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Transcript

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL
DISEÑO COMPARATIVO PARA EDIFICIOS
EN ESTRUCTURA DE ACERO CON DIVERSOS TIPOS DE
ARRIOSTRAMIENTO LATERAL: CASO DIAGONALES EN PUNTA.
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL
MENCIÓN ESTRUCTURAS
JAIME WLADIMIR SORIA CARRASCO
[email protected]
DIRECTOR: PROF. ING. JORGE RICARDO VINTIMILLA JARAMILLO
[email protected]
Quito, Abril 2015
II
DECLARACIÓN
Yo, Jaime Wladimir Soria Carrasco, declaro bajo juramento que el trabajo aquí
descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentada para ningún
grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas
que se incluyen en este documento.
A través de la presente declaración cedo mis derechos de propiedad intelectual
correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo
establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la
normatividad institucional vigente.
________________________________
JAIME WLADIMIR SORIA CARRASCO
III
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Jaime Wladimir Soria
Carrasco, bajo mi supervisión.
.
PROF. ING. JORGE VINTIMILLA JARAMILLO
DIRECTOR DEL PROYECTO
IV
AGRADECIMIENTO
Es imprescindible dar las gracias en primer lugar a dios, a la vida y a mis padres,
que son y han sido el eje fundamental en todos los parajes recorridos en el día a
día. La fortaleza obtenida hasta la actualidad en mí, es resultado de experiencias
que en ocasiones han sido maravillosas, pero también han sido complejas y
sombrías, que de una u otra manera han contribuido a mi formación personal y
profesional.
A mi padre Jaime, hombre visionario, que por su responsabilidad, esfuerzo, entrega
a la vida, me ha demostrado que nunca hay que dejar de soñar para cumplir
nuestras metas y anhelos.
A mi madre Inés, una dama ejemplar, quien ha superado un sinnúmero de
circunstancias, y que me ha reflejado sabiduría, dedicación, sacrificio, comprensión
y amor.
A mi hermano Danny; aprendizaje, esperanza y alegría.
A mi hermano Henry; respeto, valentía y humildad.
A mi hermano Anderson; madurez, ejemplo y apoyo.
A mi primo Jonathan; hermandad, esfuerzo y admiración.
A todo el personal docente, administrativo, etc., de la Escuela Politécnica Nacional
que me ha transmitido la verdadera educación de calidad en la universidad pública.
Agradecimiento especial, para el Ing. Jorge Vintimilla quien me ha guiado y me ha
dado la oportunidad, para la elaboración de este proyecto de tesis.
A todos mis compañeros y demás amigos que he conocido en mi carrera, quienes
formaron parte de varias vivencias y experiencias.
Wladimir
V
DEDICATORIA
A mis padres, hermanos, familia y público en general, con quienes he compartido
excelentes momentos de felicidad y amargura; de los cuales he aprendido el
sentimiento universal de toda persona: la fuerza de voluntad conjugada con pasión,
que juega un papel preponderante y crucial, para éxitos y fracasos en la vida.
A la EPN, por lo entregado hacia mí, y seguro de retribuir hacia la sociedad en algún
momento.
Wladimir
VI
CONTENIDO
DECLARACIÓN ..................................................................................................... II
CERTIFICACIÓN .................................................................................................. III
AGRADECIMIENTO ............................................................................................ IV
DEDICATORIA ..................................................................................................... V
CONTENIDO ....................................................................................................... VI
ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................ IX
ÍNDICE DE FIGURAS ......................................................................................... XII
RESUMEN ........................................................................................................ XVII
ABSTRACT ...................................................................................................... XVIII
PRESENTACIÓN ............................................................................................... XIX
CAPITULO 1 .......................................................................................................... 1
INTRODUCCION ................................................................................................... 1
1.1 INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS .................. 1
1.1.1CARACTERISTICAS
DEL
ACERO
ESTRUCTURAL
....................................................................................................................... 1
1.2 REVISIÓN DE LA NORMA ECUATORIANA DE LA CONSTRUCCIÓN NEC2011, CAP. 2 Y CAP.5. ................................................................................... 4
1.2.1 PELIGRO SÍSMICO Y REQUISITOS DE DISEÑO, CAP.2 NEC-2011 .......... 4
1.2.2
RIESGO
SÍSMICO,
EVALUACIÓN
Y
REHABILITACIÓN
DE
ESTRUCTURAS, NEC-2011, CAP.3 .............................................................. 9
1.2.3 ESTRUCTURAS DE ACERO, NEC-2011, CAP.5 ....................................... 12
1.3 ARRIOSTRAMIENTOS DIAGONALES EN FORMA DE PUNTA. ................... 17
1.3.1 REQUERIMIENTOS GENERALES ............................................................. 19
1.3.2 BASES DE DISEÑO.................................................................................... 19
1.3.3 ANALISIS .................................................................................................... 19
1.3.4 ZONAS DE PROTECCIÓN ......................................................................... 20
1.4 RESEÑA DE CODIGOS FEMA ...................................................................... 22
1.4.1 ELEMENTOS PRIMARIOS Y SECUNDARIOS ........................................... 22
1.4.2 CRITERIOS DE ACEPTACION ................................................................... 23
CAPITULO 2 ........................................................................................................ 25
TIPOS DE EDIFICIOS Y MODELOS ................................................................... 25
VII
2.1 TIPOLOGÍA DE EDIFICIOS A SER ANALIZADOS ........................................ 25
2.2 METODOLOGÍA DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL EN ETABS ...... 29
2.2.1 IMPLANTACION DE EJES.......................................................................... 30
2.2.2 DEFINICION DE MATERIALES .................................................................. 31
2.2.3 DEFINICION Y ASIGNACION DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES ........ 32
2.2.4 ANÁLISIS DE CARGAS VERTICALES ....................................................... 36
2.2.5 DEFINICION Y ASIGNACION DE ESTADOS DE CARGA .......................... 37
2.3 ANÁLISIS SÍSMICO SEGÚN LA NEC-2011 ................................................. 38
2.3.1 DEFINICION Y ASIGNACION DE FUERZAS SISMICAS ............................ 38
2.3.2 DEFINICION DE FUENTE DE MASA ......................................................... 47
2.3.3 CORRIDA DE MODELO ............................................................................. 48
2.3.4 VERIFICACION PRELIMINAR DE DERIVAS Y MODOS DE VIBRACION .. 49
2.4 ANÁLISIS ESTÁTICO NO LINEAL “PUSHOVER” .......................................... 58
2.4.1 NORMATIVA DEL ANALISIS PUSHOVER ................................................. 60
2.4.2 PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL ANALISIS PUSHOVER .............. 65
2.4.3 METODOLOGIA DEL ANALISIS PUSHOVER EN ETABS ......................... 69
2.5 CURVAS DE CAPACIDAD ............................................................................ 77
2.6 CURVAS DE NIVELES DE DESEMPEÑO ..................................................... 85
2.7 RESULTADOS ............................................................................................... 93
CAPITULO 3 ........................................................................................................ 96
DISEÑO Y RESUMEN DE MATERIALES ............................................................ 96
3.1 DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE ACERO ......................... 96
3.1.1 DIAGRAMAS DE CORTE. MOMENTO Y TORSION................................... 96
3.1.2 DISEÑO DE VIGAS Y COLUMNAS ............................................................ 99
3.1.3 DISEÑO DE CONEXIONES ...................................................................... 101
3.2
RESUMEN
DE
MATERIALES
Y
PLANOS
ESTRUCTURALES
REFERENCIALES ...................................................................................... 103
3.2.1 RESUMEN DE MATERIALES EDIFICIO E1 ............................................. 104
3.2.2 RESUMEN DE MATERIALES EDIFICIO E2 ............................................. 105
3.2.3 RESUMEN DE MATERIALES EDIFICIO E3 ............................................. 106
3.2.4 RESUMEN DE MATERIALES EDIFICIO E4 ............................................. 107
CAPITULO 4 ...................................................................................................... 108
COSTOS Y PRESUPUESTO ............................................................................. 108
VIII
4.1 ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS .......................................................... 108
4.2 PRESUPUESTO REFERENCIAL DE EDIFICIOS ........................................ 129
CAPITULO 5 ...................................................................................................... 134
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES...................................................... 134
CONCLUSIONES .............................................................................................. 134
RECOMENDACIONES ...................................................................................... 136
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 137
ANEXOS ............................................................................................................ 138
ANEXO N° 1 ...................................................................................................... 139
ANEXO N° 2 ...................................................................................................... 141
ANEXO N° 3 ...................................................................................................... 143
ANEXO N° 4 ...................................................................................................... 145
ANEXO N° 5 ...................................................................................................... 147
ANEXO N° 6 ...................................................................................................... 152
ANEXO N° 7 ...................................................................................................... 157
ANEXO N° 8 ...................................................................................................... 160
IX
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1.1 Factores para cálculo del Período de vibración ...................................... 5
Tabla 1.2 Clasificación de los perfiles de suelo ...................................................... 6
Tabla 1.3 Tipo de suelo y Factores de sitio Fa ....................................................... 7
Tabla 1.4 Tipo de suelo y Factores de sitio Fd ....................................................... 7
Tabla 1.5 Tipo de suelo y Factores de sitio Fs ....................................................... 7
Tabla 1.6 Límites a las derivas de entrepiso inelásticas máximas .......................... 9
Tabla 1.7 Objetivos de Rehabilitación .................................................................. 10
Tabla 1.8 Control de Daño y Niveles de desempeño para Edificios ..................... 11
Tabla 1.9 Niveles de amenaza sísmica ................................................................ 12
Tabla 1.10 Relaciones Ancho-Espesor para Ductilidad, elementos no rigidizados
..................................................................................................................... 13
Tabla 1.11 Relaciones Ancho-Espesor para Ductilidad, elementos rigidizados .... 14
Tabla 1.12 Relaciones Ancho-Espesor para Elementos Compuestos .................. 14
Tabla 1.13 Niveles de Desempeño de Estructuras ............................................... 63
Tabla 2.1 Area de Edificio E1 ............................................................................... 25
Tabla 2.2 Area de Edificio E2 ............................................................................... 26
Tabla 2.3 Area de Edificio E3 ............................................................................... 27
Tabla 2.4 Area de Edificio E4 ............................................................................... 28
Tabla 2.5 Propiedades de materiales ................................................................... 31
Tabla 2.6 Análisis de Cargas Verticales (ENTREPISOS) ..................................... 36
Tabla 2.7 Análisis de Cargas Verticales (CUBIERTA) .......................................... 36
Tabla 2.8 Cálculo de período, E1 ......................................................................... 38
Tabla 2.9 Cálculo de período, E2 ......................................................................... 38
Tabla 2.10 Cálculo de período, E3 ....................................................................... 38
Tabla 2.11 Cálculo de período, E4 ....................................................................... 39
Tabla 2.12 Factores del Espectro sísmico, E1 ..................................................... 39
Tabla 2.13 Factores del Espectro sísmico, E2 ..................................................... 39
Tabla 2.14 Factores del Espectro sísmico, E3 ..................................................... 40
Tabla 2.15 Factores del Espectro sísmico, E4 ..................................................... 40
Tabla 2.16 Tabla de valores del Espectro Elástico de diseño............................... 41
X
Tabla 2.17 Factores para el cálculo del Cortante Basal, E1 ................................. 42
Tabla 2.18 Factores para el cálculo del Cortante Basal, E2 ................................. 42
Tabla 2.19 Factores para el cálculo del Cortante Basal, E3 ................................. 43
Tabla 2.20 Factores para el cálculo del Cortante Basal, E4 ................................. 43
Tabla 2.21 Cortante Basal, E1 ............................................................................. 43
Tabla 2.22 Cortante Basal, E2 ............................................................................. 43
Tabla 2.23 Cortante Basal, E3 ............................................................................. 44
Tabla 2.24 Cortante Basal, E4 ............................................................................. 44
Tabla 2.25 Distribución de fuerzas laterales, E1 .................................................. 45
Tabla 2.26 Distribución de fuerzas laterales, E2 .................................................. 45
Tabla 2.27 Distribución de fuerzas laterales, E3 .................................................. 46
Tabla 2.28 Distribución de fuerzas laterales, E4 .................................................. 46
Tabla 2.29 Participación de masas, Edificio E1 .................................................... 54
Tabla 2.30 Participación de masas, Edificio E2 .................................................... 55
Tabla 2.31 Participación de masas, Edificio E3 .................................................... 56
Tabla 2.32 Participación de masas, Edificio E4 .................................................... 57
Tabla 2.33 Niveles de Desempeño Estructural y Daños ....................................... 67
Tabla 2.34 Corte Basal y Desplazamiento Lateral, uso de shell-thin .................... 93
Tabla 2. 35 Corte Basal y Desplazamiento Lateral, uso de columnas anchas ...... 93
Tabla 2.36 Evaluacion No Lineal de la Estructura, uso de shell-thin .................... 94
Tabla 2.37 Evaluacion No Lineal de la Estructura, uso de columnas anchas ....... 94
Tabla 2.38 Valores de las Cargas Laterales respecto al Peso (W), uso de shell-thin
..................................................................................................................... 95
Tabla 2.39 Valores de las Cargas Laterales respecto al Peso (W), uso de columnas
anchas .......................................................................................................... 95
Tabla 3.1 Resumen de Materiales, Edificio E1 ................................................... 104
Tabla 3.2 Resumen de Materiales, Edificio E2 ................................................... 105
Tabla 3.3 Resumen de Materiales, Edificio E3 ................................................... 106
Tabla 3.4 Resumen de Materiales, Edificio E4 ................................................... 107
Tabla 4.1 Rubros Generales para el Análisis de Precios Unitarios en Edificios de
Acero .......................................................................................................... 109
XI
Tabla 4.2 Rubro: Excavación a Máquina y Desalojo .......................................... 110
Tabla 4.3 Rubro: Replantillo de Hormigón Simple en Vigas y Losa de Cimentación
f´c = 180 kg/cm2 ......................................................................................... 111
Tabla 4.4 Rubro: Hormigón en Muros
f´c = 210 kg/cm2 .................................. 112
Tabla 4.5 Rubro: Hormigón en Losa de Cimentación
f´c = 240 kg/cm2 ......... 113
Tabla 4.6 Rubro: Hormigón en Vigas de Cimentación
f´c = 240 kg/cm2 .......... 114
Tabla 4.7 Rubro: Hormigón en Tanque Cisterna
Tabla 4.8 Rubro: Acero de Refuerzo
f´c = 240 kg/cm2 ........... 115
fy = 4200 kg/cm2 ................................. 116
Tabla 4.9 Rubro: Relleno Tierra Compactada .................................................... 117
Tabla 4.10 Rubro: Relleno Lastre Compactado .................................................. 118
Tabla 4.11 Rubro: Malla Electrosoldada 4 mm cada 100 mm ........................... 119
Tabla 4.12 Rubro: Hormigón en Columnas
Tabla 4.13 Rubro: Hormigón en Diafragmas
Tabla 4.14 Rubro: Hormigón en Escaleras
Tabla 4.15 Rubro: Acero de Refuerzo
f´c = 240 kg/cm2 ....................... 120
f´c = 240 kg/cm2 ................... 121
f´c = 240 kg/cm2 ...................... 122
fy = 4200 kg/cm2 ............................... 123
Tabla 4.16 Rubro: Hormigón en Losetas f´c = 240 kg/cm2 H. promedio 10 cm .. 124
Tabla 4.17 Rubro: Panel Metálico 0.65 mm, con conectores de corte 12 mm cada
200 mm ....................................................................................................... 125
Tabla 4.18 Rubro: Malla Electrosoldada 5 mm cada 100 mm ............................ 126
Tabla 4.19 Rubro: Acero de Refuerzo
fy = 4200 kg/cm2 ............................... 127
Tabla 4.20 Rubro: Acero Estructural A36 (fy=2530 kg/cm2) ............................... 128
Tabla 4.21 PRESUPUESTO DE ESTRUCTURA, EDIFICIO E1 ......................... 129
Tabla 4.22 PRESUPUESTO DE ESTRUCTURA, EDIFICIO E2 ......................... 130
Tabla 4.23 COSTO TOTAL POR ÁREA DE CONSTRUCCIÓN ......................... 133
Tabla 4.24 PESO DE ACERO POR m² DE CONSTRUCCIÓN .......................... 133
XII
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1 Espectro sísmico elástico de aceleraciones .......................................... 8
Figura 1.2 Efecto del pandeo local, respecto a la resistencia por flexión y ductilidad
..................................................................................................................... 15
Figura 1.3 Curva momento, Capacidad de rotación R .......................................... 16
Figura 1.4 Clases de ductilidad, según AISC y EUROCODE ............................... 17
Figura 1.5 Pórticos Arriostrados concéntricamente en V ...................................... 18
Figura 1.6 Arriostramientos tipo Chevron ............................................................. 18
Figura 1.10 Componentes de Fuerzas vs Curvas de Deformación ...................... 23
Figura 1.11 Evaluación del Comportamiento en Elementos Estructurales............ 24
Figura 2.1 Diagrama de zonas protegidas en arriostramiento .............................. 21
Figura 2.5 Modelo de Edificio E1.......................................................................... 26
Figura 2.6 Modelo de Edificio E2.......................................................................... 27
Figura 2.7 Modelo de Edificio E3.......................................................................... 28
Figura 2.8 Modelo de Edificio E4.......................................................................... 29
Figura 2.9 Edición de grilla, E1 ............................................................................ 30
Figura 2.10 Definición de materiales, E1 .............................................................. 32
Figura 2.11 Definición-asignación de sección: columna compuesta, E1 .............. 32
Figura 2.12 Definición-asignación de sección: viga principal, E1 ......................... 33
Figura 2.13 Definición-asignación de sección: viga secundaria, E1 ..................... 33
Figura 2.14 Definición-asignación de sección: deck metal, E1 ............................. 34
Figura 2.15 Definición-asignación de sección: diafragma, E1 .............................. 34
Figura 2.16 Modelo Final, E1 ............................................................................... 35
Figura 2.17 Asignación de Cargas Verticales ....................................................... 37
Figura 2.18 Espectro Elástico de diseño .............................................................. 42
Figura 2.19 Definición de cargas sísmicas, E1 ..................................................... 47
Figura 2.20 Definición de fuente de masa ............................................................ 48
Figura 2.21 Corrida de Modelo Estructural ........................................................... 49
Figura 2.22 Deriva de sismo en sentido X, Edificio E1 ......................................... 50
Figura 2.23 Deriva de sismo en sentido Y, Edificio E1 ......................................... 50
Figura 2.24 Deriva de sismo en sentido X, Edificio E2 ......................................... 51
XIII
Figura 2.25 Deriva de sismo en sentido Y, Edificio E2 ......................................... 51
Figura 2.26 Deriva de sismo en sentido X, Edificio E3 ......................................... 52
Figura 2.27 Deriva de sismo en sentido Y, Edificio E3 ......................................... 52
Figura 2.28 Deriva de sismo en sentido X, Edificio E4 ......................................... 53
Figura 2.29 Deriva de sismo en sentido Y, Edificio E4 ......................................... 53
Figura 2.30 Esquema analógico del análisis pushover ......................................... 58
Figura 2.31 Criterios de Aceptación y Modelado del AENL .................................. 64
Figura 2.32 Definición de Carga Gravitacional no Lineal ...................................... 66
Figura 2.33 Definición de Pushover, sismo en x .................................................. 68
Figura 2.34 Definición de Pushover, sismo en y ................................................... 68
Figura 2.35 Asignación de rótulas plásticas ......................................................... 69
Figura 2.36 Obtención del Espectro de Capacidad .............................................. 70
Figura 2.37 Obtención del Espectro de Demanda ................................................ 71
Figura 2.38 Espectro de Capacidad vs Demanda, según ATC-40, 1996 .............. 71
Figura 2.39 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E3 ........ 72
Figura 2.40 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E3 ........ 72
Figura 2.41 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E3 ........ 73
Figura 2.42 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E3 ........ 73
Figura 2.43 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E3 ........ 74
Figura 2.44 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E3 ........ 74
Figura 2.45 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E3 ........ 75
Figura 2.46 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E3 ........ 75
Figura 2. 47 Valores de corte basal y desplazamientos según curvas de capacidad
en edificio E3 ................................................................................................ 76
Figura 2.48 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E1, uso de
columnas anchas .......................................................................................... 77
Figura 2.49 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E1, uso de
shell-thin ....................................................................................................... 77
Figura 2.50 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E1, uso de
columnas anchas .......................................................................................... 78
Figura 2.51 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E1, uso de
shell-thin ....................................................................................................... 78
XIV
Figura 2.52 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E2, uso de
columnas anchas .......................................................................................... 79
Figura 2.53 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E2, uso de
shell-thin ....................................................................................................... 79
Figura 2.54 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E2, uso de
columnas anchas .......................................................................................... 80
Figura 2.55 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E2, uso de
shell-thin ....................................................................................................... 80
Figura 2.56 Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E3,
uso de
columnas anchas .......................................................................................... 81
Figura 2. 57 Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E3,
uso de
shell-thin ....................................................................................................... 81
Figura 2.58 Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E3,
uso de
columnas anchas .......................................................................................... 82
Figura 2.59 Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E3,
uso de
shell-thin ....................................................................................................... 82
Figura 2.60 Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E4,
uso de
columnas anchas .......................................................................................... 83
Figura 2.61 Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E4,
uso de
shell-thin ....................................................................................................... 83
Figura 2.62 Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E4,
uso
de columnas anchas ..................................................................................... 84
Figura 2. 63 Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E4,
uso
de shell-thin .................................................................................................. 84
Figura 2.64 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido X, E1,
uso de
columnas anchas .......................................................................................... 85
Figura 2.65 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido X, E1,
uso de
shell-thin ....................................................................................................... 85
Figura 2.66 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido Y, E1,
uso de
columnas anchas .......................................................................................... 86
Figura 2.67 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido Y, E1,
uso de
shell-thin ....................................................................................................... 86
XV
Figura 2.68 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido X, E2,
uso de
columnas anchas .......................................................................................... 87
Figura 2.69 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido X, E2,
uso de
shell-thin ....................................................................................................... 87
Figura 2.70 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido Y , E2,
uso de
columnas anchas .......................................................................................... 88
Figura 2.71 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido Y , E2,
uso de
shell-thin ....................................................................................................... 88
Figura 2.72 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido X , E3,
uso de
columnas anchas .......................................................................................... 89
Figura 2.73 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido X , E3,
uso de
shell-thin ....................................................................................................... 89
Figura 2.74 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido Y , E3,
uso
de columnas anchas ..................................................................................... 90
Figura 2.75 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido Y , E3,
uso
de shell-thin .................................................................................................. 90
Figura 2.76 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido X , E4,
uso de
columnas anchas .......................................................................................... 91
Figura 2.77 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido X , E4,
uso de
shell-thin ....................................................................................................... 91
Figura 2.78 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido Y , E4,
uso de
columnas anchas .......................................................................................... 92
Figura 2.79 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido Y , E4,
uso
de shell-thin .................................................................................................. 92
Figura 3.1 Diagramas fuerza cortante, momento, fuerza axial y momento torsor para
carga muerta en edificio E1........................................................................... 97
Figura 3.2 Diagramas fuerza cortante, momento, fuerza axial y momento torsor para
carga viva en edificio E1 ............................................................................... 97
Figura 3.3 Diagramas fuerza cortante, momento, fuerza axial y momento torsor para
sismo en sentido X en edificio E1 ................................................................. 98
Figura 3. 4 Diagramas fuerza cortante, momento, fuerza axial y momento torsor
para sismo en sentido Y en edificio E1 ......................................................... 98
XVI
Figura 3.5 Diseño de vigas, Edificio E1, Planta tipo, N +4.50 m ........................... 99
Figura 3. 6 Información del diseño de viga, Edificio E1 ...................................... 100
Figura 3. 7 Cambio de sección en viga, Edificio E1 ............................................ 100
Figura 3.8 Información actualizada del diseño de viga, Edificio E1 .................... 101
Figura 3.9 Conexión viga-columna-riostra .......................................................... 102
Figura 3.10 Diseño de arriostramientos, Edificio E1 ........................................... 102
XVII
RESUMEN
La siguiente investigación utiliza la Norma Ecuatoriana de la Construcción, la cual
está contribuyendo de una manera notable en la seguridad, planificación, diseño y
otros aspectos más, que son primordiales para la preservación de las vidas
humanas, y que a la vez dotará de una mejor perspectiva en los costos tanto
constructivos como de rehabilitación en las edificaciones.
Los edificios propuestos se los modeló a través del software ETABS 2013, el cual
nos brinda grandes herramientas de diseño-análisis, y que de cierta manera su uso
se ha hecho frecuente en nuestro medio.
Los modelos propuestos, después del análisis estático lineal, serán llevados a un
simple chequeo de estudio, al cual se lo denomina análisis estático no lineal,
utilizando una herramienta del programa llamada pushover, cuyos resultados nos
proporcionarán características particulares y de gran importancia como son las
curvas de capacidad máxima de las estructuras en términos de corte basal; los
niveles de desempeño que otorgan grados de seguridad para los usuarios e incluso
análisis de rótulas por determinados elementos.
Por último se llevará a cabo el cálculo de presupuestos en los edificios propuestos,
cuyo resultado dará una perspectiva económica de la inversión generada en su
construcción.
XVIII
ABSTRACT
The following research uses the Norma Ecuatoriana de la Construcción, which is
contributing in a significant way in safety, planning, design and other aspects that
are essential to the preservation of human life and which in turn will provide a better
perspective on both the construction and rehabilitation costs in buildings.
The proposed buildings are modeled through the software ETABS 2013, which
gives us great design-analysis tools, and in some ways its use has become
widespread in our environment.
The proposed models, after the linear static analysis will be taken to a simple check
of study, which is called nonlinear static analysis using a program tool called
pushover, the results provide us with specific characteristics and important as are
the curves maximum capacity of the structures in terms of baseline survey;
performance levels that grant degrees of security for users and even analysis hinges
on certain items.
Finally, we carry out the calculation of budgets in the proposed buildings, the result
will give an economic outlook on investment generated in its construction.
XIX
PRESENTACIÓN
En el capítulo 1, se realiza una introducción al diseño de estructuras metálicas en
el Ecuador, revisión de la NEC-2011, requerimientos de diseño de arriostramientos
diagonales en V, y reseña de los códigos FEMA.
En el capítulo 2, se describe la tipología de los edificios analizados, la metodología
del análisis y diseño estructural en ETABS, análisis sísmico según NEC-2011,
análisis estático no lineal, y sus respectivos resultados.
En el capítulo 3, se puntualiza el diseño y resumen de materiales por cada
edificación.
En el capítulo 4, se calculan los rubros y presupuestos para cada proyecto
constructivo utilizando el software ProExcel.
En el capítulo 5, se presentan las conclusiones y recomendaciones obtenidas en la
siguiente
investigación;
bibliográficas.
adicionalmente
se
manifiestan
las
referencias
1
CAPITULO 1
INTRODUCCION
1.1 INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS
La investigación realizada está basada en las especificaciones para estructuras de
acero, contenida en la Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-2011, la cual se
rige en códigos americanos como son: AISC, FEMA, entre otros.
Para el siguiente estudio se diseñará bajo el método LRFD (Diseño por Factores
de Carga y Resistencia); el mismo que se caracteriza por estar contenido en
conceptos de estados límites, el cual describe una condición en que la estructura o
alguna parte de ella, deja de cumplir su función.
A través de este método, las cargas de servicio son multiplicadas por los llamados
factores de carga o de seguridad. Posteriormente con este procedimiento se
obtendrán las cargas mayoradas, las mismas que serán ocupadas en el diseño de
la estructura.
1.1.1
CARACTERISTICAS DEL ACERO ESTRUCTURAL
En los últimos años la construcción en edificaciones de acero ha tenido gran
acogida debido a sus propiedades que influyen directamente en los ámbitos de
seguridad, economía, social e incluso hacia el cuidado del planeta, ya que puede
ser reciclado.
§
PROPIEDADES
Tenacidad: los aceros estructurales son tenaces, es decir poseen resistencia y
ductilidad. La propiedad de un material para absorber energía en grandes
cantidades se denomina tenacidad.
2
Elasticidad: el comportamiento del acero se asemeja mucho a la hipótesis de diseño
de la mayoría de los materiales, pues sigue la Ley de Hooke incluso soportando
esfuerzos bastante altos.
Ductilidad: esta propiedad permite que el acero absorba grandes cantidades de
energía por deformación, sin fallar bajo altos esfuerzos de tracción.
Durabilidad: se refiere al hecho de que si a una estructura de acero se le
proporciona un adecuado mantenimiento, la estructura fácilmente podrá durar
indefinidamente.
Alta Resistencia: la alta resistencia del acero por unidades de peso implica que será
relativamente bajo el peso de las estructuras, esta sin lugar a duda es una gran
ventaja en la construcción, tanto en puentes de grandes claros o en edificios altos.
§
VENTAJAS
Brevemente se mencionan algunas de las ventajas que resultan de la utilización del
acero como elemento estructural:
-
Espacio bajo los entrepisos para colocar los ductos.
-
Menores secciones y mayor área disponible.
-
Homogeneidad: sus propiedades no varían ni se alteran con el tiempo.
-
Fácil conexión: puede conectarse con otros elementos a través de remaches,
soldadura o tornillos.
-
Durabilidad: las estructuras de acero con mantenimiento adecuado duran
indefinidamente.
3
-
Montaje rápido: su velocidad de construcción es superior a la de otros
materiales.
-
Prefabricación: por tratarse de un proceso industrializado y de prefabricación
en serie, su elaboración se hace con un alto grado de eficiencia y un riguroso
control de calidad.
-
Recuperación de inversión: por su rápido montaje el proyecto deja muchas
ventajas económicas.
-
Reciclaje: este es un material 100% reciclable, además de ser degradable, por
lo cual no contamina.
-
Precisión dimensional: los perfiles laminados están fabricados bajo estándares
que permiten establecer de manera muy precisa las propiedades geométricas
de la sección.
-
Disponibilidad de secciones y tamaños: el acero se encuentra disponible en
perfiles para optimizar su uso en gran cantidad de tamaños y formas.
§
LIMITACIONES
-
Corrosión: expuesto a la intemperie sufre corrosión, lo que exige un
recubrimiento con esmaltes y pinturas anticorrosivas, y eventualmente
mantenimiento.
-
Fuego: En caso de incendio, el calor se propaga rápidamente por la estructura
y disminuye su resistencia. Esto puede mejorarse con una protección adecuada
con cerámico, concreto, yeso, etc.
-
Pandeo elástico: debido a su alta resistencia/peso el empleo de perfiles
esbeltos sujetos a compresión los hace susceptibles al pandeo elástico, por lo
que en ocasiones no son económicas las columnas de acero.
4
-
Fatiga: la resistencia del acero (así como del resto de los materiales), puede
disminuir cuando se somete a un gran número de inversiones de carga o a
cambios frecuentes de magnitud de esfuerzos a tracción (cargas pulsantes y
alternativas).1
1.2 REVISIÓN DE LA NORMA ECUATORIANA DE LA
CONSTRUCCIÓN NEC-2011, CAP. 2 Y CAP.5.
En la actualidad en nuestro país la norma que va a demandar el cálculo y diseño
estructural de cualquier tipo de edificación es la NEC-2011, la cual establece
parámetros de seguridad y economía en los usuarios.
1.2.1 PELIGRO SÍSMICO Y REQUISITOS DE DISEÑO, CAP.2 NEC-2011
Es indispensable antes de referirse al diseño sísmico, manifestar la filosofía de
diseño sismo resistente, la cual busca precautelar sobre todas las cosas la vida de
los usuarios, de esta manera:
Ø Prevenir daños en elementos no estructurales y estructurales, ante sismos
pequeños y frecuentes que pueden ocurrir durante la vida útil de la
estructura.
Ø Prevenir daños estructurales graves y controlar daños no estructurales, ante
sismos moderados y poco frecuentes, que pueden ocurrir durante la vida útil
de la estructura.
Ø Evitar el colapso ante sismos severos que pueden ocurrir rara vez durante
la vida útil de la estructura, procurando salvaguardar la vida de sus
ocupantes.2
1
2
MANUAL PARA EL DISEÑO SISMORESISTE DE EDIF. UTILIZANDO ETABS, Guerra Marcelo
NORMA ECUATORIANA DE LA CONSTRUCCION-2011, Cap.2
5
Cálculo del corte basal:
V=
Donde:
I .Sa
.W
R.fP .fE
(1.1)
I = Factor de Importancia
Sa = aceleración espectral respecto al espectro de respuesta elástico para diseño
R = Factor de reducción de fuerza sísmica
Φp = Coeficiente de configuración estructural en planta
Φe = Coeficiente de configuración estructural en elevación
W = Carga reactiva por sismo
Calculo del Período:
T = Ct .hn
a
(1.2)
Tabla 1.1 Factores para cálculo del Período de vibración
Ct
α
TIPO DE ESTRUCTURA
0.072
0.8
Estructuras de Acero sin arriostramientos
0.073
0.75
0.047
0.9
0.049
0.75
Estructuras de Acero con arriostramientos
Para pórticos especiales de hormigón armado sin muros estructurales ni diagonales
rigidizadoras
Para pórticos especiales de hormigón armado con muros estructurales o diagonales
rigidizadoras y para otras estructuras basadas en muros estructurales y mampostería
estructural
FUENTE: NEC-2011, Cap.2
Cálculo del Espectro Elástico de diseño en aceleraciones:
ܵ௔ ൌ ߟܼ‫ܨ‬௔ ‫ Ͳܽݎܽ݌‬൑ ܶ ൑ ܶ஼
(1.3)
ܶ஼ ௥
ܵ௔ ൌ ߟܼ‫ܨ‬௔ ൬ ൰ ‫ ܶܽݎܽ݌‬൐ ܶ஼
ܶ
(1.4)
ܵ௔ ൌ ܼ‫ܨ‬௔ ൬ͳ ൅ ሺߟ െ ͳሻ
ܶ
൰ ‫ ܶܽݎܽ݌‬൑ ܶ‫݋‬
ܶ௢
ܶ஼ ൌ ͲǤͷͷ‫ݏܨ‬
‫ܨ‬ௗ
‫ܨ‬௔
(1.5)
(1.6)
6
ܶ௅ ൌ ʹǤͶ‫ܨ‬ௗ
ܶ௢ ൌ ͲǤͳͲ‫ݏܨ‬
‫ܨ‬ௗ
‫ܨ‬௔
Tabla 1.2 Clasificación de los perfiles de suelo
FUENTE: NEC-2011, Cap.2
(1.7)
(1.8)
7
Tabla 1.3 Tipo de suelo y Factores de sitio Fa
Zona Sísmica
Tipo de perfil del Subsuelo
A
B
C
D
E
F
I
0.15
0.9
1
1.4
1.6
1.8
II
0.25
0.9
1
1.3
1.4
1.5
III
0.30
0.9
1
1.25
1.3
1.4
IV
0.35
0.9
1
1.23
1.25
1.28
V
0.4
0.9
1
1.2
1.2
1.15
VI
>0.5
0.9
1
1.18
1.15
1.05
VER NOTA VER NOTA VER NOTA VER NOTA VER NOTA VER NOTA
FUENTE: NEC-2011, Cap.2
Tabla 1.4 Tipo de suelo y Factores de sitio Fd
Zona Sísmica
Tipo de perfil del Subsuelo
A
B
C
D
E
F
I
0.15
0.9
1
1.6
1.9
2.1
II
0.25
0.9
1
1.5
1.7
1.75
III
0.30
0.9
1
1.4
1.6
1.7
IV
0.35
0.9
1
1.35
1.5
1.65
V
0.4
0.9
1
1.3
1.4
1.6
VI
>0.5
0.9
1
1.25
1.3
1.5
VER NOTA VER NOTA VER NOTA VER NOTA VER NOTA VER NOTA
FUENTE: NEC-2011, Cap.2
Tabla 1.5 Tipo de suelo y Factores de sitio Fs
Zona Sísmica
Tipo de perfil del
Subsuelo
A
B
C
D
E
F
I
II
III
IV
V
VI
0.15
0.25
0.3
0.35
0.4
>0.5
0.75
0.75
1
1.2
1.5
0.75
0.75
1.1
1.25
1.6
0.75
0.75
1.2
1.3
1.7
0.75
0.75
1.25
1.4
1.8
0.75
0.75
1.3
1.5
1.9
0.75
0.75
1.45
1.65
2
VER NOTA VER NOTA VER NOTA VER NOTA VER NOTA VER NOTA
FUENTE: NEC-2011, Cap.2
8
Figura 1.1 Espectro sísmico elástico de aceleraciones
FUENTE: NEC-2011, Cap.2
Cálculo de la Carga Sísmica Reactiva W:
La carga sísmica W representa la carga reactiva por sismo y es igual a la carga
muerta total de la estructura más un 25% de la carga viva de piso. En el caso de
estructuras de bodegas o de almacenaje, W se calcula como la carga muerta más
un 50% de la carga viva de piso. En el caso de existir depósitos de fluidos en niveles
superiores de la edificación debe considerarse el efecto de interacción dinámica
entre el fluido y la estructura.3
*Respecto a los valores de: I, R, ϕp, ϕe, se encuentran en las tablas de la
NEC-SE-DS.
Control de la deriva de piso:
Donde:
οெ =0.75Rοா
(1.9)
R = Factor de reducción de fuerza sísmica
οா = Derivas de piso, obtenidas como resultado de las fuerzas laterales sean
estáticas o dinámicas
οெ = Deriva de piso, como consecuencia de la respuesta máxima inelástica en
desplazamientos causada por el sismo de diseño
3
NORMA ECUATORIANA DE LA CONSTRUCCION-2011, Cap.2
9
Siendo los siguientes límites para el análisis de la deriva:
Tabla 1.6 Límites a las derivas de entrepiso inelásticas máximas
FUENTE: NEC-2011, Cap.2
1.2.2
RIESGO
SÍSMICO,
EVALUACIÓN
Y
REHABILITACIÓN
DE
ESTRUCTURAS, NEC-2011, CAP.3
Los objetivos de desempeño para un procedimiento de análisis no lineal serán los
siguientes:
§Estructuras esenciales: Seguridad de vida ante amenaza sísmica con Tr=475 años
y Prevención de colapso ante amenaza sísmica con Tr=2500 años.
§Estructuras de ocupación especial: Prevención de colapso ante amenaza sísmica
con Tr=2500 años.4
De las siguientes combinaciones, se utilizará la más crítica:
4
1.1 (D + 0.25L) + E
(1.10)
0.9 (D + 0.25L) + E
(1.11)
NORMA ECUATORIANA DE LA CONSTRUCCION-2011, Cap.3
10
Tabla 1.7 Objetivos de Rehabilitación
FUENTE: NEC-2011, Cap.3
1. Cada celda en esta matriz representa un Objetivo de Rehabilitación discreto
2. Los objetivos de rehabilitación de esta tabla pueden ser usados para
representar los siguientes 3 objetivos de rehabilitación:
Objetivo Básico de Seguridad: k y p
Objetivos Avanzados:
k y m, n, or o
peiój
k y p y a, b, e, ó f
m, n, u o sólo
Objetivos Limitados:
k sólo
p sólo
c, d, g, h, o l sólo5
OBJETIVOS DE REHABILITACIÓN
·
Las estructuras esenciales deberán ser rehabilitadas al menos para el
objetivo de rehabilitación básico (k y p).
5
NORMA ECUATORIANA DE LA CONSTRUCCION-2011, Cap.3
11
·
Las estructuras de ocupación especial deben ser rehabilitadas para un
objetivo reducido (g y l).
NIVELES DE DESEMPEÑO
Resultan de la combinación de los niveles de desempeño estructural y no
estructural. Las combinaciones recomendadas y el nivel de daño esperado se
describen en la siguiente tabla:
Tabla 1.8 Control de Daño y Niveles de desempeño para Edificios
FUENTE: NEC-2011, Cap.3
12
1.2.2.1 NIVELES DE AMENAZA SÍSMICA
Con el propósito de evaluación y rehabilitación sísmica de edificios se definen 4
niveles discretos de amenaza sísmica, que corresponden a probabilidades de
excedencia de 50%, 20%, 10% y 2% en 50 años.
Tabla 1.9 Niveles de amenaza sísmica
FUENTE: NEC-2011, Cap.3
1.2.3 ESTRUCTURAS DE ACERO, NEC-2011, CAP.5
Para el presente diseño de edificaciones se utilizará el Método LRFD “Diseño por
Factores de Carga y Resistencia”, el cual está basado en conceptos de estados
límites. Realizando una sintética conceptualización de dicho método, aquel
describe la condición en que la estructura o una parte de ella, dejará de cumplir su
función. Los estados límites se pueden clasificar en dos grupos: los de resistencia
y los de servicio.
Mientras en el primer grupo se refiere a la seguridad o capacidad de carga de
estructuras, incluyendo resistencias plásticas, de pandeo, de fractura, de fatiga, de
volteo, etc.; en el segundo grupo referente a estados límites de servicio se destina
al comportamiento de las estructuras bajo cargas normales de servicio, las cuales
tienen que ver con el uso y la ocupación como deflexiones y derivas excesivas,
deslizamiento, vibraciones y agrietamiento.
En este método, se utiliza los factores de carga o seguridad, posteriormente se
obtendrán las cargas mayoradas que vienen dadas por los estados de combinación
de cargas definidos en la sección 2.2.4
13
Los sistemas estructurales pertenecientes a los modelos que se presentarán más
adelante, son de tipo dual, lo que quiere decir que sus pórticos en conjunto forman
una estructural espacial dúctil, las cuales presentarán un diseño de alto o mediano
grado de capacidad de plastificación.
Para proceder a los respectivos diseños de los elementos estructurales, se debe
cumplir que los miembros sean de alta o moderada ductilidad. Las tablas de
ductilidad se encuentran referidas en el código ANSI/AISC 341-10, que se muestran
a continuación.
Las secciones de las vigas, tanto principales como secundarias son tipo I armadas.
Tabla 1.10 Relaciones Ancho-Espesor para Ductilidad, elementos no
rigidizados
FUENTE: ANSI/AISC 341-10
14
Tabla 1.11 Relaciones Ancho-Espesor para Ductilidad, elementos
rigidizados
FUENTE: ANSI/AISC 341-10
Concerniente a las columnas, estas serán compuestas, y se deben a las siguientes
especificaciones:
Tabla 1.12 Relaciones Ancho-Espesor para Elementos Compuestos
FUENTE: ANSI/AISC 341-10
15
Al utilizar las tablas indicadas anteriormente, garantizamos que nuestros elementos
sean sísmicamente compactos o compactos, de acuerdo a las especificaciones del
proyecto estructural. Se sugiere que las columnas y vigas principales sean
sísmicamente compactas, mientras que las viguetas o también denominadas vigas
secundarias podrían tener patines sísmicamente compactos y almas compactas
que tendrán una ductilidad mayor a la moderada pero no muy lejana a la de mayor
ductilidad.
En la fig. 1.2 se hace referencia a la curva de comportamiento Momento- Curvatura
de las vigas I con almas compactas y con patines sísmicos, que pasa por la
circunferencia de color tomate.
Figura 1.2 Efecto del pandeo local, respecto a la resistencia por flexión y
ductilidad
FUENTE: SEISMIC DESIGN OF STEEL STRUCTURES, VARMA & LIU
16
En
la
fig.
1.3
se
hace
referencia
a
la
curva
de
comportamiento
Momento – Capacidad de Rotación de las vigas I con almas compactas y con
patines sísmicos, que pasa por la circunferencia de color tomate.
Figura 1.3 Curva momento, Capacidad de rotación R
FUENTE: DUCTILITY ASPECTS OF STEEL BEAMS, GIONCU & MOSOARCA
Es importante también establecer, los valores del factor de reducción sísmica, tanto
para el código americano (AISC) como también para el europeo (EUROCODIGO),
cuyos parámetros proporcionarán una apreciación más clara del diseño sísmico
actual. A continuación se presenta dichos términos en la siguiente tabla.
17
Figura 1.4 Clases de ductilidad, según AISC y EUROCODE
FUENTE: EARTHQUAKE RESISTANT STEEL STRUCTURES, ArcelorMittal
1.3 ARRIOSTRAMIENTOS DIAGONALES EN FORMA DE PUNTA.
Estos elementos arriostrados entran en la categoría de Pórticos Especiales
Arriostrados Concéntricamente también conocidos como SCBF en el AISC. Este
tipo de riostras se implementaron a partir del siglo XX, como una alternativa, ante
la acción de cargas laterales de viento y sismo.
A este tipo de pórticos se los utiliza como una alternativa estructural conveniente
por brindar resistencia y rigidez lateral en edificios de baja y mediana altura. Las
fuerzas laterales inducen esfuerzos axiales en este tipo de elementos.
Se han realizado varios estudios, con los cuales se ha demostrado que este tipo de
riostras pueden disipar energía luego del pandeo global, con la condición de que
se controlen la falla frágil del pandeo local y la fractura de las conexiones.
Por lo general este tipo de arriostramientos en esta investigación se encuentran
embebidos dentro de muros de hormigón en la mayoría de los modelos
estructurales y todos arriostrados concéntricamente, por lo cual como se acotará
más adelante no estarán trabajando en su máxima capacidad a ductilidad.
18
Figura 1.5 Pórticos Arriostrados concéntricamente en V
FUENTE: Alacero, Diseño Sismoresistente de Construcciones de Acero-2da Ed.
Los elementos enunciados también son conocidos como arriostramientos tipo
Chevron, subclasificándose en V invertida o V.
Figura 1.6 Arriostramientos tipo Chevron
FUENTE: NEC-2011, Cap.5
19
1.3.1 REQUERIMIENTOS GENERALES
- Se cumplirá con la sección D1.1 para miembros de ductilidad moderada.
- La esbeltez debe cumplir con el límite:
௄௅
௥
൑ Ͷට
ா
ி௬
(1.12)
1.3.2 BASES DE DISEÑO
Esta sección es aplicable a los pórticos arriostrados que consisten en conectar
concéntricamente miembros. Las excentricidades menores a la altura de la viga
están permitidas si las fuerzas en los miembros y conexión resultante se abordan
en el diseño y no cambian la fuente esperada de capacidad de deformación
inelástica.
Los pórticos SCBF se diseñarán de acuerdo con estas disposiciones para
proporcionar significativa capacidad de deformación inelástica principalmente a
través de pandeo y fluencia del arriostramiento en tensión. 6
1.3.3 ANALISIS
La resistencia requerida de columnas, vigas y conexiones en SCBF se basará en
las combinaciones de carga en el código de construcción aplicable, que incluye la
carga sísmica amplificada. En la determinación de la carga sísmica amplificada el
efecto de las fuerzas horizontales incluyendo sobre-resistencia, Emh, se tomará
como la fuerza más grande determinada de los siguientes dos análisis:
(i) Un análisis en el que se supone que todos los arriostramientos podrán resistir
las fuerzas correspondientes a su resistencia esperada en la compresión o en
tensión.
6
ANSI/AISC 341-10, Cap. F
20
(ii) Un análisis en el que todos los arriostramientos a tensión estén preparados para
resistir las fuerzas correspondientes a su resistencia esperada y todos los
arriostramientos en compresión resistan su fuerza post-pandeo esperado.
Los arriostramientos serán determinados a compresión o tensión, sin descuidar los
efectos de cargas de gravedad. Los análisis deberán considerar los dos sentidos
de carga de marco.
-
La fuerza de arriostramiento esperada en tensión es RyFyAg.
-
La resistencia última en compresión será tomada de RyFyAg y 1.14Fcr.Ag,
donde Fcr se calcula basado en las normas AISC 360-10 y en las cuales la
longitud de pandeo no superara la longitud del arrostramiento, para el
segundo análisis en la que la resistencia no debe superar la capacidad
máxima después del pandeo se puede aceptar el 30% de la esperada en
compresión.7
1.3.4 ZONAS DE PROTECCIÓN
Correspondiente a las zonas de protección, estas son regiones de los elementos
estructurales en las cuales se aplican ciertas limitaciones de fabricación, para
generar continuidad en los elementos.
Estas zonas tienen la finalidad de soportar las deformaciones cíclicas inelásticas
producidas por el sismo de diseño, ya que ahí se podría formar la rótula plástica,
según Crisafulli Francisco Javier (Diseño Sismoresistente de construcciones de
acero, 2012, Alacero), en cada una de las denominadas zonas de protección se
deben tener en cuenta ciertas recomendaciones como evitar en su totalidad
discontinuidades producidas por conectores de corte, fallas en la suelda o cambios
bruscos de sección.
El código ANSI/AISC 341-10 indica que se deben cumplir al menos estos tres
requerimientos:
7
ANSI/AISC 341-10, Cap. F
21
Ø Durante la fabricación y montaje de la estructura, las zonas de protección
prestarán especial cuidado para reparar discontinuidades producidas por la
soldadura o perforaciones.
Ø No colocar pernos, soldaduras o fijaciones para sostener los elementos no
estructurales como carpinterías o tuberías u otras instalaciones.
Ø En elementos viga en estas zonas se debe evitar totalmente la colocación de
conectores de corte pudiendo ser soldados o empernados.
Figura 2.1 Diagrama de zonas protegidas en arriostramiento
FUENTE: Alacero, Diseño Sismoresistente de Construcciones de Acero-2da Ed
22
1.4 RESEÑA DE CODIGOS FEMA
Debido a que sismos de gran notoriedad para la humanidad dentro de las últimas
décadas, como han sido el de Loma Prieta (1989), Northridge (1994), Kobe (1995),
que a su vez han venido acarreando pérdidas de vidas humanas y también de
índole
económico;
indujeron
a
que
a
través
de
los
códigos
FEMA
(Federal Emergency Management Agency) se replanteen las metodologías del
diseño sísmico.
El protocolo planteado por el FEMA, es en el marco de un comportamiento no lineal,
y que admitirá un daño que se busca controlar. En diferentes casos de estructuras
que estaban presentes en dichos sismos, sin duda aquellas tenían diseño sismo
resistente por lo que no colapsaron, sin embargo tuvieron pérdidas cuantiosas, ya
que no contaban con objetivos de desempeño ante sismos de diferente intensidad.
1.4.1 ELEMENTOS PRIMARIOS Y SECUNDARIOS
Según los comentarios del FEMA 356, el comportamiento de los elementos
estructurales primarios o secundarios, se evaluará mediante niveles de
deformación controlada, los cuales se encuentran definidos en la Tabla C2-1 del
código propuesto.
Ø Elementos Primarios
Estos elementos deberán proveer de cierta capacidad a la estructura para resistir
el colapso bajo cargas de sismo. Prácticamente serán elementos como por ejemplo:
columnas, vigas, diafragmas, etc.
23
Ø Elementos Secundarios
Estos elementos no estructurales como piso flotante, paredes, tumbados de
gypsum, etc., con una capacidad de deformación mínima. Dichos elementos
respecto a un movimiento sísmico no incidirán, en que dicha estructura colapse.
1.4.2 CRITERIOS DE ACEPTACION
Cabe resaltar que el comportamiento de las componentes viene evaluada según el
tipo de acción, las cuales pueden ser acciones dúctiles (controladas por la
deformación) y acciones no dúctiles (controladas por la fuerza).
A continuación se describen las 3 curvas que están manifestadas en el siguiente
acápite:
Figura 1.7 Componentes de Fuerzas vs Curvas de Deformación
FUENTE: FEMA 356
Ø Curva Tipo 1
0-1 Existe comportamiento elástico.
1-2 Se presenta endurecimiento plástico por deformación o por tensión.
2-3 Presencia de resistencia plástica residual degradada. En el punto 3 todavía se
puede cargar verticalmente.
Elementos Primarios que cumplen con: “e>2g”, existe control por deformación.
Elementos Primarios que no cumplen con: “e>2g”, existe control por Fuerza.
Elementos Secundarios que cumplen con Curva Tipo 1: control por deformación.
24
Ø Curva Tipo 2
0-1 Existe comportamiento elástico.
1-2 Se presenta endurecimiento plástico por deformación o por tensión. En el punto
2 ya no se puede cargar verticalmente.
Elementos Primarios y Secundarios que cumplen con: ”e>2g”, existe control por
deformación.
Elementos que no cumplen con: “e>2g”, control por fuerza.
Ø Curva Tipo 3
0-1 Comportamiento elástico,
posterior
al
punto
1
no
se
puede
cargar
verticalmente.
Elementos Primarios y Secundarios que cumplen con Curva Tipo 3: control por
fuerza.
Figura 1.8 Evaluación del Comportamiento en Elementos Estructurales
FUENTE: FEMA 356
25
CAPITULO 2
TIPOS DE EDIFICIOS Y MODELOS
En el presente capítulo se va enunciar una breve descripción de las características
estructurales y arquitectónicas de los modelos realizados en ETABS 2013.
Lo concerniente a los análisis lineal y no lineal se los detalla más adelante, mientras
que los diseños de los elementos estructurales y resumen de materiales se los
puntualiza en el Cap. III. Es importante establecer que se hará un chequeo breve
del análisis estático no lineal, pero que sin duda esta investigación no está regida
a este análisis, ya que necesita de un estudio más extenso y profundo.
2.1 TIPOLOGÍA DE EDIFICIOS A SER ANALIZADOS
Los edificios analizados son de estructura de acero contenidos por los siguientes
elementos: columnas compuestas, vigas principales y secundarias, placa
colaborante (deck metal), muros. Las propiedades mecánicas de los materiales
como las distancias de cada elemento se han respetado de acuerdo a las
especificaciones técnicas estructurales y planos arquitectónicos correspondientes.
A. EDIFICIO JADE
Edificación conformada por: 4 subsuelos, 14 plantas, altura desde la base al último
nivel de 48.60 m. A este edificio se lo denominará E1. Las áreas son las siguientes:
Tabla 2.1 Area de Edificio E1
Planta
Subsuelo 1 al 4
Nivel 1
Nivel 2
Nivel 3 al 15
Area (m²)
1034.35
966.68
759.35
609.46
TOTAL
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Area Total (m²)
4137.4
966.68
759.35
7922.98
13786
26
A continuación se presenta imágenes de la vista en 3D, planta y elevación.
Figura 2.2 Modelo de Edificio E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
B. EDIFICIO TORRE 6
Edificación conformada por: 3 subsuelos, 12 plantas, altura desde la base al último
nivel de 36.00 m. A este edificio se lo denominará E2. Las áreas son las siguientes:
Tabla 2.2 Area de Edificio E2
Planta
Area (m²)
Area Total (m²)
Subsuelo 1 al 3
814
2442
Nivel 1
Nivel 2
Nivel 3 al 13
814
462.08
463.50
TOTAL
814
462.08
5098.5
8817
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
27
A continuación se presenta imágenes de la vista en 3D, planta y elevación.
Figura 2.3 Modelo de Edificio E2
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
C. EDIFICIO 3
Edificación conformada por: 3 subsuelos, 10 plantas, altura desde la base al último
nivel de 30.00 m. A este edificio se lo denominará E3. Las áreas son las siguientes:
Tabla 2.3 Area de Edificio E3
Planta
Area (m²)
Area Total (m²)
Subsuelo 1 al 3
Nivel 1 al 10
616.13
329.64
TOTAL
1848.39
3296.4
5145
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
28
A continuación se presenta imágenes de la vista en 3D, planta y elevación.
Figura 2.4 Modelo de Edificio E3
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
D. EDIFICIO PIETRA
Edificación conformada por: 2 subsuelos, 8 plantas, altura desde la base al último
nivel de 24.00 m. A este edificio se lo denominará E4. Las áreas son las siguientes:
Tabla 2.4 Area de Edificio E4
Planta
Area (m²)
Area Total (m²)
Subsuelo 2
Subsuelo 1
Nivel 1
Nivel 2 al 8
Nivel 9-Terraza
432.35
450.61
416.05
193.80
194.51
TOTAL
432.35
450.61
416.05
1356.6
194.51
2850
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
29
A continuación se presenta imágenes de la vista en 3D, planta y elevación.
Figura 2.5 Modelo de Edificio E4
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
2.2 METODOLOGÍA DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL EN
ETABS
En esta sección se utilizará el software ETABS, el cual nos brinda la facilidad de
construir nuestros modelos matemáticos en 3D, a los que se los evaluará con las
normas y códigos correspondientes.
Después de la creación del modelo, este será corrido, el que a su vez nos permite
apreciar los resultados de período y modos de vibración. Posteriormente al asignar
las cargas respectivas, se visualizará las derivas de piso debido al efecto sísmico.
30
Los desplazamientos de piso se los comprobará con respecto a los parámetros que
exige la NEC-2011. Se continuará con los correspondientes diseños de los
elementos estructurales. Finalmente se analizarán las estructuras en el rango
estático no lineal, utilizando la herramienta Pushover. El procedimiento de la
metodología se lo realizará en base al edificio E1.
2.2.1 IMPLANTACION DE EJES
Se recomienda establecer las unidades desde el principio para evitar
inconvenientes posteriores, para nuestro caso se designarán unidades del SI. Se
ingresan los datos de dimensiones de los ejes arquitectónicos, en la grilla
respectiva.
Figura 2.6 Edición de grilla, E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
31
2.2.2 DEFINICION DE MATERIALES
Definir los valores correspondientes a las propiedades mecánicas de los materiales
usados en los edificios, como por ejemplo: módulo de elasticidad del hormigón y
acero, esfuerzo de fluencia del acero de reforzamiento y estructural, pesos
específicos, etc. Para nuestro caso el módulo de elasticidad del hormigón según
NEC-2011, Cap.1 para densidad normal: Ec=4.7ඥ݂Ʋܿ (Gpa); sin embargo si se
necesita
considerar
la
inercia
agrietada
se
recomienda
utilizar
Ec=12000ඥ݂Ʋܿ (kg/cm²), para nuestro medio.
Referente al acero estructural será del tipo A-36 (AISC 360-10), mientras que el
hormigón tendrá un esfuerzo a la compresión de 210 kg/cm² para los muros
periféricos y para los otros elementos estructurales tendrán un f´c de 240 kg/cm².
A continuación se presenta un resumen de los valores utilizados:
Tabla 2.5 Propiedades de materiales
Material
Acero Estructural A36
Acero de Refuerzo
fy (kg/cm²)
2530
4200
Es (kg/cm²)
2043000
2043000
Material
f´c (kg/cm²)
Hormigón (muros)
210
Hormigón (vigas, columnas, diafragmas)
240
Ec (kg/cm²)
173897
185903
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
32
Figura 2.7 Definición de materiales, E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
2.2.3 DEFINICION Y ASIGNACION DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Ingresar dimensiones de las secciones tales como: columnas compuestas, vigas
principales y secundarias, diafragmas, etc.
Figura 2.8 Definición-asignación de sección: columna compuesta, E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
33
Figura 2.9 Definición-asignación de sección: viga principal, E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.10 Definición-asignación de sección: viga secundaria, E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
34
La definición del deck metal, se concibe para que trabaje en sentido unidireccional,
tiene varias funciones entre las cuales están: actúa como acero de refuerzo, sirve
de encofrado, y actúa como plataforma de trabajo.
Figura 2.11 Definición-asignación de sección: deck metal, E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.12 Definición-asignación de sección: diafragma, E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
35
Asignados los elementos descritos, el modelo queda de la siguiente manera:
Figura 2.13 Modelo Final, E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
36
2.2.4 ANÁLISIS DE CARGAS VERTICALES
Tabla 2.6 Análisis de Cargas Verticales (ENTREPISOS)
Carga Muerta
Peso P. Estructura
Peso P. Panel
Peso P. Loseta
PESO PROPIO LOSA (A)
W (kg/m²)
35
6.37
200
241.37
Carga Muerta
Peso P. Masillado; e=2cm
Peso P. Acabados
Peso P. Instalaciones
Peso P. Cielo Razo
Peso P. Mampostería
CARGA PERMANENTE (B)
W (kg/m²)
40
40
5
15
200
300.00
CARGA MUERTA TOTAL (A+B)
541 kg/m²
CARGA VIVA (NEC-2011,Cap.1)
200.00 kg/m²
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Tabla 2.7 Análisis de Cargas Verticales (CUBIERTA)
Carga Muerta
Peso P. Estructura
Peso P. Panel
Peso P. Loseta
PESO PROPIO LOSA (A)
W (kg/m²)
35
6.37
200
241.37
Carga Muerta
Peso P. Masillado; e=2cm
Peso P. Acabados
Peso P. Instalaciones
Peso P. Cielo Razo
Peso P. Mampostería
CARGA PERMANENTE (B)
W (kg/m²)
40
40
5
15
200
300.00
CARGA MUERTA TOTAL (A+B)
541 kg/m²
CARGA VIVA (NEC-2011,Cap.1)
100.00 kg/m²
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
37
2.2.5 DEFINICION Y ASIGNACION DE ESTADOS DE CARGA
Para la formulación de las combinaciones, estas están en función del NEC-2011,
CAP.1, que a continuación se describe:
1) 1.4 D
2) 1.2 D + 1.6 L + 0.5 (Lr ó S ó R)
3) 1.2 D + 1.6 (Lr ó S ó R) + (L ó 0.5W)
4) 1.2 D + 1.0 W + L + 0.5 (Lr ó S ó R)
5) 1.2 D + 1.0 E + L + 0.2 S
6) 0.9 D + 1.0 W
7) 0.9 D + 1.0 E
Para la asignación de las cargas verticales en ETABS, simplemente se ingresará el
valor de la carga permanente (B), ya que el valor del peso propio de la losa (A), ya
se encuentra incluido en los elementos estructurales.
Figura 2.14 Asignación de Cargas Verticales
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
38
2.3 ANÁLISIS SÍSMICO SEGÚN LA NEC-2011
2.3.1 DEFINICION Y ASIGNACION DE FUERZAS SISMICAS
Se ingresará las cargas sísmicas, calculadas con el siguiente procedimiento:
§
Cálculo del Período:
T = Ct .hn
a
(1.12)
Tabla 2.8 Cálculo de período, E1
hn (m)
Ct
α
T (seg)
48.6
0.073
0.75
1.34
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Tabla 2.9 Cálculo de período, E2
hn (m)
Ct
α
T (seg)
36.0
0.073
0.75
1.07
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Tabla 2.10 Cálculo de período, E3
hn (m)
Ct
α
T (seg)
30.0
0.073
0.75
0.94
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
39
Tabla 2.11 Cálculo de período, E4
hn (m)
Ct
α
T (seg)
24.0
0.073
0.75
0.79
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
§
Cálculo del Espectro sísmico elástico de aceleraciones
Se utilizan las fórmulas descritas en 1.2.1, para obtener los siguientes parámetros:
Tabla 2.12 Factores del Espectro sísmico, E1
Z
Tipo de perfil
Fa
Fd
Fs
r
η
Tc
TL
To
T
Sa
0.4
C
1.2
1.3
1.3
1
2.48
0.775
3.120
0.141
1.344
0.686
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Tabla 2.13 Factores del Espectro sísmico, E2
Z
Tipo de perfil
Fa
Fd
Fs
r
η
Tc
TL
To
T
Sa
0.4
C
1.2
1.3
1.3
1
2.48
0.775
3.120
0.141
1.073
0.859
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
40
Tabla 2.14 Factores del Espectro sísmico, E3
Z
Tipo de perfil
Fa
Fd
Fs
r
η
Tc
TL
To
T
Sa
0.4
C
1.2
1.3
1.3
1
2.48
0.775
3.120
0.141
0.936
0.985
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Tabla 2.15 Factores del Espectro sísmico, E4
Z
Tipo de perfil
Fa
Fd
Fs
r
η
Tc
TL
To
T
Sa
0.4
C
1.2
1.3
1.3
1
2.48
0.775
3.120
0.141
0.792
1.165
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
El espectro de diseño, se lo indicará a continuación, el cual se lo ha calculado en
función de las características del tipo de estrato, y de los factores de amplificación
dinámica de aceleración, desplazamiento y suelo, todos estos indicados en la
sección 1.2.1
41
Tabla 2.16 Tabla de valores del Espectro Elástico de diseño
T (seg)
0.000
0.141
0.775
0.80
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3.0
Sa (g)
0.480
1.190
1.190
1.153
1.025
0.922
0.838
0.768
0.709
0.659
0.615
0.576
0.542
0.512
0.485
0.461
0.439
0.419
0.401
0.384
0.369
0.355
0.342
0.329
0.318
0.307
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
42
Figura 2.15 Espectro Elástico de diseño
Sa (g) vs T (seg)
1.400
1.200
Sa (g)
1.000
0.800
0.600
0.400
0.200
0.000
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
T (seg)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
El cortante basal de diseño se determina a través de los siguientes factores,
indicados anteriormente.
Tabla 2.17 Factores para el cálculo del Cortante Basal, E1
I (Factor de Importancia)
Sa (Esp. elástico en acel.)
Ȉp (Coef. De Conf. Estruc. en Plan.)
Ȉe (Coef. De Conf. Estruc. en Elev.)
R (Factor de Red. De Fuerza Sísmica)
1
0.686
1
1
6
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Tabla 2.18 Factores para el cálculo del Cortante Basal, E2
I (Factor de Importancia)
Sa (Esp. elástico en acel.)
Ȉp (Coef. De Conf. Estruc. en Plan.)
Ȉe (Coef. De Conf. Estruc. en Elev.)
R (Factor de Red. De Fuerza Sísmica)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
1
0.859
1
1
6
43
Tabla 2.19 Factores para el cálculo del Cortante Basal, E3
I (Factor de Importancia)
Sa (Esp. elástico en acel.)
Ȉp (Coef. De Conf. Estruc. en Plan.)
Ȉe (Coef. De Conf. Estruc. en Elev.)
R (Factor de Red. De Fuerza Sísmica)
1
0.985
1
1
6
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Tabla 2.20 Factores para el cálculo del Cortante Basal, E4
I (Factor de Importancia)
Sa (Esp. elástico en acel.)
Ȉp (Coef. De Conf. Estruc. en Plan.)
Ȉe (Coef. De Conf. Estruc. en Elev.)
R (Factor de Red. De Fuerza Sísmica)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Tabla 2.21 Cortante Basal, E1
V (%)
W (t)
V Basal (t)
11.4%
5116
585.12
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Tabla 2.22 Cortante Basal, E2
V (%)
W (t)
V Basal (t)
14.3%
3274.72
469.07
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
1
1.165
1
1
6
44
Tabla 2.23 Cortante Basal, E3
V (%)
W (t)
V Basal (t)
16.4%
1940
318.59
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Tabla 2.24 Cortante Basal, E4
V (%)
W (t)
V Basal (t)
19.4%
977.56
189.79
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
§
Determinación del Corte Basal
Para la distribución de fuerzas laterales se consideran las cargas muertas y vivas,
que se han calculado en acotaciones previas del estudio. Es importante hacer notar
que para obtener los pesos por cada nivel, se ha considerado el 100% de la carga
muerta, mientras que para la carga viva es el 25%, según NEC-2011, Cap.2
CARGA MUERTA ENTREPISO (DE) = 541 kg/m²
CARGA VIVA ENTREPISO (LE)
= 200 kg/m²
CARGA MUERTA CUBIERTA (DC)
= 541 kg/m²
CARGA VIVA CUBIERTA (LC)
= 100 kg/m²
45
Tabla 2.25 Distribución de fuerzas laterales, E1
NIVEL AREA (m2)
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
∑
609
609
609
609
609
609
609
609
609
609
609
609
609
759
8682
Wi (t)
hi (m)
Wi·hi (t.m)
Fi (t)
Si (t)
345
360
360
360
360
360
360
360
360
360
360
360
360
449
5116
48.6
45.1
41.6
38.1
34.6
31.4
28.2
25.0
21.8
18.6
15.4
12.2
9.0
4.5
16764.78
16244.61
14983.94
13723.27
12462.60
11309.99
10157.38
9004.77
7852.16
6699.55
5546.94
4394.33
3241.72
2019.49
134406
72.98
70.72
65.23
59.74
54.25
49.24
44.22
39.20
34.18
29.17
24.15
19.13
14.11
8.79
72.98
143.70
208.93
268.67
322.93
372.17
416.38
455.59
489.77
518.93
543.08
562.21
576.32
585.12
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Tabla 2.26 Distribución de fuerzas laterales, E2
NIVEL AREA (m2)
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
∑
464
464
464
464
464
464
464
464
464
464
464
462
5561
Wi (t)
hi (m)
Wi·hi (t.m)
Fi (t)
Si (t)
262
274
274
274
274
274
274
274
274
274
274
273
3275
36.0
33.0
30.0
27.0
24.0
21.0
18.0
15.0
12.0
9.0
6.0
3.0
9444.28
9039.64
8217.86
7396.07
6574.28
5752.50
4930.71
4108.93
3287.14
2465.36
1643.57
819.27
63680
69.57
66.59
60.53
54.48
48.43
42.37
36.32
30.27
24.21
18.16
12.11
6.03
69.57
136.15
196.69
251.17
299.59
341.97
378.28
408.55
432.76
450.92
463.03
469.07
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
46
Tabla 2.27 Distribución de fuerzas laterales, E3
NIVEL AREA (m2)
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
∑
330
330
330
330
330
330
330
330
330
330
3296
Wi (t)
hi (m)
Wi·hi (t.m)
Fi (t)
Si (t)
187
195
195
195
195
195
195
195
195
195
1940
30.0
27.0
24.0
21.0
18.0
15.0
12.0
9.0
6.0
3.0
5597.29
5260.07
4675.61
4091.16
3506.71
2922.26
2337.81
1753.36
1168.90
584.45
31898
55.91
52.54
46.70
40.86
35.02
29.19
23.35
17.51
11.67
5.84
55.91
108.44
155.14
196.00
231.03
260.22
283.57
301.08
312.75
318.59
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Tabla 2.28 Distribución de fuerzas laterales, E4
NIVEL AREA (m2)
8
7
6
5
4
3
2
1
∑
195
194
194
194
194
194
194
305
1662
Wi (t)
hi (m)
Wi·hi (t.m)
Fi (t)
Si (t)
110
115
115
115
115
115
115
180
978
24.0
21.0
18.0
15.0
12.0
9.0
6.0
3.0
2642.22
2405.25
2061.64
1718.04
1374.43
1030.82
687.21
540.77
12460
40.24
36.64
31.40
26.17
20.93
15.70
10.47
8.24
40.24
76.88
108.28
134.45
155.39
171.09
181.55
189.79
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
47
Posterior al cálculo del cortante basal, se definirán los patrones de carga, siendo
los siguientes: carga muerta, carga viva, y fuerza sísmica. En la fig. 2.14 se indica
el ingreso de las cargas sísmicas en la opción de cargas del usuario. Cabe destacar
que también se considera el 30% de las fuerzas sísmicas en el sentido
perpendicular al sentido principal de las mismas, tal y cual como se enuncia en el
Cap.2 de la NEC-2011.
Figura 2.16 Definición de cargas sísmicas, E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
2.3.2 DEFINICION DE FUENTE DE MASA
En este apartado se ingresarán al software, el 100% de la carga muerta y 25%
para la carga viva, mencionados anteriormente, como componentes de la carga
sísmica reactiva.
48
Figura 2.17 Definición de fuente de masa
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
2.3.3 CORRIDA DE MODELO
Antes de realizar el respectivo seguimiento a la corrida del modelo estructural, hay
que enfatizar en comprobar que no existan falencias, como por ejemplo: elementos
sueltos, elementos tipo área sobrepuestos en otros, etc., acudiendo a
Analyze/ Check Model.
49
Figura 2.18 Corrida de Modelo Estructural
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
2.3.4 VERIFICACION PRELIMINAR DE DERIVAS Y MODOS DE VIBRACION
Concerniente al caso de las derivas de piso, se debe tomar en cuenta la fórmula:
∆M=0.75R∆E, donde R es 6, el límite para ∆M es 0.02, quedando como límite
permisible el valor para ∆E de 0.0044.
50
Figura 2.19 Deriva de sismo en sentido X, Edificio E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.20 Deriva de sismo en sentido Y, Edificio E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
51
Figura 2.21 Deriva de sismo en sentido X, Edificio E2
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.22 Deriva de sismo en sentido Y, Edificio E2
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
52
Figura 2.23 Deriva de sismo en sentido X, Edificio E3
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.24 Deriva de sismo en sentido Y, Edificio E3
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
53
Figura 2.25 Deriva de sismo en sentido X, Edificio E4
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.26 Deriva de sismo en sentido Y, Edificio E4
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
54
Tabla 2.29 Participación de masas, Edificio E1
TABLE: Modal Participating Mass Ratios
Case
Mode Period
UX
UY
sec
Modal
1
2.12
0.51
0.00
Modal
2
1.80
0.01
0.02
Modal
3
1.28
0.00
0.50
Modal
4
0.57
0.10
0.00
Modal
5
0.47
0.00
0.00
Modal
6
0.26
0.03
0.09
Modal
7
0.25
0.02
0.08
Modal
8
0.22
0.00
0.00
Modal
9
0.17
0.00
0.02
Modal
10
0.16
0.04
0.00
Modal
11
0.15
0.04
0.00
Modal
12
0.14
0.00
0.00
Modal
13
0.12
0.02
0.04
Modal
14
0.11
0.02
0.04
Modal
15
0.11
0.04
0.02
Modal
16
0.10
0.06
0.01
Modal
17
0.10
0.00
0.00
Modal
18
0.09
0.00
0.00
Modal
19
0.09
0.02
0.00
Modal
20
0.09
0.01
0.00
Modal
21
0.08
0.00
0.01
Modal
22
0.08
0.00
0.00
Modal
23
0.08
0.00
0.00
Modal
24
0.08
0.00
0.00
Modal
25
0.07
0.01
0.10
Modal
26
0.07
0.00
0.00
Modal
27
0.07
0.00
0.00
Modal
28
0.06
0.00
0.01
Modal
29
0.06
0.00
0.00
Modal
30
0.06
0.00
0.00
Modal
31
0.06
0.01
0.00
Modal
32
0.06
0.00
0.02
Modal
33
0.06
0.00
0.00
Modal
34
0.06
0.00
0.00
Modal
35
0.05
0.00
0.01
Modal
36
0.05
0.00
0.00
Modal
37
0.05
0.00
0.00
Modal
38
0.05
0.00
0.00
Modal
39
0.05
0.00
0.00
Modal
40
0.05
0.00
0.00
Modal
41
0.05
0.00
0.00
Modal
42
0.05
0.00
0.00
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
RZ
0.02
0.31
0.01
0.00
0.07
0.00
0.00
0.03
0.00
0.02
0.00
0.02
0.00
0.01
0.02
0.01
0.01
0.00
0.04
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.04
0.00
0.02
0.02
0.01
0.13
0.03
0.00
0.00
0.04
0.00
0.02
0.00
0.01
0.00
0.02
0.00
Sum UX Sum UY Sum RZ
0.51
0.52
0.52
0.62
0.62
0.65
0.67
0.67
0.67
0.71
0.76
0.76
0.79
0.80
0.84
0.90
0.90
0.90
0.93
0.93
0.93
0.93
0.93
0.93
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.96
0.96
0.96
0.97
0.97
0.97
0.97
0.97
0.97
0.97
0.97
0.97
0.00
0.02
0.52
0.52
0.52
0.60
0.68
0.68
0.71
0.71
0.71
0.71
0.74
0.78
0.79
0.80
0.80
0.80
0.80
0.80
0.81
0.81
0.81
0.81
0.91
0.91
0.91
0.92
0.92
0.93
0.93
0.94
0.94
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.96
0.96
0.96
0.96
0.02
0.33
0.34
0.34
0.41
0.41
0.41
0.43
0.44
0.45
0.46
0.48
0.48
0.50
0.52
0.53
0.54
0.54
0.58
0.58
0.58
0.58
0.58
0.59
0.59
0.63
0.63
0.65
0.67
0.68
0.81
0.84
0.84
0.84
0.88
0.88
0.89
0.90
0.90
0.90
0.92
0.92
55
Tabla 2.30 Participación de masas, Edificio E2
TABLE: Modal Participating Mass Ratios
Case
Mode
Period
UX
sec
Modal
1
1.77
0.12
Modal
2
1.41
0.16
Modal
3
1.27
0.18
Modal
4
0.48
0.02
Modal
5
0.32
0.07
Modal
6
0.30
0.02
Modal
7
0.22
0.01
Modal
8
0.14
0.05
Modal
9
0.13
0.00
Modal
10
0.13
0.00
Modal
11
0.09
0.17
Modal
12
0.08
0.01
Modal
13
0.08
0.01
Modal
14
0.08
0.10
Modal
15
0.06
0.00
Modal
16
0.06
0.00
Modal
17
0.06
0.00
Modal
18
0.06
0.00
Modal
19
0.05
0.00
Modal
20
0.05
0.00
Modal
21
0.05
0.00
Modal
22
0.05
0.00
Modal
23
0.05
0.00
Modal
24
0.05
0.00
Modal
25
0.04
0.00
Modal
26
0.04
0.00
Modal
27
0.04
0.00
Modal
28
0.04
0.00
Modal
29
0.04
0.00
Modal
30
0.04
0.00
Modal
31
0.04
0.00
Modal
32
0.04
0.00
Modal
33
0.04
0.00
Modal
34
0.04
0.00
Modal
35
0.04
0.00
Modal
36
0.04
0.00
Modal
37
0.04
0.00
Modal
38
0.04
0.00
Modal
39
0.04
0.00
UY
RZ
0.00
0.24
0.20
0.00
0.02
0.09
0.00
0.00
0.05
0.01
0.00
0.00
0.10
0.01
0.09
0.05
0.02
0.02
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.21
0.03
0.04
0.04
0.01
0.00
0.02
0.01
0.00
0.01
0.00
0.01
0.00
0.01
0.00
0.01
0.06
0.02
0.01
0.23
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.01
0.02
0.01
0.00
0.00
0.00
0.05
0.00
0.00
0.01
0.00
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Sum UX Sum UY Sum RZ
0.12
0.28
0.46
0.48
0.55
0.57
0.57
0.62
0.62
0.63
0.80
0.80
0.81
0.91
0.91
0.91
0.91
0.91
0.91
0.91
0.91
0.91
0.91
0.91
0.92
0.92
0.92
0.92
0.92
0.92
0.93
0.93
0.93
0.93
0.93
0.93
0.93
0.94
0.94
0.00
0.24
0.44
0.44
0.47
0.56
0.56
0.56
0.61
0.61
0.61
0.61
0.72
0.72
0.82
0.87
0.89
0.90
0.90
0.90
0.91
0.91
0.91
0.91
0.91
0.91
0.91
0.91
0.91
0.91
0.91
0.92
0.92
0.92
0.92
0.92
0.92
0.92
0.92
0.21
0.24
0.28
0.32
0.34
0.34
0.36
0.36
0.37
0.38
0.38
0.39
0.39
0.40
0.40
0.41
0.47
0.49
0.51
0.74
0.74
0.74
0.75
0.75
0.75
0.75
0.76
0.76
0.77
0.80
0.80
0.81
0.81
0.81
0.86
0.86
0.86
0.87
0.88
56
Tabla 2.31 Participación de masas, Edificio E3
TABLE: Modal Participating Mass Ratios
Case
Mode
Period
UX
sec
Modal
1
1.30
0.20
Modal
2
1.06
0.23
Modal
3
0.79
0.00
Modal
4
0.28
0.06
Modal
5
0.21
0.07
Modal
6
0.15
0.00
Modal
7
0.11
0.04
Modal
8
0.09
0.05
Modal
9
0.07
0.07
Modal
10
0.06
0.00
Modal
11
0.06
0.09
Modal
12
0.05
0.08
Modal
13
0.04
0.04
Modal
14
0.04
0.00
Modal
15
0.04
0.01
Modal
16
0.03
0.00
Modal
17
0.03
0.01
Modal
18
0.03
0.00
Modal
19
0.03
0.00
Modal
20
0.03
0.00
Modal
21
0.02
0.00
Modal
22
0.02
0.00
Modal
23
0.02
0.00
Modal
24
0.02
0.00
Modal
25
0.02
0.00
Modal
26
0.02
0.00
Modal
27
0.02
0.00
Modal
28
0.02
0.00
Modal
29
0.02
0.00
Modal
30
0.02
0.00
UY
RZ
0.23
0.20
0.00
0.06
0.08
0.00
0.04
0.06
0.09
0.00
0.10
0.06
0.03
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.31
0.00
0.00
0.10
0.00
0.00
0.00
0.07
0.00
0.00
0.00
0.26
0.00
0.20
0.00
0.00
0.01
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Sum UX Sum UY Sum RZ
0.20
0.43
0.43
0.50
0.56
0.56
0.60
0.65
0.72
0.72
0.81
0.89
0.93
0.93
0.94
0.94
0.95
0.96
0.96
0.96
0.96
0.96
0.96
0.96
0.96
0.96
0.96
0.96
0.96
0.96
0.23
0.43
0.43
0.49
0.57
0.57
0.61
0.67
0.76
0.76
0.85
0.91
0.94
0.94
0.95
0.95
0.95
0.96
0.96
0.96
0.96
0.96
0.96
0.96
0.96
0.97
0.97
0.97
0.97
0.97
0.00
0.00
0.31
0.31
0.31
0.41
0.41
0.41
0.41
0.48
0.48
0.48
0.48
0.74
0.74
0.93
0.93
0.93
0.94
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
57
Tabla 2.32 Participación de masas, Edificio E4
TABLE: Modal Participating Mass Ratios
Case
Mode
Period
UX
sec
Modal
1
0.99
0.07
Modal
2
0.84
0.16
Modal
3
0.80
0.17
Modal
4
0.30
0.00
Modal
5
0.28
0.00
Modal
6
0.20
0.00
Modal
7
0.19
0.13
Modal
8
0.16
0.00
Modal
9
0.15
0.00
Modal
10
0.14
0.00
Modal
11
0.11
0.00
Modal
12
0.10
0.00
Modal
13
0.10
0.00
Modal
14
0.08
0.09
Modal
15
0.08
0.00
Modal
16
0.08
0.00
Modal
17
0.07
0.01
Modal
18
0.05
0.10
Modal
19
0.04
0.00
Modal
20
0.04
0.17
Modal
21
0.03
0.00
Modal
22
0.03
0.00
Modal
23
0.03
0.07
Modal
24
0.01
0.01
UY
RZ
0.14
0.23
0.05
0.07
0.01
0.03
0.00
0.00
0.00
0.03
0.00
0.02
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.06
0.00
0.29
0.03
0.00
0.00
0.09
0.01
0.09
0.01
0.04
0.00
0.00
0.03
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.05
0.52
0.07
0.03
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Sum UX Sum UY Sum RZ
0.07
0.23
0.40
0.40
0.40
0.40
0.53
0.53
0.53
0.53
0.54
0.54
0.54
0.62
0.63
0.63
0.63
0.73
0.73
0.90
0.90
0.90
0.97
0.98
0.14
0.37
0.42
0.49
0.50
0.53
0.53
0.53
0.53
0.56
0.56
0.58
0.58
0.58
0.58
0.59
0.59
0.59
0.65
0.65
0.94
0.97
0.97
0.97
0.09
0.10
0.19
0.21
0.24
0.24
0.25
0.28
0.28
0.28
0.29
0.29
0.29
0.29
0.29
0.29
0.29
0.30
0.30
0.30
0.34
0.86
0.93
0.96
58
2.4 ANÁLISIS ESTÁTICO NO LINEAL “PUSHOVER”
El software ETABS nos permite utilizar la herramienta Pushover, la cual se basa en
un análisis estático no lineal conocido como diseño por desempeño sísmico. Este
estudio permitirá verificar las consecuencias que tendría la estructura al aplicarse
cargas laterales mayores producidas por sismos severos, respecto al corte basal
de diseño.
El método consiste en aplicar una distribución vertical de carga lateral a la
estructura, la cual debe incrementarse monotónicamente hasta que la estructura
alcance el máximo desplazamiento, mediante la gráfica del cortante en la base y el
desplazamiento en el tope de la estructura como se muestra en la siguiente
ilustración.
Figura 2.27 Esquema analógico del análisis pushover
FUENTE: ARÉVALO J., BERMUDEZ W., Tesis UIS, 2007.
Este análisis anteriormente definido, es una técnica simple y eficiente para estudiar
la capacidad, resistencia-deformación, de una estructura sometida a una
distribución determinada de fuerzas inerciales.
59
El patrón de cargas a las cuales se somete a la estructura, Fi, se incrementa de
manera monotónica hasta que la estructura alcanza su capacidad máxima, de esta
forma se puede identificar la formación sistemática de grietas en los elementos
estructurales, cedencia de juntas y la falla mecánica de los componentes, el estado
límite de serviciabilidad de la estructura, deformaciones máximas y cortantes de la
estructura, este último corresponde a la curva de capacidad.
La Técnica Pushover es apropiada para obtener la Curva de Capacidad Lateral de
la estructura más allá del Rango Elástico y además obtener la formación secuencial
de mecanismos y fallas en los elementos de la estructura.
Consiste en un proceso sucesivo de análisis estáticos incrementales que toman en
cuenta la variación de la rigidez en los elementos en cada elemento. El análisis se
efectúa incrementando la carga lateral hasta que la estructura alcanza ciertos
límites de desplazamientos o se vuelva inestable.
Para este proceso es necesario conocer las dimensiones y el acero en los
elementos de la estructura e intervenir en las propiedades no lineales de fuerzas y
deformaciones en las secciones.
Los objetivos del método pushover son los siguientes:
Ø Determinar la capacidad lateral de la estructura, en la curva de capacidad.
Ø Determinar los elementos susceptibles a fallar primero.
Ø Determinar la ductilidad local de los elementos.
Ø Determinar la ductilidad global de la estructura.
Ø Verificar el concepto de vigas débiles y columnas fuertes.
Ø Verificar los desplazamientos relativos inelásticos.
Ø Verificar los criterios de aceptación a nivel local de cada elemento.
60
2.4.1 NORMATIVA DEL ANALISIS PUSHOVER
Los criterios y normativas de aceptación están basados en el FEMA 356 y códigos
antecesores; cabe destacar que el mismo emite principios de fuerza-deformación
para las articulaciones usadas en el Análisis Estático no lineal “AENL”.
La propuesta según FEMA 356 y ATC-40 manifiesta que el nivel de desempeño
esperado en una estructura estará dada por la combinación alfanumérica que
resulta al relacionar el nivel de desempeño estructural como el nivel de desempeño
no estructural de las estructuras.
Según el Cap. 5 de FEMA 356, expresa que los Niveles y Rangos de Desempeño
Estructurales (S-n) en los que “S” corresponde a “Structural Performance” y “n”
es un numero entre 1-6, determinando los 4 estados de daño discreto y 2 estados
de daño intermedios, los cuales se presentan a continuación.
Ø Ocupación inmediata, S-1
Los daños producidos después del sismo son mínimos, prácticamente
inexistentes. Las capacidades de resistencia antes y después del sismo son las
mismas, ya que su sistema resistente tanto vertical como de fuerza lateral no
ha cambiado, no existen pérdidas humanas o heridos de gravedad.
Ø Daño controlado, S-2
Nivel intermedio entre la ocupación inmediata y la seguridad de vida, ya que la
vida de los ocupantes no está en peligro, pero podrían presentarse heridos.
Ø Seguridad de vida, S-3
Los daños después del sismo son considerables pero no agotan por completo
los márgenes de seguridad existentes frente a un posible colapso parcial o total
de la estructura. Podrían presentarse algunos heridos tanto dentro como fuera
de la estructura, sin embargo la pérdida de vidas debido a la falla de elementos
estructurales es mínimo. Es posible realizar reparaciones para que la estructura
sea una vez más útil pero por motivos económicos puede no ser práctico.
61
Ø Límite de seguridad, S-4
Es un nivel intermedio entre seguridad de vida y prevención al colapso, por lo
cual puede ser necesario ubicar arriostramientos que permitan mantener la
seguridad de los usuarios.
Ø Estabilidad estructura, S-5
El nivel de estabilidad estructural o prevención de colapso, es el nivel límite en
el cual la estructura ha sufrido daños graves, ya que incluso la rigidez y la
capacidad de resistir cargas laterales está comprometida. Sin embargo la
capacidad de resistir cargas verticales se mantiene; cabe destacar que el
peligro de heridos por la caída de desechos al fallar las losas es alto.
Ø No considerada, S-6:
No se considera como un nivel de desempeño de la estructura, más bien se la
utiliza para clasificar a las estructuras que abordarán programas para ser
evaluadas sus vulnerabilidades físicas y realizar reforzamientos.
Los Niveles de Desempeño No Estructurales evalúan el daño que se presentan
en los elementos que no forman parte del sistema resistente, como serán por
ejemplo: revestimientos interiores o exteriores, cielos falsos, pero también a las
instalaciones que dan serviciabilidad a la estructura como instalaciones eléctricas,
sanitarias, agua potable, alcantarillado o incendios, además equipos como bombas
o ascensores.
Los niveles de desempeño No Estructurales (N-n) en los que “N” corresponde a
“Nonstructural Performance” y “n” es una letra entre A-E
Ø Desempeño Operacional, N-A
Los daños presentados por desprendimientos de elementos no estructurales es
mínimo, los sistemas de luz, agua potable, computacionales y demás
instalaciones son aptas para funcionamiento normal. Para lograr este
62
desempeño es a veces necesario tener sistemas de apoyo de las instalaciones,
o con suficientes seguridades.
Ø Ocupación inmediata, N-B
Los daños estructurales presentados después del evento sísmico permiten que
sea seguro. Sistemas como luces en gradas y salidas de emergencia
totalmente funcionales, de igual manera que alarmas de emergencia y sistemas
de seguridad en conjunto, parcialmente funcional ya que es necesario la
inspección de instalaciones, limpieza del inmueble y posibles daños en equipos.
Ø Seguridad de Vida, N-C
Se presentan daños por desprendimientos de cielo falso o recubrimientos
después del evento sísmico, pero no representan amenaza en la vida de los
usuarios; los sistemas de emergencia y salidas pueden sufrir daños o bloqueos
parciales. La recuperación de los mismos puede llegar a un alto valor
adquisitivo.
Ø Riesgos Reducidos, N-D
Se presentan daños considerables por desprendimientos o rotura de cristales
daños internos como externos, lo que ocasionaría heridos, pero para disminuir
el riesgo se anclan a posiciones fijas, elementos grandes como muebles y
artefactos de gran peso. Los costos de reparación serían prácticamente no
rentables.
Ø No considerada, N-E
Esta clasificación se utiliza cuando se realizarán rehabilitaciones de la
estructura, sin considerar los elementos no estructurales y sin interrumpir el
funcionamiento normal del manifestado.
63
Tabla 1.13 Niveles de Desempeño de Estructuras
Fuente: ATC 40
A continuación se define el comportamiento de la articulación según los niveles de
desempeño, por medio de una ilustración.
64
Figura 2.28 Criterios de Aceptación y Modelado del AENL
FUENTE: FEMA 356, Cap.2
65
En la gráfica propuesta se visualizan los puntos A, B, C, D, y E que se usan para la
definición del comportamiento de deflexión de la articulación. Adicionalmente
existen tres puntos:
§
IO (Operación Inmediata)
§
LS (Seguridad de Vida)
§
CP (Colapso plástico)
Los cuales son usados para definir los criterios de aceptación para la estructura,
estos valores que pertenecen a cada uno de estos puntos varían dependiendo del
tipo de elemento estructural, así como de otros parámetros definidos por FEMA356.
El pushover está estructurado para establecer los límites de desempeño en término
de las deformaciones. La respuesta de un elemento se mide en función del criterio
de aceptación establecido, que se detalla a continuación:
i.) Si el resultado de un elemento se encuentra entre B e IO, indica que la
estructura puede ser ocupada de inmediato luego del sismo.
ii.) Si el resultado de un elemento se encuentra entre IO y LS, se definirá a través
de un criterio técnico si la estructura tiene la seguridad suficiente para
garantizar la vida de los usuarios.
iii.) En el punto CP, será necesario prevenir el colapso por medio de rehabilitación
al elemento en estado crítico.
2.4.2 PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL ANALISIS PUSHOVER
En este tipo de análisis en la edificación, se procede a monitorear un nudo en el
último piso, tanto en un extremo como en el centro; siguiendo la norma FEMA-356.
Para obtener la curva Corte Basal vs Desplazamiento se efectuará el análisis
pushover, utilizando como primera instancia el 110% de la carga muerta más el
28% de la carga viva. De acuerdo al NEC-2011, Cap.3 y que se ratifica en FEMA
356, siendo la siguiente expresión matemática 1.1 (D + 0.25L) + E.
66
Este paso da como consecuencia una carga gravitacional no lineal CGNL.
Figura 2.29 Definición de Carga Gravitacional no Lineal
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Como etapa siguiente se define el pushover, que corresponderá tanto al sismo en
el sentido x, como en el sentido y.
El pushover iniciará a partir después de las CGNL, definidas anteriormente,
garantizando que se va a considerar los desplazamientos, velocidades, esfuerzos,
cargas, energía e historial de desplazamiento no lineal inducidos por el anterior
estado de carga, que finalmente asegura la inclusión en el análisis del criterio de
fatiga de los elementos parar los distintos estados de cargas que pueden
experimentar.
67
Adicionalmente se definirá el punto objetivo, del último nivel con su dirección
correspondiente. Cabe recalcar que el límite del rango inelástico para el máximo
desplazamiento lateral es del 4% en función de la altura total, referenciado en
FEMA 356; dicho valor se obtiene de un promedio entre
el
5%
de
pórticos
especiales de acero resistentes a momento y el 2 % de pórticos especiales
arriostrados para el nivel de desempeño de prevención al colapso. El porcentaje
del desplazamiento máximo se lo considera del 4%, ya que la estructura se
encuentra en un intervalo entre los 2 tipos de pórticos.
Tabla 2.33 Niveles de Desempeño Estructural y Daños
FUENTE: FEMA 356, Cap.1
68
Figura 2.30 Definición de Pushover, sismo en x
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.31 Definición de Pushover, sismo en y
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
69
Concerniente a la definición de las rótulas plásticas en los elementos vigas
principales, se establece el 5% y 95% respecto a la longitud del elemento.
Figura 2.32 Asignación de rótulas plásticas
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
2.4.3 METODOLOGIA DEL ANALISIS PUSHOVER EN ETABS
El software ocupa la curva de capacidad: cortante vs desplazamiento que será
transformada a coordenadas en función de aceleración y desplazamiento espectral.
El programa convierte a la curva de capacidad V vs Δ a una curva de capacidad
espectral Sa (Aceleración Espectral) vs Sd (Desplazamiento Espectral) que tiene
formato ADRS, para que el programa automáticamente reintegre dicha gráfica con
los criterios del FEMA-356.
70
Figura 2.33 Obtención del Espectro de Capacidad
FUENTE: ARÉVALO J., BERMUDEZ W., Tesis UIS, 2007.
Referente al espectro de demanda ETABS lo establece automáticamente, para un
amortiguamiento del 5% según NEC 2011. Posteriormente se crea otra familia de
Demanda reducida, en función de un factor que toma en consideración la capacidad
adicional que podría poseer la estructura para disipar energía sísmica representada
por los lazos de histéresis de la curva de capacidad espectral.
De hecho, paro altos niveles de deformación se esperan importantes incrementos
en la capacidad de disipar energía, más aún, si la estructura cuenta con dispositivos
de disipación, en cuyo caso, la demanda sísmica inicial debe ser reducida en
proporción al incremento del amortiguamiento efectivo. 8
8
ARÉVALO J., BERMUDEZ W., Tesis UIS, 2007.
71
Figura 2.34 Obtención del Espectro de Demanda
FUENTE: ARÉVALO J., BERMUDEZ W., Tesis UIS, 2007.
Al superponer el espectro de capacidad con respecto al espectro de demanda
sísmica, se podrá identificar la intersección de las curvas, obteniendo el punto de
comportamiento, donde se iguala la demanda sobre la estructura debido al
movimiento del suelo.
Figura 2.35 Espectro de Capacidad vs Demanda, según ATC-40, 1996
FUENTE: ARÉVALO J., BERMUDEZ W., Tesis UIS, 2007.
72
Como primicia se presentan 4 modelos del edificio E3, por ser el más regular y
simétrico, en el que se presentan los desplazamientos y fuerzas sísmicas en
análisis estático no lineal. Aquellos modelos se encuentran estructurados con
variantes de la siguiente manera:
1. Modelo completo, con columnas anchas y arriostramientos.
Figura 2.36 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E3
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.37 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E3
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
73
2. Modelo modificado, con columnas anchas y sin arriostramientos.
Figura 2.38 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E3
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.39 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E3
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
74
3. Modelo modificado, sin columnas anchas y con arriostramientos.
Figura 2.40 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E3
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.41 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E3
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
75
4. Modelo modificado, sin columnas anchas y sin arriostramientos.
Figura 2.42 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E3
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.43 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E3
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
76
Previa a la presentación de las curvas de capacidad para los diferentes
modelos, es necesario acotar que se ha utilizado para los muros de corte
elementos frame como columnas anchas, ya que en elementos tipo
shell-thin el software no permite ubicar las rótulas plásticas lo cual ha sido
un limitante en el uso de dichos elementos.
Figura 2. 44 Valores de corte basal y desplazamientos según curvas de
capacidad en edificio E3
EDIFICIO
CARACTERISTICAS
∆ (cm)
V (t)
E3 x
Columnas anchas y arriostramientos
15.57
507.94
E3 y
Columnas anchas y arriostramientos
48.52
559.00
E3 x
Columnas anchas y sin arriostramientos
58.20
767.53
E3 y
Columnas anchas y sin arriostramientos
48.51
556.33
E3 x
Sin Columnas anchas y con arriostramientos
56.51
499.83
E3 y
Sin Columnas anchas y con arriostramientos
46.43
245.92
E3 x
Sin Columnas anchas y sin arriostramientos
60.00
461.31
E3 y
Sin Columnas anchas y sin arriostramientos
48.66
245.31
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
77
2.5 CURVAS DE CAPACIDAD
A continuación se exponen las curvas de capacidad (fuerza sísmica vs
desplazamiento), con la particularidad que se utilizan elementos tipo shell-thin y tipo
frame para columnas anchas, justificados estos procedimientos en la pg. anterior.
Figura 2.45 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E1,
uso de columnas anchas
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.46 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E1,
uso de shell-thin
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
78
Figura 2.47 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E1,
uso de columnas anchas
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.48 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E1,
uso de shell-thin
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
79
Figura 2.49 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E2,
uso de columnas anchas
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.50 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E2,
uso de shell-thin
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
80
Figura 2.51 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E2,
uso de columnas anchas
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.52 Curva: Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E2,
uso de shell-thin
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
81
Figura 2.53 Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E3,
uso de columnas anchas
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2. 54 Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E3,
uso de shell-thin
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
82
Figura 2.55 Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E3,
uso de columnas anchas
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.56 Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E3,
uso de shell-thin
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
83
Figura 2.57 Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E4,
uso de columnas anchas
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.58 Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en X, E4,
uso de shell-thin
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
84
Figura 2.59 Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E4,
uso de columnas anchas
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2. 60 Capacidad lateral vs Desplazamiento, sentido en Y, E4,
uso de shell-thin
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
85
2.6 CURVAS DE NIVELES DE DESEMPEÑO
Figura 2.61 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido X, E1,
uso de columnas anchas
EDIFICIO E1-Dirección X
1000
C
B
900
800
D
E
A
Fuerza (t)
700
600
500
400
300
200
100
0
0
0
10
20
30
40(cm)
Desplazamiento
50
60
70
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.62 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido X, E1,
uso de shell-thin
EDIFICIO E1-Dirección X
3000
E
2500
D
2000
Fuerza (t)
C
B
1500
A
1000
500
0
0
20
40
60
80
100
Desplazamiento (cm)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
120
140
160
86
Figura 2.63 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido Y, E1,
uso de columnas anchas
EDIFICIO E1-Dirección Y
1200
C
1000
E
B
A
800
Fuerza (t)
D
600
400
200
0
0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Desplazamiento (cm)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.64 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido Y, E1,
uso de shell-thin
EDIFICIO E1-Dirección Y
E
5000
4500
D
4000
C
Fuerza (t)
3500
3000
B
2500
2000
1500
A
1000
500
0
0
20
40
60
80
Desplazamiento (cm)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
100
120
140
87
Figura 2.65 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido X, E2,
uso de columnas anchas
EDIFICIO E2-Dirección X
700
A
B
C
D
E
600
Fuerza (t)
500
400
300
200
100
0
0
20
40
60
80
100
120
Desplazamiento (cm)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.66 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido X, E2,
uso de shell-thin
EDIFICIO E2-Dirección X
B
1200
C
A
1000
Fuerza (t)
800
600
400
200
0
0
10
20
30
40
Desplazamiento (cm)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
50
60
88
Figura 2.67 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido Y , E2,
uso de columnas anchas
EDIFICIO E2-Dirección Y
1400
D
C
E
1200
B
Fuerza (t)
1000
A
800
600
400
200
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Desplazamiento (cm)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.68 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido Y , E2,
uso de shell-thin
EDIFICIO E2-Dirección Y
5000
E
4500
4000
D
Fuerza (t)
3500
C
3000
2500
B
2000
A
1500
1000
500
0
0
0
20
40
60
80
Desplazamiento (cm)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
100
120
89
Figura 2.69 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido X , E3,
uso de columnas anchas
EDIFICIO E3-Dirección X
900
800
B
700
A
Fuerza (t)
600
500
400
300
200
100
0
0
10
20
30
40
Desplazamiento (cm)
50
60
70
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.70 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido X , E3,
uso de shell-thin
EDIFICIO E3-Dirección X
3000
E
2500
D
2000
Fuerza (t)
C
1500
B
1000
A
500
0
-20
0
20
40
Desplazamiento (cm)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
60
80
100
90
Figura 2.71 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido Y , E3,
uso de columnas anchas
EDIFICIO E3-Dirección Y
600
C
B
D
E
A
500
Fuerza (t)
400
300
200
100
0
0
0
20
40
60
100
80
Desplazamiento (cm)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.72 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido Y , E3,
uso de shell-thin
EDIFICIO E3-Dirección Y
C
1400
B
1200
Fuerza (t)
1000
A
800
600
400
200
0
0
0
10
20
30
Desplazamiento (cm)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
40
50
60
91
Figura 2.73 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido X , E4,
uso de columnas anchas
EDIFICIO E4-Dirección X
600
C
D
E
500
B
Fuerza (t)
400
A
300
200
100
0
0
0
5
10
15
20
25
30
Desplazamiento (cm)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.74 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido X , E4,
uso de shell-thin
EDIFICIO E4-Dirección X
C
900
800
B
700
Fuerza (t)
600
A
500
400
300
200
100
0
0
0
5
10
15
20
25
Desplazamiento (cm)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
30
35
40
92
Figura 2.75 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido Y , E4,
uso de columnas anchas
EDIFICIO E4-Dirección Y
400
A
350
B
C
D
E
Fuerza (t)
300
250
200
150
100
50
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Desplazamiento (cm)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 2.76 Puntos de Desempeño, Análisis pushover, sentido Y , E4,
uso de shell-thin
EDIFICIO E4-Dirección Y
B
450
A
400
C
350
Fuerza (t)
300
250
200
150
100
50
0
0
5
10
15
20
25
Desplazamiento (cm)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
30
35
40
93
2.7 RESULTADOS
Antes de la evaluación de resultados, es importante destacar que en los edificios
se han modelado los diafragmas con elementos tipo shell-thin, pero debido a que
el software no permite ubicar las rótulas plásticas lo cual ha sido un limitante en el
uso de dichos elementos, se ha procedido al uso de elementos tipo frame para
columnas anchas, que finalmente han contribuido a la obtención de los siguientes
aportes.
Tabla 2.34 Corte Basal y Desplazamiento Lateral, uso de shell-thin
CARGA DE SERVICIO CARGA ULTIMA DE CARGA DE
DE DISEÑO SEGÚN
DISEÑO SEGÚN OCUPACION
INMEDIATA
NEC-2011
INEN
V INEN
Vu
V IO
CARGA DE
PREVENCION AL
COLAPSO
DEFORMACION DEFORMACION DEFORMACION DEFORMACION
OCUPACION PREVENCION AL
LATERAL
LATERAL
INMEDIATA
SERVICIO
COLAPSO
ULTIMA
V CP
∆ INEN
∆u INEN
∆ IO
∆ CP
DEF. MAX.
SEGÚN FEMA
(4%)
ΔMAX Norma
EDIFICIO
(t)
(t)
(t)
(t)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
E1 x
418
585
1308
1730
5.0
7
56.8
79.7
194.4
E1 y
418
585
2016
3313
5.0
7
40.4
69.9
194.4
E2 x
335
469
1127
1127
4.3
6
37.1
52.2
144.0
E2 y
335
469
1868
2614
4.3
6
40.5
56.8
144.0
E3 x
228
319
1086
1616
4.3
6
29.7
45.9
120.0
E3 y
228
319
1087
1298
4.3
6
35.2
51.5
120.0
E4 x
136
190
639
828
4.3
6
26.3
35.0
96.0
E4 y
136
190
415
332
4.3
6
34.8
37.6
96.0
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Tabla 2. 35 Corte Basal y Desplazamiento Lateral, uso de columnas anchas
CARGA DE SERVICIO DE
DISEÑO SEGÚN INEN
CARGA ULTIMA DE
CARGA DE
DISEÑO SEGÚN NEC- OCUPACION
INMEDIATA
2011
CARGA DE
PREVENCION AL
COLAPSO
DEFORMACION
LATERAL
SERVICIO
DEFORMACION
LATERAL ULTIMA
DEFORMACION DEFORMACION
PREVENCION
OCUPACION
AL COLAPSO
INMEDIATA
DEF. MAX.
SEGÚN FEMA
(4%)
V INEN
Vu
V IO
V CP
∆ INEN
∆u INEN
∆ IO
∆ CP
EDIFICIO
(t)
(t)
(t)
(t)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
E1 x
418
585
817
872
5.0
7
26.3
36.9
194.4
E1 y
418
585
864
1059
5.0
7
65.4
91.2
194.4
E2 x
335
469
615
615
4.3
6
45.2
61.9
144.0
E2 y
335
469
974
1177
4.3
6
26.9
37.8
144.0
E3 x
228
319
671
796
4.3
6
46.0
70.3
120.0
E3 y
228
319
537
559
4.3
6
45.3
60.2
120.0
E4 x
136
190
383
492
4.3
6
10.9
15.0
96.0
E4 y
136
190
336
336
4.3
6
16.4
23.0
96.0
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
ΔMAX Norma
94
Tabla 2.36 Evaluacion No Lineal de la Estructura, uso de shell-thin
EDIFICIO
q=Vmax/Vy
∆ CP/ ∆u INEN
V IO / Vu
∆ CP/ΔMAX Norma (%)
V IO / V INEN
V CP / V u
E1 x
3.1
11.4
2.2
41%
3.1
3.0
E1 y
4.8
10.0
3.4
36%
4.8
5.7
E2 x
3.4
8.7
2.4
36%
3.4
2.4
E2 y
5.6
9.5
4.0
39%
5.6
5.6
E3 x
4.8
7.6
3.4
38%
4.8
5.1
E3 y
4.8
8.6
3.4
43%
4.8
4.1
E4 x
4.7
5.8
3.4
36%
4.7
4.4
E4 y
3.1
6.3
2.2
39%
3.1
1.7
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Tabla 2.37 Evaluacion No Lineal de la Estructura, uso de columnas anchas
EDIFICIO
q=Vmax/Vy
∆ CP/ ∆u INEN
V IO / Vu
∆ CP/ΔMAX Norma (%)
V IO / V INEN
V CP / V u
E1 x
2.0
5.3
1.4
19%
2.0
1.5
E1 y
2.1
13.0
1.5
47%
2.1
1.8
E2 x
1.8
10.3
1.3
43%
1.8
1.3
E2 y
2.9
6.3
2.1
26%
2.9
2.5
E3 x
2.9
11.7
2.1
59%
2.9
2.5
E3 y
2.4
10.0
1.7
50%
2.4
1.8
E4 x
2.8
2.5
2.0
16%
2.8
2.6
E4 y
2.5
3.8
1.8
24%
2.5
1.8
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
95
Tabla 2.38 Valores de las Cargas Laterales respecto al Peso (W), uso de
shell-thin
EDIFICIO
W (t)
V INEN / W
Vu / W
V IO / W
V CP / W
E1 x
5116
8%
11.4%
26%
34%
E1 y
5116
8%
11.4%
39%
65%
E2 x
3275
10%
14.3%
34%
34%
E2 y
3275
10%
14.3%
57%
80%
E3 x
1940
12%
16.4%
56%
83%
E3 y
1940
12%
16.4%
56%
67%
E4 x
978
14%
19.4%
65%
85%
E4 y
978
14%
19.4%
43%
34%
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Tabla 2.39 Valores de las Cargas Laterales respecto al Peso (W), uso de
columnas anchas
EDIFICIO
W (t)
V INEN / W
Vu / W
V IO / W
V CP / W
E1 x
5116
8%
11.4%
16%
17%
E1 y
5116
8%
11.4%
17%
21%
E2 x
3275
10%
14.3%
19%
19%
E2 y
3275
10%
14.3%
30%
36%
E3 x
1940
12%
16.4%
35%
41%
E3 y
1940
12%
16.4%
28%
29%
E4 x
978
14%
19.4%
39%
50%
E4 y
978
14%
19.4%
34%
34%
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
96
CAPITULO 3
DISEÑO Y RESUMEN DE MATERIALES
En esta sección se indicará la metodología que se aplicará en el diseño de las
secciones de acero estructural con su respectiva optimización. Cabe recalcar que
como modelo se tomará en cuenta al Edificio E1 en el siguiente procedimiento.
3.1 DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE ACERO
El diseño de los elementos estructurales se lo realizará a través del software
ETABS, programa que por su versatilidad nos ayudará en el análisis de resultados
ya que en determinados casos se tendrá que rediseñar debido a que ciertos
elementos se encontrarán sobre esforzados. Posteriormente a través de hojas de
cálculo y planos estructurales, se obtendrán los resúmenes de materiales.
3.1.1 DIAGRAMAS DE CORTE. MOMENTO Y TORSION
Las siguientes gráficas corresponderán a diagramas de corte, momento, axial y
torsión, pertenecientes al Edificio E1, para los estados de carga: muerta, viva y de
fuerza sísmica.
97
Figura 3.1 Diagramas fuerza cortante, momento, fuerza axial y momento
torsor para carga muerta en edificio E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 3.2 Diagramas fuerza cortante, momento, fuerza axial y
momento torsor para carga viva en edificio E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
98
Figura 3.3 Diagramas fuerza cortante, momento, fuerza axial y
momento torsor para sismo en sentido X en edificio E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 3. 4 Diagramas fuerza cortante, momento, fuerza axial y
momento torsor para sismo en sentido Y en edificio E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
99
3.1.2 DISEÑO DE VIGAS Y COLUMNAS
Después de realizar la respectiva corrida de diseño de acero, se visualizará
determinados elementos como vigas, arriostramientos, que se encuentran sobre
esforzados, siendo el motivo parámetros como: flexión, corte, torsión, axial, o
deflexiones.
Simplemente, si se tiene estas novedades en los elementos estructurales, se hará
los respectivos reajustes de sección en la opción Overwrites.
Figura 3.5 Diseño de vigas, Edificio E1, Planta tipo, N +4.50 m
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
100
En determinados elementos, después de los rediseños para optimizar, en
ocasiones continuarán en color rojo, lo que implica el comprobar manualmente a
través de hojas de cálculo, para confirmar los resultados obtenidos.
Figura 3. 6 Información del diseño de viga, Edificio E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Figura 3. 7 Cambio de sección en viga, Edificio E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
101
Figura 3.8 Información actualizada del diseño de viga, Edificio E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
3.1.3 DISEÑO DE CONEXIONES
Es imprescindible que las conexiones no fallen antes de aplicadas las cargas, para
que los elementos, garanticen un desempeño eficaz en la estructura.
Las principales recomendaciones se describen a continuación:
a) La conexión se diseña como una conexión simple capaz de permitir una rotación
de 0.025 rad.
b) La conexión se diseña para resistir un momento flector igual al menor de los dos
valores siguientes:
- Resistencia flexional esperada de la riostra por 1,1, esto es 1.1 Ry Mp.
- Suma de las resistencia flexionales esperadas de la columna multiplicada por 1.1.
102
Las conexiones, en este caso, deben cumplir con los mismos requerimientos de
conexiones viga-columna en pórticos no arriostrados ordinarios. 9
Figura 3.9 Conexión viga-columna-riostra
FUENTE: Alacero, Diseño Sismoresistente de Construcciones de Acero-2da Ed.
Figura 3.10 Diseño de arriostramientos, Edificio E1
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
9
ALACERO, Diseño Sismoresistente de Construcciones de Acero-2da Ed
103
3.2 RESUMEN DE MATERIALES Y PLANOS ESTRUCTURALES
REFERENCIALES
En lo que respecta al resumen de materiales, es importante obtener la cantidad de
los mismos lo más real posible para tener posteriormente un presupuesto lo más
cercano a la realidad. Se detallará tanto el tipo, número, longitud y peso de cada
elemento como es el caso de columnas, vigas, diafragmas, deck-metal, etc.
Los planos estructurales referenciales, se los adjuntará en anexos.
104
3.2.1 RESUMEN DE MATERIALES EDIFICIO E1
Tabla 3.1 Resumen de Materiales, Edificio E1
TABLE: Material List by Section
Section
VIGA Prin. 450x6_160x8_Comp
VIGA Prin. 500x5_150x10
VIGA Prin. 500x5_100x10
VIGA Prin._450x5_150x10
VIGA Prin. 300x3_80x6
VIGA Prin. 400x3_100x10
VIGA Prin. 500x5_100x5
VIGA Prin. 400x4_150x10
VIGA Prin. 500x10_200x10
VIGA Sec. 400x3_80x5
VIGA Sec. 400x4_100x5
VIGA Sec. 400x4_100x10
VMuro_400X200
PL(hor.)_300x300x100
PL(hor.) 300x300x8
C(hor.) 600x400x10
C(hor.) 600x400x12
C(hor.) 400x600x10
C(hor.) 400x600x12
Columna Cim. 80x20
BRACES_10x10x6
BRACES 80x80x5
BRACES 120x120x8
Deck-Subsuelos
Deck-Subsuelos
Deck-Metal
Deck-Metal
MURO e=20cm
MURO e=20cm 1SUB
DIAF. e=30cm
Element Type
# Pieces
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Column
Column
Column
Column
Column
Column
Column
Brace
Brace
Brace
Floor
Metal Deck
Floor
Metal Deck
Wall
Wall
Wall
1
159
24
5
172
48
354
1
146
1176
531
120
52
120
40
140
50
56
20
115
32
112
16
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Total Length Total Weight
m
tonf
5.94
0.22
1088.38
43.21
166.51
5.65
41.91
1.62
1463.02
20.78
263.13
6.29
1452.93
36.32
12.93
0.44
1033.19
67.13
4287.54
66.23
719.37
14.45
180
4.97
407.3
74.71
386.4
55.43
137.6
17.51
486
151.29
137
46.39
194.4
60.52
54.8
18.55
332.7
127.9
116.61
2.07
358.64
4.22
73.81
2.08
349.25
12.62
1558.14
56.39
861.68
67.8
1104.82
105
3.2.2 RESUMEN DE MATERIALES EDIFICIO E2
Tabla 3.2 Resumen de Materiales, Edificio E2
TABLE: Material List by Section
Section
Element Type
VIGA Prin. 450x4_120x10
VIGA Prin. 500x5_120x12
VIGA Prin. 400x3_100x6
VIGA Prin. 500x8_150x10
VIGA Prin. 450x4_150x6
VIGA Prin. 450x4_80x6
VIGA Prin.500x5_120x10
VIGA Prin. 500x5_100x10
VIGA Prin. 500x4_100x8
VIGA Prin. 500x4_80x6
VIGA Prin. 500x5_120x8
VIGA Prin. 500x5_150x10
VIGA Prin. 500x4_100x10
VIGA Prin. 500x4_100x6
VIGA Prin. 400x3_80x5
VIGA Sec. 250x4_80x6
VIGA Sec. 300x3_80x6
VIGA Sec. 250x3_80x5
VMuro_250x250
C(hor.) 500x500x8
C(hor.) 250x250x8
C(hor.) 250x250x10
C(hor.) 300x300x8
C(hor.) 400x400x8
COL MURO 60X20 HA
BRACES 100x100x6
BRACES 100x100x6
BRACES 80x80x5
BRACES 120x120x8
BRACES 120x120x10
BRACES 120x120x15
G_25x5x15x3
Deck-Metal
Deck-Metal
Deck-Subsuelos
Deck-Subsuelos
Muro e=20cm
Muro' e=20cm
DIAF. e=30cm
DIAF. e=35cm
# Pieces
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Column
Column
Column
Column
Column
Column
Beam
Brace
Brace
Brace
Brace
Brace
Beam
Floor
Metal Deck
Floor
Metal Deck
Wall
Wall
Wall
Wall
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
157
88
80
405
22
24
36
24
96
179
70
48
25
43
17
32
555
561
89
142
4
8
254
36
156
2
38
4
10
4
16
97
Total Length Total Weight
m
tonf
786.47
24.19
310.76
11.92
787.66
14.54
886.43
42.47
183.7
5.12
202.8
4.32
54
1.90
36
1.05
239.85
6.24
750.37
16.75
201.9
6.19
95.95
3.63
150
4.62
204.75
5.04
91.42
1.40
94.05
1.41
1591.8
22.75
1725.45
20.53
204.29
27.84
303.5
88.29
12
1.20
11.75
1.33
627.25
82.15
108
22.01
230.68
66.51
2.7
0.05
125.47
2.22
12.16
0.14
36.56
1.03
14.1
0.49
56.39
2.79
346.5
2.44
1098.28
39.74
290.84
10.51
483.00
151.10
635.29
317.59
106
3.2.3 RESUMEN DE MATERIALES EDIFICIO E3
Tabla 3.3 Resumen de Materiales, Edificio E3
TABLE: Material List by Section
Section
Element Type
# Pieces
VIGA Prin. 400x3_100x8
VIGA Prin. 450x6_160x8
VIGA Prin. 450x10_200x10
VIGA Prin. 500x8_150x10
VIGA Prin. 400x4_100x8
VIGA Prin. 400x3_100x6
VIGA Prin. 400x4_100x6
VIGA Prin. 500x5_100x6
VIGA Prin. 500x5_100x8
VIGA Prin. 250x3_80x6
VIGA Sec. 350x3_100x5
VIGA Sec. 300x3_80x6
VIGA Sec. 400x3_100x6
VIGA Sec. 400x4_100x6
VIGA Sec. 400x4_100x8
VIGA Sec. 400x3_80x4
Volado 400x3_100x8
VIGA Hor. 20x30
C(horm.) 300x300x10
Columna Cim. 20x40 (Ver.)
Columna Cim. 40x20 (Hor.)
Braces_80x80x5
G_125x50x15x3
Deck-Metal
Deck-Metal
Deck-Subsuelos
Deck-Subsuelos
MURO e=20cm
MURO e=20cm (1sub)
DIAF. e=30cm
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Column
Column
Column
Brace
Beam
Floor
Metal Deck
Floor
Metal Deck
Wall
Wall
Wall
190
20
62
20
10
43
33
16
58
27
116
101
85
204
20
141
160
20
208
24
24
52
60
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Total Length Total Weight
m
tonf
737.40
14.90
150.00
5.84
402.00
25.02
57.00
2.90
67.00
1.58
265.10
4.68
161.90
3.41
73.00
1.97
59.80
1.61
84.00
1.02
417.00
6.61
511.00
7.32
355.20
6.59
289.50
6.25
30.00
0.74
648.30
9.24
192.00
3.89
99.50
13.42
624.00
104.45
72.00
13.84
72.00
13.84
164.44
1.94
402.00
2.20
568.90
20.59
317.94
11.51
286.89
143.45
520.08
107
3.2.4 RESUMEN DE MATERIALES EDIFICIO E4
Tabla 3.4 Resumen de Materiales, Edificio E4
TABLE: Material List by Section
Section
Element Type
# Pieces
VIGA Prin. 450x6_200_10
VIGA Prin. 600x6_200x12
VIGA Prin. 500x5_200x12
VIGA Prin. 500x5_120x10
VIGA Prin. 450x5_100x10
VIGA Prin. 450x5_150x10
VIGA Prin. 450x5_100x5
VIGA Sec. 250x3_100x5
VIGA Sec. 300x3_100x6
VIGA Sec. 300x3_80x6
VIGA Sec. 400x3_100x10
VIGA Sec. 350x3_120x8
VIGA Sec. 350x3_100x5
VIGA Sec. 350x3_120x10
VIGA Sec. 350x3_100x4
VIGA Sec. 250x3_80x5
VIGA Sec. 350x3_100x10
C(hor.) 400x400x10
C(hor.) 300x300x10
C(hor.) 300x300x8
C(hor.) 200x200x4
BR_10x10x6
BR_10x10x10
BR_15x15x10
G_25x5x15_3mm
Deck-Metal
Deck-Metal
Deck-Subsuelos
Deck-Subsuelos
Muro e=25cm
Muro' e=25cm
DIAF. e=30cm
DIAF. e=25cm
DIAF. e=20cm
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Beam
Column
Column
Column
Column
Brace
Brace
Brace
Beam
Floor
Metal Deck
Floor
Metal Deck
Wall
Wall
Wall
Wall
Wall
3
1
1
19
221
64
53
219
10
20
2
15
80
2
94
78
8
10
41
138
10
48
2
12
51
FUENTE: Modelo, ETABS 2013, V13.1.1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Total
Length
m
4.76
1.61
4.4
77.92
573.26
110.13
210.1
533.74
10
69.65
22.34
20.66
124.43
6.35
291.57
178.05
19
21
111
369
30
169.24
7.44
44.64
274.84
Total Weight
tonf
0.23
0.09
0.23
2.72
17.72
4.05
4.98
7.04
0.16
1
0.54
0.47
1.97
0.16
4.17
2.06
0.45
5.53
18.6
56.11
1.82
3
0.21
1.96
1.51
334.61
11.75
75.97
2.67
232.41
154.94
26.71
18.83
86.21
108
CAPITULO 4
COSTOS Y PRESUPUESTO
En este acápite se presentan los APU’s y presupuestos de los diferentes modelos
estructurales, los cuales son necesarios para la ejecución y construcción de estos
proyectos, ya que la economía juega un papel preponderante en todo tipo de obras
constructivas.
En este capítulo los resultados de los rubros serán obtenidos a través del software
ProExcel®, programa que por su innovación es una herramienta muy útil en el
cálculos de costos para la construcción y que ha ganado espacio en nuestro
mercado.
4.1 ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
El APU se denomina a un análisis de precios unitarios, que brinda un costo a una
actividad por unidad de medida escogida, que para nuestro medio es el dólar.
Regularmente está compuesta por una cuantificación de equipos-herramientas,
mano de obra y materiales; dichos componentes forman parte del costo directo.
Mientras que el costo indirecto tendrá como componentes a costos por
administración central, gastos en obra, utilidades entre otros. Para efecto del
estudio presente se ocupará un valor del 20% en costo indirecto. La base de datos
para los rubros que se utilizarán, tendrán como referencia a valores de la llamada
Cámara de la Construcción de Quito, que ahora es conocida como Cámara de la
Industria de la Construcción; acompañados de costos verificados en nuestro
mercado.
109
A continuación se presenta un desglose de rubros generales con sus respectivas
etapas para el desarrollo de los presupuestos correspondientes a cada edificio.
Tabla 4.1 Rubros Generales para el Análisis de Precios Unitarios en
Edificios de Acero
N° CODIGO
DESCRIPCION
UNIDAD
MOVIMIENTO DE TIERRAS
1
510064
2
504785
3
4
5
6
7
513512
513492
513513
513515
513502
8
9
10
513520
513521
513498
11
12
13
14
513499
513500
513501
513502
EXCAVACION A MAQUINA Y DESALOJO
REPLANTILLO DE HORMIGON SIMPLE EN VIGAS Y LOSA DE
CIMENTACION F´C = 180 KG/CM2
mᶾ
mᶾ
HORMIGON ARMADO CIMENTACION
HORMIGON EN MUROS
HORMIGON EN LOSA DE CIMENTACION
HORMIGON EN VIGAS DE CIMENTACION
HORMIGON EN TANQUE CISTERNA
ACERO DE REFUERZO
F´C = 210 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
FY = 4200 KG/CM2
mᶾ
mᶾ
mᶾ
mᶾ
kg
CONTRAPISOS
RELLENO TIERRA COMPACTADA
RELLENO LASTRE COMPACTADO
MALLA ELECTROSOLDADA 4 MM CADA 100 MM
mᶾ
mᶾ
m²
HORMIGON EN COLUMNAS, DIAFRAGMAS Y GRADAS
HORMIGON EN COLUMNAS
HORMIGON EN DIAFRAGMAS
HORMIGON EN ESCALERAS
ACERO DE REFUERZO
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
FY = 4200 KG/CM2
mᶾ
mᶾ
mᶾ
kg
LOSETAS HORMIGON
15
513503
16
17
18
513505
513516
513502
19
513522
HORMIGON EN LOSETAS
F´C = 240 KG/CM2 ALTURA
PROMEDIO 12 CM
PANEL METALICO 0.65 MM, CON CONECTORES DE CORTE 12
MM CADA 200 MM
MALLA ELECTROSOLDADA 5 MM CADA 100 MM
ACERO DE REFUERZO
FY = 4200 KG/CM2
mᶾ
m²
m²
kg
ESTRUCTURA METALICA
ACERO ESTRUCTURAL A36 (FY=2530 KG/CM2)
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
kg
110
Tabla 4.2 Rubro: Excavación a Máquina y Desalojo
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Retroexcavadora
Volqueta 8 m3
Herramienta Menor
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
510064
EXCAVACION A MAQUINA Y DESALOJO
mᶾ
CANTIDAD
A
1.00
1.00
1.00
TARIFA
B
85.00
35.00
0.50
COSTO HORA
C=A*B
85.00
35.00
0.50
Hoja 1 de 19
RENDIMIENTO
R
0.0200
0.0500
0.0500
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Peón-Estruc.Ocup. E2
Maestro de Obra-Estruc.Ocup. C1
TOTAL
D=C*R
1.70
1.75
0.02
3.47
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
1.00
3.01
3.01
1.00
3.77
3.77
RENDIMIENTO
R
0.0800
0.0400
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
0.24
0.15
0.39
MATERIAL
DESCRIPCION
UNIDAD
CANTIDAD
A
PRECIO UNITARIO
B
SUBTOTAL O
COSTO
C=A*B
0.00
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
3.86
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
0.77
COSTO TOTAL DEL RUBRO
4.63
VALOR OFERTADO
4.63
CUATRO dolares SESENTA Y TRES centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
DISTANCIA
A
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A x B
0.00
111
Tabla 4.3 Rubro: Replantillo de Hormigón Simple en Vigas y Losa de
Cimentación f´c = 180 kg/cm2
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Herramienta Menor
Vibrador de Concreto
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
504785
REPLANTILLO DE H.S. EN VIGAS Y LOSA DE CIMENTACION F´C = 180 KG/CM2
mᶾ
Hoja 2 de 19
CANTIDAD
A
2.00
1.00
TARIFA
B
0.50
3.00
COSTO HORA
C=A*B
1.00
3.00
RENDIMIENTO
R
1.0000
0.5000
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Albañil-Estruc.Ocup. D2
Maestro de Obra-Estruc.Ocup. C1
Peón-Estruc.Ocup. E2
Ayudante-Estruc.Ocup. D2
TOTAL
D=C*R
1.00
1.50
2.50
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
1.00
3.05
3.05
1.00
3.77
3.77
3.00
3.01
9.03
1.00
3.01
3.01
RENDIMIENTO
R
0.5000
0.5000
0.5000
0.5000
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
1.52
1.88
4.51
1.50
9.41
MATERIAL
DESCRIPCION
UNIDAD
CANTIDAD
A
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A*B
Hormigón Premezclado F'c=180kg/cm2
(provision, transporte, bomba)
m3
1.03
78.00
80.34
SUBTOTAL O
80.34
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
DISTANCIA
A
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
92.25
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
18.45
COSTO TOTAL DEL RUBRO
110.70
VALOR OFERTADO
110.70
CIENTO DIEZ dolares SETENTA centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A x B
0.00
112
Tabla 4.4 Rubro: Hormigón en Muros
f´c = 210 kg/cm2
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Vibrador de Concreto
Herramienta Menor
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
513512
HORMIGON EN MUROS
mᶾ
CANTIDAD
A
1.00
2.00
TARIFA
B
3.00
0.50
F´C = 210 KG/CM2
Hoja 3 de 19
COSTO HORA
C=A*B
3.00
1.00
RENDIMIENTO
R
0.6000
1.0000
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Albañil-Estruc.Ocup. D2
Peón en General-Estruc.Ocup. E2
Ayudante-Estruc.Ocup. D2
Maestro de Obra-Estruc.Ocup. C1
TOTAL
D=C*R
1.80
1.00
2.80
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
8.00
3.05
24.40
8.00
3.01
24.08
3.00
3.01
9.03
1.00
3.77
3.77
RENDIMIENTO
R
0.6000
0.6000
0.6000
0.6000
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
14.64
14.45
5.42
2.26
36.77
MATERIAL
DESCRIPCION
Hormigón Premezclado F'c=210kg/cm2
(provisión, transporte, bomba)
Encofrados con madera contrachapada y
alfajias, Incluye puntales, alambre. Clavos y
otros, 8 usos
UNIDAD
CANTIDAD
A
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A*B
m3.
1.03
82.00
84.46
m3.
5.00
5.10
25.50
SUBTOTAL O
109.96
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
DISTANCIA
A
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
149.53
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
29.91
COSTO TOTAL DEL RUBRO
179.44
VALOR OFERTADO
179.44
CIENTO SETENTA Y NUEVE dolares CUARENTA Y CUATRO centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
PRECIO UNITARIO COSTO
B
C=A x B
0.00
113
Tabla 4.5 Rubro: Hormigón en Losa de Cimentación
f´c = 240 kg/cm2
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Vibrador de Concreto
Herramienta Menor
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
513492
HORMIGON EN LOSA DE CIMENTACION
mᶾ
F´C = 240 KG/CM2
Hoja 4 de 19
CANTIDAD
A
1.00
2.00
RENDIMIENTO
R
0.5000
1.0000
TARIFA
B
3.00
0.50
COSTO HORA
C=A*B
3.00
1.00
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Maestro de Obra-Estruc.Ocup. C1
Peón-Estruc.Ocup. E2
Albañil-Estruc.Ocup. D2
Ayudante-Estruc.Ocup. D2
TOTAL
D=C*R
1.50
1.00
2.50
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
1.00
3.77
3.77
8.00
3.01
24.08
8.00
3.05
24.40
2.00
3.01
6.02
RENDIMIENTO
R
0.6000
0.6000
0.6000
0.6000
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
2.26
14.45
14.64
3.61
34.96
MATERIAL
DESCRIPCION
Hormigon Premezclado f´c=240 kg/cm2
(provisión, transporte, bomba)
Encofrados con madera contrachapada y
alfajias, Incluye puntales, alambre. Clavos y
otros, 8 usos(Losa)
UNIDAD
CANTIDAD
A
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A*B
m3.
1.03
92.00
94.76
m3
1.00
0.50
0.50
SUBTOTAL O
95.26
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
DISTANCIA
A
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
132.72
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
26.54
COSTO TOTAL DEL RUBRO
159.26
VALOR OFERTADO
159.26
CIENTO CINCUENTA Y NUEVE dolares VEINTE Y SEIS centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A x B
0.00
114
Tabla 4.6 Rubro: Hormigón en Vigas de Cimentación
f´c = 240 kg/cm2
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Vibrador de Concreto
Herramienta Menor
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
513513
HORMIGON EN VIGAS DE CIMENTACION F´C = 240 KG/CM2
mᶾ
Hoja 5 de 19
CANTIDAD
A
1.00
2.00
TARIFA
B
3.00
0.50
COSTO HORA
C=A*B
3.00
1.00
RENDIMIENTO
R
1.0000
1.0000
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Albañil-Estruc.Ocup. D2
Peón en General-Estruc.Ocup. E2
Ayudante-Estruc.Ocup. D2
Maestro de Obra-Estruc.Ocup. C1
TOTAL
D=C*R
3.00
1.00
4.00
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
8.00
3.05
24.40
8.00
3.01
24.08
2.00
3.01
6.02
1.00
3.77
3.77
RENDIMIENTO
R
0.6000
0.6000
0.6000
0.6000
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
14.64
14.45
3.61
2.26
34.96
MATERIAL
DESCRIPCION
Encofrados con madera contrachapada y
alfajias, Incluye puntales, alambre. Clavos y
otros, 8 usos
Hormigon Premezclado f´c=240 kg/cm2
(provisión, transporte, bomba)
UNIDAD
CANTIDAD
A
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A*B
m3.
0.50
5.10
2.55
m3.
1.03
92.00
94.76
SUBTOTAL O
97.31
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
DISTANCIA
A
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
136.27
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
27.25
COSTO TOTAL DEL RUBRO
163.52
VALOR OFERTADO
163.52
CIENTO SESENTA Y TRES dolares CINCUENTA Y DOS centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
PRECIO UNITARIO COSTO
B
C=A x B
0.00
115
f´c = 240 kg/cm2
Tabla 4.7 Rubro: Hormigón en Tanque Cisterna
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Vibrador de Concreto
Herramienta Menor
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
513515
HORMIGON EN TANQUE CISTERNA
mᶾ
CANTIDAD
A
1.00
2.00
TARIFA
B
3.00
0.50
COSTO HORA
C=A*B
3.00
1.00
F´C = 240 KG/CM2
Hoja 6 de 19
RENDIMIENTO
R
1.0000
1.0000
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Albañil-Estruc.Ocup. D2
Peón en General-Estruc.Ocup. E2
Ayudante-Estruc.Ocup. D2
Maestro de Obra-Estruc.Ocup. C1
TOTAL
D=C*R
3.00
1.00
4.00
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
8.00
3.05
24.40
8.00
3.01
24.08
2.00
3.01
6.02
1.00
3.77
3.77
RENDIMIENTO
R
0.6000
0.6000
0.6000
0.6000
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
14.64
14.45
3.61
2.26
34.96
MATERIAL
DESCRIPCION
Hormigon Premezclado f´c=240 kg/cm2
(provisión, transporte, bomba)
Encofrados con madera contrachapada y
alfajias, Incluye puntales, alambre. Clavos y
otros, 8 usos(Cisterna)
Impermeabilizante
UNIDAD
CANTIDAD
A
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A*B
m3.
1.03
92.00
94.76
m3
5.00
5.50
27.50
m3
1.00
3.90
3.90
SUBTOTAL O
126.16
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
DISTANCIA
A
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
165.12
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
33.02
COSTO TOTAL DEL RUBRO
198.14
VALOR OFERTADO
198.14
CIENTO NOVENTA Y OCHO dolares CATORCE centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
PRECIO UNITARIO COSTO
B
C=A x B
0.00
116
Tabla 4.8 Rubro: Acero de Refuerzo
fy = 4200 kg/cm2
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Herramienta Menor
Cizalla
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
513502
ACERO DE REFUERZO
kg
CANTIDAD
A
2.00
1.00
TARIFA
B
0.50
1.97
FY = 4200 KG/CM2
Hoja 7 de 19
COSTO HORA
C=A*B
1.00
1.97
RENDIMIENTO
R
0.0100
0.0100
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Fierrero-Estruc.Ocup.D2
Peón para Fierrero- Estruc.Ocup. E2
Maestro de Obra-Estruc.Ocup. C1
TOTAL
D=C*R
0.01
0.02
0.03
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
1.00
3.05
3.05
2.00
3.01
6.02
0.10
3.77
0.38
RENDIMIENTO
R
0.0200
0.0200
0.0200
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
0.06
0.12
0.01
0.19
MATERIAL
DESCRIPCION
Alambre Galvanizado #18
Acero de Refuerzo fy=4200 kg/cm2
UNIDAD
Kg.
kg
CANTIDAD
A
0.01
1.01
SUBTOTAL O
PRECIO UNITARIO
B
1.00
1.10
COSTO
C=A*B
0.01
1.11
1.12
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
1.34
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
0.27
COSTO TOTAL DEL RUBRO
1.61
VALOR OFERTADO
1.61
UN dolar SESENTA Y UN centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
DISTANCIA
A
PRECIO UNITARIO COSTO
B
C=A x B
0.00
117
Tabla 4.9 Rubro: Relleno Tierra Compactada
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Herramienta Menor
Carretilla Reforzada-Tipo Sidec
Compactadora Manual con Placa 5HP.
Pala Cuadrada-Tipo Bellota
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
513520
RELLENO TIERRA COMPACTADA
mᶾ
CANTIDAD
A
5.00
3.00
0.50
5.00
TARIFA
B
0.50
0.12
3.12
0.04
COSTO HORA
C=A*B
2.50
0.36
1.56
0.20
Hoja 8 de 19
RENDIMIENTO
R
1.0000
1.0000
1.0000
1.0000
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Peón-Estruc.Ocup. E2
Albañil-Estruc.Ocup. D2
TOTAL
D=C*R
2.50
0.36
1.56
0.20
4.62
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
5.00
3.01
15.05
1.00
3.05
3.05
RENDIMIENTO
R
1.0000
1.0000
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
15.05
3.05
18.10
MATERIAL
DESCRIPCION
UNIDAD
Material Clasificado ( Tierra Limpia)
m3.
CANTIDAD
A
0.95
SUBTOTAL O
PRECIO UNITARIO
B
0.30
COSTO
C=A*B
0.28
0.28
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
23.00
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
4.60
COSTO TOTAL DEL RUBRO
27.60
VALOR OFERTADO
27.60
VEINTE Y SIETE dolares SESENTA centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
DISTANCIA
A
PRECIO UNITARIO COSTO
B
C=A x B
0.00
118
Tabla 4.10 Rubro: Relleno Lastre Compactado
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
513521
RELLENO LASTRE COMPACTADO
mᶾ
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Herramienta Menor
Sapo compactador
CANTIDAD
A
3.00
2.00
TARIFA
B
0.50
4.24
COSTO HORA
C=A*B
1.50
8.48
Hoja 9 de 19
RENDIMIENTO
R
0.1000
0.3000
SUBTOTAL M
TOTAL
D=C*R
0.15
2.54
2.69
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Peón-Estruc.Ocup. E2
Maestro de Obra-Estruc.Ocup. C1
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
4.00
3.01
12.04
1.00
3.77
3.77
RENDIMIENTO
R
0.5000
0.1000
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
6.02
0.38
6.40
MATERIAL
DESCRIPCION
UNIDAD
Lastre (Puesto en Obra)-Material Granular Clasificado
m3.
CANTIDAD
A
1.30
SUBTOTAL O
PRECIO UNITARIO
B
13.00
COSTO
C=A*B
16.90
16.90
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
25.99
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
5.20
COSTO TOTAL DEL RUBRO
31.19
VALOR OFERTADO
31.19
TREINTA Y UN dolares DIECINUEVE centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
DISTANCIA
A
PRECIO UNITARIO COSTO
B
C=A x B
0.00
119
Tabla 4.11 Rubro: Malla Electrosoldada 4 mm cada 100 mm
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Herramienta Menor
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
513498
MALLA ELECTROSOLDADA 4 MM CADA 100 MM
m²
CANTIDAD
A
2.00
TARIFA
B
0.50
COSTO HORA
C=A*B
1.00
RENDIMIENTO
R
0.0100
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Ayudante-Estruc.Ocup. D2
Hoja 10 de 19
TOTAL
D=C*R
0.01
0.01
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
2.00
3.01
6.02
RENDIMIENTO
R
0.1000
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
0.60
0.60
MATERIAL
DESCRIPCION
UNIDAD
Malla Electrosoldada 4 cada 100
Alambre No 18
m2
m2
CANTIDAD
A
1.09
0.05
PRECIO UNITARIO
B
3.15
1.00
SUBTOTAL O
COSTO
C=A*B
3.43
0.05
3.48
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
4.09
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
0.82
COSTO TOTAL DEL RUBRO
4.91
VALOR OFERTADO
4.91
CUATRO dolares NOVENTA Y UN centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
DISTANCIA
A
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A x B
0.00
120
Tabla 4.12 Rubro: Hormigón en Columnas
f´c = 240 kg/cm2
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Herramienta Menor
Vibrador de Concreto
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
513499
HORMIGON EN COLUMNAS
mᶾ
F´C = 240 KG/CM2
Hoja 11 de 19
CANTIDAD
A
2.00
1.00
RENDIMIENTO
R
1.0000
1.0000
TARIFA
B
0.50
3.00
COSTO HORA
C=A*B
1.00
3.00
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Peón-Estruc.Ocup. E2
Albañil-Estruc.Ocup. D2
Ayudante-Estruc.Ocup. D2
Maestro de Obra-Estruc.Ocup. C1
TOTAL
D=C*R
1.00
3.00
4.00
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
4.00
3.01
12.04
2.00
3.05
6.10
2.00
3.01
6.02
1.00
3.77
3.77
RENDIMIENTO
R
0.4000
0.4000
0.4000
0.4000
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
4.82
2.44
2.41
1.51
11.18
MATERIAL
DESCRIPCION
UNIDAD
CANTIDAD
A
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A*B
Hormigon Premezclado f´c=240 kg/cm2
(provisión, transporte, bomba)
m3.
1.03
92.00
94.76
SUBTOTAL O
94.76
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
DISTANCIA
A
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
109.94
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
21.99
COSTO TOTAL DEL RUBRO
131.93
VALOR OFERTADO
131.93
CIENTO TREINTA Y UN dolares NOVENTA Y TRES centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A x B
0.00
121
Tabla 4.13 Rubro: Hormigón en Diafragmas
f´c = 240 kg/cm2
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Herramienta Menor
Vibrador de Concreto
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
513500
HORMIGON EN DIAFRAGMAS
mᶾ
F´C = 240 KG/CM2
Hoja 12 de 19
CANTIDAD
A
2.00
1.00
RENDIMIENTO
R
1.0000
1.5000
TARIFA
B
0.50
3.00
COSTO HORA
C=A*B
1.00
3.00
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Peón-Estruc.Ocup. E2
Albañil-Estruc.Ocup. D2
Maestro de Obra-Estruc.Ocup. C1
Ayudante-Estruc.Ocup. D2
TOTAL
D=C*R
1.00
4.50
5.50
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
8.00
3.01
24.08
2.00
3.05
6.10
1.00
3.77
3.77
8.00
3.01
24.08
RENDIMIENTO
R
0.6000
0.6000
0.6000
0.6000
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
14.45
3.66
2.26
14.45
34.82
MATERIAL
DESCRIPCION
Hormigon Premezclado f´c=240 kg/cm2
(provisión, transporte, bomba)
Encofrados con madera contrachapada y
alfajias, Incluye puntales, alambre. Clavos y
otros, 8 usos (diaf.)
Impermeabilizante
UNIDAD
CANTIDAD
A
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A*B
m3.
1.03
92.00
94.76
m3
4.00
5.50
22.00
m3
1.00
2.90
2.90
SUBTOTAL O
119.66
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
DISTANCIA
A
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
159.98
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
32.00
COSTO TOTAL DEL RUBRO
191.98
VALOR OFERTADO
191.98
CIENTO NOVENTA Y UN dolares NOVENTA Y OCHO centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A x B
0.00
122
f´c = 240 kg/cm2
Tabla 4.14 Rubro: Hormigón en Escaleras
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Vibrador de Concreto
Herramienta Menor
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
513501
HORMIGON EN ESCALERAS
mᶾ
F´C = 240 KG/CM2
Hoja 13 de 19
CANTIDAD
A
1.00
2.00
RENDIMIENTO
R
1.5000
1.0000
TARIFA
B
3.00
0.50
COSTO HORA
C=A*B
3.00
1.00
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Peón de Albañil-Estruc.Ocup. E2
Ayudante-Estruc.Ocup. D2
Albañil-Estruc.Ocup. D2
Maestro de Obra-Estruc.Ocup. C1
TOTAL
D=C*R
4.50
1.00
5.50
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
8.00
3.01
24.08
2.00
3.01
6.02
6.00
3.05
18.30
1.00
3.77
3.77
RENDIMIENTO
R
0.6500
0.6500
0.6500
0.6500
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
15.65
3.91
11.90
2.45
33.91
MATERIAL
DESCRIPCION
Hormigon Premezclado f´c=240 kg/cm2
(provisión, transporte, bomba)
Encofrados con madera contrachapada y
alfajias, Incluye puntales, alambre. Clavos y
otros, 3 usos
UNIDAD
CANTIDAD
A
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A*B
m3.
1.03
92.00
94.76
m3
6.00
5.50
33.00
SUBTOTAL O
127.76
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
167.17
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
33.43
COSTO TOTAL DEL RUBRO
200.60
VALOR OFERTADO
200.60
DOSCIENTOS dolares SESENTA centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
DISTANCIA
A
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A x B
0.00
123
Tabla 4.15 Rubro: Acero de Refuerzo
fy = 4200 kg/cm2
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Herramienta Menor
Cizalla
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
513502
ACERO DE REFUERZO
kg
CANTIDAD
A
2.00
1.00
TARIFA
B
0.50
1.97
FY = 4200 KG/CM2
Hoja 14 de 19
COSTO HORA
C=A*B
1.00
1.97
RENDIMIENTO
R
0.0100
0.0100
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Fierrero-Estruc.Ocup.D2
Peón para Fierrero- Estruc.Ocup. E2
Maestro de Obra-Estruc.Ocup. C1
TOTAL
D=C*R
0.01
0.02
0.03
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
1.00
3.05
3.05
2.00
3.01
6.02
0.10
3.77
0.38
RENDIMIENTO
R
0.0200
0.0200
0.0200
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
0.06
0.12
0.01
0.19
MATERIAL
DESCRIPCION
Alambre Galvanizado #18
Acero de Refuerzo fy=4200 kg/cm2
UNIDAD
Kg.
kg
CANTIDAD
A
0.01
1.01
PRECIO UNITARIO
B
1.00
1.10
SUBTOTAL O
COSTO
C=A*B
0.01
1.11
1.12
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
1.34
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
0.27
COSTO TOTAL DEL RUBRO
1.61
VALOR OFERTADO
1.61
UN dolar SESENTA Y UN centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
DISTANCIA
A
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A x B
0.00
124
Tabla 4.16 Rubro: Hormigón en Losetas f´c = 240 kg/cm2 H. promedio 10 cm
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Herramienta Menor
Vibrador de Concreto
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
513503
HORMIGON EN LOSETAS
mᶾ
CANTIDAD
A
2.00
1.00
TARIFA
B
0.50
3.00
F´C = 240 KG/CM2
COSTO HORA
C=A*B
1.00
3.00
ALTURA PROMEDIO 10 CM
Hoja 15 de 19
RENDIMIENTO
R
1.0000
1.5000
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Peón-Estruc.Ocup. E2
Albañil-Estruc.Ocup. D2
Ayudante-Estruc.Ocup. D2
Maestro de Obra-Estruc.Ocup. C1
TOTAL
D=C*R
1.00
4.50
5.50
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
6.00
3.01
18.06
4.00
3.05
12.20
2.00
3.01
6.02
1.00
3.77
3.77
RENDIMIENTO
R
0.5000
0.5000
0.5000
0.5000
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
9.03
6.10
3.01
1.88
20.02
MATERIAL
DESCRIPCION
UNIDAD
Hormigon Premezclado f´c=240 kg/cm2
(provisión, transporte, bomba)
Endurecedor y alisado
CANTIDAD
A
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A*B
m3
1.03
92.00
94.76
m3
1.00
9.80
9.80
SUBTOTAL O
104.56
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
DISTANCIA
A
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
130.08
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
26.02
COSTO TOTAL DEL RUBRO
156.10
VALOR OFERTADO
156.10
CIENTO CINCUENTA Y SEIS dolares DIEZ centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A x B
0.00
125
Tabla 4.17 Rubro: Panel Metálico 0.65 mm, con conectores de corte 12 mm
cada 200 mm
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Herramienta Menor
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
513505
PANEL METALICO 0.65 MM, CON CONECTORES DE CORTE 12 MM CADA 200 MM
m²
Hoja 16 de 19
CANTIDAD
A
2.00
TARIFA
B
0.50
COSTO HORA
C=A*B
1.00
RENDIMIENTO
R
0.0100
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Ayudante-Estruc.Ocup. D2
TOTAL
D=C*R
0.01
0.01
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
1.00
3.01
3.01
RENDIMIENTO
R
0.1000
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
0.30
0.30
MATERIAL
DESCRIPCION
UNIDAD
Conectores de corte soldados a las vigas
Panel metalico 0.65 mm
m2
m2
CANTIDAD
A
0.50
1.05
PRECIO UNITARIO
B
2.05
14.00
SUBTOTAL O
COSTO
C=A*B
1.02
14.70
15.72
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
DISTANCIA
A
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
16.03
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
3.21
COSTO TOTAL DEL RUBRO
19.24
VALOR OFERTADO
19.24
DIECINUEVE dolares VEINTE Y CUATRO centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A x B
0.00
126
Tabla 4.18 Rubro: Malla Electrosoldada 5 mm cada 100 mm
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Herramienta Menor
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
513516
MALLA ELECTROSOLDADA 5 MM CADA 100 MM
m²
CANTIDAD
A
2.00
TARIFA
B
0.50
COSTO HORA
C=A*B
1.00
RENDIMIENTO
R
0.0100
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Ayudante-Estruc.Ocup. D2
Hoja 17 de 19
TOTAL
D=C*R
0.01
0.01
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
2.00
3.01
6.02
RENDIMIENTO
R
0.1200
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
0.72
0.72
MATERIAL
DESCRIPCION
UNIDAD
Alambre No 18
Malla Electrosoldada 5 cada 100
m2
m2
CANTIDAD
A
0.05
1.09
PRECIO UNITARIO
B
1.00
4.47
SUBTOTAL O
COSTO
C=A*B
0.05
4.87
4.92
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
5.65
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
1.13
COSTO TOTAL DEL RUBRO
6.78
VALOR OFERTADO
6.78
SEIS dolares SETENTA Y OCHO centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
DISTANCIA
A
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A x B
0.00
127
Tabla 4.19 Rubro: Acero de Refuerzo
fy = 4200 kg/cm2
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Herramienta Menor
Cizalla
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
513502
ACERO DE REFUERZO
kg
CANTIDAD
A
2.00
1.00
TARIFA
B
0.50
1.97
FY = 4200 KG/CM2
Hoja 18 de 19
COSTO HORA
C=A*B
1.00
1.97
RENDIMIENTO
R
0.0100
0.0100
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Fierrero-Estruc.Ocup.D2
Peón para Fierrero- Estruc.Ocup. E2
Maestro de Obra-Estruc.Ocup. C1
TOTAL
D=C*R
0.01
0.02
0.03
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
1.00
3.05
3.05
2.00
3.01
6.02
0.10
3.77
0.38
RENDIMIENTO
R
0.0200
0.0200
0.0200
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
0.06
0.12
0.01
0.19
MATERIAL
DESCRIPCION
Alambre Galvanizado #18
Acero de Refuerzo fy=4200 kg/cm2
UNIDAD
Kg.
kg
CANTIDAD
A
0.01
1.01
PRECIO UNITARIO
B
1.00
1.10
SUBTOTAL O
COSTO
C=A*B
0.01
1.11
1.12
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
1.34
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
0.27
COSTO TOTAL DEL RUBRO
1.61
VALOR OFERTADO
1.61
UN dolar SESENTA Y UN centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
DISTANCIA
A
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A x B
0.00
128
Tabla 4.20 Rubro: Acero Estructural A36 (fy=2530 kg/cm2)
A NA L I S I S DE P REC I O S UNI T A RI O S
ELABORADO POR:
PROYECTO:
CODIGO:
RUBRO:
UNIDAD
DETALLE:
EQUIPO Y HERRAMIENTA
DESCRIPCION
Herramienta Menor
Amoladoras, plasma y otros
WLADIMIR SORIA
EDIFICIO JADE
513522
ACERO ESTRUCTURAL A36 (FY=2530 KG/CM2)
kg
CANTIDAD
A
2.00
1.00
TARIFA
B
0.50
6.50
COSTO HORA
C=A*B
1.00
6.50
RENDIMIENTO
R
0.0100
0.0100
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
Ayudante-Estruc.Ocup. D2
Soldador-Estruc.Ocup.D2
Maestro Especialización Soldador
Hoja 19 de 19
TOTAL
D=C*R
0.01
0.06
0.07
CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA
A
B
C=A*B
1.00
3.01
3.01
0.50
3.77
1.88
0.05
3.77
0.19
RENDIMIENTO
R
0.1200
0.1200
0.1200
SUBTOTAL N
TOTAL
D=C*R
0.36
0.23
0.02
0.61
MATERIAL
DESCRIPCION
UNIDAD
Acero estructural ASTM A-36
Soldadura E7018, E6011, E6010
Pintura Anticorrosiva
kg
kg
kg
CANTIDAD
A
1.02
0.03
0.01
PRECIO UNITARIO
B
1.25
4.50
6.80
SUBTOTAL O
COSTO
C=A*B
1.27
0.14
0.07
1.48
TRANSPORTE
DESCRIPCION
UNIDAD
SUBTOTAL P
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)
2.16
INDIRECTOS Y UTILIDADES (%)
20
0.43
COSTO TOTAL DEL RUBRO
2.59
VALOR OFERTADO
2.59
DOS dolares CINCUENTA Y NUEVE centavos
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
DISTANCIA
A
PRECIO UNITARIO
B
COSTO
C=A x B
0.00
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
513522 ACERO ESTRUCTURAL A36 (FY=2530 KG/CM2)
19
F´C = 180 KG/CM2
529,922.82
kg
TOTAL:
949.15
10,816.61
10,816.61
23,195.00
245.41
460.34
7.20
10,376.00
103.44
103.44
1,034.35
387.28
103.44
274.00
60.16
106,077.00
13,446.55
36.34
mᶾ
m²
m²
kg
mᶾ
mᶾ
mᶾ
kg
mᶾ
mᶾ
m²
mᶾ
mᶾ
mᶾ
mᶾ
kg
mᶾ
mᶾ
2,854.81
3,226.14
5,078.66
138,903.22
32,377.47
88,376.07
1,444.32
16,705.36
466,953.81
148,161.66
208,111.58
73,336.62
37,343.95
1,372,500.10
1,372,500.10
0.00
131.93
191.98
200.60
1.61
0.00
156.10
19.24
6.78
1.61
0.00
2.59
2,369,272.24
11,159.61
69,493.52
16,473.06
44,804.48
11,920.10
170,783.97
0.00
313,475.13
0.00
179.44
159.26
163.52
198.14
1.61
27.60
31.19
4.91
62,257.53
4,022.84
4.63
110.70
TOTAL
66,280.37
0.00
UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO
SON: DOS MILLONES TRESCIENTOS SESENTA Y NUEVE MIL DOSCIENTOS SETENTA Y DOS dolares VEINTE Y CUATRO centavos
ESTRUCTURA METALICA
F´C = 240 KG/CM2 ALTURA PROMEDIO 10 CM
HORMIGON EN LOSETAS
PANEL METALICO 0.65 MM, CON CONECTORES DE CORTE 12 MM CADA 200 MM
MALLA ELECTROSOLDADA 5 MM CADA 100 MM
FY = 4200 KG/CM2
ACERO DE REFUERZO
LOSETAS HORMIGON
513503
513505
513516
513502
15
16
17
18
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
FY = 4200 KG/CM2
513499
513500
513501
513502
11
12
13
14
HORMIGON EN COLUMNAS
HORMIGON EN DIAFRAGMAS
HORMIGON EN ESCALERAS
ACERO DE REFUERZO
HORMIGON EN COLUMNAS, DIAFRAGMAS Y GRADAS
CONTRAPISOS
513520 RELLENO TIERRA COMPACTADA
513521 RELLENO LASTRE COMPACTADO
513498 MALLA ELECTROSOLDADA 4 MM CADA 100 MM
8
9
10
F´C = 210 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
FY = 4200 KG/CM2
513512
513492
513513
513515
513502
3
4
5
6
7
HORMIGON EN MUROS
HORMIGON EN LOSA DE CIMENTACION
HORMIGON EN VIGAS DE CIMENTACION
HORMIGON EN TANQUE CISTERNA
ACERO DE REFUERZO
HORMIGON ARMADO CIMENTACION
510064 EXCAVACION A MAQUINA Y DESALOJO
504785 REPLANTILLO DE HORMIGON SIMPLE EN VIGAS Y LOSA DE CIMENTACION
DESCRIPCION
1
2
MOVIMIENTO DE TIERRAS
CODIGO
N°
129
4.2 PRESUPUESTO REFERENCIAL DE EDIFICIOS
Finalmente al obtener los resúmenes de materiales, y con los rubros indicados
anteriormente, se procede a generar los presupuestos para cada edificio.
Tabla 4.21 PRESUPUESTO DE ESTRUCTURA, EDIFICIO E1
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
513522 ACERO ESTRUCTURAL A36 (FY=2530 KG/CM2)
19
F´C = 180 KG/CM2
349,241.79
kg
TOTAL:
651.77
7,876.52
7,876.52
14,615.91
126.46
392.25
5.40
6,538.25
81.40
81.40
814.00
264.21
81.40
241.47
37.10
66,842.51
8,547.00
34.32
mᶾ
m²
m²
kg
mᶾ
mᶾ
mᶾ
kg
mᶾ
mᶾ
m²
mᶾ
mᶾ
mᶾ
mᶾ
kg
mᶾ
mᶾ
2,246.64
2,538.87
3,996.74
103,598.78
16,684.40
75,304.56
1,083.24
10,526.58
330,219.36
101,740.68
151,544.25
53,402.81
23,531.62
904,536.24
904,536.24
0.00
131.93
191.98
200.60
1.61
0.00
156.10
19.24
6.78
1.61
0.00
2.59
1,605,334.54
8,782.25
47,409.60
12,963.76
39,485.50
7,350.99
107,616.45
0.00
214,826.30
0.00
179.44
159.26
163.52
198.14
1.61
27.60
31.19
4.91
39,572.61
3,799.00
4.63
110.70
TOTAL
43,371.61
0.00
UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO
SON : UN MILLON SEISCIENTOS CINCO MIL TRESCIENTOS TREINTA Y CUATRO dolares CINCUENTA Y CUATRO centavos
ESTRUCTURA METALICA
F´C = 240 KG/CM2 ALTURA PROMEDIO 10 CM
HORMIGON EN LOSETAS
PANEL METALICO 0.65 MM, CON CONECTORES DE CORTE 12 MM CADA 200 MM
MALLA ELECTROSOLDADA 5 MM CADA 100 MM
FY = 4200 KG/CM2
ACERO DE REFUERZO
LOSETAS HORMIGON
513503
513505
513516
513502
15
16
17
18
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
FY = 4200 KG/CM2
513499
513500
513501
513502
11
12
13
14
HORMIGON EN COLUMNAS
HORMIGON EN DIAFRAGMAS
HORMIGON EN ESCALERAS
ACERO DE REFUERZO
HORMIGON EN COLUMNAS, DIAFRAGMAS Y GRADAS
CONTRAPISOS
513520 RELLENO TIERRA COMPACTADA
513521 RELLENO LASTRE COMPACTADO
513498 MALLA ELECTROSOLDADA 4 MM CADA 100 MM
8
9
10
F´C = 210 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
FY = 4200 KG/CM2
513512
513492
513513
513515
513502
3
4
5
6
7
HORMIGON EN MUROS
HORMIGON EN LOSA DE CIMENTACION
HORMIGON EN VIGAS DE CIMENTACION
HORMIGON EN TANQUE CISTERNA
ACERO DE REFUERZO
HORMIGON ARMADO CIMENTACION
510064 EXCAVACION A MAQUINA Y DESALOJO
504785 REPLANTILLO DE HORMIGON SIMPLE EN VIGAS Y LOSA DE CIMENTACION
DESCRIPCION
1
2
MOVIMIENTO DE TIERRAS
CODIGO
N°
130
Tabla 4.22 PRESUPUESTO DE ESTRUCTURA, EDIFICIO E2
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
513522 ACERO ESTRUCTURAL A36 (FY=2530 KG/CM2)
19
F´C = 180 KG/CM2
ESTRUCTURA METALICA
196,613.14
kg
TOTAL:
412.73
5,030.17
5,030.17
8,656.48
50.99
216.70
58.03
3,872.37
61.61
61.61
616.13
179.31
61.61
102.26
30.08
39,588.44
5,545.17
13.56
mᶾ
m²
m²
kg
mᶾ
mᶾ
mᶾ
kg
mᶾ
mᶾ
m²
mᶾ
mᶾ
mᶾ
mᶾ
kg
mᶾ
mᶾ
1,700.52
1,921.71
3,025.20
66,205.26
6,727.49
41,602.03
11,641.22
6,234.52
209,249.51
64,427.48
96,780.52
34,104.57
13,936.94
509,228.03
509,228.03
0.00
131.93
191.98
200.60
1.61
0.00
156.10
19.24
6.78
1.61
0.00
2.59
946,912.14
6,647.43
32,175.39
9,812.49
16,721.24
5,960.05
63,737.38
0.00
128,406.55
0.00
179.44
159.26
163.52
198.14
1.61
27.60
31.19
4.91
25,674.14
1,501.22
4.63
110.70
TOTAL
27,175.36
0.00
UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO
SON : NOVECIENTOS CUARENTA Y SEIS MIL NOVECIENTOS DOCE dolares CATORCE centavos
F´C = 240 KG/CM2 ALTURA PROMEDIO 10 CM
HORMIGON EN LOSETAS
PANEL METALICO 0.65 MM, CON CONECTORES DE CORTE 12 MM CADA 200 MM
MALLA ELECTROSOLDADA 5 MM CADA 100 MM
FY = 4200 KG/CM2
ACERO DE REFUERZO
LOSETAS HORMIGON
513503
513505
513516
513502
15
16
17
18
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
FY = 4200 KG/CM2
513499
513500
513501
513502
11
12
13
14
HORMIGON EN COLUMNAS
HORMIGON EN DIAFRAGMAS
HORMIGON EN ESCALERAS
ACERO DE REFUERZO
HORMIGON EN COLUMNAS, DIAFRAGMAS Y GRADAS
CONTRAPISOS
513520 RELLENO TIERRA COMPACTADA
513521 RELLENO LASTRE COMPACTADO
513498 MALLA ELECTROSOLDADA 4 MM CADA 100 MM
8
9
10
F´C = 210 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
FY = 4200 KG/CM2
513512
513492
513513
513515
513502
3
4
5
6
7
HORMIGON EN MUROS
HORMIGON EN LOSA DE CIMENTACION
HORMIGON EN VIGAS DE CIMENTACION
HORMIGON EN TANQUE CISTERNA
ACERO DE REFUERZO
HORMIGON ARMADO CIMENTACION
510064 EXCAVACION A MAQUINA Y DESALOJO
504785 REPLANTILLO DE HORMIGON SIMPLE EN VIGAS Y LOSA DE CIMENTACION
DESCRIPCION
1
2
MOVIMIENTO DE TIERRAS
CODIGO
N°
131
Tabla 4.23 PRESUPUESTO DE ESTRUCTURA, EDIFICIO E3
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
513522 ACERO ESTRUCTURAL A36 (FY=2530 KG/CM2)
19
F´C = 180 KG/CM2
ESTRUCTURA METALICA
109,624.15
kg
TOTAL:
187.66
2,260.19
2,260.19
4,981.89
43.79
54.90
4.32
2,228.59
43.24
43.24
432.35
161.40
43.24
118.75
30.08
22,783.55
3,026.45
27.88
mᶾ
m²
m²
kg
mᶾ
mᶾ
mᶾ
kg
mᶾ
mᶾ
m²
mᶾ
mᶾ
mᶾ
mᶾ
kg
mᶾ
mᶾ
1,193.29
1,348.50
2,122.84
20,771.37
5,777.85
10,538.90
866.59
3,588.03
96,124.09
29,293.14
43,486.02
15,324.08
8,020.85
283,926.54
283,926.54
0.00
131.93
191.98
200.60
1.61
0.00
156.10
19.24
6.78
1.61
0.00
2.59
520,493.17
4,664.63
28,961.62
6,885.61
19,418.75
5,960.05
36,681.51
0.00
97,907.54
0.00
179.44
159.26
163.52
198.14
1.61
27.60
31.19
4.91
14,012.46
3,086.54
4.63
110.70
TOTAL
17,099.00
0.00
UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO
SON :QUINIENTOS VEINTE MIL CUATROCIENTOS NOVENTA Y TRES dolares DIECISIETE centavos
F´C = 240 KG/CM2 ALTURA PROMEDIO 10 CM
HORMIGON EN LOSETAS
PANEL METALICO 0.65 MM, CON CONECTORES DE CORTE 12 MM CADA 200 MM
MALLA ELECTROSOLDADA 5 MM CADA 100 MM
FY = 4200 KG/CM2
ACERO DE REFUERZO
LOSETAS HORMIGON
513503
513505
513516
513502
15
16
17
18
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
FY = 4200 KG/CM2
513499
513500
513501
513502
11
12
13
14
HORMIGON EN COLUMNAS
HORMIGON EN DIAFRAGMAS
HORMIGON EN ESCALERAS
ACERO DE REFUERZO
HORMIGON EN COLUMNAS, DIAFRAGMAS Y GRADAS
CONTRAPISOS
513520 RELLENO TIERRA COMPACTADA
513521 RELLENO LASTRE COMPACTADO
513498 MALLA ELECTROSOLDADA 4 MM CADA 100 MM
8
9
10
F´C = 210 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
F´C = 240 KG/CM2
FY = 4200 KG/CM2
513512
513492
513513
513515
513502
3
4
5
6
7
HORMIGON EN MUROS
HORMIGON EN LOSA DE CIMENTACION
HORMIGON EN VIGAS DE CIMENTACION
HORMIGON EN TANQUE CISTERNA
ACERO DE REFUERZO
HORMIGON ARMADO CIMENTACION
510064 EXCAVACION A MAQUINA Y DESALOJO
504785 REPLANTILLO DE HORMIGON SIMPLE EN VIGAS Y LOSA DE CIMENTACION
DESCRIPCION
1
2
MOVIMIENTO DE TIERRAS
CODIGO
N°
132
Tabla 4.24 PRESUPUESTO DE ESTRUCTURA, EDIFICIO E4
d
133
Tabla 4.23 COSTO TOTAL POR ÁREA DE CONSTRUCCIÓN
EDIFICIO
COSTO TOTAL ($)
A CONSTRUCCION (m²)
COSTO ($/m²)
E1
2,369,272.24
13786
172
E2
1,605,334.54
8687
185
E3
946,912.14
5145
184
E4
520,493.17
2961
176
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
Tabla 4.24 PESO DE ACERO POR m² DE CONSTRUCCIÓN
EDIFICIO
PESO. ACERO (t)
A CONS. ACERO (m²)
PESO (kg/m²)
E1
530
12752
42
E2
349
7873
44
E3
197
4529
43
E4
110
2510
44
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
134
CAPITULO 5
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
-
Una correcta interpretación de los resultados en la modelación de los
edificios expuestos en esta investigación, evitó errores, ya que los
programas computacionales son solamente herramientas,
más no
garantizan la veracidad de las soluciones obtenidas.
-
El estudio desarrollado en este proyecto de tesis cubrió el diseño de los
elementos estructurales de las edificaciones, con sus respectivos rubros
para presupuestos; adicionalmente se ha hecho un chequeo breve en rango
inelástico pero que sin duda en otras investigaciones necesitará mayor
prolijidad y detenimiento ya que forma parte de un tema amplio y extenso.
-
En los edificios del estudio realizado, como se puede constatar en las curvas
pushover y en tablas de resultados, los puntos de desempeño para ambas
direcciones tanto para los niveles de seguridad de vida como de prevención
al colapso, son desplazamientos menores en relación al desplazamiento
máximo según norma FEMA, lo que establece
que
existe
una
mayor
resistencia por capacidad.
-
El uso del pushover a través del software Etabs, es una herramienta muy
eficaz en el análisis estático no lineal, ya que se podrá verificar cuales
elementos estructurales ingresarán en los denominados niveles de
desempeño, tanto de ocupación inmediata como de prevención al colapso,
y de esta manera intervenir en el reforzamiento y/o rehabilitación de
determinados elementos.
135
-
Referente a la relación de desplazamiento lateral entre prevención a colapso
y carga última, esta se encuentra en un intervalo de 2.5 a 13 veces mayor,
cuyo valor determina una reserva por deformación en rango inelástico.
-
Los valores de q según Eurocódigo, para las estructuras modeladas, se
encuentran en un intervalo entre 2 y 3, lo que demuestra que tienen una
ductilidad entre moderada y alta.
-
La carga de operación inmediata respecto a la carga última se encuentra en
un intervalo de 1.3 a 2.1 veces mayor, lo que implica que tienen deformación
por ductilidad los edificios evaluados.
-
La carga de prevención al colapso respecto a la carga última oscila en
valores de 1.3 a 2.6 veces mayor, lo que demuestra que la capacidad latente
de las estructuras ante un sismo severo tiene una determinada reserva.
-
La capacidad de arriostramientos en el diseño bajo desempeño para edificios
de acero no solamente dependerá de los requerimientos y bases de diseño,
también influirá si estos se encuentran embebidos en muros de hormigón.
-
Para emitir una evaluación referente al riesgo sísmico, las decisiones
tomadas frente a los resultados obtenidos en los análisis de los modelos
estructurales, deberán tener un juicio ingenieril ya que estarán inmersas las
vidas de los usuarios y costos de rehabilitación.
-
Se ha comprobado con un pórtico característico del edificio E3 entre el
software F-tool y el programa Etabs, donde los resultados de las fuerzas
como: momentos, corte, axial, no son similares, lo que implica que no se
puede confiar totalmente en los programas computacionales; siempre
prevalecerá el buen criterio del profesional.
136
RECOMENDACIONES
-
El software ETABS, es un programa que gracias a su versatilidad, ayuda en
gran medida a la obtención de resultados tanto en el análisis estático lineal
como no lineal, pero que necesariamente se requiere tener los
conocimientos adecuados tanto en el ámbito académico como a nivel
informático; y que de esta manera se evite futuros errores.
-
Para ingresar los datos al software, la configuración respectiva de unidades
tiene que estar correctamente editada para evitar inconvenientes en
resultados posteriores.
-
Los diseños de las edificaciones tienen que estar asociadas tanto en el
ámbito arquitectónico, estructural e incluso económico, ya que su ejecución
dependerá de un equilibrio de los aspectos mencionados.
-
Para estudios posteriores, se recomienda utilizar marcos arriostrados
excéntricamente, debido a que su funcionalidad y configuración estructural
es diferente a las riostras utilizadas en esta investigación.
-
Para tener una evaluación consensuada de los resultados generados en las
edificaciones analizadas, se sugiere compararlos entre 2 códigos o más, y
de esta manera tener criterios técnicos más oportunos.
137
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
American Institute of Steel of Steel Construction (2011). Specification for Structural
Steel Buildings. Chicago, Illinois 60601-1802
American Institute of Steel of Steel Construction (2011). Seismic Provisions for
Structural Steel Buildings. Chicago, Illinois 60601-1802
Alemán, L., Naranjo, L. (2011). Diseño por Desempeño de Elementos Estructurales
de
Hormigón
Armado
mediante
los
códigos
FEMA,
utilizando
Etabs.
Sangolquí: ESPE.
Arévalo, J., Bermúdez, W. (2007). Niveles de Daño a partir de un Análisis Pushover
para una estructura aporticada de concreto reforzado. Bucaramanga: Universidad
Industrial de Santander.
Comité Ejecutivo de la Norma Ecuatoriana de la Construcción. (2011). NEC,
Capítulos: 1, 2, 3, 4, 5. Quito, Miduvi.
Guerra, M., & Chacón, D. (2010). Manual para el Diseño Sismorresistente de
Edificios Utilizando el Programa ETABS. Primera Edición: Quito, Ecuador.
Ortiz, D., Pintado, J. (2013). Diseño por Desempeño de Estructuras Metálicas de
Acero mediante el código F.E.M.A., utilizando Etabs, TOMO I. Sangolquí: ESPE.
Montaña, M., (2010), Análisis “Push-Over” de Edificios con Pórticos de Acero en
Bogotá. Barcelona: Universidad Politécnica de Cataluña.
138
ANEXOS
139
ANEXO N° 1
DERIVAS EDIFICIO JADE (E1)
140
DERIVAS EDIFICIO E1
TABLE: Story Response
Story
Elevation
m
N+ 51.8
51.8
N+ 48.6
48.6
N+ 45.1
45.1
N+ 41.6
41.6
N+ 38.1
38.1
N+ 34.6
34.6
N+ 31.4
31.4
N+ 28.2
28.2
N+ 25.0
25
N+ 21.8
21.8
N+ 18.6
18.6
N+ 15.4
15.4
N+ 12.2
12.2
N- 9.00
9
N +4.50
4.5
PB N0.00
0
S1'
-2.9
S1
-5
S2
-7.9
S3
-10.8
S4
-13.7
Location
X-Dir
Y-Dir
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
0.0027
0.0031
0.0034
0.0037
0.0040
0.0042
0.0044
0.0045
0.0046
0.0046
0.0045
0.0042
0.0038
0.0030
0.0027
0.0009
0.0003
0.0003
0.0003
0.0002
0.0000
0.0006
0.0007
0.0008
0.0008
0.0009
0.0009
0.0009
0.0009
0.0009
0.0008
0.0008
0.0007
0.0006
0.0004
0.0014
0.0005
0.0001
0.0001
0.0002
0.0001
0.0000
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
DERIVAS<0.02
∆Mx
∆My
0.012
0.003
0.014
0.003
0.015
0.004
0.017
0.004
0.018
0.004
0.019
0.004
0.020
0.004
0.020
0.004
0.021
0.004
0.021
0.004
0.020
0.003
0.019
0.003
0.017
0.003
0.014
0.002
0.012
0.006
0.004
0.002
0.001
0.000
0.001
0.001
0.002
0.001
0.001
0.001
0.000
0.000
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
141
ANEXO N° 2
DERIVAS EDIFICIO TORRE 6 (E2)
142
DERIVAS EDIFICIO E2
TABLE: Story Response
Story
Elevation
m
N +43.25 m
43.25
N +40.25 m
40.25
N +37.25 m
37.25
N +34.25 m
34.25
N +31.25 m
31.25
N +28.25 m
28.25
N +25.25 m
25.25
N +22.25 m
22.25
N +19.25 m
19.25
N +16.25
16.25
N +13.25 m
13.25
N +10.25 m
10.25
N +7.25 m
7.25
N +4.25 m
4.25
N +1.25 m
1.25
PB'
0.17
S1'
-1.55
S1
-2.75
S2'
-5.3
S2
-5.95
S3''
-8.5
S3'
-9.75
S3
-10.5
Location
X-Dir
Y-Dir
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
0.0025
0.0030
0.0030
0.0031
0.0032
0.0032
0.0033
0.0035
0.0036
0.0037
0.0036
0.0033
0.0029
0.0019
0.0009
0.0006
0.0003
0.0001
0.0002
0.0002
0.0002
0.0002
0.0000
0.0008
0.0007
0.0008
0.0007
0.0007
0.0007
0.0006
0.0007
0.0008
0.0008
0.0008
0.0008
0.0007
0.0003
0.0003
0.0001
0.0001
0.0001
0.0001
0.0000
0.0001
0.0001
0.0000
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
DERIVAS<0.02
∆Mx
∆My
0.011
0.004
0.013
0.003
0.014
0.003
0.014
0.003
0.014
0.003
0.015
0.003
0.015
0.003
0.016
0.003
0.016
0.004
0.016
0.004
0.016
0.004
0.015
0.004
0.013
0.003
0.009
0.002
0.004
0.001
0.003
0.000
0.002
0.001
0.001
0.001
0.001
0.000
0.001
0.000
0.001
0.000
0.001
0.000
0.000
0.000
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
143
ANEXO N° 3
DERIVAS EDIFICIO 3 (E3)
144
DERIVAS EDIFICIO E3
TABLE: Story Response
Story
Elevation
m
N +30.00 m
30
N +27.00 m
27
N +24.00 m
24
N +21.00 m
21
N +18.00 m
18
N +15.00 m
15
N +12.00 m
12
N +9.00 m
9
N +6.00 m
6
N +3.00 m
3
N +0.00 m
0
N -3.00 m
-3
N -6.00 m
-6
Base
-9
Location
X-Dir
Y-Dir
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
0.0034
0.0035
0.0035
0.0035
0.0035
0.0033
0.0031
0.0027
0.0021
0.0013
0.0002
0.0001
0.0000
0.0000
0.0005
0.0005
0.0004
0.0004
0.0004
0.0004
0.0003
0.0003
0.0003
0.0002
0.0001
0.0000
0.0000
0.0000
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
DERIVAS<0.02
∆Mx
∆My
0.015
0.002
0.016
0.002
0.016
0.002
0.016
0.002
0.016
0.002
0.015
0.002
0.014
0.001
0.012
0.001
0.009
0.001
0.006
0.001
0.001
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
145
ANEXO N° 4
DERIVAS EDIFICIO PIETRA (E4)
146
DERIVAS EDIFICIO E4
TABLE: Story Response
Story
Elevation
m
N +29.00 m
29
N +27.50 m
27.5
N +24.50 m
24.5
N +21.50 m
21.5
N +18.50 m
18.5
N +15.50 m
15.5
N +12.50 m
12.5
N +9.50 m
9.5
N +6.50 m
6.5
N +3.50 m
3.5
N +0.50 m
0.5
N -2.50 m
-2.5
N -4.00 m
-4
N -5.50 m
-5.5
N -7.00 m
-7
Location
X-Dir
Y-Dir
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
Top
0.0030
0.0031
0.0036
0.0036
0.0036
0.0035
0.0032
0.0028
0.0022
0.0014
0.0003
0.0003
0.0002
0.0001
0.0000
0.0005
0.0009
0.0012
0.0013
0.0013
0.0013
0.0012
0.0011
0.0010
0.0007
0.0001
0.0002
0.0001
0.0001
0.0000
Elaborado por: Jaime Wladimir Soria Carrasco
DERIVAS<0.02
∆Mx
∆My
0.014
0.002
0.014
0.004
0.016
0.005
0.016
0.006
0.016
0.006
0.016
0.006
0.015
0.006
0.013
0.005
0.010
0.004
0.006
0.003
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0.000
0.001
0.001
0.001
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0.000
0.000
0.000
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
147
ANEXO N° 5
PLANOS ESTRUCTURALES EDIFICIO JADE (E1)
(VER ARCHIVO DIGITAL)
148
149
150
151
152
ANEXO N° 6
PLANOS ESTRUCTURALES EDIFICIO TORRE 6 (E2)
(VER ARCHIVO DIGITAL)
153
154
155
156
157
ANEXO N° 7
PLANOS ESTRUCTURALES EDIFICIO 3 (E3)
(VER ARCHIVO DIGITAL)
158
159
160
ANEXO N° 8
PLANOS ESTRUCTURALES EDIFICIO PIETRA (E4)
(VER ARCHIVO DIGITAL)
161
162
163

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