centro de educaciÓn continua unidad oaxaca

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I N S T I T U T O P O L I T É C N I C O N A C I O N A L

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD

TECAMACHALCO

CENTRO DE EDUCACIÓN CONTINUA

UNIDAD OAXACA

TÍTULO

EDIFICIO DE 5 NIVELES DE CONCRETO

PRESENTA

SERGIO CRUZ VIDAL

ASESOR M.C. OSCAR BONILLA MANTEROLA

OAXACA DE JUÁREZ, OAXACA A 21 DE MAYO DEL 2018.

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CONTENIDO

INTRODUCCIÓN 6

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 6

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ARQUITECTÓNICO 6

DESCRIPCIÓN DEL ESTRUCTURAL DEL PROYECTO 11

PARÁMETROS DE DISEÑO 12

PARÁMETROS DE CÁLCULO 13

ANÁLISIS DE CARGA 15

MODELO DE CARGA DE SISMO EN DIRECCIÓN X 24

MODELO DE CARGA DE SISMO EN DIRECCIÓN Z 25

MODELO DE PESO PROPIO 26

CARGA MUERTA 27

CARGA VIVA MÁXIMA 32

CARGA VIVA POR SISMO 37

COMBINACIÓN DE CARGAS 42

DESPLAZAMIENTO MÁXIMO EN DIRECCIÓN X 43

DESPLAZAMIENTO MÁXIMO EN DIRECCIÓN Z 44

ELEMENTOS MECÁNICOS 45

MODELO DE ENVOLVENTE DE MOMENTO EN MZ 45

MODELO DE ENVOLVENTE DE MOMENTO EN MY 48

MODELO DE CARGAS AXIALES 50

MODELO DE ENVOLVENTE DE CORTANTE EN FY 52

MODELO DE ENVOLVENTE DE CORTANTE EN FZ 55

DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES 57

COLUMNA 20 X 40 CMS 57


TRABE 20 X 40 CMS 61

CONTRATRABE 20 X 40 CMS 64

LOSA DE CIMENTACIÓN 69

LOSA DE ENTREPISO 73

BIBLIOGRAFÍA 75

pág. 5

Introducción

El proyecto de las viviendas en las dependencias gubernamentales es una de la

necesidades básicas del humano para adquirir de una manera accesible y económico; un

espacio para desarrollarse, resguardar la protección y comodidad de la familia y representa

uno de los patrimonios de las mismas por lo tanto se tiene que construir y proveer a la

familias Oaxaqueñas Viviendas de calidad y con mayor seguridad estructural; basados con

reglamentos establecidos en las Normas Técnicas para la Construcción y una distribución

adecuada para desarrollarse en la sociedad que se requiere.

Descripción del proyecto

El proyecto es una propuesta por parte de La Comisión Estatal De Vivienda (CEVI) que

consiste en edificio de 5 niveles que se destinará como Departamento habitable en

diferentes partes del municipio de la región de la costa del estado de Oaxaca.

Ubicación de la propuesta del proyecto.

La propuesta es diseñar el edificio en diferentes partes de la región de la costa del estado

de Oaxaca.

Descripción del proyecto Arquitectónico

El Diseño del proyecto consiste de una vivienda multifamiliar de 5 niveles de concreto, la

superficie habitable es 45.217 m2, con habitaciones de 2.7 x 2.7 m (7.29 m2, 16%),

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estancia-comedor de 3 m x 4.35 m (13.05 m2, 28%). El patio de servicio se ha considerado

de 1.50 m x 3 m (4.5 m2, 9.9%), por criterios de espacio. Las dimensiones de la cocineta

serán por criterios de diseño y espacio de 1.65 m x 2.35 m (3.87 m2). La altura se ha

considerado mayor a la mínima recomendada en el reglamento de construcciones, siendo

esta de 2.70 m. el ancho de las escaleras recomendado para viviendas plurifamiliares y

colectivas es de 0.90 m de acuerdo al reglamento de construcciones para el distrito federal.

Por criterios de antropometría, el ancho libre mínimo se ha considerado de 1.00 m. el alto

de las puertas y ventanas se ha considerado de 2.10, de acuerdo a las Normas Oficiales

Mexicanas: NOM-233-SSA1. Mientras que los anchos de las mismas se han considerado

de 0.90 m para habitaciones y la puerta principal. Las dimensiones de las ventanas cumplen

con los requerimientos mínimos marcados por el reglamento; no serán menores al 17.5 %

al área del local en cuestión. Para las habitaciones las ventanas han sido consideradas de

1.20 m x 1.20 m y 1.50 x 1.20 considerando que el 17.5% del área de las mismas es de

1.275 m2 por tanto, las dimensiones serán mayores de 1.13 x 1.13 m. Para la sala comedor

el área de la ventana tiene que ser mayor a 2.275 m por tanto las dimensiones mínimas

serán de 1.30 x 1.80 para cumplir con los requerimientos de iluminación y ventilación del

reglamento de construcciones. En la cocineta (2.64 m2), las dimensiones mínimas de la

ventana no serán menor a 0.40 m2. Se ha considerado 1.0 m x 0.60 m.

Plano de la Planta Arquitectónico

pág. 7

Plano de la

Fachada principal

1.5 0

2 .3 5

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

4 .3 5

0.9 0

1.5 0

6 .00

0.9 0

1.9 0

2 .10

3 .003 .00

2 .8 5

2 .8 5

2 .8 5

1.151.15

1.6 5

3 .00

3 .15

1.6 5

1.2 0

1.6 5

6 .15

8 .5 0

2 .8 0

5 .7 0

Calentador 40 lts

0.6 0

1.5 5

4 .7 5

0.8 0

0.9 0

0.9 0

PASILLO NPT.+0.15

BAÑONPT.+0.25

PATIO DE SERVICIONPT.+0.15

RECAMARANPT.+0.15

RECAMARANPT.+0.15

SALA-COMEDOR NPT.+0.15

0.5 5

0.8 0

h=

1.3

5 m

1.9 51.8 0

8 .8 0

1.6 5

2 .3 5

1.6 5

3 .00

8 .5 0

3 .3 0

2 .8 0

5 .7 0

2 .10

2 .6 5

h=

1.7

0 m

0.6 0

0.7 5

1.5 0

7 .8 0

2 .8 5

6 .8 5

1.8 0

2 .6 5

1.3 5

1.5 0

2 .7 0

2 .8 5

pág. 8

Plano del corte X-X

NPT +15

NPT +2.95

NPT +5.75

NPT +8.55

2 .7 0

14 .15

2 .8 0 6 .00

6 .00

16 .5 5

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

1.5 0

1.5 01.9 0

1.5 0

1.5 0

1.5 0

1.2 0

1.2 0

1.2 0

1.2 0

1.2 0

N.P.T.+ 11.4

N.P.T.+14.15

2 .8 0

1.9 0

1.9 0

1.9 0

1.9 0

N.T.P+ 0.00

2 .7 0

0.15

pág. 9

Plano del corte Y-Y

COMEDOR

COMEDOR

COMEDOR

COMEDOR

COMEDOR

6 .00

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

N.P.T.+14.15

NPT 0.30

NPT .45

NPT 0.60

NPT 0.75

NPT 0.90

NPT 1.05

NPT 1.20

NPT 1.35

NPT 1.50

NPT 1.65

NPT 1.80NPT 1.95

NPT 2.1

NPT 2.25

NPT 2.4

NPT 2.55

NPT 2.7

NPT 2.85

NPT 3.10

NPT 3.25

NPT 3.40

NPT 3.55

NPT 3.7

NPT 3.85

NPT 4.00

NPT 4.15

NPT 4.30

NPT 4.45

NPT 4.60

NPT 4.9

NPT 5.05

NPT 5.2

NPT 5.35

NPT 5.5

NPT 5.65

NPT 5.90

NPT 6.05

NPT 6.20

NPT 6.35

NPT 6.50

NPT 6.65

NPT 6.80

NPT 6.95

NPT 7.10

NPT 7.25

NPT 1.40

NPT 7.7

NPT 7.85

NPT 8.00

NPT 8.15

NPT 8.3

NPT 8.45

NPT 8.70

NPT 8.85

NPT 0.90

NPT 9.15

NPT 9.30

NPT 9.45

NPT 9.60

NPT 9.75

NPT 9.90

NPT 10.05

NPT 10.20

NPT 10.5

NPT 10.65

NPT 10.8

NPT 10.95

NPT 11.10

NPT 11.25

NPT 11.50

NPT 11.65

NPT 11.8

NPT 11.95

NPT 12.10

NPT 12.25

NPT 12.40

NPT 12.55

NPT 12.70

NPT 12.85

NPT 13.00

NPT 13.30

NPT 13.45

NPT 13.60

NPT 13.75

NPT 13.90

NPT 14.05

NPT 4.75

NPT 7.55

NPT 10.35

NPT 13.15

N.P.T.+ 0.15

N.P.T.+ 2.95

N.P.T.+ 5.75

N.P.T.+ 8.55

N.P.T.+ 11.35

16 .5 5

14 .00

N.P.T.+ 0.00

2 .8 0

pág. 10

Descripción Estructural del proyecto

RECAMARA

RECAMARA

RECAMARA

RECAMARA

RECAMARA

COCINETA

COCINETA

COCINETA

COCINETA

COCINETA

1.2 0

1.2 0

1.2 0

1.2 0

1.2 0

16 .5 5

N.P.T.+14.15

N.P.T.+ 0.15

N.P.T.+ 2.95

N.P.T.+ 5.75

N.P.T.+ 8.55

N.P.T.+ 11.35

2 .7 02 .3 5

2 .7 02 .3 5

2 .7 02 .3 5

2 .7 02 .3 5

2 .7 02 .3 5

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

1.8 0

1.8 0

1.8 0

1.8 0

1.8 0

N.T.P+ 0.00 N.T.P+ 0.00

14 .15

2 .10

0.9 0

0.6 0

0.9 0

0.6 0

0.9 0

0.6 0

0.9 0

0.6 0

0.9 0

0.6 0

pág. 11

Las estructuras en general que soportará el edificio de 5 niveles para la seguridad consistirá:

Cimentación:

Losa de cimentación de 20 cm. de espesor, con concreto de Fć=300 kg/cm2, con acero de

# 4 de Fy=4200 kg/cm2. En el perímetro se considera contratrabe de 40x20 cm concreto

Fć=300 Kg/cm2 y acero de Fy=4200 kg/cm2.

Muro:

El sistema de mampostería de tabique rojo recocido de 6x12x25 cm de fć=60 Kg/cm2.

Columna:

Columna de concreto armado de 40x20 cm, concreto de Fć=250 kg/cm2 y con acero de

Fy=4200 kg/cm2.


Fy=4200 kg/cm2.

Castillo:

Castillo de concreto armado de 15x15 cm, concreto de Fć=250 kg/cm2 y con acero de

Fy=4200 kg/cm2.

Trabe:

Trabe de concreto armado de 40x20 cm, concreto de Fć=250 kg/cm2 y con acero de

Fy=4200 kg/cm2.

Losa de Entrepiso y de Azotea:

Losa de entrepiso de 12 cms de espesor de concreto Armado fć=250 Kg/cm2 y acero de

Fy=4200Kg/cm2.

Losa de Azotea de 12 cms de espesor de concreto Armado fć=250 Kg/cm2 y acero de

Fy=4200Kg/cm2.

Parámetros de diseño

pág. 12

De acuerdo a la Regionalización sísmica de la República Mexicana establecido por el CFE,

el parámetro de diseño de este edificio:

Para el diseño del edificio de 5 niveles se toma zona D y tipo de suelo III.

Parámetros de Cálculo

pág. 13

Toda estructura y cada una de sus partes, deberán diseñarse para ofrecer una seguridad

adecuada por lo tanto se mencionan parámetros que garantizan un alto grado de seguridad:

Clasificación de construcciones según su destino

El destino de las construcciones debe tomarse como referencia para determinar su

importancia, y con ello, la protección o seguridad que se les provea. Este criterio se

consigna en la tabla 2.1. En el diseño sísmico de estas estructuras se seguirán criterios

especiales acordes con el estado del conocimiento.

Grupo A+:

Las estructuras de “gran importancia”, o del Grupo A+, son estructuras en que se requiere

un grado de seguridad extrema. Su falla es inadmisible porque, si se presenta, conduciría

a la pérdida de miles de vidas humanas, a un grave daño ecológico, económico o social, o

bien, impediría el desarrollo nacional o cambiaría el rumbo del país. Son estructuras de

importancia extrema, como las grandes presas y las plantas nucleares.

Grupo A:

Estructuras en que se requiere un grado de seguridad alto. Construcciones cuya falla

estructural causaría la pérdida de un número elevado de vidas o pérdidas económicas o

culturales de magnitud intensa o excepcionalmente alta, o que constituyan un peligro

significativo por contener sustancias tóxicas o inflamables, así como construcciones cuyo

funcionamiento sea esencial a raíz de un sismo. Tal es el caso de puentes principales,

sistemas de abastecimiento de agua potable, subestaciones eléctricas, centrales

telefónicas, estaciones de bomberos, archivos y registros públicos, monumentos, museos,

hospitales, escuelas, estadios, templos, terminales de trasporte, salas de espectáculos y

hoteles que tengan áreas de reunión que pueden alojar un número elevado de personas,

gasolineras, depósitos de sustancias inflamables o tóxicas y locales que alojen equipo

especialmente costoso. Se incluyen también todas aquellas estructuras de plantas de

generación de energía eléctrica cuya falla por movimiento sísmico pondría en peligro la

operación de la planta, así como las estructuras para la transmisión y distribución de energía

Eléctrica.

Grupo B:

Estructuras en que se requiere un grado de seguridad convencional. Construcciones cuya

falla estructural ocasionaría pérdidas moderadas o pondría en peligro otras construcciones

de este grupo o del grupo A, tales como naves industriales, locales comerciales, estructuras

pág. 14

comunes destinadas a vivienda u oficinas, salas de espectáculos, hoteles, depósitos y

estructuras urbanas o industriales no incluidas en el grupo A, así como muros de retención,

bodegas ordinarias y bardas. También se incluyen todas aquellas estructuras de plantas de

generación de energía eléctrica que en caso de fallar por temblor no paralizarían el

funcionamiento de la planta.

Clasificación de construcciones según su estructuración

Atendiendo a las características estructurales que influyen en la respuesta sísmica,

las construcciones se clasifican, según su estructuración Tipo 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,

9, 10, 11, 12 y 13.

Tipo 1

Estructuras de edificios: Estructuras comunes tales como edificios urbanos, naves

industriales típicas, salas de espectáculos y estructuras semejantes, en que las

fuerzas laterales se resisten en cada nivel por marcos continuos contraventeados o

no, por diafragmas o muros o por la combinación de estos.

Factor de Resistencia:

El Factor de Resistencia de acuerdo las Normas Técnicas Complementarias para Flexión

Fr=0.9 para Flexión

El refuerzo Mínimo:

El Refuerzo Mínimo de tensión en sección rectangular de concreto reforzado:

𝑨𝒔,𝒎í𝒏 =0.7√𝑓´𝑐

𝑓𝑦𝑏𝑑

El Refuerzo Máximo:

El Refuerzo Máxima de acero de tensión en secciones de concreto reforzado que no deban

resistir fuerzas sísmicas será el 90 por ciento de la que corresponde a la falla balanceada

de la sección considerada. La falla balanceada ocurre cuando simultáneamente el acero

llega a su esfuerzo de fluencia y el concreto alcanza su deformación máxima 0.003 en

compresión.

Las secciones rectangulares sin acero de compresión tienen falla balanceada cuando su

área de acero es igual a:

𝑓"𝑐

𝑓𝑦

6000𝛽1

𝑓𝑦 + 6000𝑏𝑑

Acero:

La barra de acero será corrugada, con la salvedad que se indica adelante y deban cumplir

con la norma NMX-C-407-ONNCCE.

Esfuerzo de fluencia Fy=4200 kg/cm2.

pág. 15

El módulo de elasticidad de acero de refuerzo ordinario 𝐸𝑠 =2x106 Kg/cm2.

Concreto:

Se usará concreto de clase I que deban cumplir con la norma NMX-C-414-ONNCCE.

Peso volumétrico a 2400 Kg/𝑚3.

Concreto f´c=250 Kg/cm2 Concreto f´c=300 Kg/cm2

Fy=4200 Kg/cm2 Fy=4200 Kg/cm2

F*c=200 Kg/cm2 F*c=240 Kg/cm2

F”c=170 Kg/cm2 F”c=204 Kg/cm2

𝜷=0.85 𝛽=0.85

Fr=0.9 Fr=0.9

Tabique Rojo de barro recocido

Módulo de Elasticidad=7000kg/cm2

Análisis de Cargas

De Acuerdo a la Norma Técnica Complementaria sobre Criterios y Acciones para el Diseño

Estructural de las Edificaciones:

Acciones de Diseño:

a) Las acciones permanentes son las que obran en forma continua sobre la estructura

y cuya intensidad varía poco con el tiempo. Las principales acciones que pertenecen

a esta categoría son: Carga muerta; el empuje estático de suelos y de líquidos y las

deformaciones y desplazamientos impuestos a la estructura que varían poco con el

tiempo, como los debidos a presfuerzos o a movimientos diferenciales permanentes

de los apoyos;

b) Las acciones variables son las que se obran sobre la estructura con intensidad que

varía significativamente con el tiempo. Las principales acciones que entran en esta

categoría son: la carga viva; los efectos de temperatura; las deformaciones

impuestas y los hundimientos diferenciales que tengan una intensidad variable con

el tiempo, y las acciones debidas al funcionamiento de maquinaria y equipo,

incluyendo los efectos dinámicos que pueden presentarse debido a vibraciones,

impacto o frenado; y

c) Las acciones accidentales son las que no se deben al funcionamiento normal de la

edificación y que pueden alcanzar intensidades significativas sólo durante lapsos

breves. Pertenecen a esta categoría: las acciones sísmicas; los efectos del viento;

las cargas de granizo; los efectos de explosiones, incendios y otros fenómenos que

pueden presentarse en casos extraordinarios. Será necesario tomar precauciones

en las estructuras, en su cimentación y en los detalles constructivos, para evitar un

comportamiento catastrófico de la estructura para el caso de que ocurran estas

acciones.

Combinaciones de acciones:

pág. 16

La seguridad de una estructura deberá verificarse para el efecto combinado de todas las

acciones que tengan una probabilidad no despreciable de ocurrir simultáneamente,

considerándose dos categorías de combinaciones:

a) Para las combinaciones que incluyan acciones permanentes y acciones variables,

se considerarán todas las acciones permanentes que actúen sobre la estructura y

las distintas acciones variables, de las cuales la más desfavorable se tomará con su

intensidad máxima y el resto con su intensidad instantánea, o bien todas ellas con

su intensidad media cuando se trate de evaluar efectos a largo plazo. Para la

combinación de carga muerta más carga viva, se empleará la intensidad máxima de

la carga viva. Considerándola uniformemente repartida sobre toda el área. Cuando

se tomen en cuenta distribuciones de la carga viva más desfavorable que la

uniformemente repartida, deberán tomarse los valores de la intensidad instantánea

especificada.

b) Para las combinaciones que incluyan acciones permanentes, variables y

accidentales, se considerarán todas las acciones permanentes, las acciones

variables con sus valores instantáneos y únicamente una acción accidental en cada

combinación.

Factores de Carga:

De Acuerdo a la Norma Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el

Diseño Estructural de las Edificaciones; para determinar el factor de carga, Fc, se aplicarán

las reglas siguientes:

a) Para combinación de acciones clasificadas en el inciso 2.3.a. se aplicará un factor

de carga de 1.4.

Cuando se trate de edificaciones del grupo A, el factor de carga para este tipo de

combinaciones se tomará igual a 1.5;

b) Para combinaciones de acciones clasificadas en el inciso 2.3.b. se tomará un factor

de carga de 1.1 aplicado a los efectos de todas las acciones que intervengan en la

combinación;

c) Para acciones o fuerzas internas cuyo efecto sea favorable a la resistencia o

estabilidad de la estructura, el factor de carga se tomará igual a 0.9; además, se

tomará como intensidad de la acción el valor mínimo probable de acuerdo con la

sección 2.2; y

d) Para revisión de estados límite de servicio se tomará en todos los casos un factor

de carga unitario.

Carga Muerta:

Se considerarán como cargas muertas los pesos de todos los elementos constructivos, de los acabados y de todos los elementos que ocupan una posición permanente y tienen un peso que no cambia sustancialmente con el tiempo. Por lo tanto se calcula las cargas Muertas por unidad de área de entrepiso.

pág. 17

Las cargas Muertas por unidad de área de planta de Azotea:

Carga Viva:

Se considerarán cargas vivas las fuerzas que se producen por el uso y ocupación de las

edificaciones y que no tienen carácter permanente. A menos que se justifiquen

racionalmente otros valores.

Para la aplicación de las cargas vivas unitarias se deberá tomar en consideración las siguientes disposiciones:

a) La carga viva máxima Wm: se deberá emplear para diseño estructural por fuerzas gravitacionales y para calcular asentamientos inmediatos en suelos, así como para el diseño estructural de los cimientos ante cargas gravitacionales.

b) La carga instantánea Wa: se deberá usar para diseño sísmico y por viento y cuando se revisen distribuciones de carga más desfavorables que la uniformemente repartida sobre toda el área.

c) La carga media W: se deberá emplear en el cálculo de asentamientos diferidos y

para el cálculo de flechas diferida.

Las cargas vivas Unitarias:

Elementos Peso

Losa de Concreto 10 cm. esp. 240 kg/m2

Carga Muerta Adicional por Losa (NTC) 20 Kg/m2

Firme de Mortero de 3 cm 66 Kg/m2

Recubrimiento de Piso (loseta Vinilica) 5 Kg/m2

Instalaciones y plafones 35 Kg/m2

Muros divisorias 100 Kg/m2

Carga Muerta Total: 466 Kg/m2

Elementos Peso



Impermeabilización 150 Kg/m2



pág. 18

Tabla 6.1 Cargas Vivas unitarias.

Destino de Piso W 𝐖𝐚 𝐖𝐦

Habitación (casa-Habitación, departamentos, viviendas. Dormitorios, cuartos de Hotel, internados de escuelas, cárceles, correccionales, hospitales y similares)

70 Kg/cm2 90 Kg/cm2 170 Kg/cm2

Oficinas, despachos y laboratorios

100 Kg/cm2 180 Kg/cm2 250 Kg/cm2

Aulas 100 Kg/cm2 180 Kg/cm2 250 Kg/cm2

Comunicación para peatones(pasillos, escaleras, rampas, vestíbulos y pasajes de acceso libre al público)

40 Kg/cm2 150 Kg/cm2 350 Kg/cm2

Estadios y lugares de reunión sin asientos individuales

40 Kg/cm2 350 Kg/cm2 450 Kg/cm2

Fuente: Tabla 6.1 “Cargas Vivas Unitarias “_Norma Técnicas Complementarias sobre criterios y

acciones para el diseño estructural de las edificaciones p. 09.

Entrepiso

Carga Muerta+ Carga Viva Accidental:

466 Kg/cm2+90 Kg/Cm2=556 Kg/cm2

Azotea

Carga Muerta + Carga Viva Máxima:

445 Kg/cm2+170 Kg/cm2 =515 Kg/cm2

Modelo de Cargas diseñado, en STADD PRO v8i

pág. 19

Carga Muerta, Carga viva máxima estructural y Carga viva accidental

Combinación de cargas:

a) Carga Muerta + Carga Viva Max. (CM 1.5+CV.Max1.5)

b) Carga Muerta 1.1+ Carga Viva Accidental 1.1 + Carga en Dirección X 1.1 + Carga

en Dirección Z 0.33 (CM 1.1+CV.Acc 1.1+ CSX 1.1+CSZ 0.33).

c) Carga Muerta 1.1+ Carga Viva Accidental 1.1 + Carga en Dirección X 1.1 - Carga

en Dirección Z 0.33 (CM 1.1+CV.Acc 1.1+ CSX 1.1-CSZ 0.33).

d) Carga Muerta 1.1+ Carga Viva Accidental 1.1 - Carga en Dirección X 1.1 + Carga


e) Carga Muerta 1.1+ Carga Viva Accidental 1.1 - Carga en Dirección X 1.1 - Carga en

Dirección Z 0.33 (CM 1.1+CV.Acc 1.1 - CSX 1.1 - CSZ 0.33).

f) Carga Muerta 1.1+ Carga Viva Accidental 1.1 + Carga en Dirección Z 1.1 + Carga

en Dirección X 0.33 (CM 1.1+CV.Acc 1.1+ CSZ 1.1+CSX 0.33).

g) Carga Muerta 1.1+ Carga Viva Accidental 1.1 + Carga en Dirección Z 1.1 - Carga

en Dirección X 0.33 (CM 1.1+CV.Acc 1.1+ CSZ 1.1 -CSX 0.33).

h) Carga Muerta 1.1+ Carga Viva Accidental 1.1 - Carga en Dirección Z 1.1 + Carga

en Dirección X 0.33 (CM 1.1+CV.Acc 1.1 - CSZ 1.1+CSX 0.33).

i) Carga Muerta 1.1+ Carga Viva Accidental 1.1 - Carga en Dirección Z 1.1 - Carga en

Dirección X 0.33 (CM 1.1+CV.Acc 1.1 - CSZ 1.1 -CSX 0.33).

ANÁLISIS TRIDIMENSIONAL

pág. 20

Isométrico del Modelo Estructural Diseñado En STAAD. PRO V8i


pág. 21


pág. 22

Modelación de Secciones Estructurales

pág. 23

Diseñado En STAAD. PRO V8i

pág. 24

Modelo de carga sísmica en Dirección x

Diseñado En STAAD. PRO V8i.

pág. 25

Modelo de carga sísmica en Dirección z


pág. 26

Modelo de Peso Propio


pág. 27

Carga Muerta

Modelo de Carga Muerta del 1er. Entrepiso Diseñado En STAAD. PRO V8i.

pág. 28

Modelo de Carga Muerta del 2do. Entrepiso


pág. 29

Modelo de Carga Muerta del 3er. Entrepiso


pág. 30

Modelo de Carga Muerta del 4to. Entrepiso


pág. 31

Modelo de Carga Muerta 5to. Piso de Azotea


pág. 32

Carga Viva Máxima

Modelo de Carga Viva Máxima 1er. Entrepiso Diseñado En STAAD. PRO V8i.

pág. 33

Modelo de Carga Viva Máxima 2do. Entrepiso


pág. 34

Modelo de Carga Viva Máxima 3er. Entrepiso


pág. 35

Modelo de Carga Viva Máxima 4to. Entrepiso


pág. 36

Modelo de Carga Viva Máxima 5to. Piso de Azotea


pág. 37

Carga Viva por Sismo Modelo de Carga Por Sismo 1er. Entrepiso


pág. 38

Modelo de Carga Por Sismo 2do. Entrepiso


pág. 39

Modelo de Carga Por Sismo 3er. Entrepiso


pág. 40

Modelo de Carga Por Sismo 4to. Entrepiso


pág. 41

Modelo de Carga Por Sismo 5to. Piso de Azotea


pág. 42

Combinación de Cargas

Modelo de Combinación de cargas Diseñado En STAAD. PRO V8i.

pág. 43

Desplazamiento Máximo en Dirección X


El desplazamiento máximo en dirección X= 9.7767 Cm. De acuerdo a la combinación de cargas aplicado al edificio (CM+C.Ssismo+Sismo en X+ Sismo en Z).

pág. 44

Desplazamiento Máximo en Dirección Z Diseñado En STAAD. PRO V8i.

El desplazamiento máximo en dirección Z= 4.1092 Cm. De acuerdo a la combinación de cargas aplicado al edificio (CM+C.Ssismo+Sismo en X+ Sismo en Z).

pág. 45

Elementos Mecánicos

Modelo de Envolvente de “Momento en MZ” Diseñado En STAAD. PRO V8i.

pág. 46

Isométrico de Envolvente de “Momento en Mz”


pág. 47

Isométrico de Envolvente de “Momento en MZ” de Entrepiso y de Azotea.


Momento en “Mz” de entrepiso.

Momento en “Mz” de piso de Azotea.

pág. 48

Modelo de Envolvente de “Momento en MY”


pág. 49

Isométrico de Envolvente de “Momento en MY”

De Entrepiso y de Azotea.


Momento en “MY” de entrepiso

Momento en “MY” de Azotea.

pág. 50

Modelo de “Cargas Axiales”


pág. 51

Isométrico de Modelación de “Cargas Axiales”


pág. 52

Modelo de Envolvente de “Cortante en FY”


pág. 53

Isométrico de Modelo de “Cortante en FY”


pág. 54


De entrepiso y de azotea


Cortante en “FY” de entrepiso

Cortante en “FY” de azotea.

pág. 55

Modelo de Envolvente de “Cortante en FZ”


pág. 56

Isométrico de Modelo de Envolvente de “Cortante en FZ”



Cortante en “FZ” de entrepiso.

Cortante en “FZ” de Azotea.

pág. 57

Diseño de Elementos Estructurales


Columna 20x40 cm

pág. 58

Diseño de Elementos estructurales Columna 20x40 Cm

Columna Diseñada

Con los Datos diseñados por el Staad; la carga Axial, el Mux, Muy, el área de acero crítico

y el porcentaje de acero se diseña con nuestra hoja de Cálculo revisando a carga axial y

flexión biaxal; columna de 20x40 cms., quedando de la siguiente manera; Armado con 10

Varillas de ½”, con dos grapas de Varilla de ½” y estribo de ½” 5@ 5 cms., 10@ 10 cms., y

@ 20 cms.

- Est. Ø 1/2" 5@5,

10@10 y @ 20 cms.

-Armado con Grapas de 1/2"

-Armado con 10 Var. 1/2"

Columna C-2

0.14

0.3

4

0.03 0.03

0.0

30.0

3

0.4

0

0.05

0.20

- Est. Ø 1/2" 5@5,

10@10 y @ 20 cms.



pág. 59

Diseño de Elementos estructurales


Columna 15x30 cm

pág. 60


Columna Diseñada

Con el apoyo dinámico del Staad se diseña la siguiente columna de 15x30 cms. quedando

de la siguiente manera; Armado con 6 varillas de ½”, con doble estribo Varilla de ½”; 5@ 5

cms., 10@ 10 cms., y @ 20 cms.

Columna C-1

- Est. Ø 1/2" 5@5,

10@10 y @ 20 cms.

-Armado con doble

Estribo de 1/2"

0.05

0.05 0.15

0.030.03 0.09

0.3

0

0.2

40.0

30.0

3


pág. 61



Trabe 20x40 cms.

De acuerdo al diseño Gráfico de Trabe generado por el Staad el momento Máximo crítico

es de 6.55 Ton-m izquierda y 4.62 Ton-m a la derecha de la gráfica del momento.

pág. 62


Trabe 20x40 Cms.

pág. 63


De acuerdo al Cálculo la Contratrabe queda de la siguiente manera la distribución del

acero:

TRABE T-1

0.14

0.3

4

0.4

0

0.05

0.20

0.03 0.03

0.0

30

.03

8 Var. No.4

-Estribo de Ø 3/8" 5@5, 10@10 y @ 15 cms.

-Armado con 8 Varillas de 1/2"-Armado con Bastón 1 Varilla de 3/8"

2 Var. No. 4

Bastón 1 Var. No. 3 Bastón 1 Var. No. 3

2 Var. No. 4

2 Var. No. 4

2 Var. No. 4

EST. No.3 5@3, 5@5, 5@10, Y @15 CMS. APARTIR DE LOS APOYOS

TRABE T-1

0.14

0.3

4

0.4

0

0.05

0.20

0.03 0.03

0.0

30.0

3

8 Var. No.4

-Estribo de Ø 3/8" 5@5, 10@10 y @ 15 cms.


pág. 64



Contratrabe 20x40 cms

Vista tridimensional del diseño de la Contratrabe:

La Gráfica de momentos y Cortantes es necesario para el Diseño de la Contratrabe:

pág. 65


Contratrabe 20x40 Cms

pág. 66



De acuerdo al Cálculo la Contratrabe queda de la siguiente manera la distribución del acero:

-Estribo de Ø 3/8" 5@5, 10@10 y @ 15 cms.

-Armado con 8 Varillas de 1/2"

CONTRATRABE CT-1

0.05

0.20

0.03 0.03

0.0

30.3

4

0.4

0

0.0

3

.14


2 Var. No. 4

2 Var. No. 4

2 Var. No. 4

2 Var. No. 4

-Estribo de Ø 3/8" 5@5, 10@10 y @ 15 cms.


CONTRATRABE CT-1

0.05

0.20

0.03 0.03

0.0

30.3

4

0.4

0

0.0

3

.14

pág. 67



Losa de Cimentación

De acuerdo al diseño de la Losa de cimentación y datos generador por parte del Staad, la

aplicación de Combinación de cargas más críticas; Carga Muerta+ Carga Por sismo +

Sismo en Dirección X – Sismo en Dirección Z; el Momento último Máximo es: Mu=2.09 Ton-

m.

pág. 68




En la condición más crítica que se obtuvo mayor Fuerza cortante es la combinación de

Carga Muerta + Carga por Sismo + Sismo en X + Sismo en Z.

Obteniendo el siguiente resultado en el software:

Fuerza Cortante SQX=3.84 Kg/c𝐦𝟐.

pág. 69



“Método de la Cuarta Potencia”

Datos:

𝐂𝐚𝐫𝐠𝐚(t

m2) =

Carga Muerta + Carga Viva

𝐀´𝐫𝐞𝐚

pág. 70




pág. 71




Datos:

pág. 72




Losa de Cimentación de 20

cms. de Esp. F´c=300 kg/cm2.

Var. No.4 @ 25 Cms.

0.20

0.4

0

0.2

0

Var. No.4 @ 25 Cms.

0.0

50.1

00.0

5

Contratrabe de 20 x40 cms. de

F´c=300 kg/cm2.

pág. 73


Losa de Entrepiso


Cálculo:

Materiales Peso

Acabado 40 kg/m2

Mortero 20 Kg/m2

Losa v y b 240 Kg/m2

Sobrecargas 40 Kg/m2


Carga Muerta 370 Kg/m2

Carga Viva 170 Kg/m2

Carga Total: 540 Kg/m2

0.7* (540kg/m2)

1.4 (378 kg/m2)

Carga 529.20 Kg/m2

pág. 74

Losa de Entrepiso de 12 cms.

de Esp. F´c=250 kg/cm2.

Var. No.3 @ 25 Cms.

0.20

0.4

0

Trabe de 20 x40 cms. de

F´c=250 kg/cm2.

0.1

2

Var. No. 3 @ 25 Cms.

0.0

25

0.0

95

pág. 75

Bibliografía

- Normas Técnicas Complementarias para diseño y construcción de estructuras de

concreto.

- Normas Técnicas Complementarias para diseño por sismo.

- Normas Técnicas Complementarias para diseño y construcción de Cimentación.

- Normas Técnicas Complementarias sobre criterios y acciones para el diseño

estructural de las edificaciones.

- Reglamento de construcciones del Distrito Federal (2004).

- Manual de Diseño de obras civiles Diseño por sismo (CFE 2008).

pág. 76

Diseño Terminado

pág. 4

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN 6

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 6

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ARQUITECTÓNICO 6

DESCRIPCIÓN DEL ESTRUCTURAL DEL PROYECTO 11

PARÁMETROS DE DISEÑO 12

PARÁMETROS DE CÁLCULO 13

ANÁLISIS DE CARGA 15

MODELO DE CARGA DE SISMO EN DIRECCIÓN X 24

MODELO DE CARGA DE SISMO EN DIRECCIÓN Z 25

MODELO DE PESO PROPIO 26

CARGA MUERTA 27

CARGA VIVA MÁXIMA 32

CARGA VIVA POR SISMO 37

COMBINACIÓN DE CARGAS 42

DESPLAZAMIENTO MÁXIMO EN DIRECCIÓN X 43

DESPLAZAMIENTO MÁXIMO EN DIRECCIÓN Z 44

ELEMENTOS MECÁNICOS 45

MODELO DE ENVOLVENTE DE MOMENTO EN MZ 45

MODELO DE ENVOLVENTE DE MOMENTO EN MY 48

MODELO DE CARGAS AXIALES 50

MODELO DE ENVOLVENTE DE CORTANTE EN FY 52

MODELO DE ENVOLVENTE DE CORTANTE EN FZ 55

DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES 57



TRABE 20 X 40 CMS 61

CONTRATRABE 20 X 40 CMS 64

LOSA DE CIMENTACIÓN 69

LOSA DE ENTREPISO 73

BIBLIOGRAFÍA 75

pág. 5

Introducción

El proyecto de las viviendas en las dependencias gubernamentales es una de la

necesidades básicas del humano para adquirir de una manera accesible y económico; un

espacio para desarrollarse, resguardar la protección y comodidad de la familia y representa

uno de los patrimonios de las mismas por lo tanto se tiene que construir y proveer a la

familias Oaxaqueñas Viviendas de calidad y con mayor seguridad estructural; basados con

reglamentos establecidos en las Normas Técnicas para la Construcción y una distribución

adecuada para desarrollarse en la sociedad que se requiere.

Descripción del proyecto

El proyecto es una propuesta por parte de La Comisión Estatal De Vivienda (CEVI) que

consiste en edificio de 5 niveles que se destinará como Departamento habitable en

diferentes partes del municipio de la región de la costa del estado de Oaxaca.

Ubicación de la propuesta del proyecto.

La propuesta es diseñar el edificio en diferentes partes de la región de la costa del estado

de Oaxaca.

Descripción del proyecto Arquitectónico

El Diseño del proyecto consiste de una vivienda multifamiliar de 5 niveles de concreto, la

superficie habitable es 45.217 m2, con habitaciones de 2.7 x 2.7 m (7.29 m2, 16%),

pág. 6

estancia-comedor de 3 m x 4.35 m (13.05 m2, 28%). El patio de servicio se ha considerado

de 1.50 m x 3 m (4.5 m2, 9.9%), por criterios de espacio. Las dimensiones de la cocineta

serán por criterios de diseño y espacio de 1.65 m x 2.35 m (3.87 m2). La altura se ha

considerado mayor a la mínima recomendada en el reglamento de construcciones, siendo

esta de 2.70 m. el ancho de las escaleras recomendado para viviendas plurifamiliares y

colectivas es de 0.90 m de acuerdo al reglamento de construcciones para el distrito federal.

Por criterios de antropometría, el ancho libre mínimo se ha considerado de 1.00 m. el alto

de las puertas y ventanas se ha considerado de 2.10, de acuerdo a las Normas Oficiales

Mexicanas: NOM-233-SSA1. Mientras que los anchos de las mismas se han considerado

de 0.90 m para habitaciones y la puerta principal. Las dimensiones de las ventanas cumplen

con los requerimientos mínimos marcados por el reglamento; no serán menores al 17.5 %

al área del local en cuestión. Para las habitaciones las ventanas han sido consideradas de

1.20 m x 1.20 m y 1.50 x 1.20 considerando que el 17.5% del área de las mismas es de

1.275 m2 por tanto, las dimensiones serán mayores de 1.13 x 1.13 m. Para la sala comedor

el área de la ventana tiene que ser mayor a 2.275 m por tanto las dimensiones mínimas

serán de 1.30 x 1.80 para cumplir con los requerimientos de iluminación y ventilación del

reglamento de construcciones. En la cocineta (2.64 m2), las dimensiones mínimas de la

ventana no serán menor a 0.40 m2. Se ha considerado 1.0 m x 0.60 m.

Plano de la Planta Arquitectónico

pág. 7

Plano de la

Fachada principal

1.5 0

2 .3 5

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

4 .3 5

0.9 0

1.5 0

6 .00

0.9 0

1.9 0

2 .10

3 .003 .00

2 .8 5

2 .8 5

2 .8 5

1.151.15

1.6 5

3 .00

3 .15

1.6 5

1.2 0

1.6 5

6 .15

8 .5 0

2 .8 0

5 .7 0

Calentador 40 lts

0.6 0

1.5 5

4 .7 5

0.8 0

0.9 0

0.9 0

PASILLO NPT.+0.15

BAÑONPT.+0.25

PATIO DE SERVICIONPT.+0.15

RECAMARANPT.+0.15

RECAMARANPT.+0.15

SALA-COMEDOR NPT.+0.15

0.5 5

0.8 0

h=

1.3

5 m

1.9 51.8 0

8 .8 0

1.6 5

2 .3 5

1.6 5

3 .00

8 .5 0

3 .3 0

2 .8 0

5 .7 0

2 .10

2 .6 5

h=

1.7

0 m

0.6 0

0.7 5

1.5 0

7 .8 0

2 .8 5

6 .8 5

1.8 0

2 .6 5

1.3 5

1.5 0

2 .7 0

2 .8 5

pág. 8

Plano del corte X-X

NPT +15

NPT +2.95

NPT +5.75

NPT +8.55

2 .7 0

14 .15

2 .8 0 6 .00

6 .00

16 .5 5

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

1.5 0

1.5 01.9 0

1.5 0

1.5 0

1.5 0

1.2 0

1.2 0

1.2 0

1.2 0

1.2 0

N.P.T.+ 11.4

N.P.T.+14.15

2 .8 0

1.9 0

1.9 0

1.9 0

1.9 0

N.T.P+ 0.00

2 .7 0

0.15

pág. 9

Plano del corte Y-Y

COMEDOR

COMEDOR

COMEDOR

COMEDOR

COMEDOR

6 .00

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

N.P.T.+14.15

NPT 0.30

NPT .45

NPT 0.60

NPT 0.75

NPT 0.90

NPT 1.05

NPT 1.20

NPT 1.35

NPT 1.50

NPT 1.65

NPT 1.80NPT 1.95

NPT 2.1

NPT 2.25

NPT 2.4

NPT 2.55

NPT 2.7

NPT 2.85

NPT 3.10

NPT 3.25

NPT 3.40

NPT 3.55

NPT 3.7

NPT 3.85

NPT 4.00

NPT 4.15

NPT 4.30

NPT 4.45

NPT 4.60

NPT 4.9

NPT 5.05

NPT 5.2

NPT 5.35

NPT 5.5

NPT 5.65

NPT 5.90

NPT 6.05

NPT 6.20

NPT 6.35

NPT 6.50

NPT 6.65

NPT 6.80

NPT 6.95

NPT 7.10

NPT 7.25

NPT 1.40

NPT 7.7

NPT 7.85

NPT 8.00

NPT 8.15

NPT 8.3

NPT 8.45

NPT 8.70

NPT 8.85

NPT 0.90

NPT 9.15

NPT 9.30

NPT 9.45

NPT 9.60

NPT 9.75

NPT 9.90

NPT 10.05

NPT 10.20

NPT 10.5

NPT 10.65

NPT 10.8

NPT 10.95

NPT 11.10

NPT 11.25

NPT 11.50

NPT 11.65

NPT 11.8

NPT 11.95

NPT 12.10

NPT 12.25

NPT 12.40

NPT 12.55

NPT 12.70

NPT 12.85

NPT 13.00

NPT 13.30

NPT 13.45

NPT 13.60

NPT 13.75

NPT 13.90

NPT 14.05

NPT 4.75

NPT 7.55

NPT 10.35

NPT 13.15

N.P.T.+ 0.15

N.P.T.+ 2.95

N.P.T.+ 5.75

N.P.T.+ 8.55

N.P.T.+ 11.35

16 .5 5

14 .00

N.P.T.+ 0.00

2 .8 0

pág. 10

Descripción Estructural del proyecto

RECAMARA

RECAMARA

RECAMARA

RECAMARA

RECAMARA

COCINETA

COCINETA

COCINETA

COCINETA

COCINETA

1.2 0

1.2 0

1.2 0

1.2 0

1.2 0

16 .5 5

N.P.T.+14.15

N.P.T.+ 0.15

N.P.T.+ 2.95

N.P.T.+ 5.75

N.P.T.+ 8.55

N.P.T.+ 11.35

2 .7 02 .3 5

2 .7 02 .3 5

2 .7 02 .3 5

2 .7 02 .3 5

2 .7 02 .3 5

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

2 .7 0

1.8 0

1.8 0

1.8 0

1.8 0

1.8 0

N.T.P+ 0.00 N.T.P+ 0.00

14 .15

2 .10

0.9 0

0.6 0

0.9 0

0.6 0

0.9 0

0.6 0

0.9 0

0.6 0

0.9 0

0.6 0

pág. 11

Las estructuras en general que soportará el edificio de 5 niveles para la seguridad consistirá:

Cimentación:

Losa de cimentación de 20 cm. de espesor, con concreto de Fć=300 kg/cm2, con acero de

# 4 de Fy=4200 kg/cm2. En el perímetro se considera contratrabe de 40x20 cm concreto

Fć=300 Kg/cm2 y acero de Fy=4200 kg/cm2.

Muro:

El sistema de mampostería de tabique rojo recocido de 6x12x25 cm de fć=60 Kg/cm2.

Columna:


Fy=4200 kg/cm2.


Fy=4200 kg/cm2.

Castillo:

Castillo de concreto armado de 15x15 cm, concreto de Fć=250 kg/cm2 y con acero de

Fy=4200 kg/cm2.

Trabe:

Trabe de concreto armado de 40x20 cm, concreto de Fć=250 kg/cm2 y con acero de

Fy=4200 kg/cm2.

Losa de Entrepiso y de Azotea:

Losa de entrepiso de 12 cms de espesor de concreto Armado fć=250 Kg/cm2 y acero de

Fy=4200Kg/cm2.

Losa de Azotea de 12 cms de espesor de concreto Armado fć=250 Kg/cm2 y acero de

Fy=4200Kg/cm2.

Parámetros de diseño

pág. 12

De acuerdo a la Regionalización sísmica de la República Mexicana establecido por el CFE,

el parámetro de diseño de este edificio:

Para el diseño del edificio de 5 niveles se toma zona D y tipo de suelo III.

Parámetros de Cálculo

pág. 13

Toda estructura y cada una de sus partes, deberán diseñarse para ofrecer una seguridad

adecuada por lo tanto se mencionan parámetros que garantizan un alto grado de seguridad:

Clasificación de construcciones según su destino

El destino de las construcciones debe tomarse como referencia para determinar su

importancia, y con ello, la protección o seguridad que se les provea. Este criterio se

consigna en la tabla 2.1. En el diseño sísmico de estas estructuras se seguirán criterios

especiales acordes con el estado del conocimiento.

Grupo A+:

Las estructuras de “gran importancia”, o del Grupo A+, son estructuras en que se requiere

un grado de seguridad extrema. Su falla es inadmisible porque, si se presenta, conduciría

a la pérdida de miles de vidas humanas, a un grave daño ecológico, económico o social, o

bien, impediría el desarrollo nacional o cambiaría el rumbo del país. Son estructuras de

importancia extrema, como las grandes presas y las plantas nucleares.

Grupo A:

Estructuras en que se requiere un grado de seguridad alto. Construcciones cuya falla

estructural causaría la pérdida de un número elevado de vidas o pérdidas económicas o

culturales de magnitud intensa o excepcionalmente alta, o que constituyan un peligro

significativo por contener sustancias tóxicas o inflamables, así como construcciones cuyo

funcionamiento sea esencial a raíz de un sismo. Tal es el caso de puentes principales,

sistemas de abastecimiento de agua potable, subestaciones eléctricas, centrales

telefónicas, estaciones de bomberos, archivos y registros públicos, monumentos, museos,

hospitales, escuelas, estadios, templos, terminales de trasporte, salas de espectáculos y

hoteles que tengan áreas de reunión que pueden alojar un número elevado de personas,

gasolineras, depósitos de sustancias inflamables o tóxicas y locales que alojen equipo

especialmente costoso. Se incluyen también todas aquellas estructuras de plantas de

generación de energía eléctrica cuya falla por movimiento sísmico pondría en peligro la

operación de la planta, así como las estructuras para la transmisión y distribución de energía

Eléctrica.

Grupo B:

Estructuras en que se requiere un grado de seguridad convencional. Construcciones cuya

falla estructural ocasionaría pérdidas moderadas o pondría en peligro otras construcciones

de este grupo o del grupo A, tales como naves industriales, locales comerciales, estructuras

pág. 14

comunes destinadas a vivienda u oficinas, salas de espectáculos, hoteles, depósitos y

estructuras urbanas o industriales no incluidas en el grupo A, así como muros de retención,

bodegas ordinarias y bardas. También se incluyen todas aquellas estructuras de plantas de

generación de energía eléctrica que en caso de fallar por temblor no paralizarían el

funcionamiento de la planta.

Clasificación de construcciones según su estructuración

Atendiendo a las características estructurales que influyen en la respuesta sísmica,

las construcciones se clasifican, según su estructuración Tipo 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,

9, 10, 11, 12 y 13.

Tipo 1

Estructuras de edificios: Estructuras comunes tales como edificios urbanos, naves

industriales típicas, salas de espectáculos y estructuras semejantes, en que las

fuerzas laterales se resisten en cada nivel por marcos continuos contraventeados o

no, por diafragmas o muros o por la combinación de estos.

Factor de Resistencia:

El Factor de Resistencia de acuerdo las Normas Técnicas Complementarias para Flexión

Fr=0.9 para Flexión

El refuerzo Mínimo:

El Refuerzo Mínimo de tensión en sección rectangular de concreto reforzado:

𝑨𝒔,𝒎í𝒏 =0.7√𝑓´𝑐

𝑓𝑦𝑏𝑑

El Refuerzo Máximo:

El Refuerzo Máxima de acero de tensión en secciones de concreto reforzado que no deban

resistir fuerzas sísmicas será el 90 por ciento de la que corresponde a la falla balanceada

de la sección considerada. La falla balanceada ocurre cuando simultáneamente el acero

llega a su esfuerzo de fluencia y el concreto alcanza su deformación máxima 0.003 en

compresión.

Las secciones rectangulares sin acero de compresión tienen falla balanceada cuando su

área de acero es igual a:

𝑓"𝑐

𝑓𝑦

6000𝛽1

𝑓𝑦 + 6000𝑏𝑑

Acero:

La barra de acero será corrugada, con la salvedad que se indica adelante y deban cumplir

con la norma NMX-C-407-ONNCCE.

Esfuerzo de fluencia Fy=4200 kg/cm2.

pág. 15

El módulo de elasticidad de acero de refuerzo ordinario 𝐸𝑠 =2x106 Kg/cm2.

Concreto:

Se usará concreto de clase I que deban cumplir con la norma NMX-C-414-ONNCCE.

Peso volumétrico a 2400 Kg/𝑚3.

Concreto f´c=250 Kg/cm2 Concreto f´c=300 Kg/cm2

Fy=4200 Kg/cm2 Fy=4200 Kg/cm2

F*c=200 Kg/cm2 F*c=240 Kg/cm2

F”c=170 Kg/cm2 F”c=204 Kg/cm2

𝜷=0.85 𝛽=0.85

Fr=0.9 Fr=0.9

Tabique Rojo de barro recocido

Módulo de Elasticidad=7000kg/cm2

Análisis de Cargas

De Acuerdo a la Norma Técnica Complementaria sobre Criterios y Acciones para el Diseño

Estructural de las Edificaciones:

Acciones de Diseño:

a) Las acciones permanentes son las que obran en forma continua sobre la estructura

y cuya intensidad varía poco con el tiempo. Las principales acciones que pertenecen

a esta categoría son: Carga muerta; el empuje estático de suelos y de líquidos y las

deformaciones y desplazamientos impuestos a la estructura que varían poco con el

tiempo, como los debidos a presfuerzos o a movimientos diferenciales permanentes

de los apoyos;

b) Las acciones variables son las que se obran sobre la estructura con intensidad que

varía significativamente con el tiempo. Las principales acciones que entran en esta

categoría son: la carga viva; los efectos de temperatura; las deformaciones

impuestas y los hundimientos diferenciales que tengan una intensidad variable con

el tiempo, y las acciones debidas al funcionamiento de maquinaria y equipo,

incluyendo los efectos dinámicos que pueden presentarse debido a vibraciones,

impacto o frenado; y

c) Las acciones accidentales son las que no se deben al funcionamiento normal de la

edificación y que pueden alcanzar intensidades significativas sólo durante lapsos

breves. Pertenecen a esta categoría: las acciones sísmicas; los efectos del viento;

las cargas de granizo; los efectos de explosiones, incendios y otros fenómenos que

pueden presentarse en casos extraordinarios. Será necesario tomar precauciones

en las estructuras, en su cimentación y en los detalles constructivos, para evitar un

comportamiento catastrófico de la estructura para el caso de que ocurran estas

acciones.

Combinaciones de acciones:

pág. 16

La seguridad de una estructura deberá verificarse para el efecto combinado de todas las

acciones que tengan una probabilidad no despreciable de ocurrir simultáneamente,

considerándose dos categorías de combinaciones:

a) Para las combinaciones que incluyan acciones permanentes y acciones variables,

se considerarán todas las acciones permanentes que actúen sobre la estructura y

las distintas acciones variables, de las cuales la más desfavorable se tomará con su

intensidad máxima y el resto con su intensidad instantánea, o bien todas ellas con

su intensidad media cuando se trate de evaluar efectos a largo plazo. Para la

combinación de carga muerta más carga viva, se empleará la intensidad máxima de

la carga viva. Considerándola uniformemente repartida sobre toda el área. Cuando

se tomen en cuenta distribuciones de la carga viva más desfavorable que la

uniformemente repartida, deberán tomarse los valores de la intensidad instantánea

especificada.

b) Para las combinaciones que incluyan acciones permanentes, variables y

accidentales, se considerarán todas las acciones permanentes, las acciones

variables con sus valores instantáneos y únicamente una acción accidental en cada

combinación.

Factores de Carga:

De Acuerdo a la Norma Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el

Diseño Estructural de las Edificaciones; para determinar el factor de carga, Fc, se aplicarán

las reglas siguientes:

a) Para combinación de acciones clasificadas en el inciso 2.3.a. se aplicará un factor

de carga de 1.4.

Cuando se trate de edificaciones del grupo A, el factor de carga para este tipo de

combinaciones se tomará igual a 1.5;

b) Para combinaciones de acciones clasificadas en el inciso 2.3.b. se tomará un factor

de carga de 1.1 aplicado a los efectos de todas las acciones que intervengan en la

combinación;

c) Para acciones o fuerzas internas cuyo efecto sea favorable a la resistencia o

estabilidad de la estructura, el factor de carga se tomará igual a 0.9; además, se

tomará como intensidad de la acción el valor mínimo probable de acuerdo con la

sección 2.2; y

d) Para revisión de estados límite de servicio se tomará en todos los casos un factor

de carga unitario.

Carga Muerta:

Se considerarán como cargas muertas los pesos de todos los elementos constructivos, de los acabados y de todos los elementos que ocupan una posición permanente y tienen un peso que no cambia sustancialmente con el tiempo. Por lo tanto se calcula las cargas Muertas por unidad de área de entrepiso.

pág. 17

Las cargas Muertas por unidad de área de planta de Azotea:

Carga Viva:

Se considerarán cargas vivas las fuerzas que se producen por el uso y ocupación de las

edificaciones y que no tienen carácter permanente. A menos que se justifiquen

racionalmente otros valores.

Para la aplicación de las cargas vivas unitarias se deberá tomar en consideración las siguientes disposiciones:

a) La carga viva máxima Wm: se deberá emplear para diseño estructural por fuerzas gravitacionales y para calcular asentamientos inmediatos en suelos, así como para el diseño estructural de los cimientos ante cargas gravitacionales.

b) La carga instantánea Wa: se deberá usar para diseño sísmico y por viento y cuando se revisen distribuciones de carga más desfavorables que la uniformemente repartida sobre toda el área.

c) La carga media W: se deberá emplear en el cálculo de asentamientos diferidos y

para el cálculo de flechas diferida.

Las cargas vivas Unitarias:

Elementos Peso



Firme de Mortero de 3 cm 66 Kg/m2

Recubrimiento de Piso (loseta Vinilica) 5 Kg/m2


Muros divisorias 100 Kg/m2


Elementos Peso



Impermeabilización 150 Kg/m2



pág. 18

Tabla 6.1 Cargas Vivas unitarias.

Destino de Piso W 𝐖𝐚 𝐖𝐦

Habitación (casa-Habitación, departamentos, viviendas. Dormitorios, cuartos de Hotel, internados de escuelas, cárceles, correccionales, hospitales y similares)

70 Kg/cm2 90 Kg/cm2 170 Kg/cm2

Oficinas, despachos y laboratorios

100 Kg/cm2 180 Kg/cm2 250 Kg/cm2

Aulas 100 Kg/cm2 180 Kg/cm2 250 Kg/cm2

Comunicación para peatones(pasillos, escaleras, rampas, vestíbulos y pasajes de acceso libre al público)

40 Kg/cm2 150 Kg/cm2 350 Kg/cm2

Estadios y lugares de reunión sin asientos individuales

40 Kg/cm2 350 Kg/cm2 450 Kg/cm2

Fuente: Tabla 6.1 “Cargas Vivas Unitarias “_Norma Técnicas Complementarias sobre criterios y

acciones para el diseño estructural de las edificaciones p. 09.

Entrepiso

Carga Muerta+ Carga Viva Accidental:

466 Kg/cm2+90 Kg/Cm2=556 Kg/cm2

Azotea

Carga Muerta + Carga Viva Máxima:

445 Kg/cm2+170 Kg/cm2 =515 Kg/cm2

Modelo de Cargas diseñado, en STADD PRO v8i

pág. 19

Carga Muerta, Carga viva máxima estructural y Carga viva accidental

Combinación de cargas:

a) Carga Muerta + Carga Viva Max. (CM 1.5+CV.Max1.5)

b) Carga Muerta 1.1+ Carga Viva Accidental 1.1 + Carga en Dirección X 1.1 + Carga


c) Carga Muerta 1.1+ Carga Viva Accidental 1.1 + Carga en Dirección X 1.1 - Carga

en Dirección Z 0.33 (CM 1.1+CV.Acc 1.1+ CSX 1.1-CSZ 0.33).

d) Carga Muerta 1.1+ Carga Viva Accidental 1.1 - Carga en Dirección X 1.1 + Carga


e) Carga Muerta 1.1+ Carga Viva Accidental 1.1 - Carga en Dirección X 1.1 - Carga en

Dirección Z 0.33 (CM 1.1+CV.Acc 1.1 - CSX 1.1 - CSZ 0.33).

f) Carga Muerta 1.1+ Carga Viva Accidental 1.1 + Carga en Dirección Z 1.1 + Carga

en Dirección X 0.33 (CM 1.1+CV.Acc 1.1+ CSZ 1.1+CSX 0.33).

g) Carga Muerta 1.1+ Carga Viva Accidental 1.1 + Carga en Dirección Z 1.1 - Carga

en Dirección X 0.33 (CM 1.1+CV.Acc 1.1+ CSZ 1.1 -CSX 0.33).

h) Carga Muerta 1.1+ Carga Viva Accidental 1.1 - Carga en Dirección Z 1.1 + Carga

en Dirección X 0.33 (CM 1.1+CV.Acc 1.1 - CSZ 1.1+CSX 0.33).

i) Carga Muerta 1.1+ Carga Viva Accidental 1.1 - Carga en Dirección Z 1.1 - Carga en

Dirección X 0.33 (CM 1.1+CV.Acc 1.1 - CSZ 1.1 -CSX 0.33).

ANÁLISIS TRIDIMENSIONAL

pág. 20



pág. 21


pág. 22

Modelación de Secciones Estructurales

pág. 23

Diseñado En STAAD. PRO V8i

pág. 24

Modelo de carga sísmica en Dirección x


pág. 25

Modelo de carga sísmica en Dirección z


pág. 26

Modelo de Peso Propio


pág. 27

Carga Muerta

Modelo de Carga Muerta del 1er. Entrepiso Diseñado En STAAD. PRO V8i.

pág. 28

Modelo de Carga Muerta del 2do. Entrepiso


pág. 29

Modelo de Carga Muerta del 3er. Entrepiso


pág. 30

Modelo de Carga Muerta del 4to. Entrepiso


pág. 31

Modelo de Carga Muerta 5to. Piso de Azotea


pág. 32

Carga Viva Máxima

Modelo de Carga Viva Máxima 1er. Entrepiso Diseñado En STAAD. PRO V8i.

pág. 33

Modelo de Carga Viva Máxima 2do. Entrepiso


pág. 34

Modelo de Carga Viva Máxima 3er. Entrepiso


pág. 35

Modelo de Carga Viva Máxima 4to. Entrepiso


pág. 36

Modelo de Carga Viva Máxima 5to. Piso de Azotea


pág. 37

Carga Viva por Sismo Modelo de Carga Por Sismo 1er. Entrepiso


pág. 38

Modelo de Carga Por Sismo 2do. Entrepiso


pág. 39

Modelo de Carga Por Sismo 3er. Entrepiso


pág. 40

Modelo de Carga Por Sismo 4to. Entrepiso


pág. 41

Modelo de Carga Por Sismo 5to. Piso de Azotea


pág. 42

Combinación de Cargas

Modelo de Combinación de cargas Diseñado En STAAD. PRO V8i.

pág. 43

Desplazamiento Máximo en Dirección X


El desplazamiento máximo en dirección X= 9.7767 Cm. De acuerdo a la combinación de cargas aplicado al edificio (CM+C.Ssismo+Sismo en X+ Sismo en Z).

pág. 44

Desplazamiento Máximo en Dirección Z Diseñado En STAAD. PRO V8i.

El desplazamiento máximo en dirección Z= 4.1092 Cm. De acuerdo a la combinación de cargas aplicado al edificio (CM+C.Ssismo+Sismo en X+ Sismo en Z).

pág. 45

Elementos Mecánicos

Modelo de Envolvente de “Momento en MZ” Diseñado En STAAD. PRO V8i.

pág. 46

Isométrico de Envolvente de “Momento en Mz”


pág. 47

Isométrico de Envolvente de “Momento en MZ” de Entrepiso y de Azotea.


Momento en “Mz” de entrepiso.

Momento en “Mz” de piso de Azotea.

pág. 48

Modelo de Envolvente de “Momento en MY”


pág. 49

Isométrico de Envolvente de “Momento en MY”

De Entrepiso y de Azotea.


Momento en “MY” de entrepiso

Momento en “MY” de Azotea.

pág. 50

Modelo de “Cargas Axiales”


pág. 51

Isométrico de Modelación de “Cargas Axiales”


pág. 52

Modelo de Envolvente de “Cortante en FY”


pág. 53



pág. 54




Cortante en “FY” de entrepiso

Cortante en “FY” de azotea.

pág. 55

Modelo de Envolvente de “Cortante en FZ”


pág. 56

Isométrico de Modelo de Envolvente de “Cortante en FZ”



Cortante en “FZ” de entrepiso.

Cortante en “FZ” de Azotea.

pág. 57



Columna 20x40 cm

pág. 58


Columna Diseñada

Con los Datos diseñados por el Staad; la carga Axial, el Mux, Muy, el área de acero crítico

y el porcentaje de acero se diseña con nuestra hoja de Cálculo revisando a carga axial y

flexión biaxal; columna de 20x40 cms., quedando de la siguiente manera; Armado con 10

Varillas de ½”, con dos grapas de Varilla de ½” y estribo de ½” 5@ 5 cms., 10@ 10 cms., y

@ 20 cms.

- Est. Ø 1/2" 5@5,

10@10 y @ 20 cms.



Columna C-2

0.14

0.3

4

0.03 0.03

0.0

30.0

3

0.4

0

0.05

0.20

- Est. Ø 1/2" 5@5,

10@10 y @ 20 cms.



pág. 59



Columna 15x30 cm

pág. 60


Columna Diseñada

Con el apoyo dinámico del Staad se diseña la siguiente columna de 15x30 cms. quedando

de la siguiente manera; Armado con 6 varillas de ½”, con doble estribo Varilla de ½”; 5@ 5

cms., 10@ 10 cms., y @ 20 cms.

Columna C-1

- Est. Ø 1/2" 5@5,

10@10 y @ 20 cms.

-Armado con doble

Estribo de 1/2"

0.05

0.05 0.15

0.030.03 0.09

0.3

0

0.2

40.0

30.0

3


pág. 61



Trabe 20x40 cms.

De acuerdo al diseño Gráfico de Trabe generado por el Staad el momento Máximo crítico

es de 6.55 Ton-m izquierda y 4.62 Ton-m a la derecha de la gráfica del momento.

pág. 62


Trabe 20x40 Cms.

pág. 63


De acuerdo al Cálculo la Contratrabe queda de la siguiente manera la distribución del

acero:

TRABE T-1

0.14

0.3

4

0.4

0

0.05

0.20

0.03 0.03

0.0

30

.03

8 Var. No.4

-Estribo de Ø 3/8" 5@5, 10@10 y @ 15 cms.


2 Var. No. 4

Bastón 1 Var. No. 3 Bastón 1 Var. No. 3

2 Var. No. 4

2 Var. No. 4

2 Var. No. 4


TRABE T-1

0.14

0.3

4

0.4

0

0.05

0.20

0.03 0.03

0.0

30.0

3

8 Var. No.4

-Estribo de Ø 3/8" 5@5, 10@10 y @ 15 cms.


pág. 64



Contratrabe 20x40 cms

Vista tridimensional del diseño de la Contratrabe:

La Gráfica de momentos y Cortantes es necesario para el Diseño de la Contratrabe:

pág. 65



pág. 66



De acuerdo al Cálculo la Contratrabe queda de la siguiente manera la distribución del acero:

-Estribo de Ø 3/8" 5@5, 10@10 y @ 15 cms.


CONTRATRABE CT-1

0.05

0.20

0.03 0.03

0.0

30.3

4

0.4

0

0.0

3

.14


2 Var. No. 4

2 Var. No. 4

2 Var. No. 4

2 Var. No. 4

-Estribo de Ø 3/8" 5@5, 10@10 y @ 15 cms.


CONTRATRABE CT-1

0.05

0.20

0.03 0.03

0.0

30.3

4

0.4

0

0.0

3

.14

pág. 67




De acuerdo al diseño de la Losa de cimentación y datos generador por parte del Staad, la

aplicación de Combinación de cargas más críticas; Carga Muerta+ Carga Por sismo +

Sismo en Dirección X – Sismo en Dirección Z; el Momento último Máximo es: Mu=2.09 Ton-

m.

pág. 68




En la condición más crítica que se obtuvo mayor Fuerza cortante es la combinación de

Carga Muerta + Carga por Sismo + Sismo en X + Sismo en Z.

Obteniendo el siguiente resultado en el software:

Fuerza Cortante SQX=3.84 Kg/c𝐦𝟐.

pág. 69




Datos:

𝐂𝐚𝐫𝐠𝐚(t

m2) =

Carga Muerta + Carga Viva

𝐀´𝐫𝐞𝐚

pág. 70




pág. 71




Datos:

pág. 72




Losa de Cimentación de 20

cms. de Esp. F´c=300 kg/cm2.

Var. No.4 @ 25 Cms.

0.20

0.4

0

0.2

0

Var. No.4 @ 25 Cms.

0.0

50.1

00.0

5

Contratrabe de 20 x40 cms. de

F´c=300 kg/cm2.

pág. 73


Losa de Entrepiso


Cálculo:

Materiales Peso

Acabado 40 kg/m2

Mortero 20 Kg/m2

Losa v y b 240 Kg/m2

Sobrecargas 40 Kg/m2


Carga Muerta 370 Kg/m2

Carga Viva 170 Kg/m2

Carga Total: 540 Kg/m2

0.7* (540kg/m2)

1.4 (378 kg/m2)

Carga 529.20 Kg/m2

pág. 74

Losa de Entrepiso de 12 cms.

de Esp. F´c=250 kg/cm2.

Var. No.3 @ 25 Cms.

0.20

0.4

0

Trabe de 20 x40 cms. de

F´c=250 kg/cm2.

0.1

2

Var. No. 3 @ 25 Cms.

0.0

25

0.0

95

pág. 75

Bibliografía

- Normas Técnicas Complementarias para diseño y construcción de estructuras de

concreto.

- Normas Técnicas Complementarias para diseño por sismo.

- Normas Técnicas Complementarias para diseño y construcción de Cimentación.

- Normas Técnicas Complementarias sobre criterios y acciones para el diseño

estructural de las edificaciones.

- Reglamento de construcciones del Distrito Federal (2004).

- Manual de Diseño de obras civiles Diseño por sismo (CFE 2008).

pág. 76

Diseño Terminado

centro de educaciÓn continua unidad oaxaca

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