2.2 Overview of Cloud Computing
2.2.7 Comparisons with Related Technologies
OCUPACIÓN O USO CARGAS REPARTIDAS kPa (kgf/m2)
Hoteles
Cuartos 2,0 (200)
Salas públicas De acuerdo a lugares de asamblea
Almacenaje y servicios 5,0 (500)
Corredores y escaleras 4,0 (400)
Lugares de Asamblea
Con asientos fijos 3,0 (300)
Con asientos movibles 4,0 (400)
Salones de baile, restaurantes, museos,
gimnasios y vestíbulos de teatros y cines. 4,0 (400)
Graderías y tribunas 5,0 (500)
Corredores y escaleras 5,0 (500)
Oficinas
Exceptuando salas de archivo y
computación 2,5 (250)
Salas de archivo 5,0 (500)
Salas de computación 2,5 (250)
Corredores y escaleras 4,0 (400)
3.4.2 CARGAS MUERTAS (D).
El metrado de cargas muertas (CM) considera el peso real de los materiales que conforman la estructura, y de los que deberá soportar la misma, estos pesos están calculados en base a pesos unitarios, lo cuales cumplen con lo especificado en la Norma y se muestran a continuación:
Elementos de concreto armado : 2.40 Tn/m3 Losas aligeradas de 0.20 m : 300 Kg./m2 Pisos terminados de 0.05 m : 100 Kg/m2 Unidades de Albañilería : 1800 Kg/m3
3.4.3 COMBINACIONES BASICAS DE CARGAS MAYORADAS.
Siguiendo las indicaciones del RNE en la Norma de Concreto Armado E-060 (Capitulo 10 requisitos generales de Resistencia y de Servicio), se cumple con lo siguiente:
• La resistencia requerida (U) para cargas muertas (CM), vivas (CV) y de sismo (CS) deberá ser como mínimo:
U = 1,5 CM + 1,8 CV U = 1,25 (CM + CV ± CS) U = 0,9 CM ± 1.25 CS
3.5 ANALISIS ESTRUCTURAL. 3.5.1 GENERALIDADES.
El análisis estructural, se efectuará mediante el programa ETABS V-9.0.0”, software diseñado por la compañía Computers and Estructures Inc. de Berkeley California. Estos programas utilizan para el análisis estructural el método de Rigidez Matricial y el método de Análisis por Elementos Finitos.
Para el desarrollo del análisis estructural es necesario tener en cuenta los siguientes datos: a) La geometría del edificio.
b) Las características y dimensiones de los elementos estructurales que hacen parte del sistema sismo-resistente, a saber: vigas, columnas y muros estructurales.
c) Las características de los materiales a usar en los diferentes elementos estructurales. d) Las cargas verticales que soportarán los diferentes elementos.
e) Las cargas horizontales (fuerzas sísmicas) de la edificación obtenidas, para este caso específico, usando el método de la fuerza horizontal equivalente.
Para el análisis estructural y el cálculo de los elementos mecánicos que actúan en los diferentes elementos resistentes de concreto armado, este edificio se ha modelado como un sistema de pórticos planos conectados por diafragmas rígidos en sus planos dispuestos horizontalmente en cada uno de los pisos de la construcción; así como la consideración de elementos tipo SHELL (muros de corte) dispuestos verticalmente en los ejes correspondientes según la configuración estructural.
Para calcular el peso total de la edificación en el análisis sísmico, se ha considerado el peso propio de los elementos estructurales y no estructurales, con un 25% de las cargas vivas prescritas por la Norma Técnica de Cargas del Reglamento Nacional de Edificaciones.
Los sistemas aporticados planos del edificio se han modelado como estructuras reticulares conformadas por barras compuestas por columnas y vigas de concreto armado cuyas conexiones se consideran en los software empleados como brazos rígidos.
3.5.2 ANALISIS PARA CARGAS VERTICALES DE GRAVEDAD.
Para el cálculo de las cargas verticales de gravedad que toma cada una de las vigas de los diferentes pórticos del edificio se aplicó el método de las áreas de influencia, tomando en cuenta el sentido del armado de las losas de piso en cada uno de los niveles de la construcción.
Para el análisis de los pórticos sujetos a la acción de las cargas verticales de gravedad se han considerado diferentes combinaciones de cargas permanentes y sobrecargas que permitan calcular los momentos flexionantes máximos (positivos y negativos), en los diferentes nudos de la estructura.
Todos los análisis estáticos se realizaron para las cargas de servicio (permanentes y sobrecargas) del edificio. Con los resultados de los análisis de la estructura tridimensional, y considerando los factores de carga que se aplican en el diseño por Resistencia Ultima el programa calcula y grafica los diagramas de envolventes de fuerzas cortantes y momentos flexionantes en cada una de los elementos estructurales, asignándole los factores de combinación de carga que exige la Norma Peruana.
Las columnas y los muros de corte del edificio se han considerado empotrados en sus bases. Esta simplificación se justifica teniendo en cuenta que la rigidez en flexión de la cimentación (Platea de Fundación con Vigas de Cimentación) es mucho mayor que el de las columnas.
(*) Los cálculos de metrados de cargas verticales de gravedad del Bloque se presentan en el Anexo 3.
3.6 ANALISIS SISMICO ESTATICO.
3.6.1 CALCULO DE LA CORTANTE BASAL.
Según la Norma Sismorresistente E-030 (Articulo 17), la fuerza cortante total en la base de la estructura, correspondiente a la dirección considerada se determina por la siguiente expresión:
Donde:
Z: Factor de Zona
U: Factor de uso o importancia S: Factor de suelo
C: Coeficiente de amplificación sísmica
R: Coeficiente de reducción de solicitaciones sísmicas P: Peso total de la edificación
Considerando para C/R un valor mínimo de 0.125 (parámetro que se cumple en el diseño) Para efectos del cálculo tenemos:
• De acuerdo a la zonificación realizada en todo el territorio nacional el Cusco pertenece a una Zona 2, correspondiéndole un valor de Z = 0.30 g.
• Según la categoría de las edificaciones, la estructura es de tipo C, con un factor de uso U = 1.00.
• De acuerdo al estudio de mecánica de suelos, la zona de interés muestra un suelo Arcillo limoso (CL), el cual puede ser clasificado como un suelo flexible o con estrato de gran espesor (perfil tipo S3) y según la norma E-030 le corresponde un valor S = 1.40.
• El factor de amplificación dinámica respecto a la aceleración en la base (C), cuyo valor esta dado por la siguiente expresión:
Donde:
Tp: Periodo que define la plataforma para cada tipo de suelo
T: Periodo fundamental de la estructura para el análisis estático o periodo de un modo en el
análisis dinámico. Siendo Tp = 0.90 s Considerando:
Resulta T = 0.38 Entonces C= 2.5
• El factor de reducción por ductilidad para estructuras regulares duales conformadas por una combinación de pórticos y placas de concreto armado, es R = 7.0 para estructuras regulares. Para estructuras irregulares el valor de R debe ser tomado como ¾ de R.
• Con todos los factores hallados para el cálculo de la Cortante Basal, se tiene: V = 446.18 TN
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∗
=
T
Tp
C
2.5
C≤2.5
P
R
ZUCS
V
=
∗
Ct
hn
T
=
Cuadro de resumen:
PARAMETRO DESCRIPCION VALORES NORMA E.030
Z Zona 2 (Cusco) 0.30 Tabla Nº 1
U Edificación para vivienda( categoría C) 1.00 Tabla Nº 3
S Suelo flexibles ( S3 ) 1.40 Tabla Nº 3
R Estructura de Concreto Armado-Dual (7) 7.00 Tabla Nº 6
Tp Factor que depende de S 0.90 Tabla Nº 3
hn Altura toral de la edificación en mts 17.30
CT Coeficiente para estimar el periodo fundamental ( pórticos) 45.00 Item 17.2 a
T Periodo fundamental de la estructura 0.38 Item 17.2 a
C calculado Factor de amplificación sísmica 5.85 Articulo 7
C asumido Factor de amplificación sísmica 2.50 Articulo 7
C/R Es mayor que 0.125 0.84 Item 17.3
K Coeficiente de proporcionalidad 0.15
P (Tn) Peso total de la edificación 2,974.55
V (Tn) Fuerza cortante en la base de la estructura 446.18 Item 17.3
3.6.2 DISTRIBUCION DE LA FUERZA SISMICA EN ALTURA.
Según la Norma E.030, si el período fundamental (T) es mayor que 0.7 segundos, una parte de la fuerza cortante V, denominada Fa, deberá aplicarse como fuerza concentrada en la parte superior de la estructura. Esta fuerza Fa se determinará mediante la expresión:
V
V
T
Fa=0.07
×
≤0.15
Donde el período T en la expresión anterior será el mismo que el usado para la determinación de la fuerza cortante en la base.
El resto de la fuerza cortante, es decir V – Fa se distribuirá entre los distintos niveles, incluyen el último, de acuerdo a la siguiente expresión:
(V
Fa)
h
P
h
P
F
n j j j i i i−
×
×
=
∑
=1 Donde:Fi = fuerza cortante del entrepiso i. Pi = peso correspondiente al entrepiso i.
hi = altura del nivel i con relación al nivel del terreno.
Pi hi = sumatoria del producto de los pesos y las alturas.
En este proyecto el período fundamental es 0.38 segundos, por lo que la distribución de la fuerza sísmica se basará en la expresión:
V
h
P
h
P
F
n j j j i i i∑
=×
×
=
1La distribución de la fuerza sísmica en cada uno de los niveles de la edificación actuando independientemente en las dos direcciones principales, X e Y, y considerando el total de la fuerza sísmica en cada caso, se muestra en los anexos.
• La distribución de la Fuerza del Cortante Basal en altura de la estructura se muestra en el siguiente cuadro y se adjunta su respectivo grafico.