Análisis y diseño estructural de una estructura aporticada de 5 pisos para el uso de talleres

Abstract

El presente Informe De Ingeniería, es el resultado mejorado del Trabajo Escalonado del Curso de Análisis y Diseño de una Edificación de Concreto Armado, del Sistema de Titulación Profesional de la Escuela Profesional, por Actualización de Conocimientos. En el trabajo se ha realizado el Análisis Estructural y Diseño de los elementos de concreto armado de un Edificio de 5 pisos, destinado para el uso de Talleres, para ello se ha empleado programas de Análisis Estructural: A3se, A3s, SAP2000, VIGAS, PCACOL, DIANSCA y otros hasta el Nivel Educacional. La Estructura presenta una forma regular, tanto en Planta como en Elevación, está constituida por columnas y Muros de Corte (placas en L). Las Placas van a absorber el mayor porcentaje de las Fuerzas Cortantes de Sismo. Para efectos de consideraciones de Diseño Estructural se debe tener siempre en cuenta la calidad del Suelo, el cual nos definirá la Capacidad portante del mismo y con ello poder tener las características del tipo de cimentación a emplearse. Por eso creo conveniente que antes de emprenderse a efectuar un Diseño Estructural, se deberá efectuar un Estudio Geotécnico del Suelo para Cimentaciones Superficiales. Para el presente Informe, considero efectuado dicho Estudio el cual me da como resultado, para un tipo de suelo gravoso mal graduado, ubicado en el cercado de Lima, con una capacidad portante de 3.5 Kg. /cm2 y una profundidad de cimentación de 1.50 m. En este trabajo se explica el procedimiento a seguir para realizar el Diseño de los elementos que conforman la Edificación. Para lo cual se ha tenido en consideración la Nueva Norma Técnica de Edificación E-030 de Diseño Sismo Resistente. Se ha efectuado el estudio, dimensionamiento y determinación de fuerzas para el conjunto de la estructura, procediendo al Diseño completo de todos los elementos de los pórticos, luego se ha dibujado los elementos principales del primer nivel. En el Capítulo I, se da las características de la Estructura Propuesta, sus dimensiones, ubicación de ejes, denominaciones, así como también las características de los materiales a emplearse y el Uso que se va a dar a la Edificación. En el Capítulo II, se ha hecho el predimensionamiento de los elementos estructurales como: losas, columnas, vigas, muros de corte(placas). En el Capítulo III, se efectúa el metrado de cargas para los aligerados y vigas. En el Capítulo IV, se calcula el peso de la Edificación, determinándose con ello el peso y la masa de la estructura por niveles, todo esto con el fin de armar la base de datos con la cual trabajaremos con los diferentes Programas Educacionales que vamos a emplear, los cuales nos darán resultados: Fuerzas Axiales, Fuerzas Cortantes y Momentos Flectores de cada uno de los elementos con los cuales se logra diseñar las vigas, columnas, placas y zapatas de la Edificación. Realizados los cálculos se efectúa una comparación del Cortante Dinámico utilizando el Espectro de Diseño según la Norma E-30 1998-RNC y el Cortante Estático de la misma Norma, verificando el desplazamiento Lateral. Y además de debe de cumplir la condición de que las fuerzas de diseño determinadas por el método dinámico no podrán ser inferiores al 80% de las determinadas por el método estático, así como también verificar que los Pórticos absorban por los menos el 25% del Cortante de la Base en la dirección considerada, de no ser así procedemos al reajuste de dichas fuerzas sísmicas. En el Capítulo V, una vez verificados los requerimientos de la Norma se procedió a realizar el diseño de las Losas Aligeradas, Vigas tanto en flexión como por corte, las Columnas y los Muros de Corte(placas) se diseñaron por flexo compresión y cortante, luego se diseñó la Cimentación, finalmente se diseñó los tramos típicos de la Escalera Principal. En todo proceso de diseño, se deberá proveer de programas iterativos en Excel, de gran ayuda, para facilitar los predimensionamientos y ajustes de cargas de diseño. El presente Informe tiene la finalidad de instrumento de guía para Estructuraciones y Diseños de Edificaciones que presenten características similares.