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8/17/2019 proyecto viento zarate.pdf

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INSTITUTO TECNOLOGICO DE TIJUANA INGENIERIA CIVIL ANALISIS SISMICO Y EOLICO

DETERMINACION DE LA VELOCIDAD BASICA DE DISEÑO planta

clasificacion de la estructura grupo B lado corto 60

categoria del terreno 4 lado largo 80velocidad regional, Tr50, (km/hr) 110

factor de expocision Frz 0.815

factor de topografia Fr 1

velocidad básica de diseño 89.65

PRESION DINAMICA DE BASE

metros sobre nivel del mar 130 otay

temperatura media anual (°C) 18 tijuana

presion barometrica (mm de Hg) 749.6 tabla 4.2.5

factor G 1.010

qz (Pa) 381.4354925

qz (kg/m2) 38.95511413

Seleccion del procedimiento de analaisis de cargas

hmed = 7.5

λ rel esbeltez 0.125

El cálculo del periodo fundamental no es necesario ya que se cumplen las condiciones a) - e)

del inciso 4.3.1. Por lo anterior, la estructura es del Tipo 1 según su respuesta ante la acción del

viento (inciso 4.1.4), con lo que el procedimiento de análisis se efectuará siguiendo el análisis estatico

PRESIONES DE DISEÑO

PRESIONES INTERIORES DE DISEÑO

A) viento normal a las generatrices (a lo largo de 60m)coeficiente de presion Cpi = Cpe para muros laterales ya que la relación entre el area abierta del muro

lateral ( 12 x 4 = 48m2) y el area abierta total de los otros muros y la cubierta (= 0 m2) es mayor que 6

Cpi = Cpe = -0.2

Pi (Pa) -76.28709851

Pi (kg/m2) -7.791022826

B) Viento paralelo a las generatrices (a lo largo de los 80 m)Cpi = Cpe = 0.8

Pi (Pa) 305.148394

Pi (kg/m2) 31.1640913

MEMORIA DE CALCULO

ING. LOPEZ TORRES CESAR ULISES ZARATE DE LEON ARTURO 09211411


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PRESIONES DE DISEÑO PARA LA ESTRUCTURA PRINCIPAL

factor de presion local KL 1

A) Viento normal a las generatrices (a lo largo de los 60 m)

1. Muro de barlovento (muro C)

θ 0 Cpe 0.8 KA 1

Pz (Pa) = 381.4354925 Pz (kg/m2) 38.95511413

2. Muro de sotavento (muro D)

θ 0

d/b 0.75 Cpe -0.5 Pz (Pa) = -114.4306478

ϒ 5.71 KA 1 Pz (kg/m2)= -11.68653424

3. Muros laterales

Muro A Según la Tabla 4.3.2, para h = 7.5 m, los coeficientes de presión exterior, en el sentido

de los 60 m, son: h 7.5

Cpe m m A KA

-0.65 0 7.5 ≤ 10 1

-0.5 7.5 15 25 0.9

-0.3 15 22.5 ≥ 100 0.8

-0.2 22.5 60Los factores de reducción por tamaño de área KA , se obtienen mediante la interpolación de

los valores anotados en la Tabla 4.3.4 para las áreas tributarias que se muestran en la Figura III.12(a).

Con lo anterior, las presiones de diseño son (kL =1.0 para todos los ejes): kL 1

EJE Cpe At (m2) KA Pz (Pa) Pz (kg/m2)

A - A -0.650 18.450 0.944 -157.679 -16.103

B - B -0.613 39.600 0.881 -129.431 -13.219

C - C -0.500 43.200 0.876 -90.731 -9.266

D - D -0.300 46.800 0.871 -23.374 -2.387

E - E -0.225 38.400 0.882 0.580 0.059

F - F -0.200 29.100 0.895 8.046 0.822

G - G -0.200 38.400 0.882 8.992 0.918

H - H -0.200 46.800 0.871 9.846 1.006

I - I -0.200 43.200 0.876 9.480 0.968

J - J -0.200 39.600 0.881 9.114 0.931

K - K -0.200 18.450 0.944 4.298 0.439



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Muro B KL = 1


A - A -0.650 18.450 0.944 -157.67908 -16.10339B - B -0.613 39.600 0.881 -129.43123 -13.21851

C - C -0.500 43.200 0.876 -90.73079 -9.26612

D - D -0.300 46.800 0.871 -23.37437 -2.38717

E - E -0.225 50.400 0.866 1.95295 0.19945

F - F -0.200 53.100 0.863 10.48693 1.07101

G - G -0.200 50.400 0.866 10.21230 1.04296

H - H -0.200 46.800 0.871 9.84612 1.00556

I - I -0.200 43.200 0.876 9.47994 0.96816

J - J -0.200 39.600 0.881 9.11377 0.93077

K - K -0.200 18.450 0.944 4.29751 0.43889

4. Cubierta

De la Tabla 4.3.3(b), para γ = 5.71° < 10° , cubiertas de barlovento y sotavento, y

h/d = 7.5 / 60 = 0.125 ≤ 0.5 , los coeficientes de presión exterior, Cpe , son:

Cpe Cpe m m ka 0.8

-0.9 -0.4 0 7.5 kL 1

-0.5 0 7.5 15

-0.3 0.1 15 22.5

-0.2 0.2 22.5 60

Para 0.0 – 7.5 m:Pz (Pa) -198.3464561 Pz (kg/m2) -20.2566593

Pz (Pa) -45.7722591 Pz (kg/m2) -4.6746137

Para 7.5 – 15.0 m:

Pz (Pa) -76.28709851 Pz (kg/m2) -7.79102283

Pz (Pa) 76.28709851 Pz (kg/m2) 7.791022826

Para 15.0 – 22.5 m:

Pz (Pa) -15.2574197 Pz (kg/m2) -1.55820457

Pz (Pa) 106.8019379 Pz (kg/m2) 10.90743196

Para 22.5 – 60.0 m:

Pz (Pa) 15.2574197 Pz (kg/m2) 1.558204565Pz (Pa) 137.3167773 Pz (kg/m2) 14.02384109

Debido a que en este caso se tienen dos coeficientes de presión exterior para cada una

de las distancias horizontales a partir del muro de barlovento, el diseñador tendrá qué

verificar cuál combinación de presiones es la más desfavorable para el diseño de la

cubierta de la estructura principal ante la acción del viento en la dirección normal a las

generatrices.



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B) Viento paralelo a las generatrices (a lo largo de los 80 m)

a. Muro de barlovento (muro A) b. Muro de sotavento (muro B)

θ 90 θ 0

Cpe 0.8 Cpe -0.433

KA 1 KA 1KL 1 KL 1

Pz (Pa) 0 Pz (Pa) -470.31

Pz (kg/m2) 0 Pz (kg/m2) -48.03166

c. Muros laterales (muros C y D)

Cpe m m kl 1

-0.65 0 7.5

-0.5 7.5 15

-0.3 15 22.5

-0.2 22.5 80


1--1 -0.65 24 0.907 -530.0237 -54.1300788

2 -- 2 -0.565625 48 0.869 -492.6347 -50.3116255

3 -- 3 -0.375 48 0.869 -429.4487 -43.8585891

4 -- 4 -0.23125 48 0.869 -381.8002 -38.992365

5 - 5 a10 - 10 -0.2 48 0.869 -371.4419 -37.9344901

11 -- 11 -0.2 24 0.907 -374.3408 -38.230549

d. Cubiertakl = 1

EJE Cpe KA Pz

-0.9 0.8 -579.781949

-0.4 0.8 -427.207752

-0.675 0.8 -511.12356

-0.175 0.8 -358.549363

-0.375 0.8 -419.579042

0.0625 0.8 -286.076619

-0.23125 0.8 -375.713960.16875 0.8 -253.654603

-0.2 0.8 -366.178073

0.2 0.8 -244.118715

Las presiones de diseño para la estructura principal cuando el viento actúa en la

dirección paralela a las generatrices se muestran en las Figura III.14(a) y III.14(b).

1--1

2 -- 2

3 -- 3

4 -- 4

5 - 5 a 11 - 11



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Cálculo de las presiones de diseño para los elementos secundarios de la estructura

A) Viento normal a las generatrices (a lo largo de los 60 m)

Debido a que los elementos secundarios de la construcción son aquéllos sobre los que

van a fijarse los paneles (recubrimientos), es necesario tomar en cuenta el efecto de las

presiones locales según el inciso 4.3.2.1.1. De la Figura 4.3.4(a) (h ≤ 25 m), para estadirección del viento, se tiene que:

1. Largueros del muro de barlovento (muro C)

area de afectacion A de afectacion restante condicion 4.3.2.1.1

0.25(ao)^2 14.06 At (m2) 1.94 At (m2) 16

kL 1.25 kL 1 kL 1

kA 1 kA 1 kA 1

Cpe 0.8 Cpe 0.8 Cpe 0.8

Pzl (Pa) 457.722591 Pzl (Pa) 381.435493 Pzl (Pa) 381.435493

Pzl (kg/m2) 46.746137 Pzl (kg/m2) 38.9551141 Pzl (kg/m2) 38.9551141

2. Largueros del muro de sotavento (muro D)

Cpe -0.5 kA 1

θ 0 kL 1

d/b 0.75 Pzl (Pa) -114.430648

ϒ 5.71 Pzl (kg/m2) -11.6865342

3. Largueros de los muros laterales (muros A y B)

Para calcular las presiones locales de diseño de estos elementos se obtiene, de la

Tabla 4.3.2 (con h = 7.5 m):

m Cpe KA 0.99

0-7.5 -0.65 KL1 1

7.5-15 -0.5 KL2 1.5

15-22.5 -0.3 KL3 2

22.5-60 -0.2 Con los valores anteriores, se tienen los casos siguientes para

los largueros que van del eje A al eje B.

Pzl (Pa) Pzl (kg/m2)

caso 1 (KL = 1 -169.16664 -17.2765931 (0 - 6.0 m)

caso2 (KL=1.5 -291.89351 -29.8104011 (0 - 6.0 m)

caso3 (KL = 2) -414.62038 -42.3442091 (0-3.75 m)

caso3 (KL = 1) -169.16664 -17.2765931 (3.75-6.0 m)



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De manera similar, se tienen los casos siguientes para los largueros que van del eje B

al eje C:


caso KL=1.5 -291.893511 -29.810401 (0 - 1.5m) Cpe = -.65

caso KL=1.5 -112.52347 -11.491759 (1.5 - 6.0m) Cpe = -.50

caso KL=1.0 -169.166641 -17.276593 (0 - 1.5m) Cpe = -.65

caso KL=1.0 -112.52347 -11.491759 (1.5 - 6.0m) Cpe = -.50

Para los largueros localizados entre los ejes restantes de los muros A y B, los factores

de presión local valdrán 1.0 en tanto que, los factores de presión exterior variarán

según su ubicación con respecto al muro de barlovento (muro C en este caso). Así, las

presiones locales de diseño para estos largueros serán:

Largueros del eje C al eje D:


caso KL=1.0 -112.52347 -11.491759 (0 - 3.0m) Cpe = -0.50

caso KL=1.0 -36.9992428 -3.7786461 (3.0 - 6.0m) Cpe = -0.30

Largueros del eje D al eje E:


caso KL=1.0 -36.9992428 -3.7786461 (0 - 4.5m) Cpe = -0.30

caso KL=1.0 0.76287099 0.07791023 (4.5 - 6.0m) Cpe = -0.20

Largueros del eje E al eje F hasta los largueros del eje J al eje K:


caso KL=1.0 0.76287099 0.07791023 (0 - 6.0m) Cpe = -0.20

4. Viguetas de la cubierta h/d 0.125 ϒ 5.71

-0.90 0.986 2.0 -600.684614 -61.3465137

-0.90 0.986 1.0 -262.198758 -26.7777455

-0.40 0.986 2.0 -224.589218 -22.9367712

-0.40 0.986 1.0 -74.1510597 -7.57287419

-0.90 0.986 1.5 -431.441686 -44.0621296

-0.90 0.986 1.0 -262.198758 -26.7777455

-0.40 0.986 1.5 -149.370139 -15.2548227

-0.40 0.986 1.0 -74.1510597 -7.57287419

-0.50 0.986 1.0 -111.760599 -11.4138484

0.00 0.986 1.0 76.2870985 7.79102283-0.30 0.986 1.0 -36.5415202 -3.73189993

0.10 0.986 1.0 113.896638 11.6319971

-0.20 0.986 1.0 1.06801938 0.10907432

0.20 0.986 1.0 151.506178 15.4729713

En resumen, en la Figura III.17 se muestran las presiones de diseño local para las

viguetas de la cubierta cuando la dirección del viento es normal a las generatrices. Es

importante señalar que estas presiones fueron seleccionadas suponiendo que son las

que dan la condición más desfavorable.

D

Pzi (kg/m2)UBICACION CON

RESPECTO AL MURO C

TIPO DE

VIGUETACpe KA KL Pzi (Pa)

E

0.00 - 3.75

3.75 - 7.50

7.50 - 15.00

15.00 - 22.50

22.50 - 60.00

A

B

C



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B) Viento paralelo a las generatrices (a lo largo de los 80 m)

Para esta dirección del viento se tiene que (Figura 4.3.4(b), h ≤ 25 m):

1. Largueros del muro de barlovento (muro A)

KL 1.25 KL 1

Cpe 0.8 Cpe 0.8 FIGURA III.18

KA 1 KA 1

Pz (Pa) 76.28709851 Pz (Pa) 0

Pz (kg/m2) 7.791022826 Pz (kg/m2) 0

El área tributaria de los largueros de este muro es de 12 m2 ≤ 0.25(7.5 m)2 = 14.06 m2

(Tabla 4.3.5), por lo que la presión anterior es aplicable en toda el área tributaria.

2. Largueros del muro de sotavento (muro B)

Cpe -0.433 KA 1

θ 90 KL 1

d/b 1.33 Pz (Pa) -470.309962

ϒ 5.71 Pz (kg/m2) -48.0316557

3. Largueros de los muros laterales (muros C y D)

m Cpe KA 0.96

0-7.5 -0.65 KL1 1

7.5-15 -0.5 KL2 1.515-22.5 -0.3 KL3 2

22.5-80 -0.2 Con los valores anteriores, se tienen los casos siguientes para los

largueros que van del eje 1 al eje 2.

Cpe caso Pzl (Pa) Pzl (kg/m2)

-0.65 caso 1 (KL = 1) -543.164141 -55.4720825 (0 - 7.5 m)

-0.5 caso 1 (KL = 1) -488.23743 -49.8625461 (7.5 - 8.0m)

-0.65 caso2 (KL=1.5) -662.172015 -67.6260781 (0 - 7.5 m)

-0.5 caso2 (KL=1) -488.23743 -49.8625461 (7.5 - 8.0m)

-0.65 caso3 (KL = 2) -781.179889 -79.7800737 (0-3.75 m)

-0.65 caso3 (KL = 1) -543.164141 -55.4720825 (3.75-7.5 m)-0.5 caso3 (KL = 1) -488.23743 -49.8625461 (7.5 - 8.0)

Para los largueros localizados entre los ejes restantes de los muros C y D, los factores

de presión local valdrán 1.0 en tanto que, los factores de presión exterior variarán

según su ubicación con respecto al muro de barlovento (muro A en este caso). Así, las

presiones locales de diseño para estos largueros serán:



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Largueros del eje 2 al eje 3:Pzl (Pa) Pzl (kg/m2)

caso KL=1.0 -488.23743 -49.8625461 (0 - 7.0m) Cpe = -0.50

caso KL=1.0 -415.001816 -42.3831642 (7.0 - 8.0m) Cpe = -0.30

Largueros del eje 3 al eje 4:Pzl (Pa) Pzl (kg/m2)

caso KL=1.0 -415.001816 -42.3831642 (0 - 6.5m) Cpe = -0.30caso KL=1.0 -378.384009 -38.6434732 (6.5 - 8.0m) Cpe = -0.20

Largueros del eje 4 al eje 5 hasta los largueros del eje 10 al eje 11:Pzl (Pa) Pzl (kg/m2)

caso KL=1.0 -378.384009 -38.6434732 (0 - 8.00m) Cpe = -0.20

4. Viguetas de la cubierta h/d 0.094 ϒ 5.71KA 0.986

distancia en

la vigueta (m)

0.00 - 7.50 -0.9 1 -643.63425 -65.73286

7.50 - 8.00 -0.5 1 -493.19609 -50.36896

0.00 - 7.50 -0.4 1 -455.58655 -46.52799

7.50 - 8.00 0 1 -305.14839 -31.16409

0.00 - 7.50 -0.9 1.5 -812.87718 -83.01724

7.50 - 8.00 -0.5 1 -493.19609 -50.36896

0.00 - 7.50 -0.4 1.5 -530.80563 -54.20994

7.50 - 8.00 0 1 -305.14839 -31.16409

0.00 - 3.75 -0.9 2 -982.12011 -100.3016

3.75 - 7.50 -0.9 1 -643.63425 -65.73286

7.50 - 8.00 -0.5 1 -493.19609 -50.36896

0.00 - 3.75 -0.4 2 -606.02471 -61.891893.75 - 7.50 -0.4 1 -455.58655 -46.52799

7.50 - 8.00 0 1 -305.14839 -31.16409

0.00 - 7.00 -0.5 1 -493.19609 -50.36896

7.00 - 8.00 -0.3 1 -417.97701 -42.68701

0.00 - 7.00 0 1 -305.14839 -31.16409

7.00 - 8.00 0.1 1 -267.53885 -27.32312

0.00 - 6.50 -0.3 1 -417.97701 -42.68701

6.50 - 8.00 -0.2 1 -380.36747 -38.84604

0.00 - 6.50 0.1 1 -267.53885 -27.32312

6.50 - 8.00 0.2 1 -229.92931 -23.48214

0.00 - 8.00 -0.2 1 -380.36747 -38.84604

0.00 - 8.00 0.2 1 -229.92931 -23.48214

En la Figura III.20 se presentan las presiones de diseño local para las viguetas de la

cubierta cuando la dirección del viento es paralela a las generatrices. Estas presiones

se muestran suponiendo que los valores anotados en negrillas en las cuatro tablas

anteriores son los que presentan las condiciones más desfavorables.

4 y 5 hasta 10 y 11

2 y 3

3 y 4

1 y 2

Viguetas ubicada entre

los ejes Pzl (kg/m2)Pzl (Pa)KLCpe



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Cálculo de las presiones de diseño para los recubrimientos de la estructura

Considerando que no es peligroso el desprendimiento de los recubrimientos, éstos se

diseñarán como si se tratara de una estructura perteneciente al Grupo B (inciso 4.1.3)

de manera que la presión dinámica de base será la misma que para la estructura

principal. P din base normal (60) paralela (80)

qz (Pa) 381.4354925 Pi (Pa) -76.2870985 Pi (Pa) 305.14839qz (kg/m2) 38.95511413 Pi (kg/m2) -7.79102283 Pi (kg/m2) 31.164091

Por su parte, el factor de reducción KA vale 1.0 debido a que el área tributaria de cada

uno de los recubrimientos es de 1.86 m2 ≤ 10 m2. KA 1

Es importante señalar que aún cuando aquí se presentan las presiones actuantes sobre

los recubrimientos correspondientes a algunos de los casos de la Tabla 4.3.5, éstas no

se aplican simultáneamente para el diseño, por lo que debe verificarse la condición más

desfavorable de acuerdo con el tamaño y la posición de los recubrimientos.

A) Viento normal a las generatrices (a lo largo de los 60 m)ao 7.5

0.5ao 3.75

ao^2 56.25

0.25ao2 14.0625

1. Recubrimientos del muro de barlovento (muro C)Cpe KA KL Pzl (Pa) Pzl (kg/m2)

0.8 1 1.25 457.722591 46.746137

0.8 1 1 381.435493 38.9551141

2. Recubrimientos del muro de sotavento (muro D)

Cpe KA KL Pzl (Pa) Pzl (kg/m2)-0.5 1 1 -114.430648 -11.686534

3. Recubrimientos de los muros laterales (muros A y B)

-0.65 1 2 -419.579 -42.8506255

-0.65 1 1 -171.646 -17.5298014

-0.65 1 1.5 -295.6125 -30.1902135

-0.65 1 1 -171.646 -17.5298014

-0.5 1 1 -114.4306 -11.6865342-0.3 1 1 -38.14355 -3.89551141

-0.2 1 1 0 0

Cpe KA KL Pzi (Pa) Pzi(kg/m2)

Ubicación de los recubrimientos de

los muros laterales A y B con

respecto al muro de barlovento, C, (m)

0.00 - 3.75

3.75 - 7.50

7.50 - 15.0015.00 - 22.50

22.50 - 60.00



10/11


4. Recubrimientos de la cubierta

-0.9 1 2 -610.296788 -62.3281826

-0.9 1 1 -267.004845 -27.2685799-0.4 1 2 -228.861296 -23.3730685

-0.4 1 1 -76.2870985 -7.79102283

-0.9 1 1.5 -438.650816 -44.7983813

-0.9 1 1 -267.004845 -27.2685799

-0.4 1 1.5 -152.574197 -15.5820457

-0.4 1 1 -76.2870985 -7.79102283

-0.5 1 1 -114.430648 -11.6865342

0 1 1 76.2870985 7.79102283

-0.3 1 1 -38.1435493 -3.89551141

0.1 1 1 114.430648 11.6865342

-0.2 1 1 0 0

0.2 1 1 152.574197 15.5820457

B) Viento paralelo a las generatrices (a lo largo de los 80 m)ao 7.5

0.5ao 3.75

ao^2 56.25

0.25ao2 14.0625

1. Recubrimientos del muro de barlovento (muro A)

Cpe KA KL Pzl (Pa) Pzl (kg/m2)0.8 1 1.25 76.2870985 7.79102283

0.8 1 1 0 0

2. Recubrimientos del muro de sotavento (muro B)

Cpe KA KL Pzl (Pa) Pzl (kg/m2)

-0.433 1 1 -470.309962 -48.031656

3. Recubrimientos de los muros laterales (muros C y D)

-0.65 1 2 -801.014534 -81.8057397-0.65 1 1 -553.081464 -56.4849155

-0.65 1 1.5 -677.047999 -69.1453276

-0.65 1 1 -553.081464 -56.4849155

-0.5 1 1 -495.86614 -50.6416484

-0.3 1 1 -419.579042 -42.8506255

-0.2 1 1 -381.435493 -38.9551141

Pzi (Pa) Pzi(kg/m2)

KL Pzi (Pa) Pzi(kg/m2)

Cpe KA

Cpe

KL

KA

0.00 - 3.75

3.75 - 7.50

Ubicación de los

recubrimientos de la cubierta

con respecto al muro de

0.00 - 3.75

3.75 - 7.50

7.50 - 15.00

15.00 - 22.50

22.50 - 80.00

7.50 - 15.00

15.00 - 22.50

22.50 - 60.00


los muros laterales C y D con

respecto al muro de barlovento, A,



11/11


4. Recubrimientos de la cubierta

-0.9 1 2 -991.732281 -101.283297

-0.9 1 1 -648.440337 -66.223694-0.4 1 2 -610.296788 -62.3281826

-0.4 1 1 -457.722591 -46.746137

-0.9 1 1.5 -820.086309 -83.7534954

-0.9 1 1 -648.440337 -66.223694

-0.4 1 1.5 -534.00969 -54.5371598

-0.4 1 1 -457.722591 -46.746137

-0.5 1 1 -495.86614 -50.6416484

0 1 1 -305.148394 -31.1640913

-0.3 1 1 -419.579042 -42.8506255

0.1 1 1 -267.004845 -27.2685799

-0.2 1 1 -381.435493 -38.9551141

0.2 1 1 -228.861296 -23.3730685

La distribución de estas presiones, que deberán aplicarse en toda el área tributaria de

los recubrimientos,

KL Pzi (Pa) Pzi(kg/m2)KACpe

0.00 - 3.75


la cubierta con

respecto al muro de barlovento, A, (m)

3.75 - 7.50

7.50 - 15.00

15.00 - 22.50

22.50 - 80.00

ING LOPEZ TORRES CESAR ULISES ZARATE DE LEON ARTURO 09211411

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