OBJETIVOS DEL DISEÑO SIMORRESISTENTE
Una estructura debe estar diseñada para cumplir satisfactoriamente con los siguientes requerimientos:
Debe ser segura y para ser segura debe ser estable, resistente, tener una rigidez satisfactoria.
Debe ser funcional ( no debe interferir el uso, tampoco desentonar los detalles arquitectónicos).
Debe ser Económica, no debe irrogar gastos innecesarios, sin desterrar el concepto de confort estructural.
Debe ser Estética, una estructura bien concebida puede potenciar el partido volumétrico formal del conjunto.
El arte del un buen diseño consiste en lograr
estructuras, que establezcan el equilibrio de los
cuatro objetivos fundamentales.
El proyectista debe verificar la estabilidad en caso
de una estructura esbelta sismorresistente, por
ejemplo, debe calcular la seguridad al volteo usando
algunos criterios que establece la norma peruana de
diseño sismorresistente, un edificio puede volcarse,
aun cuando los elementos de la superestructura
puedan estar adecuadamente dimensionadas.
Una estructura muy flexible con una rigidez lateral
insuficiente, puede desplazase horizontalmente,
agudizando el efecto P-, ( cuando el
desplazamiento excede los máximos permitidos
por la Norma, pueden generar momentos de
segundo y tercer orden , que se encargan de
desplomar y crear el mecanismo de falla, en el
momento del sismo.
Para garantizar una estructura resistente, debe
estar diseñada par responder a las solicitaciones de
flexión, corte y torsión.
Adicionalmente al cumplimiento de las cuatro
condiciones antes indicadas es vital que una
estructura esté bien construida.
Para que una estructura esté bien construida, debe
aplicarse una buena práctica constructiva. Quiere
decir, el uso de materiales de buena calidad,
procedimientos constructivos coherentes,
empleando mano de obra calificada y sobre todo un
control de calidad honesto. Deberá cumplirse
fielmente con las especificaciones técnicas de:
procedimiento , calidad de materiales, mano de obra
y control de calidad de materiales y mano de obra.
NORMA DE DISEÑO SISMO RESISTENTE
En el Perú está vigente la Norma Técnica de
Edificación E 030 DISEÑO SISMORRESISTENTE,
Aprobado por Resolución Ministerial N° 079-2003-
VIVIENDA , con fecha 02 de abril del 2003. que
consta de 8 capítulos, 29 artículos y un anexo.
Se aplica al diseño de todas las edificaciones
nuevas , a la evaluación y reforzamiento de las
existentes y a la reparación de las que resultares
dañada por la acción de los sismos.
Para el caso de las estructuras especiales tales
como reservorios , tanques, silos, puentes, torres de
trasmisión, muelles, estructuras hidráulicas , plantas
nucleares y todas aquellas cuyo comportamiento
difiera del de las edificaciones, se requieren
consideraciones adicionales que complementen las
exigencias aplicables a la norma.
Además de lo indicado en esta Norma, se deberá
tomar medidas de prevención contra los desastres
que puedan producirse como consecuencia del
movimiento sísmico: fuego, fuga de materiales
peligrosos, deslizamiento masivo de tierras u otros.
Filosofía y Principios del Diseño
Sismorresistente
La filosofía del diseño sismorresistente consiste en:
1. Evitar pérdidas de vida
2. Asegurar la continuidad de los servicios básicos
3. Minimizar los daños a la propiedad.
Se reconoce que dar protección completa frente a
todos los sismos no es técnica ni económicamente
factible para la mayoría de las estructuras.
En concordancia con tal filosofía se establecen en
esta norma los siguientes principios para el diseño:
La estructura no deberá colapsar , ni causar
daños graves a las personas debido a movimientos
sísmicos severos que puedan ocurrir en el sitio.
La estructura deberá soportar movimientos
sísmicos moderados , que puedan ocurrir en el sitio
durante su vida de servicio, experimentando posibles
daños dentro de límites aceptables.
Clasificación de daños
Edificios de fábrica
Grado
1
Daños de despreciables a ligeros
(ningún daño estructural, daños no-
estructurales ligeros)
Fisuras en muy pocos muros.
Caída sólo de pequeños trozos de revestimiento.
Caída de piedras sueltas de las partes altas de los
edificios en muy pocos casos.
Grado
2
Daños moderados (daños estructurales
ligeros, daños no-estructurales
moderados)
Grietas en muchos muros.
Caída de trozos bastante grandes de
revestimiento.
Colapso parcial de chimeneas.
Grado
3
Daños de importantes a graves (daños
estructurales moderados, daños no-
estructurales graves)
Grietas grandes y generalizadas en la mayoría de
los muros.
Se sueltan tejas del tejado.
Rotura de chimeneas por la línea del tejado.
Se dañan elementos individuales no-estructurales
(tabiques, hastiales y tejados).
Grado
4
Daños muy graves (daños
estructurales graves, daños no-
estructurales muy graves)
Se dañan seriamente los muros.
Se dañan parcialmente los tejados y forjados.
Grado
5
Destrucción (daños estructurales muy
graves)
Colapso total o casi total.
Edificios de hormigón armado
Grado 1
Daños de despreciables a ligeros (ningún daño
estructural, daños no-estructurales ligeros)
Fisuras en el revestimiento de pórticos o en la base
de los muros.
Fisuras en tabiques y particiones.
Grado 2
Daños moderados (daños estructurales ligeros, daños no-
estructurales moderados)
Grietas en vigas y pilares de pórticos y en muros
estructurales.
Grietas en tabiques y particiones; caída de
enlucidos y revestimientos frágiles. Caída de
mortero de las juntas de paneles prefabricados.
Grado 3
Daños de importantes a graves (daños estructurales
moderados, daños no-estructurales graves)
Grietas en pilares y en juntas viga/pilar en la base
de los pórticos y en las juntas de los muros
acoplados. Desprendimiento de revocos de
hormigón, pandeo de la armadura de refuerzo.
Grandes grietas en tabiques y particiones; se
dañan paneles de particiones aislados.
Grado 4
Daños muy graves (daños estructurales graves, daños
no-estructurales muy graves)
Grandes grietas en elementos estructurales con
daños en el hormigón por compresión y rotura de
armaduras; fallos en la trabazón de la armadura de
las vigas; ladeo de pilares.
Colapso de algunos pilares o de una planta alta.
Grado 5
Destrucción (daños estructurales muy graves)
Colapso de la planta baja o de partes (por ejemplo
alas) del edificio.
CLASIFICACION DE SISMOS
Sismos leves: con intensidades de grado igual o
menores a VI MKS o MM
Sismos moderados: con intensidades de grados VII
y VIII MKS o MM
Sismos severos: con intensidades de grado XI
MKAS o MM
Sismos catastróficos: con intensidades de grado X o
más MKS o MM
Presentación del Proyecto
Los planos del proyecto estructural deberán
contener como mínimo la siguiente
información:
a. Sistema estructural sismorresistente
b. Parámetros para definir la fuerza
sísmica o el espectro de diseño
c. Desplazamiento máximo del último nivel
y el máximo desplazamiento relativo del
entrepiso.
Para su revisión y aprobación por la autoridad
competente, los proyectos de edificación con más de
70 m de altura, deberán estar respaldados con una
memoria de datos y cálculos justificativos.
El empleo de materiales, sistemas estructurales y
métodos constructivos diferentes a los indicados en
esta Norma, deberán ser aprobados por la autoridad
competente nombrada por el Ministerio de Vivienda y
debe cumplir con lo establecido en este artículo y
demostrar que la alternativa propuesta produce
adecuados resultados de rigidez, resistencia
sísmica y durabilidad.
Requisitos Reglamentarios
Deberá considerarse el posible efecto de los
elementos no estructurales en el comportamiento
sísmico de la estructura. El análisis, el detallado del
refuerzo y anclajes deberá hacerse acorde con
esta consideración.
Para estructuras regulares, el análisis podrá hacerse
considerando que el total de la fuerza sísmica actúa
independientemente en dos direcciones ortogonales.
Para estructuras irregulares deberá suponerse que
la acción sísmica cure en la dirección que resulte
más desfavorable para el diseño de cada elemento
o componente en estudio.
Se considera que la fuerza sísmica vertical actúa en
los elementos simultáneamente con la fuerza
sísmica horizontal y en el sentido más desfavorable
para el análisis.
No es necesario considerar simultáneamente los
efectos de sismo y viento.
Cuando en un solo elemento de la estructura , muro
o pórtico , actúa una fuerza de 30% o más del total
de la fuerza cortante horizontal en cualquier
entrepiso, dicho elemento deberá diseñarse para el
125% de dicha fuerza.
Concepción Estructural Sismorresistente
El comportamiento sísmico de las edificaciones mejora cuando se
observan las siguientes condiciones:
Simetría, tanto en la distribución de masas como en las rigideces.
Peso mínimo, especialmente en los pisos altos.
Selección y uso adecuado de los materiales de construcción.
Resistencia adecuada.
Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevación.
Ductilidad
Deformación limitada
Inclusión de líneas sucesivas de resistencia
Consideración de las condiciones locales.
Buena práctica constructiva e inspección estructural rigurosa.
Las estructuras deben ser clasificadas como
regulares o irregulares con el fin de determinar el
procedimiento adecuado de análisis estructural y de
los valores apropiados del factor de reducción de
fuerzas sísmicas.
a. Estructuras regulares. Son las que no tienen
discontinuidades significativas, horizontales y
veticales en su configuración rsistentea las cargas
laterales.
b. Estructuras irregulares. Se definen como
estructuras irregulares aquellas que presentan una
o más de las características indicadas en la Tabla
N° 4 o N°5
Configuración Estructural
Sistemas estructurales
Los sistemas estructurales se clasifican según los
materiales usados y el sistema de estructuración
sismorresistente predominante en cada dirección,
como se indica en la Tabla N°6 de la Norma E030
Según la clasificación que se haga de una edificación
se usará un coeficiente de reducción de fuerza
sísmica ® , para el siseño por resistencia última las
fuerzas sísmicas internas den combinarse con
factores de carga. En caso contrario podrá usarse
como ® los valores establecidos en la tabla N°6,
previa multiplicación del factor de carga de sismo
correspondiente.
TABLA N°6
SISTEMAS ESTRUCTURALES
Sistema estructural
Coeficiente de reducción ,R
Para estructuras regulares (*) (**)
Acero Pórticos dúctiles con uniones resistentes
a momentos
Otras estructuras de acero.
Arriostres Excéntricos
Arriostres en cruz
9,5
6,5
6,0
Concreto Armado Pórticos (1)
Dual (2)
De muros estructurales(3)
Muros de ductibilidad limitada(4)
8
7
6
4
Albañilería Armada o Confinada (5)
3
Madera (Por esfuerzos admisibles)
7
1, Por lo menos el 80% del cortante en la base actúa sobre las
columnas de los pórticos que cumplan los requisitos de la
NTE E,060 Concreto Armado. En caso se tengan muros
estructurales, estos deberán diseñarse para resistir una
fracción de la acción sísmica total de acuerdo con su
rigidez.
2. Las acciones sísmicas son resistidas por una combinación
de pórticos y muros estructurales. Los pórticos deberán ser
diseñados para tomar por lo menos 25% del cortante en la
base. Los muros estructurales serán diseñados para las
fuerzas obtenidas del análisis según Articulo 16(16.2)
3. Sistema en el que la resistencia sísmica está dada
predominantemente por muros estructurales sobre los que
actúa por lo menos el 80% de cortante en la base.
4. Edificación de baja altura con alta densidad de muros de
ductilidad limitada.
5. Para diseño por esfuerzos admisibles el valor de R
será 6
(‘) Estos coeficientes se aplicarán únicamente a
estructuras en las que los elementos verticales y
horizontales permitan la disipación de la energía
manteniendo la estabilidad de la estructura. No se
aplican a estructuras tipo péndulo invertido.
(**) Para estructuras irregulares, los valores de R
deben ser tomados como ¾ de los anotados en la
Tabla.
Para construcciones de tierra referirse a la NTE
E.080 Adobe. Este tipo de construcciones no se
recomienda en suelos 5,, ni se permite en suelos.
CP=0.18
P=0.30
V-27
GUARDIANIA
CP=0.18
P=0.30
viene del
semisotano
sube al
segundo nivel
viene del
semisotano
sube al
segundo nivel
V-14
Vacìo
V-25
V-17
1.80
BA
5.95 0.80 1.10 1.80 0.80
0.10
0.30
5.004.80
5.95
0.80
3.50
D
0.60
C
11.05
6.80
6.70
GFE
6.55
7.18
9
6.80
1
2
6.80
6.80
3
4
5
6
4.20
0.20
7.25
A' B
4.50
6.80
7
8
C
3.50
11
10
E
6.30
0.10
0.80
0.80
0.20
0.60
0.20
LABORATORIO 02
AULA 13
AULA 14
AULA 15
AULA 16
AULA 12 AULA 11
0.20
7.10
0.25
Primer Nivel ESC. 1:75
0.30
0.30
0.25
1.60
0.25
1.60
0.25
0.25
3.15
P-11
0.30
Vacìo
AULA 20
AULA 19
AULA 17
DEPOSITO
AULA 18
5.15
4.48
14
13
M-03
5.60
0.15
0.300.30
2.15
0.25
0.40
5.65
0.25
0.30
0.80
0.60
1.42
1.10
0.90
1.00
0.50
3.05
DUCTO
1.20
0.30
1.93
1.20
0.25
P-12
1.97
P-12
SS. HH. DAMAS
0.25
0.85
0.03
0.85
0.03
0.85
0.15
0.25
0.85
0.03
0.85
0.03
0.85
0.15
1.50
0.03
1.50
0.03
2.69
2.74
2.69
1.00
1.70
1.64
1.35
0.30
0.80
2.49
6.80
6.80
6.80
0.80
0.80
0.30
7.18
0.80
V-1
9
0.20
2.70
0.15
1.00
0.15
2.70
0.20
5.95
0.25
4.20
0.80 5.95 0.80
0.20
2.10
4.40
0.30
6.50
0.30
4.10
2.40
0.30
2.40
4.10
0.30
6.50
0.30
6.60
0.25
6.60
0.25
6.60
0.20
6.55
0.25
6.60
0.20
0.30
0.20
0.20
6.55
0.25
5.75
0.80
1.70
4.25
0.80
5.95
0.80
0.30
0.50
5.60
0.300.30
0.80
3.93
0.89
1413
5.15
4.43
0.80
0.801.04
5.08
1.85
0.30
3.10
0.30
3.10
0.30
0.25
1.60
0.30
3.15
1.70
7.34
7.34
7.34
7.34
H
I
J
K
L
I
I'
J
J'
K
5.14
5.14
5.14
5.14
0.80
6.80
3.50
6.62
1'
1.50
5.16
1.29 5.56 0.80
1.66
4.54
4.54
H'
H
V-17
0.90
2.40
0.90
0.80
1.80
1.61
2.60
0.30
P-11
2.37
2.37
1.90
2.37
1.65
0.25
0.30
0.30
2.37
0.30
1.90
0.30
0.25
2.37
0.30
4.27
1.65
0.25
1.65
0.30
1.65
0.25 0.83
1.54
1.10 1.77
0.31
1.46
0.30
0.30
0.30
0.30
V-19 V-20
0.25
0.20
0.25
0.20
V-18
V-18
3.60
12
0.60 0.600.60
0.60
0.60
5.60
0.30
0.30
0.60
0.30
3.96
0.30
0.25
3.75
4.54
4.54
4.54
4.54
4.54
4.54
P-11
1.60
0.30
3.10 1.25
0.25
1.60
0.30
3.10
1.25
P-11
0.25
1.29
0.25
0.80 0.80
0.50
2.22
1.24
7.14
1.60
3.05
3.05
3.15
6.97
6.97
6.97
6.97
0.30
Proyec. V
ola
do
1.20
P-06
1.25
V-2
6
1.25
V-2
6
1.25
V-2
6
1.25
V-2
6
P-09
V-1
5V
-1
6
V-26 V-26
V-24
V-23
V-23
V-23
V-23
V-23
P-13
V-21
V-22
V-25
1.10
1.75
0.80
Proy. Volado
0.55
Capacidad 30 Alumnos
Televisor (parte alta)
5.40
PZ-02PZ-02
Capacidad 30 Alumnos
Capacidad 30 Alumnos
Capacidad 30 Alumnos
Parquet en todas las
aulas del Primer
Nivel
Capacidad 30 Alumnos
Capacidad 30 Alumnos Capacidad 30 Alumnos
CL-02
CL-02
CL-02
CL-02
1.20
0.25
2.12
3.65
Tapa junta
P-11
P-11
P-11
P-06P-06
P-06P-06P-06
P-11
P-11
P-11
3.093.09
Capacidad 20 Alumnos
Capacidad 20 Alumnos
Capacidad 20 Alumnos
Capacidad 20 Alumnos
PZ-02
PZ-02
PZ-02
PZ-02
PASILLO
PA
SILLO
PASILLO
Piso Terrazo color gris
oscuro con láminas de
aluminio mínimo @ 1.20
m.
Piso Terrazo color gris
oscuro con láminas de
aluminio mínimo @ 1.20
m.
Piso Terrazo color gris
oscuro con láminas de
aluminio mínimo @ 1.20
m.
SS.HH.
P-08'
0.87
1.16
0.01
0.80
0.01
0.50
0.80
0.01
SS. HH. VARONES
0.32
0.85
0.25
0.60
0.25
0.25
0.65
0.15
Panel divisorio
Murete de e=0.10
Baranda (Ver detalle)
Baranda (Ver detalle)
DUCTO
0.77
0.25
0.60
0.25
0.15
Portañuelas de Inspección
de 0.60 x 1.00
0.40
0.25
DUCTO
0.77
0.25
0.60
0.25
0.15
Portañuelas de Inspección
de 0.60 x 1.00
0.40
0.25
0.45
0.45
0.45
0.15
DUCTO
Portañuelas de Inspección
de 0.65 x 1.00
0.15
5.40
PZ-01
Pizarra acrílica
4.80
PZ-03
Pizarra acrílica
3.80
PZ-03
PZ-03
PZ-03
0.65 1.60
0.65
M-02' P-10
Pasamano B
Pasamano A
DUCTO
DUCTO
CL-01
CL-01
CL-01
CL-01
CL-01CL-01
Parquet en todas las
aulas del Primer
Nivel
1.80
VC-01
Tapa junta
Mad. Cedro
Tapa junta
Mad. Cedro
Tapa junta
Mad. Cedro
Tapa junta
Mad. Cedro
Tapa junta
Mad. Cedro
Tapa junta
2.4
2.4
2.200.800.7
2
1.0
5
4.5
5
3.793.121.953.42
1.65
8.57
5.1
1.59 0.97 0.71
2.5
2.5
5.2
5
3.17
DINTEL
3.27
0.25
NPT = -0.15
2.552.90
P-2
0.15 1.8 0.25 1.5
0.8
2.0
5
DINTELP-3
0.80 2.40
NPT = ± 00.00
DINTEL
2.401.50
P-1
NPT = - 0.15
2.05
2.6
0.4
20.8
0.5
20.6
0.5
2
NPT = ± 00.00
1.26
3.8
NPT = ± 00.00
DINTELP-3
0.80 2.20 2.200.80
P-3 DINTEL
0.4
2.2
90.8
0.8
0.5
4
DINTELP-3
0.80 2.20 M
1.5
2.61
5.3
5.2
1.13 1.25 1.22 0.15
3.7
V
4.55
2.65
1.98
3.05
4.73
1.8
2.8
1.2
10.6
3.7
1.1
NPT = ± 00.00
DINTELP-3
DINTEL
DINTEL
0.80
P-3 DINTEL
2.20
0.90
P-4
2.20
0.90
P-4
2.20
0.66 2 0.55 0.8 1.25
NPT = ± 00.00
2.2
3.34
2.2
6
2.51
1.1
5
4.4
6
4.26
3.3
NPT = - 0.15
3.7
1.1
0.15
SU
BE
TU
B IM
PU
LS
ION
ø 1
" PV
C
3.85
1.51
1.85
CIS
TE
RN
A
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