El documento presenta información sobre conceptos básicos de análisis estructural y diseño de edificaciones. Explica métodos como el análisis estático, resistencia de materiales, cálculo de grados de hiperestaticidad. También cubre temas de predimensionamiento de elementos estructurales como losas, vigas, columnas y placas. Finalmente, incluye ejemplos de daños estructurales ocurridos en el Perú debido a sismos.

1. UNIVERSIDAD PRIVADA SAN PEDRO

2. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL FACULTAD DE INGENIERIA CURSO DE TITULACION AREA ESTRUCTURAS

4. “ CONFUCIO DECIA : TAN INUTIL ES APRENDER SIN MEDITAR, COMO ES PELIGROSO PENSAR SIN ANTES HABER APRENDIDO DE OTROS”.

5. “ TODO PROYECTISTA QUE DESCUIDE EL CONOCIMIENTO DE SUS PRINCIPIOS, ESTA EXPUESTO A GRAVES FRACASOS.” E. Torroja

6. ¿PARA QUE SIRVE LA ESTÁTICA ?

16. RESISTENCIA DE MATERIALES

20. ANALISIS ESTRUCTURAL CLASICO

21. CALCULO DE LOS GRADOS DE HIPERESTATICIDAD

22. ENERGÍA DE DEFORMACION INTERNA : ∫ TIPO DE ESTRUCTURA CONCEPTO ENERGÍA DE DEFORMACION (w) 1.Armaduras 2. Pórticos Fuerza Axial Fuerza Axial Flexión Corte Torsión S 2 L 2AE ʃ P 2 dx 2 AE ʃ M 2 dx 2 EI k ʃ V 2 dx 2 AG ʃ T 2 dx 2 JG

23. METODO DE HARDY CROSS RIGIDEZ COEFICIENTE DE DISTRIBUCION MOMENTO DE EMPOTRAMIENTO CONVENCION DE SIGNOS PARA LA DESIGNACION DE MOMENTOS

25. ANALISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

26. METODO DE FLEXIBILIDAD O DE LAS FUERZAS

27. METODO DE RIGIDEZ O DE LOS DESPLAZAMIENTOS

28. CARGAS

29. Cargas Gravitacionales

30. Carga de Viento

31. Sismo

32. Sismo = Fuerzas de Inercia

33. { kg / m } o { t / m } { kg / m2 } o { t / m2 } { kg } o { t }

34. IDEALIZACIONES ESTRUCTURALES

35. ESTRUCTURA REAL ESTRUCTURA IDEALIZADA ENFOQUE ELEMENTAL DE LAS ESTRUCTURAS

36. P +P/2 -P/2 PL/4 ENFOQUE ELEMENTAL DE LAS ESTRUCTURAS

37. ENFOQUE DE CONJUNTO DE LAS ESTRUCTURAS

42. CRITERIOS DE ESTRUCTURACION

43. CRITERIO CLASICO, MUY DEFICIENTE PARA UN PAIS ALTAMENTE SISMICO EL TECHADO ES EN LA LUZ MAS CORTA , PERO LAS COLUMNAS TIENEN UNA MAYOR INERCIA EN EL SENTIDO TRANSVERSAL

45. A B C D E PLANTA CON MUCHA RIGIDEZ EN EXTREMO Y CON REDUCCION DE LOSA EN PLANTA

46. AREA TECHADA AREA LIBRE PLANTA DE EDIFICIO CON APARENTE SIMETRIA

47. b h h b EN ESTRUCTURACION SE TIENEN QUE COLOCAR LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE MANERA QUE SEAN LO MAS RESISTENTE.

48. junta junta junta junta BLOQUE FLEXIBLE BLOQUE RIGIDO PLANTAS IRREGULARES QUE REQUIEREN JUNTAS SISMICAS

49. PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES GENERALIDADES

51. L a b Lx ( A ) ( B ) W a / L W b / L P = PESO DEL TABIQUE W = P/ (Lx ) Tabique PLANTA CARGA PRODUCIDA POR UN TABIQUE

52. 0.10 0.10 0.30 0.40 h Acero de temperatura Sección Transversal de Losa Aligerada 0.10 0.40 Vigueta Sección estructural

53. L1 L2 > L1 A B Eje de viguetas Doble vigueta cuando: L1= L2 L1 > 5m Aligerado unidireccional. Ejes portantes A y B

63. h h h h TIPOS DE VIGAS ( h = peralte de vigas ) PERALTADA NORMAL PERALTADA INVERTIDA PERALTADA NORMAL E INVERTIDA CHATA

71. LA VIVIENDA SISMORRESISTENTE

72. La vivienda sismorresistente Una vivienda sismorresistente de albañilería confinada de ladrillo está diseñada y construida para que sus muros resistan a los terremotos. Debe tener una forma simple y simétrica en planta. Sus muros resistentes deben estar muy bien construidos y siempre deben estar confinados por columnas y vigas de concreto armado. Losa aligerada Transmite toda la carga que tiene encima (su peso propio, el peso de los tabiques, muebles, personas) hacia los muros. Al estar unida con los muros permite que estos trabajen en conjunto cuando ocurra un sismo. Vigas y columnas de confinamiento Transmite al terreno las cargas de toda la estructura. Son elementos de concreto armado construidos alrededor de los muros. Muros Son los elementos más importantes de la estructura de albañilería. Sirven para transmitir toda la carga vertical de la losa aligerada a la cimentación y para resistir las fuerzas sísmicas. Los muros deben ser hechos de ladrillo macizo y estar confinados por vigas y columnas de concreto. Solamente los muros confinados resisten bien los sismos. Cimiento Transmite al terreno las cargas de toda la estructura. Sobrecimiento Transmite las cargas de los muros a la cimentación. Confina y protege a los muros del primer nivel.

84. NORMA TECNICA DE EDIFICACION E-030

85. ESCUELA NORMAL MARIANISTA LAS AMERICAS ACTUAL PABELLON “A” DE LA UPSP

86. ESCUELA NORMAL MARIANISTA LAS AMERICAS ACTUAL PABELLON “A” DE LA UPSP FALLA UNION VIGA - COLUMNA

87. SISMO DEL 31 DE MAYO DE 1970 CONJUNTO RESIDENCIAL TRABAJADORES DEL BANCO DE LA NACION (ACTUAL URBANIZACION MARISCAL LUZURIAGA) EDIFICIO DE ALBAÑILERIA SIN COLUMNAS NI VIGAS

88. SISMO DEL 31 DE MAYO DE 1970 MARCO DE PUERTA EN PIE

89. SISMO DEL 31 DE MAYO DE 1970 COLAPSO DE CONSTRUCCION DE ADOBE ESCUELA UBICADA EN PROLONGACION JOSE OLAYA

90. CASA DE BLOQUES DE CONCRETO AFECTADA POR COMPACTACION DIFERENCIAL Y DESPLAZAMIENTO LATERAL DE ARENA DE PLAYA LICUADAS – URB LA CALETA

91. Daños en un Colegio de Huaraz

92. RESTOS DE VIVIENDA AFECTADA POR INGRESO DE AGUA DEL MAR - AREQUIPA

93. APUNTALAMIENTO EN VIVIENDA PARA EVITAR COLAPSO MOQUEGUA

94. VIVIENDA CON PORTICOS FLEXIBLES Y MUROS CON LADRILLOS PANDERETA - MOQUEGUA

95. VIVIENDA CON PORTICOS FLEXIBLES Y MUROS CON LADRILLOS PANDERETA - MOQUEGUA

96. VIVIENDA CON PRIMER PISO COLAPSADO POR FLEXIBILIDAD DE PORTICOS Y AUSENCIA DE MUROS -TACNA

97. VIVIENDA CON PRIMER PISO COLAPSADO POR FLEXIBILIDAD DE PORTICOS Y AUSENCIA DE MUROS - TACNA

98. VIVIENDA COLAPSADA - TACNA

99. 1. GENERALIDADES Artículo 1 NOMENCLATURA

100. Artículo 2 Alcances Se aplica al diseño de todas las edificaciones nuevas, a la evaluación y reforzamiento de las existentes y a la reparación de las que resultaren dañadas por la acción de los sismos

103. CAPITULO 2. PARAMETROS DE SITIO Artículo 5 Zonificación ZONA 1 ZONA 2 ZONA 3 Zonas Sísmicas Norma 2003 Z=0.4 Z=0.3 Z=0.15

104. Artículo 6 Condiciones locales 6.1 Microzonificación sísmica Estudios de sitio a. Microzonificación sísmica b. Estudios de sitio

105. 6.2 Condiciones Geotécnicas Los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta las propiedades mecánicas del suelo, el espesor del estrato, el período fundamental de vibración y la velocidad de propagación de las ondas de corte a. Perfil tipo S 1 : Roca o suelos muy rígidos b. Perfil tipo S 2 : Suelos intermedios c. Perfil tipo S 3 : Suelos flexibles d. Perfil tipo S 4 : Condiciones excepcionales

106. (*) Los valores de Tp y S para este caso seran establecidos por el especialista, pero en ningún caso serán menores que los especificados para el perfil tipo S3 TABLA N°2 Parámetros de sitio Tipo Descripción Tp (s) S s1 Roca o suelos rígidos 0,4 1,0 s2 Suelos intermedios 0,6 1,2 s3 Suelos flexibles 0,9 1,4 s4 Condiciones excepcionales * *

107. Artículo 7 Factor de Amplificación Sísmica Se define por la siguiente expresión : C = 2,5 . ( Tp / T ) ; C ≤ 2,5 Este coeficiente se interpreta como el factor de la amplificación de la respuesta estructural respecto de la aceleración del suelo.

110. Distribución y Concentración En un edificio con resistencia bien distribuida, los elementos compartirán igualmente las cargas.

111. DENSIDAD DE LA ESTRUCTURA EN PLANTA Se define como el área total de todos los elementos estructurales verticales (columnas, muros, arriostres) dividida entre el área bruta del piso. En los edificios construidos en siglos pasados el tamaño y la densidad de los elementos estructurales son bastantes mayores que los de los edificios actuales. El factor principal que da a los edificios antiguos cierto grado de resistencia sísmica, usualmente es su configuración.

114. CATEGORIAS DE EDIFICACIONES EDIFICACIONES ESENCIALES. EDIFICACIONES IMPORTANTES. EDIFICACIONES COMUNES. EDIFICACIONES MENORES. Se presenta una mayor exigencia en la categorización de las edificaciones como centros educativos y hospitales, debido a que su función no debe interrumpirse inmediatamente después del sismo. ARTICULO 10

115. EDIFICACIONES ESENCIALES : FACTOR U : 1,5

116. EDIFICACIONES IMPORTANTES : FACTOR U : 1,3

117. EDIFICACIONES COMUNES : FACTOR U : 1,0

118. EDIFICACIONES MENORES : FACTOR U : (*)

119. “ Estructuras Regulares ” Se diseña en 2 direcciones ortogonales Artículo 11 Concepción Estructural Sismorresistente

121. IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN ALTURA

123. Sin daños daños

126. Irregularidad de Masa “Se considera que existe irrregularidad de masa cuando la masa de un piso es mayor que el 150% de la masa de un piso adyacente. No es aplicable en azoteas.” Se busca distribución uniforme de la masa como requisito para conseguir una adecuada respuesta sísmica. En los pisos que tienen mayor masa la fuerza sísmica es también mayor. Esta condición es más grave cuando la concentración de la masa ocurre en los últimos pisos ocasionando momentos de volteo.

127. Irregularidad Geométrica Vertical “La dimensión en planta de la estructura resistente a cargas laterales es mayor que 130% de la correspondiente dimensión en un piso adyacente. No es aplicable en azoteas ni en sótanos”. Los tres más comunes son: -Los requisitos de zonificación en que los pisos superiores se escalonan hacia atrás para conservar la luz y el aire en los lugares adyacentes. - L os requisitos de programa cuando se necesitan pisos más pequeños a niveles más altos, y - L os requisitos de estilo relacionados con la forma volumétrica del edificio.

128. Discontinuidad en los Sistemas Resistentes “Desalineamiento de elementos verticales, tanto por un cambio de orientación, como por un desplazamiento de magnitud mayor que la dimensión del elemento.” Es importante que las fuerzas sigan trayectorias regulares y directas a través de líneas de resistencia continuas hasta alcanzar la cimentación. Estas líneas de resistencia las proporcionan los elementos verticales sismorresistentes. S e puede incluir la irregularidad impuesta por los muros de corte discontinuos, lo cual requiere suficiente rigidez de la losa para transmitir los esfuerzos de corte del muro hacia los elementos verticales del nivel inferior

129. REDUCCIONES BRUSCAS INDESEABLES DE LAS DIMENSIONES DE LA PLANTA EN PISOS SUPERIORES DE EDIFICIOS

130. IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN PLANTA

131. Irregularidad Torsional “Se considerará sólo en edificios con diafragmas rígidos. En cada una de las direcciones de análisis, el desplazamiento relativo máximo entre dos pisos consecutivos es mayor que 1.3 veces el desplazamiento relativo de los centros de masas.” Esta verificación no puede efectuarse sin antes haber llevado a cabo el análisis sísmico. Se ha observado que la torsión en planta constituye una de las causas comunes de colapsos, principalmente en edificaciones de planta rectangular con muros en tres lados del perímetro.

132. FORMAS ASIMETRICAS EN PLANTA QUE SON INDESEABLES POR TENDER A PRODUCIR VIBRACION TORSIONAL

133. Esquinas Entrantes “La configuración en planta y el sistema resistente de la estructura, tienen esquinas entrantes, cuyas dimensiones en ambas direcciones, son mayores que el 20% de la correspondiente dimensión total en planta.” Las configuraciones con esquinas entrantes plantean dos problemas: - Se produce una concentración local de esfuerzos en la esquina entrante, - L a torsión. Se produce porque el centro de masa y el centro de rigidez no pueden coincidir geométricamente para todas las posibles direcciones de un sismo. Esto provoca rotación, que tenderá a distorsionar la forma.

134. PLANTAS CON ESQUINAS ENTRANTES INDESEABLES

135. Discontinuidad del Diafragma “Diafragma con discontinuidades abruptas o variaciones en rigidez, incluyendo áreas abiertas mayores a 50% del área bruta del diafragma. La rigidez de un diafragma con discontinuidades abruptas o aberturas significativas puede ser insuficiente para redistribuir la carga horizontal, durante un sismo, de elementos estructurales más débiles o dañados del edificio hacia los elementos más fuertes o hacia aquéllos que sufren menor daño.

136. SE CLASIFICAN LOS MATERIALES Y EL SISTEMA DE ESTRUCTURACION SR PREDOMINANTE EN CADA EN CADA DIRECCION. SE USA UN COEFICIENTE DE REDUCCION DE LA FUERZA SISMICA (R) Artículo 12 Sistemas Estructurales

137. Coeficiente de Reducción “R”

138. Artículo 13 Categoría , Sistema estructural y Regularidad de la edificaciones

139. Sistemas inestables de muros cr cr cr

140. Sistemas estables de muros cr cr cr

141. El criterio más importante es la seguridad de las personas

142. Edificios con rótulas en vigas (es lo deseable)

143. Edificios con rótulas en columnas (no es lo deseable)

144. Sismo = Fuerzas laterales

145. Respuesta espectral

146. PROCESO CICLICO DEL ANALISIS Y DISEÑO ANALISIS ESTRUCTURAL DISEÑO PRELIMINAR DISEÑO FINAL DISEÑO ESTRUCTURAL CALCULO DE  i  i <  máx.  i <  máx. Ci = mínimo si no

147. EL INGENIERO ESTRUCTURAL SE PUEDE DEFINIR HACIENDO UNA SIMILITUD CON MIGUEL ANGEL: “ LIBERAR AL DAVID QUE ESTA DENTRO DEL BLOQUE DE MARMOL.” ASI, LA LABOR DEL INGENIERO ES ENCONTRAR EL ESQUELETO RESISTENTE DENTRO DEL VOLUMEN PLANTEADO.

149. ...Y A VECES, EL PROCESO DE DISEÑO ES MUY INNOVADOR Y ES FACIL DISTINGUIR ARQUITECTURA DE LA INGENIERIA ESTRUCTURAL ING. ESTRUCTURAL

150. MUCHAS GRACIAS ...