DISEÑO DE UNA VIVIENDA MULTIFAMILIAR ALBAÑILERIA ESTRUCTURAL

INTEGRANTES BERNALES LUNA, BRYAN CONDORI MAYTA, CRISTIAN CRISTOBAL SANCHEZ YANCAPALLO, ALEJANDRA SOLEDAD SULLCA VILCA, LUIS ALFREDO VILLAGRA AMBRONSIO, ANGEL JORDY

DESCRIPCIÒN DEL PROYECTO: La vivienda multifamiliar se proyecta sobre un terreno rectangular de aproximadamente 120 m2, con un área techada de 114m2, La frontera de la vivienda tiene una distancia de 8.00m y la el acceso al segundo nivel se encuentra en dicha frontera. La vivienda consta de 2 niveles y una sola cochera.

PREDIMENSIONAMIENTO Se procedió a pre-dimensionar los elementos estructurales principales (losas macizas, vigas, columnas, muros de albañilería siguiendo los criterios y recomendaciones, asi mismo a continuación se procedió a realizar el metrado de cargas verticales para el análisis sísmico, cumpliendo con lo estipulado en las normas E.020de Cargas y E.030 de diseño Sismo Resistente, respectivamente, con especial énfasis en las solicitudes de la norma E.070 de Albañilería para los muros respectivos.

NORMAS EMPLEADAS: Metrado de cargas: Norma E.020 de Cargas Análisis Sísmico: Norma E.030 de Diseño Sismo Resistente Diseño de cimentaciones: Norma E.050 de Suelos y Cimentaciones Diseño de concreto: Norma E.060 de Concreto Armado Diseño de albañilería: Norma E.070 de Albañilería

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Concreto: Resistencia a la Compresión: f’c = 210 kg/cm2 Deformación Unitaria Máxima: εcu = 0.003 Módulo de Elasticidad: Ec = 15,000√f’c Ec = 217,000 kg/cm2 Módulo de Poisson: v = 0.15 Módulo de Corte: G = Ec/2.3 G = 94,500

Acero de refuerzo: Esfuerzo de Fluencia: fy = 4,200 kg/cm2 Deformación Unitaria Máxima: εs = 0.0021 Módulo de Elasticidad: Es = 2’000,000 kg/cm2 Albañilería: King Kong Mecanizado: Resistencia a Compresión Axial de las Unidades: f’b = 145 kg/cm2 Resistencia a Compresión Axial en Pilas: f’m = 65 kg/cm2 Resistencia al Corte en Muretes : v’m = 8.1 kg/cm2 Módulo de Elasticidad: Em = 500f’m Em = 32,500 kg/cm2 Módulo de Corte: Gm = 0.4Em Gm = 13,000 kg/cm2 Las unidades de albañilería cumplen con la Tabla 1 del Artículo 5.2, siendo un ladrillo tipo IV.

Se presenta a continuación la vista en planta del piso típico para indicar la nomenclatura a utilizar de aquí en adelante para la identificación de los muros portantes de la estructura:

PESOS UNITARIOS Y CARGAS DIRECTAS CARGAS MUERTAS   Concreto 2.400 tn/m3 Albañileria 1.800 Alfeizer 1.400 Piso terminado 0.100 tn/m2 Aligerado 0.300 CARGAS VIVAS S/c techo tipico 0.200 S/c Azotea S/c escalera

análisis

AREAS TRIBUTARIAS PISO TIPICO

2DO PISO

METRADOS DE CARGA 1ER PISO

METRADOS DE CARGA 2DO PISO

CENTRO DE MASAS 𝑋 𝐶𝐺 = 𝑤𝑥𝑖𝑋𝑖+ 𝑤𝑥𝑖𝑋𝑖 𝑤𝑥𝑖 + 𝑤𝑦𝑖 Se calcula la ubicación en planta del centro de = PD + 0.25 PL. masas para pisos típicos y azotea, tomando en cuenta que las cargas son Pg 𝑋 𝐶𝐺 = 𝑤𝑥𝑖𝑋𝑖+ 𝑤𝑥𝑖𝑋𝑖 𝑤𝑥𝑖 + 𝑤𝑦𝑖   𝑌 𝐶𝐺 = 𝑤𝑌𝑖𝑌𝑖+ 𝑤𝑌𝑖𝑌𝑖 𝑤𝑥𝑖 + 𝑤𝑦𝑖

CENTRO DE RIGIDECES Determinamos el centro de rigideces de los pisos típicos y de la azotea con la siguiente expresión calculamos la rigidez de cada muro y en cada dirección de análisis: 𝑌 𝐶𝑅 = 𝐾𝑖𝑌𝑖 𝐾𝑖 𝑋 𝐶𝑅 = 𝐾𝑖𝑋𝑖 𝐾𝑖

Análisis sísmico estático 𝐹 𝑖 = 𝑃 𝑖 ∙ ℎ 𝑖 𝑗−1 𝑛 𝑃 𝑗 ∙ ℎ 𝑗 2𝑎 ∙ 𝑉− 𝐹 𝑎

CALCULO DE LOS MOMENTOS TORSORES

CARGAS AXIALES ACUMULADAS EN CADA MURO

DISEÑO DE MUROS DE ALBAÑILERÍA

CONTROL DE FISURACION

VERIFICACION DE LA RESISTENCIA ANTE SISMO SEVERO 1ER PISO

VERIFICACION DE LA RESISTENCIA ANTE SISMO SEVERO 2DO PISO Todos los muros no se fisuran ante la acción de un sismo moderado Todos los muros cumplen la condición En los entrepisos superiores debe verificarse el agrietamiento diagonal   Todos los muros del 2 piso cumplen la verificación

VERIFICACION DE LA NECESIDAD DE COLOCAR REFUERZO HORIZONTAL La cuantía de acero de refuerzo horizontal será Equivalente a 1 de diámetro 8mm a cada 2 hiladas cuya cuantía es 0,0012  

Diseño de elementos de confinamiento

MURO X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 COLUMNA C1 C2 UBICACIÓN extrema interior Pg 1.99 4.89 3.29 4.58 4.14 5.96 5.27 Vm 8.16 40.01 8.46 12.62 23.63 15.06 34.83 Mu 13.34 101.16 9.24 40.86 17.95 89.06 L 1.95 4.00 2.39 2.60 5.93 Lm 2.00 2.90 Nc 3.00 3 F 6.84 25.29 4.74 6.30 10.22 6.90 15.02 Pt 0.50 0.00 0.65 2.37 1.42 Pc 2.95 2.45 2.30 1.65 2.29 2.07 4.36 3.41 4.13 3.18 T 1.85 21.85 22.85 1.79 3.09 4.01 8.15 0.18 2.08 8.52 10.42 C 9.84 28.24 27.74 7.03 6.38 8.59 12.29 11.26 10.31 19.15 18.20 As 0.49 5.78 5.08 0.47 0.82 1.06 2.15 0.05 0.55 2.25 2.76 As colocado 2.84   4Ø3/8'' 4Ø1/2'' fc.conf 0.80 An 17.71 201.77 196.77 -10.33 -16.83 5.26 42.21 31.96 22.46 110.84 101.34 dimensiones 15x15 15X15 Ac 225.00 121.00 espaciamiento 1@5,4@10,resto@25 C-1 C-2 SOLERAS solera muro X1 solera muro X2 solera muro X3 solera muro X4 solera muro X5 solera muro X6 Ts 4.08 20.01 8.68 6.31 11.82 5.79 1.08 5.29 1.67 3.13 1.53 As min. 1.50 2.31 AS a utilizar

ELEMENTOS DE CONCRETO ARMADO

DISEÑO DE VIGA CHATA: La resistencia requerida se obtiene por el metrado para cargas muertas (CM) y cargas vivas (CV) será realizada con las siguientes combinaciones: -U = 1.4CM + 1.7CV -U = 1.25 (CM + CV) ± CS (Carga de sismos) -U = 0.90CM ± CS (Carga de sismos) La viga denominada VCH-30x20 solo cumple la función de unir las columnas estructurales que soportan la escalera de la vivienda multifamiliar

Se diseño viga chatas puesto que estas solo trabajan de como arriostre de las columnas estructurales. Wcm 1.02 tn/m Wcv 0.57 Para el diseño sísmico se uso el ETABS 2015, obteniendo una envolvente de los combos.

DISEÑO POR FLEXION: Deberá existir refuerzo continuo a todo lo largo de la viga, con un área de acero superior al área de acero mínimo calculado ni menor a ¼ de la máxima requerida en los nudos. La resistencia al momento positivo en la cara del nudo no será menor que 1/3 de la resistencia a momento negativo en la misma cara del nudo. Mu(+) 0.32 tn-m Ku 3.69 cm ρ 0.0024   As 1.22 cm2 As colocar 2 Φ 1/2'' As colocado 2.54 Mu(-) izq 0.5 tn-m Ku 5.77 cm ρ 0.0024   As 1.22 cm2 As colocar 2 Φ 1/2'' As colocado 2.54

CONTROL DE FISURACION: El fisuramiento está en función a la distribución del refuerzo por flexión en las zonas de Tracción máxima, se controla el ancho de las grietas mediante el cálculo del parámetro “Z” Control Fisuración Mcr 0.14 tn-m 1.2Mcr 0.17 1.2Mcr<ΦMn =1.54tn-m Bien   De acuerdo a la distribución de acero de la viga, la zona de tracción contiene dos barras de 1/2", por lo tanto cumple el requisito.

DISEÑO DE LOSA ALIGERADA: La resistencia requerida se obtiene por el metrado para cargas muertas (CM) y cargas vivas (CV) será realizada solo con la primera hipótesis pues sabemos que la losa aligerada se tomará como un diafragma rígido y este no se ve afectado por el sismo U = 1.4CM + 1.7CV

METRADOS Pcm 0.300 Ptabiqueria 0.100 Pt 0.7 tn/m2 Pcv 0.200 0.34 TOTAL 1.04 tn/m TOTAL vigueta 0.42 VIGUETA 1 L=5 MOMENTO POSITIVO Mu 0.64 tn-m ku 5.54   ρ 0.0018 As 1.22 cm2 As colocar 1 Φ 1/2'' As colocado 1.27 MOMENTO NEGATIVO Mu 1.07 tn-m ku 37.02   ρ 0.0113 As 1.92 cm2 As colocar 1 Φ 5/8'' As colocado 1.98

VIGUETA 1 L=3.65 MOMENTO POSITIVO Mu 0.2 tn-m ku 1.73   ρ 0.0018 As 1.22 cm2 As colocar 1 Φ 1/2'' As colocado 1.27 MOMENTO NEGATIVO Mu 0.42 tn-m ku 14.53   ρ 0.0041 As 0.70 cm2 As colocar 1 Φ 3/8'' As colocado 0.71

DISEÑO DE CIMENTACIÓN Para el diseño de la cimentación se realizó un análisis previo basado en la posibilidad de emplear cimientos corridos tanto para los muros de albañilería como para los de concreto armado. Para dimensionar el ancho de la cimentación se utiliza la fórmula B = P/100q, donde P es la carga de servicio (PCM + 0.25PCV) incrementada en un 10% que representa el peso de la cimentación en sí, y q es la capacidad portante neta del terreno que, como se indicó en las generalidades del proyecto, tiene un valor de 1.8 kg/cm2.

Los anchos mayores se redondean al mas cercano. Del metrado general obtenemos el Pg que al meterlo a la formula nos da los valores que necesita el ancho del cimiento corrido pero volvemos a recordar que se recomienda usar anchos de cimientos corridos no menores a 50cm por lo que a los que sales menos de 50 los redondeamos a dicho numero. Los anchos mayores se redondean al mas cercano. MUROS Pg B=P/100q B colocado(cm) q=2.8 kg/cm2 X1 4.68771 16.7418214 50 X2 12.1582 43.4221429 X3 7.36846 26.3159286 X4 9.964142 35.5862214 X5 9.529 34.0321429 X6 12.47306 44.5466429 X7 11.403984 40.7285143 Y1 23.261766 83.0777357 100 Y2 10.94592 39.0925714 Y3 25.47452 90.9804286 Y4 15.92045 56.85875 Y5 12.7422 45.5078571 Y6 36.14829 129.101036 150 Y7 4.76728 17.026

DISEÑO PARA CARGAS ORTOGONALES AL PLANO DE MUROS NO PORTANTES

Finalmente concluimos que los muros no portantes np5 tanto en el primer como en el segundo nivel necesitan una viga de confinamiento con acero mínimo horizontal y acero mínimo vertical.