0.15 m x 1.80 Ton/m2 = 12.7 Ton. 1º Piso: 23.7 x 2.70 x 0.15 m x 1.80 Ton/m2 = 17.3 Ton. 1º Piso: 35.6 x 2.70 x 0.25 m x 1.80 Ton/m2 = 43.3 Ton. Módulos “E” Azotea: 82.1 x 0.60 x 0.15 m x 1.80 Ton/m2 = 13.3 Ton. 1º Piso: 26.0 x 2.70 x 0.15 m x 1.80 Ton/m2 = 19.0 Ton. 1º Piso: 40.4 x 2.70 x 0.25 m x 1.80 Ton/m2 = 49.1 Ton. 4.7. RESUMEN DE METRADOS Finalmente se expone un resumen de metrados de masas inerciales : (en toneladas) Módulos “A” y “C” NIV. MUROS VIGAS LOSAS COLUMNAS C. MUERTA C.VIVA PESO SISMICO 5º NIV. 36.6 59.2 90.6 31.1 217.6 40.1 227.6 4º NIV. 53.4 59.2 90.6 62.1 265.4 87.1 308.9 3º NIV. 52.2 52.6 84.4 62.1 251.3 63.9 283.3 2º NIV. 52.2 52.6 84.4 62.1 251.3 63.9 283.3 1º NIV. 55.2 51.5 88.6 62.5 257.9 67.5 291.6 Módulo “B” NIV. MUROS VIGAS LOSAS COLUMNAS C. MUERTA C.VIVA PESO SISMICO 5º NIV. 22.1 62.6 90.3 30.0 205.0 42.3 215.6 4º NIV. 45.7 60.7 110.3 62.3 278.9 132.7 345.3 3º NIV. 42.4 60.7 107.7 64.6 275.3 130.1 340.3 2º NIV. 42.4 60.7 107.7 64.6 275.3 130.1 340.3 1º NIV. 48.6 63.2 113.1 65.0 289.9 136.5 358.2 Módulo “D” NIV. MUROS VIGAS LOSAS COLUMNAS C. MUERTA C.VIVA PESO SISMICO 1º NIV. 43.0 28.3 44.2 9.4 124.9 22.6 130.6 Módulo “E” NIV. MUROS VIGAS LOSAS COLUMNAS C. MUERTA C.VIVA PESO SISMICO 1º NIV. 47.3 26.3 46.5 9.1 129.2 22.9 134.9 _________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." CAPITULO V ANALISIS SISMICO 5.1. INTRODUCCION La evaluación sísmica se realiza de diferentes modos: los familiarizados métodos estáticos, que analizan de manera independiente los efectos torsionales de los traslacionales; los dinámicos: espectros de diseño, tiempo-historia, etc., que consideran los efectos torsionales. Procedimientos mas o menos refinados que realizan el cálculo de fuerzas y esfuerzos en los elementos estructurales, importando la bondad del método empleado, pues el Ingeniero es consciente de las múltiples limitaciones actuales, pese a sofisticados y desarrollados programas. La NTE E.030, Diseño Sismo Resistente, vigente desde 1997, modificada en el año 2001, otorga los mínimos requisitos para que el comportamiento sísmico de las edificaciones sea adecuado durante y después del sismo, reduciendo el riesgo de pérdidas humanas y daños materiales. Adicionalmente a lo indicado en esta Norma, se deberá tomar medidas de prevención contra los desastres que puedan producirse como consecuencia del movimiento sísmico: fuego, fuga de materiales peligrosos, deslizamiento masivo de tierras u otros. Esta Norma establece las condiciones mínimas para que las edificaciones diseñadas según sus requerimientos tengan un comportamiento sísmico acorde con los principios señalados en la sección 5.1.1. Se aplica al diseño de las edificaciones nuevas, a la evaluación y reforzamiento de las existentes y a la reparación de las que resultaren dañadas por acción de los sismos. Para el caso de estructuras especiales (reservorios, tanques, silos, puentes, torres de transmisión, muelles, estructuras hidráulicas, plantas nucleares), y todas aquellas cuyo comportamiento difiera del de las edificaciones, se requieren consideraciones particulares que complementen las exigencias aplicables de la Norma. Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 75 5.1.1. OBJETIVOS DEL DISEÑO SISMO RESISTENTE La filosofía del diseño sismo-resistente consiste en : o Evitar pérdidas de vidas o Asegurar la continuidad de los servicios básicos o Minimizar los daños a la propiedad. Se reconoce que dar protección completa frente a todos los sismos no es técnica ni económicamente factible para la mayoría de las estructuras. En concordancia con tal filosofía se establecen en esta Norma los siguientes principios para el diseño: a. La estructura no debería colapsar, ni causar daños graves a las personas debido a movimientos sísmicos severos que puedan ocurrir en el sitio. b. La estructura debería soportar movimientos sísmicos moderados, que puedan ocurrir en el sitio durante su vida de servicio, experimentando posibles daños dentro de límites aceptables. 5.1.2. ASPECTOS GENERALES DE DISEÑO PARA FUERZAS SÍSMICAS ° Toda edificación y cada una de sus partes se diseñarán y construirán para resistir las solicitaciones sísmicas determinadas en la forma prescrita por la NTE E-030. ° Para estructuras regulares, el análisis podrá hacerse considerando que el total de la fuerza sísmica actúa independientemente en dos direcciones ortogonales. Para estructuras irregulares se supone que la acción sísmica ocurre en la dirección que resulte más desfavorable para el diseño de cada elemento o componente en estudio. ° La fuerza sísmica vertical se considerará, actúa simultáneamente en los elementos, con la fuerza sísmica horizontal y en el sentido más desfavorable para el análisis. ° No es necesario considerar los efectos de sismo y viento simultáneos. ° Si un sólo elemento de la estructura, muro o pórtico resiste una fuerza mayor al 30% de la fuerza horizontal en cualquier nivel, dicho elemento se diseñará para resistir el 125% de dicha fuerza. Los planos del proyecto estructural como mínimo contendrán la siguiente información: a. Sistema estructural sismorresistente. b. Parámetros para definir la fuerza sísmica o el espectro de diseño. c. Desplazamiento máximo del último nivel y el máximo desplazamiento relativo de entrepiso. Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 76 5.2. PROCEDIMIENTO DE ANALISIS SISMICO ESTATICO 5.2.1. ANALISIS SISMICO ESTATICO La palabra estática, significa que las fuerzas son constantes respecto al tiempo. El tiempo no se ignora totalmente en el análisis estático: se distingue entre la carga muerta (permanente) y la carga viva (accidental). El método supone las demandas sísmicas como conjunto de fuerzas horizontales, que actúan en cada nivel del edificio. Se empleará en edificaciones sin irregularidades, sin discontinuidades horizontales o verticales significativas en su configuración resistente a cargas laterales, y de baja altura, no más de 45 m., según la NTE E.030. IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN ALTURA IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN PLANTA Irregularidades de Rigidez – Piso Blando En cada dirección la suma de las áreas de las secciones transversales de los elementos verticales resistentes al corte en un entrepiso, columnas y muros, es menor que 85% de la correspondiente suma para el entrepiso superior, ó es menor que 90% del promedio para los 3 pisos superiores. No es aplicable en sótanos. Irregularidades Torsional Se considera sólo en edificios con diafragmas rígidos en los que el desplazamiento promedio de algún entrepiso exceda del 50% del máximo permisible indicado en la tabla N°8 del acápite 3.8.1. En cada una de las direcciones de análisis, el desplazamiento relativo máximo entre dos pisos consecutivos es mayor que 1.3 veces el desplazamiento relativo de los centros de masas. Irregularidad Geométrica Vertical La dimensión en planta de la estructura resistente a cargas laterales es mayor que 130% de la correspondiente dirección de un piso adyacente. No es aplicable en azoteas ni en sótanos. Esquinas Entrantes La configuración en planta y el sistema resistente de la estructura, tiene esquinas entrantes, cuyas dimensiones ambas direcciones, son mayores que el 20% de la correspondiente dimensión en planta. Irregularidad de Masa Se considera que existe irregularidad de masa cuando la masa de un piso es mayor que el 150% de la masa de un piso adyacente. No es aplicable en azoteas. Discontinuidad del Diafragma Diafragma con discontinuidades abruptas o variaciones en rigidez, incluyendo áreas abiertas mayores a 50% del área bruta del diafragma. Discontinuidad en los sistemas resistentes Desalineamiento de elementos verticales, tanto por un cambio de orientación, como por un desplazamiento de magnitud mayor que la dimensión del elemento. En el diseño basado en los efectos estáticos equivalentes, eliminando el complicado camino del análisis dinámico, no se juzgan los efectos de resonancia y amortiguamiento. El diseño estructural para fuerzas de sismo y vientos implica dos consideraciones : 1° Para los efectos sísmicos, la transformación básica del método más frecuente de diseño desarrollado, radica en establecer una fuerza hipotética horizontal y estática aplicada que simula los efectos de movimiento laterales durante el desplazamiento del terreno -lo cual las hace perpendiculares a las fuerzas de gravedad-, aunque no son sólo horizontales las ondas de choque expelidas por las fallas geológicas que producen los sismos y ocasionan movimientos en todas direcciones. Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 77 2° Para la carga de viento la transformación básica consiste en la sustitución de la energía cinética del viento en una presión equivalente estática, de forma similar a una carga de gravedad distribuida sobre una pared. Las fuerzas de sismo y de viento tienen naturaleza dinámica, por lo que deberán considerarse los efectos estáticos frente a los dinámicos. 5.2.2. PROCEDIMIENTO DE ANALISIS Según la NTE-E.030, esta rutina se realiza estimando los siguientes pasos: 1° Cálculo de las Fuerzas Cortantes de entrepiso, con: - La determinación del peso sísmico. - Obtención de la Fuerza Cortante en la base, así como su distribución por nivel: Z.U.C.S. V = R P (5.1.) debiendo considerarse para C/R con el valor mínimo de 0.1 Donde: V = Fuerza Cortante en la base de la Estructura Z = Factor de zonificación sísmica, 0.4 para la zona. U = Factor de uso é importancia de la edificación, respeta la jerarquía de construcción, clasificada en la tabla que se muestra: C = Factor de amplificación sísmica, por la siguiente expresión : S = Factor de ampliación del suelo R = Coeficiente de reducción de solicitaciones sísmicas C = Factor de amplificación sísmica, por la siguiente expresión : Tp . C = 2.5 * T , C ≤ 2.5 (5.2.) a. El periodo fundamental ( T ) en cada dirección se valúa con la expresión: h n . T = . CT (5.3.) Donde H n = Altura total de la edificación en metros. CT = Coeficiente para estimar el periodo predominante de un edificio. 35, para edificios cuyos elementos resistentes en la dirección considerada sean únicamente pórticos. 45, para edificios de concreto armado cuyos elementos sismo resistentes sean pórticos y las cajas de ascensores y escaleras. 60, Para estructuras de mampostería y edificios cuyos elementos sismo resistentes sean fundamentalmente muros de corte. b. También podrá usarse un proceso de análisis dinámico que considere las características de rigidez y distribución de masas en la estructura. Como una forma sencilla de este procedimiento puede usarse la expresión: Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 78 ⎟⎟⎠ ⎞⎜⎜⎝ ⎛ ⋅⋅ ⎟⎟⎠ ⎞⎜⎜⎝ ⎛ ⋅ ⋅= ∑ ∑ = = n 1i ii n 1i 2 ii DFg DP 2T π (5.3.a.) Cuando el procedimiento dinámico no considere el efecto de los elementos no estructurales, el periodo fundamental deberá tomarse como el 0,85 del valor obtenido por este método. Tp = Periodo que define la plataforma del espectro para cada tipo de suelo, 0.4, 0.6 y 0.9 seg. Para suelos Tipo I, II y III, recíprocamente. S = Factor de ampliación del suelo P a r á m e t r o s d e l S u e l o Tipo D e s c r i p c i ó n Tp (S) S S1 Rocas o suelos muy rígidos 0.4 1.0 S2 Suelos intermedios 0.6 1.2 S3 Suelos flexibles o con estratos de gran espesor 0.9 1.4 S4 Condiciones excepcionales * * (*) Los valores de Tp y S para este caso son establecidos por el proyectista, pero en ningún caso se serán menores que los especificados para el perfil S3 R = Coeficiente de reducción de solicitaciones sísmicas C A T E G O R I A D E L A S E D I F I C A C I O N E S CATEGORIA D E S C R I P C I Ó N U A Edificaciones Esenciales Edificaciones esenciales cuya función no debería interrumpirse inmediatamente después que ocurran sismos, como hospitales, centrales de comunicaciones, cuarteles de bomberos y policía, subestaciones eléctricas, reservorios de agua. Centros educativos y edificaciones que puedan servir de refugio después de un desastre. También se incluyen edificaciones cuyo colapso puede representar un riesgo adicional, como depósitos de materiales inflamables o tóxicos. 1.5 B Edificaciones Importantes Edificaciones donde se reúnen gran cantidad de personas como teatros, estadios, centros comerciales, establecimientos penitenciarios, o que guardan patrimonios valiosos como museos, bibliotecas y archivos especiales. También se considerarán depósitos de granos y otros almacenes importantes. 1.3 C Edificaciones Comunes Edificaciones comunes, cuya falla ocasionaría pérdidas de cuantía intermedia como vivienda, oficinas hoteles, restaurantes, depósitos é instalaciones industriales cuya falla no acarree peligros adicionales de incendios, fugas de contaminantes, etc. 1.0 D Edificaciones Menores Edificaciones cuyas fallas causan pérdidas de menor cuantía y normalmente la pro babilidad de causar víctimas es baja, como cercos de menos de 1.50 metros, como pequeñas viviendas temporales y construcciones similares. (*) (*) En estas edificaciones, a criterio del proyectista, se podrá omitir el análisis por las fuerzas sísmicas, pero no deberá proveerse de la resistencia y rigidez adecuadas para acciones laterales. Cuando el periodo fundamental T, es mayor que 0.7 segundos, una parte de la fuerza cortante V, denominada Fa, se aplicará como fuerza concentrada en la parte superior de la estructura, la cual se determina con : Fa = 0.07 T V ≤ 0.15 V (5.4) Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 79 El resto de la fuerza cortante (V - Fa), se reparte en los diferentes niveles incluyendo el último, al que adicionamos el valor remanente de Fa, gracias a la expresión : ( P i ) ( h i ) Fi = (V - Fa) (5.5) Σ ( P i ) ( h i ) Los sistemas de estructuración se clasificarán según los materiales usados y el sistema estructurales sismo resistente dominante en cada dirección, indicado en la Tabla. Según la clasificación de la edificación se usará un coeficiente de reducción de fuerza sísmica (R). S I S T E M A S E S T R U C T U R A L E S Sistema Estructural Coeficiente de Reducción, R para estructuras regulares (*) (**) Acero Pórticos dúctiles con uniones resistentes a momentos. Otras estructuras de acero. Arriostres Excéntricos Arriostres en Cruz 9,5 6,5 6,0 Concreto Armado Pórticos(1). Dual(2). De muros estructurales (3). Muros de ductilidad limitada (4). 8 7 6 4 Albañilería Armada o Confinada(5). 3 Madera (Por esfuerzos admisibles) 7 (*) En estas edificaciones, a criterio del proyectista, se podrá omitir el análisis por las fuerzas sísmicas, pero no deberá proveerse de la resistencia y rigidez adecuadas para acciones laterales. (**) Para estructuras irregulares, los valores de R deberán ser tomados como los ¾ de los anotados en la tabla. Para construcciones de Tierra, referirse a la Norma Técnica de Edificaciones E.080. Este tipo de construcciones no se recomienda en suelos S3, ni se permite en suelos S4. 1. Por lo menos el 80% del cortante en la base actúa sobre las columnas de los pórticos que cumplan los requisitos de la NTE E.060 Concreto Armado. En caso se tengan muros estructurales, estos deberán diseñarse para resistir una fracción de la acción sísmica total de acuerdo con su rigidez. 2. Las acciones sísmicas son resistidas por una combinación de pórticos y muros estructurales. Los pórticos deberán ser diseñados para tomar por lo menos 25% del cortante en la base. Los muros estructurales serán diseñados para las fuerzas obtenidas del análisis según acápite 4.1.2 3. Sistema en el que la resistencia sísmica está dada predominantemente por muros estructurales sobre los que actúa por lo menos el 80% del cortante en la base. 4. Edificación de baja altura con alta densidad de muros de ductilidad limitada. 5. Para diseño por esfuerzos admisibles el valor de R será 6 (*) Estos coeficientes se aplicarán únicamente a estructuras en las que los elementos verticales y horizontales permitan la disipación de la energía manteniendo la estabilidad de la estructura. No se aplican a estructuras tipo péndulo invertido. (**) Para estructuras irregulares, los valores de R deben ser tomados como ¾ de los anotados en la Tabla. Para construcciones de tierra referirse a la Norma Técnica de Edificaciones E.080. Este tipo de construcciones no se recomienda en suelos S3, ni se permite en suelos S4. 2° Deducción en cada dirección, de las coordenadas del centro de rigidez (C.R.), en planta y para cada piso: - Evaluación de rigideces de columnas y placas, Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 80 - El (C.R.) se halla tomando la sumatoria de momentos de Inercia, dividida entre la suma se Inercias. Una simplificación habitual es la coincidencia del centro geométrico con el de rigideces, pues la inercia de la losa es infinitamente grande comparada con la de las demás secciones, con lo que se obvia la corrección por torsión. 3° Cálculo del Momento Polar de Inercia de Rigideces, igual a la sumatoria de las rigideces por pórtico, en el sentido X-X por su brazo Y al (C.R.), más la suma de rigideces del sentido Y-Y por la distancia X. Ip = Σ { Rx. Y²} + Σ { Ry. X²} (5.6.) 4° Corrección por torsión de la Fuerza cortante, por nivel: - La excentricidad teórica se calcula restando los centros geométrico menos el de rigidez. La excentricidad accidental, en cada dirección, se halla tomando el mayor valor de : 1.5 ê + 0.05 B ó de ê - 0.05 B. (5.7.) B = distancia perpendicular al sismo. - Para cada eje se corrige con la expresión : V.Rn (Σ Rn) ê Vi = Rn + Σ 1+ Ip }. L (5.8.) Donde Vi = Fuerza Cortante Total por dirección. V = Cortante de entrepiso para cada Eje. Rn = Rigidez del Eje en el sentido del sismo. L = Distancia perpendicular del Centro de Rigidez al C. de Gravedad del Eje de la columna. 5.3. EFECTOS DINAMICOS EN ESTRUCTURAS El análisis de sus efectos requiere considerar propiedades dinámicas esenciales de la estructura, determinadas por el tamaño, rigidez relativa, peso, grado de elasticidad de sus materiales, tipo de apoyo y periodo fundamental. De ésta forma, igual carga dinámica puede causar distintos efectos sobre estructuras diferentes, cuyas respuestas pueden ser significativamente distintas ante un mismo sacudimiento sísmico. Algunos de los principales efectos dinámicos sobre estructuras, son los siguientes: - Efectos desestabilizadores, cuando la carga dinámica provoca falla en la estabilidad de la estructura. - Efectos armónicos de varios tipos, si la fuente de carga es de naturaleza cíclica como los movimientos sísmicos (paso de tropas, etc.). Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 81 - Falla bajo cargas repetidas, cuando las estructuras literalmente agotan su resistencia dinámica, muchas veces resisten con éxito una carga dinámica pico aislada, eliminando algo de su resistencia estructural, tal como el agrietamiento frágil o la fluencia dúctil, al absorber suficiente energía para evitar la falla total, pero la fuerza sólo pudo usarse una vez. Es evidente que las estructuras sometidas a sismos severos tienen un comportamiento no lineal. Sin embargo, los códigos aceptan el análisis lineal para facilitar el trabajo en las herramientas (hardware y software) disponibles. El comportamiento no lineal de las estructuras es considerado indirectamente en las reducciones por "ductilidad" de los espectros de diseño y en las exigencias de detalles de refuerzo que permitan a la estructura alcanzar grandes deformaciones y disipar mucha energía, sin colapsar. 5.4. ANALISIS DINAMICO TRIDIMENSIONAL 5.4.1. METODO DINAMICO La Norma de Diseño Sismo-resistente introduce como alternativa el Método Dinámico, el mismo que considera el Análisis por combinación modal espectral que describe : A. MODOS DE VIBRACIÓN Los periodos naturales y modos de vibración podrán determinarse por un procedimiento de análisis que considere apropiadamente las características de rigidez y la distribución de las masas de la estructura. B. ACELERACIÓN ESPECTRAL Para cada una de las direcciones horizontales analizadas se utilizará un espectro inelástico de pseudo-aceleraciones definido por: g R ZUCSSa ⋅= (5.9.) . Para el análisis en la dirección vertical podrá usarse un espectro con valores iguales a los 2/3 del espectro empleado para las direcciones horizontales. C. CRITERIOS DE COMBINACIÓN Mediante los criterios de combinación que se indican, se podrá obtener la respuesta máxima esperada (r) tanto para las fuerzas internas en los elementos componentes de la estructura, como para los parámetros globales del edificio como fuerza cortante en la base, cortantes de entrepiso, momentos de volteo, desplazamientos totales y relativos de entrepiso. Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 82 La respuesta máxima elástica esperada (r) correspondiente al efecto conjunto de los diferentes modos de vibración empleados (ri) podrá determinarse usando la siguiente expresión. ∑∑ == ⋅+⋅= m 1i 2 i m 1i i r75,0r25,0r (5.10) . Alternativamente, la respuesta máxima podrá estimarse mediante la combinación cuadrática completa de los valores calculados para cada modo. En cada dirección se considerarán aquellos modos de vibración cuya suma de masas efectivas sea por lo menos el 90% de la masa de la estructura, pero deberá tomarse en cuenta por lo menos los tres primeros modos predominantes en la dirección de análisis. D. FUERZA CORTANTE MÍNIMA EN LA BASE Para cada una de las direcciones consideradas en el análisis, la fuerza cortante en la base del edificio no podrá ser menor que el 80% del valor calculado según el acápite 4.2.3 de NTE E-030 para estructuras regulares, ni menor al 90% para estructuras irregulares. Si fuera necesario incrementar el cortante para cumplir los mínimos señalados, se escalarán proporcionalmente los resultados obtenidos, excepto los desplazamientos. E. EFECTOS DE TORSIÓN La incertidumbre en la localización de los centros de masa en cada nivel, se considerará mediante una excentricidad accidental perpendicular a la dirección del sismo igual a 0,05 veces la dimensión del edificio en la dirección perpendicular a la dirección de análisis. En cada caso deberá considerarse el signo más desfavorable. 5.4.2. PROCEDIMIENTO DE ANALISIS DINAMICO El proceso de análisis tridimensional se sintetiza en los siguientes pasos. 1° Evaluar el Centroide de masas en cada nivel. Puede efectuarse al tomar momentos de Area, con las expresiones : Σ x i A i Σ y i A i x = Σ A i y = Σ A i (5.11.) Proceso efectuado para determinar los vectores de excentricidad (Rx, Ry), así como los vectores de ubicación (Rdk). Debe notarse que el ángulo α, corresponde al valor del viraje desde el eje X+, hasta un vector normal al sentido del pórtico, varía de 0° a 360°. En cambio, el ángulo β, el giro Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 83 desde el X+, a la dirección del pórtico, Y . . se restringe entre 0° y 180°. 2° Determinar las características geométricas de β las losas, los momentos de inercia Ixx, Iyy, α X y el momento polar de inercia JO de la losa. 3° Encontrar la matriz de Rigidez Tridimensional de la estructura [Kk ],sumando el total de rigideces laterales espaciales de cada pórtico : [ K ] = Σ [Kk ] (5.12.) Calcular las matrices de rigidez lateral (Kpk) de los pórticos, con el valor de los ángulos (α) y (β), y las distancias (Rdk) de los vectores de ubicación de los éstos, con esta expresión : . cos 2 β cos β sen β rdk cos β sen (β-α) [Kk ] = Kpk sen β cos β sen 2 β rdk sen β sen (β-α) (5.13.) rdk cos β sen (β-α) rdk sen β sen (β-α) rdk 2 sen 2 (β-α) La matriz [K] es simétrica. 4° Calcular la respuesta modal de la estructura, aplicando el principio de D’Alambert, superponer los modos de vibración. (5.12) En cada una de suposiciones vibratorias, puede conocerse los valores : MASAnn*, 2vwM*, Knn*, las frecuencias y el periodo T. A. Ecuaciones de Equilibrio del Análisis Dinámico: Las ecuaciones de movimiento para un sistema de masas concentradas con varios grados de libertad pueden escribirse: {FI} 3 M x n + {FE} 3 M x n = {0} 3 M x n (5.14.) Donde {FI} = Vector de fuerzas Inerciales {FE} = Vector de fuerzas Restauradoras {FI} = [M} {ÿ} y {FE} = [K} {y} [M] = Matriz diagonal de masas del sistema {ÿ} = Vectores de aceleración {y} = Vectores de desplazamiento [K] = Matriz cuadrada de rigidez Evaluar los Valores Propios y Vectores Propios, asumiendo como solución de la anterior ecuación: Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 84 { D x } {a x O } {D} = { D y } = {a 0}sen (ω t - δ ) = {a y O } .sen (ω t - δ ) (5.15.) { D φ } {a φ O } Como el comportamiento sísmico tiene movimiento armónico podemos asumir la solución: {y} = {a n} sen wnt Derivando dos veces {ÿ} = - wn2 {a n} sen wnt al sustituir podemos obtener : - wn2 [M] {a n} + [K] {a n} = 0 ( [K] - wn2 [M] ) {a n} = 0 cuya solución final es : det ( [K] - wn2 [M] ) = 0 (5.16.) Tenemos un problema de valores característicos, y las raíces de los números característicos o eigen-valores, cuyas raíces son iguales a los cuadrados de los modos de frecuencia. Para cada raíz existe un vector característico solución teniendo en cuenta una magnitud arbitraria que representa la forma característica. B. Ortogonalidad Para dos raíces correspondientes a los nudos m y n, tenemos: wm2 [M] {a m} = [K] {a m} (A) wn2 [M] {a n} = [K] {a n} (B) Si post-multiplicamos (A) por {a n}, tenemos ( wm2 [M] {a m})T {a n} = ( [K] {a m})T {a n} ó wm2 {a m}T [M]T {a n} = [K] T {a m}T {a n} (C) Pre-multiplicando a (B) por {a m}T, obtuvimos wn2 {a m}T [M] {a n} = {a m}T [K] T {a n} (D) Se sabe que [M] = [M]T Matriz Diagonal, y [K] = [K]T Matriz Simétrica Es claro que los términos derechos de las ecuaciones (C) y (D) son iguales, y por lo tanto podemos sustraerlos : ( wm2 - wn2 ) ( {a m}T [M]T {a n} ) = 0 siempre que w m < > w n {a m}T [M]T {a n} = 0 lo cual cumple la función de ortogonalidad. Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 85 5° Determinar el centro de rigidez, por nivel, en base a la matriz de rigidez total de la estructura. 6° Calcular el vector de desplazamiento global de la estructura, se deduce gracias al despejar éste arreglo de la ecuación (5.12), hallamos que es igual a la inversa de la matriz de Rigidez total de la estructura por un vector de fuerzas unitarias : [F] = [K].{D} (5.17.) {D} = [K] -1 [F] La inversa de la matriz de rigidez [K]-1, puede hallarse mediante la eliminación de Gauss Jordán o cualquier otro método. Determinado el vector {D} = [Dx , Dy , Dφ], en función a éste, puede hallarse el valor de desplazamiento local {Dpk} del pórtico k-ésimo, encontrando las matrices diagonales facilitadas por la fórmula : (Dpk ) = Dx cos β + Dy sen β + rdx Dφ sen (β-α) (5.18.) Donde : Dx , Dy , Dφ son los desplazamientos completos del conjunto. 7° Finalmente, el vector de fuerzas restauradoras [Depk] en cada pórtico, puede obtenerse multiplicando el arreglo local de desplazamientos local por su vector de rigidez lateral [Kpk]. [Depk] = [Kpk] . {Dpk} (5.19.) A continuación se distribuye la fuerza inercial encontrada en cada nivel. 5.5. ANALISIS SISMICO MODULOS A y C. ANALISIS SISMICO El Análisis Sísmico se ha efectuado utilizando las solicitaciones sísmicas reducidas, es decir una fracción de la solicitación sísmica máxima elástica. El Análisis Estructural se desarrolló por métodos elásticos utilizando el Método de las Rigideces, desarrollado por procedimientos matriciales y aplicados en los Programas SAP2000 V.8.16 y ETABS V.8.15. El Peso Sísmico (Ps) se calculó adicionando a la carga permanente un 50% de la sobrecarga o carga viva, por tratarse de una Edificación Categoría A. Para las presentes Edificaciones se ha considerado un modelo de masas concentradas, con un sistema de pisos que funcionan como diafragmas rígidos, considerando 3 grados de libertad por diafragma. Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 86 El Análisis Dinámico de la Edificación se realizó por medio de procedimientos de superposición espectral. Para cada una de las direcciones analizadas se empleó un espectro de pseudo – aceleraciones definido en la Ecuación 5.9. La respuesta máxima elástica esperada [r] correspondiente al efecto conjunto de los diferentes modos de vibración empleados calculada de acuerdo a la ecuación 5.10. En cada dirección se consideraron aquellos modos de vibración cuya suma de masas efectivas fue por lo menos el 90% de la masa de la estructura, tomándose como mínimo los tres primeros modos. i) ANALISIS SISMICO METODO ESTATICO. Los pesos están dados por cada nivel, el subíndice indica el nivel. Las unidades se encuentran en toneladas. P1 P2 P3 P4 P5 PTOTAL 291.6 283.3 283.3 308.9 227.6 1394.7 ii) COEFICIENTES Y FACTORES SISMICOS Se presentan los coeficientes y factores sísmicos, así como la fuerza cortante en la base por cada dirección de análisis, dirección X-X (ejes alfabéticos) y dirección Y- Y(ejes numéricos). Coeficiente y Factores Sísmicos X-X Y-Y Factor de Zona (Z) 0.40 0.40 Factor de Uso (U) 1.50 1.50 Factor de Suelo (S) 1.20 1.20 Factor de Amplif.Resp (C) 2.50 2.50 Factor Reducción (R) 7.00 7.00 Fuerza Cortante Base V 358.6 358.6 iii) ANALISIS MODAL (NORMA E-030 -2003) El análisis dinámico de las edificaciones se ha realizado mediante procedimientos de superposición espectral, donde se consideran los periodos naturales y los modos de vibración de la estructura, que son determinados en consideración al análisis que evalúa apropiadamente las características de rigidez y la distribución de las masas en la estructura. Los valores de Masa Translacional y la Inercia Rotacional de la estructura, en cada uno de los niveles considerados como diafragmas rígidos; son los siguientes: Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 87 NIV. Inercia Traslacional Inercia Rotacional 5 23.2 1199.4 4 31.5 1628.2 3 28.9 1401.4 2 28.9 1401.4 1 29.7 1453.1 \\ MOD. A \\ ESTRUCTURA iv) CARACTERISTICAS MODALES DEL EDIFICIO Se determina los periodos de la estructura, así como la masa participante en cada dirección independiente de análisis. Módulos A y C Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 88 TABLA: Porcentaje de Masa Participante ANALISIS MODO Period En X Sum-X En Y Sum-Y Rot-Z Sum Rot-X Rot-Y Sec Rot-Z MODAL 1 0.543 0.6% 0.6% 0.3% 0.3% 76.7% 76.7% 0.4% 0.7% MODAL 2 0.530 0.0% 0.6% 74.0% 74.3% 0.3% 77.0% 98.8% 0.0% MODAL 3 0.490 77.2% 77.8% 0.0% 74.3% 0.5% 77.5% 0.0% 98.9% MODAL 4 0.151 0.5% 78.2% 0.0% 74.3% 13.2% 90.7% 0.0% 0.0% MODAL 5 0.138 12.7% 91.0% 0.0% 74.3% 0.5% 91.2% 0.0% 0.0% MODAL 6 0.135 0.0% 91.0% 16.3% 90.6% 0.0% 91.2% 0.5% 0.0% MODAL 7 0.076 0.3% 91.3% 0.0% 90.6% 5.2% 96.5% 0.0% 0.0% MODAL 8 0.068 5.2% 96.5% 0.0% 90.6% 0.4% 96.8% 0.0% 0.3% MODAL 9 0.062 0.0% 96.5% 6.2% 96.8% 0.0% 96.8% 0.3% 0.0% MODAL 10 0.048 0.1% 96.7% 0.0% 96.8% 2.4% 99.2% 0.0% 0.0% MODAL 11 0.042 2.5% 99.2% 0.0% 96.8% 0.1% 99.3% 0.0% 0.0% MODAL 12 0.039 0.0% 99.2% 2.6% 99.3% 0.0% 99.3% 0.0% 0.0% MODAL 13 0.036 0.0% 99.2% 0.0% 99.3% 0.6% 100.0% 0.0% 0.0% MODAL 14 0.031 0.8% 100.0% 0.0% 99.3% 0.0% 100.0% 0.0% 0.0% MODAL 15 0.029 0.0% 100.0% 0.7% 100.0% 0.0% 100.0% 0.0% 0.0% En cada dirección se consideran aquellos modos de vibración cuya suma de masas efectiva sea por lo menos el 90% de la masa de la estructura, tomando en cuenta de por lo menos los tres primeros modos predominantes en la dirección de análisis. TABLA: Cortante en la Base ANALISIS Modo FX FY MZ MX MY Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m MODAL 1 1.64 0.91 -135.99 18.69 -10.67 MODAL 2 0.01 217.60 -0.74 0.14 -2557.49 MODAL 3 227.10 0.00 131.62 2614.47 -0.01 MODAL 4 1.37 0.00 -51.43 -0.11 0.00 MODAL 5 37.48 0.00 54.60 19.36 -0.00 MODAL 6 0.00 47.83 0.02 0.00 -84.92 MODAL 7 0.99 0.00 -27.54 2.50 -0.00 MODAL 8 15.33 0.00 28.76 37.62 0.00 MODAL 9 0.00 18.24 0.00 0.00 -39.56 MODAL 10 0.42 0.00 -12.03 0.42 -0.00 MODAL 11 7.42 0.00 12.58 8.24 0.00 MODAL 12 0.00 7.60 0.00 0.00 -9.46 MODAL 13 0.11 0.00 -3.30 0.16 0.00 MODAL 14 2.23 0.00 3.45 3.09 -0.00 MODAL 15 0.00 1.94 0.00 0.00 -2.46 Vx 233.5 0.2 94.5 2571.2 Vy 0.2 225.7 17.4 2630.4 El Cortante en la base será como mínimo el 80% V=286.9 Ton. Se tendrá que escalar el cortante en: * Para el Sentido X: 286.9/233.5 = 1.23 * Para el Sentido Y: 286.9/225.7 = 1.27 Presentamos los resultados del análisis para sismo en nudos (i, j) de los elementos columnas y vigas de los pórticos representativos correspondientes a los Ejes “E” y “F”, y “1” y “2” en ambos sentidos X-X y Y-Y. Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 89 \\ MOD. A \\ PORTICO E TABLA: Fzas en elementos tipo Portico- COLUMNAS -PLACAS ANALISIS EN X ANALISIS EN Y ELEM. Ps Vx Mx Vy My Ps Vx Mx Vy My Ton Ton Ton-m Ton Ton-m Ton Ton Ton-m Ton Ton-m 21 i 1.3 1.3 0.9 3.5 3.2 11.0 0.0 14.6 69.9 0.1 21 j 1.3 1.3 0.9 0.9 1.0 11.0 0.0 14.6 24.8 0.0 22 i 0.5 1.8 0.5 1.5 3.1 9.7 0.0 10.1 34.5 0.1 22 j 0.5 1.8 0.5 0.7 2.6 9.7 0.0 10.1 6.5 0.1 23 i 0.5 1.8 0.4 0.7 2.8 7.6 0.0 8.7 17.4 0.0 23 j 0.5 1.8 0.4 0.9 3.0 7.6 0.0 8.7 11.9 0.1 24 i 0.4 1.4 0.3 0.6 2.0 4.6 0.0 6.5 6.7 0.1 24 j 0.4 1.4 0.3 1.0 2.5 4.6 0.0 6.5 17.1 0.1 25 i 0.3 1.2 0.2 0.7 1.4 2.6 0.0 2.4 5.2 0.1 25 j 0.3 1.2 0.2 0.3 2.3 2.6 0.0 2.4 10.2 0.1 26 i 1.5 1.3 0.9 3.5 3.2 11.0 0.0 14.9 70.7 0.0 26 j 1.5 1.3 0.9 0.9 1.0 11.0 0.0 14.9 24.7 0.0 27 i 0.7 1.8 0.5 1.4 3.1 9.8 0.0 10.2 34.5 0.0 27 j 0.7 1.8 0.5 0.7 2.6 9.8 0.0 10.2 6.3 0.0 28 i 0.7 1.8 0.4 0.7 2.8 7.6 0.0 8.6 17.1 0.1 28 j 0.7 1.8 0.4 0.9 3.0 7.6 0.0 8.6 11.9 0.0 29 i 0.6 1.4 0.3 0.6 2.0 4.7 0.0 6.5 6.6 0.1 29 j 0.6 1.4 0.3 1.0 2.5 4.7 0.0 6.5 17.1 0.1 30 i 0.4 1.2 0.2 0.7 1.4 2.7 0.0 2.4 5.2 0.1 30 j 0.4 1.2 0.2 0.3 2.3 2.7 0.0 2.4 10.2 0.1 Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 90 61 i 12.6 8.0 0.2 0.4 31.3 7.2 0.3 1.5 3.7 0.3 61 j 12.6 8.0 0.2 0.1 6.5 7.2 0.3 1.5 1.1 0.7 62 i 10.1 5.3 0.2 0.4 13.2 5.9 0.7 2.3 4.1 1.2 62 j 10.1 5.3 0.2 0.3 4.2 5.9 0.7 2.3 3.1 1.2 63 i 7.1 4.2 0.2 0.4 5.5 4.1 0.9 2.6 4.1 1.4 63 j 7.1 4.2 0.2 0.3 8.5 4.1 0.9 2.6 3.9 1.3 64 i 4.4 3.0 0.3 0.4 2.5 2.1 0.8 2.4 3.6 1.3 64 j 4.4 3.0 0.3 0.5 9.8 2.1 0.8 2.4 4.0 1.2 65 i 1.8 0.8 0.4 0.6 3.7 0.8 1.0 2.5 3.5 1.4 65 j 1.8 0.8 0.4 0.6 4.7 0.8 1.0 2.5 4.5 1.8 66 i 12.7 8.0 0.2 0.4 31.3 7.1 0.4 1.6 3.7 0.6 66 j 12.7 8.0 0.2 0.1 6.5 7.1 0.4 1.6 1.2 0.8 67 i 10.2 5.3 0.2 0.4 13.2 5.9 0.8 2.3 4.1 1.2 67 j 10.2 5.3 0.2 0.3 4.2 5.9 0.8 2.3 3.2 1.4 68 i 7.3 4.2 0.2 0.4 5.5 4.0 0.8 2.6 4.1 1.3 68 j 7.3 4.2 0.2 0.3 8.5 4.0 0.8 2.6 3.9 1.4 69 i 4.5 3.1 0.3 0.4 2.5 2.0 0.8 2.4 3.6 1.3 69 j 4.5 3.1 0.3 0.5 10.0 2.0 0.8 2.4 4.0 1.2 70 i 1.8 0.9 0.4 0.6 3.5 0.8 1.0 2.6 3.5 1.4 70 j 1.8 0.9 0.4 0.6 4.9 0.8 1.0 2.6 4.5 1.8 82 i 3.3 2.1 0.0 0.0 3.2 5.7 0.7 2.2 3.4 1.2 82 j 3.3 2.1 0.0 0.1 3.6 5.7 0.7 2.2 3.4 1.2 83 i 1.2 1.9 0.0 0.1 2.7 3.2 0.7 2.2 3.3 1.1 83 j 1.2 1.9 0.0 0.1 3.4 3.2 0.7 2.2 3.5 1.0 84 i 0.1 1.7 0.0 0.1 2.2 1.8 0.7 2.2 3.3 1.0 84 j 0.1 1.7 0.0 0.1 3.1 1.8 0.7 2.2 3.7 1.2 86 i 3.3 2.1 0.0 0.0 3.2 5.7 0.7 2.2 3.4 1.2 86 j 3.3 2.1 0.0 0.1 3.6 5.7 0.7 2.2 3.4 1.2 87 i 1.2 1.9 0.0 0.1 2.7 3.2 0.7 2.2 3.3 1.1 87 j 1.2 1.9 0.0 0.1 3.4 3.2 0.7 2.2 3.5 1.0 88 i 0.1 1.7 0.0 0.1 2.2 1.8 0.7 2.2 3.3 1.0 88 j 0.1 1.7 0.0 0.0 3.1 1.8 0.7 2.2 3.7 1.2 114 i 15.7 8.4 0.2 0.4 31.9 4.6 0.0 2.3 4.4 0.1 114 j 15.7 8.4 0.2 0.3 5.8 4.6 0.0 2.3 2.7 0.0 115 i 12.5 6.0 0.3 0.6 14.1 3.8 0.0 4.0 6.7 0.0 115 j 12.5 6.0 0.3 0.5 5.3 3.8 0.0 4.0 5.9 0.0 116 i 8.5 5.0 0.3 0.5 6.5 2.7 0.0 4.6 7.2 0.0 116 j 8.5 5.0 0.3 0.6 9.8 2.7 0.0 4.6 7.1 0.0 117 i 4.7 3.6 0.3 0.5 2.5 1.5 0.0 4.2 6.6 0.0 117 j 4.7 3.6 0.3 0.5 10.7 1.5 0.0 4.2 6.7 0.0 118 i 1.8 1.0 0.3 0.4 3.2 0.4 0.0 4.3 6.1 0.0 118 j 1.8 1.0 0.3 0.5 5.2 0.4 0.0 4.3 7.3 0.0 119 i 15.7 8.4 0.2 0.4 31.9 4.6 0.0 2.3 4.5 0.1 119 j 15.7 8.4 0.2 0.3 5.8 4.6 0.0 2.3 2.7 0.0 120 i 12.5 6.0 0.3 0.5 14.1 3.8 0.0 4.0 6.7 0.0 120 j 12.5 6.0 0.3 0.5 5.3 3.8 0.0 4.0 6.0 0.0 121 i 8.5 5.0 0.3 0.5 6.5 2.7 0.0 4.6 7.3 0.0 121 j 8.5 5.0 0.3 0.6 9.8 2.7 0.0 4.6 7.2 0.0 122 i 4.7 3.6 0.3 0.5 2.5 1.5 0.0 4.2 6.6 0.0 122 j 4.7 3.6 0.3 0.5 10.7 1.5 0.0 4.2 6.7 0.0 123 i 1.8 1.0 0.3 0.4 3.2 0.4 0.0 4.3 6.1 0.0 123 j 1.8 1.0 0.3 0.5 5.2 0.4 0.0 4.3 7.3 0.0 124 i 14.3 3.9 0.2 0.3 7.3 1.6 0.1 3.0 6.2 0.1 124 j 14.3 3.9 0.2 0.3 4.9 1.6 0.1 3.0 3.2 0.3 125 i 11.4 6.4 0.3 0.4 10.5 1.4 0.3 5.1 8.7 0.5 125 j 11.4 6.4 0.3 0.4 9.7 1.4 0.3 5.1 7.5 0.5 126 i 7.6 6.5 0.3 0.4 10.1 1.3 0.4 5.8 9.3 0.6 126 j 7.6 6.5 0.3 0.4 10.3 1.3 0.4 5.8 9.1 0.7 127 i 4.2 5.2 0.2 0.3 8.0 1.1 0.4 5.4 8.3 0.7 127 j 4.2 5.2 0.2 0.4 8.5 1.1 0.4 5.4 8.6 0.7 128 i 1.5 4.5 0.2 0.3 6.2 1.2 0.6 5.7 7.9 0.8 128 j 1.5 4.5 0.2 0.4 7.9 1.2 0.6 5.7 9.9 1.0 Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 91 129 i 14.2 3.9 0.2 0.3 7.3 1.6 0.1 3.0 6.3 0.2 129 j 14.2 3.9 0.2 0.3 4.9 1.6 0.1 3.0 3.3 0.3 130 i 11.4 6.4 0.3 0.4 10.5 1.4 0.3 5.2 8.7 0.5 130 j 11.4 6.4 0.3 0.4 9.7 1.4 0.3 5.2 7.5 0.6 131 i 7.6 6.5 0.3 0.4 10.1 1.3 0.4 5.8 9.3 0.7 131 j 7.6 6.5 0.3 0.4 10.3 1.3 0.4 5.8 9.1 0.7 132 i 4.2 5.2 0.2 0.3 8.0 1.1 0.4 5.4 8.3 0.7 132 j 4.2 5.2 0.2 0.4 8.5 1.1 0.4 5.4 8.6 0.7 133 i 1.5 4.5 0.2 0.3 6.2 1.2 0.6 5.7 7.9 0.8 133 j 1.5 4.5 0.2 0.4 7.9 1.2 0.6 5.7 9.9 1.0 134 i 6.6 20.5 0.2 0.2 71.0 48.1 1.6 1.2 2.9 1.3 134 j 6.6 20.5 0.2 0.3 7.7 48.1 1.6 1.2 0.8 3.8 135 i 1.4 20.1 0.3 0.4 42.7 34.5 3.4 1.6 3.0 5.2 135 j 1.4 20.1 0.3 0.4 21.2 34.5 3.4 1.6 2.1 5.6 136 i 7.7 17.0 0.2 0.3 23.8 19.4 3.5 1.7 2.8 5.6 136 j 7.7 17.0 0.2 0.3 30.4 19.4 3.5 1.7 2.6 5.5 137 i 9.6 12.0 0.1 0.1 10.2 7.9 2.9 1.4 2.1 5.0 137 j 9.6 12.0 0.1 0.1 29.0 7.9 2.9 1.4 2.3 4.2 138 i 6.7 5.3 0.1 0.1 4.4 1.7 3.1 1.2 1.6 4.3 138 j 6.7 5.3 0.1 0.2 17.0 1.7 3.1 1.2 2.2 5.4 139 i 6.6 20.5 0.2 0.2 71.0 48.3 1.5 1.2 3.0 1.0 139 j 6.6 20.5 0.2 0.3 7.7 48.3 1.5 1.2 0.8 3.7 140 i 1.4 20.1 0.3 0.4 42.7 34.4 3.4 1.6 3.0 5.1 140 j 1.4 20.1 0.3 0.4 21.2 34.4 3.4 1.6 2.1 5.5 141 i 7.7 17.0 0.2 0.3 23.8 19.3 3.5 1.7 2.8 5.7 141 j 7.7 17.0 0.2 0.3 30.4 19.3 3.5 1.7 2.6 5.5 142 i 9.6 12.0 0.1 0.1 10.2 7.8 2.9 1.4 2.1 5.0 142 j 9.6 12.0 0.1 0.1 29.0 7.8 2.9 1.4 2.3 4.2 143 i 6.7 5.3 0.1 0.1 4.4 1.7 3.1 1.2 1.6 4.3 143 j 6.7 5.3 0.1 0.2 17.0 1.7 3.1 1.2 2.2 5.4 224 i 15.9 8.5 0.2 0.4 32.2 3.8 0.0 2.2 4.3 0.1 224 j 15.9 8.5 0.2 0.3 5.7 3.8 0.0 2.2 2.5 0.1 225 i 12.7 6.0 0.3 0.5 14.0 2.6 0.1 3.9 6.5 0.2 225 j 12.7 6.0 0.3 0.5 5.4 2.6 0.1 3.9 5.9 0.2 226 i 8.6 5.0 0.4 0.6 6.4 1.8 0.2 4.6 7.3 0.3 226 j 8.6 5.0 0.4 0.6 9.8 1.8 0.2 4.6 7.2 0.3 227 i 4.8 3.6 0.3 0.5 2.5 0.9 0.2 4.2 6.6 0.3 227 j 4.8 3.6 0.3 0.5 10.8 0.9 0.2 4.2 6.7 0.3 228 i 1.8 0.9 0.3 0.4 3.3 0.0 0.4 4.3 6.2 0.4 228 j 1.8 0.9 0.3 0.5 5.2 0.0 0.4 4.3 7.3 0.7 234 i 17.0 4.0 0.2 0.3 7.5 13.4 0.0 3.5 6.7 0.0 234 j 17.0 4.0 0.2 0.2 5.3 13.4 0.0 3.5 4.2 0.1 235 i 13.2 6.7 0.3 0.5 10.9 11.1 0.1 6.3 10.4 0.1 235 j 13.2 6.7 0.3 0.4 10.2 11.1 0.1 6.3 9.4 0.1 236 i 8.4 6.8 0.3 0.5 10.5 7.9 0.1 7.3 11.5 0.1 236 j 8.4 6.8 0.3 0.5 10.7 7.9 0.1 7.3 11.4 0.2 237 i 4.3 5.4 0.3 0.5 8.3 4.9 0.1 6.7 10.5 0.2 237 j 4.3 5.4 0.3 0.5 8.7 4.9 0.1 6.7 10.6 0.2 238 i 1.4 4.6 0.4 0.6 6.4 2.6 0.2 7.2 10.1 0.2 238 j 1.4 4.6 0.4 0.7 8.0 2.6 0.2 7.2 12.4 0.3 279 i 17.4 9.0 0.2 0.4 32.9 4.2 0.1 2.5 4.7 0.4 279 j 17.4 9.0 0.2 0.3 4.9 4.2 0.1 2.5 3.1 0.2 280 i 14.2 6.3 0.3 0.5 14.6 8.3 0.3 3.1 6.0 0.4 280 j 14.2 6.3 0.3 0.3 5.8 8.3 0.3 3.1 3.7 0.4 281 i 9.8 5.0 0.2 0.3 6.3 5.8 0.4 2.4 3.8 0.6 281 j 9.8 5.0 0.2 0.3 10.0 5.8 0.4 2.4 3.8 0.5 282 i 5.8 3.6 0.2 0.3 2.5 3.2 0.3 2.4 3.6 0.5 282 j 5.8 3.6 0.2 0.4 10.9 3.2 0.3 2.4 3.9 0.5 283 i 2.2 0.9 0.2 0.4 3.4 1.3 0.3 2.5 3.4 0.5 283 j 2.2 0.9 0.2 0.4 5.2 1.3 0.3 2.5 4.5 0.5 289 i 0.9 3.4 3.7 17.4 6.9 16.3 0.0 58.6 360.8 0.1 289 j 0.9 3.4 3.7 7.0 3.7 16.3 0.0 58.6 179.9 0.1 Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 92 290 i 1.4 5.3 2.4 7.9 8.6 14.3 0.1 48.9 200.3 0.1 290 j 1.4 5.3 2.4 3.3 8.0 14.3 0.1 48.9 57.3 0.1 291 i 0.9 5.4 1.7 4.2 8.3 10.9 0.1 35.1 82.5 0.1 291 j 0.9 5.4 1.7 4.1 8.6 10.9 0.1 35.1 44.0 0.1 292 i 0.5 4.1 1.2 4.2 6.2 6.9 0.0 21.3 31.3 0.1 292 j 0.5 4.1 1.2 4.4 6.8 6.9 0.0 21.3 68.6 0.1 293 i 0.1 3.2 1.6 4.4 4.4 3.3 0.0 8.8 43.8 0.1 293 j 0.1 3.2 1.6 1.6 5.8 3.3 0.0 8.8 20.7 0.1 392 i 1.6 0.5 0.1 0.1 0.9 5.3 0.0 0.6 0.9 0.0 392 j 1.6 0.5 0.1 0.1 0.8 5.3 0.0 0.6 0.9 0.0 451 i 1.0 2.8 0.1 0.1 5.0 9.2 0.2 1.0 2.0 0.3 451 j 1.0 2.8 0.1 0.2 3.7 9.2 0.2 1.0 1.3 0.5 452 i 5.9 3.3 0.1 0.2 6.2 7.8 0.6 1.9 3.1 0.9 452 j 5.9 3.3 0.1 0.1 4.1 7.8 0.6 1.9 2.8 1.0 453 i 1.0 2.8 0.1 0.1 5.0 9.1 0.2 1.0 2.0 0.2 453 j 1.0 2.8 0.1 0.2 3.7 9.1 0.2 1.0 1.3 0.4 454 i 5.9 3.3 0.1 0.2 6.2 7.8 0.6 1.9 3.1 0.8 454 j 5.9 3.3 0.1 0.1 4.1 7.8 0.6 1.9 2.8 1.0 \\ MOD. A \\ PORTICO F Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 93 \\ MOD. A \\ PORTICO 1 TABLA: Elem. Pórtico Tipo VIGA ANALISIS EN X ANALISIS EN Y ELEM. Xi V M ELEM. Xi V M m Ton Ton-m m Ton Ton-m 89 0.5 2.5 5.6 169 0.15 2.3 4.6 89 4.45 1.4 1.8 169 4 2.3 4.1 90 0.125 0.5 0.3 170 0.15 3.1 4.5 90 3.625 1.1 2.2 170 3.1 3.1 4.6 91 0.225 6.6 6.1 171 0.15 1.8 3.5 91 2.075 6.6 6.1 171 4 1.8 3.3 92 0.225 1.1 2.2 172 0.15 5.5 4.7 92 3.725 0.5 0.3 172 1.15 5.5 0.9 93 0.125 1.4 1.8 173 0.15 3.2 6.5 93 4.075 2.5 5.6 173 4 3.2 5.8 94 0.5 2.9 6.9 174 0.15 4.3 6.3 94 4.45 1.5 1.7 174 3.1 4.3 6.3 Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 94 95 0.125 1.5 1.1 175 0.15 3.2 5.8 95 3.625 2.7 5.8 175 4 3.2 6.7 97 0.225 2.7 5.8 176 0.15 3.3 6.8 97 3.725 1.5 1.1 176 4 3.3 6.0 98 0.125 1.4 1.7 177 0.15 4.5 6.6 98 4.075 2.9 6.9 177 3.1 4.5 6.6 99 0.5 2.7 6.4 178 0.15 3.3 6.0 99 4.45 1.4 1.6 178 4 3.3 6.7 100 0.125 1.3 0.9 179 0.15 3.1 6.2 100 3.625 2.3 5.0 179 4 3.1 5.6 102 0.225 2.3 5.0 180 0.15 4.2 6.2 102 3.725 1.3 0.9 180 3.1 4.2 6.2 103 0.125 1.4 1.6 181 0.15 3.0 5.6 103 4.075 2.7 6.4 181 4 3.0 6.2 104 0.375 2.6 5.4 182 0.15 1.9 4.0 104 4.45 1.0 1.2 182 4 1.9 3.4 105 0.125 1.0 0.8 183 0.15 2.2 3.3 105 3.625 1.7 3.8 183 3.1 2.2 3.3 107 0.225 1.7 3.8 184 0.15 1.9 3.3 107 3.725 0.9 0.7 184 4 1.9 4.0 108 0.125 1.1 1.3 427 0.65 3.3 6.3 108 4.075 2.1 4.8 427 4.5 2.9 5.2 109 0.375 1.8 4.0 428 0.15 3.4 5.2 109 4.45 0.8 0.9 428 3.1 3.4 4.9 110 0.125 0.5 0.2 429 0.3 6.1 7.8 110 3.625 0.9 2.1 429 2.8 6.1 7.5 112 0.225 0.9 2.1 432 0.65 4.7 8.8 112 3.725 0.5 0.2 432 4.5 4.0 7.3 113 0.125 0.8 1.0 433 0.15 4.9 7.4 113 4.075 1.5 3.6 433 3.1 4.9 6.9 144 0.5 3.2 6.8 434 0.3 8.7 11.0 144 4.35 3.2 5.6 434 2.8 8.7 10.8 145 0.225 6.2 7.4 437 0.65 5.0 9.1 145 2.8 6.2 8.6 437 4.5 4.1 7.5 146 0.475 10.8 12.4 438 0.15 5.1 7.8 146 2.775 10.8 12.4 438 3.1 5.1 7.4 147 0.575 6.2 8.6 439 0.3 9.1 11.4 147 3.15 6.2 7.4 439 2.8 9.1 11.2 148 0.225 3.2 5.6 442 0.65 4.9 8.1 148 4.075 3.2 6.8 442 4.5 3.8 6.9 149 0.5 4.1 8.6 443 0.15 5.0 7.6 149 4.35 4.1 7.2 443 3.1 5.0 7.3 150 0.225 8.0 9.5 444 0.3 8.3 10.5 150 2.8 8.0 11.0 444 2.8 8.3 10.3 151 0.475 13.7 15.8 447 0.65 4.0 6.6 151 2.775 13.7 15.8 447 4.5 2.8 4.8 152 0.575 8.0 11.0 448 0.15 2.6 4.1 152 3.15 8.0 9.5 448 3.1 2.6 3.6 153 0.225 4.1 7.2 449 0.3 6.2 7.1 153 4.075 4.1 8.6 449 2.8 6.2 8.4 154 0.5 3.8 8.0 154 4.35 3.8 6.7 155 0.225 7.4 8.8 155 2.8 7.4 10.2 156 0.475 12.7 14.5 156 2.775 12.6 14.5 157 0.575 7.4 10.2 157 3.15 7.4 8.8 158 0.225 3.8 6.7 158 4.075 3.8 8.0 159 0.5 3.0 6.3 159 4.35 3.0 5.4 Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 95 160 0.225 5.8 7.0 160 2.8 5.8 8.0 161 0.475 9.6 11.0 161 2.775 9.6 11.0 162 0.575 5.8 8.0 162 3.15 5.8 7.0 163 0.225 3.0 5.4 163 4.075 3.0 6.3 164 0.5 1.9 4.3 164 4.35 1.9 3.0 165 0.225 3.4 3.6 165 2.8 3.4 5.2 166 0.475 6.9 8.0 166 2.775 6.9 8.0 167 0.575 3.4 5.2 167 3.15 3.4 3.6 168 0.225 1.9 3.0 168 4.075 1.9 4.3 \\ MOD. A \\ PORTICO 2 Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 96 Los desplazamientos están en centímetros. TABLA: Desplazamientos de CM Nudo ESTADO DX DY Drx Dry Nivel cm cm cm Cm 1ºNIV SIS X 1.0 0.0 1.0 0.0 356 SIS Y 0.0 1.0 0.0 1.0 2ºNIV SIS X 3.0 0.0 1.9 0.0 357 SIS Y 0.0 3.0 0.0 2.0 3ºNIV SIS X 5.0 0.0 2.0 0.0 358 SIS Y 0.0 5.4 0.0 2.4 4ºNIV SIS X 6.7 0.0 1.7 0.0 359 SIS Y 0.0 7.6 0.0 2.3 5ºNIV SIS X 7.9 0.0 1.2 0.0 360 SIS Y 0.0 9.6 0.0 2.0 5.6. ANALISIS SISMICO MODULO B. i) ANALISIS SISMICO METODO ESTATICO. Los pesos están dados por cada nivel, el subíndice indica el nivel. Las unidades se encuentran en toneladas. P1 P2 P3 P4 P5 PTOTAL 358.2 340.4 340.3 346.3 215.6 1599.7 ii) COEFICIENTES Y FACTORES SISMICOS Se presentan los coeficientes y factores sísmicos, así como la fuerza cortante en la base por cada dirección de análisis, dirección X-X (ejes alfabéticos) y dirección Y- Y(ejes numéricos). Coeficiente y Factores Sísmicos X-X Y-Y Factor de Zona (Z) 0.40 0.40 Factor de Uso (U) 1.50 1.50 Factor de Suelo (S) 1.20 1.20 Factor de Amplif.Resp (C) 2.50 2.50 Factor Reducción (R) 7.00 7.00 Fuerza Cortante Base V 411.4 411.4 iii) ANALISIS MODAL (NORMA E-030 -2003) Los valores de Masa Translacional y la Inercia Rotacional de la estructura, en cada uno de los niveles considerados como diafragmas rígidos; son los siguientes: NIV. Inercia Traslacional Inercia Rotacional 5 22.0 1220.6 4 35.2 2239.2 3 34.7 2144.8 2 34.7 2145.5 1 36.5 2384.6 Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 97 \\ MOD. B \\ ESTRUCTURA iv) CARACTERISTICAS MODALES DEL EDIFICIO Se determina los periodos de la estructura, así como la masa participante en cada dirección independiente de análisis. Módulo B. TABLA: Porcentaje de Masa Participante ANALISIS MODO Period En X Sum-X En Y Sum-Y Rot-Z Sum Rot-X Rot-Y Sec Rot-Z MODAL 1 0.536 56.1% 56.1% 0.0% 0.0% 20.5% 20.5% 0.0% 72.7% MODAL 2 0.512 0.0% 56.1% 80.1% 80.1% 0.0% 20.5% 98.5% 0.0% MODAL 3 0.338 21.9% 77.9% 0.0% 80.1% 57.7% 78.2% 0.0% 25.0% MODAL 4 0.140 11.7% 89.6% 0.0% 80.1% 4.8% 83.0% 0.0% 1.2% MODAL 5 0.122 0.0% 89.6% 16.3% 96.5% 0.0% 83.0% 1.2% 0.0% MODAL 6 0.087 5.0% 94.6% 0.0% 96.5% 11.7% 94.7% 0.0% 0.4% MODAL 7 0.065 3.2% 97.8% 0.0% 96.5% 2.0% 96.7% 0.0% 0.5% MODAL 8 0.052 0.0% 97.8% 2.9% 99.4% 0.0% 96.7% 0.2% 0.0% MODAL 9 0.042 1.7% 99.5% 0.0% 99.4% 0.6% 97.2% 0.0% 0.2% MODAL 10 0.040 0.1% 99.6% 0.0% 99.4% 2.1% 99.3% 0.0% 0.0% MODAL 11 0.031 0.3% 99.9% 0.0% 99.4% 0.0% 99.4% 0.0% 0.0% MODAL 12 0.031 0.0% 99.9% 0.5% 99.9% 0.0% 99.4% 0.0% 0.0% MODAL 13 0.027 0.1% 100.0% 0.0% 99.9% 0.5% 99.9% 0.0% 0.0% MODAL 14 0.023 0.0% 100.0% 0.1% 100.0% 0.0% 99.9% 0.0% 0.0% MODAL 15 0.020 0.0% 100.0% 0.0% 100.0% 0.1% 100.0% 0.0% 0.0% Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 98 La Fuerza Cortante en la Base para el Módulo B: TABLA: Cortante en la Base ANALISIS Modo FX FY MZ MX MY Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m MODAL 1 235.78 0.00 1126.14 -0.00 3422.00 MODAL 2 0.00 337.09 -0.00 -4762.01 0.00 MODAL 3 92..06 0.00 -1181.67 -0.00 1253.42 MODAL 4 49.00 0.00 247.86 -0.00 204.28 MODAL 5 0.00 68.66 -0.00 -241.09 0.00 MODAL 6 21.04 0.00 -254.25 0.00 72.15 MODAL 7 13.28 0.00 83.56 -0.00 65.53 MODAL 8 0.00 12.37 0.00 -43.06 0.00 MODAL 9 7.35 0.00 -32.83 -0.00 27.51 MODAL 10 0.46 0.00 15.96 -0.00 1.79 MODAL 11 1.25 0.00 3.03 -0.00 4.93 MODAL 12 0.00 2.17 0.00 -5.56 0.00 MODAL 13 0.32 0.00 -6.72 -0.00 0.77 MODAL 14 0.00 0.30 -0.00 -0.81 0.00 MODAL 15 0.05 0.00 -1.08 -0.00 0.17 SX 263.5 0.0 1634.4 4769.1 SY 0.0 344.5 0.0 3704.0 El Cortante en la base será como mínimo el 80% V=329.1 Ton. Se tendrá que escalar el cortante en: * Para el Sentido X: 329.1/263.5 = 1.25 * Para el Sentido Y: 329.1/344.5 = 1.00 Los desplazamientos están en centímetros. TABLA: Desplazamientos de CM Nudo ESTADO DX DY Drx Dry Nivel Cm Cm Cm Cm 1ºNIV SIS X 1.2 0.0 1.2 0.0 1151 SIS Y 0.0 2.1 0.0 2.1 2ºNIV SIS X 3.0 0.0 1.9 0.0 1090 SIS Y 0.0 4.2 0.0 2.1 3ºNIV SIS X 5.1 0.0 2.0 0.0 1083 SIS Y 0.0 6.5 0.0 2.3 4ºNIV SIS X 7.1 0.0 2.0 0.0 266 SIS Y 0.0 8.8 0.0 2.3 5ºNIV SIS X 9.5 0.0 2.4 0.0 262 SIS Y 0.0 11.0 0.0 2.2 Análogamente con lo realizado en el Módulo “A”, se presentan los valores reflejados del análisis para la hipótesis de sismo, primeramente en los elementos columna y luego en los elementos viga de los pórticos característicos “F” y “7” del Módulo “B”, en ambos sentidos X-X y Y-Y. Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 99 \\ MOD. B \\ PORTICO F TABLA: Fzas en elementos tipo Portico- COLUMNAS - PLACAS ANALISIS EN X ANALISIS EN Y ELEM. Ps Vx Mx Vy My Ps Vx Mx Vy My Ton Ton Ton-m Ton Ton-m Ton Ton Ton-m Ton Ton-m 7 i 62.5 0.8 0.6 0.5 7.5 23.2 0.0 0.1 4.4 39.1 7 j 62.5 0.8 1.8 0.5 6.7 23.2 0.0 0.1 4.4 25.6 8 i 63.7 1.2 3.1 1.1 8.6 25.9 0.1 0.1 5.9 31.4 8 j 63.7 1.2 0.8 1.1 5.6 25.9 0.1 0.1 5.9 13.5 9 i 43.0 1.8 3.4 11.1 24.9 15.1 0.1 0.1 10.6 29.4 9 j 43.0 1.8 2.3 11.1 10.3 15.1 0.1 0.1 10.6 5.9 10 i 21.8 1.8 2.9 8.2 13.6 7.3 0.1 0.1 8.0 15.5 10 j 21.8 1.8 2.8 8.2 12.2 7.3 0.1 0.1 8.0 10.8 11 i 7.5 1.5 2.2 6.1 8.7 2.4 0.0 0.1 6.3 8.4 11 j 7.5 1.5 2.4 6.1 10.7 2.4 0.0 0.1 6.3 12.1 12 i 2.3 1.6 1.9 4.7 4.9 0.7 0.1 0.1 5.5 4.6 12 j 2.3 1.6 3.0 4.7 10.0 0.7 0.1 0.2 5.5 12.9 55 i 22.4 9.5 8.6 0.4 0.2 2.7 0.0 0.0 0.8 0.4 55 j 22.4 9.5 21.5 0.4 1.0 2.7 0.0 0.0 0.8 2.2 56 i 21.2 6.6 24.4 0.9 2.1 2.4 0.1 0.1 2.4 4.8 56 j 21.2 6.6 4.7 0.9 0.8 2.4 0.1 0.1 2.4 2.9 57 i 17.3 5.1 13.2 1.3 2.4 1.9 0.1 0.2 1.5 2.5 57 j 17.3 5.1 3.8 1.3 1.8 1.9 0.1 0.1 1.5 2.3 58 i 12.3 5.1 8.7 1.4 2.3 1.4 0.1 0.1 2.0 3.2 58 j 12.3 5.1 7.8 1.4 2.3 1.4 0.1 0.2 2.0 3.1 Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 100 59 i 7.4 4.1 4.5 1.2 1.9 0.9 0.1 0.1 1.8 2.8 59 j 7.4 4.1 9.0 1.2 2.0 0.9 0.1 0.1 1.8 2.8 60 i 3.2 2.9 1.9 1.5 1.9 0.6 0.1 0.2 2.4 3.1 60 j 3.2 2.9 7.7 1.5 2.8 0.6 0.1 0.3 2.4 4.3 61 i 5.9 0.8 0.7 0.3 0.7 3.6 0.0 0.0 1.6 3.5 61 j 5.9 0.8 1.9 0.3 0.3 3.6 0.0 0.1 1.6 1.4 62 i 5.7 3.4 6.4 0.9 1.8 3.3 0.1 0.1 3.8 6.8 62 j 5.7 3.4 4.3 0.9 1.1 3.3 0.1 0.1 3.8 5.3 63 i 4.4 5.2 8.7 2.1 3.6 2.6 0.1 0.2 5.4 8.9 63 j 4.4 5.2 7.7 2.1 3.1 2.6 0.1 0.2 5.4 8.2 64 i 3.0 5.6 8.8 2.3 3.6 1.7 0.2 0.3 5.9 9.3 64 j 3.0 5.6 8.8 2.3 3.7 1.7 0.2 0.3 5.9 9.3 65 i 1.6 5.0 7.8 2.2 3.4 0.8 0.2 0.3 5.6 8.9 65 j 1.6 5.0 8.0 2.2 3.4 0.8 0.2 0.3 5.6 8.8 66 i 0.6 5.4 7.5 2.5 3.5 0.5 0.3 0.4 6.8 9.6 66 j 0.6 5.4 9.5 2.5 4.4 0.5 0.3 0.5 6.8 11.8 67 i 0.0 0.8 0.6 0.0 0.0 20.9 0.0 0.0 2.1 4.4 67 j 0.0 0.8 1.9 0.0 0.0 20.9 0.0 0.0 2.1 2.4 68 i 0.0 2.9 5.8 0.0 0.0 20.9 0.0 0.0 2.3 5.1 68 j 0.0 2.9 3.5 0.0 0.0 20.9 0.0 0.0 2.3 2.3 69 i 0.0 4.6 7.8 0.0 0.0 17.0 0.0 0.0 3.0 5.3 69 j 0.0 4.6 6.7 0.0 0.0 17.0 0.0 0.0 3.0 4.2 70 i 0.0 4.9 7.8 0.0 0.0 12.1 0.0 0.0 3.1 5.0 70 j 0.0 4.9 7.8 0.0 0.0 12.1 0.0 0.0 3.1 4.8 71 i 0.0 4.5 7.0 0.0 0.0 7.3 0.0 0.0 2.9 4.5 71 j 0.0 4.5 7.3 0.0 0.0 7.3 0.0 0.0 2.9 4.6 72 i 0.0 4.8 6.7 0.0 0.0 2.6 0.0 0.0 3.4 4.7 72 j 0.0 4.8 8.4 0.0 0.0 2.6 0.0 0.0 3.4 6.1 73 i 5.9 0.8 0.7 0.3 0.7 3.6 0.0 0.0 1.6 3.5 73 j 5.9 0.8 1.9 0.3 0.3 3.6 0.0 0.1 1.6 1.4 74 i 5.7 3.4 6.4 0.9 1.8 3.3 0.1 0.1 3.8 6.8 74 j 5.7 3.4 4.3 0.9 1.1 3.3 0.1 0.1 3.8 5.3 75 i 4.4 5.2 8.7 2.1 3.6 2.6 0.1 0.2 5.4 8.9 75 j 4.4 5.2 7.7 2.1 3.1 2.6 0.1 0.2 5.4 8.2 76 i 3.0 5.6 8.8 2.3 3.6 1.7 0.2 0.3 5.9 9.3 76 j 3.0 5.6 8.8 2.3 3.7 1.7 0.2 0.3 5.9 9.3 77 i 1.6 5.0 7.8 2.2 3.4 0.8 0.2 0.3 5.6 8.9 77 j 1.6 5.0 8.0 2.2 3.4 0.8 0.2 0.3 5.6 8.8 78 i 0.6 5.4 7.5 2.5 3.5 0.5 0.3 0.4 6.8 9.6 78 j 0.6 5.4 9.5 2.5 4.4 0.5 0.3 0.5 6.8 11.8 79 i 22.4 9.5 8.6 0.4 0.2 2.7 0.0 0.0 0.8 0.4 79 j 22.4 9.5 21.5 0.4 1.0 2.7 0.0 0.0 0.8 2.2 80 i 21.2 6.6 24.4 0.9 2.1 2.4 0.1 0.1 2.4 4.8 80 j 21.2 6.6 4.7 0.9 0.8 2.4 0.1 0.1 2.4 2.9 81 i 17.3 5.1 13.2 1.3 2.4 1.9 0.1 0.2 1.5 2.5 81 j 17.3 5.1 3.8 1.3 1.8 1.9 0.1 0.1 1.5 2.3 82 i 12.3 5.1 8.7 1.4 2.3 1.4 0.1 0.1 2.0 3.2 82 j 12.3 5.1 7.8 1.4 2.3 1.4 0.1 0.2 2.0 3.1 83 i 7.4 4.1 4.5 1.2 1.9 0.9 0.1 0.1 1.8 2.8 83 j 7.4 4.1 9.0 1.2 2.0 0.9 0.1 0.1 1.8 2.8 84 i 3.2 2.9 1.9 1.5 1.9 0.6 0.1 0.2 2.4 3.1 84 j 3.2 2.9 7.7 1.5 2.8 0.6 0.1 0.3 2.4 4.3 115 i 10.1 0.7 0.6 0.3 0.6 16.9 0.0 0.0 1.7 3.6 115 j 10.1 0.7 1.6 0.3 0.3 16.9 0.0 0.0 1.7 1.8 116 i 9.6 2.8 5.3 1.0 1.9 15.3 0.0 0.0 4.8 8.2 116 j 9.6 2.8 3.6 1.0 1.3 15.3 0.0 0.1 4.8 6.9 117 i 7.9 4.2 7.0 2.2 3.7 12.5 0.1 0.1 6.6 10.7 117 j 7.9 4.2 6.2 2.2 3.3 12.5 0.1 0.1 6.6 10.0 118 i 5.7 4.5 7.0 2.4 3.8 9.3 0.1 0.1 7.1 11.3 118 j 5.7 4.5 7.0 2.4 3.8 9.3 0.1 0.1 7.1 11.2 119 i 3.6 4.0 6.3 2.2 3.4 6.2 0.1 0.1 6.8 10.8 119 j 3.6 4.0 6.4 2.2 3.5 6.2 0.1 0.1 6.8 10.6 Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 101 120 i 1.9 4.4 6.0 2.4 3.4 3.4 0.1 0.2 8.1 11.5 120 j 1.9 4.4 7.7 2.4 4.1 3.4 0.1 0.2 8.1 14.0 169 i 15.1 0.2 0.2 6.7 32.3 7.7 0.1 0.1 4.0 176.7 169 j 15.1 0.2 0.6 6.7 50.7 7.7 0.1 0.2 4.0 182.9 170 i 14.0 2.4 4.3 4.7 54.7 6.9 0.3 0.4 38.9 201.2 170 j 14.0 2.4 3.3 4.7 56.7 6.9 0.3 0.4 38.9 82.3 171 i 11.4 3.4 5.6 17.7 65.4 5.6 0.4 0.6 30.7 114.4 171 j 11.4 3.4 5.2 17.7 14.4 5.6 0.4 0.6 30.7 28.1 172 i 8.1 3.6 5.7 11.4 24.7 4.0 0.4 0.6 25.7 60.4 172 j 8.1 3.6 5.7 11.4 15.8 4.0 0.4 0.7 25.7 30.2 173 i 4.7 3.3 5.2 6.9 10.0 2.4 0.4 0.6 18.5 24.9 173 j 4.7 3.3 5.3 6.9 21.1 2.4 0.4 0.6 18.5 41.4 174 i 1.6 3.7 5.1 2.5 10.6 1.0 0.5 0.7 10.1 9.3 174 j 1.6 3.7 6.4 2.5 9.4 1.0 0.5 0.8 10.1 31.6 266 i 2.0 0.1 0.1 0.0 0.0 4.5 0.0 0.0 0.1 0.1 266 j 2.0 0.1 0.1 0.0 0.1 4.5 0.0 0.0 0.1 0.3 267 i 1.6 0.4 0.7 0.2 0.3 4.1 0.0 0.0 0.9 1.4 267 j 1.6 0.4 0.7 0.2 0.3 4.1 0.0 0.1 0.9 1.3 268 i 1.1 0.5 0.8 0.3 0.5 2.9 0.1 0.1 0.8 1.2 268 j 1.1 0.5 0.8 0.3 0.5 2.9 0.1 0.1 0.8 1.2 269 i 0.7 0.5 0.8 0.4 0.6 1.9 0.1 0.1 0.9 1.4 269 j 0.7 0.5 0.8 0.4 0.5 1.9 0.1 0.1 0.9 1.4 270 i 0.2 0.5 0.8 0.4 0.5 0.6 0.1 0.1 0.9 1.4 270 j 0.2 0.5 0.8 0.4 0.6 0.6 0.1 0.1 0.9 1.5 \\ MOD. B \\ PORTICO 7 Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 102 TABLA: Elementos Tipo Pórtico VIGAS ANALISIS EN X ANALISIS EN Y ELEM. Xi V M ELEM. Xi V M m Ton Ton-m m Ton Ton-m 86 0.225 0.8 1.8 245 0.575 2.7 4.2 86 4.725 0.8 1.8 245 4.425 2.1 3.8 87 0.225 0.8 1.8 249 0.575 1.8 7.6 87 4.725 0.8 1.8 249 4.425 3.6 6.5 90 0.225 2.2 4.9 253 0.575 3.9 9.3 90 4.725 2.2 5.1 253 4.425 4.4 8.0 91 0.225 2.2 5.1 257 0.575 4.3 9.4 91 4.725 2.2 4.9 257 4.425 4.5 8.3 94 0.225 2.9 6.4 260 0.575 4.7 9.1 94 4.725 2.9 6.6 260 4.425 4.5 8.2 95 0.225 2.9 6.6 374 0.15 2.4 3.6 95 4.725 2.9 6.4 374 3.1 2.4 3.4 98 0.225 2.9 6.5 375 0.3 4.0 5.2 98 4.725 2.9 6.7 375 2.85 4.0 5.1 99 0.225 2.9 6.7 376 1.3 2.8 4.3 99 4.725 2.9 6.5 376 3.825 2.8 2.7 102 0.225 2.8 6.2 377 0.15 0.5 0.3 102 4.725 2.8 6.3 377 2.375 0.5 1.4 103 0.225 2.8 6.3 378 0.575 4.6 7.6 103 4.725 2.8 6.2 378 4.425 3.6 6.1 106 0.225 1.6 3.5 379 0.15 4.2 6.3 106 4.725 1.6 3.8 379 3.1 4.2 6.0 107 0.225 1.6 3.8 380 0.3 7.1 9.1 107 4.725 1.6 3.5 380 2.85 7.1 9.1 515 0.500 1.1 2.3 381 1.3 5.1 7.8 515 4.350 1.1 2.1 381 3.825 5.1 5.0 516 0.225 1.1 2.1 382 0.15 1.2 0.1 516 4.075 1.1 2.3 382 2.375 1.2 2.8 519 0.500 3.6 7.4 384 0.15 5.1 7.7 519 4.350 3.6 6.4 384 3.1 5.1 7.3 520 0.225 3.6 6.4 385 0.3 8.5 10.9 520 4.075 3.6 7.4 385 2.85 8.5 10.8 523 0.500 4.5 9.2 386 1.3 5.9 9.2 523 4.350 4.5 8.1 386 3.825 5.9 5.6 524 0.225 4.5 8.1 387 0.15 0.7 0.9 524 4.075 4.5 9.2 387 2.375 0.7 2.4 527 0.500 4.5 9.2 389 0.15 5.3 8.0 527 4.350 4.5 8.1 389 3.1 5.3 7.6 528 0.225 4.5 8.1 390 0.3 8.7 11.1 528 4.075 4.5 9.2 390 2.85 8.7 11.1 531 0.500 4.1 8.3 391 1.3 6.1 9.6 531 4.350 4.1 7.5 391 3.825 6.1 5.9 532 0.225 4.1 7.5 392 0.15 0.8 0.8 532 4.075 4.1 8.3 392 2.375 0.8 2.6 535 0.500 2.9 6.3 394 0.15 5.5 8.3 535 4.350 2.9 4.8 394 3.1 5.5 8.0 536 0.225 2.9 4.8 395 0.3 8.5 11.0 536 4.075 2.9 6.3 395 2.85 8.5 10.8 396 1.3 6.0 9.3 396 3.825 6.0 5.9 397 0.15 0.2 1.0 397 2.375 0.2 1.4 399 0.15 2.9 4.6 399 3.1 2.9 4.1 400 0.3 6.6 7.7 400 2.85 6.6 9.2 401 1.225 4.8 8.2 401 3 825 4 8 4 3 Capítulo V Análisis Sísmico _________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 103 5.7. ANALISIS SISMICO MODULOS D y E. i) ANALISIS SISMICO METODO ESTATICO. Las unidades se encuentran en toneladas. MODULO D MODULO E P1 PSIS P1 PSIS 130.6 130.6 134.9 134.9 ii) COEFICIENTES Y FACTORES SISMICOS Se presentan los coeficientes y factores sísmicos para cada dirección de análisis, dirección X-X (ejes alfabéticos) y dirección Y-Y(ejes numéricos). Coeficiente y Factores Sísmicos X-X Y-Y Factor de Zona (Z) 0.40 0.40 Factor de Uso (U) 1.50 1.50 Factor de Suelo (S) 1.20 1.20 Factor de Amplif.Resp (C) 2.50 2.50 Factor Reducción (R) 6.00 6.00 Fza Cortante Base V (MOD. D) 39.2 39.2 Fza Cortante Base V (MOD. E) 40.5 40.5 \\ MODULO D \\ ESTRUCTURA Capítulo V Análisis Sísmico ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 105 \\ MODULO D \\ ESTRUCTURA iii) ANALISIS MODAL (NORMA E-030 -2003) Los valores de Masa Translacional y la Inercia Rotacional de la estructura, en cada uno de los diafragmas rígidos son: NIV. Inercia Traslacional Inercia Rotacional MÓDULO D 1 13.3 406.9 MODULO E 1 13.7 440.4 iv) CARACTERISTICAS MODALES DEL EDIFICIO Se determina los periodos de la estructura, así como la masa participante en cada dirección independiente de análisis. Capítulo V Análisis Sísmico ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 106 TABLA: Porcentaje de Masa Participante ANALISIS MODO Period En X Sum-X En Y Sum-Y Rot-Z Sum Rot-X Rot-Y Sec Rot-Z MODULO “D” MODAL 1 0.069 97.6 97.6 0.5 0.5 1.9 1.9 0.5 97.6 MODAL 2 0.061 0.8 98.4 97.4 97.9 1.8 3.7 97.4 0.8 MODAL 3 0.046 1.6 100.0 2.1 100.0 96.3 100.0 2.1 1.6 MODULO “E” MODAL 1 0.060 97.6 97.6 0.0 0.0 2.4 2.4 0.0 97.6 MODAL 2 0.047 1.6 99.2 37.3 37.3 61.1 63.5 37.3 1.6 MODAL 3 0.046 0.8 100.0 62.7 100.0 36.5 100.0 62.7 0.8 La Fuerza Cortante en la Base: TABLA: Cortante en la Base ANALISIS Modo FX FY MZ MX MY Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m MODULO “D” MODAL 1 38.2 -2.7 -404.9 8.4 120.2 MODAL 2 0.3 3.4 23.8 -10.6 0.9 MODAL 3 0.6 -0.7 -12.1 2.3 2.0 SIS-X All 38.3 3.4 397.2 10.8 120.7 MODAL 1 -2.7 0.2 28.2 0.6 -8.4 MODAL 2 3.4 38.1 268.5 -120.0 10.6 MODAL 3 -0.7 0.8 13.8 -2.6 -2.3 SIS-Y All 3.4 38.3 282.4 120.5 10.8 MODULO “E” MODAL 1 39.4 -0.2 -397.2 0.7 123.8 MODAL 2 0.6 3.1 18.2 -9.8 2.0 MODAL 3 0.3 -2.9 -26.1 9.0 1.0 SIS-X All 39.5 1.1 397.9 2.8 124.2 MODAL 1 -0.2 0.0 2.4 0.0 -0.7 MODAL 2 3.1 15.0 88.0 -47.3 9.8 MODAL 3 -2.9 25.3 229.5 -79.6 9.0 SIS-Y All 0.9 39.9 315.2 125.7 2.8 El Cortante Mínimo en la base será 80% V=31.3 Ton. (Mód. D) El Cortante Mínimo en la base será 80% V=32.4 Ton. (Mód. E) Los desplazamientos están en centímetros. TABLA: Desplazamientos de CM Nudo ESTADO DX DY Drx Dry Nivel cm cm cm Cm MODULO “D” 1ºNIV SIS X 0.2 0.0 0.2 0.0 1ºNIV SIS Y 0.0 0.2 0.0 0.2 MODULO “E” 1ºNIV SIS X 0.2 0.0 0.2 0.0 1ºNIV SIS Y 0.0 0.1 0.0 0.1 Capítulo V Análisis Sísmico ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 107 5.8. ANALISIS SISMICO DEL TANQUE ELEVADO Y EL FUSTE La evaluación sísmica del tanque elevado y fuste se basa en la práctica dispuesta por la Norma E.030. Se establecen sus metrados de cargas, de igual modo el peso propio de las secciones integrantes, se juzga la presencia de piso terminado como de sobrecarga viva, en los descansos y gradas, empotrados en la columna central circular de 70 cmts. de diámetro y el fuste que desarrolla 7 / 8 de circunferencia (315°), de acuerdo a la arquitectura, como se muestra en la figura. Modelaje del Reservorio El metrado de pesos para cada nivel “i”, concentra las respectivas cargas de gravedad de la mitad inferior del nivel “i” y superior del nivel “i-1”. Se agrega 1.20 m. a la altura del nivel “0”, por incumbir a la cimentación, cuyo metrado no se considera por apoyarse sobre el terreno. 5.8.1. GEOMETRIA Y GENERALIDADES El tanque elevado de forma cilíndrica con radio de 2.00 m. y espesor de 25 cms.; en planta, las losas de fondo y de tapa tienen igual dimensión, variando sus espesores de 25 Capítulo V Análisis Sísmico ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 108 y 20 cms, respectivamente. El tanque se encuentra soportado por un fuste de concreto armado de forma tubular, de también 25 cms. de espesor. La altura del tanque elevado se delimita a partir del volumen mínimo a almacenar, la tercera parte del máximo consumo diario, 18.75 m³, a la que adicionaremos 45 cmts. libres de acuerdo a Reglamento. V = ( 1 / 3 ) x 18.75 m³ = 6.25 m³ ===> 6.25 = π x (2.00)² x h h = 0.4974 + 0.45 ===> ≈ 0.55 + 0.45 ≈ 1.00 mts. V = π x (2.00)² x 0.55 = 6.91 m³ 5.8.2. METRADO DE PESOS Peso 1 • CARGA MUERTA h = 3.15 / 2 +3.15 / 2 = 3.15 − Fuste = 7/8 π x (Re² - Ri²) x h x 2.40 = 7/8 π x (2.25² - 2.00²) x 3.15 x 2.40 = 22.08 Tn. − Columna Central = π x (0.35²) x 3.15 x 2.40 = 02.91 Tn. − Escaleras y descansos = π x (2.00²) x 0.10 x 2.40 = 03.02 Tn. − Viguetas Transversales = 10 (1.85 x 0.10 x .1722 x 2.40 ) = 00.77 Tn. = 10 (1.85 x 0.10 x .1722 x 2.40 ) = 00.77 Tn. − Piso Terminado = π x (2.00²) x 0.10 = 01.26 Tn. 30.81 Tn. • CARGA VIVA = π x (2.00²) x 0.30 = 3.77 Tn. Pesos 2, 3, 4 y 5 • CARGA MUERTA h = 3.15 / 2 + 3.15 / 2 = 3.15 − Fuste = 7/8 π x (2.25² - 2.00²) x 3.15 x 2.40 = 22.08 Tn. − Columna Central = π x (0.35²) x 3.15 x 2.40 = 02.91 Tn. − Escaleras y descansos = π x (2.00²) x 0.10 x 2.40 = 03.02 Tn. − Viguetas Transversales = 20 (1.85 x 0.10 x .1722 x 2.40 ) = 01.53 Tn. − Piso Terminado = π x (2.00²) x 0.10 = 01.26 Tn. 30.80 Tn. • CARGA VIVA = π x (2.00²) x 0.30 = 3.77 Tn. Peso 6 • CARGA MUERTA h = 3.15 / 2 + 2.00 / 2 = 2.575 − Fuste = 7/8 π x (2.25² - 2.00²) x 2.575 x 2.40 = 18.05 Tn. − Columna Central = π x (0.35²) x 2.575 x 2.40 = 02.38 Tn. − Escaleras y descansos = π x (2.00²) x 0.10 x 2.40 = 03.02 Tn. − Viguetas Transversales = 10 (1.85 x 0.10 x .1722 x 2.40 ) = 00.77 Tn. Capítulo V Análisis Sísmico ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 109 − Piso Terminado = π x (2.00²) x 0.10 = 01.26 Tn. − Techo circ. h = 0.20 = 7/8 π x (2.00²) x 0.20 x 2.40 = 05.28 Tn. 30.76 Tn. • CARGA VIVA − s/c escalera = 0.30 = π x (2.00²) x 0.30 = 3.77 Tn. − s/c azotea = 0.15 = 7/8 π x (2.00²) x 0.15 = 01.65 Tn. 5.42 Tn. Peso 7 • CARGA MUERTA − Fuste = π x (2.25² - 2.00²) x 1.00 x 2.40 = 8.01 Tn. Peso 8 • CARGA MUERTA − Losa de fondo de cuba = π x (2.25²) x 0.25 x 2.40 = 9.54 Tn. Peso 9 • CARGA MUERTA − Cuba = π x (2.25² - 2.00²) x 1.00 x 2.40 = 8.01 Tn. - Agua = π x (2.00)² x 0.55 m³ x 1.00 Tn / m³ = 6.91 Tn. 14.92 Tn. Peso 10 • CARGA MUERTA − Losa de fondo de cuba = π x (2.25²) x 0.20 x 2.40 = 7.63 Tn. • CARGA VIVA − s/c azotea = 0.15 = π x (2.25²) x 0.15 = 2.38 Tn. Capítulo V Análisis Sísmico ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 110 5.8.3. PESO DE TOTAL DE LA ESTRUCTURA El tanque elevado puede situarse en la Categoría “A”. Para confeccionar el cuadro resumen, que nos permita evaluar la totalidad de peso de la estructura tanque, se estimó en cada nivel la Carga Muerta más un 50 % de Carga Viva : Nivel Peso C.M. Peso C.V. C.M.+0,5 C.V. 9 7.63 2.38 8.820 20.300 mt 8 14.92 0.00 14.920 19.700 mt 7 9.54 0.00 9.540 19.075 mt 6 8.01 0.00 8.010 17.950 mt 5 30.79 5.72 33.650 15.375 mt 4 30.80 3.77 32.685 12.225 mt 3 30.80 3.77 32.685 9.075 mt 2 30.80 3.77 32.685 5.925 mt 1 30.81 3.77 32.695 2.775 mt 205.690 Altura 5.8.4. ANALISIS ESTATICO DEL TANQUE Y DEL FUSTE El periodo T para elementos resistentes (escaleras) h n 23.55 T = = = 0.523 seg. C T 45 Coeficiente de amplificación sísmica : Tp . C = 2.5 x . T , C ≤ 2.5 (5.2.) El periodo T = 0.523 seg. y del suelo Tp = 0.6 , 0.60 C = 2.5 * 0.523 ==> 2.5 límite, - Fuerza Cortante de la Estructura en la base : Factor de zona: Zona 3 Z = 0.4 Factor de uso é importancia: Categoría A U = 1.5 Factor de suelo: Suelo Intermedio S = 1.2 Coef. de amplificación sísmica: C = 2.5 Coef. de reducción de solicitaciones: Edificaciones Esenciales R = 7.0 Z * U * S * C V = x ( P e) (5.1.) R (0.4)(1.5)(1.2)(2.5) V = (205.69) => 0.2571 (205.69) ==> 52.89 Tn. 7.0 La fuerza cortante, se dividirá en fuerzas horizontales por nivel con la expresión : Capítulo V Análisis Sísmico ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 111 ( P i ) ( h i ) F = f . ( V ) (5.19) Σ ( P i ) ( h i ) Donde : f = 0.85 para reservorios cuya relación altura total (Ht) entre el diámetro del fuste excede de 6.00 f = 1.00 si la relación no excede de 3.00. El remanente de “ V ” se aplica en la cuba. Interpolar linealmente para valores intermedios. R = 16.00 / 4.25 = > 3.765 f = 0.85 R = 6.00 f = ? R = 3.765 === > x 0.765 f = 1.00 R = 3.00 0.15 3.00 x = 0.038 ⇒ f = 0.9618 F ‘ = 0.9618 x 52.891 = 50.871 Tn.; sobrando 2.02 Tn Distribuimos 50.871 Tn. para cada nivel; en el nivel 8, se obtendría un Fi = 6.510 al que adicionamos 2.02 Tn. remanentes, obteniéndose un total 8.530. Luego el cortante ( Vi ) y el valor del momento ( Mto ) deducidos son : Nivel Pi Hi Pi.Hi Fi = % V Vi Mto. 9 8.820 20.300 179.046 3.966 3.966 80.507 8 2.020 14.920 19.700 293.924 6.510 8.530 12.496 168.049 7 9.540 19.075 181.976 4.031 16.527 76.886 6 8.010 17.950 143.780 3.185 19.712 57.165 5 33.650 15.375 517.369 11.460 31.171 176.192 4 32.685 12.225 399.574 8.851 40.022 108.198 3 32.685 9.075 296.616 6.570 46.592 59.623 2 32.685 5.925 193.659 4.290 50.881 25.415 1 32.695 2.775 90.729 2.010 52.891 5.577 205.690 2296.672 50.871 DISTRIBUCION DE FUERZAS ( TANQUE ELEVADO ) ______________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." CAPITULO VI ANALISIS ESTRUCTURAL 6.1. EL METODO DE LA RIGIDEZ 6.1.1. INTRODUCCION Un sistema estructural óptimo, es a la vez competente y de prometedor económico costo, siendo atractivo al satisfacer las exigencias estéticas. El grado de precisión del proceso de análisis, observar la magnitud de la estructura y la posibilidad de conocer las acciones que realmente actuarán sobre ella; un exceso de minuciosidad sólo se justifica de obtenerse ahorro gracias al refinamiento en el análisis. Requisito esencial del elemento estructural es contar con la resistencia suficiente, para finalmente buscar la sencillez constructiva y la uniformidad, estandarizando secciones en el mayor grado posible, lo que conduce a menores tiempos de ejecución é inferiores costos de mano de obra y supervisión. No son convenientes los cambios de sección. Una estructura de concreto, se dimensiona tanto en el aspecto arquitectónico como en el de ingeniería; se diseñan con vida útil de 50 años, su registro de durabilidad prueba que al planearse adecuadamente, tienen tiempos mayores de vida útil. Como regla general se seguirán las recomendaciones del A.C.I. y las Normas Técnicas indicadas. Las múltiples técnicas que explican el análisis elástico de un modelo del sistema estructural indeterminado pueden agruparse en los métodos básicos: (1) El método de la rigidez, donde se observan los desplazamientos (translaciones y rotaciones) como cantidades desconocidas; y (2) El método de flexibilidad, donde las acciones (momentos flectores, fuerzas cortantes y axiales) son consideradas cantidades desconocidas en la formulación del análisis, (3) El método de elementos finitos, en donde determinados miembros estructurales se tratan como una sucesión de fracciones. Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 113 Para el análisis matemático de cualquier sistema físico, primero será necesario formular el modelo reticular idealizado del sistema. Muchos sistemas estructurales pueden estar adecuadamente representados por modelos que pueden ser resueltos mediante la aplicación de las ecuaciones de equilibrio estático (una estructura estáticamente determinada). Sin embargo, para lograr representar cuidadosamente un gran número de modelos estructurales que tengan numerosas deformaciones, es necesario formular un modelo matemático muy restringido para ser resuelto por las ecuaciones de equilibrio estático de por sí (una estructura estáticamente indeterminada). En el análisis de estructuras indeterminadas, adoptando el método de las rigideces ó el de flexibilidades, se establecen y resuelven una serie de ecuaciones independientes y simultáneas en términos de las cantidades desconocidas (acciones o desplazamientos). Los métodos de análisis se desarrollan bajo las suposiciones que existe una relación lineal entre las cargas aplicadas y las correspondientes deformaciones, es decir la validez del principio de superposición. Consecuentemente, el material de la estructura debe obedecer a la Ley de Hooke, los esfuerzos son proporcionales a las deformaciones y no deberá esforzarse más allá del límite elástico. Esta suposición básica implica que las ecuaciones de equilibrio pueden desarrollarse utilizando la geometría deformada del modelo estructural. 1) CONVENCIÓN DE SIGNOS: La siguiente convención de signos será utilizada en el desarrollo del método de la rigidez, y en las aplicaciones de análisis en sistemas planos ortogonales: 1.1. Los momentos de extremo antihorarios que actúan en los extremos de vigas son positivos. 1.2. Las rotaciones de nudo y momentos de nudo antihorarios son positivas. 1.3. Los desplazamientos y fuerzas nodales hacia arriba o hacia la derecha son positivos. 1.4. Los esfuerzos de corte actuando hacia arriba o a la derecha en los extremos de miembro son positivos. Ello implica que la convención asumida es válida para el sistema plano ortogonal, tanto en miembros verticales y/o horizontales. 2) FUERZAS INTERNAS DE EXTREMO EN UNA ESTRUCTURA Una estructura reticular puede estar compuesta por diversos miembros estructurales (vigas, columnas, muros de cortante, etc.) cuyos extremos están sujetos a fuerzas Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 114 internas o esfuerzos, ello debido a la división de la estructura en sub-estructuras. Así mismo es posible trabajar únicamente con los extremos de los miembros. Los pasos del proceso de análisis son: primero separar el sistema estructural y luego, ensamblar la estructura compatibilizando todos sus desplazamientos de los nudos. Para ello es preciso encontrar las matrices de rigidez de los miembros y las matrices de cargas a los que estar supeditado el sistema, para posteriormente con éstas ensamblar la matriz de rigidez de nudo total de la estructura. 3) FUERZAS ELÁSTICAS O RESTAURADORAS DE UN MIEMBRO Estas fuerzas se originan debido a los desplazamientos de sus extremos (Dxj, Dyj, Døj), dependiendo del material y la geometría del miembro. Las fuerzas restauradoras de extremo se pueden calcular para cada grado de libertad, fijando desplazamientos exclusivos para cada uno de ellos (fig. 6.1), después se erige el efecto que producen en la dirección de los grados de libertad considerados. El efecto total se calcula por la superposición de los seis desplazamientos. D xj D yj D øj D xj D yj D øj F X J AE/L 0 0 -AE/L 0 0 D X J F Y J 0 12EI/L³ 6EI/L² 0 -12EI/L³ 6EI/L² D Y J F ø J 0 6EI/L³ 4EI/L 0 -6EI/L² 2EI/L D ø J = F X K -AE/L 0 0 AE/L 0 0 D X K F Y K 0 -12EI/L³ -6EI/L² 0 12EI/L³ -6EI/L² D Y K F ø K 0 6EI/L² 2EI/L 0 -6EI/L² 4EI/L D ø K Esta expresión matemáticamente puede expresarse en forma compacta: { i F j } [ i B j j ] [ i B j k ] { I D j } = X { i F k } [ i B k j ] [ i B k k ] { i D k } El guión superpuesto nos indica que el sistema de coordenadas es local El primer sub-índice representa la dirección. El segundo sub-índice refiere al código de nudo. Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 115 4) MATRIZ DE RIGIDEZ DE MIEMBRO EN COORDENADAS LOCALES CONSIDERANDO TRES GRADOS DE LIBERTAD La matriz de rigidez de un miembro en coordenadas locales, se obtiene de la matriz coeficiente del vector de desplazamientos, o en base a producir unitarios desplazamientos sucesivos exclusivamente para cada grado de libertad. 6.1. Matriz de rigidez de un miembro estructural Extremos I y K rígidos D xj D yj D øj D xj D yj D øj AE/L 0 0 -AE/L 0 0 0 12EI/L³ 6EI/L² 0 -12EI/L³ 6EI/L² 0 6EI/L³ 4EI/L 0 -6EI/L² 2EI/L K = -AE/L 0 0 AE/L 0 0 0 -12EI/L³ -6EI/L² 0 12EI/L³ -6EI/L² 0 6EI/L² 2EI/L 0 -6EI/L² 4EI/L 6.2. Matriz de rigidez de un miembro estructural Extremo J con articulación La matriz de rigidez puede obtenerse aplicando el principio de superposición. D xj D yj D øj D xj D yj D øj AE/L 0 0 -AE/L 0 0 0 3EI/L³ 0 0 -3EI/L³ 3EI/L² 0 0 0 0 0 0 K = -AE/L 0 0 AE/L 0 0 0 -3EI/L³ -6EI/L² 0 3EI/L³ -3EI/L² 0 3EI/L² 2EI/L 0 -3EI/L² 3EI/L 6.3. Matriz de rigidez de un miembro estructural Juzgando la deformación por cortante, para elementos tipo muros de corte y como también vigas de corte, cuya estructura matemática en coordenadas locales es: D xj D yj D øj D xj D yj D øj S 1 0 0 -S 1 0 0 0 S 2 S 3 0 -S 2 S 3 0 S 3 S 5 0 -S 3 S 4 K = -S 1 0 0 S 1 0 0 0 -S 2 -S 3 0 S 2 -S 3 0 S 3 S 3 0 -S 3 S 5 Donde cada expresión constituye: Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 116 S 1 = AE / L S 4 = (2-ß).EI / [ (1+ß).L ] S 2 = 12 EI / [ (1+ß).L3 ] S 5 = (4+ß).EI / [ (1+ß).L ] S 3 = 6 EI / [ (1+ß).L2 ] ß = 12.EI / [ G.ARw.L2 ] Cada parámetro representa: ARw = Area bruta / Ff E = Módulo de elasticidad del material. G = Módulo de rigidez G = E / [2(1+v)] v = Relación de Poisson, 1/6 para el concreto Ff = Factor de forma que depende de la sección. 5) FUERZAS EQUIVALENTES DE EXTREMO Los miembros de una estructura pueden estar orientados en cualquier dirección. Los vectores de fuerzas y desplazamientos tienen los mismos cosenos directores que el vector posición. Entonces basta con calcular los cosenos directores del miembro geométricamente y mediante una transformación de coordenadas, por rotación de coordenadas locales obtenemos las componentes en coordenadas globales y D yj F yj ym y D oj F oj D xj F xj F xk D ok F ok D yk F yk D xk xm Fig. 6.2. La longitud del miembro I-ésimo es: Li = [ (Xk - Xj)² + (Yk - Yi)² ]^ 0.5 y sus cosenos directores son: cx = cos ß 1 = (Xk - Xi) / Li cy = sen ß 2 = (Yk - Yi) / Li Transformando las coordenadas del vector de fuerzas en un nudo cualesquiera, tenemos: Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 117 Fx Cx -cx 0 Fx Fy = Cx cx 0 Fy Fø 0 0 1 Fø [ F ] = A T x { F } Convirtiendo las coordenadas del vector de fuerzas del miembro I-ésimo tenemos: { i F j } [ i A] T [ 0 ] { i F j } = X { i F k } [ 0 ] [ i A ] T { i F k } expresión matemática expresada en forma compacta: i F = [ i R ] T { i F } | I R | es la matriz de transformación de coordenadas; es una matriz ortogonal, pues det | I R | =1 y | I R | T = | I R | -1 de ello puede concluirse que: | I F | = | I R |.{ I F } Análogamente podemos transformar las coordenadas del vector de desplazamientos del miembro I-ésimo | I D | = | I R |T{ I D} ó | I D | = | I R | { I D} Transformación del vector de fuerzas de empotramiento perfecto | I D | = | I R |T{ I D} ó Transformación de fuerzas elásticas del miembro I-ésimo | I D | = | I R |T{ I D} ó El análisis estructural partiendo de modelos mecánicos a los cuales se asimiló la edificación, es mas que nada, un proceso puramente matemático; pudiendo estar tan cerca lejos de la realidad en la medida que así lo refleje el modelo asumido. El diseño difiere del análisis, por que ya no es un proceso matemático, sino que los resultados numéricos del análisis sirven de manera referencial y dan una idea del comportamiento real de la estructura, contando mas el criterio del diseñador al concebir el modo de comportamiento y tipo de falla. Ref.(22). Para hacer el diseño ésta debe resistir. Evidentemente el material que la compone no podrá en su integridad soportarlas, por lo que es necesario reforzarlas adecuadamente. Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 118 PROCEDIMIENTO DE ANALISIS a.- Una vez discretizada la estructura en elementos resistentes verticales y horizontales que forman los pórticos, se elige un sistema general de coordenadas a fin de describir la ubicación y desplazamientos de los nudos. Figs. 6.1. y 6.2. b.- Se determina el grado de indeterminación cinemática y se aplican fuerzas restringentes o de fijación de nudos contra el desplazamiento en igual cantidad que la indeterminación cinemática, para conseguir una estructura fija sin desplazamientos. c.- Se calculan las fuerzas restringentes, necesarias para impedir el desplazamiento de los nudos debido a las solicitaciones como son las cargas externas. Estas fuerzas son la suma de las fuerzas en los extremos fijos que concurren a un nudo. d.- Ahora, a cada nudo de la estructura se le ocasiona un desplazamiento unitario en la dirección de las coordenadas, manteniendo nulos los demás desplazamientos. Estos desplazamientos se aplican a cada grado de libertad de la estructura. De éste modo se halla las fuerzas restauradoras que actúan para cada valor del desplazamiento unitario. e.- Se plantean ecuaciones de superposición en las que se suman los efectos de los desplazamientos separados sobre las fuerzas restringentes, a fin de determinar el valor de los desplazamientos necesarios para cancelar las fuerzas restringentes inducidas en el paso (c). f.- Las fuerzas finales en los miembros son iguales a la suma de las fuerzas en los miembros bajo la condición restringida más la suma de la fuerza en los miembros con los desplazamientos unitarios. Así, para un pórtico cualquiera si {F} es el vector de fuerzas o cargas [K] la matriz de rigidez de la estructura y {D} es el vector de desplazamientos, para conocer {D} es necesario resolver el sistema de ecuaciones lineales: {F} + [K]{D} = 0; de donde: {D} = [K] -1 {-F}. La fuerza en cualquier miembro de la estructura {A}, será igual a la suma de las fuerzas internas en su condición restringida {Ar} más el producto de las fuerzas internas bajo desplazamientos unitarios [Au] por el vector de desplazamientos {D}: {A} = {Ar} + [Au]{D}. Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 119 6.2. ANALISIS ESTRUCTURAL DE LOS PORTICOS PARA LAS CARGAS DE GRAVEDAD En esta fase se determinan los esfuerzos de los elementos, originados por las diversas solicitaciones de carga, para el presente análisis se empleó la serie de Programas S.A.P. 2000 (Structural Analisys Programs), basados en el método de las rigideces. Las cargas repartidas por pórtico están de acuerdo al ancho é influencia de cada viga conformante del pórtico (Ancho Tributario). Las cargas concentradas representan el peso de los elementos transversales al pórtico. El análisis de los pórticos corresponde al análisis plano. Las luces de vanos se consideran entre ejes de las columnas. PROCEDIMIENTO DE DATOS DE ENTRADA 1. Formulación y numeración de nudos. Coordenadas X, Y, Z 2. Restricciones de nudos, 1=Empotrado 0=Libre 3. Datos de elementos Area, Inercia, ó Sección del elemento (BxD) 4. Numeración de elementos del pórtico. Conectividades 5. Propiedades de los elementos E = Módulo de Elasticidad, G = Módulo de Corte Para nuestro caso tomamos E=2.200,000 kg/cm² G=0.40 E. 6. Carga distribuida en vigas, considerando las alternancias respectivas. METRADO DE CARGAS DE GRAVEDAD Wd = Carga muerta uniformemente distribuida Wl = Carga viva uniformemente distribuida wd= w(viga) + w(losa) + w(tabiquería) w(viga) = 2.40 x b x h : Sección de viga de b x h w(losa) = 0.40 x At : Ancho tributario w(tabiq)=1.35x e x H : Muro de espesor “e” y altura “H” wl = s/c x At : sobrecarga por ancho tributario Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 120 6.3. COMBINACION DE ESFUERZOS (ALTERNANCIA DE CARGAS) 6.3.1. COLOCACIÓN DE CARGAS Los diferentes elementos de una estructura deben calcularse para la solicitación de carga más desfavorable que puede esperarse se presente durante la vida útil del elemento. Los esfuerzos (momentos, cortantes) se producen por el efecto combinado del peso propio y de las sobrecargas. Mientras que los valores de los esfuerzos debidos al peso propio serán constantes, las sobrecargas, tales como las producidas por las personas que ocupen las plantas del edificio, podrán adoptar diversas disposiciones, algunas de las cuales darán lugar a unos esfuerzos más considerables que las restantes. En pórticos de varias crujías y niveles, habría que estudiar la actuación de las sobrecargas para una gran variedad de disposiciones; sin embargo, en la mayoría de los casos prácticos, si se tiene en cuenta la magnitud relativa de los efectos se podrá limitar el estudio a un pequeño número de casos. La distribución de sobrecargas en forma de “tablero de ajedrez”, da lugar a los momentos máximos positivos posibles en todos los vanos cargados; mientras que al colocarse estos incrementos cargados dos a dos, se obtiene el momento máximo negativo del nudo común. La Norma E-060, recomienda aplicar tres suposiciones de carga: A) Hipótesis de Gravedad: que podrán combinarse de acuerdo a: Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 121 a) La carga muerta aplicada en todos los tramos, con la totalidad de carga viva aplicada simultáneamente en todos los tramos. b) La carga muerta colocada sobre todos los tramos, con el total de carga viva en tramos alternos. c) La carga muerta asignada sobre todos los tramos, con la totalidad de la carga viva en dos tramos adyacentes. B) Hipótesis de Sismo: que puede evaluarse con la expresión: 1.25 (C.M. + C.V. ± C.S.) C) Hipótesis de Vuelco: (0.9 C.M. ± 1.25 C.S.) Se muestran los resultados para cargas de gravedad, en los sentidos X-X y Y-Y, de los pórticos representativos mostrados en el Capítulo anterior de los Módulos “A” y “C”; de los elementos columna y vigas. TABLA: Fzas en elem. tipo Pórtico COLUMNAS–P LACAS ANALISIS EN X ANALISIS EN Y Elem Pdx Vdx Mdx Plx Vlx Mlx ELEM. Pdy Vdy Mdy Ply Vly Mly Ton Ton Ton-m Ton Ton Ton-m Ton Ton Ton-m Ton Ton Ton-m 21 i -43.0 0.0 0.0 -12.9 0.0 0.0 21 i -17.3 -0.6 -0.7 -3.4 -0.1 -0.1 21 j -43.0 0.0 0.0 -12.9 0.0 0.0 21 j -17.3 -0.6 1.3 -3.4 -0.1 0.2 22 i -33.6 0.0 0.0 -10.5 0.0 0.0 22 i -13.5 -1.2 -2.2 -2.8 -0.2 -0.4 22 j -33.6 0.0 0.0 -10.5 0.0 0.0 22 j -13.5 -1.2 1.6 -2.8 -0.2 0.3 23 i -24.1 0.0 0.0 -8.0 0.0 0.0 23 i -9.6 -1.1 -1.9 -2.2 -0.2 -0.3 23 j -24.1 0.0 0.0 -8.0 0.0 0.0 23 j -9.6 -1.1 1.7 -2.2 -0.2 0.3 24 i -14.5 0.0 0.0 -5.6 0.0 0.0 24 i -5.5 -1.2 -1.9 -1.5 -0.3 -0.3 24 j -14.5 0.0 0.0 -5.6 0.0 0.0 24 j -5.5 -1.2 1.8 -1.5 -0.3 0.5 25 i -6.6 0.0 0.0 -1.9 0.0 0.0 25 i -2.1 -1.2 -1.9 -0.5 -0.3 -0.5 25 j -6.6 0.0 0.0 -1.9 0.0 0.0 25 j -2.1 -1.2 2.0 -0.5 -0.3 0.5 26 i -42.1 0.0 0.0 -12.8 0.0 0.0 61 i -13.4 -0.2 -0.3 -1.8 0.0 0.0 26 j -42.1 0.0 0.0 -12.8 0.0 0.0 61 j -13.4 -0.2 0.5 -1.8 0.0 0.0 27 i -32.7 0.0 0.0 -10.4 0.0 0.0 62 i -11.1 -0.4 -0.7 -1.6 0.0 -0.1 27 j -32.7 0.0 0.0 -10.4 0.0 0.0 62 j -11.1 -0.4 0.7 -1.6 0.0 0.1 28 i -23.2 0.0 0.0 -8.0 0.0 0.0 63 i -8.8 -0.4 -0.7 -1.4 0.0 -0.1 28 j -23.2 0.0 0.0 -8.0 0.0 0.0 63 j -8.8 -0.4 0.7 -1.4 0.0 0.1 29 i -13.5 0.0 0.0 -5.6 0.0 0.0 64 i -6.5 -0.3 -0.6 -1.1 0.0 -0.1 29 j -13.5 0.0 0.0 -5.6 0.0 0.0 64 j -6.5 -0.3 0.3 -1.1 0.0 0.0 30 i -6.6 0.0 0.0 -1.9 0.0 0.0 65 i -2.4 -0.1 -0.1 -0.4 0.0 0.0 30 j -6.6 0.0 0.0 -1.9 0.0 0.0 65 j -2.4 -0.1 0.2 -0.4 0.0 0.0 61 i -20.0 -0.7 -0.7 -6.7 -0.2 -0.2 114 i -15.3 0.1 0.1 -4.1 0.0 0.0 61 j -20.0 -0.7 1.7 -6.7 -0.2 0.5 114 j -15.3 0.1 -0.3 -4.1 0.0 0.1 62 i -15.9 -1.4 -2.2 -5.6 -0.4 -0.6 115 i -12.1 0.2 0.4 -3.2 -0.1 -0.1 62 j -15.9 -1.4 2.0 -5.6 -0.4 0.6 115 j -12.1 0.2 -0.4 -3.2 -0.1 0.1 63 i -11.8 -1.4 -2.1 -4.4 -0.3 -0.5 116 i -8.8 0.2 0.3 -2.3 -0.1 -0.1 63 j -11.8 -1.4 2.2 -4.4 -0.3 0.5 116 j -8.8 0.2 -0.3 -2.3 -0.1 0.1 64 i -7.6 -1.1 -2.0 -3.3 -0.5 -0.6 117 i -5.6 0.2 0.3 -1.4 -0.1 -0.1 64 j -7.6 -1.1 1.4 -3.3 -0.5 0.8 117 j -5.6 0.2 -0.3 -1.4 -0.1 0.1 65 i -3.7 -1.6 -1.8 -1.1 -0.6 -1.0 118 i -2.4 0.1 0.2 -0.4 0.0 -0.1 65 j -3.7 -1.6 3.1 -1.1 -0.6 1.0 118 j -2.4 0.1 -0.1 -0.4 0.0 0.1 66 i -20.6 0.8 0.7 -6.8 0.2 0.2 124 i -14.8 0.2 0.2 -4.5 0.0 0.0 66 j -20.6 0.8 -1.7 -6.8 0.2 -0.5 124 j -14.8 0.2 -0.5 -4.5 0.0 0.0 Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 122 67 i -16.5 1.4 2.2 -5.7 0.4 0.6 125 i -11.3 0.4 0.6 -3.4 0.0 0.0 67 j -16.5 1.4 -2.1 -5.7 0.4 -0.6 125 j -11.3 0.4 -0.6 -3.4 0.0 0.0 68 i -12.4 1.3 2.0 -4.6 0.3 0.5 126 i -8.0 0.3 0.5 -2.5 0.0 0.0 68 j -12.4 1.3 -2.2 -4.6 0.3 -0.5 126 j -8.0 0.3 -0.5 -2.5 0.0 0.0 69 i -8.2 1.1 1.9 -3.4 0.5 0.6 127 i -4.9 0.3 0.5 -1.5 0.0 0.0 69 j -8.2 1.1 -1.5 -3.4 0.5 -0.9 127 j -4.9 0.3 -0.5 -1.5 0.0 0.0 70 i -3.9 1.6 1.9 -1.2 0.6 1.0 128 i -1.8 0.2 0.4 -0.4 0.0 0.0 70 j -3.9 1.6 -3.1 -1.2 0.6 -1.0 128 j -1.8 0.2 -0.2 -0.4 0.0 0.0 82 i -8.9 0.6 0.9 -3.0 0.1 0.2 224 i -14.9 -0.1 -0.2 -4.0 0.0 0.0 82 j -8.9 0.6 -0.9 -3.0 0.1 -0.2 224 j -14.9 -0.1 0.3 -4.0 0.0 -0.1 83 i -6.1 0.5 0.9 -2.2 0.2 0.3 225 i -11.8 -0.3 -0.4 -3.2 0.1 0.1 83 j -6.1 0.5 -0.8 -2.2 0.2 -0.4 225 j -11.8 -0.3 0.4 -3.2 0.1 -0.1 84 i -2.6 0.6 0.9 -0.7 0.2 0.4 226 i -8.6 -0.3 -0.4 -2.3 0.0 0.1 84 j -2.6 0.6 -0.9 -0.7 0.2 -0.3 226 j -8.6 -0.3 0.4 -2.3 0.0 -0.1 86 i -8.6 -0.6 -1.0 -3.0 -0.1 -0.2 227 i -5.4 -0.3 -0.4 -1.4 0.0 0.1 86 j -8.6 -0.6 1.0 -3.0 -0.1 0.2 227 j -5.4 -0.3 0.4 -1.4 0.0 -0.1 87 i -5.7 -0.5 -0.8 -2.2 -0.2 -0.3 228 i -2.3 -0.2 -0.3 -0.4 0.0 0.0 87 j -5.7 -0.5 0.7 -2.2 -0.2 0.4 228 j -2.3 -0.2 0.3 -0.4 0.0 0.0 88 i -2.7 -0.5 -0.7 -0.7 -0.2 -0.4 234 i -12.6 -0.1 -0.1 -4.1 0.0 0.0 88 j -2.7 -0.5 0.9 -0.7 -0.2 0.3 234 j -12.6 -0.1 0.2 -4.1 0.0 -0.1 114 i -26.1 -1.0 -0.8 -12.5 -0.5 -0.4 235 i -9.8 -0.2 -0.3 -3.2 0.0 0.1 114 j -26.1 -1.0 2.2 -12.5 -0.5 1.0 235 j -9.8 -0.2 0.3 -3.2 0.0 -0.1 115 i -20.7 -1.8 -2.9 -9.9 -0.9 -1.4 236 i -7.1 -0.1 -0.2 -2.3 0.1 0.1 115 j -20.7 -1.8 2.7 -9.9 -0.9 1.3 236 j -7.1 -0.1 0.2 -2.3 0.1 -0.1 116 i -15.2 -1.7 -2.6 -7.3 -0.8 -1.2 237 i -4.4 -0.2 -0.2 -1.4 0.0 0.1 116 j -15.2 -1.7 2.7 -7.3 -0.8 1.3 237 j -4.4 -0.2 0.3 -1.4 0.0 -0.1 117 i -9.7 -1.6 -2.7 -4.6 -0.9 -1.4 238 i -1.8 -0.1 -0.2 -0.4 0.0 0.0 117 j -9.7 -1.6 2.4 -4.6 -0.9 1.5 238 j -1.8 -0.1 0.0 -0.4 0.0 0.0 118 i -4.2 -2.3 -3.1 -1.5 -1.0 -1.6 279 i -13.6 0.2 0.2 -1.8 0.0 0.0 118 j -4.2 -2.3 4.3 -1.5 -1.0 1.6 279 j -13.6 0.2 -0.4 -1.8 0.0 0.0 119 i -26.1 1.0 0.9 -12.5 0.5 0.4 280 i -10.7 0.4 0.6 -1.5 0.0 0.0 119 j -26.1 1.0 -2.2 -12.5 0.5 -1.0 280 j -10.7 0.4 -0.6 -1.5 0.0 -0.1 120 i -20.7 1.8 2.9 -9.9 0.9 1.4 281 i -8.5 0.4 0.6 -1.3 0.0 0.1 120 j -20.7 1.8 -2.7 -9.9 0.9 -1.3 281 j -8.5 0.4 -0.7 -1.3 0.0 -0.1 121 i -15.2 1.7 2.6 -7.3 0.8 1.2 282 i -6.3 0.2 0.5 -1.1 0.0 0.0 121 j -15.2 1.7 -2.7 -7.3 0.8 -1.3 282 j -6.3 0.2 -0.2 -1.1 0.0 0.0 122 i -9.7 1.6 2.7 -4.6 0.9 1.4 283 i -2.4 0.0 0.0 -0.4 0.0 0.0 122 j -9.7 1.6 -2.4 -4.6 0.9 -1.5 283 j -2.4 0.0 -0.1 -0.4 0.0 0.0 123 i -4.2 2.3 3.1 -1.5 1.0 1.6 289 i -19.2 0.5 -1.5 -4.0 0.1 -0.4 123 j -4.2 2.3 -4.2 -1.5 1.0 -1.5 289 j -19.2 0.5 -3.0 -4.0 0.1 -0.6 124 i -34.5 0.3 0.3 -16.5 0.1 0.1 290 i -15.0 0.9 0.2 -3.2 0.1 -0.1 124 j -34.5 0.3 -0.6 -16.5 0.1 -0.3 290 j -15.0 0.9 -2.8 -3.2 0.1 -0.6 125 i -26.5 0.6 0.9 -12.7 0.3 0.4 291 i -10.8 0.9 0.5 -2.5 0.1 0.0 125 j -26.5 0.6 -0.9 -12.7 0.3 -0.4 291 j -10.8 0.9 -2.2 -2.5 0.1 -0.4 126 i -19.1 0.6 0.9 -9.1 0.3 0.4 292 i -6.4 0.9 1.0 -1.8 0.2 0.2 126 j -19.1 0.6 -1.0 -9.1 0.3 -0.4 292 j -6.4 0.9 -1.9 -1.8 0.2 -0.5 127 i -11.9 0.6 1.0 -5.6 0.3 0.5 293 i -2.5 1.1 1.6 -0.7 0.3 0.4 127 j -11.9 0.6 -1.0 -5.6 0.3 -0.5 293 j -2.5 1.1 -1.8 -0.7 0.3 -0.5 128 i -5.0 0.8 1.1 -1.5 0.3 0.6 392 i -0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 128 j -5.0 0.8 -1.3 -1.5 0.3 -0.5 392 j -0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 129 i -34.4 -0.3 -0.3 -16.5 -0.1 -0.1 129 j -34.4 -0.3 0.6 -16.5 -0.1 0.3 130 i -26.5 -0.6 -0.9 -12.7 -0.3 -0.4 130 j -26.5 -0.6 0.9 -12.7 -0.3 0.4 131 i -19.0 -0.6 -0.9 -9.1 -0.3 -0.4 131 j -19.0 -0.6 1.0 -9.1 -0.3 0.4 132 i -11.9 -0.6 -1.0 -5.6 -0.3 -0.5 132 j -11.9 -0.6 1.0 -5.6 -0.3 0.5 133 i -5.0 -0.8 -1.2 -1.5 -0.4 -0.6 133 j -5.0 -0.8 1.3 -1.5 -0.4 0.5 134 i -18.0 0.2 0.2 -10.3 0.0 0.0 134 j -18.0 0.2 -0.6 -10.3 0.0 0.0 135 i -13.5 0.5 0.8 -7.5 0.0 0.0 135 j -13.5 0.5 -0.9 -7.5 0.0 -0.1 Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 123 136 i -9.7 0.6 1.0 -5.1 0.1 0.1 136 j -9.7 0.6 -1.1 -5.1 0.1 -0.1 137 i -6.2 0.7 1.0 -3.0 0.1 0.2 137 j -6.2 0.7 -1.1 -3.0 0.1 -0.2 138 i -2.6 0.8 1.2 -0.5 0.3 0.3 138 j -2.6 0.8 -1.4 -0.5 0.3 -0.5 139 i -18.0 -0.2 -0.1 -10.3 0.0 0.0 139 j -18.0 -0.2 0.5 -10.3 0.0 0.0 140 i -13.5 -0.5 -0.8 -7.4 0.0 0.0 140 j -13.5 -0.5 0.9 -7.4 0.0 0.1 141 i -9.7 -0.6 -1.0 -5.1 -0.1 -0.1 141 j -9.7 -0.6 1.0 -5.1 -0.1 0.1 142 i -6.2 -0.7 -1.1 -3.0 -0.1 -0.2 142 j -6.2 -0.7 1.1 -3.0 -0.1 0.2 143 i -2.6 -0.9 -1.2 -0.5 -0.3 -0.4 143 j -2.6 -0.9 1.5 -0.5 -0.3 0.5 451 i -16.3 0.2 0.2 -5.2 0.0 0.0 451 j -16.3 0.2 -0.4 -5.2 0.0 -0.1 452 i -11.9 0.5 0.7 -3.8 0.1 0.2 452 j -11.9 0.5 -0.8 -3.8 0.1 -0.2 453 i -16.0 -0.2 -0.2 -5.2 0.0 0.0 453 j -16.0 -0.2 0.4 -5.2 0.0 0.1 454 i -11.6 -0.5 -0.7 -3.8 -0.1 -0.2 454 j -11.6 -0.5 0.8 -3.8 -0.1 0.2 Seguidamente se acompaña los resultados para las vigas de los pórticos arriba indicados. TABLA: Elementos Tipo Pórtico VIGAS ANALISIS EN X ANALISIS EN Y ELEM. Xi Vdx Mdx Vlx Mlx ELEM. Xi Vdy Mdy Vly Mly m Ton Ton-m Ton Ton-m m Ton Ton-m Ton Ton-m 89 0.5 -3.3 -2.1 -0.9 -0.6 169 0.15 -1.9 -1.0 -0.2 -0.1 89 2.425 -0.2 1.3 0.0 0.3 169 2.075 0.0 0.8 0.0 0.1 89 2.425 0.3 1.3 0.0 0.3 169 4 2.0 -1.1 0.2 -0.2 89 2.525 0.5 1.3 0.1 0.3 170 0.15 -1.0 -0.6 -0.6 -0.3 89 2.525 0.0 1.3 -0.1 0.3 170 1.625 0.0 0.1 0.0 0.2 89 4.45 3.5 -2.1 1.0 -0.6 170 3.1 0.9 -0.6 0.6 -0.2 90 0.125 -3.4 -2.1 -1.0 -0.6 171 0.15 -2.0 -1.2 -0.2 -0.2 90 2.05 0.1 1.1 0.1 0.3 171 2.075 0.0 0.8 0.0 0.1 90 2.05 -0.3 1.0 0.0 0.3 171 4 1.9 -1.0 0.2 -0.1 90 2.15 -0.1 1.1 0.0 0.3 172 0.15 -0.5 -0.2 -0.1 0.0 90 2.15 0.5 1.1 0.1 0.3 172 0.65 -0.2 -0.1 0.0 0.0 90 3.625 2.9 -1.4 0.8 -0.4 172 1.15 0.1 0.0 0.0 0.0 91 0.225 -1.2 -0.6 -0.5 -0.2 173 0.15 -1.9 -1.1 -0.2 -0.1 91 2.075 1.2 -0.7 0.5 -0.2 173 2.075 0.0 0.7 0.0 0.1 92 0.225 -2.9 -1.4 -0.8 -0.4 173 4 1.9 -1.1 0.2 -0.1 92 1.7 -0.5 1.1 -0.1 0.3 174 0.15 -1.0 -0.6 -0.6 -0.3 92 1.7 0.1 1.1 0.0 0.3 174 1.625 0.0 0.1 0.0 0.2 92 1.8 0.3 1.0 0.0 0.3 174 3.1 0.9 -0.5 0.6 -0.2 92 1.8 -0.1 1.0 -0.1 0.3 175 0.15 -2.0 -1.2 -0.2 -0.2 92 3.725 3.4 -2.1 1.0 -0.6 175 2.075 -0.1 0.8 0.0 0.1 93 0.125 -3.5 -2.1 -1.0 -0.6 175 4 1.9 -1.0 0.2 -0.1 93 2.05 0.0 1.3 0.1 0.3 176 0.15 -1.9 -1.0 -0.2 -0.1 93 2.05 -0.5 1.3 -0.1 0.3 176 2.075 0.0 0.8 0.0 0.1 93 2.15 -0.3 1.3 0.0 0.3 176 4 1.9 -1.1 0.2 -0.1 93 2.15 0.2 1.3 0.0 0.3 177 0.15 -1.0 -0.6 -0.6 -0.3 93 4.075 3.3 -2.1 0.9 -0.6 177 1.625 0.0 0.1 0.0 0.2 94 0.5 -3.4 -2.2 -0.9 -0.6 177 3.1 0.9 -0.5 0.6 -0.2 94 2.425 -0.3 1.3 0.0 0.3 178 0.15 -2.0 -1.2 -0.2 -0.2 94 2.425 0.3 1.3 0.0 0.3 178 2.075 -0.1 0.8 0.0 0.1 94 2.525 0.5 1.3 0.1 0.3 178 4 1.8 -0.9 0.2 -0.1 Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 124 94 2.525 0.0 1.3 -0.1 0.3 179 0.15 -2.0 -1.3 -0.3 -0.2 94 4.45 3.5 -2.1 1.0 -0.6 179 2.075 -0.1 0.7 0.0 0.1 95 0.125 -3.4 -2.1 -1.0 -0.6 179 4 1.8 -1.0 0.3 -0.2 95 2.05 0.1 1.1 0.1 0.3 180 0.15 -1.0 -0.6 -0.6 -0.3 95 2.05 -0.3 1.1 0.0 0.3 180 1.625 0.0 0.1 0.0 0.2 95 2.15 -0.1 1.1 0.0 0.3 180 3.1 0.9 -0.5 0.6 -0.2 95 2.15 0.4 1.1 0.1 0.3 181 0.15 -1.9 -1.1 -0.3 -0.2 95 3.625 2.8 -1.2 0.7 -0.3 181 2.075 0.0 0.7 0.0 0.1 97 0.225 -2.8 -1.2 -0.7 -0.3 181 4 2.0 -1.2 0.3 -0.2 97 1.7 -0.4 1.1 -0.1 0.3 182 0.15 -1.2 -0.7 -0.2 -0.1 97 1.7 0.1 1.1 0.0 0.3 182 2.075 0.0 0.4 0.0 0.1 97 1.8 0.3 1.1 0.0 0.3 182 4 1.1 -0.6 0.1 -0.1 97 1.8 -0.1 1.1 -0.1 0.3 183 0.15 -1.0 -0.5 -0.2 -0.1 97 3.725 3.4 -2.1 1.0 -0.6 183 1.625 0.0 0.2 0.0 0.1 98 0.125 -3.5 -2.1 -1.0 -0.6 183 3.1 0.9 -0.5 0.2 -0.1 98 2.05 0.0 1.3 0.1 0.3 184 0.15 -1.2 -0.7 -0.1 -0.1 98 2.05 -0.5 1.3 -0.1 0.3 184 2.075 0.0 0.4 0.0 0.1 98 2.15 -0.3 1.3 0.0 0.3 184 4 1.1 -0.7 0.2 -0.1 98 2.15 0.3 1.3 0.0 0.3 427 0.648 -3.0 -1.3 -0.5 -0.2 98 4.075 3.4 -2.2 0.9 -0.6 427 0.65 -2.9 -1.3 -0.5 -0.2 99 0.5 -3.4 -2.3 -0.9 -0.6 427 0.65 -2.4 -1.4 -0.4 -0.2 99 2.425 -0.3 1.4 -0.1 0.3 427 2.574 -0.1 0.9 0.0 0.1 99 2.425 0.2 1.4 0.0 0.3 427 4.5 2.3 -1.2 0.4 -0.2 99 2.525 0.4 1.3 0.1 0.3 428 0.15 -1.0 -0.7 -0.6 -0.3 99 2.525 0.0 1.3 -0.1 0.3 428 1.625 -0.1 0.1 0.0 0.2 99 4.45 3.5 -2.1 1.0 -0.6 428 3.1 0.9 -0.4 0.6 -0.3 100 0.125 -3.4 -2.1 -1.0 -0.6 429 0.3 -1.6 -0.5 -0.3 -0.1 100 2.05 0.1 1.1 0.1 0.3 429 1.55 -0.1 0.5 0.0 0.1 100 2.05 -0.3 1.1 0.0 0.3 429 2.8 1.4 -0.4 0.2 -0.1 100 2.15 -0.1 1.2 0.0 0.3 432 0.648 -3.0 -1.4 -0.5 -0.2 100 2.15 0.5 1.2 0.1 0.3 432 0.65 -3.0 -1.4 -0.5 -0.2 100 3.625 2.8 -1.3 0.8 -0.4 432 0.65 -2.4 -1.5 -0.4 -0.3 102 0.225 -2.8 -1.2 -0.8 -0.4 432 2.574 -0.1 0.9 0.0 0.1 102 1.7 -0.4 1.2 -0.1 0.3 432 4.5 2.2 -1.2 0.4 -0.2 102 1.7 0.1 1.2 0.0 0.3 433 0.15 -1.0 -0.6 -0.6 -0.3 102 1.8 0.3 1.1 0.0 0.3 433 1.625 -0.1 0.2 0.0 0.2 102 1.8 0.0 1.1 -0.1 0.3 433 3.1 0.9 -0.4 0.6 -0.2 102 3.725 3.4 -2.1 1.0 -0.6 434 0.3 -1.5 -0.5 -0.2 -0.1 103 0.125 -3.5 -2.1 -1.0 -0.6 434 1.55 0.0 0.5 0.0 0.1 103 2.05 -0.1 1.3 0.1 0.3 434 2.8 1.5 -0.4 0.3 -0.1 103 2.05 -0.4 1.3 -0.1 0.3 437 0.648 -3.1 -1.4 -0.5 -0.3 103 2.15 -0.2 1.4 0.0 0.3 437 0.65 -3.1 -1.4 -0.5 -0.3 103 2.15 0.3 1.4 0.1 0.3 437 0.65 -2.4 -1.5 -0.4 -0.3 103 4.075 3.4 -2.2 0.9 -0.6 437 2.574 -0.1 0.9 0.0 0.1 104 0.373 -3.4 -1.9 -1.8 -1.1 437 4.5 2.2 -1.2 0.4 -0.2 104 0.375 -3.4 -1.8 -1.8 -1.1 438 0.15 -1.0 -0.6 -0.6 -0.3 104 0.375 -2.6 -1.8 -1.7 -1.1 438 1.625 -0.1 0.2 0.0 0.2 104 2.425 -0.1 0.9 0.0 0.6 438 3.1 0.9 -0.4 0.6 -0.2 104 2.425 0.3 0.9 0.2 0.6 439 0.3 -1.5 -0.5 -0.2 -0.1 104 2.525 0.4 0.9 0.3 0.6 439 1.55 0.0 0.5 0.0 0.1 104 2.525 0.1 0.9 0.0 0.6 439 2.8 1.5 -0.5 0.3 -0.1 104 4.45 2.5 -1.7 1.6 -1.0 442 0.648 -2.9 -1.4 -0.8 -0.3 105 0.125 -3.2 -1.7 -1.6 -1.0 442 0.65 -2.9 -1.4 -0.8 -0.3 105 2.05 0.3 1.1 0.0 0.5 442 0.65 -2.4 -1.6 -0.6 -0.4 105 2.05 -0.1 1.1 -0.2 0.5 442 2.574 -0.1 0.9 0.0 0.2 105 2.15 0.1 1.1 -0.1 0.5 442 4.5 2.2 -1.1 0.5 -0.3 105 2.15 0.7 1.1 0.1 0.5 443 0.15 -1.0 -0.7 -0.6 -0.3 105 3.625 2.6 -1.3 1.3 -0.5 443 1.625 -0.1 0.2 0.0 0.2 107 0.225 -2.1 -1.0 -1.3 -0.5 443 3.1 0.9 -0.4 0.6 -0.2 107 1.7 -0.3 0.8 -0.1 0.5 444 0.3 -1.5 -0.4 -0.4 -0.1 107 1.7 0.0 0.8 0.1 0.5 444 1.55 0.0 0.5 0.0 0.1 107 1.8 0.2 0.8 0.2 0.5 444 2.8 1.5 -0.5 0.4 -0.1 107 1.8 -0.1 0.7 0.0 0.5 447 0.648 -1.8 -0.7 -0.4 -0.2 Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 125 107 3.725 2.3 -1.4 1.5 -1.0 447 0.65 -1.7 -0.7 -0.4 -0.2 108 0.125 -2.4 -1.4 -1.6 -1.0 447 0.65 -1.3 -0.9 -0.3 -0.2 108 2.05 0.0 0.9 0.0 0.6 447 2.574 -0.1 0.5 0.0 0.1 108 2.05 -0.2 1.0 -0.2 0.6 447 4.5 1.1 -0.6 0.3 -0.1 108 2.15 -0.1 1.0 -0.1 0.6 448 0.15 -1.0 -0.5 -0.2 -0.1 108 2.15 0.2 1.0 0.0 0.6 448 1.625 -0.1 0.2 0.0 0.1 108 4.075 2.6 -1.8 1.6 -1.0 448 3.1 0.9 -0.4 0.2 -0.1 109 0.373 -3.2 -1.8 -1.0 -0.6 449 0.3 -0.8 -0.2 -0.1 0.0 109 0.375 -3.2 -1.8 -1.0 -0.6 449 1.55 0.0 0.2 0.0 0.1 109 0.375 -2.7 -1.8 -0.9 -0.6 449 2.8 0.8 -0.3 0.2 -0.1 109 2.425 -0.1 1.0 0.0 0.3 109 2.425 0.2 1.0 0.1 0.3 109 2.525 0.4 1.0 0.1 0.3 109 2.525 0.1 1.0 0.0 0.3 109 4.45 2.5 -1.5 0.8 -0.5 110 0.125 -2.4 -1.5 -0.8 -0.5 110 2.05 0.0 0.8 0.0 0.2 110 2.05 -0.3 0.9 -0.1 0.3 110 2.15 -0.2 0.9 0.0 0.3 110 2.15 0.1 0.9 0.0 0.3 110 3.625 2.0 -0.7 0.6 -0.2 112 0.225 -2.0 -0.7 -0.6 -0.2 112 1.7 -0.1 0.9 0.0 0.3 112 1.7 0.2 0.9 0.0 0.3 112 1.8 0.3 0.9 0.1 0.3 112 1.8 0.0 0.8 0.0 0.3 112 3.725 2.4 -1.5 0.8 -0.5 113 0.125 -2.5 -1.5 -0.8 -0.5 113 2.05 -0.1 1.0 0.0 0.3 113 2.05 -0.3 1.0 -0.1 0.3 113 2.15 -0.2 1.0 -0.1 0.3 113 2.15 0.2 1.0 0.0 0.3 113 4.075 2.6 -1.6 0.8 -0.5 144 0.5 -4.3 -2.6 -2.1 -1.3 144 4.35 4.2 -2.3 2.0 -1.1 145 0.225 -2.8 -1.1 -1.3 -0.6 145 2.8 2.9 -1.3 1.4 -0.6 145 2.8 1.6 -1.2 0.6 -0.6 145 2.802 1.6 -1.2 0.6 -0.6 146 0.473 -1.1 -0.5 -1.1 -0.4 146 0.475 -1.1 -0.5 -1.1 -0.4 146 0.475 -1.5 -0.5 -1.3 -0.4 146 2.775 1.5 -0.5 1.3 -0.4 146 2.775 1.1 -0.5 1.1 -0.4 146 2.777 1.1 -0.5 1.1 -0.4 147 0.573 -1.6 -1.2 -0.6 -0.6 147 0.575 -1.6 -1.2 -0.6 -0.6 147 0.575 -2.9 -1.3 -1.4 -0.6 147 3.15 2.8 -1.1 1.3 -0.6 148 0.225 -4.2 -2.3 -2.0 -1.1 148 4.075 4.3 -2.6 2.1 -1.3 149 0.5 -4.4 -2.8 -2.1 -1.4 149 4.35 4.1 -2.1 2.0 -1.0 150 0.225 -2.4 -0.7 -1.2 -0.4 150 2.8 3.3 -1.8 1.6 -0.8 150 2.8 1.4 -1.6 0.3 -0.8 150 2.802 1.4 -1.6 0.3 -0.8 151 0.473 -0.5 -0.5 -0.8 -0.4 151 0.475 -0.5 -0.5 -0.8 -0.4 151 0.475 -1.5 -0.5 -1.3 -0.4 151 2.775 1.5 -0.5 1.3 -0.4 151 2.775 0.5 -0.5 0.8 -0.4 151 2.777 0.5 -0.5 0.8 -0.4 Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 126 152 0.573 -1.4 -1.6 -0.3 -0.8 152 0.575 -1.4 -1.6 -0.3 -0.8 152 0.575 -3.3 -1.8 -1.6 -0.8 152 3.15 2.4 -0.7 1.2 -0.4 153 0.225 -4.1 -2.1 -2.0 -1.0 153 4.075 4.4 -2.8 2.1 -1.3 154 0.5 -4.5 -2.9 -2.2 -1.4 154 4.35 4.0 -2.0 1.9 -1.0 155 0.225 -2.2 -0.4 -1.1 -0.2 155 2.8 3.5 -2.0 1.7 -1.0 155 2.8 1.3 -1.9 0.3 -0.9 155 2.802 1.3 -1.9 0.3 -0.9 156 0.473 -0.4 -0.6 -0.8 -0.4 156 0.475 -0.4 -0.6 -0.8 -0.4 156 0.475 -1.5 -0.5 -1.3 -0.5 156 2.775 1.5 -0.5 1.3 -0.4 156 2.775 0.4 -0.5 0.8 -0.4 156 2.777 0.4 -0.5 0.8 -0.4 157 0.573 -1.3 -1.9 -0.3 -0.9 157 0.575 -1.3 -1.9 -0.3 -0.9 157 0.575 -3.5 -2.0 -1.7 -1.0 157 3.15 2.2 -0.4 1.1 -0.2 158 0.225 -4.0 -2.0 -2.0 -1.0 158 4.075 4.5 -2.9 2.2 -1.4 159 0.5 -4.5 -3.0 -2.6 -1.7 159 4.35 4.0 -1.9 2.3 -1.2 160 0.225 -2.0 -0.2 -1.3 -0.3 160 2.8 3.6 -2.2 2.0 -1.1 160 2.8 1.2 -2.1 0.4 -1.0 160 2.802 1.2 -2.1 0.4 -1.1 161 0.473 -0.5 -0.6 -0.8 -0.5 161 0.475 -0.5 -0.6 -0.8 -0.5 161 0.475 -1.5 -0.6 -1.3 -0.5 161 2.775 1.5 -0.5 1.3 -0.4 161 2.775 0.4 -0.5 0.7 -0.4 161 2.777 0.5 -0.5 0.7 -0.4 162 0.573 -1.2 -2.1 -0.5 -1.1 162 0.575 -1.2 -2.1 -0.5 -1.1 162 0.575 -3.6 -2.3 -2.0 -1.1 162 3.15 2.0 -0.2 1.3 -0.3 163 0.225 -4.0 -1.9 -2.3 -1.2 163 4.075 4.5 -3.0 2.6 -1.7 164 0.5 -3.5 -2.3 -1.2 -0.9 164 4.35 2.9 -1.1 0.9 -0.3 165 0.225 -1.4 -0.1 -0.4 0.1 165 2.8 2.8 -1.9 1.1 -0.8 165 2.8 0.6 -1.8 -0.1 -0.8 165 2.802 0.6 -1.8 -0.1 -0.8 166 0.473 -0.5 -0.6 -0.1 -0.2 166 0.475 -0.5 -0.6 -0.1 -0.2 166 0.475 -1.5 -0.6 -0.5 -0.2 166 2.775 1.5 -0.5 0.5 -0.2 166 2.775 0.5 -0.6 0.1 -0.2 166 2.777 0.5 -0.6 0.1 -0.2 167 0.573 -0.6 -1.8 0.1 -0.8 167 0.575 -0.6 -1.8 0.1 -0.8 167 0.575 -2.8 -1.9 -1.1 -0.8 167 3.15 1.4 -0.1 0.3 0.1 168 0.225 -2.9 -1.1 -0.9 -0.3 168 4.075 3.5 -2.3 1.2 -0.9 Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 127 A continuación se muestran resultados de los elementos columna y viga en los pórticos del Módulo “B” : TABLA: Fzas en elem tipo Pórtico- COLUMNAS - PLACAS ANALISIS EN X ELEM. Ps Vx Mx Vy My Ton Ton Ton-m Ton Ton-m 55 i -28.7 -0.7 -0.6 -17.2 -0.5 55 j -28.7 -0.7 1.5 -17.2 -0.5 56 i -24.1 -1.3 -2.0 -14.0 -0.8 56 j -24.1 -1.3 1.9 -14.0 -0.8 57 i -19.3 -1.2 -1.9 -11.2 -0.7 57 j -19.3 -1.2 2.0 -11.2 -0.7 58 i -14.4 -1.3 -2.1 -8.4 -0.8 58 j -14.4 -1.3 2.2 -8.4 -0.8 59 i -9.5 -1.2 -2.1 -5.5 -1.0 59 j -9.5 -1.2 1.8 -5.5 -1.0 60 i -4.7 -2.1 -2.6 -1.6 -1.1 60 j -4.7 -2.1 4.1 -1.6 -1.1 61 i -45.2 -0.2 -0.2 -29.1 -0.2 61 j -45.2 -0.2 0.4 -29.1 -0.2 62 i -37.3 -0.4 -0.6 -23.3 -0.4 62 j -37.3 -0.4 0.6 -23.3 -0.4 63 i -29.6 -0.4 -0.7 -18.0 -0.4 63 j -29.6 -0.4 0.7 -18.0 -0.4 64 i -22.0 -0.5 -0.8 -12.9 -0.5 64 j -22.0 -0.5 0.8 -12.9 -0.5 65 i -14.7 -0.5 -0.8 -7.8 -0.4 65 j -14.7 -0.5 0.8 -7.8 -0.4 66 i -7.4 -0.7 -1.0 -1.9 -0.4 66 j -7.4 -0.7 1.2 -1.9 -0.4 67 i -52.9 0.0 0.0 -36.1 0.0 67 j -52.9 0.0 0.0 -36.1 0.0 68 i -44.2 0.0 0.0 -29.5 0.0 68 j -44.2 0.0 0.0 -29.5 0.0 69 i -35.3 0.0 0.0 -22.7 0.0 69 j -35.3 0.0 0.0 -22.7 0.0 70 i -26.5 0.0 0.0 -16.0 0.0 70 j -26.5 0.0 0.0 -16.0 0.0 71 i -17.7 0.0 0.0 -9.2 0.0 71 j -17.7 0.0 0.0 -9.2 0.0 72 i -9.0 0.0 0.0 -2.6 0.0 72 j -9.0 0.0 0.0 -2.6 0.0 73 i -45.2 0.2 0.2 -29.1 0.2 73 j -45.2 0.2 -0.4 -29.1 0.2 74 i -37.3 0.4 0.6 -23.3 0.4 74 j -37.3 0.4 -0.6 -23.3 0.4 75 i -29.6 0.4 0.7 -18.0 0.4 75 j -29.6 0.4 -0.7 -18.0 0.4 76 i -22.1 0.5 0.8 -12.9 0.5 76 j -22.1 0.5 -0.8 -12.9 0.5 77 i -14.7 0.5 0.8 -7.8 0.4 77 j -14.7 0.5 -0.8 -7.8 0.4 78 i -7.4 0.7 1.0 -1.9 0.4 78 j -7.4 0.7 -1.2 -1.9 0.4 79 i -28.8 0.7 0.6 -17.2 0.5 79 j -28.8 0.7 -1.5 -17.2 0.5 80 i -24.2 1.3 2.0 -14.0 0.8 80 j -24.2 1.3 -1.9 -14.0 0.8 81 i -19.4 1.2 1.9 -11.2 0.7 Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 128 81 j -19.4 1.2 -2.0 -11.2 0.7 82 i -14.5 1.3 2.1 -8.4 0.8 82 j -14.5 1.3 -2.2 -8.4 0.8 83 i -9.5 1.2 2.1 -5.5 1.0 83 j -9.5 1.2 -1.8 -5.5 1.0 84 i -4.7 2.1 2.6 -1.6 1.1 84 j -4.7 2.1 -4.1 -1.6 1.1 TABLA: Elementos Tipo Pórtico ANALISIS EN X ANALISIS EN Y ELEM. Xi Vdx Mdx Vlx Mlx ELEM. Xi Vdy Mdy Vly Mly m Ton Ton-m Ton Ton-m m Ton Ton-m Ton Ton-m 86 0.225 -4.0 -2.9 -3.0 -2.1 245 0.575 -3.0 -1.9 -0.7 -0.4 86 2.475 0.0 1.6 0.0 1.2 245 2.499 -0.1 1.2 0.0 0.3 86 4.725 4.1 -3.0 3.1 -2.2 245 4.425 2.9 -1.5 0.7 -0.4 87 0.225 -4.1 -3.0 -3.1 -2.2 249 0.575 -2.9 -1.9 -0.7 -0.4 87 2.475 0.0 1.6 0.0 1.2 249 0.575 -3.2 -2.0 -0.7 -0.5 87 4.725 4.0 -2.9 3.0 -2.1 249 2.499 -0.1 1.2 0.0 0.3 90 0.225 -4.0 -2.9 -3.0 -2.1 249 4.425 2.9 -1.5 0.6 -0.3 90 2.475 0.0 1.6 0.0 1.3 253 0.575 -2.9 -2.0 -0.7 -0.5 90 4.725 4.1 -2.9 3.1 -2.2 253 0.575 -3.2 -2.1 -0.7 -0.5 91 0.225 -4.1 -2.9 -3.1 -2.2 253 2.499 -0.2 1.2 -0.1 0.3 91 2.475 0.0 1.6 0.0 1.3 253 4.425 2.8 -1.4 0.6 -0.3 91 4.725 4.0 -2.9 3.0 -2.1 257 0.575 -2.9 -2.0 -0.7 -0.5 94 0.225 -4.1 -2.9 -3.1 -2.2 257 0.575 -3.2 -2.1 -0.7 -0.5 94 2.475 0.0 1.7 0.0 1.3 257 2.499 -0.2 1.2 -0.1 0.3 94 4.725 4.0 -2.9 3.1 -2.2 257 4.425 2.8 -1.3 0.6 -0.3 95 0.225 -4.0 -2.9 -3.1 -2.2 260 0.575 -3.0 -2.1 -0.7 -0.5 95 2.475 0.0 1.7 0.0 1.3 260 0.575 -3.3 -2.2 -0.7 -0.5 95 4.725 4.1 -2.9 3.1 -2.2 260 2.499 -0.2 1.2 -0.1 0.3 98 0.225 -4.1 -2.9 -3.1 -2.2 260 4.425 2.8 -1.3 0.6 -0.3 98 2.475 0.0 1.7 0.0 1.3 374 0.15 -1.0 -0.7 -0.6 -0.3 98 4.725 4.0 -2.9 3.1 -2.2 374 1.625 -0.1 0.1 0.0 0.1 99 0.225 -4.0 -2.9 -3.1 -2.2 374 3.1 0.9 -0.4 0.6 -0.3 99 2.475 0.0 1.7 0.0 1.3 375 0.3 -0.8 -0.3 -0.5 -0.2 99 4.725 4.1 -2.9 3.1 -2.2 375 1.575 0.0 0.2 0.0 0.1 102 0.225 -4.1 -3.0 -3.1 -2.3 375 2.85 0.8 -0.3 0.4 -0.1 102 2.475 0.0 1.7 0.0 1.2 376 1.3 -0.7 -0.2 -0.4 -0.1 102 4.725 4.0 -2.8 3.0 -2.1 376 2.563 0.1 0.2 0.0 0.1 103 0.225 -4.0 -2.8 -3.0 -2.1 376 3.825 0.9 -0.4 0.5 -0.2 103 2.475 0.0 1.7 0.0 1.2 377 0.15 -0.9 -0.4 -0.4 -0.2 103 4.725 4.1 -3.0 3.1 -2.3 377 1.263 -0.1 0.2 -0.1 0.1 106 0.225 -4.0 -2.8 -1.2 -0.8 377 2.375 0.6 0.0 0.3 0.0 106 2.475 0.0 1.7 0.0 0.5 378 0.575 -1.2 -1.0 -0.3 -0.3 106 4.725 4.1 -2.9 1.1 -0.7 378 0.575 -1.4 -1.1 -0.4 -0.3 107 0.225 -4.1 -2.9 -1.1 -0.7 378 2.499 -0.2 0.5 -0.1 0.1 107 2.475 0.0 1.7 0.0 0.5 378 4.425 1.1 -0.4 0.2 0.0 107 4.725 4.0 -2.8 1.2 -0.8 379 0.15 -0.9 -0.5 -0.6 -0.3 515 0.5 -3.1 -1.9 -2.2 -1.3 379 1.625 0.0 0.2 0.0 0.2 515 2.425 0.0 1.1 0.0 0.8 379 3.1 1.0 -0.6 0.6 -0.3 515 4.35 3.2 -2.0 2.3 -1.5 380 0.3 -0.8 -0.2 -0.4 -0.1 516 0.225 -3.2 -2.0 -2.3 -1.5 380 1.575 0.1 0.2 0.0 0.1 516 2.15 0.0 1.1 0.0 0.8 380 2.85 0.9 -0.4 0.5 -0.2 516 4.075 3.1 -1.9 2.2 -1.3 381 1.3 -0.7 -0.2 -0.4 -0.1 519 0.5 -3.3 -2.2 -1.9 -1.3 381 2.563 0.1 0.2 0.0 0.1 519 2.425 -0.1 1.1 0.0 0.6 381 3.825 0.9 -0.4 0.5 -0.2 Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 129 519 4.35 3.1 -1.8 1.8 -1.1 382 0.15 -0.9 -0.4 -0.4 -0.2 520 0.225 -3.1 -1.8 -1.8 -1.1 382 1.263 -0.1 0.2 -0.1 0.1 520 2.15 0.1 1.1 0.0 0.6 382 2.375 0.6 -0.1 0.3 0.0 520 4.075 3.3 -2.1 1.9 -1.3 384 0.15 -0.9 -0.4 -0.6 -0.3 523 0.5 -3.4 -2.3 -2.0 -1.4 384 1.625 0.1 0.2 0.0 0.2 523 2.425 -0.2 1.1 -0.1 0.6 384 3.1 1.0 -0.6 0.6 -0.3 523 4.35 3.0 -1.6 1.8 -1.0 385 0.3 -0.7 -0.2 -0.4 -0.1 524 0.225 -3.0 -1.6 -1.8 -1.0 385 1.575 0.1 0.2 0.0 0.1 524 2.15 0.2 1.1 0.1 0.6 385 2.85 0.9 -0.4 0.5 -0.2 524 4.075 3.4 -2.3 2.0 -1.4 386 1.3 -0.7 -0.1 -0.4 -0.1 527 0.5 -3.4 -2.4 -2.0 -1.4 386 2.563 0.1 0.2 0.0 0.1 527 2.425 -0.2 1.1 -0.1 0.6 386 3.825 0.9 -0.4 0.5 -0.2 527 4.35 2.9 -1.5 1.8 -1.0 387 0.15 -0.9 -0.4 -0.4 -0.2 528 0.225 -2.9 -1.5 -1.8 -1.0 387 1.263 -0.2 0.2 -0.1 0.1 528 2.15 0.2 1.1 0.1 0.6 387 2.375 0.6 -0.1 0.3 0.0 528 4.075 3.4 -2.4 2.0 -1.4 389 0.15 -0.8 -0.3 -0.6 -0.3 531 0.5 -3.5 -2.6 -2.8 -1.9 389 1.625 0.1 0.2 0.0 0.2 531 2.425 -0.3 1.1 -0.2 0.9 389 3.1 1.1 -0.7 0.6 -0.3 531 4.35 2.9 -1.4 2.4 -1.3 390 0.3 -0.7 -0.1 -0.4 -0.1 532 0.225 -2.9 -1.4 -2.4 -1.3 390 1.575 0.1 0.2 0.0 0.1 532 2.15 0.3 1.1 0.2 0.9 390 2.85 0.9 -0.5 0.5 -0.2 532 4.075 3.5 -2.6 2.8 -1.9 391 1.3 -0.7 -0.1 -0.4 -0.1 535 0.5 -3.3 -2.3 -1.2 -1.0 391 2.563 0.1 0.2 0.0 0.1 535 2.425 -0.2 1.1 -0.2 0.3 391 3.825 0.9 -0.4 0.5 -0.2 535 4.35 3.0 -1.7 0.8 -0.3 392 0.15 -0.9 -0.4 -0.4 -0.2 536 0.225 -3.0 -1.7 -0.8 -0.3 392 1.263 -0.2 0.2 -0.1 0.1 536 2.15 0.2 1.1 0.2 0.3 392 2.375 0.6 -0.1 0.3 0.0 536 4.075 3.3 -2.3 1.2 -1.0 394 0.15 -0.8 -0.4 -0.6 -0.3 394 1.625 0.1 0.2 0.0 0.1 394 3.1 1.1 -0.7 0.6 -0.3 395 0.3 -0.7 -0.1 -0.5 -0.1 395 1.575 0.2 0.2 0.1 0.2 395 2.85 1.0 -0.5 0.6 -0.3 396 1.3 -0.7 -0.1 -0.5 -0.1 396 2.563 0.1 0.2 0.0 0.2 396 3.825 0.9 -0.4 0.6 -0.2 397 0.15 -0.9 -0.4 -0.4 -0.2 397 1.263 -0.2 0.2 -0.1 0.1 397 2.375 0.5 0.0 0.2 0.0 399 0.15 -0.7 -0.1 -0.2 -0.1 399 1.625 0.2 0.3 0.0 0.1 399 3.1 1.1 -0.7 0.2 -0.1 400 0.3 -0.7 -0.2 -0.1 0.0 400 1.575 0.1 0.2 0.1 0.0 400 2.85 0.9 -0.5 0.3 -0.2 401 1.223 -0.9 -0.3 -0.2 -0.1 401 1.225 -0.9 -0.3 -0.2 -0.1 401 1.225 -0.9 -0.3 -0.2 -0.1 401 2.524 -0.1 0.4 0.0 0.1 401 3.825 0.8 -0.1 0.2 0.0 Con los valores momento, cortante y carga axial se forman las envolventes de momentos. Capítulo VI Análisis Estructural ______________________________________________________________________________________________________________________________ ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 130 6.4. ANALISIS DE LOSAS Las losas de techo se idealiza modelando vigas continuas de “n” tramos de acuerdo a su estructura aligerada o maciza, las mismas que están muy próximas entre sí, a su vez aseguradas monolíticamente en sus apoyos: vigas, columnas, muros, etc. La carga distribuida corresponde a la soportada por una vigueta de sección “T” o de rectángulo, de concreto armado de conocidas dimensiones con altura de 0.20 m. El tratamiento en la colocación de cargas es similar al de los pórticos, é inclusive se establecen las alternancias respectivas a fin de desplegar los mayores esfuerzos, ya sea para momentos negativos o positivos. El análisis de losas se resolvió utilizando el modelo de vigas continuas que sólo resisten esfuerzos tensiles y de corte, con apoyos de cuchilla en todos los tramos, evaluados con la serie de Programas SAP 2000, anteriormente mencionados. La referencia de su diseño, se muestra en el apartado (7.2.2), donde se realiza como vigas con simple refuerzo y se diseñan por cortante para que sólo el concreto absorba los esfuerzos y así no se coloquen estribos. ___________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." CAPITULO VII DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES 7.1. INTRODUCCION El concreto se emplea desde la época de los romanos y los griegos, quién sabe en civilizaciones anteriores. La obra más grande erigida por los romanos fue el Panteón con bóveda de 43.20 m de diámetro. El primer registro de uso del concreto se remonta a 1760 en Inglaterra, con Smeaton, al proyectar el faro Eddystone, revela que la mezcla de caliza calcinada y arcilla originaba un conglomerante hidráulico resistente al agua. Recién a mediados del siglo XIX se inicia en Europa el proceso moderno del cemento. Un jardinero francés, Joseph Monier en 1867 patenta marcos metálicos como refuerzo de recipientes de concreto, considerado el creador del concreto. Turner desarrolla la primera losa plana sin vigas por 1906, en adelante se dan vastos progresos en el campo, con ello el inicio de la Tecnología del Concreto que tuvo su despegue final en 1916 con el profesor Duff Abrams y sus estudios sobre la relación Agua/Cemento . En 1875, promovida por el presidente Pardo, se funda la Escuela Nacional de Ingenieros (hoy Universidad Nacional de Ingeniería), quien encarga su dirección a una misión polaca conducida por el Ing° Eduardo de Habich. En el año 1879, egresa la primera promoción con cuatro Ingenieros, dos de la especialidad de Minas (Ings° Segundo Carrión y Pedro Remy) y dos Civiles (Ings. Eduardo Giraldo y Darío Valdizán). Durante la ocupación chilena [1880 – 1883], sigue funcionando la Escuela de Ingenieros, incluso con alumnos chilenos, pero sin egresar promoción alguna, hasta 1892 en que se instituye la Escuela Especial de Ingenieros, donde se consolida la especialidad e Ingeniería Civil. En 1915, llega al Perú la Compañía constructora norteamericana Foundation C°, para ejecutar entre muchas obras el terminal marítimo del Callao y la pavimentación de Lima, entre otras obras. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 132 Para entender y explicar la resistencia del concreto, se requiere del conocimiento de las características y comportamiento de los miembros integrantes del sistema estructural. En este capítulo se describen métodos de análisis y procedimientos de diseño, para los diferentes tipos de secciones de concreto reforzado, de modo que puedan resistir las fuerzas que resultan de las cargas externas aplicadas. HIPÓTESIS DE CARGA Para elaborar el diseño, empleamos Cargas en Rotura. Para lo cual se emplean las siguientes expresiones: 1.5*CM + 1.8*CV Gravedad 1.25*(CM + CV ± S) Sismo PU = Cargas de Rotura 0.9*CM ± 1.25*S Vuelco Para la Carga Viva se considerarán estados de damero en alternancias 7.1.1. HIPÓTESIS BÁSICAS DEL CONCRETO El concreto simple es un material artificial, resistente obtenido de mezclar y fraguar cemento, material inerte granular debidamente ajustado (piedra triturada o grava, y arena), agua y aire en proporciones determinadas. El cemento y el agua forman una pasta que rodea los agregados constituyendo un material heterogéneo. Una de las ventajas del concreto armado como material estructural radica en la variación de resistencia de sus elementos a lo largo de sus ejes longitudinales, por ejemplo con el corte de barras en vigas. Al añadirle aditivos, con normas descritas en (3.6.6.), se modifican las propiedades del concreto, en estado fresco como endurecido, para "hacerlo más apropiado para el trabajo manual, por economía, o para otros propósitos tal como el ahorro de energía". El concreto simple sin refuerzo tiene alta resistencia a la compresión, pero débil a tracción, lo que limita su aplicabilidad como material estructural. Por ello se suministra refuerzo de tensión y corte, como barras de acero, aprobadas por A.S.T.M., dispuesto en zonas donde se prevé se desplegarán tensiones bajo las solicitaciones de servicio. El acero limita el desarrollo de las grietas originadas por la baja resistencia a la tensión del concreto, como para elevar la resistencia del elemento reforzado, reduce las deformaciones causadas por cargas de larga duración, y proporcionar confinamiento lateral al concreto, lo que indirectamente aumenta su resistencia a la compresión. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 133 El diseño por corte es de vital importancia en las estructuras de concreto debido a que la resistencia a tensión del concreto es considerablemente menor que la de compresión. Los elementos viga se alabean como resultado de la deformación originada por esfuerzos de flexión debidos a la carga externa. Para el diseño de estos miembros, hay varias hipótesis comprobables en ensayos de laboratorio, caso de vigas esbeltas: 1. Se cumple la hipótesis de Navier: la distribución de esfuerzos unitarios en la sección transversal de un elemento es plana; las deformaciones en el acero y el concreto se suponen directamente proporcionales a la distancia del eje neutro. 2. La resistencia en tracción del concreto, es baja, para fines de diseño se desprecia. 3. La deformación unitaria de la fibra extrema en compresión máxima utilizable en el concreto es igual a 0.003 con fines de cálculo. 4. Esta deformación unitaria se atribuye directamente proporcional a la distancia del eje neutro. Excepto en regiones de anclaje donde la deformación unitaria de las barras de refuerzo se supone igual a la del concreto en la misma ubicación. 5. El esfuerzo en el acero se tomará como Es veces la deformación del acero; en deformaciones mayores a la proporcional al fy, el esfuerzo se juzgará igual a fy independiente de la deformación. 6. El concreto se adhiere al refuerzo de acero, de modo que su deformación es igual a la del concreto lindante, existiendo corrimientos relativos de consideración. 7. Se conoce la distribución de esfuerzos en la zona de compresión del elemento, pudiendo medirse en forma perpendicular la distancia de la fibra de máxima deformación unitaria al eje neutro "c". 7.1.2. FACTOR DE REDUCCIÓN DE RESISTENCIA: Se denomina resistencia nominal o de diseño del miembro, a la firmeza reducida de la unidad estructural calculada por métodos actuales; tal robustez se modera al usar un factor de reducción Ø, que considera las inexactitudes en la construcción, tales como en dimensiones o variaciones en las propiedades o posición del refuerzo. El factor de reducción Ø varía para los diferentes tipos de comportamiento y para los diferentes tipos de elementos estructurales, tal como se proporcionan en las Normas del ACI, y se compendian en la siguiente tabla. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 134 FACTOR DE REDUCCIÓN DE RESISTENCIA Ø Elemento Estructural Factor Ø ° Viga o Losa: Flexión 0.90 ° Columnas con estribos 0.70 ° Columnas zunchadas 0.75 ° Columnas que soportan cargas axiales 0.7 - 0.9 ° Viga: Cortante y Torsión 0.85 7.2. DISEÑO DE LOSAS 7.2.1. GENERALIDADES Las losas de piso son los elementos estructurales fundamentales que trasladan cargas muertas perpetuas y vivas de movimiento hacia los apoyos verticales de la estructura: que pueden ser losas sobre viguetas; losas encasetonadas; losas macizas; sin vigas (placas planas), apoyadas directamente sobre las columnas losas encasetonadas. El uso de resistencia última, que estudia el comportamiento del elemento en la última etapa, por las ventajas que ofrece es hoy frecuente, para lo que se amplifican las cargas actuantes por un factor y se disminuye la resistencia de los elementos estructurales. 7.2.2. LOSAS ALIGERADAS ARMADAS Y LOSAS MACIZAS Las losas aligeradas y macizas son combinaciones monolíticas de vigas rectangulares y viguetas T o nervaduras espaciadas regularmente y una losa en la parte superior, pueden actuar en una o dos direcciones ortogonales. Al colocar ladrillo "hueco", que rellena el espacio entre las viguetas se reduce el peso propio de la losa, por lo que se le llama “aligerada”, permitiéndose además economizar en el encofrado, la obtención de áreas de refuerzo para un adecuado comportamiento se prepara por flexión y cortante, esfuerzos soportados por la sección de éstas en su parte inferior. VENTAJAS DE LA LOSA ALIGERADA: a) Eficiencia en el uso del refuerzo, la losa trabaja en el sentido del armado, esperando posibles deformaciones en el mismo. Ahorro de concreto. b) Se permite empotrar tuberías de desagüe en la losa. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 135 c) Uso satisfactorio de la mano de obra calificada, por el conocimiento del proceso constructivo. Economía en el costo total del proyecto. Para diseñar una viga T, se tendrá en cuenta la posición del eje neutro. Presentamos el diseño completo de los elementos representativos, criterio empleado para los restantes miembros similares. Con apoyo en la NTE E-060. El Reglamento Nacional de Construcciones, contempla que losas aligeradas de 20 cm (con ladrillos de 15 cm), tienen un peso propio de 350 kg/m², deducidos de: ladrillo : 8.5 und / m² x 11.0 Kg / unid = 93.5 kg/m² Viguetas 2.5 vig / x (0.15x0.1) m²/ und x 2400 Kg / m³ = 90.0 kg/m² losa : 0.05 mt. x 2400 Kg/m² = 120.0 kg/m² ========= 303.5 kg/m² Según su geometría se precisa los tipos de vigas, el Código ACI, recomienda: (1) Vigas Simétricas: b ≤ L / 4 b ≤ B + bw b ≤ 16 hf + bw hf = Ancho eficaz del ala bw = ancho del alma b = ancho del ala B = distancia entre almas L = Luz de la viga b bw B Figura 7.1.a hf (2) Vigas de un sólo lado: b ≤ L/12 + bw b ≤ B + bw b ≤ 6 hf + bw bw b Figura 7.1.b (3) Vigas de un sólo lado: Igual que vigas simétricas NOTA.- Para el cálculo de "b", se toma el menor valor de cualquier desigualdad, según sea el caso Además el Reglamento de Concreto ACI establece las siguientes limitaciones: (a) El espesor de la losa de concreto sobre el relleno permanente, excederá a la mayor dimensión de 4 cms. y 1/12 de la distancia libre entre nervaduras (B). (b) El ancho de la vigueta bw no será menor a 10 cms. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 136 (c) Las viguetas no se espaciarán a más de 75 cms. (d) Su peralte será menor que 3.5 veces el ancho corto. POSICION DEL EJE NEUTRO: ° PRIMERA POSICION Cuando el eje neutro está dentro del ala, chf ; se analizarán propiamente como vigas T, para falla a tracción, desplegando las alas y el alma. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO PARA SECCIONES CON PATIN Preliminarmente se conoce el espesor de los patines hf en la losa, además el momento externo factorizado Mu para las zonas de tracción y compresión: 1. Comprobar la geometría de la sección, de acuerdo a las limitaciones del ACI. 2. Seleccionar una viga de sección rectangular, el 90% de aligerados recaen en este análisis, que resista los momentos externos según el diagrama equivalente de Whitney, con ancho b para tracción, y bw en la zona de compresión. 3. Con los espesores b y bw establecer las áreas de refuerzo correspondientes a los momentos de tracción y compresión, deducidos del diagrama de esfuerzos. Como : Mu As 1 . fy (7.1.) As1 = Ø fy (d - a/2) y a = 0.85 * f’c * b formamos la ecuación cuadrática, al despejar "As": Ø fy ² As1 ² 2 (0.85). fc b - Ø fy d As1 + Mu (+) = 0 para tracción (7.2.) Ø fy ² As1 ² 2 (0.85). fc bW - Ø fy d As1 + Mu (-) = 0 para compresión (7.3.) donde : Mu = Momento resistente factorizado Ø = Factor de reducción 0.9 (Flexión) b = Ancho del ala d = Peralte efectivo aplicable bw = Ancho del alma En aligerados de 20 cms, asumiendo conservadoramente un peralte de 17 cms, obtenemos momentos resistentes : Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 137 MOMENTO (-) MOMENTO (+) REFUERZO Menor a 0.43 Tn-m Menor a 0.45 Tn-m 1Ø 3/8” De 0.431 a 0.74 Tn-m De 0.451 a 0.80 Tn-m 1Ø 1/2” De 0.741 a 0.82 Tn-m De 0.801 a 0.89 Tn-m 2Ø 3/8” De 0.821 a 1.10 Tn-m De 0.891 a 1.23 Tn-m 1Ø 3/8” + 1Ø1/2” De 1.101 a 1.35 Tn-m De 1.231 a 1.56 Tn-m 2Ø 1/2” El acero liso de 1/4", no se considera como acero estructural 4. Obtenido el acero de tracción, se fijará si el eje neutro c cae dentro o fuera del patín, de grosor c=As1.fy/0.85 ß1 f'c b, de a= ß1 c para secciones rectangulares: (a) Si c < hf , la viga se trata como simplemente reforzada de ancho b. (b) Si c > hf y el espesor del bloque equivalente: a > hf , se diseña propiamente como viga T o L. 5. Hallar el área similar de refuerzo de compresión Asf para el volado y se examina la sección supuesta, operando las capacidades teóricas de resistencia Mf y Mw. 6. Repetir los pasos 4 y 5 hasta Ø Mn = Ø (Mw + Mf) esté cerca en valor al momento factorizado Mu. 7. Encontrar el valor de las cuantías: El Reglamento ACI, determina que para construcciones normales se empleará el 75% de la relación balanceada, mientras que el 50% para las zonas sísmicas : (ß 1)(0.85)(f’c)(6000) ρ b = fy ( 6000 + fy ) Cuantía balanceada (7.4.) As f ρ f = fy ( 6000 + fy ) Cuantía correspondiente a las alas (7.5.) _ b w ρ b = (ρ b + ρ f ) b Cuantía balanceada de viga T (7.6.) ( As ) ρ = b d ; ρ ≤ 0.75 ρ b Cuantía real (7.7.) PROCEDIMIENTO DE DISEÑO POR CORTANTE: La resistencia al corte en una sección sin refuerzo transversal, sometida sólo a flexión y cortante, valor que puede ampliarse en 10%, la NTE E-060, adapta la expresión : Ø Vc = Ø * 0.53 * ( f'c )0.5 * b * d x 1.1 ≥ Vu (7.8.) Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 138 Por ejemplo, el cortante que soporta la vigueta de un aligerado típico de h = 20 cm es de 1.26 ton, mientras que el de una vigueta de h = 25 cms, es 1.62 ton. ° ENSANCHE DE VIGUETA Si el cortante actuante Vu supera al del concreto Ø Vc, se requiere ensanchar el ancho bw en las viguetas: Vu > Ø Vc = 0.53 * Ø * ( f'c )0.5 * bw * d Por lo tanto el ancho necesario para un cortante Vu es: Vu bw = Ø 0.53 (f’c) 0.5 * d (7.9.) y la longitud de ensanche: Vu - Ø Vc bw = w ; siendo "w" la carga distribuida (kg/m). (7.10.) PROCEDIMIENTO DE DISEÑO POR FLEXION Para resistir un momento positivo, la vigueta trabaja como viga de ancho de 40 cm, mientras que al soportar el momento negativo únicamente lo hace con un ancho igual a 10 centímetros. ° ENSANCHE DE VIGUETA POR CORTANTE Se presenta si el momento obtenido por el análisis es mayor que el momento que puede resistir la vigueta Mu > Mmáx, es decir se ha superado la cuantía máxima. Mmáx = Ø pmáx * b * d * fy * (d - a/2) (7.11.) Como Mu > Mmáx es necesario cubrir la diferencia ampliando el ancho de la viga. Mu bw = Ø * ρ max * d * fy * (d - a/2) (7.12.) REFUERZO POR CONTRACCIÓN Y TEMPERATURA: Perpendicular al acero principal se proveerá refuerzo por contracción y temp., cuyo espaciamiento no excederá en 5 veces el espesor del ala hf , ni de 45 cm.; para lo cual el Reglamento especifica las cuantías mínimas en su acápite (7.10): ρmín = 0.0018 para el caso de fierro liso. ρmín = 0.0024 para varillas de refuerzo corrugadas. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 139 7.2.3. APLICACION Y RESULTADOS Presentamos el diseño de la losa aligerada “A1”, típica en el módulo “A”, que presenta cuatro tramos, con luces de 3.85, 4.00, 4.00 y 1.00 mts. El análisis estructural, con sus combinaciones de carga, se evaluaron con el conjunto de Programas S.A.P.- 2000. De allí obtenemos las envolventes de Momento Flector y Cortante, por tramo, que exponemos con mayor detalle : Envolvente de Momento (Aligerado A1 Modulo "A" 1er Piso) -0.800 -0.600 -0.400 -0.200 0.000 0.200 0.400 0.600 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13distancia (m) M (T on -m ) Aligerado “A1” Módulo “A” 3.85 m. 2.95 m 3.85 m. 1.00m. - 0.09 -0.63 -0.63 -0.44 -0.45 -0.49 -0.51 0 -0.05 0.57 0.20 0.37 0.0 Seguidamente, empleando las expresiones (7.2.) y (7.3.), según el valor de Momentos, fijamos las áreas de acero requerido, para un peralte de 17 cms. : Tramo / Momento As requerido As colocado Mto. Resist. Primer Tramo M(-) IZQ. = 0.09 1Ø 3/8” 0.71 cm² 0.43 M(+) . = 0 0.57 1Ø 1/2” 1.27 cm² 0.80 M(-)DER. = 0.63 1Ø 1/2” 1.27 cm² 0.74 Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 140 Segundo Tramo M(-) IZQ. = 0.63 1Ø 1/2” 1.27 cm² 0.74 M(+) = 0 0.20 1Ø 3/8” 0.71 cm² 0.45 M(-)DER. = 0.44 1Ø 3/8” 0.71 cm² 0.43 Tercer Tramo M(-) IZQ. = 0.45 1Ø 3/8” 0.71 cm² 0.43 M(+) = 0 0.37 1Ø 3/8” 0.71 cm² 0.45 M(-)DER. = 0.49 1Ø 1/2” 1.27 cm² 0.74 Cuarto Tramo M(-) IZQ. = 0.51 1Ø 1/2” 1.27 cm² 0.74 M(+) = 0 0.00 1Ø 3/8” 0.71 cm² 0.45 M(-)DER. = 0.00 1Ø 1/2” 1.27 cm² 0.74 Luego, proseguimos el diseño, examinando los valores de Cortante obtenidos para cada tramo : 0.68 y 1.09 Tn., 0.92 y 0.81 Tn., 0.78 y 0.83 Tn., y 0.69 y 0.36 Tn., del primero al cuarto tramos, por tanto no se requiere el ensanche de viguetas. De la descripción (7.8.). la vigueta del aligerado 20 cm soporta un cortante : Ø Vc = (0.85)(0.53) ( 210 )0.5 (10) (17) x 1.1 = 1.22 ton. Evaluamos el refuerzo por contracción y temperatura, normal al acero principal, utilizando fierro liso, As temp. = 0.0018 x 100 x.5 = 0.90 cm² de acero, con espaciamiento de 0.32 / 0.90 = 0.35 m, pero sin excederá 5 veces el espesor hf , ni de 45 cm, lo que equivale a colocar Ø 1/4” @ 25 cm.. Aligerado Típico “A1” del Primer Piso del Módulo “A” Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 141 7.3. DISEÑO DE VIGAS 7.3.1. GENERALIDADES Son los miembros estructurales que transmiten las cargas tributarias de las losas de piso a las columnas verticales. Se cuelan monolíticamente con las losas y llevan refuerzo de tensión en su cara inferior y de compresión en la superior. La conducta en vigas de concreto armado, difiere en que la resistencia a tracción del concreto, es notablemente menor que la de compresión, casi un décimo, por lo que es de principal importancia su diseño por cortante. En vigas de concreto reforzado capitalmente acaecen tres modos de falla o sus combinaciones: (1) por flexión, (2) por tensión diagonal y (3) falla en compresión por cortante. Es preferible sobrevenga la falla por flexión, antes que la de cortante. En esta parte del desarrollo, las vigas se diseñan por esfuerzos de flexión y corte, con los resultados de envolventes de momentos y cortantes obtenidos del análisis estructural, guiándonos del R.N.C. en su sección de Concreto Armado y del A.C.I., como las recomendaciones y limitaciones para diseño sísmico. 7.3.2. DISEÑO POR FLEXION EN VIGAS (Simplemente reforzadas) Para diseñar estos elementos, se cumplen las hipótesis básicas del concreto (7.1.1), tienen similar conducta; el cambio en la resistencia longitudinal de sus secciones, por ejemplo con el corte de barras en vigas, es otra ventaja del concreto armado. Normas generales sobre el detallado de refuerzo son establecidas con los criterios: a) Las estructuras deberán tener comportamiento dúctil, al limitar los porcentajes del acero de flexión, detallado del refuerzo longitudinal con longitud de anclaje y traslapes suficientes. b) Armados sencillos, el trabajo con complicados detalles incrementa el factor tiempo, el costo de mano de obra y supervisión. c) Recubrimientos adecuados para el acero, que lo protegen de dos agentes perjudiciales: la corrosión y el fuego, pese a que el ancho de las grietas es mayor como crece el recubrimiento. d) No existirá acumulación de refuerzo, pues dificulta el colado del concreto. e) Anclaje de las barras, por adherencia desarrollarán su esfuerzo de fluencia. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 142 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO PARA VIGAS RECTANGULARES: Se satisface el equilibrio de fuerzas horizontales, la fuerza de Tensión T en el acero se equilibrará con la fuerza de Compresión C en el concreto, por tanto: Figura 7.3. C = T 0.85 f ‘c c c C C E.N. d h c-d (d- a/2) Ey T As . fy La ordenación real de esfuerzo de compresión en la sección tiene forma de parábola creciente, para evaluar el volumen del bloque comprimido, sin pérdida de tiempo y exactitud usamos un bloque rectangular equivalente, con profundidad a = ß1.c y resistencia promedio a la compresión 0.85 f ‘c, valor de resultados de pruebas de corazones del concreto en la estructura a la edad mínima de 28 días. La fuerza de Tensión se consigna como As.fy. De tal forma la ecuación de equilibrio cambia a: 0.85 * f'c * b. a = As .fy As 1 . fy (7.13. y 7.14.) a = 0.85 * fc * b Del equilibrio de momentos, puede expresarse la resistencia nominal Mn como: Mn = As fy ( d - a/2 ) como Mn = Mu / Ø y T = C obtenemos : Mu (7.15.) As = Ø f'y ( d - a/2) al despejar "As", formamos la ecuación cuadrática : Ø fy ² As1 ² 2 (0.85). fc b - Ø fy d As1 + Mu = 0 (7.16.) donde : Mu = Momento resistente factorizado b = Ancho de la viga Ø = Factor de reducción 0.9 (Flexión) d = Peralte efectivo aplicable 1. Evaluados los diagramas de esfuerzos y deducidos del análisis, los valores de momentos factorizados para tracción y compresión, ratificamos las dimensiones y geometría de la sección para trabajar con el diagrama equivalente de Whitney. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 143 2. Establecer las barras corrugadas de refuerzo respectivas para los momentos de tracción y compresión, empleando la expresión (7.16.): Si el discriminante B² - 4 A C < 0, se obtiene un valor imaginario, por lo que elegiremos una de las alternativas: (a) La viga se diseñará como doblemente reforzada, con el procedimiento que se define en el apartado (7.3.5). (b) Evaluando los términos integrantes del discriminante B² - 4 A C < 0, a fin de volverlo mayor a cero, con un valor de momento invariable advertimos : 4 ( Ø fy ² ) ( - Ø fy d )² - 2 (0.85). fc b x ( Mu ) > 0 Es evidente que, no puede cambiarse la resistencia del acero fy; elevar la resistencia del concreto incrementa mucho los costos, finalmente, al despejar. se concluye que puede aumentarse el peralte al valor : 2 ( Mu ) (7.17.) d ≥ Ø (0.85) f'c b 3. Encontrar el valor de las cuantías: El Reglamento ACI, especifica usar el 75% de la relación balanceada, para construcciones normales y el 50% para construcciones en zonas sísmicas _ (ß 1)(0.85)(f’c)(6000) ρ b = fy ( 6000 + fy ) Cuantía balanceada (7.18.) _ ( As f ) ρ f = bw d Cuantía correspondiente a las alas (7.19.) _ ( b w ) ρ b = (ρ b + ρ f ) b Cuantía balanceada de viga T (7.20.) ( As ) ρ = b d ; ρ ≤ 0.75 ρ b Cuantía real (7.21.) 7.3.3. DISEÑO POR CORTANTE EN VIGAS: El diseño por cortante es de vital importancia en estructuras de concreto pues la resistencia a tensión del concreto es considerablemente menor que la de compresión. La transmisión de cortante en vigas de concreto se apoya grandemente en la resistencia a la tensión y compresión del concreto. Por consiguiente, no es de sorprender que una deficiencia por cortante, por lo general sea no dúctil. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 144 La conducta de vigas de concreto reforzado en el instante de la escasez por corte, es muy diferente a su conducta por flexión. La falla es repentina sin aviso previo suficiente y las grietas diagonales desarrolladas son más copiosas que las de flexión. REQUISITOS DE DISEÑO ° La resistencia al cortante de los estribos (Vs), no deberá considerarse mayor que: Vs ≤ 2.1√ f ’c b d, en caso contrario incrementar la sección de la viga. ° El aislamiento del respaldo por corte ubicado perpendicular al eje del elemento no será mayor a d/2, ni 60 cm; pero si Vu excede a 1.6√ f ’c b d, este máximo espaciamiento se reducirá a la mitad: d/4, ó 30 cm. El acomodo de refuerzo en la sección, beneficia a la acción de la viga en varios aspectos, colaboran con la resistencia de los mecanismos de cortante porque: 1. Limitan la abertura de las grietas diagonales dentro del rango elástico. 2. Soporta eficazmente la varilla longitudinal cruzada por la grieta cortante de flexión próxima al estribo. 3. Obstaculizar la ruptura de la adherencia cuando se expanden las grietas de desgajamiento en las zonas de anclaje. 4. Cuando los estribos se disponen adecuadamente cerca, otorgan confinamiento y con ello aumentan la resistencia a la compresión de las zonas vulneradas. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO POR CORTANTE: 1° Extraer el módulo de cortante último (Vu) de las envolventes. 2° Evaluar la tolerancia a la fuerza cortante del concreto (Vc), con el enunciado (7.22), además hallar la resistencia de la fuerza de corte en los estribos (Vs), que se deduce de despejar Vu = Ø ( Vc + Vs ) Vc = 0.53 √ f ’c b d, (7.22) Vs = Vu / Ø - Vc (7.23) Vs no excederá a la expresión (7.24), en cuya eventualidad se aumentará la sección de la viga. Vs ≤ 2.1√ f ’c b d, (7.24) 3° Reducir los cortantes últimos al valor crítico Vud a la distancia “d” de la cara de apoyo, establecer la resistencia al cortante del acero (Vs), y con el área de la varilla a colocar “Av” (2 Ø 3/8” = 1.42 cm²) adoptar el espaciamiento : Vud = Vu - ωu x d (7.25) Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 145 Vs = Vud / Ø - Vc (7.23’) Ø Av fy s = (Vs - Vuc) * b (7.26) => espac. adoptado 4° Verificar que la resistencia de la viga al cortante sea mayor a la producida por arqueamiento, limitando que primero ocurra la falla por flexión y no por corte, de acuerdo a los requerimientos sismo-resistentes. Para ello se vinculan los momentos nominales (Mn = Mu / Ø ), la luz libre y el cortante isostático : Mn iz + Mn de VØ = ln (7.27) Vis = ωu * ln / 2 (7.28) 5° A continuación se evalúa el esfuerzo que soporta el concreto en laboratorio : Vuc = Ø 0.53√ f ’c b.d (7.22.a) 6° En las zonas no analizadas, evaluar su esfuerzo cortante (v x), y a partir de este valor se precisa el nuevo espaciamiento con el término (7.26’) : Ø Av fy s = (Vx - Vuc) * b (7.26’) Se fija el nuevo valor de cortante para el aislamiento adoptado, con: Ø Av fy Fórmula general : v xx = v uc + b . s (7.30) 7° Calcular el número de estribos para la distancia analizada. Repetir los pasos 6 y 7 para sucesivas separaciones adicionadas en 5 ó 10 cm., hasta donde no sea requerido y donde se colocará el espaciamiento máximo. 8° Luego por tramo se desglosa los mayores valores de cortante obtenido para definir los límites de espaciamiento en la zona confinada y no confinada. Si las vigas obran en pórticos sísmicos, se fijará la longitud confinada (Lc=2.d), con separación máxima (Sc), calculada con la menor de las expresiones : * Espac. de confinamiento Sc = d / 4 (7.29) (el menor valor) Sc = 8 Ø menor acero longitudinal. Sc = 30 cms. El primer estribo se coloca a 5 cms. ó a la mitad del espaciamiento. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 146 En la zona no confinada el máximo espaciamiento, se fija con : v u ≤ Ø 1.6√ f ’c (7.30), de cumplirse el aislamiento no excederá a d/2, ni 60 cms.; en caso opuesto, este espaciamiento se reduce a la mitad : d/4, ó 30 cms., el menor de ambos. 9° Finalmente se opta por la colocación del acero transversal. 7.3.4. DISEÑO POR TORSION EN VIGAS El diseño por cortante es de principal importancia en las estructuras de concreto Las vigas únicamente no se someten a flexión y corte, sino además a torsión. Los esfuerzos producidos por torsión son relevantes en vigas de borde que sirven de apoyo a losas y otras vigas; no son fundamentales en vigas centrales, salvo que incluyan un “trabe”. En estructuras se presentan dos tipos de torsión, la llamada Torsión de Equilibrio y otra designada Torsión de Compatibilidad. El momento torsionante es vital en la torsión de equilibrio para fijar el equilibrio de la estructura, el elemento se diseñará para ese momento producto del análisis; en la torsión de compatibilidad, el momento es el resultado del giro del elemento a fin de mantener la compatibilidad de las deformaciones, donde el momento resultante mayor al de agrietamiento, puede reducirse a él para diseñarse con éste. CONTRIBUCION DEL REFUERZO EN LA RESISTENCIA A LA TORSION Si el momento torsor Tu supera a : (7.32.), el elemento precisa mínimo refuerzo por torsión, que consistirá en anillos ó estribos cerrados, espirales, combinados con varillas longitudinales. Además del refuerzo requerido, éste se proporciona para resistir los esfuerzos de cortante, axial y flexión. LIMITE DE SEPARACION PARA REFUERZO POR TORSION La separación entre estribos cerrados es la menor dimensión entre 30 cms. y no debe de exceder de: (x1 + y1) / 4. La separación de las varillas longitudinales, no menores de 3/8", distribuidas alrededor del perímetro de los estribos, no excederá de 30 cm. Debe colocarse por lo menos una varilla longitudinal en cada esquina de los estribos cerrados. ACERO LONGITUDINAL POR TORSION Además de los estribos por torsión (At); se colocará, adicional al de flexión (Al), acero longitudinal repartido uniformemente alrededor de todo el perímetro. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 147 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO POR TORSION EN VIGAS : 1° Cuando en las vigas de concreto reforzado se presentan momentos de torsión, éstos provocan que fácilmente se fisuren y adopten un comportamiento plástico. Para ello se determina el momento Torsor de agrietamiento en la viga, con la expresión : Tu = Ø * 1.1 * (f ‘c) 0.5 * Σ(x² y / 3) ( 7.31.) si Tu excede a : Tu > Ø {0.13 (f ‘c) 0.5 Σ(x²y)} (7.32.) El R.N.C., como ACI, indican que el cortante y la torsión se considerarán juntos. 2° Cálculo del cortante a la distancia “d” de la cara (Vud). 3° Evaluación de la contribución del concreto a la torsión (Tc), para ello antes se define el factor de corrección (Ct), con : ,b x d Ct = Σ (x²y) (7.33.) y el momento torsor del concreto : 0.2 (f ‘c) 0.5 x Σ (x²y) Tc = (7.34.) 0.4 x Vud 2 1 + Ct x Tu 4° Deducción del Momento absorbido por el acero de refuerzo : Ts = Tu / ∅ -Tc (7.35.) 5° Cálculo del refuerzo transversal de acero por torsión, si el momento torsionante factorizado Tu es mayor que el momento torsionante resistente: Ø*Tc. At = Ts (7.36.) s fy * α t * x1 * y1 Donde: At = Area de una rama de estribo cerrado que resiste torsión. s = Distancia de separación entre estribos α t = 0.66 + 0.33 * y1 / x1; pero no mayor que 1.50 X1, y1:= distancia de centro a centro del estribo Para asegurar la falla dúctil Ts no excederá de: 4 * Tc. 6° Cálculo del acero de estribos por corte : Señalar el cortante que resiste el acero, con: Vs = Vud / ∅ -Vc (7.37.) El cortante que admite el concreto a los efectos combinados es : 0.53 (f ‘c) 0.5 x b x d Vc = (7.38.) Tu 2 1 + 2.5 Ct x Vu Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 148 Av = Vs (7.39.) s fy * d 7° Cálculo del área de estribos por corte y por flexión, luego el espaciamiento : At + Av (7.40.) s 2 s 8° Verificación de la mínima separación de estribos en la zona de confinamiento por sismo, con el menor valor de : s = (x1+ y1) / 4 s ≤ d / 2 s = 30 cms. 9° Comprobación de la separación originada por cortante en el punto de aplicación de la viga transversal (Vup), de forma similar al paso 6, con este valor se calculan los estribos para el cortante (Vup), y luego se determina su separación : Vup = Vu - ωu (dist.) (7.41.) Vs = Vup / ∅ - Vc (7.42.) Av = Vs (7.43.) s fy * d 10° Cálculo del refuerzo longitudinal por torsión, determinando el valor más bajo de las expresiones : 2 At (7.44.) Al = s (x1 + y1) Antes evaluamos 2 At : 3.5 b s (7.45.) 2 At = fy A l = 28 x1 s Tu - 2 At x1 + y1 (7.46.) fy Tu + 3 Vu Ct s Por último, se coloca el acero longitudinal para cada esquina del estribo. 7.3.5. DISEÑO POR FLEXION DE VIGAS DOBLEMENTE REFORZADAS DISEÑO POR FLEXION Adicional al refuerzo de tracción, una viga armada doblemente se ayuda de acero en compresión; cuando es ineficaz para resistir el momento actuante, aún con su máxima cuantía de simple refuerzo, por lo cual es forzoso instalar varillas de refuerzo en la Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 149 zona comprimida, adicionando igual cantidad de acero en la zona traccionada, modo de obtener un momento accesorio con el par de fuerzas de estos refuerzos. El acero en compresión es también útil, para moderar el esfuerzo del concreto en la zona comprimida, al brindarle mayor estabilidad y aminorar asombrosamente el efecto de flujo plástico y por consiguiente las deflexiones diferidas. Además para el caso de vigas sismo resistentes, según las normas, por condiciones de ductilidad y confinamiento se requiere donde debe colocarse un refuerzo corrido superior e inferior. No obstante, no producirse la máxima cuantía, podrá prudencialmente añadirse refuerzo en compresión; el momento resistente total no variará de forma expresiva, pues el acero de compresión no está fluyendo, salvo que el peralte sea mayor a 51 cms. CUANTIA MAXIMA La Norma describe aplicar en un elemento, una cuantía máxima no superior al 75% de la relación balanceada, para construcciones normales y el 50% para zonas sísmicas. La misma regla exige que para elementos dúctiles que permiten la redistribución de momentos, la cuantía máxima: (ρ - ρ')máx no excederá a 0.5 ρb PROCESO DE DISEÑO DE VIGAS DOBLEMENTE REFORZADAS 1° Determinar el máximo valor de refuerzo que puede colocarse, en función de la cuantía máxima, la cual puede evaluarse con la fórmula : f ‘c 6000 ρb = 0.85 β1 f y x (6000 + f y ) y ρmáx = 0.50 ρb f ‘c 6000 ρmáx = 0.425 β1 f y x (6000 + f y ) (7.47.) 2° Calcular la máxima resistencia de la viga con el acero que permite la mayor cuantía, antes precisamos el valor de ubicación del bloque comprimido equivalente “a” 0.85 ε c * d * (0.5 ó 0.75) Según el caso 0.85*0.003*d*0.5 (7.48.) a = ( ε c + ε s ) ( 0.00206 + 0.003 ) 0.85 * fc * a * b Asmax = fy 3° A continuación, conociendo el valor de momento actuante en la viga, puede inferirse el valor del Momento remanente, con : MR = Mu act - Mu máx Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 150 4° Cálculo del refuerzo faltante en tracción, así como su colocación, As(T) : despejando de MuR = Ø As1 fy ( d - d’ ) MuR As1 = Ø fy (d - d’) = = > As(T) = Asmáx + As1 ( 7.50.) 5° Chequeo de las deformaciones y esfuerzos : Advertido el módulo del bloque de compresión “c” = a / β1. Las deformaciones para ambos aceros pueden definirse por semejanza de triángulos (Fig 7.3.); luego se evalúa si el acero en compresión fluye o nó (ε’s < que 0.00206) : ε c ε ' s ε c (c - d’) . Es c = (c - d’) ⇒ f ’s = ε’s Es = c ( 7.51.) 6° Cálculo del refuerzo de compresión, chequeo de cuantías : fy A’s = As1 fs ( 7.52.) As A’s ρ = b x d ; ρ' = b x d ; ρ − ρ’ ≤ 0.50 ρb O.K. 7° Verificación del estado d e fluencia del refuerzo negativo, del tamaño del bloque comprimido “c” y del Momento resistente con acero en compresión. La fluencia del refuerzo en compresión puede precisarse resolviendo la expresión cuadrática : ( 7.51.a ). A´s fs² - {As(T) x fy + A´s 0.003 Es} fs + {As(T) x fy - 0.852 x f´c x b x d´ 0.003 Es} = 0 ε c * Es * d´ (7.48.a ) c = ( ε c * Es - f s ) = = > a = 0.85 c Mu = { 0.85 f´c x b x a (d – a/2) + A´s x fs ( d – d´) } ( 7.52.) 7.3.6. APLICACION Y RESULTADOS Se expone el proceso descriptivo de la viga continua V-313 del módulo “B” ubicada a lo largo del Eje “F” ente los ejes 10´ y 14, en donde se distinguimos las secciones de diseño: A) Como viga con refuerzo simple, B) Por cortante, C) Por torsión , y D) Doblemente reforzada V-304 del módulo “A”, a lo largo del Eje F´, entre 3 y 4. A) Diseño por flexión, de los resultados del análisis, obtenemos las envolventes de momentos de la viga V-313, las cuales se exponen con mayor detalle : La viga en análisis posee cuatro tramos, que presentan simetría en su Eje central. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 151 La sección es de 30 x 45 cms. y las luces libres entre columnas respectivamente son : 3.85, 4.50, 4.50, y 3.85 mts., del primero al cuarto tramos. Viga 313 Módulo “B” 3.85 m. 4.50 m 4.50 m. 3.85m. - 19.61 16.15 16.75 16.93 16.93 16.75 16.10 19. 61 12.56 11.65 7.74 8.07 8.07 7.74 11.65 12.56 A continuación, de acuerdo al valor de Momento actuante, pueden determinarse las áreas de refuerzo necesarias, positivas y negativas, según el signo : Tramo / Momento As requerido As colocado Mto. Resist. Primer Tramo M(-) IZQ. = 19.61 17.76 cm² 3Ø 3/4”+2 Ø 1” 20.59 M(+) IZQ. = 012.56 12.56 cm² 2Ø 3/4”+2 Ø 5/8” 12.86 M(+) DER. = 11.65 8.41 cm² 2Ø 3/4”+2 Ø 5/8” 12.86 M(-)DER. = 16.10 13.95 cm² 2Ø 3/4”+2 Ø 1” 17.84 Segundo Tramo M(-) IZQ. = 16.75 14.03 cm² 2Ø 3/4”+2 Ø 1” 17.84 M(+)IZQ. = 0 7.74 5.56 cm² 2Ø 3/4” 11.52 M(+)DER. = 08.07 5.81 cm² 2Ø 3/4”+1 Ø 5/8” 10.45 M(-)DER. = 16.93 14.84 cm² 2Ø 3/4”+ 2 Ø1” 17.84 Tercer Tramo M(-) IZQ. = 16.93 14.84 cm² 2Ø 3/4”+ 2 Ø1” 17.84 M(+)IZQ. = 0 8.07 5.81 cm² 2Ø 3/4”+1 Ø 5/8” 10.45 M(+)DER. = 7.74 5.56 cm² 2Ø 3/4” 11.52 M(-)DER. = 16.75 13.95 cm² 2Ø 3/4”+2 Ø 1” 17.84 Cuarto Tramo M(-) IZQ. = 16.10 13.95 cm² 2Ø 3/4”+2 Ø 1” 17.84 M(+)IZQ. = 011.65 8.41 cm² 2Ø 3/4”+2 Ø 5/8” 12.86 M(+)DER. = 12.56 12.56 cm² 2Ø 3/4”+2 Ø 5/8” 12.86 M(-)DER. = 19.61 17.76 cm² 3Ø 3/4”+2 Ø 1” 20.59 Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 152 Envolvente de Momento (Pórtico F 3er Piso) MODULO "B" -22.50 -17.50 -12.50 -7.50 -2.50 2.50 7.50 12.50 17.50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 distancia (m) M (T on -m ) B) El siguiente paso, es el diseño por cortante, del análisis revelamos Vu (Tn): Envolvente de Cortante (Pórtico F 3er Piso) MODULO "B" -20.00 -15.00 -10.00 -5.00 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 distancia (m) V (T on ) La resistencia del concreto se halla con el término (7.22) : Vc = 0.53 √ f ’c b d = 0.53 √ 210 x 30 x 39 = 8.97 Tn. 2.1√ f ’c b d = 2.1√ 210 30 x 39 = 35.61 Tn. (7.24) Vs = Vu / Ø - Vc = 14.99 / 0.85 – 8.97 = 8.67 Tn., que no supera a (7.24), por tanto no será necesario incrementar la sección de la viga. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 153 3.85 m. 4.50 m 4.50 m. 3.85m. 4.14 13.08 1.01 13.54 1.04 13.58 4.57 14.00 14.00 4.57 13.58 1.04 13.54 1.01 13.08 4.14 Conocidos los valores de Cortante último y las cargas repartidas wd = 1.65 y 1.80, wl = 0.98 y 1.36 Tn-m. para el primero y cuarto, segundo y tercero tramos correspondientemente. Disminuyendo el cortante último a un valor crítico a la distancia “d” de la cara de apoyo y reemplazando los valores en (7.25), (7.23’), para cada tramo se obtiene la resistencia del acero y su separación : Tramo / Cortante Vs=Vud/∅ −Vc S=Av(fy)d/Vs Primer tramo : Vud=12.72 Tn. Vs= 5.97 Tn. s=39.0 cm. Segundo tramo : Vud=12.04 Tn. Vs= 5.17 Tn. s=45.0 cm. Tercer tramo : Vud=12.04 Tn. Vs= 5.17 Tn. s=45.0 cm. Cuarto tramo : Vud=12.72 Tn. Vs= 5.98 Tn. s=39.0 cm. Acotando que la falla por flexión se presente primero, términos (7.27) y (7.28), se toma en cuenta los momentos nominales mayores del paño, según la armadura colocada y en concordancia con los requerimientos sismo-resistentes se tiene : Primer apoyo Mtos. [Tn-m] Mtos. [Tn-m] - Momentos últimos Mu sup=20.59 Mu inf=12.68 - Momentos Nominales Mn = > Mn sup=22.88 Mn inf=14.29 Segundo apoyo - Momentos últimos Mu sup=17.84 Mu inf=11.52 - Momentos Nominales Mn = > Mn sup=19.82 Mn inf=12.80 Tercer apoyo - Momentos últimos Mu sup=17.84 Mu inf=10.45 - Momentos Nominales Mn = > Mn sup=19.82 Mn inf=11.61 Cuarto apoyo - Momentos últimos Mu sup=17.84 Mu inf=11.52 - Momentos Nominales Mn = > Mn sup=19.82 Mn inf=12.80 Quinto apoyo - Momentos últimos Mu sup=20.59 Mu inf=12.68 - Momentos Nominales Mn = > Mn sup=22.88 Mn inf=14.29 Calculando los cortantes con (7.27) y (7.28) : Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 154 TRAMO Primero V∅=(Mni + Mnd) / ln Wd = 1.65 Wl = 0.98 - Mtos. Antihor. V∅=(22.88+12.80)/3.85 = 09.27 Τοn. - Mtos. Horarios V∅=(14.29+19.82)/3.85 = 8.86 Ton. - Cort. Isostático Vis = wu * ln / 2 = Vis=3.29*3.85 / 2 = 6.33 Tn. - CORT. FINAL VuFizq = 6.33 + 9.27 15.60 Tn VuFder = 6.33 - 8.86 = -1.64 Tn Segundo V∅=(Mni + Mnd) / ln Wd = 1.80 Wl = 1.36 - Mtos. Antihor. V∅=(19.82+11.61)/4.50 = 6.98 Ton. - Mtos. Horarios V∅=(12.80+19.82)/4.50 = 7.25 Ton. - Cort. Isostático Vis = wu*ln / 2 Vis=3.95*4.50 / 2 = 8.89 Tn. - CORT. FINAL VuFizq = 8.89 + 6.98 = 15.87 Tn VuFder = 8.16 – 7.52 = 1.64 Tn Tercero V∅=(Mni + Mnd) / ln Wd = 1.80 Wl = 1.36 - Mtos. Antihor. V∅=(12.80+19.82)/4.50 = 7.25 Ton. - Mtos. horarios V∅=(19.82+11.61)/4.50 = 6.98 Ton. - Cort. Isostático Vis = wu*ln / 2 Vis=3.95*4.50 / 2 = 8.89 Tn. - CORT. FINAL VuFizq = 8.89 + 7.25 = 16.14 Tn VuFder = 8.89 – 6.98 = 1.91 Tn Cuarto V∅=(Mni + Mnd) / ln Wd = 1.65 Wl = 0.98 - Mtos. Antihor. V∅=(14.29+19.82)/3.85 = 8.86 Ton. - Mtos. horarios V∅=(22.88+12.80)/3.85 = 09.27 Τοn. - Cort. Isostático Vis = wu * ln / 2 = Vis=3.29*3.85 / 2 = 6.33 Tn. - CORT. FINAL VuFizq = 6.33 + 8.86 = 15.19 Tn VuFder = 6.33 – 9.27 = -2.94 Tn Entonces tendremos que los máximos valores de cortantes obtenidos serán : Primer tramo Vu=15.60 Ton. Cuarto tramo Vu=15.19 Ton. Segundo tramo Vu=15.87 Ton. Tercer tramo Vu=16.14 Ton. La resistencia calculada del concreto anteriormente es : Vuc=8.99 Ton. El cortante asumido por el acero será : Vs=Vud/ ∅ - Vc Vs1= 9.31 Ton. s=24.9 cm. Vs2= 9.68 Ton. s=24.0 cm. Seguidamente, por trabajar con una viga sísmica, confinaremos una distancia igual a dos veces el peralte (2d = 78 cm.) y establecemos que la separación en el sector de confinamiento, es el menor valor de: Sc = d / 4 = 9.75 cms. Sc = 8 db = 12.72 cms. Sc = 30 cms. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 155 Fuera de la zona confinada separamos d/2 = 19.5 cms., optamos por 20 cms. Por último, el acero transversal colocado es : Primer tramo : Estribos Tipo II : 1 @ 0.05 + 8 @ 0.10 + Rto @ 0.20 c/ext. Segundo tramo : Estribos Tipo II : 1 @ 0.05 + 8 @ 0.10 + Rto @ 0.20 c/ext. Tercer tramo : Estribos Tipo II : 1 @ 0.05 + 8 @ 0.10 + Rto @ 0.20 c/ext. Cuarto tramo : Estribos Tipo II : 1 @ 0.05 + 8 @ 0.10 + Rto @ 0.20 c/ext. � Tipo 2 (0.30 x 0.45) � Tipo 2 V-113; V-213; V-313; 4 � s adic. DISEÑO POR TORSION C) Se analiza el caso de torsión de compatibilidad, presentado en la VIGA V-304 del módulo “A”de sección 25 x 45 cms. Cálculo del Momento torsor de agrietamiento en la viga, aplicando (7.31.) : Tu = (0.85) * 1.1 * (210) 0.5 * Σ(25²x 45 / 3) = 127026 Kg-cm. ≡ 1.27 Tn-mt. como (7.32.) : (0.85) {0.13 (210) 0.5 Σ(30² x 50)} = 0.45 Tn-m. Que no excede a Tu, entonces el “cortante y la torsión no se considerarán juntos” Con el cortante último Vu = 28.29 Tn deducimos : Vud = 20.36 Ton. Determinamos la contribución del concreto a la torsión (Tc) : 25 x 36 factor de corrección : Ct = Σ (25² x 45) = 0.032 0.2 (210) 0.5 x Σ (25² x 45) Tc = = 0.36 Tn-m. 0.4 x 20360 2 1 + 0.032 x 127026 Luego, el Momento absorbido por el acero de refuerzo (7.35), será : Ts = Tu / ∅ -Tc = 1.27 / 0.85 -0.36 Ts = 1.13 Ton-m. Previniendo la ocurrencia de falla dúctil : Ts ≤ 4 Tc 1.13 Tn-mt. ≤ 4 (0.36 Tn-mt.) 1.13 Tn-mt. ≤ 1.46 Tn-mt. Determinando el acero de los estribos por torsión (7.36.) : Inicialmente se define la distancia de centro a centro del estribo (x1, y1) : Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 156 x1= 25 - 2*6 + 1.91 + 0.95 x1= 15.86 cms. y1= 45 – 9 -6 + 1.91 + 0.95 y1= 32.86 cms. αt= 0.66 + 0.33 ( y1 / x1 ) ≤ 1.50 αt= 0.66 + 0.33 ( 32.86 / 15.86 ) = 1.34 es menor a 1.50 O.K. Remplazando en (7.36.), tenemos : At = 113040 s 4200(1.34)(32.86)(15.86) = = > At/s = 0.038 cm² / cm / ramal Cálculo del acero de estribos por corte con (7.37.), (7.38.), (7.39.) y (7.40.) : 0.53 (210) 0.5 x 25 x 36 Vc = = ⇒ Vc = 6.51 Tn. 127026 2 1 + 2.5 (0.032) x 28290 El acero que resiste el corte es : Vs = Vud / ∅ -Vc = 20.36 / 0.85 – 6.51 ⇒ Vs = 17.45 Ton Av = Vs = > 17450 ⇒ Av/s = 0.115 cm²/cm. s fy * d 4200 * 36. Cálculo del área de estribos por corte y por flexión : At + Av = 0.038 + 0.115 / 2 = 0.096 s 2 s El espaciamiento al emplear ∅ 3/8” (At=0.71 cm²) s = 0.71 / 0.096 ⇒ s = 7.4 cm ó a 10.0 cms. Comprobación de la separación mínima en los estribos, el menor valor de : s = (15.86 + 32.86) / 4 = 12.18 cms. s ≤ d / 2 = 18.0 cms. s = 30 cms. Por tanto se emplearán estribos @ 010 mts. en la zona de confinamiento. Verificando la separación originada por el cortante en el punto de aplicación de la viga transversal (Vup), de forma similar al paso 6, con este valor se calculan los estribos para el cortante (Vup), y luego se determina su espaciamiento : Vup = Vu - ωu (dist) = 10.37 – 2.08 (0.125) ⇒ Vup = 10.11 Tn. Vs = Vup / ∅ - Vc = 10.11 / 0.85 – 6.51 ⇒ Vs = 5.39 Tn. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 157 Av = Vs = > 5389 ⇒ Av/s = 0.036 cm²/cm. s fy * d 4200 * 36 Cálculo del área de estribos por corte y por flexión : At + Av = 0.038 + 0.036 / 2 = 0.056 s 2 s El espaciamiento al emplear ∅ 3/8” s = 0.71 / 0.056 ⇒ s = 12.62 cms. Cálculo del refuerzo longitudinal por torsión, de las dos expresiones : 2 (0.03) Al = s (20.9 + 40.9) = 0.371 cm² 3.5 (25)(10) 2 At = 4200 = 0.208 A l = 28(15.86)(7.5) 127026 - 0.156 15.86 + 32.86 4200 127026 + 3 X 10370 .032 7.5 Al = 1.98 cm² ∆ USAR ∅5/8”, acero longitudinal en cada esquina del estribo. D) Diseño de sección doblemente reforzada, explicamos el diseño de la viga continua de un tramo V-304 del módulo “A”. La luz libre es 2.30 mts., donde extraemos del Análisis los valores de Momento negativo 18.55 y positivo, 18.00 Tn-m : 1° Para el Momento(-) 18.55 Tn-m, invertimos teóricamente los bloques de diseño, acortando el peralte a 36 cms. por llevar doble capa de acero. Juzgamos el máximo refuerzo a colocarse, por máxima cuantía, la cual puede evaluarse con la fórmula : f ‘c 6000 ρb = 0.85 β1 fy x (6000 + fy) y ρmáx = 0.50 ρb ρb = 0.02125 ; y ρmáx = 0.010625 As máx = 0.010625 (25) (36) = 9.563 cm² 2° Calculando el valor de “a” y luego el acero máximo, con (7.48.) : 0.85 * 0.003 * 36 * 0.5 a = ( 0.00206 + 0.003 ) = 9.071 cms. 0.85 * 210 * 9.071 * 25 Asmax = 4200 = 9.64 cm². Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 158 3° Mu act = 18.55 Tn-m; Mu máx = 11.46 Tn-m; MR(-) = 7.09 Tn-metro 4° Cálculo del refuerzo faltante en tracción As1, As(T) con ( 7.50.) 7.09 x 1E5 As1 = 0.9 x 4200 (36 - 6) = 6.25 cm² = > As(T) = 9.64 + 6.25 = 15.89 cm² 5° Chequeo de esfuerzos y deformaciones : 0.003 (9.071 – 0.85 x 6) 2039400 f ’s = ε’s Es = 9.071 = 2678.41 kg/cm² 6° Evaluación del refuerzo en “tracción” : 4200 A’s = 6.25 2678.41 = 9.80 cm² 15.89 9.80 ρ = 25 x 36 ⇒ 0.01766 ρ' = 25 x 36 ⇒ 0.01089 ρ − ρ’ ≤ 0.50 ρb ρ − ρ’ = 0.01766 - 0.01089 = 0.00677 < (0.010625) O.K. 7° Revisión de la fluencia del acero en el otro bloque, de la medida “c” y del Momento resistente con el refuerzo en “tracción” (7.51, 7.48.a y 7.52 ) : 9.80 fs² - {15.89 x 4200 + 9.80 x 0.003 x 2039400} fs + {15.89 x 4200 - 0.852 x 210 x 25 x 6 } 0.003 x 2039400 } = 0 9.80 fs² - 126 648.41 fs + 269010855.5 = 0 = = > fs = 2678.41 0.003 * 2039400 * 6 c = (0.003 * 2039400 – 2678.41 ) c = 10.67 = = > a = 0.85 c = 9.07 Mu = { 0.85 x 210 x 25 x 9.07 x (36 – 9.07/2) + 9.80 x 2678.41 ( 36 – 6) } Mu = 1854876.8 Kg-cm ≅ 18.55 Tn-m. 8° Análogamente para el Momento(+) 18.00 Tn-m, con la mayor cuantía y el valor de “a” obtenemos el acero máximo, en (1º y 2º) : a = 9.071 cms.; Asmax = 9.64 cm². 9° Entonces evaluamos el Momento Remanente MR = 6.54 Tn-m 10° Cálculo del refuerzo faltante en compresión As1, As(T) con ( 7.50.) Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 159 7.09 x 1E5 As1 = 0.9 x 4200 (36 - 6) = 5.76 cm² = > As(T) = 9.64 + 5.76 = 15.40 cm² 11° Hallando las deformaciones y esfuerzos : ε’s = 0.00131, f ’s = 2678.41 kg/cm² 12° El refuerzo (-) : A’s = 9.04 cm², ρ − ρ’ = 0.00761 < (0.010625) O.K. 13° Comprobamos que el acero (-) no fluye : fs = 2678.4, “a” = 9.071, y que la sección con el refuerzo en compresión puede resistir un momento último: Mu = {0.85 x 210 x 25 x 9.07 x (36 – 9.07/2) + 9.04 x 2678.41 ( 36 – 6) }= 18.0 Tn-m 5 � s adic.5 � s adic. � Tipo 3 (0.25 x 0.45) Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 160 7.4. DISEÑO DE COLUMNAS 7.4.1. GENERALIDADES Las columnas son elementos en compresión, que cargan el sistema de piso estructural, en la mayoría de casos sujetos a carga axial y momento flector; por lo cual tienen mayor importancia en las condiciones de seguridad estructural. Su diseño es realizado sobre la base de hipótesis asumidas en flexión, juzgando adicionalmente la esbeltez. Los efectos de esbeltez, y la consecuente reducción de capacidad de carga se evalúan en forma independiente al diseño, mediante la consideración de momentos generados por las deformaciones transversales de las columnas (momentos de Segundo Orden) ó mediante procesos aproximados que comprenden la estimación de factores que corrigen a los momentos del análisis estructural (momentos de Primer Orden). Un problema adicional es el de la flexión biaxial, originada al considerar momentos de sismo en una dirección y momentos de cargas verticales en la otra. Si hay miembros horizontales en compresión, en el sistema, se consideran como vigas-columnas. DIAGRAMAS DE INTERACCIÓN Son la gráfica de una determinada distribución de acero en una sección transversal sometida a flexo-compresión, al trazar en las ordenadas diversos valores de Carga Axial y cuya base es el Momento Resistente, de acuerdo a la variación del eje neutro. Para construir el diagrama, analizamos el equilibrio de la sección, si asumimos que el momento es nulo, el valor de carga axial es máximo (Po) compresión pura. Po = Ø [ 0.85 f'c.As + As.fy ] (7.54.) donde : Ø = 0.70 para columnas con estribos Ø = 0.75 par columnas con espirales Ø = 0.90 para flexión o flexo-tracción puras El diagrama de Interacción tiene discontinuidad, ubicada en la parte baja cerca al eje de las abcisas, por la diferencia entre Ø = 0.70 y Ø = 0.90; donde la carga en compresión es pequeña y prácticamente estamos en flexión pura, (0.1 f´c Ag) ó (Ø Pb), el menor de estos valores, el punto donde se inicia el cambio de Ø. - La carga axial Pu será entonces la sumatoria de fuerzas obtenidas que se producen en el concreto y el acero de refuerzo : Pu = 0.85 f'c.b.a + Fs1 + Fs2 + Fs3 - Se halla el momento Mb tomando momentos respecto al centro plástico de la sección Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 161 Mb = Ø [ {0.85f'c b a}.x1 + As1.fy.x2 + As2.fs2.x3 + As3.fs3.x2 ] donde x1, x2 y x3 son las distancias del centro plástico al punto de aplicación de la fuerza. Al variar la posición del eje neutro (bloque c), la carga axial irá disminuyendo. Cuando la carga axial se iguale a cero (cuando las fuerzas de tracción sean iguales a las de compresión) se obtendrá el valor de Mo (caso de Flexión Pura). El interés estará centrado en la gráfica de Pu, Mu ó Ø veces la resistencia nominal. REFUERZO PARA COLUMNAS La Norma Peruana respeta 25 cms., como ancho mínimo de columnas estructurales y que la relación ancho – peralte mayor o igual que 0.4, evita problemas constructivos de llenado, cruce de refuerzos y recubrimientos inadecuados. La cuantía estará comprendida entre valores del 1% al 6%. Resultado de la práctica, tenemos cuantías económicas a aquellas menores al 3%. Puede colocarse una cuantía menor a la mínima, si el cálculo lo demuestra ó basándose en el área efectiva reducida. Con cuantías superiores al 4% habrá que acompañar detalles especiales del refuerzo. FLEXION BIAXIAL Casi siempre será crítica, cuando simultáneamente, se considere se presentan cargas horizontales de sismo. No será crítica al explorar cargas verticales en una dirección y de sismo en la otra, si las primeras no producen momentos significativos (columnas exteriores con vigas de luces menores a 5 metros y/o columnas centrales interiores). Algunos autores advierten diseñar las columnas valorando simultáneamente el 100% de momento de sismo en una dirección y un 30% para la otra. Problema complejo, ya que la posición del eje neutro no es simple de determinar, pues su inclinación no es perpendicular a las excentricidades producidas. Según la Norma Peruana nos simplifica gracias a la ecuación planteada por Bresler: 1 1 1 1 PU ≥ Ø Pnx + Ø Pny - Ø Pn (7.55.) Para valores = 0.1 se recomienda Mux Muy Ø Mnx + Ø Mny = 1.0 (7.56.) Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 162 ESBELTEZ EN COLUMNAS Si una columna presenta esbeltez puede ocurrir que las deformaciones transversales causadas por la carga axial, alteren los momentos calculados en el análisis normal de la estructura. Es decir, se aumentan las excentricidades consideradas en el diseño, deben entonces evaluarse el momento generado, denominado como de segundo orden. Tal análisis es complejo, la medida de rigidez del conjunto concreto-refuerzo juzgando las secciones fisuradas, y problemas de relajamiento del acero debido a la contracción de fragua y flujo plástico, hacen que los diseñadores empleen métodos aproximados. Esta evaluación difiere si se trata de columnas con simple curvatura o doble curvatura Incremento del Momento de Columnas CASO SIMPLE CURVATURA SIN DEZPLAZAMIENTO LATERAL CASO DOBLE CURVATURA SIN DEZPLAZAMIENTO LATERAL - El efecto de esbeltez es más crítico en columnas con simple curvatura, pues el momento máximo de segundo orden afecta directamente al de primer orden. - Si hay desplazamientos laterales, el efecto de esbeltez es más crítico con relación al caso de desplazamiento restringido, pues los momentos de primer y segundo orden son coincidentes, los desplazamientos laterales en estructuras aporticadas son importantes. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 163 Consideraciones que influyen en la magnitud de momentos de segundo orden 1) El grado de empotramiento de las columnas disminuye de acuerdo con la rigidez a flexión en las vigas que las arriostran, influyendo en el giro de la columna y en la deformación lateral originada por la compresión actuante. 2) La deformación de la columna desciende al aumentar su rigidez a la flexión, la misma que dependerá de la sección transversal, de la inercia y de longitud de la columna, utilizándose como medida de comparación el radio de giro. 3) Cuando la razón entre rigideces de vigas y columnas (Σ Kv / Σ Kc), concurrentes al nudo, es mayor, la restricción en la columna aumentará, disminuyendo sus deformaciones. La Norma Peruana evalúa un factor de la longitud efectiva. 4) Duración de carga. El concreto sufre el fenómeno de flujo plástico, mediante el cual se producen deformaciones bajo cargas actuantes a lo largo del tiempo. Es decir, si la carga actúa en un largo periodo sus deflexiones aumentarán por efecto del flujo plástico, aumentando los momentos de segundo orden. ESBELTEZ SEGUN LA NORMA PERUANA En la Norma Peruana se evalúa un factor de corrección de los momentos de primer orden, de modo que el diseño se efectúe con este momento corregido. El factor de corrección se denomina (δ) y se subdivide en uno que corrige el momento debido a las carga de gravedad : local o individual (δl) y otro (δg) global, que corrige el momento debido a los desplazamientos relativos debidos a las cargas de sismo. En ambos casos para cargas provenientes de un análisis de primer orden. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE COLUMNAS 1° Del análisis estructural, se obtiene en cada sentido, valores de carga axial, momento y cortante, para las hipótesis de carga muerta, viva y de sismo. Si los cálculos demuestran que no hay momento en ambos extremos, o que las excentricidades calculadas M1 y M2 en el cómputo de Cm, se basará en una excentricidad mínima de (1.5+0.03 h) en cms., con “h” = peralte de la columna en la dirección analizada. 2° Evaluación del “efecto local” de esbeltez : Cm δl = 1 - Pu / Ø Pc ≥ 1 donde cada término representa : (7.57.) Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 164 cm = Coeficiente que relaciona los momentos de los nudos con el tipo de curvatura Ø = Factor de reducción, 0.7 columnas con estribos y 0.75 columnas con espirales. Pu = Carga amplificada actuante sobre la columna Pc = Carga crítica de Pandeo (Fórmula de Euler) Verificamos el factor de corrección (ln / r), como la mayoría de columnas son de doble curvatura, M1 es muy similar a M2, puede simplificarse : ln < 22 r ln < 34 -12 M1 (7.58.) . r M2 M1 = Momento Flector menor de diseño en el extremo, (+) para Simple Curvatura y (- ) para Doble Curvatura. M2 = Momento Flector mayor de diseño en el extremo, siempre positivo. r = radio de giro r = 0.3 h : para sección rectangular h es el peralte r = 0.25 D : para sección circular D es el diámetro El factor de corrección por el efecto local (δl) se desprecia, al verificarse (7.58.), y se determina el factor de corrección del efecto global (δg), paso 3° : De no cumplirse (7.58.), previamente evaluamos los términos : Ec . Ig E I = 2.5 ( 1+ βd) (7.59.) Ec = Módulo de elasticidad del concreto Ig = Inercia de la sección bruta de concreto (en la dirección en análisis) βd = Relación entre los momentos máximo por carga muerta y el momento máximo debido a la carga total, siempre positivo. (π )² E I Pc = (ln)² (7.60.) Pc, es la carga crítica de Euler contemplada en los tratados de Resistencia de Materiales. En la Norma se reparan algunas variantes : a) En compendios de Resistencia de Materiales : (π )² E I Cuidadosamente la Norma considera k=1. Pc = (K ln)² Columna biarticulada, la cual no existe en la realidad. b) El factor βd, castiga el valor de inercia planteado en las expresiones que la deprecian respecto a la de su sección bruta considerado los problemas de flujo plástico y secciones fisuradas. Esta disminución se halla en función de la permanencia de momentos. A mayor momento por cargas muertas, βd aumenta y disminuye la inercia efectiva. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 165 M1 cm = 0.6 ± 0.4 M2 Curvatura simple / doble (7.61.) M1 = Momento menor de diseño en el extremo de la columna. Positivo si la columna está en curvatura simple, y será negativo si hay doble curvatura. M2 = Momento mayor de diseño en el extremo de la columna. El índice cm, incrementa la corrección únicamente si de trata de simple curvatura y en el caso mínimo será mayor que “0.4”. 3° Para calcular el “efecto global” de esbeltez (δg), empleamos la expresión (7.63.), pero inicialmente se evalúa el factor ó índice de estabilidad Q : ( Σ Pu ). u' Q = Vu h (7.62.) Estableciendo el efecto global de esbeltez, el integrante Q se limitará entre 0.06 y 0.25, con la aclaración, que si Q < 0.06, ⇒ δg = 1 ; mientras que si Q > 0.25, se cambiará la sección de columna o realizar un análisis de segundo orden. 4° Para proceder al diseño de la columna, incrementamos los valores obtenidos de carga axial y momento, de acuerdo a las hipótesis de carga, para cada sentido de análisis, definiéndolas en una tabla. 5° Con los valores críticos en ambos sentidos, vamos a los diagramas de interacción. 6° Se realiza la verificación biaxial, para ello se estima la resistencia última con : 1 1 1 1 PU ≥ Ø Pnx + Ø Pny - Ø Pn (7.63.) Para cada dirección, con valores de Momento último extraídos del análisis, en los ábacos se precisan los valores Ø Pnx, Ø Pny, Ø Pno. Además los momentos nominales para proseguir con el paso 7°. 7° Para el diseño corte, se extrae el mayor momento nominal (Mn), con el cual se determina el cortante de diseño (Vu), se evalúan también los valores de cortante resistido por el concreto (Vc) y luego se deduce el residuo que absorbe el acero (Vs), gracias a las expresiones : 2 Mn Vu = ln (7.64.) El cortante resistido por el concreto es : Nu Vc = 0.53 (f’c) 0.5 (b x d) { 1 + 0.0071 Ag } (7.65.) Vs = Vu / Ø - Vc (7.66.) Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 166 Av fy d s = Vs espaciamiento (7. 67) De acuerdo a los requerimientos sismo resistentes, los estribos se espaciarán : a) Dentro de la longitud lo = longitud de confinamiento. h / 6 s = b / 2 lo = T 10 cms. 45 cms. b) Fuera de la longitud de aislamiento lo. 16 db s = b 30 cms. 7.4.2. APLICACIÓN Y RESULTADOS Proseguimos con el diseño de la columna C-2, de sección 30 x 45 cms. ubicada en las intersecciones de los ejes D y 4, (Módulo “A”), y ejes D y 13 (Módulo “C”). Luego de la columna C-6 situada en el encuentro de los ejes E y 7 (Módulo B). Ln = 2.70 m. DIREC. X-X (30 x 45) 1.22 Pcm Pcv Pcs Mcm Mcv Mcs Pu Mu NIVEL Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m Ton Ton-m 1 23.5 6.6 5.4 0.4 0.1 5.4 47.1 7.0 2 18.0 5.0 9.1 0.7 0.2 7.0 35.9 9.4 3 13.4 3.8 5.2 0.7 0.1 4.5 27.1 6.4 4 9.0 2.7 2.0 0.5 0.3 4.1 18.3 5.8 5 4.2 0.8 0.3 0.6 0.2 3.5 7.9 5.0 DIREC. X-X (45 x 30) 1.26 Pcm Pcv Pcs Mcm Mcv Mcs Pu Mu NIVEL Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m Ton Ton-m 1 23.5 0.6 0.2 23.5 0.6 0.2 23.5 0.6 2 18.0 0.8 0.3 18.0 0.8 0.3 18.0 0.8 3 13.4 0.8 0.3 13.4 0.8 0.3 13.4 0.8 4 9.0 0.4 0.2 9.0 0.4 0.2 9.0 0.4 5 4.2 0.3 0.1 4.2 0.3 0.1 4.2 0.3 Los cuadros anteriores muestran los valores en toneladas, para cada sentido, de carga axial muerta (PD), viva (PL) y de sismo (PS), además los resultados de momento (Tn-m) de carga muerta (MD), de carga viva (ML) y de sismo (MS) : Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 167 Análogamente con los valores para la columna C-6 : DIREC. X-X (45 x 45) 1.25 Pcm Pcv Pcs Mcm Mcv Mcs Pu Mu NIVEL Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m Ton Ton-m 0 50.3 28.5 10.1 0.3 0.3 1.6 126.7 2.6 1 41.4 22.8 9.6 0.5 0.5 5.3 103.1 7.6 2 32.8 17.3 7.9 0.5 0.5 7.0 80.4 9.8 3 24.5 12.0 5.7 0.6 0.6 7.0 58.3 10.0 4 16.3 6.8 3.6 0.6 0.6 6.4 36.7 9.3 5 8.2 1.7 1.9 0.9 0.6 7.7 15.3 11.1 DIREC. Y-Y (45 x 45) 1.00 Pcm Pcv Pcs Mcm Mcv Mcs Pu Mu NIVEL Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m Ton Ton-m 0 50.3 6.1 16.9 0.0 0.0 3.6 86.5 3.6 1 41.4 5.0 15.3 -0.1 0.0 8.2 71.0 8.3 2 32.8 3.8 12.5 -0.2 -0.1 10.7 56.1 10.9 3 24.5 2.7 9.3 -0.2 -0.1 11.2 41.6 11.5 4 16.3 1.6 6.2 -0.2 0.0 10.8 27.3 11.0 5 8.2 0.4 3.4 -0.4 -0.1 14.0 12.9 14.5 EFECTO LOCAL DE ESBELTEZ : Hallando el factor de comparación (ln / r) ln < 22 r r = radio de giro : h es el peralte y D el dámetro r = 0.3 h (sección rectangular) r = 0.25 D (sección circular) COLUMNA 30X45 TIPO C-2 MODULO A : 2.70 20.00 < 22 si cumple, no es crítico para el sentido X-X 0.3(0.45) 2.70 30.00 > 22 no cumple, es crítico para el sentido Y-Y 0.3(0.30) ln < 34 -12 -1.64 30.556 < 46.377 si cumple ⇒ δl = 1 r 1.59 En la columna C-6 : Para un peralte de 45 cm. no hay efecto de esbeltez local. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 168 EFECTO GLOBAL DE ESBELTEZ Para calcular el efecto global de esbeltez (δg), empleamos la expresión (7.62.), pero inicialmente se evalúa el factor de estabilidad Q, en la tabla de la siguiente página, para ello utilizamos la fórmula: ( Σ Pu ). u' Q = Vu . h MODULO A. Dirección X-X NIVEL ΣPu Vu Ux R Ux hi [mts] Q 5to 210.70 99.3 0.0023 0.0164 2.7 0.016 4to 522.70 207.1 0.0032 0.0226 2.7 0.026 3er 802.40 281.2 0.0039 0.0271 2.7 0.036 2do 1082.10 330.6 0.0037 0.0260 2.7 0.039 1er 1372.20 356.0 0.0020 0.0138 2.7 0.025 MODULO A. Dirección Y-Y NIVEL ΣPu Vu Ux R Ux hi [mts] Q 5to 210.70 78.6 0.0038 0.0263 2.7 0.033 4to 522.70 164.1 0.0043 0.0301 2.7 0.044 3er 802.40 222.8 0.0045 0.0314 2.7 0.052 2do 1082.10 261.9 0.0039 0.0270 2.7 0.052 1er 1372.20 282.1 0.0019 0.0132 2.7 0.030 MODULO B. Dirección X-X NIVEL ΣPu Vu Ux R Ux hi [mts] Q 5to 202.07 100.7 0.0046 0.0325 2.7 0.030 4to 525.59 229.6 0.0039 0.0270 2.7 0.029 3er 849.79 324.9 0.0039 0.0271 2.7 0.033 2do 1174.43 388.5 0.0035 0.0248 2.7 0.035 1er 1509.45 422.0 0.0022 0.0156 2.7 0.026 MODULO B. Dirección Y-Y NIVEL ΣPu Vu Ux R Ux hi [mts] Q 5to 202.07 131.5 0.0042 0.0291 2.7 0.021 4to 525.59 300.0 0.0044 0.0307 2.7 0.025 3er 849.79 424.6 0.0044 0.0310 2.7 0.029 2do 1174.43 507.7 0.0040 0.0283 2.7 0.030 1er 1509.45 551.4 0.0040 0.0277 2.7 0.035 Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 169 Es conveniente aclarar que el Índice de Estabilidad Q se obtiene en base de cargas últimas, sin embargo los desplazamientos relativos mostrados no son debido a cargas amplificadas. Por lo tanto los desplazamientos han sido multiplicados por 1.25 (factor de cargas de sismo), así como se les ha multiplicado por R (factor de Reducción). En la determinación de ΣPu han intervenido todos los axiales actuantes en columnas y muros debido a las cargas muertas y vivas, amplificadas por 1.25, puesto que se sabe que la suma de fuerzas axiales debido a los efectos sísmicos es cero. De acuerdo a la Norma si el Índice de Estabilidad Q Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 170 Entrando a los diagramas de interacción con 4 Ø 3/4” + 2 Ø 5/8”, con los valores críticos para ambos sentidos de la columna C-2. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 171 Entrando a los diagramas de interacción con 6 Ø 3/4” + 2 Ø 1”, con los valores críticos para ambos sentidos de la columna C-6 Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 172 VERIFICACION BIAXIAL Evaluando el valor de la resistencia última de C-6 en flexión biaxial : 1 1 1 1 PU ≥ Ø Pnx + Ø Pny - Ø Pn De los ábacos, para cada dirección : Con Mu = 21.33 = = > Ø Pnx = 0.7 x 376.7 = 263.8 Tn. (dir. X) Con Mu = 11.92 = = > Ø Pny = 0.7 x 347.3 = 243.1 Tn. (dir.Y) Ø Pno= 0.7 x 471.0 = 329.7 Tn. Remplazando tenemos que: 1 1 1 1 1 PU ≥ 263.8 + 243.1 - 329.7 = 205.3 Luego Pu = 205.3 Tn. O.K. DISEÑO POR CORTE De manera similar se muestra el cortante de diseño, el resistido por el concreto, el soportado por el acero, así como el espaciamiento de estribos en la columna C-6, del anterior análisis : Mn Vu Vc Vs s Mn Vu Vc Vs s ton.m ton ton ton cm. ton.m ton ton ton cm. 0 31.0 23.0 13.5 13.5 17.2 0 33.6 24.9 13.5 15.8 9.5 1 31.7 23.5 13.5 14.1 16.4 1 32.6 24.1 13.5 14.9 9.6 2 30.3 22.4 13.5 12.9 18.0 2 30.4 22.5 13.5 13.0 11.0 3 28.6 21.2 13.5 11.4 20.3 3 28.7 21.3 13.5 11.5 12.4 4 26.7 19.8 13.5 9.8 23.8 4 28.0 20.7 13.5 10.9 13.1 5 23.1 17.1 13.5 6.7 35.0 5 22.4 16.6 13.5 6.0 23.7 Entonces trabajamos para el mayor valor de Mn = 33.60 El cortante de diseño será : (33.6 + 33.6) Vu = 2.70 = 28.89 Ton. El cortante resistido por el concreto (7.65.) es : Vc = 13.5 Ton. El cortante que soporta el acero, se deducirse con (7.66.) y (7.67.) Vs = (28.89 / 0.85) – 13.5 = 20.49 Tn. Av fy d (2 x 0.71) 4200 x 39 s = Vs = 2049 = 9.5 cms. (7.67.) De acuerdo a los requerimientos sismo resistentes, los estribos se espaciarán : a) Dentro de la longitud lo = 45 cms. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 173 h / 6 = 270 / 6 = 45 cms. lo = t = 45 ** 45 cms. s = b / 2 = 30 / 2 = 15 cms. 10 cms. ** b) Fuera de la longitud lo = 45 cms. 16 db = 30 cms. ** s = b = 30 30 cms. = > el espaciamiento : Ø 3/8” : 1 @ 0.05 + 4 @ 0.10 + Rto @ 0.30 c/ext., con gancho porque el refuerzo se espacía a mas de 15 cms. Por estandarización se coloca el TIPO 2 : Ø 3/8” : 1 @ 0.05 + 5 @ 0.10 + 2 @ 0.15 + Rto @ 0.30 c/ext. 4Ø3/4"+2Ø5/8" Tipo 2 (0.30 x 0.45) 4Ø3/4"+2Ø1" Tipo 2 (0.45 x 0.45) Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 174 7.5. DISEÑO DE MUROS DE CORTANTE 7.5.1. GENERALIDADES Los muros de cortante, son elementos importantes para resistir cargas horizontales: de viento y sismo, como restringir desplazamientos laterales. En algunos casos se encuentran aislados y en otros, formando parte de las cajas de ascensor, etc. El análisis de tales elementos es complejo, por las dimensiones y características que tiene, pues su deformación lateral está en función de los momentos flectores, de la deformación por corte y la distorsión debida a la rotación de la base, muchas veces importante. La técnica moderna en estructuras recurre a hábitos avanzados, como el Elemento Shell, existiendo además el uso de ordenadores con paquetes de aplicación, y finalmente los programas de algoritmos, como el SAP2000, ETABS, etcétera. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO PARA MUROS DE CORTANTE 1° Señalar el tipo de muro, “esbelto” cuando H / L es mayor que la unidad, en función al tipo de elemento se siguen los requerimientos por flexo-compresión. 2° En un cuadro que contenga los valores de Carga axial, Momento y Cortante (carga muerta, viva y de sismo), obtenidos del análisis, se amplifican estos valores para las diversas condiciones de carga. 3° Se asume el refuerzo de acero, luego ingresamos al diagrama de interacción que se ha elaborado con el refuerzo. 4° Se diseña por corte para la exigencia crítica, otorgando más resistencia por corte que por flexión. Si no se realizo cálculo dinámico, según la Norma, debe corregirse con la fórmula : Mur V = Vua + Mua w Τ (7.68.) Mur = Momento nominal asociado a la carga axial última. w Τ = 0.9 + n / 10 (factor de amplificación dinámica) Resistencia al corte del concreto Vc = 0.53 (f ’c) 0.5 t d (7.69.) Del diagrama de interacción para cargas y momentos nominales se obtienen los momentos nominales asociados a la carga actuante (Mur). Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 175 Determinando el cortante resistido por el acero Vs = Vu / Ø - Vc (7.70.) Los espaciamientos pueden desprenderse de : Av fy d sH = Vs (7.71.) Este espaciamiento horizontal no excederá de los siguientes valores : L / 5 smáx = 3 t (7.72.) 45 cms. 7.5.2. APLICACIÓN Y RESULTADOS Enseguida presentamos el diseño del muro de cortante con sección rectangular de 25 x 260 cms. situado en el encuentro de los ejes D y 7, D y 9 del Módulo “B”, las alturas piso-techo son de 3.15 mts. desde el sótano, primer al quinto niveles. IDENTIFICACION DEL TIPO DE MURO H = 18.90 mts. L = 02.60 mts. H / L = 7.27 > 1 ⇒ MURO ESBELTO Se elige el refuerzo a colocar. Por ser un elemento esbelto se siguen los requerimientos por flexo-compresión. Del análisis para ambos sentidos, obtenemos los valores almacenados de carga axial muerta, viva y de sismo, como también sus valores de momento flector, en Ton. y Tn - m, respectivamente. PLACA 260X25 TIPO P-8 MODULO B DIRECC. X-X (260 x 25) 1.25 PD [Tn] PL [Tn] PS [Tn] MD [Tn-m] ML [Tn-m] MS [Tn-m] Sótano 80.3 32.4 15.1 -0.6 -0.3 0.6 1er Nivel 66.9 26.6 14.0 -0.8 -0.4 4.3 2do Nivel 53.4 20.6 11.4 -0.8 -0.4 5.6 3er Nivel 39.8 14.5 8.1 -0.8 -0.4 5.7 4to Nivel 26.1 8.4 4.7 -0.9 -0.4 5.3 5to Nivel 12.4 2.3 1.6 -0.6 -0.2 6.4 Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 176 DIRECC. Y-Y (25 x 260) 1.00 PD [Tn] PL [Tn] PS [Tn] MD [Tn-m] ML [Tn-m] MS [Tn-m] Sótano 80.3 9.8 7.7 0.4 0.0 182.9 1er Nivel 66.9 8.1 6.9 0.1 -0.1 201.2 2do Nivel 53.4 6.4 5.6 -0.2 -0.1 114.4 3er Nivel 39.8 4.7 4.0 -0.3 -0.2 60.4 4to Nivel 26.1 3.0 2.4 -0.2 -0.1 41.4 5to Nivel 12.4 0.8 1.0 -0.3 -0.2 31.6 Con los valores obtenidos del análisis estructural extraemos los esfuerzos amplificados bajo las hipótesis últimas (1) y (2) : DIREC Y-Y ELEM Pu Mu Vu U(1) U(2) U(1) U(2) Sótano 169 169 169 169 169 169 1er Nivel 170 170 170 170 170 170 2do Nivel 171 171 171 171 171 171 3er Nivel 172 172 172 172 172 172 4to Nivel 173 173 173 173 173 173 5to Nivel 174 174 174 174 174 174 Cargas y cortantes en Ton. Momentos en Ton-m. El Caso U(1)=0.9 CM - 1.25 CS El Caso U(2)=1.25 (CM + CV + CS) Carga Axial última Pu= 122.3 ton. Momento ültimo Mu= 251.5 ton-m. Cortante Ultimo Vu= 48.9 ton. Se procede al diseño por flexión del elemento: DISEÑO POR FLEXION Verificamos el Momento en la Fibra extrema de la Placa: σ= M * v ± Pu Donde : I A Ig= Inercia del elemento Ig = 0.366 m4 Ag = Area del concreto Ag= 0.650 m2 Reemplazando valores tenemos σ = 251.5 x 1.30/0.366–122.3/0.65 = > σ = 705 tn/m² > 2 √f´c =289.8 tn/m² Como el esfuerzo excede al valor de 2 √f´c, tendremos que verificar que el refuerzo en tracción de los extremos proporcione un momento resistente de por lo menos 1.5 veces el Momento de Agrietamiento (Mcr) de la sección, siendo: Mcr = Ig (2 √f´c + Pu/Ag) / v Tendremos entonces que el valor de Mcr será: Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 177 Mcr = 0.366 * (289.8 + 138.1 / 0.65) / 1.30 = = > Mcr= 141.4 ton-m. 1.5 * Mcr = 212.1 ton-m. Aproximación del acero: σ= Mcr * v ± Pu I A Reemplazando valores tendremos los esfuerzos: σ1 = 950.4 ton/m2 σ2 = 556.3 ton/m2 El Bloque de esfuerzos tendrá una longitud de : X=(h x σ2/(σ1+σ2) X=0.95 m. F= σ2 ∗ X * B / 2 F =556.3 * 0.95 * 0.25 / 2 F = 66.1 ton. Tendremos entonces que el acero requerido : As = F / fy As = 66.1 / 4.2 As= 15.7 cm2 Construimos el diagrama de interacción : Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 178 DISEÑO POR FUERZA CORTANTE Para diseñar por cortante, la exigencia es proporcionar mayor resistencia a cortante que por flexión. Por lo tanto tendremos que corregir el cortante (7.68) DIREC. Y-Y NIVEL ELEM. Pua Mur Mua Mur wt (Mur)wt Mua Mua 0 169 122.3 427.1 229.2 1.9 1.4 2.6 1 170 102.3 402.1 251.5 1.6 1.4 2.2 2 171 81.8 371.6 142.6 2.6 1.4 3.5 3 172 60.6 286.8 74.9 3.8 1.4 3.5 4 173 39.4 260.2 51.3 5.1 1.4 3.5 5 174 17.7 232.0 38.9 6.0 1.4 3.5 El Factor (Mur/Mua) wt en muchos casos es mayor al factor R, no tiene mucho sentido para un análisis convencional elástico una fuerza mayor a la obtenida sin considerar la reducción por ductilidad. Se ha optado por limitar este factor igual a 3.5 veces (R/2) el V actuante. Debemos resaltar que para el cálculo del aporte del concreto se ha tenido en cuenta que la carga axial aplicada es menor a (0.1 f´c.Ag) y que en estos casos el aporte del concreto al cortante es Vc=0. La fuerza cortante actuante Vn debe limitarse a : Vn=2.6 *φ * √f´c * bw * d. considerando que: Vu < 0.85 Vn, de donde Vn= Vc + Vs Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 179 La sección crítica la ubicamos a la menor distancia de L/2 ó H/2 de la base. Entonces obtendremos el espaciamiento del acero horizontal DIREC. Y-Y NIVEL ELEM. Vu (Mur)wt Vu Vc Vs Av s Mua cm. 0 169 48.9 2.6 127.6 0.0 150.1 2.54 16.6 1 170 48.9 2.2 109.6 0.0 128.9 2.54 19.4 2 171 38.8 3.5 135.7 0.0 159.7 2.54 15.6 3 172 32.5 3.5 113.9 0.0 133.9 1.42 14.9 4 173 23.4 3.5 81.9 0.0 96.3 1.42 14.5 5 174 13.1 3.5 45.8 0.0 53.9 1.42 25.9 Teniendo en cuenta lo siguiente: ρh= 0.0025 Ash=0.0025 * 100 * 25 = = > Ash= 6.25 cm2 Colocar φ 3/8” @ 0.225 m. en dos ramas shmin = L/5 = 2.60 / 5 = = > s = 0.52 m. shmin = 3 * b=3*0.25 = = > s = 0.75 m. shmin = 0.45 m. USAR φ ½” @ 0.175 m. en dos ramas Siendo la Cuantía Horizontal de ρh = 0.0058 El refuerzo vertical lo calculamos utilizando: ρv = [ 0.0025 + 0.5 (2.5 – (H/L)) * (ρh -0.0025)] ρv = [0.0025 + 0.5(2.5-(18.9/2.6))*(0.0058-0.0025)] ρv= 0.0016 Asv=0.0016 * 100 * 25 = = > Ash= 4.0 cm2 Colocar 2 φ 3/8” @ 0.35 m. svmin = L/3 = 2.60 / 3 = = > s = 0.86 m. svmin = 3 * b=3*0.25 = = > s = 0.75 m. svmin = 0.45 m. Ø3/8"@.15 Ø3/8"@.25 4Ø3/4" 4Ø3/4" 4Ø3/4" Ø1/2"@.175 Ø3/8"@.25 6Ø3/4" 4Ø3/4" 6Ø3/4" Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 180 7.6. DISEÑO DE MUROS DE SOTANO Los muros de sótano son cerramientos verticales para las bases de los edificios, se diseñan para resistir el empuje del suelo y en ocasiones cargas verticales que llegan de la superestructura; se someten a la acción de carga distribuida uniforme. Tienen apoyo en la parte superior como inferior. También pueden ser de algún material que estéticamente llene las necesidades funcionales y forma del sistema estructural. 7.6.1. GENERALIDADES Sobre los muros de sótano descansa una viga de conexión que pasa por la periferia del sótano; el cual al techarse brinda a columnas y muros de cortante una restricción lateral para la vibración mediante su efecto de "caja rígida", donde aparecen escasos valores de momento en la base. Las columnas que llegan desde el nivel superior actúan como restricciones de empotramiento para el muro, pues lo encierran. Tienen apoyo tanto en la parte superior como en la inferior. Según la relación entre las rigideces de los elementos que le sirven de apoyo y la pared de sótano, éste puede considerarse simplemente apoyado o empotrado. Se debe tener cuidado porque algunos muros de sótano no se apoyan en losas y se les debe proveer apoyo superior, ó en su defecto, diseñar como muros en voladizo. (ver figura 7.6.1) Sobre los muros de sótano descansa una viga de conexión que pasa por la periferia del sótano; el cual al techarse otorga a columnas y placas una restricción lateral para la vibración mediante su efecto de "caja rígida", donde aparecen escasos valores de momento en la base. Las columnas que llegan desde el nivel superior actúan como restricciones de empotramiento para el muro, pues lo encierran. Figura 7.6.1. Muros de Sótano W s/c P s/c C wHa P s/c C wHa+ Muro de Sótano Sobrecarga Empuje del suelo Posible idealización del muro Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 181 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO PARA MUROS DE SOTANO El espesor mínimo del muro es 20 cms. en terrenos secos y en terrenos húmedos es de 30 cms. El empuje del muro aumenta si hay cimentaciones vecinas altas. En el diseño se considerará un empuje adicional, por la presencia de agua subterránea. 1. Deben verificarse las dimensiones del elemento muro de sótano. Si el espesor del muro (t) es mayor o igual a 25 cmts., entonces llevará refuerzo de acero en dos capas, para definir su grosor aplicamos : t ≥ l c / 25 l c = altura libre piso-techo. t ≥ 15 cmts. B ≤ bw + 4 t B = Luz libre entre elementos de arriostre 2. Análisis estructural, para lo que se debe considerar los metrados de cargas muertas o permanentes, de existir se incluirá la albañilería, así como la carga viva, para señalar la carga última admisible. 3. Evaluar la carga aceptable del muro con la expresión : K l c 2 Padmisible = 0.55 Ø F’c ( B x t ) [ 1 - 32 t ] (7.73.) Si Padmisible < Pactuante , debe aumentarse el espesor. 4. El refuerzo vertical de acero, se fija a partir de los valores de momento de la losa analizada con carga triangular, verificando las mínimas cuantías, la adherencia y que el espaciamiento no exceda de 45 cmts. 5. El refuerzo vertical se establece al calcular el valor del empuje del suelo para diferentes franjas a 3L/8 inferiores, de 3L/8 @ 6L/8 centrales y los L/4 en la parte superior; considerando colocar refuerzo negativo donde sea requerido; con el mayor valor de momento se diseña la cimentación. 5. Determinación del refuerzo horizontal de la zapata, juzgando que no trabaja como “muro en voladizo”, debido a que el empuje del suelo es absorbido por las columnas y sus cimentaciones, donde las primeras arriostran el panel y sólo se considera el peso propio del muro de sótano, los momentos pueden obtenerse con tablas. Comprobar se verifique la cuantía mínima por contracción y temperatura ( 0.0018 ) Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 182 7.6.2. APLICACION Y RESULTADOS Rápidamente se explica el procedimiento del muro perimetral que circunscribe el sótano del Módulo “B”, al como se detalla en sus planos de cimentación; por lo que se diseñará para un metro lineal de paramento, su altura piso-techo es 2.95 metros y el ángulo de rozamiento interno de 28.69°. f y = 4200 kg/cm² F'c = 210 kg/cm² l c = 2,95 mts L [mt] = 3,95 distancia crítica entre columnas Ø = 28.69 (ángulo de rozamiento interno) Tabiq.= 1800 ESPESOR DEL MURO t ≥ 15 t ≥ lc / 25 = ⇒ 20,00 cm. B ≤ bw + 4 t = 140,0 = ⇒ 1.40 m ANALISIS ESTRUCTURAL : Consideramos los metrados de carga, la tabiquería es absorbida por las vigas, se limita la carga admisible última. Pp.muro sót = ( 2,95 ) ( 0,20 ) ( 2400 ) = 1896 Kg/m Wcm = ( 2,70 ) ( 0,20 ) ( 1800 ) = 972 Kg/m Wcv = ( 1,850 ) ( 1,00 ) (0.400) = 740 Kg/m Wwu = 1.5 ( 2868 ) + 1.8 ( 740 ) = 5634 Kg/m CARGA ULTIMA ADMISIBLE Pcm = ( 2400 ) ( 4,95 ) ( 0,972 ) = 10766 Kgr. Pcv = ( 4,95 ) ( 2,18 ) ( 400 ) = 4307 Kgr. Pu = 1.5 (10766 ) + 1.8 (4307 ) = 17541 Kgr. Pu act = Pu + Wu * B = 17541 + ( 3779 ) ( 1.40 ) = 25428.6 Kgr. Evaluando la carga aceptable del muro con la expresión (7.73.), tenemos : k = 1 P adm. = 0,55 Ag .F'c [ 1 - (k Lc / 32 t)² ] = 282969 Kgs. P adm > P act O.K. ! ! CALCULO DEL MOMENTO POR EMPUJE DEL SUELO Ka = (1 - sen Ø) / (1+sen Ø) = 0,3513 La presión varía con la profundidad (q = ϒ.H. Ka). Para analizar las franjas horizontales en alturas de 1.05, 1.85 y 3.45 m, empleamos valores q = 0.61; 1.08 y 2.02, para un metro de ancho. El análisis de la franja vertical se verifica con la carga triangular repartida. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 183 CALCULO DE AREAS DE REFUERZO Con valores de Momento negativo y positivo obtenidos para las franjas superior, central y en la base, se procede a diseñar, cumpliendo la menor cuantía 0.0018 x 100*17.5 = 3.15 cm² de refuerzo que soportan un momento de 1.99 T-m. 3.85 m. 2.95 m 3.85 m. 1.00m. 0.00 (M-) -1.55 -1.56 -0.44 -0.41 -0.63 -0.47 0 0.00 -2.74 -2.76 -0.78 -0.73 -1.11 -0.84 0 0.00 -5.13 -5.16 -1.44 -1.37 -2.07 -1.57 0 (M+) Top 1.39 0.19 0.42 0.74 Cen 2.47 0.33 0.75 1.31 Bot 4.63 0.63 1.39 2.44 Luego, con las expresiones (7.2.) y (7.3.), establecemos las áreas de refuerzo, según el valor de Momento, para el peralte de 17 cms. : Tramo / Momento As requerido As colocado Espaciamiento Primer Tramo (Base) M(-) IZQ. = 0.00 0.00 cm² 1Ø 5/8” @ 0.225 m M(+) . = 0 4.63 7.35 cm² 1Ø 1/2” @ 0.175 m M(-)DER. = 5.13 8.23 cm² 1Ø 5/8” @ 0.225 m Primer Tramo (Centro) M(-) IZQ. = 0.00 0.00 cm² 1Ø 1/2” @ 0.30 m M(+) = 0 2.47 3.83 cm² 1Ø 3/8” @ 0.175 m M(-)DER. = 2.74 4.28 cm² 1Ø 1/2” @ 0.30 m Primer Tramo (Arriba) M(-) IZQ. = 0.00 0.00 cm² 1Ø 3/8” @ 0.225 m M(+) = 0 1.39 3.11 cm² 1Ø 3/8” @ 0.175 m M(-)DER. = 1.55 3.72 cm² 1Ø 3/8” @ 0.225 m Tercer Tramo (Base) M(-) IZQ. = 1.37 ρ min 1Ø 3/8” @ 0.225 m M(+) = 0 1.39 1Ø 3/8” 0.71 cm² 0.45 M(-)DER. = 2.07 ρ min 1Ø 3/8” @ 0.225 m Tercer Tramo (Centro) M(-) IZQ. = 0.73 ρ min 1Ø 3/8” @ 0.225 m M(+) = 0 0.75 1Ø 3/8” 0.71 cm² 0.45 M(-)DER. = 1.11 ρ min 1Ø 3/8” @ 0.225 m Tercer Tramo (Arriba) M(-) IZQ. = 0.41 ρ min 1Ø 3/8” @ 0.225 m M(+) = 0 0.42 1Ø 3/8” 0.71 cm² 0.45 M(-)DER. = 0.63 ρ min 1Ø 3/8” @ 0.225 m Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 184 Luego, examinando los valores de Cortante en la base obtenidos en cada tramo : 8.19 Tn., 6.32 Tn., 1.57 Tn., y 1.62 Tn., no exceden al que resiste el concreto. Ø Vc = (0.85)(0.53) ( 210 )0.5 (100) (17) x 1.1 = 12.2 ton. (Sección B- B) (Sección A- A) (Sección C- C) (Sección B- B) (Sección A- A) (Sección C- C) Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 185 7.7. DISEÑO DE LA CIMENTACION La ingeniería de cimentaciones es el arte de proyectar y elegir los elementos que transmiten el peso de la estructura como las cargas sísmicas, al estrato resistente del terreno, primordialmente evitando los asientos relativos, soportar las deformaciones del suelo y absorber atinadamente los momentos de volteo, logrando se reparta la carga homogéneamente sobre un área adecuada grande, así la presión ejercida por la estructura sobre el suelo sea menor o igual que la capacidad admisible del mismo. Bajo la presunción de que la fundación trabaje como muy rígida, capaz de retraer alguna deformación del suelo que la soporta, el mismo que cede en tal medida. 7.7.1. GENERALIDADES La cimentación transmite las cargas y muros al terreno. La resistencia del suelo es menor que la del concreto, por ello, la cimentación tiene mayor área que su respectiva columna o muro para reducir los esfuerzos que se transfieren al terreno. Las cargas de piso acumuladas se sostienen con estructuras de cimiento en contacto directo con el suelo, su comportamiento se sujeta de forma primordial, al conocimiento de los rasgos físicos del terreno. Un aspecto muy importante, el evidente uso monolítico de la fundación, como un todo, frente a los corrimientos, es necesario conectar las zapatas y plateas mediante vigas que eludan los desplazamientos laterales, como asentamientos diferenciales. La carga de trabajo del terreno debe de determinarse por medio de experiencias y sondajes a cargo de un especialista en Mecánica de Suelos. La cimentación de los Módulos A, B y C se integra de zapatas aisladas unidas entre sí por vigas de conexión, sobretodo para evadir la excentricidad de cimentaciones en columnas de límite de propiedad, y distribuir uniformemente los esfuerzos. 5.7.2. TIPOS DE CIMENTACIONES 1° Zapatas individuales o aisladas para columnas. Consisten en losas cuadradas o rectangulares, que sirven de apoyo a columnas. Se refuerzan en las dos direcciones, pudiendo tener un espesor constante o variable. Económicas para cargas relativamente pequeñas o para cimentaciones sobre roca. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 186 2° Zapatas combinadas. Toman las descargas de dos o más columnas, necesarias si éstas superponen sus fundaciones aisladas o si debe situarse una columna en la colindancia de un edificio y su losa de zapata no puede proyectarse fuera de los límites, para lograr una distribución uniforme de esfuerzos. 3° Zapatas conectadas. Similares a las combinadas, las zapatas se construyen por separado y van unidas con una viga de liga, cuya función es tomar el momento existente en la zapata exterior impidiendo su giro, de modo que se considere una distribución uniforme en las presiones. Su análisis puede resumirse : a) La viga que conecta la zapata exterior con la interior, toma el momento generado por la excentricidad de la carga existente en la zapata exterior. b) La zapata exterior transmite al suelo una presión uniforme, producida solamente por la resultante de carga actuante, sin excentricidad. c) Ambas zapatas y la viga, forman un sistema equivalente al de un “subi-baja”, donde es importante que la columna interior tenga mayor carga a la que la viga produce en sentido contrario. 4° Zapatas de muros. Consisten en una franja ininterrumpida de losa, a lo largo del muro y de un ancho mayor que el espesor del mismo, su sección crítica por flexión se halla en el paño del muro. 5° Cimentaciones de pilotes. Cuando el suelo de desplante consiste en estratos poco resistentes muy profundos. Los pilotes se hincan hasta llegar a roca sólida o un estrato duro, o a la profundidad necesaria dentro del suelo, para que la pila desarrolle su capacidad permisible mediante resistencia de fricción o una combinación de ambos. 6° Cimientos flotantes o plateas de cimentación. Necesarias si la capacidad permisible de carga del suelo es demasiado baja hasta grandes profundidades, lo que convierte a las de pilotaje en antieconómicas. El tipo de cimentación apropiado para cada situación depende de varios factores : 1. La resistencia y compresibilidad de los estratos del suelo. 2. La magnitud e las cargas de las columnas. 3. La ubicación de la napa freática. 4. La profundidad de cimentación de las edificaciones vecinas. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 187 El área de las cimentaciones debe ser adecuada para sustentar su peso propio, las descargas de las columnas y cualquier sobrecarga, dentro de la capacidad de carga del terreno. Si los tamaños de soporte no son los adecuados, parte de la estructura puede asentarse más que otra, condición del sistema que sufre esfuerzos excesivos. Se cimentó con zapatas conectadas los muros de corte en la periferia para que la viga capte parte del momento; con zapata combinada, columnas próximas entre sí, que se superponían, como en el montacargas, y con fundaciones aisladas. 5.7.3. ZAPATAS INDIVIDUALES De frecuente empleo en edificaciones, pueden ser cuadradas o rectangulares, en las últimas el fierro se evalúa en cada dirección aisladamente; su procedimiento de cálculo se basa en la manera que puede fallar el concreto reforzado: si las deformaciones y grietas de la zapata posiblemente son tan grandes que ésta sea inservible, se presenta una falla primaria. HIPOTESIS DE CARGA a. Con las cargas de Servicio, se predimensiona el área tentativa de las zapatas: b. Cargas de Rotura, con las cuales se elabora el diseño con las expresiones : PS = Cargas de Servicio PU = Cargas de Rotura PCM + PCV 1.5*PCM + 1.8*PCV 1.25*(PCM + PCV ± PS) PCM + PCV ± PS 0.9*PCM ± 1.25*PS PROCEDIMIENTO DE DISEÑO PARA ZAPATAS INDIVIDUALES 1° Determinar la capacidad permisible de apoyo del suelo: Con base en los datos de perforaciones de pruebas in-situ y de investigaciones de la zona. 2° Dimensionamiento : El área tentativa de la cimentación se fija aumentado el cociente de la carga de servicio y el valor de la capacidad portante del suelo; o al dividir la carga de servicio entre la diferencia del esfuerzo admisible y el valor del peso específico del terreno por la profundidad de cimentación. (PCM + PCV) (1 + % pp) (PCM + PCV) B x L = σt y B x L = (σt - &s * Df) (7.74.) En zapatas alargadas juzgar la relación menor a ßc = 1.93 (lados largo y corto). donde : σt = qa = Presión admisible del terreno Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 188 B = Menor dimensión de la zapata L = Mayor dimensión de la zapata &s = Peso específico promedio del suelo Df = Profundidad de cimentación 3° Verificación de Presiones: Evaluada la excentricidad, en cada sentido, de la razón del momento y la carga estática total Pt; se asume que la presión de contacto varía de forma trapezoidal o triangular, según ésta sea o no menor que un sexto de la dimensión (L°) en análisis. Con las expresiones: Pt 6 x ê Si ê ≤ L°/ 6 σ1-2 = Az x { 1 ± L° } (7.75.) 1 Pt Si ê > L°/ 6 σmáx = 3 Lt x { L°/ 2 - ê } donde : Pt = Peso total de la zapata + peso propio Az = Area de la zapata ( B x L ) L° = Dimensión en análisis de la zapata Lt = Dimensión en sentido perpendicular Ê = Momento / Pt = excentricidad Verificar que el esfuerzo encontrado no exceda al admisible del terreno, en cuyo caso usar viga de conexión, que aminora los esfuerzos. Luego, juzgando ê del análisis sísmico, se ratifica que las presiones no superen a σt en 33% ; salvo no se permita el estudio de suelos, puede juzgarse el aumento de la presión admisible, para estados donde interviene el sismo o viento. 4° Comprobar las Presiones en estado de rotura: Similarmente para una deducción estática como de sismo, otra vez y en cada dirección, se establece el esfuerzo actuante del suelo, debido a la excentricidad originada por cargas últimas Pu. 5° Enseguida, con fines de diseño se incrementa la capacidad portante a un valor de σn relacionando la carga última (1.5 D + 1.8 L) y el área en estudio. 6° Diseño por Cortante bidireccional o Punzonamiento : La columna tiende a "punzonar" la base de la zapata, consecuencia de esfuerzos cortantes producidos en ella alrededor del perímetro de la columna. Los esfuerzos de compresión concentrados bajo la columna se reparten a la zapata bajo ella, de manera tal que el concreto soporta esfuerzos compresivos algo inclinados, haciendo que el plano de falla tenga forma tronco-cónica a 45°. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 189 Por tanto, en una sección crítica perpendicular al plano de la zapata y limitada de tal manera que el perímetro de la sección crítica bo = 2 (b+t+2d), no exceda del perímetro de columna en d / 2, se confronta que: V v = 0.85 x bo x d (7.76.) {B*L - (b+d).(t+d)}σd Ø x 2(b+t+2d) ≤ 1.1 * (f ‘c) 0.5 (7.77.) donde : bo = Perímetro de la sección crítica d = peralte efectivo vuc = Esfuerzo cortante del Concreto Ø = Factor de reducción de cortante ( 0.85 ) despejando "d", formamos el polinomio cuadrático: [3.74 (f ‘c) 0.5+ σn].d2 + [(1.87 (f ‘c).5 (b+t)].d - [(B*L-(b*t)). σn]= 0 (7.78.) Si la zapata es cuadrada B = L, b = t [3.74 (f ‘c) 0.5 + σn].d2 + [(3.74 (f ‘c) 0.5 (b)].d - [( B2 - b2). σn]= 0 (7.79.) En fallas por punzonamiento, al realizar ensayos se demostró que, en la sección crítica del perímetro, el esfuerzo vertical calculado es superior al de flexión a causa de la proporción de esfuerzos compresivos. 7° Cortante Unidireccional o Flexión: El plano de falla se ubica a una distancia "d" del borde de la columna y es perpendicular al plano del basamento; en cada dirección, el esfuerzo cortante calculado a "d" de la cara de la columna, donde Vu será menor que el del concreto: vc = (m - d) * σn / d ≤ vu = 0.85 * 0.53 (f'c).5 (L - b) (B - t) m = 2 n = 2 (7.80.) m x σn d ≥ [σn + 0.85 x 0.53 (f'c)0.5] (7.81.a.) n x σn d ≥ [σn + 0.85 x 0.53 (f'c) 0.5] análogamente (7.81.b.) En zapatas rectangulares, el peralte “d”, usualmente rige el cortante por flexión, en las cuadradas, manda el punzonamiento. Juzgar peralte mínimo de 42 cmts. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 190 8° Chequeo por aplastamiento o por transferencia de esfuerzos de la columna a la zapata: En cada brote de columnas y muros armados, las fuerzas y momentos se transfieren a la fundación, -formando un plano de falla de forma tronco-cónica, gracias al concreto y las barras de refuerzo, que anclan en la zapata, haciendo que soporte esfuerzos compresivos concentrados algo inclinados. La parte no cargada de la zapata brinda apoyo lateral a la parte cargada, lo que produce esfuerzos triaxiales de compresión que aumentan la resistencia del concreto de la parte cargada Debe controlarse el aplastamiento que puede aparecer en las áreas de contacto de la columna y la zapata, cuando se traspasan éstas fuerzas al transmitirse las cargas desde el elemento vertical a la zapata, de manera que : ρa ≤ ρau Pu / A1 ≤ Ø * 0.85 √(A2 / A1) * (f ‘c) 0.5 (7.82.) pero √(A2 / A1) ≤ 2 TOPE ! donde : ρa = Esfuerzo de apoyo en el área cargada A1 ρau = Esf. Permisible máx. del Concreto de la zapata Pu = Carga última de rotura Ø = Factor de reducción = 0.7 (Compresión) A1 = Area cargada A2 = Area del lecho inferior del tronco de cono De ampliarse el esfuerzo máximo (ρau < ρa ), las fuerzas axiales en la base del muro o columna, no se transmiten por compresión. El excedente de fuerza restante debe ser absorbida por armadura vertical de refuerzo o un pedestal. Asmín = (ρa - ρau ) / ( Ø * fy ) (7.83.) 9° Cálculo del Asmín por aplastamiento: Las fuerzas laterales dadas en cada nexo de columnas y muros con la zapata, se examinarán mediante los esfuerzos de corte por fricción. El área mínima por aplastamiento del refuerzo de acero en la junta se diseña como factor 0.005 del área del elemento apoyado. Asmín por aplastamiento = 0.005 * b * t 10° Diseño por Flexión: El momento máximo en cualquier sección de la zapata, se define con los momentos actuantes y factorizados en la zapata, advertido por las fuerzas a un lado del plano de falla en las secciones críticas: Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 191 - Para columnas de concreto armado, en la cara de la columna, pedestal o el muro de zapatas aisladas. - En muros de mampostería o albañilería, a la mitad de la distancia entre el centro y borde del muro. - Para zapatas que soportan una columna con placas de base de acero, a la mitad de la distancia entre la cara de la columna y el borde de la base de acero. Luego en cada sentido, se deduce el momento resistente factorizado Mu, como momento de un volado, desde un plano en la cara de la columna de apoyo hasta el extremo de la zapata; para después con el valor del peralte efectivo aplicable, seleccionar un área total de refuerzo As, aplicando las fórmulas de diseño por flexión, para lo cual empleamos la fórmulas: w * Lo2 σn * m2 * B σn * n2 * L Mu = 2 == > 2 ó 2 (7.83.) Como : Mu As 1 . fy As1 = Ø fy (d - a/2) y a = 0.85 * fc * b (7.84.) formamos la ecuación cuadrática, al despejar "As": Ø fy ² As1 ² [σn m2 B] 2 (0.85). fc b - Ø fy d As1 + 2 = 0 (7.85.) donde : Mu = Momento resistente factorizado σn = Valor incrementado del esfuerzo admisible m = ( L - b ) / 2 n = ( B - t ) / 2 Ø = Factor de reducción 0.9 (Flexión) d = Peralte efectivo aplicable Obtenidas las áreas de acero debe establecerse el tamaño y separación del refuerzo por flexión, en las direcciones corta y larga: (1) En la dirección larga, el acero As1 se distribuye uniformemente en todo el ancho de la zapata. (2) En la dirección corta, el refuerzo se concentrará: una porción As2 del acero total requerido en una franja concentrada respecto al eje de columna, cuyo ancho sea igual al lado corto de la zapata. Esta porción del acero requerido será 2 / (R+1) veces el área total. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 192 El resto de refuerzo (As-As2) se proporciona igualmente fuera de la franja central de la zapata. R: Relación lado largo a lado corto de la zapata. 11° Comprobar las longitudes de desarrollo y anclaje disponibles, confirmando si satisfacen los requerimientos de adherencia. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO PARA ZAPATAS CONECTADAS 1° Descripción y arreglo de los datos generales de entrada, distancia libre entre las caras interiores de columnas, tamaño de las mismas, valores de carga axial y de momento para la dirección longitudinal y transversal, según los estados de carga : muerta, viva y de sismo. Definición de las características del terreno y las propiedades de los materiales. 2° El dimensionamiento de las fundaciones se realiza verificando las presiones admisibles del terreno, al trabajar con el (92 @ 92.5%) de la capacidad del suelo para dar holgura al empuje adicional presentado por los momentos estáticos en el eje transversal, aumentando la suma de cargas actuantes por 1.20 para considerar el efecto de excentricidad, que aumenta la presión. El longitud se considera justo si realizadas las cuatro verificaciones, se respetan las presiones admisibles del terreno. En verificaciones que incluyan sismo se puede obtenerse una presión mayor hasta 33%, por ser carga eventual. a) Primera (Sin sismo) b) Segunda (Momentos de sismo longitudinalmente y en sentido antihorario). c) Tercera (Momentos de sismo dirección longitudinal y sentido horario). d) Cuarta (Momentos de sismo en la dirección transversal) 3° El diseño por lo general, se efectúa con una presión última aproximada para cada zapata, ó reproduciendo el procedimiento al amplificar las cargas y los momentos de cada verificación. Se examina el punzonamiento del cortante de diseño contra el resistente, y se compara el cortante por metro de ancho en el volado más grande de diseño menor que el cortante resistente del concreto. 4° El momento último para el diseño por flexión se obtiene con la presión última aproximada por el volado a la cara de columna. La zapata interior se diseña de modo análogo, como si fuera una zapata aislada. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 193 5° En la viga de cimentación, calculando las combinaciones de carga, se evalúa el momento y cortante crítico, ambos determinados con el valor de P´ amplificado. 7.7.8. APLICACIÓN Y RESULTADOS A continuación se explica el diseño de la cimentación conectada, correspondiente al muro de cortante P-5 en el Módulo “A”, situado en el encuentro de los Ejes B y 2, con sección de 25 x 145 cms., y a la columna C-3 cuyo módulo es de 45 x 45 cms., cuadrado, en la intersección de los Ejes D y 2; se muestran los valores de carga axial y momento, para cada sentido, producto del análisis estructural. fy = 4200 kg / cm2 Luz libre = 3.85 mts σt = 24.5 Tn / m2 %pp = 5% γpro = 2.00 Tn / m3 COLUMNA 1 b1 = t1 = COLUMNA 2 b2 = t2 = mts: 2.65 0.25 0.45 0.45 CARGAS Tn. Pm = 47.00 Pm = 33.00 Pv = 15.00 Pv = 16.00 PsL = 16.30 PsL = 13.40 MOMENTOS Tn-m Mmx = 1.50 MmL = 0.10 Mvx = 0.40 MvL = 0.00 Msx = 90.20 MsL = 6.70 Psy = 0.90 Psy = 17.00 Mmy = 0.00 Mmy = 0.30 Mvy = 0.00 Mvy = 0.10 Msy = 6.90 Msy = 7.50 El sentido longitudinal esta en la dirección Y-Y. B2 D2 σt = 24.50 4/3 σt = 32.59 L´= 2.50 Solamente diseñamos para la parte involucrada de la zapata (25 x 145). Trabajamos con un valor de 92.5% σ t = 22.70 tn/m² dando holgura para la presión adicional presentada por los momentos estáticos del sentido transversal. Se pre- dimensiona multiplicando la suma de cargas actuantes por 1.20 para considerar el efecto de la excentricidad que incrementa la presión. Estimando la excentricidad para emplear el esquema simplificado calculamos las reacciones en las zapatas. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 194 1.0 DIMENSIONAMIENTO PRIMERA VERIFICACIÓN (SIN SISMO) ZAPATA 1 Columna 1 AREA = (46.8 + 14.9 ) *1.20 = 3.30 22.70 Asumimos L1 T= 1.55 Con Volados Transv : 0.65 B1 L= 3.35 Longit : 0.70 Area = 4.72 P1 = ( 46.8 + 14.9) + 5% pp = 83.2 Tn P2 = ( 32.9+15.9) + 5% pp = 55.4 Tn M1 = ( 1.5 +0.4 ) = 1.90 Tn - m M2 = ( 0.1 +0.0 ) = 0.10 Tn - m Calculando la excentricidad ( 3.35 - 2.65 ) / 2 = 0.35 m. R1 = P1 + P1.e / L - (M1 +M2)/L = 82.4 Tn. Verifcando presiones σ 1-2 = R1 x % pp ´+/- ( MmL1 )( MmL2+MvL2) = Area ( B1L ).(L1T ²) σ 1-2 = 82.40 x 1.05 ´+/- ( 6.9 )( 0.0 + 0.0 ) = σ 1-2 = 16.7 (1.55 ).(3.35 ) ( 3.35 ).(1.55 ²) ZAPATA 2 Columna 2 R2 = P2 - P1.e / L + (M1 +M2) / L = 56.20 AREA = (56.20 ) *1.20 = 2.60 22.7 Asumimos L2 T= 1.85 Con Volados Transv : 0.70 B2 L= 1.85 Longit : 0.70 Area = 3.42 Verifcando presiones σ 1-2 = 56.20 x 1.05 ´+/- ( 6.9 )( 0.2 + 0.2 ) = ==> σ 1 = 25.50 (1.85 ).(1.85 ) ( 1.85 ).(1.85 ²) σ 2 = 8.96 Como la zapa interior es cuadrada, buscamos igual volado para un único diseño. SEGUNDA VERIFICACIÓN (CON SISMO EN LA DIRECCIÓN LONGITUDINAL Y EN EL SENTIDO ANTIHORARIO) P1 = ( 46.8+14.9+16.3)+pp= 99.00 M1 = ( 1.5+0.4-90.2) = -48.60 P2 = (32.9+15.9+13.4)+pp= 69.00 M2 = ( 0.1+0.0-6.7) = -6.60 ZAPATA 1 Columna 1 R1 = P1 + P1.e / L - (M1 +M2)/L = 137.40 Verificando las presiones σ 1-2 = R1 x % pp ´+/- ( MmL1 )( MmL2+MvL2) = Area ( B1L ).(L1T ²) σ 1-2 = 137.4 x 1.05 ´+/- ( 6.9 )( 0.0 + 0.0 ) = ==> σ 1 = 27.80 (1.55 ).(3.35 ) ( 3.35 ).(1.55 ²) σ 2 = 27.80 Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 195 ZAPATA 2 Columna 2 R2 = P2 - P1.e / L + (M1 +M2) / L = 30.80 Calculando las presiones σ 1-2 = 30.80 x 1.05 ´+/- ( 3.9 )( 0.2 + 0.2 ) = ==> σ 1 = 25.40 (1.85 ).(1.85 ) ( 1.85 ).(1.85 ²) σ 2 = 24.60 TERCERA VERIFICACIÓN (CON SISMO EN LA DIRECCIÓN LONGITUDINAL Y EN EL SENTIDO HORARIO) P1 = (46.8+14.9-16.3)+pp= 67.00 M1 = ( 1.5+0.4+90.20) = 92.10 P2 = (32.9+15.9-13.4)+pp= 42.00 M2 = ( 0.1+0.0+6.70) = 6.80 ZAPATA 1 Columna 1 R1 = P1 + P1.e / L - (M1 +M2)/L = 27.30 s 1-2 = 27.30 x 1.05 ´+/- ( 6.9)( 0.0 + 0.0 ) = ==> σ 1 = 5.52 (1.55 ).(3.35 ) ( 3.35 ).(1.55 ²) σ 2 = 5.52 ZAPATA 2 Columna 2 R2 = P2 - P1.e / L + (M1 +M2) / L = 81.50 s 1-2 = 81.50 x 1.05 ´+/- ( 6.9 )( 0.2 + 0.2 ) = ==> σ 1 = 25.40 (1.85 ).(1.85 ) ( 1.85 ).(1.85 ²) σ 2 = 24.60 CUARTA VERIFICACIÓN (CON MOMENTOS DE SISMO EN LA DIRECCIÓN TRANSVERSAL) ZAPATA 1 Columna 1 P1 = ( 46.80 +14.90 - 0.4)+pp = 61.00 P2 = (32.90+15.90 - 0.00)+pp= 49.00 R1 = (82.40+0.90) = 83.30 Chequeando presiones : σ 1-2 = 83.30 x 1.05 ´+/- ( 6.9 )( 0.0 + 6.9) = ==> σ 1 = 22.80 (1.55 ).(3.35 ) ( 3.35 ).(1.55 ²) σ 2 = 10.90 ZAPATA 2 Columna 2 R2 = (56.20+17.00) = 73.20 σ 1-2 = 73.20 x 1.05 ´+/- ( 6.90 ) (56.30 ) = ==> σ 1 = 31.10 (1.85 ).(1.85 ) ( 1.85 ).(1.85 ²) σ 2 = 14.00 Trabajamos con las reacciones obtenidas de la primera verificación, incrementando la carga axial y momento de sismo transversales. En la primera revisión se respeta la presión admisible del terreno, y en las restantes que incluyen sismo, muy ligeramente se sobrepasa el valor aceptable, pero sin exceder de 32.59 que son los 4/3 σt, permisible por tratarse de carga eventual. 2.0. DISEÑO POR CORTANTE DE LA CIMENTACION EXTERNA Trabajaremos con una presión última aproximada en cada zapata σu1 = 34.7 Tn/m² para la zapata 1 y σu1 = 40.7 Tn/m² para la zapata 2. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 196 Conocida el área total de 5.19 m², podemos asumir un peralte = 51 cms. para calcular el perímetro de la sección crítica (bo) = 2 (b1 + d/2) + (t1 + d) = 4.17 m., como el área de punzonado Ao = (b1 + d/2) + (t1 + d) = 1.596 m². Luego el cortante por punzonamiento es : Vu = (Area – Ao). σu1 = (5.19 – 1.596) x 34.7 = 124.71 Tn. El cortante resistente del concreto es φVc= (0.53+1.1/Bc) √ f´c bo.d = 195.3 Tn, El cortante actuante es ( m – d ). σu1 = (0.70 – 0.51) x 34.7 = 6.59 Tn. menor al que resiste el concreto con φ 0.53√ f´c b . d, evaluando para un metro se tiene que es igual a 33.3 Tn. 3.0. DISEÑO POR FLEXION Diseñaremos para cada sentido, con la presión última σu1 por metro de volado : En la dirección longitudinal de (3.35) con el mayor volado de 0.65 m., se obtiene un momento σu1(m1)²/2 = 34.70 * 0.65² /2 = 7.33 Tn-m/m, que supone colocar 9.18 cm² de refuerzo por metro lineal, en total 14.23 cm², esto es Ø 5/8” @ 13.9 cms ó también Ø 3/4” @ 020 m. Para el sentido transversal de (1.55), con volado de 0.65 m. proveemos un refuerzo de 16 Ø 5/8" en la distancia de 3.35 metros. 4.0 DISEÑO DE LA VIGA Señalando la longitud Lc = 4.25 + (1.45+0.45)/ 2 = 5.2 ⇒ d = 5.2 / 7 = 75 cm. Inicialmente se dimensiona el peralte de la viga como la séptima parte de Lc. El ancho es del 40 al 50% del peralte ⇒ b = 40 cm. El cortante y el momento se deducen del valor de P` amplificado, que resulta de multiplicar la carga actuante P1 amplificada por la excentricidad, entre L`. L´ = Ln – ê + (b1 +b2) / 2 = 2.85 Vu = P` = P1 x ê / L` = 14.00 Tn. Mu = P` x L’ = 14.00 (2.85) = 39.9 Tn - m. Con el valor de momento y peralte a 80 cm., se obtiene un área de refuerzo de 12.3 cm², por lo que disponemos acero superior 4 Ø 3/4", mientras que 2 Ø 3/4" para el refuerzo inferior que cumplen con la cuantía mínima de 5.67 cm². Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 197 5.0 DISEÑO DE LA ZAPATA INTERIOR Las longitudes son las adecuadas, por lo que comprobamos una nueva verificación biaxial de momentos. Pu (1 + % pp) 6 Mtransv 6 Mlong σ = Area + B L² + B² L 48.57 (1.05 ) 6 ( 0.1 +0.0 ) 6 (0.2 +0.2 ) σ = 1.85 x 1.85 + 1.85 ³ + 1.85 ³ = 15.00 Tn/m² < 24.5 Tn/m² Con un área total de 3.42 m², bo = 3.84 m. y el Area para la transferencia de esfuerzos Ao = 2.40, se estima que el cortante por punzonamiento es de 41.7 cm., por lo que asumiremos un peralte efectivo de 51 cm.; cumpliéndose que el cortante actuante de 7.62 Tn es menor al admisible del concreto 33.3 Tn. Con los volados iguales se obtiene diseñar en una dirección, obteniéndose un momento σu1(m1)²/2 = 40.80 * 0.70² * 1.85 / 2 = 17.49 Tn-m, que nos obliga a colocar 10.0 cm² de refuerzo, lo cual es 7 Ø 5/8” en ambas dimensiones. h = 0 .6 0 m h = 0 .6 0 m 7.8. DESARROLLO Y EMPALMES DEL REFUERZO El concreto armado es el resultado de la unión del concreto y el acero; éste último es empleado para resistir la tracción y la compresión en menor grado. Para que el acero pueda desarrollar su capacidad de diseño, es necesario que exista una adherencia al concreto a lo largo de su perímetro, que dada una cierta longitud de la barra represente una fuerza resistente. La fuerza máxima resistente que puede ser transmitida por el acero deberá desarrollarse a cada lado de dicha sección, mediante una longitud de desarrollo, gancho, dispositivo mecánico o una combinación de ellos. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 198 7.8.1. DESARROLLO EN BARRAS CORRUGADAS EN TRACCION El Reglamento Nacional de Construcciones define una longitud de desarrollo básica (ldb) en cms., no será ser menor de 30 cms. y es la mayor de: ldb = 0.06 * Ab * fy / √ f'c ldb = 0.006 * db * fy La longitud de desarrollo (ld) se obtiene de multiplicar la (ldb) por los factores: a. Para barras horizontales que tengan por debajo más de 30 cms. de concreto fresco 1.4 b. Si el refuerzo se espacia lateralmente por lo menos 15 cms. (de eje a eje), y tiene un recubrimiento lateral de por lo menos 7.5 cms. 0.8 LONGITUD DE DESARROLLO (+) Tracción db 0.06*db*fy 0.006*db*fy > 30 raiz(fc) 3/8" 0.925 16.09 23.31 30.00 1/2" 1.270 22.08 32.00 32.00 5/8" 1.587 27.60 39.99 39.99 3/4" 1.905 33.13 48.01 48.01 1" 2.540 44.17 64.01 64.01 7.8.2. DESARROLLO DE BARRAS CORRUGADAS EN COMPRESION La longitud de desarrollo (ld), en cms., debe ser la mayor de: ld = 0.08 * db * fy / √ f'c ld = 0.004 * db * fy ld = 20 cms. LONGITUD DE DESARROLLO (-) Compresión db 0.08*db*fy 0.004*db*fy > 20 cm raiz(fc) 3/8" 0.925 21.45 15.54 21.45 1/2" 1.270 29.45 21.34 29.45 5/8" 1.587 36.80 26.66 36.80 3/4" 1.905 44.17 32.00 44.17 1" 2.540 58.89 42.67 58.89 Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 199 7.8.3. DESARROLLO DE GANCHOS ESTANDARD EN TRACCION La longitud de desarrollo de barras de refuerzo en tracción terminadas en ganchos standard, es la mayor de: ldg = 318 * db / √ f'c ldg = 8 * db ldg = 15 cm. LONGITUD DE DESARROLLO GANCHOS STANDART 318 db /raiz(fc) 8 db > 15 cm 3/8" 0.925 20.30 7.40 20.30 1/2" 1.270 27.87 10.16 27.87 5/8" 1.587 34.83 12.70 34.83 3/4" 1.905 41.80 15.24 41.80 1" 2.540 55.74 20.32 55.74 GANCHOS ESTANDAR (Barras Longitudinales) db(cm) db(cm) Tot(cm)db(cm) r (cm)m (cm) Tot(cm)r (cm)m (cm) Tot(cm)m (cm) r (cm) GANCHOS ESTANDAR ESTRIBOS Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 200 L O N G . D E D E S A R R O L L O D E G A N C H O S E S T A N D A R d b (c m ) L d g (cm ) f'c = 2 1 0 K g /c m ² R a d io m ín (c m ) E x te n s ió n 1 2 d b 7.8.4. EMPALMES POR TRASLAPE PARA BARRAS EN TRACCION Las longitudes de empalme están en función de la longitud de desarrollo para barras sometidas a tracción, pero no son menores de 30 cms. - Empalme tipo A le = 1.0 ld - Empalme tipo B le = 1.3 ld - Empalme tipo C le = 1.7 ld El tipo A se emplea para zonas de esfuerzos bajos, cuando no se empalma los 3/4 o menos del número de barras en la longitud de traslape requerida. Si se empalman menos de la mitad de las barras dentro de una longitud requerida de traslape, se emplearán empalmes del tipo B. Si se empalman mas de la mitad de las barras dentro de una longitud requerida de traslape se deberá emplear empalmes tipo C. 7.8.5. EMPALMES TRASLAPADOS PARA BARRAS CORRUGADAS SUJETAS A COMPRESION La longitud mínima de un empalme traslapado en compresión, será la longitud de desarrollo en compresión indicada anteriormente, debiendo ser además mayor o igual a: 0.007 x fy x (db), pero no menor a 30 cms. Para f 'c menor de 210 kg/cm², la longitud de empalme será incrementada en 1/3. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 201 7.8.6. EMPALMES EN VIGAS Y LOSAS En elementos que trabajan a flexión, como vigas y losas, sus empalmes deben de cumplirse en las zonas de menor solicitación, y el tipo de empalme se elige al juzgar el número de barras a conectar. Para posibilitar ello será necesario conocer los diagramas de momentos flectores. LOSAS Y ALIGERADOS EMPALMES TRASLAPADOS PARA VIGAS, Refuerzo Superior H = altura de C° debajo del acero Refuerzo Inferior H:CUALQUIERA VALORES DE m H30 7.8.7. EMPALMES EN COLUMNAS Y MUROS DE CORTANTE Considerando que la zona ubicada en la parte superior del nivel de piso es una zona de esfuerzos elevados y de mayor confinamiento, los empalmes se efectuarán en el tercio central de la altura de las columnas. Los muros de corte y las columnas son elementos que trabajan a compresión, flexión y corte y eventualmente a flexo-tracción. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 202 DETALLE DE EMPALME EN COLUMNAS DETALLE DE EMPALME EN COLUMNAS 7.9. DETALLES DEL REFUERZO 7.9.1. CORTE O DOBLADO DEL REFUERZO LONGITUDINAL EN UN ELEMENTO SOMETIDO A FLEXION Las mayores solicitudes que soporta un miembro estructural, se consiguen luego de elaborar el análisis estructural, en el diagrama de envolventes. Al establecer el proceso de diseño, para los máximos esfuerzos, se determinan áreas de refuerzo en las secciones críticas. Por razones de economía, el diseño se completa al realizar el corte de varillas en los tramos menos exigidos, para lo cual, es imprescindible considerar la adherencia debida entre el acero y el concreto, a fin de que en todo momento se transmitan los esfuerzos que soportados, lo que se obtiene gracias a una adecuada longitud de desarrollo o anclaje. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 203 DISPOSICIONES DEL REFUERZO PARA MOMENTO POSITIVO La Norma Peruana E-060 fijar una serie de exigencias, entre las vitales tenemos: a) Los miembros que soporten momentos de sismo, cumplirán con que la robustez a momento positivo en la cara del nudo, no sea menor que 1/3 de la resistencia a momento negativo. b) Como mínimo la tercera parte del refuerzo por momento positivo debe de ser prolongado dentro del apoyo cumpliendo con el anclaje requerido. c) En apoyos simples y en puntos de inflexión el refuerzo por momento positivo estará limitado a un diámetro tal que la ld calculada según el artículo (4.4.1.), cumpla con: ld = Mn / Vu + la. donde Mn = Momento nominal provisto por el refuerzo positivo. Vu = Fuerza cortante de diseño en la sección considerada. la = El mayor de: d ó 12 (db) Esta condición no necesita ser satisfecha, si el refuerzo en los apoyos termina mas allá de la línea central del apoyo con un gancho standard o un anclaje mecánico. DISPOSICION DEL REFUERZO PARA MOMENTO NEGATIVO a) Por lo menos 1/3 del refuerzo total por flexión en el apoyo, debe extenderse más allá del punto de inflexión, la mayor longitud, entre el peralte efectivo, 12 (db) ó 1/16 de la luz del tramo. b) El refuerzo por momento negativo en un elemento continuo o en voladizo, o en cualquier elemento de pórtico deberá anclarse en o a través de los elementos de apoyo por longitudes de anclaje, ganchos o anclajes mecánicos. El refuerzo que llega hasta el extremo del volado terminará en gancho standard. c) El refuerzo por momento negativo tendrá una longitud de desarrollo dentro del tramo, según se especifica. 7.9.2. REQUISITOS ANEXOS PARA ELEMENTOS QUE RESISTEN SISMO Además de los requisitos nombrados, para elementos que resisten sismo, es decir que conforman pórticos, se observarán las siguientes reglas : Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 204 a) A lo largo de toda la viga tendrán refuerzo continuo, compuesto por dos barras, en la cara superior como en la inferior, con un área de acero no menor a 1/4 de la máxima requerida en los nudos, ni menor del área mínima exigida por flexión. b) Todas las barras que anclen en columnas extremas terminarán en ganchos standard. Si las barras se cortan en apoyos intermedios sin emplear ganchos, deberán prolongarse a través de la columna interior; la parte de ld que no se halle dentro del núcleo deberá incrementarse multiplicándola por un factor de 1.6. 7.9.3. DETALLES PARA REFUERZO TRANSVERSAL EN VIGAS Y COLUMNAS El refuerzo transversal deberá cumplir con los requerimientos de diseño por fuerza cortante y confinamiento, debiendo además cumplir con lo indicado a continuación: Estribos: a.- Todas las barras longitudinales deben estar confinadas por estribos cerrados. b.- En columnas se emplearán estribos de 3/8" de diámetro como mínimo para el caso de barras longitudinales hasta de 1", y de 1/2" de diámetro para el caso de barras de diámetros mayores. c.- El espaciamiento máximo entre estribos debe ser 16 diámetros de la barra longitudinal, la menor dimensión del elemento sujeto a compresión ó 30 cm. d.- Los estribos deben disponerse de tal forma que cada barra longitudinal de esquina tenga apoyo lateral proporcionado por el doblez de un estribo con un ángulo comprendido menor o igual a 135°, y ninguna barra debe estar separada mas de 15 cm. libres (en cada lado a lo largo del estribo) desde la barra lateralmente soportada. 7.9.4. COLOCACION DEL REFUERZO a) El espaciamiento libre entre barras paralelas de una capa deberá ser mayor o igual a su diámetro, 2.5 cm. ó 1.3 veces el tamaño nominal del agregado grueso. b) En columnas, la distancia libre entre barras longitudinales no será menor a 1.5 veces su diámetro, 4 cm. ó 1.3 veces el tamaño nominal del agregado grueso. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 205 c) En caso de que tengan varias capas paralelas de refuerzo, las barras de las capas superiores deberán alinearse con las inferiores de manera de facilitar el vaciado; la separación libre entre capa y capa de refuerzo será mayor o igual a 2.5 cm. d) En muros y losas, exceptuando las losas nervadas, la separación del refuerzo principal por flexión será menor o igual a 3 veces el espesor del muro o de la losa sin exceder de 45 cm. 7.9.5. RECUBRIMIENTOS PARA EL REFUERZO Deberá proporcionarse el siguiente recubrimiento mínimo de concreto al refuerzo: Concreto Vaciado en Obra Recubrim. a) Concreto vaciado contra el suelo o en contacto con agua de mar 7.00 cm. b) Concreto en contacto con el suelo o expuesto al ambiente : - Barras de 5/8" ó menores 4.00 cm - Barras de 3/4" ó mayores: 5.00 cm. c) Concreto no expuesto al ambiente (protegido por revestimiento) ni en contacto con el suelo (vaciado con encofrado y/o solado): - Losas, aligerados 2.00 cm. - Muros o muros de corte 2.00 cm. - Vigas y columnas (medidas al estribo) 4.00 cm. - Bóvedas y elementos laminares : Barras de 5/8" ó menores 2.00 cm. - Bóvedas y elementos laminares : Barras de 3/4" ó mayores 1.50 cm. Concreto en elementos prefabricados Recubrim. a) Concreto en contacto con el suelo o expuesto al ambiente : - Barras de 1 3/8" ó menores: 2.00 cm - Barras de 1 11/16" ó mayores: 4.00 cm. b) Concreto no expuesto a la intemperie ó al contacto con el terreno: - Losas, aligerados 1.60 cm. - Estribos 1.00 cm. - Vigas y columnas (medidas al estribo) 1.6 db < R < 4 db - Bóvedas y elementos laminares : Barras de 5/8" ó menores, alamb 1.60 cm. - Bóvedas y elementos laminares : Barras de 3/8" ó mayores 1.00 cm. Capítulo VII Diseño de los Elementos Estructurales __________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA” 206 (PLANTA) DET. ENCUENTRO DE VIGAS DET. ENCUENTRO VIGA - COLUMNA (ELEVACION) ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." CAPITULO VIII DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESPECIALES (CAJAS DE ASCENSOR, TANQUE ELEVADO, ESCALERAS, HELIPUERTO) 8.1. INTRODUCCION En este Capítulo se describe el diseño en concreto armado de los componentes estructurales con propiedades particulares, poco usuales en el universo de elementos en edificios comunes. Entre los que se advierte la Caja de Ascensor, formada por una pared circular vinculada mediante una viga-pared de gran peralte, donde el mecanismo elevador descansa sobre una losa maciza del último nivel, según las Normas DIM. Al nivel del Tanque Elevado y de la Cisterna se añaden 45 cm. libres, por Reglamento, según el máximo consumo diario. Para la cisterna, se emplea la hipótesis de cargas en rotura en cada una de sus partes constituyentes : la tapa, la losa de fondo y las paredes. Luego de evaluar el análisis sísmico del Tanque Elevado, en el capítulo V, se explora como sección tubular de concreto armado por el método de resistencia última, para estimar su capacidad de resistencia y realizar el diseño del Fuste por flexo-compresión, gracias al empleo de diagramas de interacción, los cuales contemplan la posibilidad de la existencia de aberturas en la sección, a continuación de la tapa de la cuba, de la losa de fondo y las paredes; para finalmente verificar el volteo en la cimentación. El Hospital está formado por dos tipos de escaleras : una Principal en el Módulo “B”, con el descanso y los contrapasos empotrados trabajando en voladizo en radialmente, alrededor del muro de corte que rodea la Caja de Ascensor ; en cambio, las Escaleras de Servicio en los Módulos “A” y “C”, tienen sus contrapasos descansando sobre una columna central circular de 70 cms. y el fuste, en forma radial. Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 207 8.2. DISEÑO DE LA CAJA DE ASCENSOR La Caja del Ascensor de capacidad para transportar 16 personas, situada en el núcleo del Módulo Central “B”, eje principal de circulación vertical y horizontal, constituido esencialmente por un muro de cortante de forma tubular de 25 cm. de espesor, con una abertura de 90° en planta, conectada mediante de una viga-pared de 25 cm. Este muro soporta la sobrecarga de los contrapasos y descansos empotrados que trabajan en voladizo, el peso del mecanismo elevador reposa sobre una losa maciza ubicada en el último nivel. Estructuralmente la caja del ascensor cumple la función de absorber ante cualquier eventualidad, las fuerzas horizontales de sismo, proporcionando notable rigidez a todo el Módulo “B”, por ello sus desplazamientos son significativamente menores. El análisis estructural se verifica empleando el Método de elementos finitos FUERZAS INTERNAS DE LOS ELEMENTOS SHELL Las fuerzas internas de los elementos Shell, actúan perpendicularmente como esfuerzos al elemento. Están presentes en la mitad de la cara del elemento Shell. Es importante notar que las fuerzas internas se reportan como Fuerzas y Momentos por unidad del plano longitudinal interno. Las fuerzas y momentos básicos de los elementos shell son identificados como F11, F22, F12 = F21, M11, M22, M12 = M21, V13 y V23, No es necesario reportar F21 y M21. Eje 2 Eje 1 (a) (b) (c) Eje 3 La siguiente figura muestra las fuerzas internas F11 actuando en la mitad de superficie de un elemento finito. En la figura, la distribución de fuerza etiquetada (a) representa una distribución actual de la fuerza F11. La distribución de fuerza rotulada (b) muestra como SAP/ETABS calculan la fuerzas internas en las esquinas del elemento shell. Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 208 Debe notarse que nosotros podemos calcular los esfuerzos del elemento shell en cualquier ubicación. La distribución de fuerza etiquetada (c) página anterior, ilustra como SAP/ETABS asumen que las fuerzas F11 varían linealmente a lo largo de la longitud de los elementos shell entre los valores de fuerza F11 calculados en los nodos de los elementos para propósitos de plotaje únicamente. Para valores de V13 y V23 a cualquier ángulo, la máxima fuerza cortante transversal, puede ser calculado como : V máx = V132 + V232 ESFUERZOS EN LOS ELEMENTOS SHELL Los esfuerzos básicos de los elementos finitos (Shell), son identificados como S11, S22, S12, S13 y S23. Puede expresar S21 igual a S12 : El esfuerzo S i j representa el esfuerzo que ocurre en la cara “i” de un elemento y en la dirección “j”. La dirección “j” se refiere a la dirección del eje local del elemento shell. Eje 2 D j2 C Eje 1 B j1 (a) (b) Eje 3 A La figura superior ilustra las direcciones positivas para los esfuerzos internos de los elementos shell S11, S22, S12, S13 y S23. También mostraron que las direcciones positivas de los principales esfuerzos, S-Max y S-Min, y las direcciones positivas para el esfuerzo cortante máximo transversal, S-Max V. Para valores de S13 y S23 en cualquier ángulo, el máximo esfuerzo cortante transversal, puede calcularse como : S-Máx V = S132 + S232 A continuación, se acompañan los resultados de los esfuerzos S11, y S12 obtenidos para las hipótesis de carga muerta, carga viva y carga de sismo, en ambas direcciones : CMX, CVX, CSX, CMY, CVY, CSY; para los diferentes niveles del elemento Caja de Ascensor : Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 209 DISEÑO DE LA CAJA DE ASCENSOR El diseño de la Caja de Ascensor se realiza aplicado el Método de la Rotura o Resistencia Ultima estipulado por la Norma E-060 de Concreto Armado, con el que se diseñaron todos los elementos estructurales que conforman la Caja de Ascensor. Los Esfuerzos a la Rotura en los elementos estructurales se calculan en base a las siguientes combinaciones de carga: U1 = 1.50 CM + 1.80 CV U2 = 1.25 CM + 1.25 CV + 1.25 CS U3 = 1.25 CM + 1.25 CV - 1.25 CS U4 = 0.90 CM + 1.25 CS U5 = 0.90 CM - 1.25 CS DISEÑO DE LA PARED LAMINAR Según los resultados obtenidos, se ha observado que los esfuerzos debido a flexión en la Caja de Ascensor son despreciables; mientras que los esfuerzos de membrana son predominantes, tal como se puede apreciar. Los Esfuerzos de Membrana son el Tangencial denominado S!! y el Esfuerzo Longitudinal denominado S22. Los Esfuerzos en la Caja de Ascensor, presentan una simetría respecto al eje centroidal en la dirección Y-Y, es por ello que para el diseño se ha tomado un eje meridional en los puntos más alejados para cada dirección. DISEÑO DEL FUSTE Los Esfuerzos máximos de la envolvente de la pared para la dirección X, son: S11 = 65.5 S22 = 462.9 S11 = - 75.2 S22 = - 518.1 A continuación se presenta los resultados para el eje Meridional a 0º del eje X. Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 210 MAX EN X MIN EN X MAX EN Y MIN EN Y Area Joint S11Bot S22Bot S11Bot S22Bot S11Bot S22Bot S11Bot S22Bot Elem Ton/m2 Ton/m2 Ton/m2 Ton/m2 Ton/m2 Ton/m2 Ton/m2 Ton/m2 SOTANO 1 272 65.5 327.6 -75.2 -376.1 50.2 250.9 -51.2 -255.8 19 275 52.0 458.5 -57.4 -518.1 58.7 349.9 -59.9 -357.4 37 311 19.9 462.9 -17.6 -521.9 61.3 351.5 -60.4 -358.1 55 330 15.3 438.6 -10.1 -501.2 48.2 321.9 -47.8 -330.8 73 349 32.5 426.5 -22.1 -487.2 48.2 320.2 -45.5 -324.7 91 368 50.9 428.9 -38.9 -501.0 33.9 279.6 -32.7 -291.8 109 387 58.1 372.1 -2.5 -512.2 58.8 299.5 -53.5 -305.1 1º NIVEL 127 135 474.5 318.4 `-185.6 -493.2 20.3 107.1 -27.1 -152.3 145 423 109.4 455.1 -165.9 -475.3 30.4 298.3 -33.5 -297.6 163 442 57.0 407.6 -60.4 -450.5 32.4 241.5 -33.8 -251.7 181 461 32.8 384.5 -33.4 -427.6 28.5 250.2 -29.3 -254.4 199 480 33.8 352.5 -28.9 -404.8 39.1 239.3 -37.1 -245.3 217 499 17.5 365.7 -13.4 -433.7 25.4 197.7 -25.1 -208.9 235 518 174.4 154.8 -122.6 -292.7 63.3 225.8 -56.7 -233.1 2º NIVEL 253 137 177.4 387.1 -204.7 -423.6 15.4 77.0 -29.2 -146.2 271 554 64.5 353.4 -137.8 -359.4 20.4 255.2 -26.6 -251.6 289 573 11.4 334.5 -20.6 -373.6 32.5 161.0 -34.4 -170.6 307 592 3.7 269.6 -7.1 -302.3 23.8 179.8 -24.7 -182.2 325 611 25.3 214.0 -21.2 -257.8 29.7 148.1 -27.5 -152.9 343 630 19.2 195.8 -16.3 -256.9 8.9 97.7 -8.6 -108.5 361 649 181.9 52.1 -124.9 -184.1 53.8 128.3 -45.2 -136.1 3º NIVEL 379 139 260.4 301.9 -296.7 -283.6 44.1 220.6 -62.1 -210.5 397 685 127.6 197.4 -204.0 -189.8 3.8 149.7 -11.8 -143.4 415 704 7.8 161.1 -17.3 -193.8 11.0 46.5 -13.2 -55.7 433 723 7.7 113.4 -11.3 -135.8 6.9 79.5 -7.9 -80.4 451 742 16.5 74.2 -12.2 -110.0 13.8 52.2 -11.7 -56.2 469 761 15.6 58.1 -12.8 -111.6 11.0 27.9 -10.8 -37.9 487 780 177.9 137.3 -116.5 -262.7 41.4 44.1 -31.3 -51.9 4º NIVEL 505 141 282.5 212.3 -225.1 -125.2 59.3 196.3 -80.2 -101.0 523 816 143.2 100.5 -221.4 -79.1 14.7 79.6 -23.9 -70.7 541 835 11.5 54.0 -21.1 -77.9 5.1 46.1 -7.3 -54.1 559 854 10.0 40.4 -13.7 -50.9 5.6 31.2 -6.6 -30.1 577 873 12.6 31.0 -8.3 -56.9 6.5 27.5 -4.3 -30.1 595 892 14.1 26.1 -10.9 -69.1 16.1 48.5 -15.8 -57.1 613 911 167.3 183.7 -102.9 -200.1 35.4 21.4 -24.1 -28.7 5º NIVEL 631 143 268.4 242.1 -213.7 -268.5 64.1 120.6 -87.0 -235.1 649 947 140.9 69.1 -219.6 -36.5 21.5 45.5 -31.7 -34.1 667 966 11.9 16.4 -20.0 -29.6 6.6 55.6 -8.8 -61.4 685 985 10.2 24.0 -14.6 -27.6 13.0 16.2 -14.8 -13.8 703 1004 16.5 25.7 -10.2 -41.2 3.5 14.5 -1.3 -14.5 721 1023 22.1 11.4 -18.9 -56.1 24.9 55.5 -25.5 -65.0 739 1042 212.3 191.4 -128.1 -227.6 44.2 7.1 -29.2 -14.4 Los Esfuerzos máximos de la envolvente de la pared para la dirección Y, son: S11 = 84.8 S22 = 748.5 S11 = - 93.4 S22 = - 761.1 A continuación se presenta los resultados para el eje Meridional a 90º del eje X. Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 211 MAX EN X MIN EN X MAX EN Y MIN EN Y Area Joint S11Bot S22Bot S11Bot S22Bot S11Bot S22Bot S11Bot S22Bot Elem Ton/m2 Ton/m2 Ton/m2 Ton/m2 Ton/m2 Ton/m2 Ton/m2 Ton/m2 SOTANO 7 284 2.5 12.5 -9.5 -47.3 84.8 424.0 -86.3 -431.4 25 285 6.1 1.1 -14.8 -64.2 91.8 730.4 -93.4 -742.8 43 316 14.2 2.3 -17.4 -68.2 35.6 748.5 -36.2 -761.1 61 335 16.5 3.8 -16.3 -65.1 6.7 693.5 -6.8 -705.6 79 354 15.9 4.5 -14.8 -62.3 1.4 646.1 -1.3 -657.0 97 373 14.3 5.4 -13.9 -61.8 3.7 619.5 -3.8 -630.7 115 392 12.7 5.6 -14.1 -61.5 5.1 595.9 -5.1 -606.3 1º NIVEL 133 410 11.5 7.1 -15.1 -61.5 5.8 576.0 -5.8 -586.7 151 428 11.7 7.7 -17.0 -61.4 4.6 551.7 -4.6 -561.6 169 447 11.8 9.2 -16.7 -60.8 2.9 529.0 -2.9 -539.0 187 466 14.7 10.2 -17.5 -61.7 0.5 509.2 -0.3 -518.9 205 485 15.0 9.8 -15.1 -61.4 1.5 496.6 -1.3 -506.5 223 504 15.0 12.2 -15.2 -65.0 15.4 491.6 -15.6 -501.8 241 523 7.0 11.7 -11.2 -61.2 46.2 444.8 -47.1 -454.1 2º NIVEL 259 541 11.6 58.2 -17.6 -87.8 51.8 258.8 -52.9 -264.7 277 559 12.2 45.4 -19.9 -91.4 47.6 391.3 -48.8 -400.0 295 578 18.8 50.4 -22.5 -95.6 15.2 373.5 -15.7 -382.4 313 597 22.2 49.1 -22.2 -90.6 2.7 318.0 -2.5 -326.0 331 616 21.3 49.3 -18.8 -88.1 6.0 274.7 -5.7 -282.1 349 635 21.2 49.8 -18.9 -88.0 4.8 247.5 -4.7 -255.0 367 654 15.2 50.4 -16.7 -85.9 15.2 213.3 -15.7 -220.0 3º NIVEL 385 672 5.3 26.4 -9.8 -49.1 28.9 144.4 -29.8 -149.0 403 690 7.7 27.2 -13.8 -59.3 16.9 170.5 -17.7 -176.5 421 709 9.0 30.0 -12.5 -60.6 4.2 149.3 -4.5 -155.3 439 728 10.8 28.3 -11.2 -55.9 4.7 118.6 -4.6 -123.9 457 747 10.3 29.5 -8.2 -55.1 5.9 96.8 -5.6 -101.8 475 766 11.8 29.9 -9.2 -54.9 7.2 83.8 -7.0 -88.8 493 785 8.2 29.8 -8.3 -52.7 8.9 70.3 -9.1 -74.7 4º NIVEL 511 803 2.6 13.2 -5.5 -27.7 9.8 49.0 -10.4 -52.2 529 821 2.7 12.1 -7.4 -32.0 7.5 56.6 -8.2 -60.5 547 840 2.8 14.8 -6.1 -33.3 3.7 54.8 -4.1 -58.9 565 859 4.0 13.1 -4.8 -29.3 3.0 50.7 -3.0 -54.2 583 878 4.6 14.4 -2.8 -29.3 4.0 49.8 -3.8 -53.1 601 897 6.2 14.5 -3.5 -28.3 7.3 52.3 -7.2 -55.7 619 916 4.9 14.9 -4.0 -27.2 10.7 48.1 -10.8 -50.9 5º NIVEL 637 934 2.4 11.7 -3.5 -17.4 4.0 19.8 -4.2 -21.2 655 952 0.9 9.0 -4.4 -17.5 8.4 40.2 -8.9 -42.3 673 971 2.9 8.6 -5.5 -15.0 4.6 40.6 -4.8 -42.5 691 990 2.8 10.0 -2.8 -15.3 2.8 30.9 -2.6 -32.3 709 1009 5.9 10.5 -2.7 -13.4 3.0 21.7 -2.5 -22.5 727 1028 4.8 8.8 -0.3 -11.6 2.8 10.5 -2.2 -11.3 745 1047 5.2 11.8 -1.8 -12.8 2.2 5.7 -1.7 -5.6 Con los valores por nivel, empleando las propiedades Geométricas del fuste, despejamos los valores de carga axial y momento, para el diseño. σ = P ± Mto * v A I . Donde : P = Peso del elemento A = Area del elemento M = Momento Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 212 v = Distancia a la fibra comprimida I = Inercia de la Sección Características Geométricas del Fuste : A = 2.0322 m² vx = 1.85 m Ixx = 1.8479 m4. vy 1 = 1.33 m Iyy = 3.6844 m4. vy 2 = 1.83 m C.G. = (0.00, 0.52) Despejando el valor de Momento de la fórmula anterior se tiene: σ X = 518.1 - 462.9 = 55.2 M v 55.2 * 3.68 σ X = 55.2 = Iyy = 1.85 = 109.8 Tn-m P /A = 518.1 = = > P=518.1x2.03 = 1051.7 Tn Con el par de Valores obtenidos se procede a entrar en el Diagrama de Interacción preparado para cada sentido. Luego, para la disposición de refuerzo presentada para el muro de Cortante P-9, elaboramos tres diagramas de Interacción : En el sentido de X-X, el el sentido de Y-Y (+), y en el sentido de Y-Y (-). ESC: 1/25 4º al 6º PISO Los diagramas se presentan en las páginas que siguen : Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 213 DIAGRAMA DE INTERACCION ycg= 185 cm. f´c= 210 kg/cm2 β1= 0.85 fy= 4200 kg/cm2 R= 1.725 m. h= 370.00 cm. Es= 2000000 kg/cm2 Rex= 1.85 m. d= 333.00 cm. Rin= 1.60 m. Cbal= 195.88 cm. filas di Asi c= 350.0 a= 297.5 Acero (cm) (cm²) εs fs Csi Tsi Csi('x'-di) Tsi('x'-di) 1 12.500 5.08 0.0021 4200 21336 0 3680460 0 2 18.378 2.84 0.0021 4200 11928 0 1987470 0 3 35.611 2.84 0.0021 4200 11928 0 1781917 0 4 63.024 6.5 0.0021 4200 27300 0 3329943 0 5 98.750 1.42 0.0021 4200 5964 0 514395 0 6 140.354 1.42 0.0018 3594 5103 0 227847 0 7 185.000 11.88 0.0014 2829 33603 0 0 0 8 229.646 1.42 0.0010 2063 2930 0 130803 0 9 271.250 1.42 0.0007 1350 1917 0 165341 0 9 306.976 6.5 0.0004 738 4794 0 584766 0 9 334.389 2.84 0.0001 268 760 0 113538 0 9 351.622 2.84 0.0000 -28 0 -79 0 13160 10 357.500 5.08 -0.0001 -129 0 -653 0 112667 52.08 Cc= 2361 128 -1 125 1 Pn= 2487 Mn= 982 DIAGRAMA DE INTERACCION 0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 0 500 1000 1500 2000 Mn (Ton-m) P( to n) Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 214 DIAGRAMA DE INTERACCION ycg= 152.1 cm. f´c= 210 kg/cm2 β1= 0.85 fy= 4200 kg/cm2 R= 1.725 m. h= 307.10 cm. Es= 2000000 kg/cm2 Rex= 1.85 m. d= 276.39 cm. Rin= 1.60 m. Cbal= 162.58 cm. filas di Asi c= 162.6 a= 138.2 Acero (cm) (cm²) εs fs Csi Tsi Csi('x'-di) Tsi('x'-di) 1 12.500 11.88 0.0021 4200 49896 0 6965482 0 2 18.378 2.84 0.0021 4200 11928 0 1595038 0 3 35.611 2.84 0.0021 4200 11928 0 1389485 0 4 63.024 2.84 0.0018 3674 10435 0 929469 0 5 98.750 2.84 0.0012 2356 6690 0 356922 0 6 140.354 2.84 0.0004 820 2330 0 27366 0 7 185.000 10.16 -0.0004 -827 0 -8405 0 276533 8 229.646 2.84 -0.0012 -2475 0 -7029 0 545057 9 271.250 2.84 -0.0020 -4010 0 -11389 0 1357023 10 306.976 10.16 -0.0021 -4200 0 -42672 0 6608865 52.08 Cc= 1995 93 -69 113 88 Pn= 2019 Mn= 1857 DIAGRAMA DE INTERACCION 0 500 1000 1500 2000 2500 0 500 1000 1500 2000 Mn (Ton-m) P( to n) Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 215 DIAGRAMA DE INTERACCION ycg= 155 cm. f´c= 210 kg/cm2 β1= 0.85 fy= 4200 kg/cm2 R= 1.725 m. h= 307.13 cm. Es= 2000000 kg/cm2 Rex= 1.85 m. d= 276.41 cm. Rin= 1.60 m. Cbal= 162.60 cm. filas di Asi c= 162.6 a= 138.2 Acero (cm) (cm²) εs fs Csi Tsi Csi('x'-di) Tsi('x'-di) 1 12.524 10.16 0.0021 4200 42672 0 6079732 0 2 48.250 2.84 0.0021 4200 11928 0 1273314 0 3 89.854 2.84 0.0013 2684 7623 0 496632 0 4 134.500 10.16 0.0005 1037 10534 0 215938 0 5 179.146 2.84 -0.0003 -611 0 -1735 0 41882 6 220.750 2.84 -0.0011 -2146 0 -6095 0 400718 7 256.476 2.84 -0.0017 -3464 0 -9839 0 998386 8 283.889 2.84 -0.0021 -4200 0 -11928 0 1537393 9 301.122 2.84 -0.0021 -4200 0 -11928 0 1742946 10 307.000 11.88 -0.0021 -4200 0 -49896 0 7584192 52.08 Cc= 1242 73 -91 81 123 Pn= 1406 Mn= 1271 DIAGRAMA DE INTERACCION 0 500 1000 1500 2000 2500 0 300 600 900 1200 Mn (Ton-m) P (to n) Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 216 8.3. DISEÑO DE LA CISTERNA Y TANQUE ELEVADO A. DISEÑO DE LA CISTERNA 8.3.1. CARACTERISTICAS GEOMETRICAS DE LA CISTERNA El volumen de cada una de las dos cisternas se establece a partir del máximo consumo diario, considerando que existen 110 camas de hospitalización y 31 consultorios, además de las áreas de servicio. Tiene como mínimo las tres cuartas partes del máximo consumo diario: 88.00 m³; luego, (3/4) x 88. 00 / 2 cisternas = 33.00 m³, para nuestro caso. A partir de la prorrata de volúmenes se define la dimensión de los componentes a diseñar, considerando que : ‰ Las losas de tapa y de fondo, son cuadradas y de idéntica dimensión en planta : “X + 0.50 mts” (0.25 mts por cada una de las paredes), aunque de diferente comportamiento estructural, poseen igual espesor 0.20 mts. Para determinar el volumen operaremos con la medida “X” ‰ Las paredes tienen una altura contigua a “X/2”, respecto a las dimensiones de las tapas, de las que deducimos 0.45 mts. libres, conforme al Reglamento, así como 0.20 mts. por cada tapa. Tienen un espesor de 0.25 mts. Despejando el valor de X, a partir del volumen de la cisterna = 33.00 m³. V = ( X – 0.25 –0.25 )² * ( X/2 – 0.45 – 0.20 – 0.20 ) 2 V = ( X – 0.5 )² * (X – 1.70) (8.1.) X³ – 2.70 X² + 1.95 X = 2 V +0.425 (8.2.) X³ – 2.70 X² + 1.95 X = 2 (33.00 ) + 0.425 = 66.425 Realizando tanteos sucesivos aproximamos X = 4.95 mts. X – 0.5 = 4.45 mts. y h = X/2 – 0.85 = 1.625 = = > 1.65 mts. Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 217 Por tanto el volumen de agua para la cisterna es : V = 4.45 x 4.45 x 1.65 = 32.70 m³ 8.3.2. DISEÑO DE LA TAPA Es una losa empotrada en sus cuatro bordes y armada en sus dos sentidos, con un espesor de 20 cmts. Para su diseño empleamos la hipótesis de cargas en rotura. METRADO DE CARGAS : - Peso propio : 0.20 mts. x 2.40 Tn / mt ³ = 0.48 Tn / mt ² - Sobrecarga : = 0.20 Tn / mt ² - Carga última : Wu = 1.5 (0.48) + 1.8 (0.20) = = 1.17 Tn / mt ² COEFICIENTES DE MOMENTOS : m = A / B = 4.95 / 4.95 = 1.00 CA (-) = 0.045 CA (+) = 0.018 MOMENTOS DE FLEXION : MA ( ) = CA x WU x A2 MA (-) = 0.045 x 1.17 x (4.95)2 = 1.290 Tn - m / m MA (+) = 0.018 x 1.17 x (4.95)2 = 0.516 Tn - m / m AREAS DE ACERO : Utilizando las fórmulas (7.2) y (7.3), Ø fy ² As1 ² 2 (0.85). fc b - Ø fy d As1 + Mu (+ -) = 0 Al evaluar los valores de momento negativo = 1.290 y positivo = 0.516 Tn–m/ m, con ancho b = 100.00 cmts. y peralte d = 17.50 cms., obtenemos las respectivas áreas de refuerzo de 1.98 y 0.78 cms². correspondientes, que no satisfacen la mínima cuantía : Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 218 Asmín = pmín b h = 0.0018 x 17.5 x 100 = 3.15 cms². s = 0.71 / 3.15 x 100 = 22.53 cmts. Luego, se coloca Ø 3/8” @ 22.5 cmts. en dos capas, de acuerdo al signo del momento. 8.3.3. DISEÑO DE LA LOSA DE FONDO Se consideró un espesor de losa de 20 cmts. Debiendo considerarse las cargas que actúan sobre ella, el peso propio del tanque y el peso del agua. La losa íntegramente se apoya sobre el terreno, debido a ello los esfuerzos de flexión son mínimos, por consiguiente; sólo se diseñará por cuantía mínima. As mín = 0.0018 x 17.5 x 100 = 3.15 cms². Se colocará Ø 3/8” @ 22.5 cms. en ambas direcciones. 8.3.4. DISEÑO DE LAS PAREDES Para su diseño se considera espesor de 25 cms. La distribución de cargas es triangular, presentándose la situación más desfavorable cuando la cisterna se encuentra colmada. Por poseer sus lados iguales, se analiza una sola pared, para lo cual empleamos los coeficientes que proporcionan la tabla III de Portland Cement Asociation (PCA), con las valías para Mx, disponemos el acero vertical, mientras que con las de My colocamos el refuerzo horizontal. b = 4.95 a = 2.50 b / a = 1.98 y = 0 y = b / 4 y = b / 2 b / a x / a Mx My Mx My Mx My 2.00 0.00 0.000 0.027 0.000 0.009 0.000 -0.060 0.25 0.013 0.023 0.006 0.010 -0.012 -0.059 0.50 0.015 0.016 0.010 0.010 -0.010 -0.049 0.75 -0.008 0.003 -0.002 0.003 -0.005 -0.027 1.00 -0.086 -0.017 -0.059 0.012 0.000 0.000 ARMADURA VERTICAL Momento a la Rotura : M = Coeficiente * 1.5 Wu .a³ = Coef. (1.5) (1.17) (2.50)³ M = Coeficiente * 27.422 Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 219 Con el mayor coeficiente (0.086) se obtiene el momento más desfavorable, que se presenta en la base central de la pared y tiene un valor de : M = 0.086 x 27.422 = 2.358 Tn-m., b = 100 y d = 22.50 cms., que exigen 2.81 cm² de refuerzo, no cumplen la cuantía mínima, al colocarlo en dos capas, conceptuamos 0.0012 por cada una. As mín = 0.0012 x 25 x 100 = 3.00 cms². Se colocará Ø 3/8” @ 0.25 mts en dos capas, por ser muro de 25 cms. ARMADURA HORIZONTAL El momento máximo horizontal se presenta en el vértice superior ( x = 0, y = b / 2 ) y su valor es : M = Coeficiente x 27.422 M = 0.060 x 27.422 = 1.645 Tn - mt., colocamos 1.95 cm², menor que la menor cuantía, usamos As mín = Ø 3/8” @ 25 en dos capas, como muro de 25 cms. VERIFICACION POR CORTANTE La máxima fuerza cortante por metro es : V máx = 1.5 [ 0.5 x Wu x a³ ] = 1.5 [ 0.5 x 1.17 x 1.85³ ] = 5.556 Tn. Mientras que el cortante admisible del concreto es : V adm = 0.85 x 0.53 x (210) 0.5 x 100 x 22.50 = 14.69 Tn. V adm ≥ V máx CORRECTO ! ! CORTE DIAMETRAL Ø 3/8" @ .20 (ortogonales) Ø 3/8" @ .25 (ortogonales) Ø 3/8" @ 0.20 Ø 3 /8 " @ 0 .2 5 a lte rn ad o Ø 3 /8 " @ 0 .2 5 Ø 3/8" @ 0.20Ø 3/8" @ 0.20 Ø 3/8" @ 0.25 Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 220 B. DISEÑO DEL TANQUE ELEVADO 8.3.5. GENERALIDADES Las secciones tubulares de concreto son muy utilizadas en los fustes de reservorios elevados, chimeneas, torres, y otros elementos. El volumen y dimensión en altura queda definido a partir de la tercera parte del consumo diario : (1/3) x 88.00 / 2 tanques = 14.66 m³. Luego, 14.66 / π x 1.90² = 1.29 m + 0.45 libres = 1.75 mts. Usualmente el diseño de estos elementos se realiza bajo los lineamientos de la teoría elástica, obteniéndose secciones sobredimensionadas. En el presente trabajo, se examinan secciones tubulares de concreto armado para evaluar su capacidad de resistencia a la flexo-compresión. DISTRIBUCION DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES Para cualquier posición del Eje Neutro “c” deben encontrarse las fuerzas internas en el concreto y en el acero, de forma que se garantice el equilibrio con las fuerzas externas De los valores logrados del análisis sísmico estático del tanque elevado y del fuste, verificados en el parágrafo (5.8.3.), tenemos : Para construir el cuadro resumen, se estimó la Carga Muerta más un 50 % de la ‰ El Cortante total en la base es : 52.891 Tn. ‰ El Momento total en la base es : 757.612 Tn - m M = ( 2.010 x 2.775 ) + (4.290 x 5.925 ) + ( 6.57 x 9.075 ) + (8.851 x 12.225 ) + ( 11.460 x 15.375 ) + (3.185 x 17.95 ) + ( 4.031 x 19.075 ) + ( 8.530 x 19.70 ) + ( 3.966 x 20.30 ) Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 221 Diseño del Fuste : Flexo-compresión A continuación, con los valores de carga axial, cortante, momento y características de la sección en análisis, amplificamos estos valores a cargas últimas y evaluamos el esfuerzo en la cara esterna : V = 052.891 Tn Vu = 1.25 x 52.891 = 066.114 Tn M = 757.612 Tn – m Mu = 1.25 x 757.612 = 947.015 Tn - m P = 205.690 Tn. Pu = 1.25 x 205.690 = 257.113 Tn. Ig = 7.5625 m4 Ÿt = 2.25 mts. Ag = 2 π x R x t = 2 π x 2.125 x .25 = 3.3379 m ² σu = [ ( Mu.Ÿ / Ig ) - ( Pu / Ag ) ] (Esfuerzo de la externa) = [ (947.015 x 2.25 / 7.5625 ) - (257.113 / 3.3379 ) ] ) = 204.73 Tn/m² 2 √f 'c = 28.98 Kg/cm² > = 20.47 Kg/cm² Realizamos el diseño del fuste, vía Diagrama de Interacción = 257113 Kg / 33379.42 cm ² = 7.703 Kg/cm² Mu / (2.Ag.R) = 94701500 / (2 x 33379.42 x 212.50) = 6.676 Kg/cm² Con los valores, del gráfico, ( ß = 0° fuste sin abertura ) y se obtienen que ρ es menor al mínimo = 0.0025, por tanto trabajar con ρ mín, aplicando el refuerzo en 2 capas. As = 0.0024 * 33379.42 = 80.11 cm² == > 113 Ø 3/ 8” ó 64 Ø 1/ 2” 57 Ø 3/ 8” ó 32 Ø 1/ 2”, por capa. Spac. = Lc / # varillas Radio Lc = 2 π R Ø 3/ 8” Ø 1/ 2” R ext = 2.25 - 0.03 = 2.22 Lc = 13.95 m 0.245 mts 0.436 mts R int = 2.00 + 0.03 = 2.03 Lc = 12.75 m 0.224 mts 0.398 mts M agrietam. = Ig [ 2 √ f ‘c + Pu / Ag ] / Yt (cambiando las unidades ) = 7.5625 x 10 8 x [ 2 √ 210 + 257113 / 33379.42 ] / 225 = 123304020.4 Kg – cm ó 1233.0 Tn - mt Seguidamente verificamos el diseño, con el Momento de agrietamiento : Pu / Ag = 257.113 Kg / 33379.42 cm ² = 7.703 Kg/cm² Mu / (2.Ag.R) = 123304020 / (2 x 33379.42 x 212.50) = 8.692 Kg/cm² En el gráfico del Diagrama de Interacción, ( ß = 0° ) se obtiene ρ menor al mínimo y se colocará refuerzo en 2 capas con recubrimiento libre de 2 cms. : Ø 3/ 8” @ 0.225 y 0.20 mts., exterior e interior, respectivamente, ó también. Ø 1/ 2” @ 0.40 y 0.375 mts., exterior e interiormente. Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 222 Acero por cortante Según la Norma : Mur δ Vu ≥ Vua = Mua donde : n = número de pisos δ = 0.9 + n / 10 = 0.9 + 5 / 10 = 1.4 Vu = Vua x δ = 66.114 x 1.4 = 92.56 Tn. En caso de cumplir que Pu / Ag ≤ 0.10 f ‘c = > Tomar Vc = 0 Pu / Ag = 7.703 Kg / cm² ≤ 0.1 x 210 Kg / cm² = 21 Kg/cm² => Vc = 0 Vu = Ø Vn , Vn = 66.114 / 0.85 = 77.781 Tn. Vn = Vc + Vs ==> Vs = 77.781 Tn. Ac = � R t = � x (2.25) x 0.25 = 1.767 m² b = 0.50, h = 3.53 mts. d =350 cms.. S = (Av x fy x d ) / Vs = ( 1.42 x 4200 x 350 ) / 77781 = 26.84 cms. Chequeando con la cuantía mínima ρ mín = 0.0025 x 24 x 100 = 6.00 cm² de As = = > con Ø 3/ 8” s = ( 1.42 x100) / 6.00 = 23.67 cms Acero ecuatorial del fuste = > Ø 3/ 8” @ 0.225 mts. Diseño de la tapa de la cuba El mayor valor de momento en placas axi-simétricamente cargadas, se fija en función a su deflexión máxima, como losa simplemente apoyada ó empotrada en el borde; con el metrado y uso de ecuaciones en coordenadas polares, verificando un peralte de losa mayor al predimensionado y la fisuración para su diseño en concreto armado. Predimensionamiento : D 450 cms h = = . H 55 cms ==> 8.18 cms. D 2 π R 2 π 225 h = = = . H 100 100 ==> 14.14 cms. Por lo tanto h => 0.20 mts., por anclaje del acero de las paredes de la cuba. Metrado : pp = 0.20 mt. x 2.40 Tn / m³ = 0.48 Tn / m² = 1.25 x 40.313 = 50.391 Tn S/c = 0.15 = 0.15 Tn / m² Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 223 q = Carga de servicio = 0.63 Tn / m² = 1.25 x 193. 233 = 0.063 Kg / cm² Antes de aplicar las fórmulas para losas simplemente apoyadas o empotradas, se describe cada término conformante : r = Radio = 2.00 mts. υ = 0.18 en el Concreto Armado Ε = Módulo de elasticidad ω = Deflexión máxima Φ (factor) q = Carga de servicio q u = 1.5 x 0.63 ≈ 1.0 Tn / m² Mru = Momento Radial Qr = Cortante último Mφu = Momento Circunferencial a ) Simplemente Apoyada E . h 3 Φ = 12 ( 1 - υ2 ) 217370.7 x 20 3 = 12 ( 1 - 0.18 2 ) = 149766225.7 Deflexión máxima : q . r 4 ( 5 + υ ) ω = 64 Φ ( 1 + υ ) 0.063 x 2004 ( 5 + 0.18 ) = 64 x 149766225.7 ( 1.18 ) = 0.0462 cms. Momento Radial : con q u = 1.5 x 0.63 = 0.95 ≈ 1.0 Tn / m² q u . r 2 ( 3 + υ ) Mru = 16 1.0 x 2.0 2 ( 3 + 0.18 ) = 16 = 0.795 Tn - m. q u . r 2 ( 3 + υ ) Mφu = 16 1.0 x 2.0 2 ( 3 + 0.18 ) = 16 = 0.795 Tn - m. Cortante último q u . r Qr = 2 1.00 x 2.00 = 2 = 1.0 Tn b ) Empotrada en el borde Deflexión máxima : q . r 4 ω = 64 Φ 0.063 x 2004 = 64 x 149766225.7 = 0.0105 cms. Momento Radial : - q u . r 2 Mru = 8 - 1.0 x 2.0 2 = 8 = - 0.50 Tn - m. q u . r 2 . υ Mφu = 8 1.0 x 2.0 2 ( 0.18 ) = 8 = 0.10 Tn - m. Cuando r = 0 Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 224 q u . r 2 ( 1 + υ ) Mφu = 16 1.0 x 2.0 2 ( 1 + 0.18 ) = 16 = 0.30 Tn - m. Cortante último q u . r Qr = 2 1.00 x 2.00 = 2 = 1.0 Tn Verificando por fisuración : La flecha máxima en edificaciones no puede exceder de 3.00 mm. y se comprueba con la expresión : ω max = θ Z x 10 -6 Z = fs x (3 x A) 1/ 3 = 2520 (3 x 180) 1/ 3 = 20520.997 = 1.2 x 20521 x 10 -6 = 0.0246 cms. < < < 0.030 cms OK Finalmente se diseña con el valor más alto de momento = 0.795 Tn - m., para un ancho de un metro ( b = 100 cms.) y un espesor de 20.0 cms. ( h = 17 cms.), se obtiene un área de 1.50 cm² de refuerzo de acero, cuya cuantía = 0.00088 es menor que la mínima (0.0012); por lo tanto, se amplia a 4 / 3, es decir 2.00 cm² de acero. Empleando Ø 3/ 8” == > Ø 3/ 8” @ 0.30 mts. arriba y abajo. As temp = 0.0018 x 17 x 100 = 3.06 cm² == > Ø 1/ 4” @ 0.10 mts. arriba. Diseño de la losa de fondo Similar a la losa de tapa, con el metrado para h = 25 cm., el mayor momento como losa simplemente apoyada, comprobando la fisuración y el diseño en concreto armado. pp = 0.25 mt. x 2.40 Tn / m³ = 0.60 Tn / m² = 1.25 x 40.313 = 50.391 Tn agua = 0.40 mt. x 1.00 Tn / m³ = 0.40 Tn / m² q = Carga de servicio = 1.00 Tn / m²= 1.25 x 193. 233 = 0.100 Kg / cm² E . h 3 Φ = 12 ( 1 - υ2 ) 217370.7 x 25 3 = 12 ( 1 - 0.18 2 ) = 292512159.6 Deflexión máxima : q . r 4 ( 5 + υ ) ω = 64 Φ ( 1 + υ ) 0.100 x 2004 ( 5 + 0.18 ) = 64 x 292512159.6 ( 1.18 ) = 0.0375 cms. Momento Radial : con q u = 1.5 x 1.00 = 1.5 Tn / m² q u . r 2 ( 3 + υ ) Mru = 16 1.5 x 2.0 2 ( 3 + 0.18 ) = 16 = 1.193 Tn - m. Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 225 q u . r 2 ( 3 + υ ) Mφu = 16 1.0 x 2.0 2 ( 3 + 0.18 ) = 16 = 1.193 Tn - m. Cortante último q u . r Qr = 2 1.00 x 2.00 = 2 = 1.0 Tn Verificando la fisuración : ω max = θ Z x 10 -6 Z = fs x (3 x A) 1/ 3 = 2520 (3 x 120) 1/ 3 = 17926.742 = 1.2 x 17927 x 10 -6 = 0.0215 cms. < < < 0.030 cms OK Con el Mto = 1.193 Tn-m., para el ancho b = 100 cms. y peralte de 19.5 cms., se obtiene un área de 1.83 cm² de acero, con cuantía = 0.00083 menor a la mínima Empleando Ø 3/ 8” (0.0018) x 19.5 x 100 = 3.6 cm². Spac = 0.71 x 100 / 3.6 = 0.197 == > Ø 3/ 8” @ 0.20 mts. arriba y abajo. As temp = 0.0018 x 22 x 100 = 3.96 cm² Spac t° = 0.32 x 100 / 3.96 = 0.08 == > Ø 3/ 8” @ 0.075 mts. arriba. Diseño de las paredes Manejamos la teoría de tubos para volúmenes pequeños, considerando H = 0.85 mt. r = 1.90 mt 1.90 X = 0 H = 1.30 mt H = 1.35 mt γ = 1000 Kg / m³ altura de agua Tu = 1.5 γ ( H – x ) r x = 1.5 x 1000 x ( 1.30 - 0 ) x 1.90 = 3705 Kg. Acero anular por tracción Tu As = Ø fy 3705 = 0.9 x 4200 = 0.98 cm² = = > Ø 3 / 8” @ 72 cms. As mín = 0.0018 x 22.5 x 100 = 4.05 cm² = = > Ø 3/ 8” @ 0.175 mts. As Horizontal y vertical ( Alternar con el acero del fuste ) As t° = 0.0018 x * 100 *12. 5 = 2.25 cm² = = > Ø 1/ 4” @ 0.125 mts. Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 226 Ø 3/8" @ .30 Ø 3/8" @ .20 (ortogonales) Ø 3/8" @ 0.30 Ø 3/8" @ 0.20 CORTE DIAMETRAL Ø 3/8" @ 0.20 Ø 3/8" @ 0.20 Ø 1 /2 " @ .3 75 Ø 1 /2 " @ 0 .4 0 Ø 3/8" @ 0.20 al te rn ar a Ø 1/ 2" Ø 3/ 8" @ .3 75 Abertura en fuste : Recomendable ( ß = 30° ) ß = Ancho recomend. / R = = > s = ( ß) x R Ancho de abertura recomendable = ( 30 π / 180) x 2.00 = 1.05 mts A continuación, con los valores obtenidos para diseñar el fuste : Pu / Ag = 7.235 y Mu / (2.Ag.R) = 3.961 Kg/cm², acudimos al ábaco para ( ß = 30° ) y se obtiene igual cuantía. Se considerará que el acero retirado en la abertura, se colocará en los costados de la misma; asimismo se proporcionará acero diagonal en las aristas, ( losa de fondo del tanque y en la abertura del fuste ). Volteo en la Cimentación Respetando un factor de seguridad de 1.5 entre el Momento Resistente ( Mr = P * X ), con P = 205.50 Tn. y el Momento de volteo ( Mv = 449,546 tn-mt ), hallamos la dimensión X Mr P . X P Mv = Mv = 1.5 ( F.S.) Mv 1.5 Mv 1.5 x 706.298 X = P = 205.50 = 5.15 mt. X Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 227 8.4. DISEÑO DE ESCALERAS 8.4.1. CARACTERISTICAS GEOMETRICAS La Escalera Principal se sitúa en los cinco niveles como en el sótano del Módulo “B”, formada con 17 contrapasos por entrepiso, empotrados alrededor del muro que rodea la Caja de Ascensor, trabajan en voladizo en forma radial, ocupan un área de 14.70 m². Simétricamente y adyacentes a los Módulos “A” y “C” están las Escaleras de Servicio, de 17 contrapasos radiales, empotrados sobre la columna central circular de 70 cms. y el fuste, ocupando 15.20 m² de gradas en cada uno de sus niveles. El análisis y diseño de las escaleras se realiza al formar sus metrados de cargas muerta y viva. 8.4.2. DISEÑO DE LA ESCALERA PRINCIPAL: La escalera del Módulo “B”, tiene una anchura de 1.55 m. de ancho, formado por dos rampas con 8 vigas-peldaño típicas en volado cada una, además de un descanso. 0.22 0.52 Ascensor 0.1722 0.10 1.55 m 8.4.2.1. TRAMO DE VIGAS EN VOLADO : METRADO DE CARGAS : Peso propio viga : 0.10 m x 0.1722 x 2.40 Tn / m ³ = 0.041 Tn / m - Paso de 0.32 - 0.10 mts. : 0.22 m x 0.10 m x 2.40 Tn / m ³ = 0.053 Tn / m = 0.094 Tn / m - Carga triangular peldaño : 0.15 m x 0.10 m x 2.40 Tn / m ³ = 0.036 Tn / m - Sobrecarga : 0.445 x 0.20 Tn / m ² 0.089 Tn / m ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO : Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 228 Con los resultados del metrado, para cargas triangular y uniformemente repartidas, se evalúa el análisis estructural, bajo la suposición carga última en rotura ( 1.5 C.M. + 1.8 C.V.), obteniéndose los siguientes valores : TRAMO Xi Vu [Kg] Mu [Tn-m.] As p= As(Corr) 0,00 0,00 0.39 0.60 1.17 0,0078 1.27 1,00 0,39 0.29 0.34 0.63 0,0042 1.27 2,00 0,78 0.19 0.15 0.27 0,0018 1.27 3,00 1,16 0.10 0.04 0.18 0,0012 1.27 4,00 1,55 00.00 0.00 0,00 0,00000 1.27 AREAS DE REFUERZO : Al trabajar con peralte d = 15 cms (mesurado en los niveles superiores) y ancho b = 10 cms, para los momentos se obtiene áreas de acero, colocándose 1Ø 1/2” a lo largo de todo el volado. CHEQUEO POR CORTE Con los valores de cortantes, del análisis; primeramente fijamos la contribución de la viga de concreto en la resistencia al corte, para cubrir la deficiencia se coloca acero. Ø Vc = Ø * 0.53 √ f'c * bw * d Ø Vc = (0.85)(0.53) √(210)(10)(15) = 979.25 Kg = 0.98 Ton. Ningún punto se alcanza tal valor, luego siempre se verificará que: Vu ≤ Ø Vc ACERO POR CONTRACCIÓN Y TEMPERATURA Al diseñar para 01 metro de ancho en el otro sentido con la cuantía 0.0018 : As t ° = 0.0018 x b x h = 0.0018 x 100 x 8 = 1.44 cm² para Ø 3/8" : s = (0.71)(100)/(3.42) = 49 cm. = > Ø 3/8" @ 0.30 m. 8.5. DISEÑO DEL PAVIMENTO PARA HELIPUERTO 8.5.1. INTRODUCCION Los pavimentos típicamente rígidos, son los de concreto. Estos pavimentos difieren mucho de los del tipo flexible. Los pavimentos de concreto reciben la carga de los vehículos y la reparten a un área muy amplia de la subrasante. La losa, por su alta rigidez y elevado módulo elástico, tiene un comportamiento estructural de viga, absorbiendo toda la carga prácticamente. Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 229 Estos pavimentos han tenido un desarrollo bastante dinámico, de acuerdo al adelanto tecnológico y científico correspondiente a las estructuras de concreto. El pavimento de concreto requiere un mantenimiento mínimo y reconstrucción; los pavimentos de concreto son muy adecuados para plantas industriales, aeropuertos, helipuertos y las calles de ciudades. Su diseño estructural es eminentemente racional, a diferencia de los de tipo flexible, aplica la teoría de la elasticidad. Técnicamente, los pavimentos de concreto deben diseñarse y controlarse para una resistencia a la flexión del concreto usado. Se obtuvieron algunas correlaciones entre la resistencia a la compresión y la resistencia a la flexión. 8.5.2. DIFERENTES TIPOS DE PAVIMENTOS 1) de concreto simple, sin varillas pasajuntas; 2) de concreto simple, con varillas pasajuntas; 3) de concreto reforzado (refuerzo continuo); 4) de concreto preesforzado; 5) de concreto reforzado con dowells. Los pavimentos de concreto simple son el caso más común y se les llamará simplemente pavimentos de concreto. El talón de Aquiles de los pavimentos de concreto, son las juntas que se tienen que diseñar y construir para controlar los cambios volumétricos inevitables, producidos en ellos por los cambios de temperatura. Los pavimentos de refuerzo continuo y los preesforzados, se diseñan y construyen sin juntas transversales de contracción y expansión, excepto al llegar a un cruce o a una estructura fija. Sólo se construyen juntas de construcción. 8.5.3. FACTORES DE DISEÑO Seleccionado el tipo de pavimento de concreto, dowells y tipo de juntas, tipo de subbase, tipo de berma, el espesor de diseño es determinado en base a los siguientes factores : 1) Resistencia del concreto a la flexión, (módulo de rotura MR) 2) Resistencia de la subrasante, ó de la subrasante y subbase combinadas (k). 3) El periodo de diseño, que como mínimo es de veinte años. 4) Los tipos de cargas axiales, pesos y frecuencias que el pavimento soportará. A. RESISTENCIA DEL CONCRETO A LA FLEXIÓN, es juzgada en el diseño mediante el criterio de fatiga, que controla el agrietamiento del pavimento bajo las cargas repetitivas de los vehículos. El pandeo del pavimento bajo cargas axiales produce esfuerzos de compresión y flexión. Sin embargo, las relaciones de los esfuerzos y resistencias de compresión son demasiado Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 230 pequeños para influenciar en el espesor de la losa. Las relaciones de los esfuerzos y resistencias de flexión son mucho más altos, excediendo a veces de valores de 0.5 Las pruebas del módulo de rotura comúnmente se realizan a los 7, 14, 28 y 90 días. Los resultados de prueba a los 7 y 14 días son comparados con los requerimientos de las especificaciones para control de trabajo y para determinar cuando los pavimentos pueden ser abiertos al tráfico. Los resultados del ensayo a los 28 días han sido usualmente empleados para el diseño de espesores de carreteras. Los resultados del ensayo a los 90 días son usados para el diseño de pistas de aterrizaje. B. SOPORTE DE LA SUBRASANTE Y SUBBASE, segundo factor en el diseño de espesores, conviene que el pavimento de concreto se apoye sobre una capa de rigidez menor que el concreto, pero mayor que la correspondiente a la subrasante. o El efecto de utilizar una subbase de concreto pobre, (econocreto) o suelo estabilizado, reduce los esfuerzos y deflexiones repetitivos del pavimento. o El efecto de usar una berma de concreto, reduce los esfuerzos flectores y deflexiones originadas por las cargas. La capa de subbase de suelo-cemento, se forma mezclando un suelo con el cemento Pórtland, teniendo resistencias a la compresión de 20, 25, 30, 40 kg/cm², a los 7 días, según el tránsito previsto. El grado de compactación obtenido será del 95% mínimo; la mezcla de suelo-cemento se compactará con su humedad óptima, antes de que pasen 4 horas de iniciarse la mezcla del suelo, el cemento y la humedad necesaria. Se entiende por capa subrasante a los últimos 30 cm de la terracería, de corte o de terraplén. Si la terracería es de corte en roca, la subrasante se formará con suelos adecuados transportados a ese lugar. La compactación mínima es del 95%. C. PERIODO DE DISEÑO, algunos ingenieros y agencias de carreteras consideran que la vida útil de un pavimento de concreto finaliza al colocarse la primera sobrecapa. La vida de los pavimentos de concreto puede variar desde menos de 20 años en ciertos proyectos con tráfico mayor de lo originalmente estimado o que tuvieron defectos de diseño, construcción defectuosa o materiales; a más de 40 años en otros proyectos donde no existían defectos. El término periodo de diseño, considerado algunas veces como sinónimo de periodo de análisis de tráfico. Debido a que el tráfico puede probablemente no ser predicho Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 231 precisado con mucha puntualidad para un periodo largo, comúnmente para el diseño de pavimentos se emplea un periodo de diseño de 20 años. D. PESOS Y FRECUENCIAS QUE EL PAVIMENTO SOPORTARA, las cargas axiales pesadas esperadas durante la vida de diseño del pavimento son un factor principal en el diseño del pavimento de concreto. El peso de un helicóptero comercial oscila entre 5 y 9 toneladas. 8.5.4. JUNTAS A. JUNTA TRANSVERSAL DE CONTRACCION, usadas para controlar las grietas transversales. La junta de contracción podrá ser del tipo aserrado, sin alterar la superficie del pavimento en el lugar de la junta, cuya profundidad será de ¼ del espesor de la losa, como mínimo. Su ancho será de 3 mm. Para losas de hasta 15 cms de espesor, espaciamiento máximo de 4.5 mts. Para losas de 15 cms. de espesor, espaciamiento máximo de 5 metros. Las juntas deberán ser hechas antes de que el concreto se agriete por contracción; el tiempo puede variar de 4 a 24 horas, sin importar si es de día o de noche la hora del corte. Si antes de hacer la junta, el concreto se agrietó cerca del lugar de ella, no deberá aserrarse el concreto en ese lugar. B. JUNTAS DE EXPANSION, estas juntas se colocarán al llegar a las intersecciones de las calles, o al llegar a un cuerpo fijo, como una alcantarilla. Estas juntas son semejantes a las de construcción, con una separación entre losas de 2.5 cms. Al momento de hacer la junta, se colocará entre el concreto una tira de papel compresible de una altura que deje un espacio vacío arriba de ella de 2.5 cms. para sellarse. C. JUNTAS LONGITUDINALES, construidas para controlar las grietas longitudinales espaciarse para coincidir con las líneas de los carriles, esta junta se construirá usando cimbra metálica machihembrada. 8.5.5. DISEÑO SIMPLIFICADO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO El factor más importante de los pavimentos de concreto, es la resistencia a la compresión del concreto utilizado, mínimo 280 kg/cm², a los 28 días de edad. Los pavimentos de concreto, están formados exclusivamente por la losa de concreto, la cual puede colarse directamente sobre la subrasante (para suelos buenos de subrasante o poco tránsito) o sobre la subbase. La subbase corrige defectos del suelo subrasante, siendo un mejoramiento de esa capa. La subbase se incluye en los pavimentos para : Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 232 a. Contarrestar la expansión y contracción excesivas del suelo de subrasante. b. Evitar la falla por “bombeo” o eyección de finos y agua en la subrasante. c. Drenaje y evitar el congelamiento de finos. d. Auxilio en la construcción de Subrasantes muy arenosas, principalmente. La rigidez de los pavimentos de concreto permite que las cargas operadas en ellos se distribuyan en mayores superficies de subrasante con presiones muy pequeñas; por ello estos elementos no instan apoyarse en un cimiento muy resistente, pero que debe ser uniforme sin cambios abruptos en su resistencia. Controlando tres factores que causan diferencias en la capacidad de carga, perjudicando la eficiencia del pavimento : a. Los suelos expansivos, b. Los efectos de la helada, c. La expulsión del lodo. 8.5.6. DISEÑO DE LA LOSA ARMADA DEL HELIPUERTO Además de la distribución de la carga a la estructura principal, en las vigas principales y los diafragmas normales; existe una redistribución de esfuerzo local para una de las cargas de la rueda, en la superficie de rodadura o en la parte superior de la losa; la cual será generalmente restringida a aquella porción de losa superior entre el alma (nervio) longitudinal y los diafragmas. Inicialmente verificamos la relación lado corto a lado largo: 5.00 /5.00 = 1.00, mayor que 0.4, en cuyo caso puede diseñarse la losa armada en un sentido. El espesor de la losa es de 0.25 mts. Es una losa semi-empotrada en sus cuatro bordes y armada en sus dos sentidos, con un espesor de 20 cms. Para su diseño empleamos la hipótesis de cargas en rotura. METRADO DE CARGAS : - Peso propio : 0.25 mts. x 2.40 Tn / mt ³ = 0.60 Tn / mt ² - Sobrecarga : = 0.40 Tn / mt ² - Carga última : Wu = 1.5 (0.60) + 1.8 (0.40) = = 1.62 Tn / mt ² COEFICIENTES DE MOMENTOS : m = A / B = 5.00 / 5.00 = 1.00 CA (-) = 0.045 CA (+) = 0.018 MOMENTOS DE FLEXION : MA ( ) = CA x WU x A2 Capítulo VIII Diseño de los Elementos Especiales ________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL "HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA." 233 MA (-) = 0.045 x 1.62 x (5.00)2 = 1.823 Tn - m / m MA (+) = 0.018 x 1.62 x (5.00)2 = 0.729 Tn - m / m AREAS DE ACERO : Utilizando las fórmulas (7.2) y (7.3), Ø fy ² As1 ² 2 (0.85). fc b - Ø fy d As1 + Mu (+ -) = 0 La losa íntegramente se apoya sobre el terreno, debido a ello los esfuerzos de flexión son mínimos, por consiguiente al evaluar los valores de momento negativo = 1.823 y positivo = 0.729 Tn–m/ m, con ancho b = 100.00 cms. y peralte d = 22 cms., obtenemos las respectivas áreas de refuerzo de 2.22 y 0.88 cms². correspondientes, que no satisfacen la mínima cuantía : Asmín = pmín b h (en dos sentidos) = 0.0012 x 22 x 100 = 2.64 cms². s = 0.71 / 2.64 x 100 = 26.8 cms. Luego, se coloca Ø 3/8” @ 25 cms. en los dos sentidos y en dos capas, de acuerdo al signo del momento. _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA CAPITULO IX COSTOS, PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION 9.1. INTRODUCCIÓN Luego de la configuración, análisis estructural y posterior diseño para el Proyecto Hospital RIO SECO – AREQUIPA, se prepara la estimación económica para advertir la cuantificación del costo de Obra por ejecutarse, apoyándonos en un análisis de costos unitarios, aplicados en la elaboración del Presupuesto base. En el presente capítulo se realiza un análisis de costos unitarios para cada una de las partidas conformantes, para luego agrupar la totalidad de las mismas con sus respectivos precios unitarios en el presupuesto base. 9.2. ANALISIS DE COSTOS UNITARIOS Para el análisis de costos de cada elemento integrante de la partida, se consideró y asumió los rendimientos utilizados por el Programa S10 a través de sus publicaciones mensuales (Revista Costos), los rendimientos aplicados se han verificado en la construcción de diversas edificaciones proyectadas y ejecutadas por diversas empresas constructoras, que reflejan participaciones y valores muy cercanos a la realidad. Los precios de materiales han sido tomados de los informativos de nuestro medio. Los precios de mano de Obra están en concordancia con las tablas aprobadas y vigentes al 2004 para el sector de Construcción Civil, estos corresponden a los jornales, liquidación, escolaridad, gratificaciones y demás beneficios sociales Los precios de maquinaria y equipo corresponden a los empleados por las diversas publicaciones. El Costo de desgaste de herramientas concierne al 3% del valor de la mano de Obra de cada partida. A continuación se muestra el análisis de costos de las partidas que intervienen en la Elaboración del presente trabajo. Página :S10 235 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto CASETA ADICIONAL P/GUARDIANIA Y/O DEPOSITO Partida (01) 01.01.00 (02) 01.01.00 (03) 01.01.00 (04) 01.01.00 (05) 01.01.00 Rendimiento m2/DIA1.00 Costo unitario directo por : m2 45.00 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Materiales M2439001 45.0045.00CASETA ADICIONAL TECHADA 1.0000 45.00 MOVILIZACION DE MAQUINARIAS HERRAMIENTAS PARA LA OBRA Partida (01) 01.02.00 (02) 01.02.00 (03) 01.02.00 (04) 01.02.00 (05) 01.02.00 Rendimiento glb/DIA1.00 Costo unitario directo por : glb 700.00 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Materiales VJE321040 700.00175.00TRANSPORTE (IDA + VUELTA) 4.0000 700.00 CARTEL DE IDENTIFICACION DE LA OBRA DE 5.40M X 3.60M. Partida (01) 01.03.00 (02) 01.03.00 (03) 01.03.00 (04) 01.03.00 (05) 01.03.00 Rendimiento und/DIA1.00 Costo unitario directo por : und 1,315.75 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470102 222.489.273.00OPERARIO 24.0000 HH470104 150.207.512.50PEON 20.0000 372.68 Materiales UND021015 35.762.98PERNOS HEXAGONALES DE 3/4" X 6" INCLUYE TUERCA 12.0000 BOL210000 18.7315.61CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) 1.2000 M3380000 9.0018.75HORMIGON 0.4800 P2440016 408.802.80MADERA TORNILLO 146.0000 PLN440306 431.8321.42TRIPLAY LUPUNA DE 4' X 8' X 6 mm 20.1600 GLN540242 31.5031.50PINTURA ESMALTE SINTETICO 1.0000 935.62 Equipos %MO370101 7.45372.68HERRAMIENTAS MANUALES 2.0000 7.45 AGUA PARA LA CONSTRUCCION Partida (01) 01.04.00 (02) 01.04.00 (03) 01.04.00 (04) 01.04.00 (05) 01.04.00 Rendimiento glb/DIA0.00 Costo unitario directo por : glb 250.00 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Materiales GLB390507 250.00250.00AGUA PARA LA CONSTRUCCION 1.0000 250.00 Página :S10 236 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto LIMPIEZA DE TERRENO MANUAL Partida (01) 02.01.00 (02) 02.01.00 (03) 02.01.00 (04) 02.01.00 (05) 02.01.00 Rendimiento m2/DIA40.00 Costo unitario directo por : m2 1.81 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.2211.130.10CAPATAZ 0.0200 HH470104 1.507.511.00PEON 0.2000 1.72 Equipos %MO370101 0.091.72HERRAMIENTAS MANUALES 5.0000 0.09 TRAZO NIVELES Y REPLANTEO PRELIMINAR CON VALLAS AISLADAS Partida (01) 02.02.00 (02) 02.02.00 (03) 02.02.00 (04) 02.02.00 (05) 02.02.00 Rendimiento m2/DIA500.00 Costo unitario directo por : m2 3.41 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470032 0.1610.001.00TOPOGRAFO 0.0160 HH470101 0.1811.131.00CAPATAZ 0.0160 HH470104 0.367.513.00PEON 0.0480 0.70 Materiales BOL300101 0.234.50CAL HIDRATADA DE 30 Kg 0.0500 P2440016 0.062.80MADERA TORNILLO 0.0200 0.29 Equipos %MO370101 0.020.70HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 HE370239 2.40150.001.00WINCHA DE 50 m 0.0160 2.42 EXCAVACION DE ZANJAS PARA ZAPATAS DE 1.40 M A 1.70 M DE PROFUNDIDAD Partida (01) 03.02.00 (02) 03.02.00 (05) 03.02.00 Rendimiento m3/DIA2.50 Costo unitario directo por : m3 28.42 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 3.5611.130.10CAPATAZ 0.3200 HH470104 24.037.511.00PEON 3.2000 27.59 Equipos %MO370101 0.8327.59HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.83 Página :S10 237 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto EXCAVACION DE ZANJAS PARA CIMIENTOS HASTA 1.40 M TERRENO NORMAL Partida (01) 03.03.00 (02) 03.03.00 (03) 03.03.00 (04) 03.03.00 (05) 03.03.00 Rendimiento m3/DIA3.49 Costo unitario directo por : m3 20.36 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 2.5511.130.10CAPATAZ 0.2292 HH470104 17.227.511.00PEON 2.2923 19.77 Equipos %MO370101 0.5919.77HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.59 RELLENO COMPACTADO MANUAL MATERIAL PROPIO Partida (01) 03.06.00 (02) 03.06.00 (03) 03.06.00 (04) 03.06.00 (05) 03.06.00 Rendimiento m3/DIA8.00 Costo unitario directo por : m3 25.50 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 1.1111.130.10CAPATAZ 0.1000 HH470103 8.378.371.00OFICIAL 1.0000 HH470104 7.517.511.00PEON 1.0000 16.99 Equipos %MO370101 0.5116.99HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 HM490301 8.008.001.00COMPACTADOR VIBRATORIO TIPO PLANCHA 4 HP 1.0000 8.51 ACARREO DE MATERIALES EXCEDENTES Partida (01) 03.07.00 (02) 03.07.00 (03) 03.07.00 (04) 03.07.00 (05) 03.07.00 Rendimiento m3/DIA6.00 Costo unitario directo por : m3 11.83 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 1.4811.130.10CAPATAZ 0.1333 HH470104 10.017.511.00PEON 1.3333 11.49 Equipos %MO370101 0.3411.49HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.34 ELIMINACION MATERIAL CARGUIO MANUAL VOLQUETE 6 m3 V=30 km/h D= 5 km Partida (01) 03.08.00 (02) 03.08.00 (03) 03.08.00 (04) 03.08.00 (05) 03.08.00 Rendimiento m3/DIA30.00 Costo unitario directo por : m3 18.28 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.3011.130.10CAPATAZ 0.0267 HH470104 12.027.516.00PEON 1.6000 12.32 Equipos %MO370101 0.6212.32HERRAMIENTAS MANUALES 5.0000 HM480423 5.3480.000.25CAMION VOLQUETE 4 X 2 140-210 HP 6 m3 0.0667 5.96 Página :S10 238 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto CONCRETO CICLOPIO PARA SUB ZAPATAS C:H. 1:10 +70% P.G. MAX 8" Partida (01) 04.01.00 (05) 04.01.00 Rendimiento m3/DIA24.00 Costo unitario directo por : m3 102.25 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.7411.130.20CAPATAZ 0.0667 HH470102 6.189.272.00OPERARIO 0.6667 HH470103 5.588.372.00OFICIAL 0.6667 HH470104 25.037.5110.00PEON 3.3333 37.53 Materiales GL010004 0.0221.00ACEITE PARA MOTOR SAE-30 0.0010 M3050009 13.1318.75PIEDRA GRANDE DE 8" 0.7000 BOL210000 38.2415.61CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) 2.4500 GL340000 0.329.23GASOLINA 84 OCTANOS 0.0350 M3380000 7.8818.75HORMIGON 0.4200 59.59 Equipos %MO370101 1.1337.53HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 HM491011 4.0012.001.00MEZCLADORA DE CONCRETO TROMPO 8 HP 9 p3 0.3333 5.13 SOLADO PARA ZAPATAS DE 4" MEZCLA 1:12 CEMENTO-HORMIGON Partida (01) 04.02.00 (02) 04.02.00 (05) 04.02.00 Rendimiento m2/DIA60.00 Costo unitario directo por : m2 21.99 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470022 1.249.271.00OPERADOR DE EQUIPO LIVIANO 0.1333 HH470101 0.3011.130.20CAPATAZ 0.0267 HH470102 2.479.272.00OPERARIO 0.2667 HH470103 1.128.371.00OFICIAL 0.1333 HH470104 6.017.516.00PEON 0.8000 11.14 Materiales GL010004 0.0221.00ACEITE PARA MOTOR SAE-30 0.0010 BOL210000 5.9015.61CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) 0.3780 GL340000 0.329.23GASOLINA 84 OCTANOS 0.0350 M3380000 2.3418.75HORMIGON 0.1250 P2431652 0.343.36REGLA DE MADERA 0.1000 8.92 Equipos %MO370101 0.3311.14HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 HM491011 1.6012.001.00MEZCLADORA DE CONCRETO TROMPO 8 HP 9 p3 0.1333 1.93 Página :S10 239 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto CONCRETO EN CIMIENTOS CORRIDOS f´c=140 kg/cm2+30%P.G. MAX 8" Partida (01) 04.03.01 (02) 04.03.01 (03) 04.03.01 (04) 04.03.01 (05) 04.03.01 Rendimiento m3/DIA25.00 Costo unitario directo por : m3 110.06 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470022 2.979.271.00OPERADOR DE EQUIPO LIVIANO 0.3200 HH470101 0.3611.130.10CAPATAZ 0.0320 HH470102 5.939.272.00OPERARIO 0.6400 HH470103 2.688.371.00OFICIAL 0.3200 HH470104 19.237.518.00PEON 2.5600 31.17 Materiales GL010004 0.0321.00ACEITE PARA MOTOR SAE-30 0.0015 M3050009 9.3818.75PIEDRA GRANDE DE 8" 0.5000 BOL210000 47.6115.61CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) 3.0500 GL340000 0.789.23GASOLINA 84 OCTANOS 0.0840 M3380000 16.3118.75HORMIGON 0.8700 74.11 Equipos %MO370101 0.9431.17HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 HM491011 3.8412.001.00MEZCLADORA DE CONCRETO TROMPO 8 HP 9 p3 0.3200 4.78 CONCRETO EN SOBRECIMIENTOS f´c=140 kg/cm2+25% P.M. Partida (01) 04.03.02 (02) 04.03.02 (03) 04.03.02 (04) 04.03.02 (05) 04.03.02 Rendimiento m3/DIA12.00 Costo unitario directo por : m3 161.13 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470022 6.189.271.00OPERADOR DE EQUIPO LIVIANO 0.6667 HH470101 0.7411.130.10CAPATAZ 0.0667 HH470102 6.189.271.00OPERARIO 0.6667 HH470103 11.138.372.00OFICIAL 1.3300 HH470104 40.037.518.00PEON 5.3300 64.26 Materiales GL010004 0.0321.00ACEITE PARA MOTOR SAE-30 0.0015 M3050010 7.8818.75PIEDRA MEDIANA DE 4" 0.4200 BOL210000 60.7215.61CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) 3.8900 GL340000 1.629.23GASOLINA 84 OCTANOS 0.1750 M3380000 16.6918.75HORMIGON 0.8900 86.94 Equipos %MO370101 1.9364.26HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 HM491011 8.0012.001.00MEZCLADORA DE CONCRETO TROMPO 8 HP 9 p3 0.6667 9.93 Página :S10 240 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL PARA SOBRECIMIENTO DE 0.30 A 0.60 M Partida (01) 04.03.03 (02) 04.03.03 (03) 04.03.03 (04) 04.03.03 (05) 04.03.03 Rendimiento m2/DIA14.50 Costo unitario directo por : m2 21.06 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.6111.130.10CAPATAZ 0.0552 HH470102 5.119.271.00OPERARIO 0.5517 HH470103 4.628.371.00OFICIAL 0.5517 10.34 Materiales KG020008 0.642.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 8 0.2600 KG020105 0.392.45CLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3" 0.1600 P2440016 9.382.80MADERA TORNILLO 3.3500 10.41 Equipos %MO370101 0.3110.34HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.31 CONCRETO EN ZAPATAS F'C= 210 KG/CM2 Partida (01) 05.01.01 (02) 05.01.01 (05) 05.01.01 Rendimiento m3/DIA25.00 Costo unitario directo por : m3 225.17 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470022 5.939.272.00OPERADOR DE EQUIPO LIVIANO 0.6400 HH470101 0.7111.130.20CAPATAZ 0.0640 HH470102 5.939.272.00OPERARIO 0.6400 HH470103 2.688.371.00OFICIAL 0.3200 HH470104 19.237.518.00PEON 2.5600 34.48 Materiales GL010004 0.0621.00ACEITE PARA MOTOR SAE-30 0.0030 M3050003 17.1030.00PIEDRA CHANCADA DE 1/2" 0.5700 M3050104 11.6020.00ARENA GRUESA 0.5800 BOL210000 152.0415.61CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) 9.7400 GL340000 2.039.23GASOLINA 84 OCTANOS 0.2200 182.83 Equipos %MO370101 1.0334.48HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 HM490704 2.036.351.00VIBRADOR DE CONCRETO 4 HP 2.40" 0.3200 HM491007 4.8015.001.00MEZCLADORA DE CONCRETO TAMBOR 18 HP 11 p3 0.3200 7.86 ACERO PARA ZAPATAS GRADO 60 Partida (01) 05.01.02 (02) 05.01.02 (05) 05.01.02 Rendimiento kg/DIA250.00 Costo unitario directo por : kg 3.58 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.1111.130.30CAPATAZ 0.0096 HH470102 0.309.271.00OPERARIO 0.0320 HH470103 0.278.371.00OFICIAL 0.0320 0.68 Materiales KG020007 0.152.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16 0.0600 KG030348 2.732.55ACERO CORRUGADO FY=4200 kg/cm2 GRADO 60 1.0700 2.88 Equipos %MO370101 0.020.68HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.02 Página :S10 241 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto CONCRETO EN VIGAS DE CIMENTACION F'C= 210 KG/CM2 Partida (01) 05.02.01 (02) 05.02.01 (05) 05.02.01 Rendimiento m3/DIA22.00 Costo unitario directo por : m3 243.47 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470022 6.749.272.00OPERADOR DE EQUIPO LIVIANO 0.7273 HH470101 1.2111.130.30CAPATAZ 0.1091 HH470102 10.119.273.00OPERARIO 1.0909 HH470103 6.098.372.00OFICIAL 0.7273 HH470104 21.857.518.00PEON 2.9091 46.00 Materiales GL010004 0.0821.00ACEITE PARA MOTOR SAE-30 0.0040 M3050003 25.5030.00PIEDRA CHANCADA DE 1/2" 0.8500 M3050104 8.4020.00ARENA GRUESA 0.4200 BOL210000 152.0415.61CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) 9.7400 GL340000 2.319.23GASOLINA 84 OCTANOS 0.2500 188.33 Equipos %MO370101 1.3846.00HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 HM490704 2.316.351.00VIBRADOR DE CONCRETO 4 HP 2.40" 0.3636 HM491007 5.4515.001.00MEZCLADORA DE CONCRETO TAMBOR 18 HP 11 p3 0.3636 9.14 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO VIGA DE CIMENTACION Partida (01) 05.02.02 (02) 05.02.02 (05) 05.02.02 Rendimiento m2/DIA15.00 Costo unitario directo por : m2 37.04 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 1.1911.130.20CAPATAZ 0.1067 HH470102 9.899.272.00OPERARIO 1.0667 HH470103 8.938.372.00OFICIAL 1.0667 20.01 Materiales KG020008 0.742.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 8 0.3000 KG020105 0.372.45CLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3" 0.1500 P2440016 15.322.80MADERA TORNILLO 5.4700 16.43 Equipos %MO370101 0.6020.01HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.60 ACERO EN VIGA DE CIMENTACION GRADO 60 Partida (01) 05.02.03 (02) 05.02.03 (05) 05.02.03 Rendimiento kg/DIA250.00 Costo unitario directo por : kg 3.58 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.1111.130.30CAPATAZ 0.0096 HH470102 0.309.271.00OPERARIO 0.0320 HH470103 0.278.371.00OFICIAL 0.0320 0.68 Materiales KG020007 0.152.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16 0.0600 KG030348 2.732.55ACERO CORRUGADO FY=4200 kg/cm2 GRADO 60 1.0700 2.88 Equipos %MO370101 0.020.68HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.02 Página :S10 242 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto CONCRETO EN COLUMNAS F'C=210 KG/CM2 Partida (01) 05.04.01 (02) 05.04.01 (03) 05.04.01 (04) 05.04.01 (05) 05.04.01 Rendimiento m3/DIA10.00 Costo unitario directo por : m3 333.05 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470022 22.259.273.00OPERADOR DE EQUIPO LIVIANO 2.4000 HH470101 1.7811.130.20CAPATAZ 0.1600 HH470102 14.839.272.00OPERARIO 1.6000 HH470103 6.708.371.00OFICIAL 0.8000 HH470104 72.107.5112.00PEON 9.6000 117.66 Materiales GL010004 0.0621.00ACEITE PARA MOTOR SAE-30 0.0030 M3050003 16.5030.00PIEDRA CHANCADA DE 1/2" 0.5500 M3050104 11.2020.00ARENA GRUESA 0.5600 BOL210000 152.0415.61CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) 9.7400 GL340000 4.989.23GASOLINA 84 OCTANOS 0.5400 184.78 Equipos %MO370101 3.53117.66HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 HM490704 5.086.351.00VIBRADOR DE CONCRETO 4 HP 2.40" 0.8000 HM491007 12.0015.001.00MEZCLADORA DE CONCRETO TAMBOR 18 HP 11 p3 0.8000 HM491824 10.0012.501.00WINCHE DE DOS BALDES DE 350 kg MOTOR ELECTRICO 3.6 HP 0.8000 30.61 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN COLUMNAS Partida (01) 05.04.02 (02) 05.04.02 (03) 05.04.02 (04) 05.04.02 (05) 05.04.02 Rendimiento m2/DIA8.00 Costo unitario directo por : m2 34.92 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 1.1111.130.10CAPATAZ 0.1000 HH470102 9.279.271.00OPERARIO 1.0000 HH470103 8.378.371.00OFICIAL 1.0000 18.75 Materiales KG020008 0.742.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 8 0.3000 KG020105 0.422.45CLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3" 0.1700 P2440016 14.452.80MADERA TORNILLO 5.1600 15.61 Equipos %MO370101 0.5618.75HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.56 Página :S10 243 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto ACERO GRADO 60 EN COLUMNAS Partida (01) 05.04.03 (02) 05.04.03 (03) 05.04.03 (04) 05.04.03 (05) 05.04.03 Rendimiento kg/DIA250.00 Costo unitario directo por : kg 3.58 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.1111.130.30CAPATAZ 0.0096 HH470102 0.309.271.00OPERARIO 0.0320 HH470103 0.278.371.00OFICIAL 0.0320 0.68 Materiales KG020007 0.152.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16 0.0600 KG030348 2.732.55ACERO CORRUGADO FY=4200 kg/cm2 GRADO 60 1.0700 2.88 Equipos %MO370101 0.020.68HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.02 CONCRETO EN VIGAS F'C=210 KG/CM2 Partida (01) 05.05.01 (02) 05.05.01 (03) 05.05.01 (04) 05.05.01 (05) 05.05.01 Rendimiento m3/DIA20.00 Costo unitario directo por : m3 256.42 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470022 11.129.273.00OPERADOR DE EQUIPO LIVIANO 1.2000 HH470101 0.8911.130.20CAPATAZ 0.0800 HH470102 7.429.272.00OPERARIO 0.8000 HH470103 3.358.371.00OFICIAL 0.4000 HH470104 36.057.5112.00PEON 4.8000 58.83 Materiales GL010004 0.0621.00ACEITE PARA MOTOR SAE-30 0.0030 M3050003 16.5030.00PIEDRA CHANCADA DE 1/2" 0.5500 M3050104 11.2020.00ARENA GRUESA 0.5600 BOL210000 152.0415.61CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) 9.7400 GL340000 2.499.23GASOLINA 84 OCTANOS 0.2700 182.29 Equipos %MO370101 1.7658.83HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 HM490704 2.546.351.00VIBRADOR DE CONCRETO 4 HP 2.40" 0.4000 HM491007 6.0015.001.00MEZCLADORA DE CONCRETO TAMBOR 18 HP 11 p3 0.4000 HM491824 5.0012.501.00WINCHE DE DOS BALDES DE 350 kg MOTOR ELECTRICO 3.6 HP 0.4000 15.30 Página :S10 244 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN VIGAS Partida (01) 05.05.02 (02) 05.05.02 (03) 05.05.02 (04) 05.05.02 (05) 05.05.02 Rendimiento m2/DIA8.50 Costo unitario directo por : m2 38.07 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 1.0511.130.10CAPATAZ 0.0941 HH470102 8.729.271.00OPERARIO 0.9412 HH470103 7.888.371.00OFICIAL 0.9412 17.65 Materiales KG020008 0.512.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 8 0.2100 KG020105 0.592.45CLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3" 0.2400 P2440016 18.792.80MADERA TORNILLO 6.7100 19.89 Equipos %MO370101 0.5317.65HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.53 ACERO GRADO 60 EN VIGAS Partida (01) 05.05.03 (02) 05.05.03 (03) 05.05.03 (04) 05.05.03 (05) 05.05.03 Rendimiento kg/DIA250.00 Costo unitario directo por : kg 3.58 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.1111.130.30CAPATAZ 0.0096 HH470102 0.309.271.00OPERARIO 0.0320 HH470103 0.278.371.00OFICIAL 0.0320 0.68 Materiales KG020007 0.152.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16 0.0600 KG030348 2.732.55ACERO CORRUGADO FY=4200 kg/cm2 GRADO 60 1.0700 2.88 Equipos %MO370101 0.020.68HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.02 CONCRETO EN LOSAS ALIGERADAS F'C=210 KG/CM2 Partida (01) 05.06.01 (02) 05.06.01 (03) 05.06.01 (04) 05.06.01 (05) 05.06.01 Rendimiento m3/DIA25.00 Costo unitario directo por : m3 249.79 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470022 8.909.273.00OPERADOR DE EQUIPO LIVIANO 0.9600 HH470101 1.0711.130.30CAPATAZ 0.0960 HH470102 8.909.273.00OPERARIO 0.9600 HH470103 5.368.372.00OFICIAL 0.6400 HH470104 31.247.5113.00PEON 4.1600 55.47 Materiales GL010004 0.0621.00ACEITE PARA MOTOR SAE-30 0.0030 M3050003 16.5030.00PIEDRA CHANCADA DE 1/2" 0.5500 M3050104 11.2020.00ARENA GRUESA 0.5600 BOL210000 152.0415.61CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) 9.7400 GL340000 2.039.23GASOLINA 84 OCTANOS 0.2200 181.83 Equipos %MO370101 1.6655.47HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 HM490704 2.036.351.00VIBRADOR DE CONCRETO 4 HP 2.40" 0.3200 HM491007 4.8015.001.00MEZCLADORA DE CONCRETO TAMBOR 18 HP 11 p3 0.3200 HM491824 4.0012.501.00WINCHE DE DOS BALDES DE 350 kg MOTOR ELECTRICO 3.6 HP 0.3200 Página :S10 245 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto 12.49 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN LOSAS ALIGERADAS Partida (01) 05.06.02 (02) 05.06.02 (03) 05.06.02 (04) 05.06.02 (05) 05.06.02 Rendimiento m2/DIA13.50 Costo unitario directo por : m2 30.72 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.6611.130.10CAPATAZ 0.0593 HH470102 5.499.271.00OPERARIO 0.5926 HH470103 4.968.371.00OFICIAL 0.5926 HH470104 4.457.511.00PEON 0.5926 15.56 Materiales KG020105 0.272.45CLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3" 0.1100 P2440016 14.422.80MADERA TORNILLO 5.1500 14.69 Equipos %MO370101 0.4715.56HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.47 ACERO GRADO 60 EN LOSAS ALIGERADAS Partida (01) 05.06.03 (02) 05.06.03 (03) 05.06.03 (04) 05.06.03 (05) 05.06.03 Rendimiento kg/DIA250.00 Costo unitario directo por : kg 3.58 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.1111.130.30CAPATAZ 0.0096 HH470102 0.309.271.00OPERARIO 0.0320 HH470103 0.278.371.00OFICIAL 0.0320 0.68 Materiales KG020007 0.152.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16 0.0600 KG030348 2.732.55ACERO CORRUGADO FY=4200 kg/cm2 GRADO 60 1.0700 2.88 Equipos %MO370101 0.020.68HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.02 LADRILLO HUECO DE ARCILLA 15X30X30 cm PARA TECHO ALIGERADO Partida (01) 05.06.04 (02) 05.06.04 (03) 05.06.04 (04) 05.06.04 (05) 05.06.04 Rendimiento und/DIA1,600.00 Costo unitario directo por : und 1.56 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.0111.130.10CAPATAZ 0.0005 HH470102 0.059.271.00OPERARIO 0.0050 HH470103 0.048.371.00OFICIAL 0.0050 HH470104 0.387.5110.00PEON 0.0500 0.48 Materiales UND170104 1.071.02LADRILLO PARA TECHO DE 15 X 30 X30 cm 8 HUECOS 1.0500 1.07 Equipos %MO370101 0.010.48HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.01 Página :S10 246 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto CONCRETO EN ESCALERAS F'C=210 KG/CM2 Partida (01) 05.08.01 (02) 05.08.01 (05) 05.08.01 Rendimiento m3/DIA10.00 Costo unitario directo por : m3 333.16 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470022 22.259.273.00OPERADOR DE EQUIPO LIVIANO 2.4000 HH470101 1.7811.130.20CAPATAZ 0.1600 HH470102 14.839.272.00OPERARIO 1.6000 HH470103 6.708.371.00OFICIAL 0.8000 HH470104 72.107.5112.00PEON 9.6000 117.66 Materiales GL010004 0.1721.00ACEITE PARA MOTOR SAE-30 0.0080 M3050003 16.5030.00PIEDRA CHANCADA DE 1/2" 0.5500 M3050104 11.2020.00ARENA GRUESA 0.5600 BOL210000 152.0415.61CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) 9.7400 GL340000 4.989.23GASOLINA 84 OCTANOS 0.5400 184.89 Equipos %MO370101 3.53117.66HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 HM490704 5.086.351.00VIBRADOR DE CONCRETO 4 HP 2.40" 0.8000 HM491007 12.0015.001.00MEZCLADORA DE CONCRETO TAMBOR 18 HP 11 p3 0.8000 HM491824 10.0012.501.00WINCHE DE DOS BALDES DE 350 kg MOTOR ELECTRICO 3.6 HP 0.8000 30.61 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN ESCALERAS Partida (01) 05.08.02 (02) 05.08.02 (05) 05.08.02 Rendimiento m2/DIA5.00 Costo unitario directo por : m2 47.54 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 1.7811.130.10CAPATAZ 0.1600 HH470102 14.839.271.00OPERARIO 1.6000 HH470103 13.398.371.00OFICIAL 1.6000 30.00 Materiales KG020007 0.202.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16 0.0800 KG020105 0.372.45CLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3" 0.1500 P2440016 16.072.80MADERA TORNILLO 5.7400 16.64 Equipos %MO370101 0.9030.00HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.90 Página :S10 247 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto ACERO GRADO 60 EN ESCALERAS Partida (01) 05.08.03 (02) 05.08.03 (05) 05.08.03 Rendimiento kg/DIA266.67 Costo unitario directo por : kg 3.54 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.1111.130.34CAPATAZ 0.0102 HH470102 0.289.271.00OPERARIO 0.0300 HH470103 0.258.371.00OFICIAL 0.0300 0.64 Materiales KG020007 0.152.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16 0.0600 KG030348 2.732.55ACERO CORRUGADO FY=4200 kg/cm2 GRADO 60 1.0700 2.88 Equipos %MO370101 0.020.64HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.02 CONCRETO EN CISTERNA SUBTERRANEA F'C=210 KG/CM2 Partida (01) 05.09.01 (05) 05.09.01 Rendimiento m3/DIA10.00 Costo unitario directo por : m3 315.52 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470022 14.839.272.00OPERADOR DE EQUIPO LIVIANO 1.6000 HH470101 1.7811.130.20CAPATAZ 0.1600 HH470102 14.839.272.00OPERARIO 1.6000 HH470103 6.708.371.00OFICIAL 0.8000 HH470104 72.107.5112.00PEON 9.6000 110.24 Materiales GL010004 0.1721.00ACEITE PARA MOTOR SAE-30 0.0080 M3050003 16.5030.00PIEDRA CHANCADA DE 1/2" 0.5500 M3050104 11.2020.00ARENA GRUESA 0.5600 BOL210000 152.0415.61CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) 9.7400 GL340000 4.989.23GASOLINA 84 OCTANOS 0.5400 184.89 Equipos %MO370101 3.31110.24HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 HM490704 5.086.351.00VIBRADOR DE CONCRETO 4 HP 2.40" 0.8000 HM491007 12.0015.001.00MEZCLADORA DE CONCRETO TAMBOR 18 HP 11 p3 0.8000 20.39 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN CISTERNA SUBTERRANEA Partida (01) 05.09.02 (05) 05.09.02 Rendimiento m2/DIA10.96 Costo unitario directo por : m2 24.95 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.8111.130.10CAPATAZ 0.0730 HH470102 6.779.271.00OPERARIO 0.7299 HH470103 6.118.371.00OFICIAL 0.7299 13.69 Materiales KG020008 0.372.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 8 0.1500 KG020105 0.292.45CLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3" 0.1200 P2440016 10.192.80MADERA TORNILLO 3.6400 10.85 Equipos %MO370101 0.4113.69HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.41 Página :S10 248 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto ACERO GRADO 60 EN CISTERNA SUBTERRANEA Partida (01) 05.09.03 (05) 05.09.03 Rendimiento kg/DIA260.00 Costo unitario directo por : kg 3.57 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.1211.130.34CAPATAZ 0.0105 HH470102 0.299.271.00OPERARIO 0.0308 HH470103 0.268.371.00OFICIAL 0.0308 0.67 Materiales KG020007 0.152.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16 0.0600 KG030348 2.732.55ACERO CORRUGADO FY=4200 kg/cm2 GRADO 60 1.0700 2.88 Equipos %MO370101 0.020.67HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.02 CONCRETO EN TANQUE ELEVADO F'C=210 KG/CM2 Partida (01) 05.10.01 (05) 05.10.01 Rendimiento m3/DIA10.00 Costo unitario directo por : m3 354.79 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470022 22.259.273.00OPERADOR DE EQUIPO LIVIANO 2.4000 HH470101 2.6711.130.30CAPATAZ 0.2400 HH470102 22.259.273.00OPERARIO 2.4000 HH470103 13.398.372.00OFICIAL 1.6000 HH470104 78.107.5113.00PEON 10.4000 138.66 Materiales GL010004 0.1721.00ACEITE PARA MOTOR SAE-30 0.0080 M3050003 16.5030.00PIEDRA CHANCADA DE 1/2" 0.5500 M3050104 11.2020.00ARENA GRUESA 0.5600 BOL210000 152.0415.61CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) 9.7400 GL340000 4.989.23GASOLINA 84 OCTANOS 0.5400 184.89 Equipos %MO370101 4.16138.66HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 HM490704 5.086.351.00VIBRADOR DE CONCRETO 4 HP 2.40" 0.8000 HM491007 12.0015.001.00MEZCLADORA DE CONCRETO TAMBOR 18 HP 11 p3 0.8000 HM491824 10.0012.501.00WINCHE DE DOS BALDES DE 350 kg MOTOR ELECTRICO 3.6 HP 0.8000 31.24 Página :S10 249 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN TANQUE ELEVADO Partida (01) 05.10.02 (05) 05.10.02 Rendimiento m2/DIA10.81 Costo unitario directo por : m2 27.80 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.8211.130.10CAPATAZ 0.0740 HH470102 6.869.271.00OPERARIO 0.7401 HH470103 6.198.371.00OFICIAL 0.7401 13.87 Materiales KG020008 0.492.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 8 0.2000 KG020105 0.392.45CLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3" 0.1600 P2440016 12.632.80MADERA TORNILLO 4.5100 13.51 Equipos %MO370101 0.4213.87HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.42 ACERO GRADO 60 EN TANQUE ELEVADO Partida (01) 05.10.03 (05) 05.10.03 Rendimiento kg/DIA260.00 Costo unitario directo por : kg 3.48 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.0311.130.10CAPATAZ 0.0031 HH470102 0.299.271.00OPERARIO 0.0308 HH470103 0.268.371.00OFICIAL 0.0308 0.58 Materiales KG020007 0.152.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16 0.0600 KG030348 2.732.55ACERO CORRUGADO FY=4200 kg/cm2 GRADO 60 1.0700 2.88 Equipos %MO370101 0.020.58HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.02 MURO DE LADRILLO K.K. 18 HUECOS SOGA MEZC. 1:4 Partida (01) 06.01.00 (02) 06.01.00 (03) 06.01.00 (04) 06.01.00 (05) 06.01.00 Rendimiento m2/DIA9.46 Costo unitario directo por : m2 36.73 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.9411.130.10CAPATAZ 0.0846 HH470102 7.849.271.00OPERARIO 0.8457 HH470104 3.187.510.50PEON 0.4228 11.96 Materiales KG020105 0.052.45CLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3" 0.0220 M3050104 0.6220.00ARENA GRUESA 0.0310 UND170450 18.720.48LADRILLO K.K. 9 X 14 X 24 39.0000 BOL210000 3.4015.61CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) 0.2180 P2440016 1.622.80MADERA TORNILLO 0.5800 24.41 Equipos %MO370101 0.3611.96HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.36 Página :S10 250 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto EXCAVACION MASIVA A MAQUINA EN TERRENO NORMAL CON RETROEXCAVADORA DE 5Y3 Partida (02) 03.01.00 Rendimiento m3/DIA131.00 Costo unitario directo por : m3 8.94 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470023 0.459.270.80OPERADOR DE EQUIPO PESADO 0.0489 HH470103 0.418.370.80OFICIAL 0.0489 HH470104 0.737.511.60PEON 0.0977 1.59 Equipos %MO370101 0.021.59HERRAMIENTAS MANUALES 1.0000 HM490406 7.33120.001.00CARGADOR RETROEXCAVADOR 62 HP 1 yd3 0.0611 7.35 CONCRETO EN MUROS REFORZADOS F'C= 210 KG/CM2 Partida (02) 05.03.01 Rendimiento m3/DIA10.00 Costo unitario directo por : m3 315.52 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470022 14.839.272.00OPERADOR DE EQUIPO LIVIANO 1.6000 HH470101 1.7811.130.20CAPATAZ 0.1600 HH470102 14.839.272.00OPERARIO 1.6000 HH470103 6.708.371.00OFICIAL 0.8000 HH470104 72.107.5112.00PEON 9.6000 110.24 Materiales GL010004 0.1721.00ACEITE PARA MOTOR SAE-30 0.0080 M3050003 16.5030.00PIEDRA CHANCADA DE 1/2" 0.5500 M3050104 11.2020.00ARENA GRUESA 0.5600 BOL210000 152.0415.61CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) 9.7400 GL340000 4.989.23GASOLINA 84 OCTANOS 0.5400 184.89 Equipos %MO370101 3.31110.24HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 HM490704 5.086.351.00VIBRADOR DE CONCRETO 4 HP 2.40" 0.8000 HM491007 12.0015.001.00MEZCLADORA DE CONCRETO TAMBOR 18 HP 11 p3 0.8000 20.39 ENCOFRADO Y DESENCOF MUROS REFORZADOS Partida (02) 05.03.02 Rendimiento m2/DIA11.00 Costo unitario directo por : m2 26.49 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.8111.130.10CAPATAZ 0.0727 HH470102 6.749.271.00OPERARIO 0.7273 HH470103 6.098.371.00OFICIAL 0.7273 13.64 Materiales KG020008 0.202.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 8 0.0800 KG020105 0.542.45CLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3" 0.2200 P2440016 11.702.80MADERA TORNILLO 4.1800 12.44 Equipos %MO370101 0.4113.64HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.41 Página :S10 251 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto ACERO EN MUROS REFORZADOS GRADO 60 Partida (02) 05.03.03 Rendimiento kg/DIA250.00 Costo unitario directo por : kg 3.58 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.1111.130.30CAPATAZ 0.0096 HH470102 0.309.271.00OPERARIO 0.0320 HH470103 0.278.371.00OFICIAL 0.0320 0.68 Materiales KG020007 0.152.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16 0.0600 KG030348 2.732.55ACERO CORRUGADO FY=4200 kg/cm2 GRADO 60 1.0700 2.88 Equipos %MO370101 0.020.68HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.02 CONCRETO EN LOSAS MACIZAS F'C=210 KG/CM2 Partida (02) 05.07.01 (03) 05.07.01 (04) 05.07.01 Rendimiento m3/DIA20.00 Costo unitario directo por : m3 256.44 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470022 11.129.273.00OPERADOR DE EQUIPO LIVIANO 1.2000 HH470101 0.8911.130.20CAPATAZ 0.0800 HH470102 7.429.272.00OPERARIO 0.8000 HH470103 3.358.371.00OFICIAL 0.4000 HH470104 36.057.5112.00PEON 4.8000 58.83 Materiales GL010004 0.0821.00ACEITE PARA MOTOR SAE-30 0.0040 M3050003 16.5030.00PIEDRA CHANCADA DE 1/2" 0.5500 M3050104 11.2020.00ARENA GRUESA 0.5600 BOL210000 152.0415.61CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) 9.7400 GL340000 2.499.23GASOLINA 84 OCTANOS 0.2700 182.31 Equipos %MO370101 1.7658.83HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 HM490704 2.546.351.00VIBRADOR DE CONCRETO 4 HP 2.40" 0.4000 HM491007 6.0015.001.00MEZCLADORA DE CONCRETO TAMBOR 18 HP 11 p3 0.4000 HM491824 5.0012.501.00WINCHE DE DOS BALDES DE 350 kg MOTOR ELECTRICO 3.6 HP 0.4000 15.30 Página :S10 252 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Análisis de precios unitarios Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 23/12/2004Fecha presupuesto ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN LOSAS MACIZAS Partida (02) 05.07.02 (03) 05.07.02 (04) 05.07.02 Rendimiento m2/DIA10.81 Costo unitario directo por : m2 31.48 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.8211.130.10CAPATAZ 0.0740 HH470102 6.869.271.00OPERARIO 0.7401 HH470103 6.198.371.00OFICIAL 0.7401 13.87 Materiales KG020007 0.252.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16 0.1000 KG020105 0.342.45CLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3" 0.1400 P2440016 16.602.80MADERA TORNILLO 5.9300 17.19 Equipos %MO370101 0.4213.87HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.42 ACERO GRADO 60 EN LOSAS MACIZAS Partida (02) 05.07.03 (03) 05.07.03 (04) 05.07.03 Rendimiento kg/DIA250.00 Costo unitario directo por : kg 3.58 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 0.1111.130.30CAPATAZ 0.0096 HH470102 0.309.271.00OPERARIO 0.0320 HH470103 0.278.371.00OFICIAL 0.0320 0.68 Materiales KG020007 0.152.45ALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16 0.0600 KG030348 2.732.55ACERO CORRUGADO FY=4200 kg/cm2 GRADO 60 1.0700 2.88 Equipos %MO370101 0.020.68HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.02 MURO DE LADRILLO K.K. 18 HUECOS CABEZA MEZC. 1:4 Partida (03) 06.02.00 (04) 06.02.00 Rendimiento m2/DIA6.45 Costo unitario directo por : m2 58.95 Código Descripción Insumo Unidad PrecioParcialCantidadCuadrilla Mano de Obra HH470101 1.3811.130.10CAPATAZ 0.1240 HH470102 11.509.271.00OPERARIO 1.2403 HH470104 4.667.510.50PEON 0.6202 17.54 Materiales KG020105 0.052.45CLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3" 0.0220 M3050104 1.1620.00ARENA GRUESA 0.0580 UND170450 31.680.48LADRILLO K.K. 9 X 14 X 24 66.0000 BOL210000 6.3715.61CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) 0.4080 P2440016 1.622.80MADERA TORNILLO 0.5800 40.88 Equipos %MO370101 0.5317.54HERRAMIENTAS MANUALES 3.0000 0.53 Capítulo IX Costos, Presupuesto, Programación _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. 254 9.3. PRESUPUESTO BASE Una vez realizado el análisis de costos de cada una de las partidas, con el conveniente metrado para cada una de ellas, se procede a elaborar el Presupuesto Base de la Obra. En primera instancia presentaremos un Presupuesto Global de toda la Obra, para luego presentar el Presupuesto parcial por Módulo. Resúmen general Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA Propietario 02100027 UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN Lugar 040104 CERRO COLORADO Fecha 23/12/2004 # Descripción Fórmula Costo Directo Total Fórmula 01 MODULO “A” 577,788.08 742,573.24 02 MODULO “B” 750,072.42 963,993.07 03 MODULO “C” 577,788.08 742,573.24 04 MODULO “D” 56,360.14 72,434.05 05 MODULO “E” 56,892.85 73,118.69 06 HELIPUERTO 27,600.16 35,471.72 2,046,501.73 2,630,164.01 T O T A L E S Página :S10 255 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Presupuesto 0302003Obra HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 01Fórmula MODULO "A" Costo al0001Tarjeta 3/12/2004UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTINCliente Provincia DistritoAREQUIPADepartamento AREQUIPA CERRO COLORADO TotalSubtotalParcialPrecioMetradoUnidadItem Descripción 01.00.00 OBRAS PROVISIONALES 01.01.00 45.00 810.00m2 18.00CASETA ADICIONAL P/GUARDIANIA Y/O DEPOSITO 01.02.00 700.00 175.00glb 0.25MOVILIZACION DE MAQUINARIAS HERRAMIENTAS PARA LA OBRA 01.03.00 1,315.75 328.94und 0.25CARTEL DE IDENTIFICACION DE LA OBRA DE 5.40M X 3.60M. 01.04.00 250.00 750.00 2,063.94glb 3.00AGUA PARA LA CONSTRUCCION 02.00.00 OBRAS PRELIMINARES 02.01.00 1.81 575.06m2 317.71LIMPIEZA DE TERRENO MANUAL 02.02.00 3.41 1,083.39 1,658.45m2 317.71TRAZO NIVELES Y REPLANTEO PRELIMINAR CON VALLAS AISLADAS 03.00.00 MOVIMIENTO DE TIERRAS 03.02.00 28.42 4,493.77m3 158.12EXCAVACION DE ZANJAS PARA ZAPATAS DE 1.40 M A 1.70 M DE PROFUNDIDAD 03.03.00 20.36 226.00m3 11.10EXCAVACION DE ZANJAS PARA CIMIENTOS HASTA 1.40 M TERRENO NORMAL 03.06.00 25.50 1,743.95m3 68.39RELLENO COMPACTADO MANUAL MATERIAL PROPIO 03.07.00 11.83 4,499.42m3 380.34ACARREO DE MATERIALES EXCEDENTES 03.08.00 18.28 6,952.62 17,915.76m3 380.34ELIMINACION MATERIAL CARGUIO MANUAL VOLQUETE 6 m3 V=30 km/h D= 5 km 04.00.00 CONCRETO SIMPLE 04.01.00 102.25 3,338.46m3 32.65CONCRETO CICLOPIO PARA SUB ZAPATAS C:H. 1:10 +70% P.G. MAX 8" 04.02.00 21.99 3,090.03m2 140.52SOLADO PARA ZAPATAS DE 4" MEZCLA 1:12 CEMENTO-HORMIGON 04.03.00 CIMIENTOS Y SOBRECIMIENTOS 04.03.01 110.06 1,038.97m3 9.44CONCRETO EN CIMIENTOS CORRIDOS f´c=140 kg/cm2+30%P.G. MAX 8" 04.03.02 161.13 315.81m3 1.96CONCRETO EN SOBRECIMIENTOS f´c=140 kg/cm2+25% P.M. 04.03.03 21.06 551.56 1,906.34 8,334.83m2 26.19ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL PARA SOBRECIMIENTO DE 0.30 A 0.60 M 05.00.00 CONCRETO ARMADO 05.01.00 ZAPATAS 05.01.01 225.17 12,706.34m3 56.43CONCRETO EN ZAPATAS F'C= 210 KG/CM2 05.01.02 3.58 4,958.91 17,665.25kg 1,385.17ACERO PARA ZAPATAS GRADO 60 05.02.00 VIGAS DE CIMENTACION 05.02.01 243.47 4,898.62m3 20.12CONCRETO EN VIGAS DE CIMENTACION F'C= 210 KG/CM2 05.02.02 37.04 4,377.02m2 118.17ENCOFRADO Y DESENCOFRADO VIGA DE CIMENTACION 05.02.03 3.58 14,017.96 23,293.60kg 3,915.63ACERO EN VIGA DE CIMENTACION GRADO 60 05.04.00 COLUMNAS Y PLACAS 05.04.01 333.05 45,484.64m3 136.57CONCRETO EN COLUMNAS F'C=210 KG/CM2 05.04.02 34.92 39,811.24m2 1,140.07ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN COLUMNAS 05.04.03 3.58 92,491.34 177,787.22kg 25,835.57ACERO GRADO 60 EN COLUMNAS 05.05.00 VIGAS 05.05.01 256.42 29,647.28m3 115.62CONCRETO EN VIGAS F'C=210 KG/CM2 05.05.02 38.07 17,339.74m2 455.47ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN VIGAS 05.05.03 3.58 60,225.30 107,212.32kg 16,822.71ACERO GRADO 60 EN VIGAS Página :S10 256 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Presupuesto 0302003Obra HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 01Fórmula MODULO "A" Costo al0001Tarjeta 3/12/2004UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTINCliente Provincia DistritoAREQUIPADepartamento AREQUIPA CERRO COLORADO TotalSubtotalParcialPrecioMetradoUnidadItem Descripción 05.06.00 LOSAS ALIGERADAS 05.06.01 249.79 26,033.11m3 104.22CONCRETO EN LOSAS ALIGERADAS F'C=210 KG/CM2 05.06.02 30.72 33,700.45m2 1,097.02ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN LOSAS ALIGERADAS 05.06.03 3.58 23,319.23kg 6,513.75ACERO GRADO 60 EN LOSAS ALIGERADAS 05.06.04 1.56 14,461.20 97,513.99und 9,270.00LADRILLO HUECO DE ARCILLA 15X30X30 cm PARA TECHO ALIGERADO 05.08.00 ESCALERAS 05.08.01 333.16 19,373.25m3 58.15CONCRETO EN ESCALERAS F'C=210 KG/CM2 05.08.02 47.54 5,351.10m2 112.56ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN ESCALERAS 05.08.03 3.54 5,604.60 30,328.95kg 1,583.22ACERO GRADO 60 EN ESCALERAS 05.09.00 CISTERNA 05.09.01 315.52 3,950.31m3 12.52CONCRETO EN CISTERNA SUBTERRANEA F'C=210 KG/CM2 05.09.02 24.95 1,723.55m2 69.08ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN CISTERNA SUBTERRANEA 05.09.03 3.57 2,282.37 7,956.23kg 639.32ACERO GRADO 60 EN CISTERNA SUBTERRANEA 05.10.00 TANQUE ELEVADO 05.10.01 354.79 21,312.24m3 60.07CONCRETO EN TANQUE ELEVADO F'C=210 KG/CM2 05.10.02 27.80 2,766.93m2 99.53ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN TANQUE ELEVADO 05.10.03 3.48 11,408.87 35,488.04497,245.60kg 3,278.41ACERO GRADO 60 EN TANQUE ELEVADO 06.00.00 ALBAÑILERIA 06.01.00 36.73 50,569.50 50,569.50m2 1,376.79MURO DE LADRILLO K.K. 18 HUECOS SOGA MEZC. 1:4 577,788.08COSTO DIRECTO 46,223.05GASTOS GENERALES 8% 624,011.13SUB TOTAL PRESUPUESTO 118,562.11IMPUESTO GENERAL A LAS VENTAS 19% 742,573.24TOTAL PRESUPUESTO SON : SETECIENTOS CUARENTIDOS MIL QUINIENTOS SETENTITRES Y 24/100 NUEVOS SOLES Página :S10 257 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Presupuesto 0302003Obra HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 02Fórmula MODULO "B" Costo al0001Tarjeta 3/12/2004UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTINCliente Provincia DistritoAREQUIPADepartamento AREQUIPA CERRO COLORADO TotalSubtotalParcialPrecioMetradoUnidadItem Descripción 01.00.00 OBRAS PROVISIONALES 01.01.00 45.00 810.00m2 18.00CASETA ADICIONAL P/GUARDIANIA Y/O DEPOSITO 01.02.00 700.00 175.00glb 0.25MOVILIZACION DE MAQUINARIAS HERRAMIENTAS PARA LA OBRA 01.03.00 1,315.75 328.94und 0.25CARTEL DE IDENTIFICACION DE LA OBRA DE 5.40M X 3.60M. 01.04.00 250.00 750.00 2,063.94glb 3.00AGUA PARA LA CONSTRUCCION 02.00.00 OBRAS PRELIMINARES 02.01.00 1.81 701.54m2 387.59LIMPIEZA DE TERRENO MANUAL 02.02.00 3.41 1,321.68 2,023.22m2 387.59TRAZO NIVELES Y REPLANTEO PRELIMINAR CON VALLAS AISLADAS 03.00.00 MOVIMIENTO DE TIERRAS 03.01.00 8.94 11,434.71m3 1,279.05EXCAVACION MASIVA A MAQUINA EN TERRENO NORMAL CON RETROEXCAVADORA DE 5Y3 03.02.00 28.42 5,739.42m3 201.95EXCAVACION DE ZANJAS PARA ZAPATAS DE 1.40 M A 1.70 M DE PROFUNDIDAD 03.03.00 20.36 249.00m3 12.23EXCAVACION DE ZANJAS PARA CIMIENTOS HASTA 1.40 M TERRENO NORMAL 03.06.00 25.50 2,767.26m3 108.52RELLENO COMPACTADO MANUAL MATERIAL PROPIO 03.07.00 11.83 1,624.97m3 137.36ACARREO DE MATERIALES EXCEDENTES 03.08.00 18.28 32,906.38 54,721.74m3 1,800.13ELIMINACION MATERIAL CARGUIO MANUAL VOLQUETE 6 m3 V=30 km/h D= 5 km 04.00.00 CONCRETO SIMPLE 04.02.00 21.99 2,543.14m2 115.65SOLADO PARA ZAPATAS DE 4" MEZCLA 1:12 CEMENTO-HORMIGON 04.03.00 CIMIENTOS Y SOBRECIMIENTOS 04.03.01 110.06 751.71m3 6.83CONCRETO EN CIMIENTOS CORRIDOS f´c=140 kg/cm2+30%P.G. MAX 8" 04.03.02 161.13 219.14m3 1.36CONCRETO EN SOBRECIMIENTOS f´c=140 kg/cm2+25% P.M. 04.03.03 21.06 382.45 1,353.30 3,896.44m2 18.16ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL PARA SOBRECIMIENTO DE 0.30 A 0.60 M 05.00.00 CONCRETO ARMADO 05.01.00 ZAPATAS 05.01.01 225.17 14,638.30m3 65.01CONCRETO EN ZAPATAS F'C= 210 KG/CM2 05.01.02 3.58 4,952.46 19,590.76kg 1,383.37ACERO PARA ZAPATAS GRADO 60 05.02.00 VIGAS DE CIMENTACION 05.02.01 243.47 6,843.94m3 28.11CONCRETO EN VIGAS DE CIMENTACION F'C= 210 KG/CM2 05.02.02 37.04 1,741.99m2 47.03ENCOFRADO Y DESENCOFRADO VIGA DE CIMENTACION 05.02.03 3.58 23,877.35 32,463.28kg 6,669.65ACERO EN VIGA DE CIMENTACION GRADO 60 05.03.00 MUROS DE SOTANO 05.03.01 315.52 17,394.62m3 55.13CONCRETO EN MUROS REFORZADOS F'C= 210 KG/CM2 05.03.02 26.49 12,953.08m2 488.98ENCOFRADO Y DESENCOF MUROS REFORZADOS 05.03.03 3.58 18,256.32 48,604.02kg 5,099.53ACERO EN MUROS REFORZADOS GRADO 60 05.04.00 COLUMNAS Y PLACAS 05.04.01 333.05 64,335.27m3 193.17CONCRETO EN COLUMNAS F'C=210 KG/CM2 05.04.02 34.92 61,707.83m2 1,767.12ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN COLUMNAS 05.04.03 3.58 126,207.64 252,250.74kg 35,253.53ACERO GRADO 60 EN COLUMNAS Página :S10 258 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Presupuesto 0302003Obra HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 02Fórmula MODULO "B" Costo al0001Tarjeta 3/12/2004UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTINCliente Provincia DistritoAREQUIPADepartamento AREQUIPA CERRO COLORADO TotalSubtotalParcialPrecioMetradoUnidadItem Descripción 05.05.00 VIGAS 05.05.01 256.42 32,880.74m3 128.23CONCRETO EN VIGAS F'C=210 KG/CM2 05.05.02 38.07 19,231.06m2 505.15ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN VIGAS 05.05.03 3.58 65,416.55 117,528.35kg 18,272.78ACERO GRADO 60 EN VIGAS 05.06.00 LOSAS ALIGERADAS 05.06.01 249.79 29,217.94m3 116.97CONCRETO EN LOSAS ALIGERADAS F'C=210 KG/CM2 05.06.02 30.72 40,628.12m2 1,322.53ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN LOSAS ALIGERADAS 05.06.03 3.58 25,669.53kg 7,170.26ACERO GRADO 60 EN LOSAS ALIGERADAS 05.06.04 1.56 17,433.00 112,948.59und 11,175.00LADRILLO HUECO DE ARCILLA 15X30X30 cm PARA TECHO ALIGERADO 05.07.00 LOSAS MACIZAS 05.07.01 256.44 10,093.48m3 39.36CONCRETO EN LOSAS MACIZAS F'C=210 KG/CM2 05.07.02 31.48 6,289.70m2 199.80ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN LOSAS MACIZAS 05.07.03 3.58 4,749.73 21,132.91kg 1,326.74ACERO GRADO 60 EN LOSAS MACIZAS 05.08.00 ESCALERAS 05.08.01 333.16 20,589.29m3 61.80CONCRETO EN ESCALERAS F'C=210 KG/CM2 05.08.02 47.54 6,134.56m2 129.04ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN ESCALERAS 05.08.03 3.54 15,640.04 42,363.89646,882.54kg 4,418.09ACERO GRADO 60 EN ESCALERAS 06.00.00 ALBAÑILERIA 06.01.00 36.73 40,484.54 40,484.54m2 1,102.22MURO DE LADRILLO K.K. 18 HUECOS SOGA MEZC. 1:4 750,072.42COSTO DIRECTO 60,005.79GASTOS GENERALES 8% 810,078.21SUB TOTAL PRESUPUESTO 153,914.86IMPUESTO GENERAL A LAS VENTAS 19% 963,993.07TOTAL PRESUPUESTO SON : NOVECIENTOS SESENTITRES MIL NOVECIENTOS NOVENTITRES Y 07/100 NUEVOS SOLES Página :S10 259 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Presupuesto 0302003Obra HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 05Fórmula MODULO "C" Costo al0001Tarjeta 3/12/2004UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTINCliente Provincia DistritoAREQUIPADepartamento AREQUIPA CERRO COLORADO TotalSubtotalParcialPrecioMetradoUnidadItem Descripción 01.00.00 OBRAS PROVISIONALES 01.01.00 45.00 810.00m2 18.00CASETA ADICIONAL P/GUARDIANIA Y/O DEPOSITO 01.02.00 700.00 175.00glb 0.25MOVILIZACION DE MAQUINARIAS HERRAMIENTAS PARA LA OBRA 01.03.00 1,315.75 328.94und 0.25CARTEL DE IDENTIFICACION DE LA OBRA DE 5.40M X 3.60M. 01.04.00 250.00 750.00 2,063.94glb 3.00AGUA PARA LA CONSTRUCCION 02.00.00 OBRAS PRELIMINARES 02.01.00 1.81 575.06m2 317.71LIMPIEZA DE TERRENO MANUAL 02.02.00 3.41 1,083.39 1,658.45m2 317.71TRAZO NIVELES Y REPLANTEO PRELIMINAR CON VALLAS AISLADAS 03.00.00 MOVIMIENTO DE TIERRAS 03.02.00 28.42 4,493.77m3 158.12EXCAVACION DE ZANJAS PARA ZAPATAS DE 1.40 M A 1.70 M DE PROFUNDIDAD 03.03.00 20.36 226.00m3 11.10EXCAVACION DE ZANJAS PARA CIMIENTOS HASTA 1.40 M TERRENO NORMAL 03.06.00 25.50 1,743.95m3 68.39RELLENO COMPACTADO MANUAL MATERIAL PROPIO 03.07.00 11.83 4,499.42m3 380.34ACARREO DE MATERIALES EXCEDENTES 03.08.00 18.28 6,952.62 17,915.76m3 380.34ELIMINACION MATERIAL CARGUIO MANUAL VOLQUETE 6 m3 V=30 km/h D= 5 km 04.00.00 CONCRETO SIMPLE 04.01.00 102.25 3,338.46m3 32.65CONCRETO CICLOPIO PARA SUB ZAPATAS C:H. 1:10 +70% P.G. MAX 8" 04.02.00 21.99 3,090.03m2 140.52SOLADO PARA ZAPATAS DE 4" MEZCLA 1:12 CEMENTO-HORMIGON 04.03.00 CIMIENTOS Y SOBRECIMIENTOS 04.03.01 110.06 1,038.97m3 9.44CONCRETO EN CIMIENTOS CORRIDOS f´c=140 kg/cm2+30%P.G. MAX 8" 04.03.02 161.13 315.81m3 1.96CONCRETO EN SOBRECIMIENTOS f´c=140 kg/cm2+25% P.M. 04.03.03 21.06 551.56 1,906.34 8,334.83m2 26.19ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL PARA SOBRECIMIENTO DE 0.30 A 0.60 M 05.00.00 CONCRETO ARMADO 05.01.00 ZAPATAS 05.01.01 225.17 12,706.34m3 56.43CONCRETO EN ZAPATAS F'C= 210 KG/CM2 05.01.02 3.58 4,958.91 17,665.25kg 1,385.17ACERO PARA ZAPATAS GRADO 60 05.02.00 VIGAS DE CIMENTACION 05.02.01 243.47 4,898.62m3 20.12CONCRETO EN VIGAS DE CIMENTACION F'C= 210 KG/CM2 05.02.02 37.04 4,377.02m2 118.17ENCOFRADO Y DESENCOFRADO VIGA DE CIMENTACION 05.02.03 3.58 14,017.96 23,293.60kg 3,915.63ACERO EN VIGA DE CIMENTACION GRADO 60 05.04.00 COLUMNAS Y PLACAS 05.04.01 333.05 45,484.64m3 136.57CONCRETO EN COLUMNAS F'C=210 KG/CM2 05.04.02 34.92 39,811.24m2 1,140.07ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN COLUMNAS 05.04.03 3.58 92,491.34 177,787.22kg 25,835.57ACERO GRADO 60 EN COLUMNAS 05.05.00 VIGAS 05.05.01 256.42 29,647.28m3 115.62CONCRETO EN VIGAS F'C=210 KG/CM2 05.05.02 38.07 17,339.74m2 455.47ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN VIGAS 05.05.03 3.58 60,225.30 107,212.32kg 16,822.71ACERO GRADO 60 EN VIGAS Página :S10 260 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Presupuesto 0302003Obra HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 05Fórmula MODULO "C" Costo al0001Tarjeta 3/12/2004UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTINCliente Provincia DistritoAREQUIPADepartamento AREQUIPA CERRO COLORADO TotalSubtotalParcialPrecioMetradoUnidadItem Descripción 05.06.00 LOSAS ALIGERADAS 05.06.01 249.79 26,033.11m3 104.22CONCRETO EN LOSAS ALIGERADAS F'C=210 KG/CM2 05.06.02 30.72 33,700.45m2 1,097.02ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN LOSAS ALIGERADAS 05.06.03 3.58 23,319.23kg 6,513.75ACERO GRADO 60 EN LOSAS ALIGERADAS 05.06.04 1.56 14,461.20 97,513.99und 9,270.00LADRILLO HUECO DE ARCILLA 15X30X30 cm PARA TECHO ALIGERADO 05.08.00 ESCALERAS 05.08.01 333.16 19,373.25m3 58.15CONCRETO EN ESCALERAS F'C=210 KG/CM2 05.08.02 47.54 5,351.10m2 112.56ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN ESCALERAS 05.08.03 3.54 5,604.60 30,328.95kg 1,583.22ACERO GRADO 60 EN ESCALERAS 05.09.00 CISTERNA 05.09.01 315.52 3,950.31m3 12.52CONCRETO EN CISTERNA SUBTERRANEA F'C=210 KG/CM2 05.09.02 24.95 1,723.55m2 69.08ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN CISTERNA SUBTERRANEA 05.09.03 3.57 2,282.37 7,956.23kg 639.32ACERO GRADO 60 EN CISTERNA SUBTERRANEA 05.10.00 TANQUE ELEVADO 05.10.01 354.79 21,312.24m3 60.07CONCRETO EN TANQUE ELEVADO F'C=210 KG/CM2 05.10.02 27.80 2,766.93m2 99.53ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN TANQUE ELEVADO 05.10.03 3.48 11,408.87 35,488.04497,245.60kg 3,278.41ACERO GRADO 60 EN TANQUE ELEVADO 06.00.00 ALBAÑILERIA 06.01.00 36.73 50,569.50 50,569.50m2 1,376.79MURO DE LADRILLO K.K. 18 HUECOS SOGA MEZC. 1:4 577,788.08COSTO DIRECTO 46,223.05GASTOS GENERALES 8% 624,011.13SUB TOTAL PRESUPUESTO 118,562.11IMPUESTO GENERAL A LAS VENTAS 19% 742,573.24TOTAL PRESUPUESTO SON : SETECIENTOS CUARENTIDOS MIL QUINIENTOS SETENTITRES Y 24/100 NUEVOS SOLES Página :S10 261 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Presupuesto 0302003Obra HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 03Fórmula MODULO "D" Costo al0001Tarjeta 3/12/2004UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTINCliente Provincia DistritoAREQUIPADepartamento AREQUIPA CERRO COLORADO TotalSubtotalParcialPrecioMetradoUnidadItem Descripción 01.00.00 OBRAS PROVISIONALES 01.01.00 45.00 540.00m2 12.00CASETA ADICIONAL P/GUARDIANIA Y/O DEPOSITO 01.02.00 700.00 175.00glb 0.25MOVILIZACION DE MAQUINARIAS HERRAMIENTAS PARA LA OBRA 01.03.00 1,315.75 328.94und 0.25CARTEL DE IDENTIFICACION DE LA OBRA DE 5.40M X 3.60M. 01.04.00 250.00 750.00 1,793.94glb 3.00AGUA PARA LA CONSTRUCCION 02.00.00 OBRAS PRELIMINARES 02.01.00 1.81 270.54m2 149.47LIMPIEZA DE TERRENO MANUAL 02.02.00 3.41 509.69 780.23m2 149.47TRAZO NIVELES Y REPLANTEO PRELIMINAR CON VALLAS AISLADAS 03.00.00 MOVIMIENTO DE TIERRAS 03.03.00 20.36 876.91m3 43.07EXCAVACION DE ZANJAS PARA CIMIENTOS HASTA 1.40 M TERRENO NORMAL 03.06.00 25.50 90.78m3 3.56RELLENO COMPACTADO MANUAL MATERIAL PROPIO 03.07.00 11.83 607.59m3 51.36ACARREO DE MATERIALES EXCEDENTES 03.08.00 18.28 938.86 2,514.14m3 51.36ELIMINACION MATERIAL CARGUIO MANUAL VOLQUETE 6 m3 V=30 km/h D= 5 km 04.00.00 CONCRETO SIMPLE 04.03.00 CIMIENTOS Y SOBRECIMIENTOS 04.03.01 110.06 3,448.18m3 31.33CONCRETO EN CIMIENTOS CORRIDOS f´c=140 kg/cm2+30%P.G. MAX 8" 04.03.02 161.13 1,103.74m3 6.85CONCRETO EN SOBRECIMIENTOS f´c=140 kg/cm2+25% P.M. 04.03.03 21.06 1,412.28 5,964.20 5,964.20m2 67.06ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL PARA SOBRECIMIENTO DE 0.30 A 0.60 M 05.00.00 CONCRETO ARMADO 05.04.00 COLUMNAS Y PLACAS 05.04.01 333.05 3,956.63m3 11.88CONCRETO EN COLUMNAS F'C=210 KG/CM2 05.04.02 34.92 3,930.25m2 112.55ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN COLUMNAS 05.04.03 3.58 5,175.96 13,062.84kg 1,445.80ACERO GRADO 60 EN COLUMNAS 05.05.00 VIGAS 05.05.01 256.42 3,033.45m3 11.83CONCRETO EN VIGAS F'C=210 KG/CM2 05.05.02 38.07 4,050.65m2 106.40ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN VIGAS 05.05.03 3.58 5,823.34 12,907.44kg 1,626.63ACERO GRADO 60 EN VIGAS 05.06.00 LOSAS ALIGERADAS 05.06.01 249.79 2,355.52m3 9.43CONCRETO EN LOSAS ALIGERADAS F'C=210 KG/CM2 05.06.02 30.72 3,182.59m2 103.60ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN LOSAS ALIGERADAS 05.06.03 3.58 1,907.42kg 532.80ACERO GRADO 60 EN LOSAS ALIGERADAS 05.06.04 1.56 1,365.00 8,810.53und 875.00LADRILLO HUECO DE ARCILLA 15X30X30 cm PARA TECHO ALIGERADO 05.07.00 LOSAS MACIZAS 05.07.01 256.44 287.21m3 1.12CONCRETO EN LOSAS MACIZAS F'C=210 KG/CM2 05.07.02 31.48 242.40m2 7.70ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN LOSAS MACIZAS 05.07.03 3.58 250.60 780.2135,561.02kg 70.00ACERO GRADO 60 EN LOSAS MACIZAS Página :S10 262 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Presupuesto 0302003Obra HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 03Fórmula MODULO "D" Costo al0001Tarjeta 3/12/2004UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTINCliente Provincia DistritoAREQUIPADepartamento AREQUIPA CERRO COLORADO TotalSubtotalParcialPrecioMetradoUnidadItem Descripción 06.00.00 ALBAÑILERIA 06.01.00 36.73 4,080.34m2 111.09MURO DE LADRILLO K.K. 18 HUECOS SOGA MEZC. 1:4 06.02.00 58.95 5,666.27 9,746.61m2 96.12MURO DE LADRILLO K.K. 18 HUECOS CABEZA MEZC. 1:4 56,360.14COSTO DIRECTO 4,508.81GASTOS GENERALES 8% 60,868.95SUB TOTAL PRESUPUESTO 11,565.10IMPUESTO GENERAL A LAS VENTAS 19% 72,434.05TOTAL PRESUPUESTO SON : SETENTIDOS MIL CUATROCIENTOS TRENTICUATRO Y 05/100 NUEVOS SOLES S10 Página : 263 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Presupuesto Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Fórmula 04 MODULO "E" Cliente UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN Tarjeta 0001 Costo al 23/12/2004 Departamento AREQUIPA Provincia AREQUIPA Distrito CERRO COLORADO TotalSubtotalParcialPrecioItem DescripciónCódigo Banco MetradoUnidad 01.00.0090016 OBRAS PROVISIONALES 540.0001.01.00 m2 12.00 45.000400000002 CASETA ADICIONAL P/GUARDIANIA Y/O DEPOSITO 175.0001.02.00 glb 0.25 700.000400020000 MOVILIZACION DE MAQUINARIAS HERRAMIENTAS PARA LA OBRA 328.9401.03.00 und 0.25 1,315.750400010000 CARTEL DE IDENTIFICACION DE LA OBRA DE 5.40M X 3.60M. 750.00 1,793.9401.04.00 glb 3.00 250.000302010102 AGUA PARA LA CONSTRUCCION 02.00.0090053 OBRAS PRELIMINARES 269.4502.01.00 m2 148.87 1.810302010101 LIMPIEZA DE TERRENO MANUAL 507.65 777.1002.02.00 m2 148.87 3.410302070101 TRAZO NIVELES Y REPLANTEO PRELIMINAR CON VALLAS AISLADAS 03.00.0090015 MOVIMIENTO DE TIERRAS 898.4903.03.00 m3 44.13 20.360303020202 EXCAVACION DE ZANJAS PARA CIMIENTOS HASTA 1.40 M TERRENO NORMAL 96.3903.06.00 m3 3.78 25.500504050611 RELLENO COMPACTADO MANUAL MATERIAL PROPIO 620.4803.07.00 m3 52.45 11.830303070101 ACARREO DE MATERIALES EXCEDENTES 958.79 2,574.1503.08.00 m3 52.45 18.280303051315 ELIMINACION MATERIAL CARGUIO MANUAL VOLQUETE 6 m3 V=30 km/h D= 5 km 04.00.0090009 CONCRETO SIMPLE 04.03.0090041 CIMIENTOS Y SOBRECIMIENTOS 3,531.8304.03.01 m3 32.09 110.060304010102 CONCRETO EN CIMIENTOS CORRIDOS f´c=140 kg/cm2+30%P.G. MAX 8" 1,127.9104.03.02 m3 7.00 161.130304070103 CONCRETO EN SOBRECIMIENTOS f´c=140 kg/cm2+25% P.M. 1,448.09 6,107.83 6,107.8304.03.03 m2 68.76 21.060304070202 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL PARA SOBRECIMIENTO DE 0.30 A 0.60 M 05.00.0090008 CONCRETO ARMADO 05.04.0090007 COLUMNAS Y PLACAS 3,906.6805.04.01 m3 11.73 333.050305070103 CONCRETO EN COLUMNAS F'C=210 KG/CM2 3,844.3405.04.02 m2 110.09 34.920305070201 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN COLUMNAS 5,144.21 12,895.2305.04.03 kg 1,436.93 3.580305070301 ACERO GRADO 60 EN COLUMNAS 05.05.0090025 VIGAS 2,812.9305.05.01 m3 10.97 256.420305080103 CONCRETO EN VIGAS F'C=210 KG/CM2 3,751.0405.05.02 m2 98.53 38.070305080201 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN VIGAS 5,400.00 11,963.9705.05.03 kg 1,508.38 3.580305080301 ACERO GRADO 60 EN VIGAS 05.06.0090014 LOSAS ALIGERADAS S10 Página : 264 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Presupuesto Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA Fórmula 04 MODULO "E" Cliente UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN Tarjeta 0001 Costo al 23/12/2004 Departamento AREQUIPA Provincia AREQUIPA Distrito CERRO COLORADO TotalSubtotalParcialPrecioItem DescripciónCódigo Banco MetradoUnidad 2,460.4305.06.01 m3 9.85 249.790305090204 CONCRETO EN LOSAS ALIGERADAS F'C=210 KG/CM2 3,290.1105.06.02 m2 107.10 30.720305090211 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN LOSAS ALIGERADAS 1,999.4305.06.03 kg 558.50 3.580305090220 ACERO GRADO 60 EN LOSAS ALIGERADAS 1,411.80 9,161.7705.06.04 und 905.00 1.560305090232 LADRILLO HUECO DE ARCILLA 15X30X30 cm PARA TECHO ALIGERADO 05.07.0090055 LOSAS MACIZAS 287.2105.07.01 m3 1.12 256.440305090104 CONCRETO EN LOSAS MACIZAS F'C=210 KG/CM2 317.9505.07.02 m2 10.10 31.480305090111 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN LOSAS MACIZAS 254.61 859.7734,880.7405.07.03 kg 71.12 3.580305090120 ACERO GRADO 60 EN LOSAS MACIZAS 06.00.0090001 ALBAÑILERIA 4,387.7706.01.00 m2 119.46 36.730309010202 MURO DE LADRILLO K.K. 18 HUECOS SOGA MEZC. 1:4 6,371.32 10,759.0906.02.00 m2 108.08 58.950309010102 MURO DE LADRILLO K.K. 18 HUECOS CABEZA MEZC. 1:4 56,892.85COSTO DIRECTO 4,551.43GASTOS GENERALES 8% 61,444.28SUB TOTAL PRESUPUESTO 11,674.41IMPUESTO GENERAL A LAS VENTAS 19% 73,118.69TOTAL PRESUPUESTO SON: SETENTITRES MIL CIENTO DIECIOCHO Y 69/100 NUEVOS SOLES Página :S10 265 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Presupuesto 0302003Obra HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 06Fórmula HELIPUERTO Costo al0001Tarjeta 3/12/2004UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTINCliente Provincia DistritoAREQUIPADepartamento AREQUIPA CERRO COLORADO TotalSubtotalParcialPrecioMetradoUnidadItem Descripción 02.00.00 OBRAS PRELIMINARES 02.01.00 1.81 407.25m2 225.00LIMPIEZA DE TERRENO MANUAL 02.02.00 3.41 767.25 1,174.50m2 225.00TRAZO NIVELES Y REPLANTEO PRELIMINAR CON VALLAS AISLADAS 03.00.00 MOVIMIENTO DE TIERRAS 03.01.00 8.88 399.60m3 45.00CORTE SUPERFICIAL MANUAL HASTA 0.20 M 03.08.00 18.28 1,069.38m3 58.50ELIMINACION MATERIAL CARGUIO MANUAL VOLQUETE 6 m3 V=30 km/h D= 5 km 03.09.00 22.68 1,020.60 2,489.58m3 45.00RELLENO COMPACATDO PARA ESTRUCTURAS CON MATERIAL PROPIO 05.00.00 CONCRETO ARMADO 05.11.00 PISTAS DE CONCRETO 05.11.01 266.30 14,979.38m3 56.25CONCRETO F'C=280 KG/CM2 RENDIMIENTO=16 M3/DIA 05.11.02 31.54 946.20m2 30.00ENCOFRADO Y DESENCOFRADO LOSA DE CIMENTACION 05.11.03 3.36 7,547.90 23,473.4823,473.48kg 2,246.40ACERO ESTRUCTURAL TRABAJADO PARA LOSAS DE FONDO PISO 30.00.00 VARIOS 30.01.00 3.76 225.60m 60.00JUNTAS ASFALTICAS 30.02.00 3.95 237.00 462.60m2 60.00JUNTA DE CONSTRUCCION CON TEKNOPORT 27,600.16COSTO DIRECTO 2,208.01GASTOS GENERALES 8% 29,808.17SUB TOTAL PRESUPUESTO 5,663.55IMPUESTO GENERAL A LAS VENTAS 19% 35,471.72TOTAL PRESUPUESTO SON : TRENTICINCO MIL CUATROCIENTOS SETENTIUNO Y 72/100 NUEVOS SOLES Capítulo IX Costos, Presupuesto, Programación _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. 266 9.4. FORMULA POLINOMICA Fórmula Polinómica Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA Fórmula 01 MODULO “A” Fecha 23/12/2004 UBICACIÓN GEOGRAFICA 040104 CERRO COLORADO Monomio Factor Porcentaje (%) Símbolo Indice Descripción 1 0.295 100.00 M 47 MANO DE OBRA INC. LEYES SOCIALES 2 0.281 100.00 A 03 ACERO DE CONSTRUCCIÓN CORRUGADO 3 0.149 100.00 C 21 CEMENTO PÓRTLAND TIPO I 4 0.110 100.00 ME 44 MADERA TERCIADA PARA CARPINTERÍA 5 0.090 100.00 LAD 17 BLOQUE Y LADRILLO 6 0.075 100.00 GG 39 INDICE GENERAL DE PRECIOS AL K= 0.295*(Mr/Mo) + 0.281*(Ar/Ao) + 0.149*(Cr/Co) + 0.11*(MEr/MEo) + 0.09*(LADr/LADo) + 0.075 (GGr/GGo) Fórmula Polinómica Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA Fórmula 02 MODULO “B” Fecha 23/12/2004 UBICACIÓN GEOGRAFICA 040104 CERRO COLORADO Monomio Factor Porcentaje (%) Símbolo Indice Descripción 1 0.302 100.00 J 47 MANO DE OBRA INC. LEYES SOCIALES 2 0.291 100.00 A 03 ACERO DE CONSTRUCCIÓN CORRUGADO 3 0.137 100.00 C 21 CEMENTO PÓRTLAND TIPO I 4 0.125 100.00 ME 44 MADERA TERCIADA PARA CARPINTERÍA 5 0.070 100.00 LAD 17 BLOQUE Y LADRILLO 6 0.075 100.00 GG 39 INDICE GENERAL DE PRECIOS AL K= 0.302*(Jr/Jo) + 0.291*(Ar/Ao) + 0.137*(Cr/Co) + 0.125*(MEr/MEo) + 0.07*(LADr/LADo) + 0.075 (GGr/GGo) Fórmula Polinómica Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA Fórmula 03 MODULO “C” Fecha 23/12/2004 UBICACIÓN GEOGRAFICA 040104 CERRO COLORADO Monomio Factor Porcentaje (%) Símbolo Indice Descripción 1 0.295 100.00 M 47 MANO DE OBRA INC. LEYES SOCIALES 2 0.281 100.00 A 03 ACERO DE CONSTRUCCIÓN CORRUGADO 3 0.149 100.00 C 21 CEMENTO PÓRTLAND TIPO I 4 0.110 100.00 ME 44 MADERA TERCIADA PARA CARPINTERÍA 5 0.090 100.00 LAD 17 BLOQUE Y LADRILLO 6 0.075 100.00 GG 39 INDICE GENERAL DE PRECIOS AL K= 0.295*(Mr/Mo) + 0.281*(Ar/Ao) + 0.149*(Cr/Co) + 0.11*(MEr/MEo) + 0.09*(LADr/LADo) + 0.075 (GGr/GGo) Fórmula Polinómica Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA Fórmula 04 MODULO “D” Fecha 23/12/2004 UBICACIÓN GEOGRAFICA 040104 CERRO COLORADO Monomio Factor Porcentaje (%) Símbolo Indice Descripción 1 0.315 100.00 M 47 MANO DE OBRA INC. LEYES SOCIALES 2 0.181 100.00 A 03 ACERO DE CONSTRUCCIÓN CORRUGADO 3 0.134 100.00 C 21 CEMENTO PÓRTLAND TIPO I 4 0.143 100.00 ME 44 MADERA TERCIADA PARA CARPINTERÍA 5 0.141 100.00 LAD 17 BLOQUE Y LADRILLO 6 0.086 100.00 I 39 INDICE GENERAL DE PRECIOS AL K= 0.315*(Mr/Mo) + 0.181*(Ar/Ao) + 0.134*(Cr/Co) + 0.143*(MEr/MEo) + 0.141*(LADr/LADo) + 0.086 (Ir/Io) Capítulo IX Costos, Presupuesto, Programación _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. 267 Fórmula Polinómica Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA Fórmula 05 MODULO “E” Fecha 23/12/2004 UBICACIÓN GEOGRAFICA 040104 CERRO COLORADO Monomio Factor Porcentaje (%) Símbolo Indice Descripción 1 0.315 100.00 J 47 MANO DE OBRA INC. LEYES SOCIALES 2 0.175 100.00 A 03 ACERO DE CONSTRUCCIÓN CORRUGADO 3 0.134 100.00 C 21 CEMENTO PÓRTLAND TIPO I 4 0.141 100.00 ME 44 MADERA TERCIADA PARA CARPINTERÍA 5 0.149 100.00 VAR 17 BLOQUE Y LADRILLO 6 0.086 100.00 GG 39 INDICE GENERAL DE PRECIOS AL K= 0.315*(Jr/Jo) + 0.175*(Ar/Ao) + 0.134*(Cr/Co) + 0.141*(MEr/MEo) + 0.149*(VARr/VARo) + 0.086 (GGr/GGo) Fórmula Polinómica Obra 0302003 HOSPITAL RIO SECO – AREQUIPA Fórmula 03 HELIPUERTO Fecha 23/12/2004 UBICACIÓN GEOGRAFICA 040104 CERRO COLORADO Monomio Factor Porcentaje (%) Símbolo Indice Descripción 1 0.185 100.00 M 47 MANO DE OBRA INC. LEYES SOCIALES 2 0.182 100.00 A 03 ACERO DE CONSTRUCCIÓN CORRUGADO 3 0.318 100.00 C 21 CEMENTO PÓRTLAND TIPO I 4 0.092 100.00 ME 44 MAQUINARIA EQUIPO y HERRAMIENTAS 5 0.223 100.00 GG 39 INDICE GENERAL DE PRECIOS AL K= 0.185*(Mr/Mo) + 0.182*(Ar/Ao) + 0.318*(Cr/Co) + 0.092*(MEr/MEo) + 0.223 (GGr/GGo) Capítulo IX Costos, Presupuesto, Programación _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. 268 9.5. LISTADO DE MATERIALES S10 269Página : CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Precios y cantidades de insumos requeridos 0302003Obra HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 06Fórmula HELIPUERTO 23/12/2004Fecha Unidad Precio Cantidad ParcialCódigo Insumo Presupuestado GLACEITE PARA MOTOR SAE-30010004 21.00 0.17 3.57 3.38 KGALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16020007 2.45 112.32 275.18 269.57 KGALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 8020008 2.45 6.60 16.17 16.20 KGCLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3"020105 2.45 3.00 7.35 7.50 KGACERO CORRUGADO FY=4200 kg/cm2 GRADO 60030348 2.55 2,403.65 6,129.31 6,132.67 M3ARENA FINA040000 32.00 0.12 3.84 3.60 M3PIEDRA CHANCADA DE 3/4"050004 30.00 37.13 1,113.90 1,113.75 M3ARENA GRUESA050104 20.00 25.88 517.60 517.50 GLASFALTO RC-250130006 8.00 7.98 63.84 63.60 BOLCEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg)210000 15.61 618.75 9,658.69 9,658.69 PLNTECKNOPORT E= 1"291263 25.00 4.50 112.50 112.80 BOLCAL HIDRATADA DE 30 Kg300101 4.50 11.25 50.63 51.75 M3TRANSPORTE DE AGUA320104 6.25 0.71 4.44 4.50 GLGASOLINA 84 OCTANOS340000 9.23 15.19 140.20 140.06 HEWINCHA DE 50 m370239 150.00 3.60 540.00 540.00 M3AGUA390500 1.00 9.56 9.56 9.56 P2MADERA TORNILLO440016 2.80 109.50 306.60 307.50 HHTOPOGRAFO470032 10.00 3.60 36.00 36.00 HHCAPATAZ470101 11.13 31.25 347.81 347.63 HHOPERARIO470102 9.27 165.36 1,532.89 1,538.74 HHOFICIAL470103 8.37 194.78 1,630.31 1,622.81 HHPEON470104 7.51 403.65 3,031.41 3,030.83 HMCAMION VOLQUETE 4 X 2 140-210 HP 6 m3480423 80.00 3.90 312.00 312.39 HMRODILLO LISO VIBRATORIO TIRO 50-80 HP 4-5.5 ton490315 105.00 9.00 945.00 945.00 HMVIBRADOR DE CONCRETO 4 HP 2.40"490704 6.35 28.13 178.63 178.88 HMMEZCLADORA DE CONCRETO TAMBOR 18 HP 11 p3491007 15.00 28.13 421.95 421.88 27,386.7927,389.37SUB-TOTAL INSUMOS COMODIN %MOHERRAMIENTAS MANUALES370101 213.38 213.38SUB-TOTAL 27,389.37 27,600.17TOTAL 0.00MONTO PARTIDAS ESTIMADAS 27,600.17 La columna parcial es el producto del precio por la cantidad requerida; y en la última columna se muestra el Monto Real que se está utilizando S10 270Página : CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Precios y cantidades de insumos requeridos 0302003Obra HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 01Fórmula MODULO "A" 23/12/2004Fecha Unidad Precio Cantidad ParcialCódigo Insumo Presupuestado GLACEITE PARA MOTOR SAE-30010004 21.00 2.55 53.55 52.41 KGALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16020007 2.45 3,607.42 8,838.18 9,018.58 KGALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 8020008 2.45 510.20 1,249.99 1,254.48 KGCLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3"020105 2.45 517.09 1,266.87 1,267.03 UNDPERNOS HEXAGONALES DE 3/4" X 6" INCLUYE TUERCA021015 2.98 3.00 8.94 8.94 KGACERO CORRUGADO FY=4200 kg/cm2 GRADO 60030348 2.55 64,171.94 163,638.45 163,728.42 M3PIEDRA CHANCADA DE 1/2"050003 30.00 317.20 9,516.00 9,516.00 M3PIEDRA GRANDE DE 8"050009 18.75 27.58 517.13 517.24 M3PIEDRA MEDIANA DE 4"050010 18.75 0.82 15.38 15.44 M3ARENA GRUESA050104 20.00 356.66 7,133.20 7,133.27 UNDLADRILLO PARA TECHO DE 15 X 30 X30 cm 8 HUECOS170104 1.02 9,733.50 9,928.17 9,918.90 UNDLADRILLO K.K. 9 X 14 X 24170450 0.48 53,694.81 25,773.51 25,773.51 BOLCEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg)210000 15.61 5,960.39 93,041.69 93,036.77 BOLCAL HIDRATADA DE 30 Kg300101 4.50 15.89 71.51 73.07 VJETRANSPORTE (IDA + VUELTA)321040 175.00 1.00 175.00 175.00 GLGASOLINA 84 OCTANOS340000 9.23 223.13 2,059.49 2,057.66 HEWINCHA DE 50 m370239 150.00 5.08 762.00 762.50 M3HORMIGON380000 18.75 41.35 775.31 775.03 GLBAGUA PARA LA CONSTRUCCION390507 250.00 3.00 750.00 750.00 P2REGLA DE MADERA431652 3.36 14.05 47.21 47.78 M2CASETA ADICIONAL TECHADA439001 45.00 18.00 810.00 810.00 P2MADERA TORNILLO440016 2.80 17,510.55 49,029.54 49,028.83 PLNTRIPLAY LUPUNA DE 4' X 8' X 6 mm440306 21.42 5.04 107.96 107.96 HHOPERADOR DE EQUIPO LIVIANO470022 9.27 944.13 8,752.09 8,752.63 HHTOPOGRAFO470032 10.00 5.08 50.80 50.83 HHCAPATAZ470101 11.13 1,154.75 12,852.37 13,040.89 HHOPERARIO470102 9.27 6,584.51 61,038.41 61,269.84 HHOFICIAL470103 8.37 5,143.26 43,049.09 43,158.86 HHPEON470104 7.51 7,556.58 56,749.92 56,798.22 HMCAMION VOLQUETE 4 X 2 140-210 HP 6 m3480423 80.00 25.37 2,029.60 2,031.02 HMCOMPACTADOR VIBRATORIO TIPO PLANCHA 4 HP490301 8.00 68.39 547.12 547.12 HMVIBRADOR DE CONCRETO 4 HP 2.40"490704 6.35 318.84 2,024.63 2,024.21 HMMEZCLADORA DE CONCRETO TAMBOR 18 HP 11 p3491007 15.00 318.84 4,782.60 4,782.21 HMMEZCLADORA DE CONCRETO TROMPO 8 HP 9 p3491011 12.00 33.94 407.28 407.36 HMWINCHE DE DOS BALDES DE 350 kg MOTOR ELECTRICO 3491824 12.50 283.44 3,543.00 3,542.88 GLNPINTURA ESMALTE SINTETICO540242 31.50 0.25 7.88 7.88 572,242.77571,403.83SUB-TOTAL INSUMOS COMODIN %MOHERRAMIENTAS MANUALES370101 5,545.28 5,545.28SUB-TOTAL 571,403.83 577,788.05TOTAL 0.00MONTO PARTIDAS ESTIMADAS 577,788.05 La columna parcial es el producto del precio por la cantidad requerida; y en la última columna se muestra el Monto Real que se está utilizando S10 271Página : CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Precios y cantidades de insumos requeridos 0302003Obra HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 02Fórmula MODULO "B" 23/12/2004Fecha Unidad Precio Cantidad ParcialCódigo Insumo Presupuestado GLACEITE PARA MOTOR SAE-30010004 21.00 2.84 59.64 58.03 KGALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16020007 2.45 4,805.94 11,774.55 12,014.86 KGALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 8020008 2.45 694.17 1,700.72 1,709.52 KGCLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3"020105 2.45 756.25 1,852.81 1,856.62 UNDPERNOS HEXAGONALES DE 3/4" X 6" INCLUYE TUERCA021015 2.98 3.00 8.94 8.94 KGACERO CORRUGADO FY=4200 kg/cm2 GRADO 60030348 2.55 85,165.54 217,172.13 217,291.49 M3PIEDRA CHANCADA DE 1/2"050003 30.00 388.01 11,640.30 11,640.39 M3PIEDRA GRANDE DE 8"050009 18.75 3.42 64.13 64.07 M3PIEDRA MEDIANA DE 4"050010 18.75 0.57 10.69 10.72 M3ARENA GRUESA050104 20.00 416.70 8,334.00 8,333.81 UNDLADRILLO PARA TECHO DE 15 X 30 X30 cm 8 HUECOS170104 1.02 11,733.75 11,968.43 11,957.25 UNDLADRILLO K.K. 9 X 14 X 24170450 0.48 42,986.58 20,633.56 20,633.56 BOLCEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg)210000 15.61 7,009.41 109,416.89 109,412.40 BOLCAL HIDRATADA DE 30 Kg300101 4.50 19.38 87.21 89.15 VJETRANSPORTE (IDA + VUELTA)321040 175.00 1.00 175.00 175.00 GLGASOLINA 84 OCTANOS340000 9.23 264.62 2,442.44 2,440.49 HEWINCHA DE 50 m370239 150.00 6.20 930.00 930.22 M3HORMIGON380000 18.75 21.73 407.44 406.97 GLBAGUA PARA LA CONSTRUCCION390507 250.00 3.00 750.00 750.00 P2REGLA DE MADERA431652 3.36 11.57 38.88 39.32 M2CASETA ADICIONAL TECHADA439001 45.00 18.00 810.00 810.00 P2MADERA TORNILLO440016 2.80 24,290.00 68,012.00 68,010.85 PLNTRIPLAY LUPUNA DE 4' X 8' X 6 mm440306 21.42 5.04 107.96 107.96 HHOPERADOR DE EQUIPO LIVIANO470022 9.27 1,094.11 10,142.40 10,142.36 HHOPERADOR DE EQUIPO PESADO470023 9.27 62.55 579.84 575.57 HHTOPOGRAFO470032 10.00 6.20 62.00 62.01 HHCAPATAZ470101 11.13 1,488.75 16,569.79 16,838.19 HHOPERARIO470102 9.27 8,179.58 75,824.71 76,117.94 HHOFICIAL470103 8.37 7,012.21 58,692.20 58,833.67 HHPEON470104 7.51 10,514.16 78,961.34 79,019.13 HMCAMION VOLQUETE 4 X 2 140-210 HP 6 m3480423 80.00 120.07 9,605.60 9,612.69 HMCOMPACTADOR VIBRATORIO TIPO PLANCHA 4 HP490301 8.00 108.52 868.16 868.16 HMCARGADOR RETROEXCAVADOR 62 HP 1 yd3490406 120.00 78.15 9,378.00 9,375.44 HMVIBRADOR DE CONCRETO 4 HP 2.40"490704 6.35 383.56 2,435.61 2,435.32 HMMEZCLADORA DE CONCRETO TAMBOR 18 HP 11 p3491007 15.00 383.56 5,753.40 5,753.45 HMMEZCLADORA DE CONCRETO TROMPO 8 HP 9 p3491011 12.00 18.52 222.24 222.15 HMWINCHE DE DOS BALDES DE 350 kg MOTOR ELECTRICO 3491824 12.50 308.44 3,855.50 3,855.53 GLNPINTURA ESMALTE SINTETICO540242 31.50 0.25 7.88 7.88 742,471.11741,356.35SUB-TOTAL INSUMOS COMODIN %MOHERRAMIENTAS MANUALES370101 7,601.36 7,601.36SUB-TOTAL 741,356.35 750,072.47TOTAL 0.00MONTO PARTIDAS ESTIMADAS 750,072.47 La columna parcial es el producto del precio por la cantidad requerida; y en la última columna se muestra el Monto Real que se está utilizando S10 272Página : CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Precios y cantidades de insumos requeridos 0302003Obra HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 05Fórmula MODULO "C" 23/12/2004Fecha Unidad Precio Cantidad ParcialCódigo Insumo Presupuestado GLACEITE PARA MOTOR SAE-30010004 21.00 2.55 53.55 52.41 KGALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16020007 2.45 3,607.42 8,838.18 9,018.58 KGALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 8020008 2.45 510.20 1,249.99 1,254.48 KGCLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3"020105 2.45 517.09 1,266.87 1,267.03 UNDPERNOS HEXAGONALES DE 3/4" X 6" INCLUYE TUERCA021015 2.98 3.00 8.94 8.94 KGACERO CORRUGADO FY=4200 kg/cm2 GRADO 60030348 2.55 64,171.94 163,638.45 163,728.42 M3PIEDRA CHANCADA DE 1/2"050003 30.00 317.20 9,516.00 9,516.00 M3PIEDRA GRANDE DE 8"050009 18.75 27.58 517.13 517.24 M3PIEDRA MEDIANA DE 4"050010 18.75 0.82 15.38 15.44 M3ARENA GRUESA050104 20.00 356.66 7,133.20 7,133.27 UNDLADRILLO PARA TECHO DE 15 X 30 X30 cm 8 HUECOS170104 1.02 9,733.50 9,928.17 9,918.90 UNDLADRILLO K.K. 9 X 14 X 24170450 0.48 53,694.81 25,773.51 25,773.51 BOLCEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg)210000 15.61 5,960.39 93,041.69 93,036.77 BOLCAL HIDRATADA DE 30 Kg300101 4.50 15.89 71.51 73.07 VJETRANSPORTE (IDA + VUELTA)321040 175.00 1.00 175.00 175.00 GLGASOLINA 84 OCTANOS340000 9.23 223.13 2,059.49 2,057.66 HEWINCHA DE 50 m370239 150.00 5.08 762.00 762.50 M3HORMIGON380000 18.75 41.35 775.31 775.03 GLBAGUA PARA LA CONSTRUCCION390507 250.00 3.00 750.00 750.00 P2REGLA DE MADERA431652 3.36 14.05 47.21 47.78 M2CASETA ADICIONAL TECHADA439001 45.00 18.00 810.00 810.00 P2MADERA TORNILLO440016 2.80 17,510.55 49,029.54 49,028.83 PLNTRIPLAY LUPUNA DE 4' X 8' X 6 mm440306 21.42 5.04 107.96 107.96 HHOPERADOR DE EQUIPO LIVIANO470022 9.27 944.13 8,752.09 8,752.63 HHTOPOGRAFO470032 10.00 5.08 50.80 50.83 HHCAPATAZ470101 11.13 1,154.75 12,852.37 13,040.89 HHOPERARIO470102 9.27 6,584.51 61,038.41 61,269.84 HHOFICIAL470103 8.37 5,143.26 43,049.09 43,158.86 HHPEON470104 7.51 7,556.58 56,749.92 56,798.22 HMCAMION VOLQUETE 4 X 2 140-210 HP 6 m3480423 80.00 25.37 2,029.60 2,031.02 HMCOMPACTADOR VIBRATORIO TIPO PLANCHA 4 HP490301 8.00 68.39 547.12 547.12 HMVIBRADOR DE CONCRETO 4 HP 2.40"490704 6.35 318.84 2,024.63 2,024.21 HMMEZCLADORA DE CONCRETO TAMBOR 18 HP 11 p3491007 15.00 318.84 4,782.60 4,782.21 HMMEZCLADORA DE CONCRETO TROMPO 8 HP 9 p3491011 12.00 33.94 407.28 407.36 HMWINCHE DE DOS BALDES DE 350 kg MOTOR ELECTRICO 3491824 12.50 283.44 3,543.00 3,542.88 GLNPINTURA ESMALTE SINTETICO540242 31.50 0.25 7.88 7.88 572,242.77571,403.83SUB-TOTAL INSUMOS COMODIN %MOHERRAMIENTAS MANUALES370101 5,545.28 5,545.28SUB-TOTAL 571,403.83 577,788.05TOTAL 0.00MONTO PARTIDAS ESTIMADAS 577,788.05 La columna parcial es el producto del precio por la cantidad requerida; y en la última columna se muestra el Monto Real que se está utilizando S10 273Página : CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Precios y cantidades de insumos requeridos 0302003Obra HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 03Fórmula MODULO "D" 23/12/2004Fecha Unidad Precio Cantidad ParcialCódigo Insumo Presupuestado GLACEITE PARA MOTOR SAE-30010004 21.00 0.17 3.57 3.23 KGALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16020007 2.45 221.29 542.16 553.21 KGALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 8020008 2.45 73.55 180.20 180.47 KGCLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3"020105 2.45 72.43 177.45 177.15 UNDPERNOS HEXAGONALES DE 3/4" X 6" INCLUYE TUERCA021015 2.98 3.00 8.94 8.94 KGACERO CORRUGADO FY=4200 kg/cm2 GRADO 60030348 2.55 3,932.50 10,027.88 10,033.37 M3PIEDRA CHANCADA DE 1/2"050003 30.00 18.85 565.50 565.30 M3PIEDRA GRANDE DE 8"050009 18.75 15.67 293.81 293.88 M3PIEDRA MEDIANA DE 4"050010 18.75 2.88 54.00 53.98 M3ARENA GRUESA050104 20.00 28.19 563.80 564.10 UNDLADRILLO PARA TECHO DE 15 X 30 X30 cm 8 HUECOS170104 1.02 918.75 937.13 936.25 UNDLADRILLO K.K. 9 X 14 X 24170450 0.48 10,676.43 5,124.69 5,124.68 BOLCEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg)210000 15.61 519.64 8,111.58 8,111.11 BOLCAL HIDRATADA DE 30 Kg300101 4.50 7.47 33.62 34.38 VJETRANSPORTE (IDA + VUELTA)321040 175.00 1.00 175.00 175.00 GLGASOLINA 84 OCTANOS340000 9.23 15.81 145.93 146.09 HEWINCHA DE 50 m370239 150.00 2.39 358.50 358.73 M3HORMIGON380000 18.75 33.48 627.75 627.57 GLBAGUA PARA LA CONSTRUCCION390507 250.00 3.00 750.00 750.00 M2CASETA ADICIONAL TECHADA439001 45.00 12.00 540.00 540.00 P2MADERA TORNILLO440016 2.80 2,258.22 6,323.02 6,323.21 PLNTRIPLAY LUPUNA DE 4' X 8' X 6 mm440306 21.42 5.04 107.96 107.96 HHOPERADOR DE EQUIPO LIVIANO470022 9.27 67.70 627.58 627.64 HHTOPOGRAFO470032 10.00 2.39 23.90 23.92 HHCAPATAZ470101 11.13 117.86 1,311.78 1,326.45 HHOPERARIO470102 9.27 720.98 6,683.48 6,698.00 HHOFICIAL470103 8.37 482.19 4,035.93 4,042.65 HHPEON470104 7.51 838.88 6,299.99 6,304.83 HMCAMION VOLQUETE 4 X 2 140-210 HP 6 m3480423 80.00 3.43 274.40 274.26 HMCOMPACTADOR VIBRATORIO TIPO PLANCHA 4 HP490301 8.00 3.56 28.48 28.48 HMVIBRADOR DE CONCRETO 4 HP 2.40"490704 6.35 17.70 112.40 112.38 HMMEZCLADORA DE CONCRETO TAMBOR 18 HP 11 p3491007 15.00 17.70 265.50 265.52 HMMEZCLADORA DE CONCRETO TROMPO 8 HP 9 p3491011 12.00 14.60 175.20 175.11 HMWINCHE DE DOS BALDES DE 350 kg MOTOR ELECTRICO 3491824 12.50 17.70 221.25 221.27 GLNPINTURA ESMALTE SINTETICO540242 31.50 0.25 7.88 7.88 55,777.0055,720.23SUB-TOTAL INSUMOS COMODIN %MOHERRAMIENTAS MANUALES370101 583.20 583.20SUB-TOTAL 55,720.23 56,360.20TOTAL 0.00MONTO PARTIDAS ESTIMADAS 56,360.20 La columna parcial es el producto del precio por la cantidad requerida; y en la última columna se muestra el Monto Real que se está utilizando S10 274Página : CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PROGRAMACION Precios y cantidades de insumos requeridos 0302003Obra HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 04Fórmula MODULO "E" 23/12/2004Fecha Unidad Precio Cantidad ParcialCódigo Insumo Presupuestado GLACEITE PARA MOTOR SAE-30010004 21.00 0.16 3.36 3.21 KGALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 16020007 2.45 215.51 528.00 538.78 KGALAMBRE NEGRO RECOCIDO # 8020008 2.45 71.60 175.42 175.73 KGCLAVOS PARA MADERA CON CABEZA DE 3"020105 2.45 71.57 175.35 174.91 UNDPERNOS HEXAGONALES DE 3/4" X 6" INCLUYE TUERCA021015 2.98 3.00 8.94 8.94 KGACERO CORRUGADO FY=4200 kg/cm2 GRADO 60030348 2.55 3,825.19 9,754.23 9,759.57 M3PIEDRA CHANCADA DE 1/2"050003 30.00 18.52 555.60 555.57 M3PIEDRA GRANDE DE 8"050009 18.75 16.05 300.94 301.00 M3PIEDRA MEDIANA DE 4"050010 18.75 2.94 55.13 55.16 M3ARENA GRUESA050104 20.00 28.83 576.60 576.54 UNDLADRILLO PARA TECHO DE 15 X 30 X30 cm 8 HUECOS170104 1.02 950.25 969.26 968.35 UNDLADRILLO K.K. 9 X 14 X 24170450 0.48 11,792.22 5,660.27 5,660.26 BOLCEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg)210000 15.61 523.49 8,171.68 8,171.33 BOLCAL HIDRATADA DE 30 Kg300101 4.50 7.44 33.48 34.24 VJETRANSPORTE (IDA + VUELTA)321040 175.00 1.00 175.00 175.00 GLGASOLINA 84 OCTANOS340000 9.23 15.69 144.82 144.90 HEWINCHA DE 50 m370239 150.00 2.38 357.00 357.29 M3HORMIGON380000 18.75 34.27 642.56 642.47 GLBAGUA PARA LA CONSTRUCCION390507 250.00 3.00 750.00 750.00 M2CASETA ADICIONAL TECHADA439001 45.00 12.00 540.00 540.00 P2MADERA TORNILLO440016 2.80 2,242.47 6,278.92 6,278.94 PLNTRIPLAY LUPUNA DE 4' X 8' X 6 mm440306 21.42 5.04 107.96 107.96 HHOPERADOR DE EQUIPO LIVIANO470022 9.27 67.05 621.55 621.67 HHTOPOGRAFO470032 10.00 2.38 23.80 23.82 HHCAPATAZ470101 11.13 118.99 1,324.36 1,338.86 HHOPERARIO470102 9.27 734.84 6,811.97 6,826.07 HHOFICIAL470103 8.37 474.52 3,971.73 3,978.15 HHPEON470104 7.51 858.06 6,444.03 6,448.85 HMCAMION VOLQUETE 4 X 2 140-210 HP 6 m3480423 80.00 3.50 280.00 280.08 HMCOMPACTADOR VIBRATORIO TIPO PLANCHA 4 HP490301 8.00 3.78 30.24 30.24 HMVIBRADOR DE CONCRETO 4 HP 2.40"490704 6.35 17.37 110.30 110.29 HMMEZCLADORA DE CONCRETO TAMBOR 18 HP 11 p3491007 15.00 17.37 260.55 260.58 HMMEZCLADORA DE CONCRETO TROMPO 8 HP 9 p3491011 12.00 14.94 179.28 179.23 HMWINCHE DE DOS BALDES DE 350 kg MOTOR ELECTRICO 3491824 12.50 17.37 217.13 217.15 GLNPINTURA ESMALTE SINTETICO540242 31.50 0.25 7.88 7.88 56,303.0256,247.31SUB-TOTAL INSUMOS COMODIN %MOHERRAMIENTAS MANUALES370101 589.88 589.88SUB-TOTAL 56,247.31 56,892.90TOTAL 0.00MONTO PARTIDAS ESTIMADAS 56,892.90 La columna parcial es el producto del precio por la cantidad requerida; y en la última columna se muestra el Monto Real que se está utilizando Capítulo IX Costos, Presupuesto, Programación _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. 275 PROGRAMACION DE OBRAS 9.6. DIAGRAMA DE BARRAS 9.6.1. INTRODUCCION El método de la ruta crítica se introduce en la industria de la construcción entre 1956 y 1958, y demuestra su valor con excelentes resultados, tanto en pequeños como en grandes proyectos. Es en esencia la representación del plan de un proyecto en un diagrama o red, que describe la secuencia é interrelación de todos los componentes del Proyecto, así como el análisis lógico y la manipulación de la red, para la completa determinación del mejor programa de operación. (*1) Finalmente, durante la construcción el diagrama, prevee al director del Proyecto de información precisa de los efectos de cada retraso o variación en el plan adoptado, permitiéndole así identificar las operaciones que requieren cambios. La ventaja sobresaliente del diagrama de barras es que obliga a una presentación completa y precisa de todas las actividades del Proyecto, desde su inicio por medio de todas sus articulaciones, hasta su terminación. (*1) permite hallar la mínima duración del Proyecto conociendo la duración de cada parte de éste. 9.6.2. PROBLEMA COSTO - TIEMPO Al analizar o revisar un problema de construcción, primero se prepara un diagrama (o modelo) en forma de una red esquemática que presenta todas las operaciones y las relaciones de unas con otras. Todo proceso de construcción puede dividirse en un considerable número de procesos ú operaciones. Los principales factores que predominan en la sección de la mejor combinación pueden ser costo, tiempo. Si el tiempo no tuviese importancia, cada proceso pudiese ejecutarse de forma tal, que resultara el mínimo costo directo. Si el costo no tuviese consecuencias, cada operación, pudiera ser mostrada hasta terminarla en el menor tiempo. Capítulo IX Costos, Presupuesto, Programación _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. 276 La solución al problema costo – tiempo no es simple, pues todos los costos varían con el tiempo; de ello resulta necesario encontrar una combinación apropiada de procesos ú operaciones que deberán reducirse en tiempo; a fin de que produzcan el proyecto más económico, teniendo en cuenta el costo directo como el indirecto 9.6.3. DETERMINACION DE ACTIVIDADES Para examinar un trabajo de construcción, primero es necesario, preparar un diagrama (prototipo) en la forma de una red esquemática que presente todas las operaciones componentes y las relaciones de unas con otras es decir, deberá gráficamente representarse las diversas etapas del Proyecto. La primera fase del planeamiento se establece en la Determinación de actividades, es decir, corresponde a la subdivisión del trabajo total en pequeñas operaciones parciales que deben ser ejecutados en un determinado orden para completar el mismo. De esta manera se podrá evaluar cada una de las unidades mínimas o actividades, cada una de las cuales puede ejecutarse por diferentes combinaciones de : métodos de construcción, equipo, capacidad de cuadrillas, horas de trabajo, etc. Los factores principales que predominan en la sección de la mejor combinación pueden ser el costo, tiempo o ambos. El segundo paso del Planeamiento del trabajo será determinar la relación existente entre cada una de las operaciones. Aunque muchas actividades pueden ejecutarse a un mismo tiempo, es decir, simultáneamente, algunas deben de ordenarse de acuerdo con una secuencia necesaria, llamada cadena, por ejemplo, el colado de la losa y vigas presupone la cimbra y colocación del acero de refuerzo, lo cual representa restricciones físicas para la secuencia de actividades. Una forma de examinar la precedencia de cada actividad podría ser sujetarnos a las siguientes preguntas : „ Cuáles son las actividades precedentes a ésta ? „ Qué actividades deben proseguirle ? „ Qué actividades pueden realizarse simultáneamente con ésta ? En esta forma se analiza cada actividad, determinándose la secuencia necesaria. Cada actividad tiene, por lo tanto, definido un evento que le señala la posible iniciación; dicho evento puede ser el inicio de todo el trabajo, o la conclusión de una actividad Capítulo IX Costos, Presupuesto, Programación _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. 277 precedente. Conviene aclarar que la terminación de una actividad señala el inicio de otra que depende de aquella. En consecuencia, no se permite traslapar actividades. Esta es la parte más importante de la Planificación, pues la bondad de la misma dependerá de la exactitud de los datos, que se determinan en base a la experiencia y conocimiento del trabajo a ejecutarse. Para la determinación de la RUTA CRITICA, sólo nos interesa la duración total de cada operación. La RUTA CRITICA deberá estar establecida por la cadena de actividades que inician inmediatamente después de terminada su operación predecesora. El camino crítico nos dará la duración de la ejecución de la obra. En esta sección presentamos el Diagrama de Barras de cada Módulo. Señalamos que el inicio del trabajo se realizará con el Módulo “B” por comprometer la cimentación de los Módulos adyacentes “A” y “C”, ya que este presenta su cimentación a un nivel inferior a los mencionados, se continúa luego con el Módulo “A”, Escalera de Servicio A, Módulo “D”, Módulo “C”, Escalera de Servicio C y finalmente el Módulo “E”. Tomaremos como ejemplo las actividades determinadas para la edificación del Módulo Central (Módulo B), listando las actividades a realizarse en el sótano: 1) Construcciones . Provisionales 2) Agua para la obra 3) Energía Eléctrica 4) Limpieza del terreno 5) Trazo preliminar 6) Corte de Sótano 7) Nivelación del terreno 8) Trazo de cimentaciones 9) Excavaciones 10) Solado para zapatas 11) Habilitación de Ø 12) Encofrado de vigas de cimentación 13) Colocación de Ø en zapatas y vigas de cimentación 14) Colocación de Ø en columnas y placas 15) Colocación de Ø en muro de sótano 16) Colocación de Ø en caja de ascensor 17) Vaceado de zapatas y vigas de cimentación Capítulo IX Costos, Presupuesto, Programación _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA. 278 18) Vaceado de cimientos corridos 19) Encofrado de sobrecimientos 20) Vaceado de sobrecimientos 21) Desencofrado de sobrecimientos 22) Relleno y compactado 23) Encofrado de columnas y placas 24) Encofrado de muro de sótano 25) Encofrado de escaleras principales 26) Colocación de Ø en escaleras principales 27) Vaceado de muro de sótano 28) Vaceado de columnas y placas 29) Desencofrado de muros columnas y placas 30) Desencofrado de escaleras principales 31) Asentado de tabiquería 32) Encofrado de vigas y losas 33) Colocación de ladrillo hueco 34) Colocación de Ø en vigas y losas 35) Vaceado de vigas y losas 36) Fraguado de vigas y losas 37) Relleno de zanjas 38) Desencofrado de vigas y losas Similarmente se ha procedido para todos y cada uno de los Módulos del Proyecto. El cuadro de programación de la Obra se muestra a continuación : Página :S10 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PR 279 Tiempos para programación HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPAObra 0302003 Fórmula 01 MODULO "A" Item Descripción partida Unidad Metrado Rendimiento (Ru) Tiempo unitario (Tu=Metrado/Ru) Factor multiplicid. (f) 01.00.00 OBRAS PROVISIONALES CASETA ADICIONAL P/GUARDIANIA Y/O DEPOSITO m2 18.0001.01.00 18.001.000 18.00 1 MOVILIZACION DE MAQUINARIAS HERRAMIENTAS PARA LA OBRA glb 0.2501.02.00 1.001.000 0.25 1 CARTEL DE IDENTIFICACION DE LA OBRA DE 5.40M X 3.60M. und 0.2501.03.00 1.001.000 0.25 1 AGUA PARA LA CONSTRUCCION glb 3.0001.04.00 1.00 02.00.00 OBRAS PRELIMINARES LIMPIEZA DE TERRENO MANUAL m2 317.7102.01.00 6.0040.000 7.94 2 TRAZO NIVELES Y REPLANTEO PRELIMINAR CON VALLAS AISLADAS m2 317.7102.02.00 1.00500.000 0.64 1 03.00.00 MOVIMIENTO DE TIERRAS EXCAVACION DE ZANJAS PARA ZAPATAS DE 1.40 M A 1.70 M DE PROFUNDIDAD m3 158.1203.02.00 8.002.500 63.25 8 EXCAVACION DE ZANJAS PARA CIMIENTOS HASTA 1.40 M TERRENO NORMAL m3 11.1003.03.00 4.003.490 3.18 1 RELLENO COMPACTADO MANUAL MATERIAL PROPIO m3 68.3903.06.00 3.008.000 8.55 3 ACARREO DE MATERIALES EXCEDENTES m3 380.3403.07.00 8.006.000 63.39 8 ELIMINACION MATERIAL CARGUIO MANUAL VOLQUETE 6 m3 V=30 km/h D= 5 km m3 380.3403.08.00 6.0030.000 12.68 3 04.00.00 CONCRETO SIMPLE CONCRETO CICLOPIO PARA SUB ZAPATAS C:H. 1:10 +70% P.G. MAX 8" m3 32.6504.01.00 1.0024.000 1.36 2 SOLADO PARA ZAPATAS DE 4" MEZCLA 1:12 CEMENTO-HORMIGON m2 140.5204.02.00 1.0060.000 2.34 3 04.03.00 CIMIENTOS Y SOBRECIMIENTOS CONCRETO EN CIMIENTOS CORRIDOS f´c=140 kg/cm2+30%P.G. MAX 8" m3 9.4404.03.01 1.0025.000 0.38 1 CONCRETO EN SOBRECIMIENTOS f´c=140 kg/cm2+25% P.M. m3 1.9604.03.02 1.0012.000 0.16 1 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL PARA SOBRECIMIENTO DE 0.30 A 0.60 M m2 26.1904.03.03 1.0014.500 1.81 2 05.00.00 CONCRETO ARMADO 05.01.00 ZAPATAS CONCRETO EN ZAPATAS F'C= 210 KG/CM2 m3 56.4305.01.01 1.0025.000 2.26 3 ACERO PARA ZAPATAS GRADO 60 kg 1,385.1705.01.02 2.00250.000 5.54 3 05.02.00 VIGAS DE CIMENTACION CONCRETO EN VIGAS DE CIMENTACION F'C= 210 KG/CM2 m3 20.1205.02.01 1.0022.000 0.91 1 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO VIGA DE CIMENTACION m2 118.1705.02.02 4.0015.000 7.88 2 ACERO EN VIGA DE CIMENTACION GRADO 60 kg 3,915.6305.02.03 4.00250.000 15.66 4 05.04.00 COLUMNAS Y PLACAS CONCRETO EN COLUMNAS F'C=210 KG/CM2 m3 136.5705.04.01 3.0010.000 13.66 5 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN COLUMNAS m2 1,140.0705.04.02 6.008.000 142.51 24 ACERO GRADO 60 EN COLUMNAS kg 25,835.5705.04.03 4.00250.000 103.34 26 05.05.00 VIGAS CONCRETO EN VIGAS F'C=210 KG/CM2 m3 115.6205.05.01 1.0020.000 5.78 6 Página :S10 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PR 280 Tiempos para programación HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPAObra 0302003 Fórmula 01 MODULO "A" Item Descripción partida Unidad Metrado Rendimiento (Ru) Tiempo unitario (Tu=Metrado/Ru) Factor multiplicid. (f) ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN VIGAS m2 455.4705.05.02 6.008.500 53.58 9 ACERO GRADO 60 EN VIGAS kg 16,822.7105.05.03 6.00250.000 67.29 12 05.06.00 LOSAS ALIGERADAS CONCRETO EN LOSAS ALIGERADAS F'C=210 KG/CM2 m3 104.2205.06.01 1.0025.000 4.17 5 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN LOSAS ALIGERADAS m2 1,097.0205.06.02 4.0013.500 81.26 21 ACERO GRADO 60 EN LOSAS ALIGERADAS kg 6,513.7505.06.03 2.00250.000 26.06 14 LADRILLO HUECO DE ARCILLA 15X30X30 cm PARA TECHO ALIGERADO und 9,270.0005.06.04 1.001,600.000 5.79 6 05.08.00 ESCALERAS CONCRETO EN ESCALERAS F'C=210 KG/CM2 m3 58.1505.08.01 1.0010.000 5.82 6 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN ESCALERAS m2 112.5605.08.02 2.005.000 22.51 12 ACERO GRADO 60 EN ESCALERAS kg 1,583.2205.08.03 1.00266.670 5.94 6 05.09.00 CISTERNA CONCRETO EN CISTERNA SUBTERRANEA F'C=210 KG/CM2 m3 12.5205.09.01 1.0010.000 1.25 2 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN CISTERNA SUBTERRANEA m2 69.0805.09.02 2.0010.960 6.30 4 ACERO GRADO 60 EN CISTERNA SUBTERRANEA kg 639.3205.09.03 2.00260.000 2.46 2 05.10.00 TANQUE ELEVADO CONCRETO EN TANQUE ELEVADO F'C=210 KG/CM2 m3 60.0705.10.01 1.0010.000 6.01 7 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN TANQUE ELEVADO m2 99.5305.10.02 1.0010.810 9.21 10 ACERO GRADO 60 EN TANQUE ELEVADO kg 3,278.4105.10.03 1.00260.000 12.61 13 06.00.00 ALBAÑILERIA MURO DE LADRILLO K.K. 18 HUECOS SOGA MEZC. 1:4 m2 1,376.7906.01.00 5.009.460 145.54 30 Página :S10 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PR 281 Tiempos para programación HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPAObra 0302003 Fórmula 02 MODULO "B" Item Descripción partida Unidad Metrado Rendimiento (Ru) Tiempo unitario (Tu=Metrado/Ru) Factor multiplicid. (f) 01.00.00 OBRAS PROVISIONALES CASETA ADICIONAL P/GUARDIANIA Y/O DEPOSITO m2 18.0001.01.00 18.001.000 18.00 1 MOVILIZACION DE MAQUINARIAS HERRAMIENTAS PARA LA OBRA glb 0.2501.02.00 1.001.000 0.25 1 CARTEL DE IDENTIFICACION DE LA OBRA DE 5.40M X 3.60M. und 0.2501.03.00 1.001.000 0.25 1 AGUA PARA LA CONSTRUCCION glb 3.0001.04.00 1.00 02.00.00 OBRAS PRELIMINARES LIMPIEZA DE TERRENO MANUAL m2 387.5902.01.00 5.0040.000 9.69 2 TRAZO NIVELES Y REPLANTEO PRELIMINAR CON VALLAS AISLADAS m2 387.5902.02.00 1.00500.000 0.78 1 03.00.00 MOVIMIENTO DE TIERRAS EXCAVACION MASIVA A MAQUINA EN TERRENO NORMAL CON RETROEXCAVADORA DE 5Y3 m3 1,279.0503.01.00 2.00131.000 9.76 5 EXCAVACION DE ZANJAS PARA ZAPATAS DE 1.40 M A 1.70 M DE PROFUNDIDAD m3 201.9503.02.00 10.002.500 80.78 9 EXCAVACION DE ZANJAS PARA CIMIENTOS HASTA 1.40 M TERRENO NORMAL m3 12.2303.03.00 2.003.490 3.50 2 RELLENO COMPACTADO MANUAL MATERIAL PROPIO m3 108.5203.06.00 2.008.000 13.57 7 ACARREO DE MATERIALES EXCEDENTES m3 137.3603.07.00 4.006.000 22.89 6 ELIMINACION MATERIAL CARGUIO MANUAL VOLQUETE 6 m3 V=30 km/h D= 5 km m3 1,800.1303.08.00 5.0030.000 60.00 12 04.00.00 CONCRETO SIMPLE SOLADO PARA ZAPATAS DE 4" MEZCLA 1:12 CEMENTO-HORMIGON m2 115.6504.02.00 1.0060.000 1.93 2 04.03.00 CIMIENTOS Y SOBRECIMIENTOS CONCRETO EN CIMIENTOS CORRIDOS f´c=140 kg/cm2+30%P.G. MAX 8" m3 6.8304.03.01 1.0025.000 0.27 1 CONCRETO EN SOBRECIMIENTOS f´c=140 kg/cm2+25% P.M. m3 1.3604.03.02 1.0012.000 0.11 1 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL PARA SOBRECIMIENTO DE 0.30 A 0.60 M m2 18.1604.03.03 1.0014.500 1.25 2 05.00.00 CONCRETO ARMADO 05.01.00 ZAPATAS CONCRETO EN ZAPATAS F'C= 210 KG/CM2 m3 65.0105.01.01 1.0025.000 2.60 3 ACERO PARA ZAPATAS GRADO 60 kg 1,383.3705.01.02 2.00250.000 5.53 3 05.02.00 VIGAS DE CIMENTACION CONCRETO EN VIGAS DE CIMENTACION F'C= 210 KG/CM2 m3 28.1105.02.01 1.0022.000 1.28 2 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO VIGA DE CIMENTACION m2 47.0305.02.02 2.0015.000 3.14 2 ACERO EN VIGA DE CIMENTACION GRADO 60 kg 6,669.6505.02.03 4.00250.000 26.68 7 05.03.00 MUROS DE SOTANO CONCRETO EN MUROS REFORZADOS F'C= 210 KG/CM2 m3 55.1305.03.01 2.0010.000 5.51 3 ENCOFRADO Y DESENCOF MUROS REFORZADOS m2 488.9805.03.02 6.0011.000 44.45 8 ACERO EN MUROS REFORZADOS GRADO 60 kg 5,099.5305.03.03 4.00250.000 20.40 6 05.04.00 COLUMNAS Y PLACAS Página :S10 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PR 282 Tiempos para programación HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPAObra 0302003 Fórmula 02 MODULO "B" Item Descripción partida Unidad Metrado Rendimiento (Ru) Tiempo unitario (Tu=Metrado/Ru) Factor multiplicid. (f) CONCRETO EN COLUMNAS F'C=210 KG/CM2 m3 193.1705.04.01 1.0010.000 19.32 20 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN COLUMNAS m2 1,767.1205.04.02 6.008.000 220.89 37 ACERO GRADO 60 EN COLUMNAS kg 35,253.5305.04.03 4.00250.000 141.01 36 05.05.00 VIGAS CONCRETO EN VIGAS F'C=210 KG/CM2 m3 128.2305.05.01 1.0020.000 6.41 7 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN VIGAS m2 505.1505.05.02 4.008.500 59.43 15 ACERO GRADO 60 EN VIGAS kg 18,272.7805.05.03 4.00250.000 73.09 19 05.06.00 LOSAS ALIGERADAS CONCRETO EN LOSAS ALIGERADAS F'C=210 KG/CM2 m3 116.9705.06.01 1.0025.000 4.68 5 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN LOSAS ALIGERADAS m2 1,322.5305.06.02 4.0013.500 97.97 25 ACERO GRADO 60 EN LOSAS ALIGERADAS kg 7,170.2605.06.03 4.00250.000 28.68 8 LADRILLO HUECO DE ARCILLA 15X30X30 cm PARA TECHO ALIGERADO und 11,175.0005.06.04 1.001,600.000 6.98 7 05.07.00 LOSAS MACIZAS CONCRETO EN LOSAS MACIZAS F'C=210 KG/CM2 m3 39.3605.07.01 0.5020.000 1.97 4 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN LOSAS MACIZAS m2 199.8005.07.02 4.0010.810 18.48 5 ACERO GRADO 60 EN LOSAS MACIZAS kg 1,326.7405.07.03 1.00250.000 5.31 6 05.08.00 ESCALERAS CONCRETO EN ESCALERAS F'C=210 KG/CM2 m3 61.8005.08.01 1.0010.000 6.18 7 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN ESCALERAS m2 129.0405.08.02 5.005.000 25.81 6 ACERO GRADO 60 EN ESCALERAS kg 4,418.0905.08.03 3.00266.670 16.57 6 06.00.00 ALBAÑILERIA MURO DE LADRILLO K.K. 18 HUECOS SOGA MEZC. 1:4 m2 1,102.2206.01.00 6.009.460 116.51 20 Página :S10 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PR 283 Tiempos para programación HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPAObra 0302003 Fórmula 03 MODULO "D" Item Descripción partida Unidad Metrado Rendimiento (Ru) Tiempo unitario (Tu=Metrado/Ru) Factor multiplicid. (f) 01.00.00 OBRAS PROVISIONALES CASETA ADICIONAL P/GUARDIANIA Y/O DEPOSITO m2 12.0001.01.00 12.001.000 12.00 1 MOVILIZACION DE MAQUINARIAS HERRAMIENTAS PARA LA OBRA glb 0.2501.02.00 1.001.000 0.25 1 CARTEL DE IDENTIFICACION DE LA OBRA DE 5.40M X 3.60M. und 0.2501.03.00 1.001.000 0.25 1 AGUA PARA LA CONSTRUCCION glb 3.0001.04.00 1.00 02.00.00 OBRAS PRELIMINARES LIMPIEZA DE TERRENO MANUAL m2 149.4702.01.00 4.0040.000 3.74 1 TRAZO NIVELES Y REPLANTEO PRELIMINAR CON VALLAS AISLADAS m2 149.4702.02.00 1.00500.000 0.30 1 03.00.00 MOVIMIENTO DE TIERRAS EXCAVACION DE ZANJAS PARA CIMIENTOS HASTA 1.40 M TERRENO NORMAL m3 43.0703.03.00 6.003.490 12.34 3 RELLENO COMPACTADO MANUAL MATERIAL PROPIO m3 3.5603.06.00 1.008.000 0.45 1 ACARREO DE MATERIALES EXCEDENTES m3 51.3603.07.00 3.006.000 8.56 3 ELIMINACION MATERIAL CARGUIO MANUAL VOLQUETE 6 m3 V=30 km/h D= 5 km m3 51.3603.08.00 1.0030.000 1.71 2 04.00.00 CONCRETO SIMPLE 04.03.00 CIMIENTOS Y SOBRECIMIENTOS CONCRETO EN CIMIENTOS CORRIDOS f´c=140 kg/cm2+30%P.G. MAX 8" m3 31.3304.03.01 0.5025.000 1.25 3 CONCRETO EN SOBRECIMIENTOS f´c=140 kg/cm2+25% P.M. m3 6.8504.03.02 0.5012.000 0.57 2 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL PARA SOBRECIMIENTO DE 0.30 A 0.60 M m2 67.0604.03.03 1.0014.500 4.62 5 05.00.00 CONCRETO ARMADO 05.04.00 COLUMNAS Y PLACAS CONCRETO EN COLUMNAS F'C=210 KG/CM2 m3 11.8805.04.01 1.0010.000 1.19 2 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN COLUMNAS m2 112.5505.04.02 4.008.000 14.07 4 ACERO GRADO 60 EN COLUMNAS kg 1,445.8005.04.03 2.00250.000 5.78 3 05.05.00 VIGAS CONCRETO EN VIGAS F'C=210 KG/CM2 m3 11.8305.05.01 1.0020.000 0.59 1 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN VIGAS m2 106.4005.05.02 4.008.500 12.52 4 ACERO GRADO 60 EN VIGAS kg 1,626.6305.05.03 2.00250.000 6.51 4 05.06.00 LOSAS ALIGERADAS CONCRETO EN LOSAS ALIGERADAS F'C=210 KG/CM2 m3 9.4305.06.01 1.0025.000 0.38 1 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN LOSAS ALIGERADAS m2 103.6005.06.02 4.0013.500 7.67 2 ACERO GRADO 60 EN LOSAS ALIGERADAS kg 532.8005.06.03 2.00250.000 2.13 2 LADRILLO HUECO DE ARCILLA 15X30X30 cm PARA TECHO ALIGERADO und 875.0005.06.04 1.001,600.000 0.55 1 05.07.00 LOSAS MACIZAS CONCRETO EN LOSAS MACIZAS F'C=210 KG/CM2 m3 1.1205.07.01 1.0020.000 0.06 1 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN LOSAS MACIZAS m2 7.7005.07.02 1.0010.810 0.71 1 ACERO GRADO 60 EN LOSAS MACIZAS kg 70.0005.07.03 1.00250.000 0.28 1 06.00.00 ALBAÑILERIA Página :S10 CAPITULO IX COSTOS PRESUPUESTOS Y PR 284 Tiempos para programación HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPAObra 0302003 Fórmula 03 MODULO "D" Item Descripción partida Unidad Metrado Rendimiento (Ru) Tiempo unitario (Tu=Metrado/Ru) Factor multiplicid. (f) MURO DE LADRILLO K.K. 18 HUECOS SOGA MEZC. 1:4 m2 111.0906.01.00 4.009.460 11.74 3 MURO DE LADRILLO K.K. 18 HUECOS CABEZA MEZC. 1:4 m2 96.1206.02.00 4.006.450 14.90 4 pág 285 pág 285 PROGRAMACION DE OBRAS Obra : ´302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA MODULOS "A" y "C" Duración : 90 días Fecha : ´23/12/2004 L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 1.0 OBRAS PROVISIONALES Caseta para guardianía y/o depósito Movilización de maquinarias Cartel de identificación de la Obra Agua para la Construcción 2.0 OBRAS PRELIMINARES Limpieza de terreno manual Trazo de Niveles y Replanteo 3.0 MOVIMIENTO DE TIERRAS Excav. de zanjas para zapatas Excav. de zanjas para cimientos Relleno compactado manual mat. Pr. Acarreo de mat. Excedentes Eliminac. Material c/ Volquete 4.0 CONCRETO SIMPLE Concreto ciclopeo para sub-zapatas Solado para zapata 4" CIMIENTOS Y SOBRECIMIENTOS Concreto Cimientos corridos Concreto en sobrecimientos Encofrado normal para sobrecimientos 5.0 CONCRETO ARMADO ZAPATAS Concreto en Zapàtas f´c=210 Acero en zapatas VIGAS DE CIMENTACION Concreto de vigas de cim. f´c=210 Encof y desenc de vigas de cimentación Acero grado 60 de vigas de cimentación COLUMNAS Y PLACAS 1° Piso 2do Piso 3er Piso 4to Piso 5to Piso Concreto en columnas f´c=210 Encofr y desencofr. Normal en columnas Acero grado 60 en columnas VIGAS Concreto de vigas f´c=210 1° Piso 2do Piso 3er Piso 4to Piso 5to Piso Encof y desenc de vigas Acero grado 60 de vigas LOSAS ALIGERADAS Concreto en losas aligeradas f´c=210 1° Piso 2do Piso 3er Piso 4to Piso 5to Piso Encof y desenc de losas aligeradas Acero grado 60 de losas aligeradas Ladrillo Hueco de arcilla 15x30x30 ESCALERAS Concreto en escaleras f´c=210 1° Piso 2do Piso 3er Piso 4to Piso 5to Piso Encof y desenc de escaleras Acero grado 60 de escaleras CISTERNA Concreto en Cisterna f´c=210 Encof y desenc de Cisterna Acero grado 60 de Cisterna TANQUE ELEVADO Tanque elevado Concreto en Tque. Elevado f´c=210 Encof y desenc de Tque. Elevado Acero grado 60 de Tque. Elevado ALBAÑILERIA Muro de ladrillo KK 18 Huecos pág 286 pág 286 PROGRAMACION DE OBRAS Obra : ´302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA MODULO "B" Duración : 99 días Fecha : ´23/12/2004 L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 1.0 OBRAS PROVISIONALES Caseta para guardianía y/o depósito Movilización de maquinarias Cartel de identificación de la Obra Agua para la Construcción 2.0 OBRAS PRELIMINARES Limpieza de terreno manual Trazo de Niveles y Replanteo 3.0 MOVIMIENTO DE TIERRAS Excav. Masiva de terreno c/ maquina Excav. de zanjas para zapatas Excav. de zanjas para cimientos Relleno compactado manual mat. Pr. Acarreo de mat. Excedentes Eliminac. Material c/ Volquete 4.0 CONCRETO SIMPLE Solado para zapata 4" CIMIENTOS Y SOBRECIMIENTOS Concreto Cimientos corridos Concreto en sobrecimientos Encofrado normal para sobrecimientos 5.0 CONCRETO ARMADO ZAPATAS Concreto en Zapàtas f´c=210 Acero en zapatas VIGAS DE CIMENTACION Concreto de Vigas de cim. f´c=210 Encof y desenc Vigas de cimentación Acero grado 60 Vigas de cimentación MUROS DE SOTANO Concreto en muros f´c=210 Muros de sotano Encofr y desencofr. Normal en muros Acero grado 60 en muros de sotano COLUMNAS Y PLACAS Concreto en columnas f´c=210 Sótano 1er Piso 2do Piso 3er Piso 4to Piso 5to Piso Encofr y desencofr. Normal en columnas Acero grado 60 en columnas VIGAS Concreto de vigas f´c=210 Sótano 1er Piso 2do Piso 3er Piso 4to Piso Encof y desenc de vigas Acero grado 60 de vigas LOSAS ALIGERADAS Concreto en losas aligeradas f´c=210 Sótano 1er Piso 2do Piso 3er Piso 4to Piso 5to Piso Encof y desenc de losas aligeradas Acero grado 60 de losas aligeradas Ladrillo Hueco de arcilla 15x30x30 LOSAS MACIZAS Concreto en losas macizas f´c=210 Sótano 1er Piso 2do Piso 3er Piso 4to Piso 5to Piso Encof y desenc de losas macizas Acero grado 60 de losas macizas ESCALERAS Concreto en escaleras f´c=210 Sótano 1er Piso 2do Piso 3er Piso 4to Piso 5to Piso Encof y desenc de escaleras Acero grado 60 de escaleras ALBAÑILERIA Muro de ladrillo KK 18 Huecos pág 287 PROGRAMACION DE OBRAS Obra : ´302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA MODULOS "D" y "E" Duración : 20 días Fecha : ´23/12/2004 L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 1.0 OBRAS PROVISIONALES Caseta para guardianía y/o depósito Movilización de maquinarias Cartel de identificación de la Obra Agua para la Construcción 2.0 OBRAS PRELIMINARES Limpieza de terreno manual Trazo de Niveles y Replanteo 3.0 MOVIMIENTO DE TIERRAS Excav. de zanjas para cimientos Relleno compactado manual mat. Pr. Acarreo de mat. Excedentes Eliminac. Material c/ Volquete 4.0 CONCRETO SIMPLE CIMIENTOS Y SOBRECIMIENTOS Concreto Cimientos corridos Concreto en sobrecimientos Encofrado normal para sobrecimientos 5.0 Concreto Cimientos corridos COLUMNAS Y PLACAS 1° Piso Concreto en columnas f´c=210 Encofr y desencofr. Normal en columnas Acero grado 60 en columnas VIGAS Concreto de vigas f´c=210 1° Piso Encof y desenc de vigas Acero grado 60 de vigas LOSAS ALIGERADAS Concreto en losas aligeradas f´c=210 1° Piso Encof y desenc de losas aligeradas Acero grado 60 de losas aligeradas Ladrillo Hueco de arcilla 15x30x30 LOSAS MACIZAS Concreto en losas macizas f´c=210 Encof y desenc de losas macizas Acero grado 60 de losas macizas ALBAÑILERIA Muro de ladrillo KK 18 Huecos pág 288 PROGRAMACION DE OBRAS Obra : ´302003 HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA HELIPUERTO Duración : 15 días Fecha : ´23/12/2004 L M M J V S D L M M J V S D L 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1.0 OBRAS PROVISIONALES Movilización de maquinarias Agua para la Construcción 2.0 OBRAS PRELIMINARES Limpieza de terreno manual Trazo de Niveles y Replanteo 3.0 MOVIMIENTO DE TIERRAS Excavación para losa de Helipuerto Compactación con Rodillo Vibrador Acarreo de mat. Excedentes Eliminac. Material c/ Volquete 4.0 CONCRETO ARMADO LOSAS MACIZAS Concreto en losas macizas f´c=280 Encof y desenc de losas macizas Acero grado 60 de losas macizas 5.0 JUNTAS Juntas de Asfalto RC-250 _______________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA CAPITULO X ESPECIFICACIONES TECNICAS 10.1. INTRODUCCION Las presentes especificaciones junto con todas las notas y detalles que figuran en los planos estructurales, forman parte del proyecto estructural y describen el trabajo que deberá realizarse para la construcción de los elementos de concreto armado. Forman parte también, de estas especificaciones, todas las normas indicadas en los diferentes capítulos, el Reglamento de Construcciones de Concreto Reforzado ACI-310, el Reglamento Nacional de Construcciones y la NTE E-060. El constructor se ceñirá estrictamente a lo señalado en el proyecto estructural, de la presente especificación y a las normas correspondientes. No obstante lo anterior, el constructor es un profesional responsable y competente, por tanto estará atento al desarrollo de la Obra y usará su juicio y conocimiento en la construcción de la misma. I. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES A.1. ALCANCES DE LAS ESPECIFICACIONES El Constructor adoptará las medidas de seguridad necesarias para evitar accidentes a su Personal, a terceros a las mismas Obras, cumpliendo con todas las disposiciones vigentes en el Reglamento Nacional de Construcciones. A.2. VALIDEZ DE ESPECIFICACIONES, PLANOS Y METRADOS En caso de existir divergencias entre los documentos del proyecto : 1. Los planos tienen validez sobre las Especificaciones Técnicas, Metrados y Presupuestos. 2. Las Especificaciones Técnicas tienen validez sobre los Metrados y Presupuestos. 3. Los Metrados tienen validez sobre los Presupuestos. Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 290 La meta física se describe en la Memoria Descriptiva del Hospital “Río Seco – Arequipa”, entendiéndose como planos las partes que tienen que ver con la mencionada meta física. Los metrados son referenciales y la Omisión parcial o total de una partida no dispensará al constructor de su ejecución si esta prevista en los planos y/o especificaciones técnicas. Las especificaciones se complementan con los Planos y Metrados respectivos en forma tal que las Obras deben ser efectuadas en su totalidad aunque estas figuren en uno solo de sus Documentos. Detalles menores de trabajo y materiales no usualmente mostrados en las Especificaciones, Planos y Metrados pero necesarios para la Obra deben ser incluidos por el Constructor dentro de los alcances de igual manera como si se hubiesen mostrados en los Documentos mencionados. 1) CONSULTAS Todas las consultas relativas a la construcción serán efectuadas por el Constructor al Inspector de la Obra. 2) SIMILITUD DE MATERIALES Y EQUIPOS Cuando las especificaciones Técnicas o Planos indiquen “Igual o semejante” solo el Contratante o su Representante decidirá sobre la Igualdad o semejanza. A.3. CAMBIOS POR EL CONSTRUCTOR El Constructor notificará por escrito cualquier material que se indique y considere posiblemente inadecuado o inaceptable de acuerdo con las Leyes, Reglamentos, Ordenanzas de Autoridades competentes, así como cualquier trabajo necesario que haya sido omitido. Si no se hace esta notificación, las posibles infracciones u omisiones, en caso de suceder, serán asumidas por el Constructor sin costo para el Contratante. El Contratante aceptará o denegará también por escrito, dicha notificación. A.4. MATERIALES Y MANO DE OBRA Los materiales o artículos suministrados para la Obra que cubren estas especificaciones, deberán ser nuevos, de primer uso, de utilización actual en el mercado Nacional y de la Mejor calidad dentro de su respectiva clase. Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 291 Así mismo toda mano de obra que se emplee en la ejecución de los trabajos deberá ser de primera clase. A.5. INSPECCION Todo el material y la mano de Obra empleada estarán sujetos a la Inspección del Contratante, quien tiene derecho de rechazar el material que se encuentre dañado, defectuoso o la mano de Obra deficiente y exigir su corrección. Los trabajos mal ejecutados deberán ser satisfactoriamente corregidos y el material rechazado por otro aprobado, sin costo alguno para el Contratante. Los materiales deben ser guardados en la Obra en forma adecuada sobretodo siguiendo las indicaciones dadas por el fabricante o manuales de información, si por no estar colocados como es debido ocasionan daños a personas y equipos, los daños deben ser reparados por cuenta del Constructor, sin costo alguno para el Contratante. El Constructor deberá suministrar, sin cargo adicional alguno para el Contratante, todas las facilidades razonables, mano de Obra y materiales adecuados para la Inspección y pruebas que sean necesarias. Si el Contratante encontrará que una parte del trabajo ya ejecutado ha sido efectuado en disconformidad con los requerimientos del Contrato, podrá optar por aceptar toda, nada o parte de dicho trabajo. A.6. TRABAJOS El Contrato tiene que notificar por escrito al Inspector de la Obra sobre la iniciación de sus labores. Deberá a la iniciación de la Obra presentar al Inspector las consultas Técnicas para que sean debidamente absueltas. Cualquier cambio durante la ejecución de la Obra que obligue a modificar el Proyecto original será resultado de consulta al Contratante mediante la presentación de un plano original con las modificaciones propuestas. Este plano deberá ser presentado por el Constructor al Inspector de la Obra para conformidad y aprobación del Contratante. A.7. CAMBIOS AUTORIZADOS POR EL INSPECTOR El Contratante podrá en cualquier momento, por medio de una orden escrita, hacer cambios en los planos o Especificaciones si dichos cambios significaran Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 292 un aumento o disminución en el monto del Contrato o en el tiempo requerido para la ejecución, se hará un reajuste equitativo de estos, tomando como base los precios unitarios estipulados en el Contrato. Lo señalado no será impedimento para que el Constructor continúe con los cambios ordenados. A.8. INTERFERENCIA CON LOS TRABAJOS DE OTROS El Constructor, para la ejecución del trabajo correspondiente a la parte arquitectónica deberá verificar cuidadosamente este Proyecto con los Proyectos correspondientes a : • Estructuras • Instalaciones Con el objeto de evitar interferencias en la ejecución de la Construcción total. Si hubiese interferencia deberá comunicarla por escrito al Inspector de la Obra. Comenzar el trabajo sin hacer estas comunicaciones, significa que de surgir complicaciones entre los trabajos correspondientes a los diferentes Proyectos, su costo será asumido por el Constructor. A.9. RESPONSABILIDAD POR MATERIALES El Contratante no asume ninguna responsabilidad por pérdida de materiales o herramientas del Constructor. Si este lo desea puede establecer las guardianías que crea conveniente; bajo su responsabilidad y riesgo. A.10. RETIRO DE EQUIPOS O MATERIALES Cuando sea requerido por el Inspector, el Constructor deberá retirar de la Obra el Equipo o materiales excedentes que no vayan a tener utilización futura en su trabajo. Al término de los trabajos el constructor deberá proceder a la limpieza de los desperdicios que existan, ocasionados por materiales y equipos empleados en su ejecución. A.11. CONTROL DE CALIDAD Antes del inicio de obra, el Contratista deberá presentar a la Supervisión el Calendario Valorizado de Avance de Obra y el Calendario de Adquisición de Materiales y/o Equipo. Asimismo, deberá suministrar los materiales en cantidad Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 293 necesaria para asegurar el rápido é ininterrumpido avance de la obra, la cual se deberá terminar en el tiempo señalado. El Constructor asume la responsabilidad de garantizar la calidad de la obra, la Supervisión ordenará la ejecución é inspección de los trabajos de rutina, gracias a la perseverancia del asistente del Ingeniero Residente, quien refrendará el registro diario de las actividades programadas, a partir del Rubro Obras Preliminares, por medio de Hojas de Control de Calidad. B ESPECIFICACIONES POR SU NOMBRE COMERCIAL Donde se especifique materiales, proceso o métodos de construcción de determinados fabricantes, nombre comercial, o número de catalogo, se entiende que dicha designación es para establecer una norma de calidad y estilo, la propuesta deberá indicar el fabricante, tipo, tamaño, modelo, etc. o sea las características de los materiales. Las especificaciones de los fabricantes referentes a las Instalaciones de los materiales, deben cumplirse estrictamente, ya que ellas pasan a formar parte de estas especificaciones. Si los materiales son instalados antes de ser aprobados, el Contratante puede hacer retirar dichos materiales, sin costo adicional alguno y cualquier gasto ocasionado por este motivo serán por cuenta del Constructor. Igual proceso se seguirá si a criterio del Inspector de la Obra, los trabajos y materiales no cumplen con lo indicado en planos o especificaciones. 10.1.1. OBRAS PROVISIONALES Comprende la ejecución previa de construcciones e instalaciones de carácter temporal, que tienen por finalidad brindar servicios al personal técnico, administrativo y obrero, como también proveen a los materiales de un lugar adecuado para su almacenamiento y cuidado durante el tiempo de la obra. 1) OFICINA, ALAMACEN, GUARDIANIA Y SERVICIOS HIGIENICOS Se construirá como obra provisional las oficinas para el Supervisor, Residente del Contratista, Almacenes de Materiales, Depósitos de Herramientas, Caseta de Guardianía y Control. Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 294 Estas construcciones de carácter temporal, se ubicarán en lugares apropiados para cumplir su función y de manera que no interfieran con el normal desarrollo de la obra. Los vestuarios para el personal obrero se instalarán en lugares aparentes y estarán previstos de casilleros para guardar su ropa. Se dispondrá de bancos en esa zona. Los servicios higiénicos tendrán duchas con pisos antideslizantes y con paredes impermeabilizadas. 2) CARTEL DE OBRA Bajo esta partida el Contratista suministrará un Cartel de Obra de las siguientes medidas: 3.60 m de ancho x 2.40 m de altura. El cartel será confeccionado con planchas de triplay de 8 mm reforzado con marcos y listones verticales y horizontales de 2” x 2”. El contenido del cartel estará de acuerdo al modelo que proporcionará el Propietario al Contratista que obtenga la buena pro. El cartel se instalará sostenido por dos parantes de madera de 4” x 5” a una altura mínima de 2.5 m respecto al nivel del terreno natural. La ubicación del cartel será determinada por el Supervisor. El cartel será valorizado al terminarse la confección e instalación a satisfacción de la supervisión. 3) AGUA PARA LA CONSTRUCCION El agua es un elemento fundamental para el proceso de la construcción, por lo tanto será obligatoria la instalación de este servicio. Se efectuará la distribución de acuerdo con las necesidades de la obra. 4) ELECTRICIDAD PARA LA CONSTRUCCION Los puntos de luz y fuerza serán ubicados en lugares seguros y libres de humedad. Los conductores a usar deben estar en buen estado y con el recubrimiento correspondiente. 10.1.2. TRABAJOS PRELIMINARES Comprende la ejecución de todas aquellas labores previas y necesarias para la ejecución de la obra teniendo en cuenta el cumplimiento de las Normas y Procedimientos estipulados en el R.N.C. Estos trabajos abarcarán los siguientes aspectos: 1) TRANSPORTE DE EQUIPO Y HERRAMIENTAS Comprende la movilización de equipo y herramientas necesarias para la obra y su retiro en el momento oportuno. Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 295 2) TRAZO, NIVELES Y REPLANTEO Este trabajo consiste en materializar sobre el terreno y edificaciones en proceso, en determinación precisa y exacta las medidas y la ubicación de todos los elementos que existan en los planos, sus niveles, así como definir sus linderos y establecer marcas y señales fijas de referencia, con carácter permanente unas y otras auxiliares con carácter temporal. Los ejes deben ser fijados en el terreno permanentemente mediante estacas, balizas o tarjetas y deben ser aprobadas previamente por la Inspección antes de la iniciación de las obras. La ejecución de los trabajos se regirán a lo estipulado en el Título-Capítulo III del R.N.C. El Contratista someterá los replanteos a la aprobación del Supervisor antes de dar comienzo a los trabajos. 5) LIMPIEZA DE LAS OBRAS Deberá mantenerse regularmente la obra limpia, libre de escombros, residuos de desmonte, basuras, etc. Asimismo, previo a la recepción de las obras, dispondrá de una limpieza general. 10.1.3. MOVIMIENTO DE TIERRAS El movimiento de tierras comprende las secuencias de excavación, acarreo de material, relleno, eliminación del material excedente hasta alcanzar los niveles indicados en los planos. 1) LIMPIEZA DEL TERRENO Esta partida comprende los trabajos de limpieza y preparación del terreno, retirando toda obstrucción que hubiera hasta 0.20 m. por debajo del nivel de la cota indicada en los planos. Se extraerán las raíces, arbustos, malezas y se eliminarán los desperdicios y elementos sueltos existentes en el área de la construcción. 2) ELIMINACION DE OBSTRUCCIONES Comprende la eliminación de rocas y cualquier otros elementos en general, que se hallen a una profundidad mayor de 0.20 m. bajo del nivel de cota en los planos. Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 296 3) EXPLANACION DEL TERRENO La explanación del terreno será ejecutada por el Constructor ejecutando los cortes y rellenos necesarios para obtener los niveles indicados en los planos de Arquitectura. Previamente hará una confirmación de los perímetros del terreno y de los niveles en relación con las obras existentes y obras urbanísticas. 4) RELLENO COMPACTADO Antes de ejecutarse el relleno de una zona se limpiará la superficie del terreno eliminando las plantas, raíces u otras materias orgánicas. El material para efectuar el relleno estará libre de material orgánico u otro material compresible. Podrá emplearse el material excedente de las excavaciones siempre que cumpla con los requisitos indicados. El hormigón que se obtenga de las excavaciones se empleará preferentemente para los rellenos. Los rellenos se harán en capas sucesivas no mayores de 20 cm de espesor, debiendo ser muy bien compactadas y regadas en forma homogénea, a humedad óptima, para que el material alcance su máxima densidad seca. No se procederá a hacerse rellenos que cubran trabajos de cimentación, desagüe y otros, si antes no han sido aprobados por el Ingeniero Supervisor. 10.2. EXCAVACIONES Y RELLENOS 10.2.1. EXCAVACION DE ZANJAS PARA ZAPATAS Y CIMIENTOS Es el trabajo que debe ejecutarse por debajo del nivel medio del terreno natural, ya sea por medio de maquinarias o por herramientas de mano. Las excavaciones necesarias para la construcción de la estructura se efectuarán de acuerdo a las líneas, rasantes y elevaciones indicadas en los planos. Las dimensiones de las excavaciones serán tales que permitan colocar en todas sus dimensiones las estructuras correspondientes. Los niveles de fundación aparecen indicados en los planos mediante niveles ó acotados respecto al nivel natural del terreno, pero pueden ser modificados por el Inspector o Proyectista por considerarlo necesario para asegurar una cimentación satisfactoria. El Constructor se guiará por las recomendaciones indicadas en el informe de suelos. No construirá una cimentación sobre terreno suelto o encontrado no conforme con lo especificado en planos. Se obtendrá aprobación para las zanjas y excavaciones de las zapatas antes de vaciar el concreto. Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 297 A) Excavaciones masivas Son los grandes movimientos de tierra que se realizarán por medio de maquinarias. Para este caso se irán formando terraplenes, a andenes, rampas, con el fin de facilitar las tareas de excavación y eliminación o acarreo del material excavado. B) Excavación de Cimientos y/o Zapatas Estas excavaciones se harán de acuerdo con las dimensiones exactas, formuladas en los planos correspondientes, evitando en lo posible el uso de encofrados. En forma general los cimientos deben efectuarse sobre terreno firme (terreno natural). En caso de que para conformar la plataforma del NPT, se tenga que rebajar el terreno la profundidad de la fundación, se medirá a partir del nivel del terreno natural. En el caso de que se tenga que rellenar el terreno natural para obtener la plataforma de NPT, la profundidad de la excavación para los cimientos se medirá tomando el nivel medio del terreno natural siendo en este caso los sobrecimientos de altura variable. El fondo de la zanja y/o zapata debe quedar en terreno firme. Cualquier mayor sobre-excavación será rellenada el exceso con concreto pobre de proporción 1:12, siendo el costo de este trabajo a cargo del Constructor. El fondo de la excavación deberá quedar limpio y parejo. Todo material procedente de la excavación que no sea adecuado o que no se requiera para los rellenos será eliminado de la obra. El Contratista deberá de efectuar pruebas de resistencia del terreno al finalizar la excavación de las zanjas y/o zapatas. En caso de encontrar el terreno con resistencia o carga de trabajo menor que la especificada en los planos, el Contratista notificará por escrito al Ingeniero Inspector, para que tome las providencias que el caso requiera. C) Otros Cuando se presenten terrenos sueltos y sea difícil mantener la verticalidad de las paredes de las zanjas, se ejecutará el tablestacado o entibado según sea el caso y a indicación del Ingeniero Inspector. Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 298 10.2.2. RELLENOS Los rellenos estarán constituidos por material proveniente de las excavaciones si es apto para el efecto o material de desmonte libre de basuras, materias orgánicas susceptibles de descomposición; se podrá emplear piedras, cascote de concreto o material de albañilería. El relleno se ejecutará por capas de un espesor máximo de 25 cms., obligándose el adecuado riego y su compactación, en forma óptima hasta alcanzar su máxima densidad. Las excavaciones por debajo de los niveles de la infraestructura definitiva se rellenarán, hasta los niveles pertinentes, con concreto simple. A éste se le podrá incorporar hasta 25 % del volumen en piedra grande de tamaño máximo de 12", cuya mayor dimensión no deberá exceder en un tercio a la menor dimensión del espacio por rellenar. Los espacios excavados laterales o adyacentes a las estructuras definitivas, y no ocupadas por ellas se impermeabilizarán de acuerdo a las recomendaciones dadas por el constructor y luego rellenadas hasta los niveles pertinentes, con material granular. 10.2.3. DISPOSICIONES DEL R.N.C. Para todo lo no especificado en los acápites anteriores, el Contratista deberá ceñirse íntegramente a lo indicado en el Reglamento Nacional de Construcciones. 10.3. OBRAS DE CONCRETO 10.3.1. CLASES. Se emplearán las clases de concreto definidas por su resistencia a la compresión (f'c) medida en cilindros standard ASTM a los 28 días y por el tamaño máximo de agregado. A) Concreto Simple. Concreto que no tiene armadura de refuerzo o que la tiene en una cantidad menor que el mínimo porcentaje especificado para el concreto armado. El concreto simple elaborarse con hormigón en lugar de los agregados fino y grueso. Se aceptará la incorporación de piedras de la dimensión y en cantidad indicada en los planos, siempre y cuando cada piedra pueda ser envuelta íntegramente por concreto. La resistencia a la compresión mínima del concreto simple, medida en cilindros standard ASTM a los 28 días, será 100 kg/cm2. Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 299 B) Concreto Armado. Concreto que tiene armadura de refuerzo en una cantidad igual o mayor que la requerida por la norma y en el que ambos materiales actúan juntos para resistir esfuerzos. C) Concreto Ciclópeo. Es el concreto simple en cuya masa se incorporan grandes piedras o bloques y que no contiene armadura. D) Cemento. El cemento será Portland Tipo I ó I PM, de marca acreditada con los requerimientos de las normas ASTM C-150, a menos que se indique otro tipo en los planos. E) Agregado Fino. El agregado fino será arena natural, de grano rugoso y resistente, limpio; debe cumplir con la especificación ASTM C-330, no conteniendo un porcentaje con respecto al peso total de más de 5% de material que pase el tamiz pt 200 (de la serie U.S.). Además estará libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículas blandas o escamosas, esquistos, álcalis, ácidos, materia orgánica, greda u otras sustancias dañinas. F) Agregado Grueso El agregado grueso será grava o piedra ya sea en su estado natural, triturada o partida, de grano compacto y de calidad dura. Deberá ser limpio, libre de polvo, materia orgánica, greda ú otras sustancias perjudiciales y no contendrá piedra desintegrada, mica o cal libre. Estará bien gradada desde la malla 3/4" hasta el tamaño máximo especificado. G) Hormigón. Mezcla natural de agregado fino y grueso. Deberá ser bien gradada entre las mallas 100 y 2". Debiendo estar libre de polvo, sustancias deletéreas y materia orgánica. H) Aditivos. Solo se admitirá el uso de aditivos aprobados por el Inspector o Proyectista, los que deberán usarse de acuerdo a las instrucciones del fabricante. No se aceptará el uso de cloruro de calcio. I) Agua. El agua para la preparación del concreto, considerando los resultados debidos a la relación agua-cemento, será fresca, limpia y bebible. Podrá utilizarse agua no bebible Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 300 únicamente cuando mediante pruebas previas a su uso, establezcan que los cubos de mortero hechos con ella dan resistencias iguales o mayores al 90% de la resistencia de cubos similares elaborados con agua potable. J) Almacenaje de Materiales. El cemento será almacenado en un lugar seco, aislado del suelo y protegido de la humedad. Los agregados de diferente granulometría serán almacenados separadamente, libres de alteración en su contenido de humedad, contenido de arcilla y materia orgánica. K) Medición de los Materiales. El procedimiento de medición será tal que la cantidad de cada uno de los componentes de la mezcla pueda ser controlado con precisión no menor de +/- 5%. L) Mezclado. Todo el concreto se preparará en mezcladoras mecánicas. En el caso de emplearse concreto pre-mezclado, será mezclado y transportado según la Norma ASTM C 94. En el caso de emplearse mezcladoras a pie de obra ellas serán usadas en estricto acuerdo con su capacidad máxima y a la velocidad especificadas por el fabricante, manteniéndose un tiempo de mezclado mínimo de dos minutos. No se permitirá el remezclado del concreto que haya endurecido. El concreto se preparará lo más cerca posible de su destino final. M) Transporte. El concreto será transportado de la mezcladora a los puntos de vacado tan rápidamente como sea posible y de manera que no ocurra segregación o pérdida de los componentes. No se admitirá la colocación de concreto segregado. N) Colocación. Antes de vacear el concreto se eliminará toda suciedad y materia extraña del espacio que va a ser ocupado por el mismo. El concreto deberá ser vacado contínuamente o en capas de un espesor tal que no se llene concreto sobre otro que haya endurecido. La altura máxima de colocación del concreto por caída libre será de 2.5 m. si no hay obstrucciones, tales como armadura o arriostres de encofrado, y de 1.5 m. si existen éstas. Por encima de estas alturas deberá usarse chutes para depositar el concreto. Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 301 La compactación se efectuará siempre con vibradores de inmersión. Se dispondrá de dos vibradores como mínimo. O) Curado. Todo el concreto será curado por vía húmeda. El curado deberá iniciarse tan pronto como sea posible sin dañar la superficie y prolongarse ininterrumpidamente por un mínimo de siete días. En el caso de superficies verticales, columnas, muros y placas, el curado deberá efectuarse aplicando una membrana selladora desvaneciente. P) Pruebas. La resistencia del concreto será comprobado periódicamente. Con este fin se tomarán testigos cilíndricos de acuerdo a la Norma ASTM C-31 en la cantidad mínima de dos testigos por cada 30 m3 de concreto colocado, pero no menos de dos testigos por día para cada clase de concreto. En cualquier caso cada clase de concreto será comprobada al menos por cinco "pruebas". La "prueba" consistirá en romper dos testigos de la misma edad y clase, de acuerdo a lo mencionado en la Norma ASTM C-39. Se llamará resultado de la "prueba" al promedio de los dos valores. El resultado de la "prueba" se considera satisfactorio si el promedio de tres resultados consecutivos cualesquiera es igual o mayor que el f'c requerido y cuando ningún resultado individual est 35 kg/cm2 por debajo del f'c requerido. El Constructor llevará un registro de cada par de testigos fabricados en el que constará su número correlativo, la fecha de elaboración, la clase de concreto, el lugar específico de uso, la edad al momento del ensayo, la resistencia de cada testigo y el resultado de la "prueba". Los ensayos serán efectuados por un laboratorio independiente de la organización del constructor y aprobado por el Inspector o Proyectista. El Constructor incluirá el costo total de los ensayos en su Presupuesto. Q) Deficiencia en las Pruebas. En la eventualidad que no se obtenga la resistencia especificada, el Inspector o Proyectista podrá ordenar, a su sólo juicio, la ejecución de pruebas de carga. Estas se Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 302 ejecutarán de acuerdo a las indicaciones del Proyectista, el cual establecerá los criterios de evaluación. De no obtenerse resultados satisfactorios de estas pruebas de carga se procederá a la demolición o refuerzo de la estructura, en estricto acuerdo con la decisión del Proyectista. El costo de las pruebas de carga y el costo de la demolición, refuerzo y reconstrucción, si éstas llegaran a ser necesarias, será de cuenta exclusiva del constructor el que no podrá justificar demoras en la entrega de la obra por estas causas. R) Juntas de Construcción. Las juntas no indicadas en los planos serán ubicadas de tal manera de no reducir la resistencia de la estructura. Cuando deba hacerse una junta deberá obtenerse la aprobación del Inspector o Proyectista. En cualquier caso la junta será tratada de modo tal de recuperar el monolitismo del concreto. Para este fin, en todas las juntas verticales, se dejarán llaves de dimensión igual a un tercio del espesor del elemento con una profundidad de 2.5 cm. en todo el largo o ancho del mismo. Adicionalmente, en todas las juntas horizontales, inclinadas o verticales, se tratará la superficie del concreto hasta dejar descubierto el agregado grueso e inmediatamente antes de colocar el concreto fresco se rociará la superficie con lechada de cemento. S) Dosificación. El concreto para todas las partes de la Obra, debe ser de la calidad especificada en los planos, capaces de ser colocados sin segregación excesiva y cuando endurezca debe desarrollar todas las características requeridas por estas especificaciones. El esfuerzo de compresión especificado del concreto f'c para cada elemento de a estructura indicada en los planos estará basado en la fuerza de compresión alcanzada a los 28 días. Esta información deberá incluir como mínimo la demostración de la conformidad de cada mezcla con la especificación y los resultados de testigos rotos en compresión de acuerdo a las normas ASTM C-31 y ASTM C-37, en cantidad suficiente para demostrar que se est alcanzando 115% de la resistencia mínima especificada. La dosificación deberá ser por peso o por volumen. Tipos de mezclas de concreto: Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 303 Especificaciones Subcimientos, Cimientos 1) Resistencia a la rotura por compresión A los 28 días standard ASTM f'c (kg/cm²) 100 2) Agregado máximo 2" (s/clasificar) 3) Sistema de compactación Vibración 4) Cantidad mínima de cemento /m3 (3.5 Bol.) 148 kg 5) SLUMP (en pulgadas) 1 @ 2 Especificaciones Columnas y Vigas 1) Resistencia a la rotura por compresión A los 28 días standard ASTM f'c (kg/cm²) 210 2) Agregado máximo 1" (clasificado) 3) Sistema de compactación Vibración 4) Cantidad mínima de cemento /m3 (7.0 Bol.) 297 kg 5) SLUMP (en pulgadas) 2 @ 3 Especificaciones Losas 1) Resistencia a la rotura por compresión A los 28 días standard ASTM f'c (kg/cm²) 210 2) Agregado máximo 3/4" (clasificado) 3) Sistema de compactación Vibración 4) Cantidad mínima de cemento /m3 (7.3 Bol.) 310 kg 5) SLUMP (en pulgadas) 3 @ 4 10.4. ACERO DE REFUERZO El acero est especificado en los planos en base a su esfuerzo de fluencia (fy=4200 kg/cm²) y debiendo satisfacer las condiciones: - Resistencia a la tracción mínimo 6330 kg/cm² - Límite de fluencia mínimo 4220 kg/cm² - Alargamiento en 20 cm. mínimo 9% Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 304 - Corrugaciones de acuerdo a la Norma ASTM A-615 10.4.1. FABRICACION. Toda la armadura deberá ser cortada a la medida y fabricada estrictamente como se indica en los detalles y dimensiones mostrados en los planos del Proyecto. La tolerancia de fabricación en cualquier dimensión será +/- 1 cm. 10.4.2. ALMACENAJE Y LIMPIEZA. El acero se almacenará en un lugar seco, aislado del suelo y protegido de la humedad, manteniéndose libre de tierra, suciedad, aceite y grasa. Antes de su instalación el acero se limpiar , quitándose las escamas de laminado, escamas de óxido y cualquier sustancia extraña. La oxidación superficial es aceptable no requiriendo limpieza. Cuando haya demora en el vaceado del concreto, la armadura se inspeccionará nuevamente y se volverá a limpiar cuando sea necesario. 10.4.3. ENDEREZAMIENTO Y REDOBLADO. Las barras no deberán enderezarse ni volverse a doblar en forma tal que el material sea dañado. No se usarán las barras con ondulaciones o dobleces no mostrados en los planos, o las que tengan fisuras o roturas. El calentamiento del acero se permitirá solamente cuando toda la operación sea aprobada por el Inspector o Proyectista. 10.4.4. COLOCACION. La colocación de la armadura será efectuada en estricto acuerdo con los planos y con una tolerancia no mayor de +/- 1 cm. Ella se asegurará contra cualquier desplazamiento por medio de amarras de alambre ubicadas en las intersecciones. El recubrimiento de la armadura se logrará por medio de espaciadores de concreto tipo anillo u otra forma que tenga un rea mínima de contacto con el encofrado. 10.4.5. SOLDADURA. Todo empalme con soldadura deberá ser autorizado por el Inspector o Proyectista. Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 305 Se usarán electrodos de la clase AWS E'7018 (Supercito 110 de Oerlikon o similar). Deberá precalentarse la barra a 100° C aproximadamente y usarse electrodos completamente secos. 10.4.6. EMPALMES. Los empalmes críticos y los empalmes de elementos no estructurales se muestran en los planos. Para otros empalmes usar las condiciones indicadas en Empalmes de Armadura. 10.5. ENCOFRADOS 10.5.1. CARACTERISTICAS. Los encofrados deberán permitir obtener una estructura que cumpla con los perfiles, niveles, alineamientos y dimensiones requeridas por los planos y las especificaciones técnicas (ACI 347-68). Los encofrados tendrán una resistencia adecuada para resistir con seguridad y sin deformaciones apreciables las cargas impuestas por su propio peso, el peso o empuje del concreto y una sobrecarga no inferior a 200 kg/cm2. Los encofrados serán herméticos a fin de evitar la pérdida de lechada y serán adecuadamente arriostrados y unidos entre sí a fin de mantener su posición y forma. 10.5.2. TOLERANCIAS. Las tolerancias admisibles en el concreto terminado son las siguientes: a. En la verticalidad de aristas y superficies de columnas, placas y muros. En cualquier longitud de 3 metros 6 mm. En todo el largo 20 mm. b. En el alineamiento de aristas y superficies de vigas y losas: En cualquier longitud de 3 metros 6 mm. En cualquier longitud de 6 metros 10 mm. En todo el largo 20 mm. c. En la sección de cualquier elemento - 5 mm. + 10 mm. d. En la ubicación huecos, pases, tuberías, etc. 5 mm. Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 306 10.5.3. DETALLES. La fijación de las formas se hará de manera tal que no dejen elemento de metal alguno dentro de 15 mm. de la superficie. Con el objeto de facilitar el desencofrado las formas podrán ser recubiertas con aceite soluble u otras sustancias aprobadas por el Inspector o Proyectista. 10.5.4. DESENCOFRADO. Los plazos de desencofrado mínimos, excepto el indicado en planos, serán los siguientes: a. Encofrados verticales de columnas, muros, placas y vigas 10 horas b. Vigas: Encofrado de fondos 8 días Puntales 15 días c. Losas con luz libre mayor de 5 m. Encofrado de fondos 5 días Puntales 11 días d. Losas con luz libre entre 3 y 5 m. Encofrado de fondos 4 días Puntales 9 días e. Losas con luz libre menor de 3 m. Encofrado de fondos 2 días Puntales 6 días 10.6. ENLUCIDOS Y REVESTIMIENTOS 10.6.1. GENERALIDADES Se usará ladrillo cerámico corriente en todos los muros que reciban recubrimiento y ladrillo caravista en todos los lugares indicados en los planos, y en los indicados en los metrados. Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 307 10.6.2. MATERIALES PARA TRABAJOS EN LADRILLOS Se utilizarán ladrillos de arcilla cocida que cumplan con los requisitos de las especificaciones dadas por el proyectista. Se rechazarán ladrillos que no cumplan las cualidades y los que presenten notoriamente los siguientes defectos: a) Resquebrajaduras, fracturas, hendiduras, grietas. b) Los sumamente porosos: los crudos o no cocidos suficientemente. Los que al ser golpeados con el martillo den un sonido sordo. Los desmenuzables. c) Los que contengan materias extrañas, profundas o superficiales, como conchuelas o grumos de naturaleza calcárea. d) Los que presenten manchas blanquecinas de carácter salitroso; eflorescencias y otras manchas. e) Los no enteros y deformes, así como los retorcidos y los que presenten alteraciones en sus dimensiones. El mortero de cemento Portland estará constituido por una mezcla plástica de cemento Portland, agregado fino denominado arena y agua. Este mortero se usará para albañilería con ladrillos de arcilla cocida, con ladrillos calcáreos o con bloques de cemento. No se admitirá elementos o materias extrañas en el mortero. 10.6.3. TRABAJOS EN LADRILLO Se empaparán los ladrillos en agua, al pie del sitio donde se va a levantar la obra de albañilería y antes de su asentado. En época calurosa deberán tenerse sumergidos en agua el tiempo necesario para que queden bien embebidos y no absorban el agua del mortero. Si el muro se va a levantar sobre los sobrecimientos, se limpiará y mojará la cara superior de estos. Si el muro se va a levantar sobre una superficie inclinada, se nivelará ésta según sobrecimientos, en escalones horizontales como se indique en los planos limpiando y mojando siempre la base del muro antes de su inmediato asentado. Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 308 10.7.1. GENERALIDADES Comprende los trabajos de acabados factibles de realizarse en paramentos, vigas, columnas, placas, etc., con proporciones definidas de mezcla con el objeto de presentar una superficie de protección, impermeabilización y tener un mejor aspecto de los mismos. Todos los revestimientos se ejecutarán en los ambientes indicados en los cuadros de acabados y/o planos de detalles. 10.7.2. CALIDAD DE LA ARENA La arena a usarse en los tarrajeos siempre y cuando esté seca. Será arena lavada, limpia, uniforme con granulometría que sea de fina a gruesa, libre de materiales orgánicos, salitrosos, siendo de preferencia arena de río o piedra molida cuarzo, marmolina de materiales silicios o calcáreos, libres de sales, residuos vegetales u otros elemento perjudiciales. 10.7.3. TARRAJEO PRIMARIO La superficie a cubrirse con el tarrajeo debe tratarse previamente con el rascado y eliminación de rebabas demasiado pronunciadas, se limpiará y humedecerá convenientemente el paramento, en el caso especial, los bloques de cemento, no se humedecerán estos. El trabajo est constituido por una primera capa de mezcla con la que se conseguirá una superficie mas o menos plana vertical, pero de aspecto liso para aplicar el tarrajeo determinado en el cuadro de acabados. Las proporciones de las mezclas a usarse en el tarrajeo primario, puede ser 1:4; 1:5; 1:6, de acuerdo a lo determinado por el Ingeniero Inspector; se someterá a un curado continuo de agua por espacio mínimo de dos días y no se procederá a ponerle la capa de tarrajeo final, sin que haya transcurrido el período de curación señalado seguido por el intervalo de secamiento. 10.7.4. TARRAJEOS Comprende los revoques (tarrajeos) que con el carácter definitivo ha de presentar la superficie tratada o se ejecutará sobre el tarrajeo primario, debiendo quedar listo para recibir la pintura. Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 309 El trabajo se hará con cintas de mortero pobre 1:7, cemento, arena, corridas verticalmente y a lo largo del muro, la mezcla del tarrajeo será en proporción 1:5, las cintas se aplomarán y sobresaldrán en espesor exacto del tarrajeo y estarán espaciadas al metro partiendo lo m s cerca posible la unión de las esquinas, luego del rellenado el espacio entre cintas se picarán estas y en su lugar se rellenarán con mezcla un poco m s fuerte que la usada en tarrajeo, las cintas no deben formar parte del tarrajeo. Los derrames de puertas, ventanas se ejecutarán nítidamente corriendo hasta el marco correspondiente. Los encuentros de muros, deben ser en ángulo perfectamente perfilados, las aristas de los derrames expuestos a impactos serán convenientemente boleados. Los encuentros con muros con el cielo raso terminarán en ángulo recto. Las bruñas deben ejecutarse con toda nitidez y los ángulos deben ser perfilados y presentar sus aristas vivas, irán en los lugares indicados en los planos de detalle o cuadro de acabados. A) Tarrajeo Impermeabilizado Se seguirá el mismo procedimiento ya explicado pero a la mezcla debe adicionarse un impermeabilizante de marca conocida y previamente aprobada por el Ingeniero Inspector. B) Tarrajeos Especiales En el tarrajeo pulido se procederá a adicionar mayor cantidad de cemento al muro tarrajeado estando húmedo la mezcla ya aplicada, se terminará con plancha metálica y debe presentar una superficie completamente lisa y lustrosa. En el tarrajeo corriente el acabado debe ejecutarse con paleta de madera. Tarrajeo peinado, el acabado debe hacerse con peine metálico y la separación entre dientes será de medio centímetro. Escarchado será aplicado directamente sobre el ladrillo y con escobilla hasta obtener una superficie uniforme. C) Enlucido de Cielo Raso con Mezcla Para exteriores la mezcla será en proporción 1:4 con arena fina cernida, el acabado será frotachado fino y debe estar apto para recibir la pintura, los encuentros con los muros Capítulo X Especificaciones Técnicas ___________________________________________________________________________________________________________________________ ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO EN CONCRETO ARMADO DEL HOSPITAL RIO SECO - AREQUIPA 310 serán en ángulo perfectamente alineados y los finales del tarrajeo terminarán en arista viva. D) Bruñas En la ejecución del revestimiento con la finalidad de dar soluciones arquitectónicas se introducen bruñas que se ejecutarán con todo cuidado a fin de que tanto sus aristas y los ángulos interiores presenten una línea perfectamente alineada. La proporción de mezcla será 1:3 cemento-arena, su ejecución debe ser con tarraja. CONCLUSIONES 1. Luego de investigar y evaluar la simplificación acostumbrada en el análisis del comportamiento de los Diafragmas Flexibles como Losas Rígidas, en estructuras con pórticos espaciales donde por la presencia del gran número de grados de libertad involucrados se verifica un análisis extenso, donde muchas veces se obvian algunas características estructurales que influyen concluyentemente en la respuesta. 2. El Estudio de Mecánica de Suelos, es una operación fundamental que permite al Proyectista interrelacionar los parámetros del Suelo con las características de la estructura; debido a que en una Microzonificación Sísmica en particular pueden presentarse diversidad de tipos de Suelo. 3. El planteamiento arquitectónico de la edificación y la apreciación de la estructura, debe desarrollarse conjuntamente con los profesionales de arquitectura é ingeniería. 4. El planteamiento estructural deberá considerar los criterios básicos de estructuración sismorresistente, lo que arroja como resultado un manejo simplificado en el diseño de la estructura debido a obtenerse una distribución homogénea, predecible hasta cierto punto de las fuerzas y esfuerzos en la estructura. Si por el contrario, se omiten algunos de estos factores, a cambio de funcionalidad, el comportamiento de la estructura ante solicitaciones sísmicas se torna complejo, haciendo necesario el uso o inclusión de elementos que conduzcan a la estructura hacia un comportamiento mas regular (como por ejemplo el uso de muros de cortante de concreto armado para disminuir la excentricidad entre el centro de masa y el centro de rigidez). 5. Los técnicas de metrado de cargas sobre elementos estructurales, y los modelos de cargas asumidos, no son universales, lo que importa en realidad es el criterio del proyectista de conseguir modelos simples que se aproximen al comportamiento real de las acciones de las cargas. 6. No siempre es posible obtener, estructuraciones mixtas de placas y pórticos en los edificios medianos, hay mucha influencia de la distribución arquitectónica compleja en edificios esquineros, especialmente, con doble fachada. La inclusión de pórticos de concreto armado en una estructura de albañilería, otorga mayor grado de ductilidad al conjunto, pues ante solicitaciones sísmicas, trabajan como fusibles b estructurales. Mejoran el comportamiento de la estructura en los niveles superiores, donde se presentan las mayores deformaciones por flexión. 7. La colocación de muros de contención en casi todo el perímetro del sótano produce un efecto de caja semi-rígida en la base del edificio. Efecto favorable porque atenúa los esfuerzos en la base de columnas y muros de cortante de manera sustancial, de tal suerte que permite disminuir las dimensiones de la cimentación. 8. El empleo de brazos rígidos y luces libres permiten una evaluación mas real de los esfuerzos en los elementos, luces de eje a eje distorsionan su deformación a causa de la dimensión importante en los apoyos. 9. El diseño por flexión de vigas con peraltes que oscilan entre 1/10 @ 1/12 de la luz libre, nos avala simple refuerzo con ρ < 0.5ρb , como la capacidad de redistribución de momentos de acuerdo a las condiciones sismorresistentes, salvo las cargas sean excesivas por la Categoría de edificación. 10. Los cortantes obtenidos en vigas a partir de las resistencias nominales en flexión (Mn), predominan en el diseño, y son mayores a los obtenidos en el análisis. 11. El objetivo de los elementos de confinamiento es principalmente aumentar la capacidad de deformación después que los muros se agrieten (para el caso de muros resistentes, o sea que reciban cargas de gravedad o cargas laterales de sismo). Esto significa que proporcionan ductilidad y no necesariamente mayor resistencia. 12. La mano de obra para la ejecución del proyecto debe ser calificada y contar con permanente supervisión técnica, de modo tal que la edificación sea realice teniendo en cuenta los detalles y especificaciones técnicas del proyecto. 13. Reconociendo que el análisis no es el objetivo final del proyectista sino solo un medio para diseñar, es importante que el modelo represente lo esencial del comportamiento, prescindiendo de detalles que dificultarían innecesariamente el análisis. c RECOMENDACIONES 1. Colocar losas macizas en lugares donde se presenten aberturas y gargantas, a fin de proporcionar mayor rigidez a las losas de piso, para que se desempeñen mejor ante una eventualidad sísmica. 2. Es muy importante la visita del Proyectista al lugar del Proyecto, permitiéndole agenciarse de algunas características importantes de zona, como la existencia de nivel freático, fallas geológicas, asentamientos, licuefacción de suelos; factores que han de apoyarlo en el diseño del edificio. 3. La preparación de Proyectos en coordinación permanente con los profesionales de ingeniería y arquitectura. 4. Se recomienda en la medida de lo posible rigidizar la estructura ya sea orientando las columnas en las direcciones principales; para estructuras aporticadas, o colocando placas; en estructuras mixtas, con la finalidad de minimizar el efecto de la tabiquería. En todo caso se debe de colocar detalles de diseño que resulten en una separación efectiva de la tabiquería. 5. Los métodos aplicados al proceso de predimensionado, varían dependiendo del criterio y experiencia del proyectista de obtener una dimensión económica, sismorresistentes y estable, sin complicar en extremo la arquitectura del edificio, por lo que los procedimientos a seguir no son rígidos a aplicar siempre, sino que servirán como punto de partida, de la obtención final del elemento estructural. 6. Dependiendo del tipo de edificación, muchas veces es conveniente optar con estructuraciones Mixtas o totalmente aporticadas; con columnas estratégicamente orientadas, antes que colocar algún muro de cortate excéntrico que produzca un efecto excesivo de giro por torsión. BIBLIOGRAFIA Interacción Estructural en Marcos y Muros de Cortante Pórtland Cement Association LIMUSA, MEXICO 1977 Ingeniería de Cimentaciones Peck – Hanson –Thornburn LIMUSA, MEXICO 1994 Mecánica de Suelos Juárez Badillo Rico Rodríguez LIMUSA, MEXICO 1996 Estudio de Suelos y Cimentaciones en la Industria de la Construcción Flecher, Gordon A. - Smoots, Verson A. LIMUSA, MEXICO 1982 Manual de Laboratorio de Mecánica Suelos Ing. Joseph E. Bowles MC GRAW HILL, MEXICO 1980 Cimentaciones de Concreto en Edificaciones (Revista) Dr. Jorge Alva Hurtado - Dr. Hugo Scaletti Farina ACI, Capítulo de Estudiantes de la UNI, 1993 Revista Técnica del ACI - URP Julio Rivera Feijóo - Carlos Casabonne Rasselet ACI, Capítulo de Estudiantes de la URP, 1995 Cálculo Sísmico de Estructuras Fidel Copa Pineda Editorial Líder, 1993 Análisis Sísmico de Edificios Javier Piqué del Pozo - Hugo Scaletti Farina CIP, Consejo Departamental Lima, Capítulo de Ingenieros Civiles, 1991 Albañilería Confinada Ing. José Flores Castro Linares C.I.P., Consejo Departamental. Arequipa, Capítulo de Ingenieros Civiles, 1995 Análisis Sísmico de Edificios Angel San Bartolomé PUCP, Fondo Editorial, 1998 Análisis Sísmico C. Yanqui Murillo 1991 Dinámica Estructural Mario Paz EDITORIAL REVERTÈ S.A., 1992 Análisis Estructural Laible, Jeffrey P. MC GRAW HILL, MEXICO 1992 Computer Methods of Structural Análisis Fred W. Beaufait - William H. Rowan - Peter G. Hoadley – Robert M. Hackett PRENTICE HALL, INC, 1970 Diseño de Estructuras Sismorresistentes Wakabayashi, Minoru - Martínez Romero, Enrique MC GRAW HILL, MEXICO 1990 Diseño de Estructuras Resistentes a Sismos para Ingenieros y Arquitectos D.J. Dowrick LIMUSA, MEXICO 1984 Diseño de Estructuras de Concreto Armado Teodoro Harmsen - J. Paola Mayorca PUCP, Fondo Editorial, 1997 Estructuras de Concreto Reforzado R.Park – T.Pauloy LIMUSA, MEXICO 1991 Concreto Reforzado Edward G. Nawy P.H.H., MEXICO 1992 Aspectos Fundamentales del Concreto Reforzado Oscar M. Gonzáles Cuevas - Francisco Robles Fernández-Villegas LIMUSA, MEXICO 1986 Diseño Estructural con Normas ACI Paul F. Rice – Edward S. Hoffman LIMUSA, MEXICO 1991 Reglamento de las Construcciones de Concreto Reforzado Noriega Editores LIMUSA, MEXICO 1995 NORMAS PERUANAS DE ESTRUCTURAS ACI, Capítulo Peruano, 1998 Normas Técnicas E-030 Diseño Sismorresistente ININVI PERU 2003 Reglamento Nacional de Construcciones CAPECO PERU 2001 Reglamento de Metrados para Obras de Edificación CAPECO D.S. 1379-VC EL PERUANO 1979 Diseño y Construcción de Pavimentos Germán Vivar Romero CIP, Consejo Departamental Lima, Capítulo de Ingenieros Civiles, 1995 Carreteras Calles y Aeropistas Raúl Valle Rodas EL ATENEO EDITORIAL, 1976 Manual de Pavimentos Jesús Moncayo V. EDIT. CONTINENTAL S.A., MEXICO, 1987 Pavimentos de Concreto Ing. Germám Vivas Romero – Ing. Erasmo Fernández S. Revista Auspiciada por Universidad Ricardo Palma, ACI, Capítulo de Estudiantes de la URP, 1995 00-CARATULA.pdf JUAN CARLOS JACINTO CHIRINOS BEJARANO CARLOS JAVIER CHIRINOS BEJARANO para optar el título profesional de Ingeniero Civil. 01-INDICE.pdf PRIMERA PARTE SEGUNDA PARTE 01-INDICE.pdf PRIMERA PARTE SEGUNDA PARTE 20-SUELOS.pdf 20-SUELOS.pdf Conforme a la Norma Técnica NTE E-030 y el predominio del su 2.3.2. EXCAVACIONES MANUALES En el país, debido al alto costo de equipos mecánicos para l La descripción de los materiales del subsuelo y toma de mues Se conseguirán muestras “no perturbadas”, cuando se necesite Las muestras “alteradas” se toman cuando el material que se 2.4.3. TRABAJOS DE CAMPO El ensayo del cono de Arena nos permite obtener la densidad, Densidad de la arena calibrada W i a c – W f a c 1750 – 569.5 W m Peso de la muestra V m Volumen de la muestra W m 1457.6 Peso muestra húmeda – Peso muestra seca Peso muestra seca W h – W s x 100 = 184.7 – 179.4 D²30 En el análisis de cimentaciones juzgamos los Asentamientos T El cómputo de empujes laterales KA y KP Activo y Pasivo, res Empuje Pasivo.- Resistencia del suelo que opone a su desliza 21-SUELOS.pdf Se recomienda adoptar un Sistema de Cimentación Superficial, Los elementos de cimentación, deberán emplazarse sobre la se Zapatas Cimentación corrida. Se ha determinado las siguientes propiedades físicas: 30-GENERALIDADES.pdf 30-SEGUNDA PARTE.pdf SEGUNDA PARTE 30-GENERALIDADES.pdf MOD.C LIMITES PARA DEZPLAZAMIENTO LATERAL DE ENTREPISO Concreto Armado Donde : U = 1.50 CM+ 1.80 CV U = Carga última U = 1.25 (CM+ CV CS) CM = Carga Muerta U = 0.90 CM 1.25 CS CV = Carga Viva (Sobrecarga) CS = Carga Sísmica DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE DISEÑO DEL EDIFICIO Capacidad portante del terreno Metrado de Masa Inercial Desplazamientos Resistencia No A Planos de Diseño Si Verific. No Diseño A Metrados .Costos Presupuestales Ejecución Parapeto 120 kg/m² 250 kg/m² Piso terminado y enlucido de techo Tabiquería móvil Losa aligerada 0.20 m 100 kg/m² 150 kg/m² 300 kg/m² Tipo de edificación Hospitales Salas de operación, laboratorios y áreas de servicio Cuartos de hospitalización Auditórium y Aulas Corredores públicos y escaleras 300 kg/m² 200 kg/m² 300 kg/m² PROPIEDADES PRINCIPALES DEL CONCRETO FRESCO 40-METRADOS.pdf Módulos “A” y “C” Módulo “B” Módulo “D” Módulo “E”
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Report "Tesis Profesional Juan Carlos Jacinto y Carlos Javier Chirin"