Análisis estructural conjunto habitacional Bizet

MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL CONJUNTO HABITACIONAL “BIZET”
SEMINARIO DE METODO DE ANALISIS Y DISEÑO AVANZADO DE
ESTRUCTURAS ASISTIDOS POR COMPUTADORA
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
UNIDAD TECAMACHALCO
TESINA PARA TITULACIÓN
MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL
CONJUNTO HABITACIONAL “BIZET”
PRESENTA:
LUIS MANUEL JUÁREZ OCHOA
Boleta. 2010380563
Diciembre 2016
SINODALES:
M. EN C. OSCAR BONILLA MANTEROLA
ING. ARQ. GUSTAVO AVILA VAZQUEZ

MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL CONJUNTO HABITACIONAL BIZET 1
AGRADECIMENTOS
Agradezco a Dios por permitirme terminar una etapa llena de esfuerzo,
aprendizaje, experiencias y de personas que en tan poco tiempo se convirtieron
en alguien muy importante en mi vida. Una etapa que concluye en lo personal
como una meta lograda y como una promesa cumplida a las personas que confiaron
en mí y me brindaron su cariño y apoyo.
Agradezco a mis padres por apoyarme, aconsejarme, confiar en mí y en mis
decisiones. Me enseñaron a lograr lo que me proponga, a nunca bajar los brazos y
dar lo mejor de mí en todo lo que haga. Me han demostrado que si trabajo en lo
que me gusta, lo disfrutare en todo momento y hare las cosas bien sin importar lo
difícil que puedan ser. Me han mostrado que con humildad y dedicación alcanzare
las metas que me proponga en la vida. Pero sobre todo les agradezco todo su cariño
que me han dado toda la vida, porque ese cariño es como el motor que me empuja
a seguir adelante y nunca fallarles.
Agradezco a mis abuelos por darme ese amor incondicional, por tenerme paciencia
y solapar todas mis locuras. Te agradezco abuelo porque siempre fuiste y serás un
gran ejemplo de ser humano en mi vida y aunque no estés conmigo físicamente
viendo cumplir esta meta, sabes que este logro también es tuyo y espero te sientas
tan orgullo de mi como yo lo estoy siempre de ti. Te agradezco abuela por ser una
imagen materna llena de mucho amor hacia mí, porque siempre estuviste al
pendiente de mi como si fuera tu propio hijo, porque nunca me hiciste sentir solo
y me defendías de todos sin importar quien fuera o si yo estaba mal.
A ustedes papas y abuelos les dedico este logro, porque sin ustedes no podría
haberlo logrado. Gracias por todo y los amo mucho.
Agradezco también a mi colega Paco por todo lo que me enseñaste en la carrera,
por apoyarme cuando lo necesitaba y sobre todo por ser mi amigo, te quiero
hermano. A mi novia Karen porque apareciste en mi vida cuando menos lo
esperaba, porque compartí contigo muchas experiencias, aprendimos cosas
nuevas, nos motivamos y sufrimos juntos, porque eras la que me aterrizaba cuando
volaba, porque aunque no pensamos igual todo el tiempo y teníamos nuestras
diferencias, las cosas nos salían bien simplemente porque estábamos juntos. En
especial le agradezco a la vida, porque ahora comparto contigo un logro muy
importante como lo eres y serás tú en mi vida.

INDICE
1 Introducción
2 Descripción del Proyecto Arquitectónico
2.1 Datos del Proyecto
2.2 Descripción del Proyecto
2.3 Resumen de Áreas de Proyecto
2.4 Planos arquitectónicos
2.5 Descripción del Proyecto Estructural
3 Normatividad
3.1 Clasificación
3.2 Criterios de Diseño Estructural
3.3 Acciones Permanentes
3.4 Acciones Variables
3.5 Acciones Accidentales
3.6 Cimentación
4 Análisis de Cargas
5 Modelo Estructural
5.1 AutoCAD
5.2 Staad Pro V8i
5.3 Propiedades y Secciones
5.4 Soportes
5.5 Losa de Cimentación
5.6 Zapatas Corridas
5.7 Cargas
6 Análisis Estructural
6.1 Desplazamientos
6.2 Momentos y Cortantes
6.2.1 Contratrabes
6.2.2 Trabes
6.2.3 Losa de cimentación
6.2.4 Muros de Contención
6.2.5 Mampostería
7 Diseño Estructural
7.1 Trabes
7.2 Columnas
7.4 Zapata Corrida
7.5 Muros de Contención
8 Conclusión

1 INTRODUCCION
El análisis estructural de un proyecto arquitectónico es un proceso por el cual se
conoce el comportamiento del edificio ante diferentes fenómenos físicos que
actúan sobre él. La característica principal de este análisis es determinar mediante
fórmulas la capacidad de carga de los elementos estructurales que forman parte
del edificio, como son columnas, trabes, castillos, muros, losas y zapatas.
El interés de este trabajo es realizar el análisis estructural de un edificio de
departamentos, para conocer su comportamiento ante las acciones que se puedan
presentar durante su funcionamiento, como puede ser un sismo, la fuerza del
viento, la resistencia del suelo, una sobrecarga, etc. Además, verificar que el
edificio cumple con las normas y reglamentos correspondientes como el
Reglamento de Construcción del Distrito Federal y sus Normas Técnicas
Complementarias. Y por último diseñar el armado de las secciones estructurales
propuestas en el proyecto arquitectónico, conforme a los resultados obtenidos en
el análisis estructural.
Para el análisis del edificio utilizaremos un método más novedoso como es el uso
de softwares como AutoCAD, STAAD.pro V8i y Excel. En AutoCAD identificaremos
los elementos estructurales en los planos arquitectónicos y dibujaremos parte del
volumen de la estructura, en STAAD.pro V8i terminaremos el volumen de la
estructura, asignaremos dimensiones de los elementos, añadiremos cargas y
realizaremos el análisis de toda la estructura del edificio, y por último en Excel
con los resultados del análisis diseñaremos el armado de los elementos
estructurales.
El objetivo de este procedimiento es demostrar que gracias a diversos programas
podemos realizar un análisis estructural más rápido, más exacto, más
representativo y más detallado. Y que hoy en día la tecnología es una herramienta
muy útil en los trabajos de ingeniería y arquitectura sin importar la rama que se
trate, como en este caso el Proyecto Estructural.

DESCRIPCION DEL PROYECTO ARQUITECTONICO 4
DESCRIPCION DEL PROYECTO
ARQUITECTONICO

2 DESCRIPCION DEL PROYECTO ARQUITECTONICO
2.1 DATOS DEL PROYECTO
NOMBRE DEL PROYECTO: CONJUNTO HABITACIONAL “BIZET”
UBICACIÓN: JORGE BIZET No. 43,
COL. VALLEJO, C.P. 07870,
DELEG. GUSTAVO A. MADERO
ZONIFICACIÓN DE USO DE SUELO: HC/3/30/M
COEFICIENTE DE OCUPACIÓN DE SUELO (COS).
COS = 1 - 0.3 = 0.70
SUP. DE DESPLANTE = 500 (0.70) = 350 M2
COEFICIENTE DE UTILIZACIÓN DE SUELO (CUS).
CUS = 3 Niveles (COS) = 3 (0.70) = 2.10
SUP. MÁXIMA DE CONSTRUCCIÓN = 500.00 M2 (2.10) = 1050.00 M2
MEDIDAS Y COLINDANCIAS DEL PREDIO
AL NORTE 25.00 MTS. CON LOTE 9.
AL SUR 25.00 MTS. CON LOTE 15.
AL ORIENTE 20.00 MTS. CON LOTE 16.
AL PONIENTE 20.00 MTS. CON CALLE BIZET.
CROQUIS DE LOCALIZACION

2.2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
EL PROYECTO CONSISTE EN UN EDIFICIO DE 10 DEPARTAMENTOS, RESUELTO EN UN
SEMISOTANO, PLANTA BAJA Y DOS NIVELES, Y LAS AREAS QUE CONFORMAN CADA
NIVEL SE DESCRIBEN A CONTINUACION:
SEMISOTANO. -
ACCESO VEHICULAR, COCHERA CON 10 CAJONES DE CAPACIDAD, ESCALERAS,
RAMPA, ANDADORES Y JARDINES
PLANTA BAJA. -
ACCESO PEATONAL, ACCESO VEHICULAR, COCHERA CON 10 CAJONES DE
CAPACIDAD, CASETA DE VIGILANCIA, BASURA, ESCALERAS, ANDADORES,
VESTIBULO, DEPARTAMENTOS 1 Y 2, CON CAPACIDAD DE 7 PERSONAS POR
DEPARTAMENTO, Y CUENTAN CON: SALA-COMEDOR, COCINA, AREA DE SERVICIO,
BAÑO, REACAMARA 2 CON CLOSET, RECAMARA 3 CON CLOSET Y RECAMARA
PRINCIPAL CON VESTIDOR Y BAÑO.
PLANTA 1ER. NIVEL. -
ESCALERAS, ANDADOR, DEPARTAMENTOS 3 Y 4, CON CAPACIDAD DE 5 PERSONAS
POR DEPARTAMENTO, Y CUENTAN CON: VESTIBULO, SALA-COMEDOR, COCINA, AREA
DE SERVICIO, BAÑO, RECAMARA 2 CON CLOSET Y RECAMARA PRINCIPAL CON
VESTIDOR Y BAÑO; DEPARTAMENTOS 5 Y 6, CON CAPACIDAD DE 7 PERSONAS POR
PLANTA 2DO. NIVEL. -
ESCALERAS, ANDADOR, DEPARTAMENTOS 7 Y 8, CON CAPACIDAD DE 5 PERSONAS
POR DEPARTAMENTO, Y CUENTAN CON: VESTIBULO, SALA-COMEDOR, COCINA, AREA
DE SERVICIO, BAÑO, RECAMARA 2 CON CLOSET Y RECAMARA PRINCIPAL CON
VESTIDOR Y BAÑO; DEPARTAMENTOS 9 Y 10, CON CAPACIDAD DE 7 PERSONAS POR
PLANTA AZOTEA. –
AREA DE TINACOS Y ESCALERAS.

2.3 RESUMEN DE ÁREAS DE PROYECTO
SUP. TERRENO 500.00 m2
SUP. DESPLANTE 340.36 m2
SUP. VOLADOS P.B. 3.58 m2
SUP. LIBRE 159.64 m2
SEMISOTANO 158.97 m2
TOTAL PLANTA BAJA + VOLADOS 343.94 m2/CONSTRUCCION
TOTAL PLANTA 1ER NIVEL 337.84 m2/CONSTRUCCION
TOTAL PLANTA 2DO NIVEL 337.84 m2/CONSTRUCCION
TOTAL PLANTA AZOTEA 22.50 m2/CONSTRUCCION
TOTAL S.N.B. 1042.12 m2/CONSTRUCCION
TOTAL B.N.B. 158.97 m2/CONSTRUCCION
TOTAL DE CONSTRUCCION 1201.09 m2/CONSTRUCCION
PERSPECTIVA FACHADA PRINCIPAL

2.4 PLANOS ARQUITECTONICOS
PLANTA SEMISOTANO

PLANTA BAJA

PLANTA 1ER NIVEL

PLANTA 2DO NIVEL

PLANTA AZOTEA

PLANTA CONJUNTO

CORTE LONGITUDINAL A – A’
CORTE LONGITUDINAL B – B’

CORTE LONGITUDINAL C – C’
CORTE TRANSVERSAL D – D’

CORTE TRANSVERSAL E – E’
FACHADA PRINCIPAL

2.5 DESCRIPCION DEL PROYECTO ESTRUCTURAL
La estructura del edificio es a base de columnas, trabes, muros de contención y
losas de concreto armado en la parte de cimentación y planta baja. Y en los niveles
superiores, la estructura es a base de muros de carga de block de concreto,
reforzados con castillos y trabes de cerramiento de concreto armado.
A continuación, se describe de manera general la estructura del edificio:
a) CIMENTACIÓN
 Concreto armado de f’c=250kg/cm2 en miembros estructurales tales
como losa, contratrabes, trabes, muros de contención, dados y zapatas
corridas; acero de refuerzo f’y=4200 kg/cm2.
b) PLANTA BAJA
 Trabes y columnas de concreto f’c=250kg/cm2 y acero de refuerzo de
f’y=4200 kg/cm2.
 Muros de block de mortero-cemento-arena, con castillos y dalas de
concreto armado de f’c=250kg/cm2 y acero de refuerzo de f’y=4200
kg/cm2.
c) LOSA ENTREPISOS Y AZOTEA
 Losa maciza de concreto f’c = 250 kg/cm.2 y acero de refuerzo f´y= 4200
kg/cm2
 Muros de block de mortero-cemento-arena de 40 cm. X 20 cm. X 12 cm.
Con castillos y dalas de concreto armado de f’c = 250 kg/cm.2 y acero de
refuerzo f´y = 4200 kg/cm2. Acabado aplanado rustico de mortero,
cemento, arena y una capa de pintura.

NORMATIVIDAD 18
NORMATIVIDAD

NORMATIVIDAD 19
3.0 NORMATIVIDAD
Para garantizar la seguridad estructural del proyecto, nos basaremos en los
reglamentos y normas que rigen sobre el tipo de construcción, zona en la cual está
ubicado el proyecto y material del que está hecha la estructura. Todo para poder
realizar un correcto análisis de los elementos que conformaran la estructura del
edificio.
3.1 CLASIFICACION. (CAP. I, ART. 139 RCDF)
Las construcciones se clasifican según el uso del inmueble y el riesgo que puedan
representar a la sociedad en caso de una catástrofe urbana. Por ejemplo, no es lo
mismo un hospital a un edificio de oficinas. La importancia es diferente y ese valor
es el que clasifica un edificio de otro.
Entonces decimos que las construcciones se dividen en 2 grupos:
Grupo A: Hospitales, escuelas, terminales de transporte, estaciones de
bomberos, centrales eléctricas y de telecomunicaciones, estadios,
depósitos de sustancias flamables y toxicas, museos y edificios que alojen
archivos y registros públicos de particular importancia.
Grupo B: Viviendas, oficinas, locales comerciales, hoteles, construcciones
comerciales e industriales que no alojen sustancias flamables y toxicas.
A su vez el Grupo B se subdivide en:
Grupo B1:
 Edificios de más de 30 m de altura o con más de 600 m2 de área total
construida, ubicados en Zona I y II.
 Edificios de más de 15 m de altura o con más de 300 m2 de área total
construida, ubicados en Zona III.
 Edificios que tengan locales de reunión que puedan alojar más de 200
personas.
 Salas de espectáculo.
 Anuncios autosoportados, anuncios en azotea y estaciones
repetidoras de comunicación celular y/o inalámbrica.
Grupo B2: Las demás edificaciones de este grupo.

NORMATIVIDAD 20
3.3 CRITERIOS DE DISEÑO ESTRUCTURAL (CAP III, ART. 146 – 159 RCDF)
ESTADOS LIMITE
Toda estructura es capaz de soportar diferentes combinaciones de fuerzas en un
momento dado durante un tiempo determinado y con una intensidad especifica.
Pero cada estructura tiene un límite de resistencia a dichas fuerzas, y se le conoce
como Estado Límite.
El estado límite de la estructura se divide en 2 tipos:
ESTADO LIMITE DE FALLA
Se considera como Estado Límite de Falla cualquier situación que corresponda el
agotamiento de la capacidad de carga de la estructura, es decir, es el límite de
carga que es capaz de soportar la estructura.
Entonces al momento de obtener la resistencia de la estructura a cualquier tipo
de combinación de acciones que actúe cobre ella, deberá multiplicarse por un
porcentaje, que debe dar como resultado una resistencia mayor a un posible
estado límite de falla. Este porcentaje se conoce como Factor de Carga.
Las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño
Estructural de las Edificaciones establecen los factores de carga según el tipo de
combinación de acciones sobre la estructura, estos factores de carga son:
Acciones Permanentes + Acciones Variables Grupo A
Fc = 1.5
Acciones Permanentes + Acciones Variables Grupo B
Fc = 1.4
Acciones Permanentes + Acciones Variables + Acciones Accidentales
Fc = 1.1
ESTADO LIMITE DE SERVICIO
Se considerará como Estado Limite de Servicio la ocurrencia de desplazamientos,
agrietamientos, vibraciones o daños que afecten el correcto funcionamiento de la
edificación, pero que no perjudiquen su capacidad para soportar cargas, es decir,
la estructura es capaz de resistir desplazamientos, deformaciones y vibraciones sin
que afecte la resistencia de la misma, pero al igual que el estado límite de falla,
todo desplazamiento o deformación tiene un límite, y Las Normas Técnicas
Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las
Edificaciones establecen ese límite de servicio:

NORMATIVIDAD 21
Para desplazamientos verticales:
(Claro critico/204) + 5mm. Siempre y cuando exista apoyo. (Muros de carga)
(Claro critico/480) + 5mm. Siempre y cuando no exista apoyo.
(Claro critico/480) + 5mm x 2. Voladizos
Para desplazamientos horizontales:
Altura entrepiso/500. Muros que no resisten desplazamientos.
Altura entrepiso/250. Muros que si resisten desplazamientos.
ACCIONES DE DISEÑO
Al realizar un análisis estructural, se deben considerar todas las cargas que van a
actuar sobre la estructura, estas cargas se les conoce como Acciones de Diseño, y
varían según su intensidad y durabilidad. Las más comunes son:
 Cargas muertas
 Cargas vivas
 Sismo
 Viento
Esta última (viento), se toma en cuenta únicamente cuando la fuerza producida
sobre la estructura sea muy significativa, las demás se deben considerar siempre
al momento de realizar el cálculo estructural.
Así mismo existen otras fuerzas no muy comunes pero que si se presentan, deben
considerarse al momento de diseñar. Estas son:
 Empujes de tierras y líquidos
 Cambios de temperatura
 Contracciones de los materiales
 Hundimientos de los apoyos
 Funcionamiento de maquinaria no considerada en el calculo
Estas acciones se clasifican en 3 categorías, y dependen del tiempo de duración de
la fuerza sobre la estructura:
 Acciones Permanentes: carga muerta, empuje estático de suelos y
líquidos, deformaciones, desplazamientos, etc.
 Acciones Variables: carga viva, efectos de temperatura, deformaciones
impuestas, funcionamiento de maquinaria y equipo, etc.
 Acciones Accidentales: sismo, viento, granizo, explosiones, incendios,
y otros fenómenos que puedan presentarse en casos extraordinarios.

NORMATIVIDAD 22
3.3 ACCIONES PERMANENTES
CARGAS MUERTAS. (CAP IV, ART. 160)
Se consideran cargas muertas al peso que se ejerce sobre una estructura de manera
permanente y que difícilmente cambia con el tiempo. Las cargas muertas son el
peso propio de la estructura, los acabados, el empuje de suelos y elementos que
difícilmente cambiaran de posición como tanques elevados, tinacos, antenas, etc.
Para determinar el peso de diseño para emplear en el cálculo estructural, se tiene
que utilizar las dimensiones de los elementos estructurales y los pesos unitarios de
los materiales. A esto se le conoce como Análisis de Cargas.
Piedras Naturales
Materiales
Peso Volumétrico
Máximo (Ton/m3
) Mínimo (Ton/m3
)
Arsénicas 2.50 1.80
Basaltos 2.60 2.40
Granito 2.60 2.40
Mármol 2.80 2.50
Pizarras 2.80 2.30
Tepetates Secos 1.60 0.75
Saturados 1.90 1.30
Tezontles Secos 1.20 0.70
Saturados 1.60 1.10
Piedras Artificiales
Materiales
Peso Volumétrico
Máximo
(Ton/m3
)
Mínimo
(Ton/m3
)
Concreto Simple
Clase I 2.30 2.10
Clase II 2.10 1.90
Concreto Reforzado
Clase I 2.40 2.20
Clase II 2.20 2.00
Mortero Cal-Arena 1.80 1.5
Mortero Cemento-Arena 2.10 1.9
Tabique de Barro hecho a mano 1.50 1.3
Tabique prensado o extruido 2.10 1.6
Bloque de concreto pesado 2.10 1.9
Bloque de concreto peso
intermedio
1.7 1.3
Bloque de concreto ligero 1.3 0.90
Mampostería piedra natural 2.50 2.10

NORMATIVIDAD 23
Varios
Materiales
Peso Volumétrico
Máximo (Ton/m3
) Mínimo (Ton/m3
)
Caoba seca 0.65 0.55
Caoba saturada 1.00 0.70
Cedro seco 0.55 0.40
Cedro saturado 0.70 0.50
Oyamel seco 0.40 0.30
Oyamel saturado 0.65 0.55
Pino seco 0.65 0.45
Pino saturado 1.00 0.80
Encino seco 0.90 0.80
Encino saturado 1.00 0.80
Vidrio plano 3.10 0.80
Varios
Materiales Máximo
(kg/m2
)
Mínimo
(kg/m2
)
Azulejo 15 10
Mosaico de pasta 35 25
Mosaico de terrazo (20x20) 45 35
Mosaico de terrazo (30x30) 55 45
Granito de terrazo (40x40) 65 55
Loseta asfáltica o vinílica 10 5
Falso plafón de aplanado 40
Mármol de 2.3 espesor 52.50
Cancelería metálica 35
Tablaroca de 1.25 cm 8.50
Tabla de pesos de algunos materiales (RCDF pag. 135)
Disposiciones generales de las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios
y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones para cargas muertas.
 En el análisis de cargas de una losa de concreto, se debe incrementar 40 kg/cm2
al peso muerto calculado.
 Para valuar el empuje de un líquido sobre la superficie de contacto con el
recipiente que lo contiene se supondrá que la presión normal por unidad de
área sobre un punto cualquiera de dicha superficie es igual al producto de la
profundidad de dicho punto con respecto a la superficie libre del líquido por su
peso volumétrico.

NORMATIVIDAD 24
3.4 ACCIONES VARIABLES
CARGAS VIVAS
Se consideran cargas vivas las fuerzas que se producen por el uso y ocupación de
las edificaciones y que no tienen carácter permanente. Es decir, una vivienda
tendrá en su interior cargas vivas como muebles, personas, etc, y no serán las
mismas cargas vivas que un estacionamiento donde el peso en movimiento serán
automóviles.
Disposiciones generales de las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios
y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones para cargas vivas.
Para la aplicación de las cargas vivas unitarias se deberá tomar en consideración
las siguientes disposiciones:
a) Carga Viva Máxima (Wm) se deberá emplear para diseño estructural por
fuerzas gravitacionales y para calcular asentamientos inmediatos en suelos,
así como para el diseño estructural de los cimientos ante cargas
gravitacionales.
b) Carga Instantánea (Wa) se deberá usar para diseño sísmico y por viento y
cuando se revisan distribuciones de carga más desfavorables que la
uniformemente repartida sobre toda el área.
c) Carga Media (W) se deberá usar para el cálculo de asentamientos diferidos
y para el cálculo de flechas diferidas.
Cargas Vivas Unitarias:
Destino de piso o cubierta W Wa Wm
Habitacional 70 kg/cm2 90 kg/cm2 170 kg/cm2
Oficinas y laboratorios 100 kg/cm2 180 kg/cm2 250 kg/cm2
Aulas 100 kg/cm2 180 kg/cm2 250 kg/cm2
Comunicación para peatones 40 kg/cm2 150 kg/cm2 250 kg/cm2
Estadios 40 kg/cm2 350 kg/cm2 250 kg/cm2
Otros lugares de reunión 40 kg/cm2 250 kg/cm2 250 kg/cm2
Comercios, fábricas y bodegas 0.8(Wm) 0.9(Wm) 350 kg/cm2
Azoteas con pendiente no mayor de 5% 15 kg/cm2 70 kg/cm2 100 kg/cm2
Volados en vía publica 15 kg/cm2 70 kg/cm2 300 kg/cm2
Garajes y estacionamientos 40 kg/cm2 100 kg/cm2 250 kg/cm2
 Wm en comercios, fábricas y bodegas no será menor a 350 kg/cm2

NORMATIVIDAD 25
3.5 ACCIONES ACCIDENTALES
SISMO
Toda estructura debe analizarse bajo la acción de dos componentes horizontales
ortogonales no simultáneos del movimiento del terreno. Estas fuerzas se tienen
que combinar con las acciones gravitacionales resultantes para verificar que las
deformaciones o desplazamientos horizontales en un sismo no rebasen el límite de
servicio de la estructura.
Las Normas Técnicas para Diseño por Sismo establecen los criterios que se deben
considerar en el diseño estructural por sismo, estos criterios o parámetros son los
siguientes:
Zonificación
El Distrito Federal se divide en 3 zonas; Zona de Lomas (I), Zona de Transición (II)
y Zona Lacustre (III). Al mismo tiempo La Zona III se subdivide en IIIa IIIb IIIc IIId.

NORMATIVIDAD 26
Coeficiente Sísmico
El coeficiente sísmico (c), es el cociente de la fuerza cortante horizontal que debe
considerarse que actúa en la base de la edificación por efecto del sismo, entre el
peso de la edificación sobre dicho nivel.
Cada zona tiene diferente coeficiente sísmico como se aprecia en la siguiente
tabla:
ZONA C a0 Ta Tb r
I 0.16 0.04 0.20 1.35 1.00
II 0.32 0.08 0.20 1.35 1.33
IIIa 0.40 0.10 0.53 1.8 2.00
IIIb 0.45 0.11 0.85 3.00 2.00
IIIc 0.40 0.10 1.25 4.20 2.00
IIId 0.30 0.10 0.85 4.20 2.00
Factor de Comportamiento Sísmico
Las estructuras dependiendo de su geometría, tipo y materiales, tendrá una
respuesta diferente ante acciones accidentales como el sismo. En este caso el
comportamiento sísmico Q dependerá de ciertas condiciones en la estructura para
que este factor sea más alto y pueda tener una mejor respuesta antes los impactos
sísmicos.
A) Se usará Q=4 cuando se cumplan los requisitos siguientes:
1. La resistencia en todos los entrepisos es suministrada exclusivamente por
marcos no contraventeados de acero, concreto reforzado o compuestos de
los dos materiales, o bien por marcos contraventeados o con muros de
concreto reforzado o de placa de acero o compuestos de los dos materiales,
en los que en cada entrepiso los marcos son capaces de resistir, sin contar
muros ni contravientos, cuando menos 50 por ciento de la fuerza sísmica
actuante.
2. Si hay muros de mampostería ligados a la estructura en todo el perímetro
del muro, se deben considerar en el análisis, pero su contribución a la
resistencia ante fuerzas laterales sólo se tomará en cuenta si son de piezas
macizas, y los marcos, sean o no contraventeados, y los muros de concreto
reforzado, de placa de acero o compuestos de los dos materiales, son
capaces de resistir al menos 80% de las fuerzas laterales totales sin la
contribución de los muros de mampostería.

NORMATIVIDAD 27
3. El mínimo cociente de la capacidad resistente de un entrepiso entre la
acción de diseño no difiere en más de 35% del promedio de dichos cocientes
para todos los entrepisos. Para verificar el cumplimiento de este requisito,
se calculará la capacidad resistente de cada entrepiso teniendo en cuenta
todos los elementos que puedan contribuir a la resistencia, en particular los
muros que se hallen ligados a la estructura. El último entrepiso queda
excluido de este requisito.
4. Los marcos y muros de concreto reforzado cumplen con los requisitos que
fijan las Normas correspondientes para marcos y muros dúctiles.
5. Los marcos rígidos de acero satisfacen los requisitos para marcos con
ductilidad alta que fijan las Normas correspondientes, o están provistos de
contraventeo excéntrico de acuerdo con las mismas Normas.
B) Requisitos para Q=3
Se usará Q=3 cuando se satisfacen las condiciones A2 y A4 ó A5 y en cualquier
entrepiso dejan de satisfacerse las condiciones A1 ó A3, pero la resistencia en
todos los entrepisos es suministrada por columnas de acero o de concreto reforzado
con losas planas, por marcos rígidos de acero, por marcos de concreto reforzado,
por muros de concreto o de placa de acero o compuestos de los dos materiales,
por combinaciones de éstos y marcos o por diafragmas de madera. Las estructuras
con losas planas y las de madera deberán además satisfacer los requisitos que sobre
el particular marcan las Normas correspondientes. Los marcos rígidos de acero
satisfacen los requisitos para ductilidad alta o están provistos de contraventeo
concéntrico dúctil, de acuerdo con las Normas correspondientes.
C) Requisitos para Q=2
Se usará Q=2 cuando la resistencia a fuerzas laterales es suministrada por losas
planas con columnas de acero o de concreto reforzado, por marcos de acero con
ductilidad reducida o provistos de contraventeo con ductilidad normal, o de
concreto reforzado que no cumplan con los requisitos para ser considerados
dúctiles, o muros de concreto reforzado, de placa de acero o compuestos de acero
y concreto, que no cumplen en algún entrepiso lo especificado por las secciones A
y B, o por muros de mampostería de piezas macizas confinados por castillos, dalas,
columnas o trabes de concreto reforzado o de acero que satisfacen los requisitos
de las Normas correspondientes.

NORMATIVIDAD 28
También se usará Q=2 cuando la resistencia es suministrada por elementos de
concreto prefabricado o presforzado, con las excepciones que sobre el particular
marcan las Normas correspondientes, o cuando se trate de estructuras de madera
con las características que se indican en las Normas respectivas, o de algunas
estructuras de acero que se indican en las Normas correspondientes.
D) Requisitos para Q=1.5
Se usará Q=1.5 cuando la resistencia a fuerzas laterales es suministrada en todos
los entrepisos por muros de mampostería de piezas huecas, confinados o con
refuerzo interior, que satisfacen los requisitos de las Normas correspondientes, o
por combinaciones de dichos muros con elementos como los descritos para los
casos de las secciones B y C, o por marcos y armaduras de madera, o por algunas
estructuras de acero que se indican en las Normas correspondientes.
E) Requisitos para Q=1
Se usará Q=1 en estructuras cuya resistencia a fuerzas laterales es suministrada al
menos parcialmente por elementos o materiales diferentes de los arriba
especificados, a menos que se haga un estudio que demuestre, a satisfacción de
la Administración, que se puede emplear un valor más alto que el que aquí se
especifica; también en algunas estructuras de acero que se indican en las Normas
correspondientes.
En todos los casos se usará para toda la estructura, en la dirección de análisis, el
valor mínimo de Q que corresponde a los diversos entrepisos de la estructura en
dicha dirección.
El factor Q puede diferir en las dos direcciones ortogonales en que se analiza la
estructura, según sean las propiedades de ésta en dichas direcciones.
Revisión de desplazamientos laterales.
Los desplazamientos laterales producidos por las fuerzas cortantes sísmicas de
entrepiso, calculados con alguno de los métodos de análisis sísmico, no deberán
exceder 0.006 veces la altura del edificio.
En caso de que no existan muros de mampostería ligados con la estructura
principal, o pueden existir, pero no ayudan a la resistencia de movimientos
sísmicos, el desplazamiento no será mayor a 0.012 veces la altura del edificio.

NORMATIVIDAD 29
3.6 CIMENTACIÓN
Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Cimentaciones.
Al diseñar la cimentación se tiene que considerar la resistencia del suelo a la
presión de las cargas gravitacionales que actúan sobre él. La resistencia puede
varias según la zona donde se encuentre el proyecto, Es decir:
Zona
Resistencia del Suelo
Máxima (Ton/m2) Mínima (Ton/m2)
Zona I 8 5
Zona II 5 4
Zona III 4 1.5
Estos parámetros pueden variar, incluso la resistencia real del suelo se puede
obtener mediante un estudio de Mecánica de Suelo, para poder tener un cálculo
más preciso de la estructura.

ANALISIS DE CARGAS 30
ANALISIS DE CARGAS

4.0 ANALISIS DE CARGAS
Losas.
Para obtener la Carga de Diseño (Wd) de una losa maciza de concreto armado es
necesario conocer la suma de la Carga Muerta (WM) y la Carga Viva (WV) de la losa,
y para obtener estas cargas se tiene que realizar una serie de operaciones que se
conoce como análisis de cargas.
Para empezar con el análisis de cargas de una losa, se deben conocer algunos
datos, como el peso de los materiales de los acabados que forman parte de la losa
y el peso de la losa misma. Estos datos nos los da el Reglamento de Construcción
del DF, en el Titulo Sexto, Capitulo IV, como se indica en la sección de
Normatividad de esta Tesina. También como dato es necesario conocer el espesor
de dichos materiales, y esto lo podemos encontrar en el proyecto que se analiza.
Cuando se conocen los datos necesarios podemos obtener el peso por metro
cuadrado de cada material (Wf). Primero se multiplica el peso de cada material
por su espesor, y cuando conocemos el peso final de cada material, se hace una
sumatoria de pesos y al resultado de esta suma le añadimos una carga más, la
“Sobrecarga”, dato que nos marcan las NTC del RCDF, mencionado anteriormente
en la sección de Normatividad de esta Tesina. Este procedimiento nos da como
resultado final la Carga Muerta (WM).
Losa de Azotea
Concreto Armado
RELLENO DE TEZONTLE
LOSA MACIZA
IMPERMEABILIZANTE
ENTORTADO
APLANADO
DE YESO

Losa Entrepiso
Losa de Tinacos
LOSA MACIZA
LOSETA PEGAZULEJO
APLANADO
DE YESO
RELLENO DE TEZONTLE
LOSA MACIZA
IMPERMEABILIZANTE
ENTORTADO
APLANADO
DE YESO
TINACOS

Una vez obtenida la carga muerta de cada losa del proyecto, se le sumara la carga
viva para obtener la carga de diseño. Las Normas Técnicas Complementarias sobre
Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones, establecen las
cargas vivas según el uso del inmueble. Como el proyecto es un edificio de
departamentos, tomaremos la carga designada casa habitación. Para el caso de la
loza de azotea y losa de tinacos, tomaremos la carga viva designada a azoteas con
pendiente no mayor al 5%.
Carga Viva
Destino de piso o cubierta W Wa Wm
Habitacional 70 kg/cm2 90 kg/cm2 170 kg/cm2
Entonces tenemos que la carga de diseño (Wd) para cada losa es de:
Losa de Azotea
Carga Muerta 585.00 kg/cm2
Carga Viva Máxima (Wm) 100.00 kg/cm2
Carga de Diseño (Wd) 685.00 kg/cm2
Losa de Entrepiso
Losa de Tinacos
Como se describe en la sección Normatividad de esta Tesina, la carga viva máxima
(Wd) se utiliza únicamente para el análisis de cargas gravitacionales. La Carga
Instantánea (Wa) se utiliza únicamente para el diseño por sismo, que en este caso,
solo lo utilizaremos cuando trabajemos el proyecto en el programa de Staad.Pro
V8i más adelante.

Muros de Contención
En el proyecto como solución al diseño arquitectónico, se proyecta un nivel por
debajo del nivel de banqueta. Este nivel se encuentra a -1.40 m, por lo tanto, en
el perímetro colindante de la planta semisótano, se construirá un muro de
contención de concreto armado, para contener los empujes del suelo.
Para determinar la presión que ejercerá el suelo sobre el muro de contención,
utilizaremos la siguiente formula:
P= h x PT x Cp
h = Altura del muro de contención.
PT = Peso volumétrico del suelo.
Cp = Coeficiente de Presión, este dependerá del material del que este hecho el
muro.
La altura del muro de contención la dividiremos en 3 partes, para obtener 3
resultados en diferente altura, para que a la hora de introducir los datos en el
programa de Staad.Pro V8i, tengamos un resultado más exacto en el cálculo
estructural.

MODELO ESTRUCTURAL 35
MODELO ESTRUCTURAL

5 MODELO ESTRUCTURAL
5.1 AutoCAD
Para modelar la estructura del Conjunto Habitacional “Bizet”, tenemos que
basarnos en los planos arquitectónicos para identificar los ejes principales que
serán las trabes, columnas, muros de carga, castillos, etc. Para ello, trabajaremos
en AutoCAD para crear un archivo en .DXF con el volumen de nuestro edificio, para
después importarlo al programa donde analizaremos la estructura (Staad.Pro.V8i).
El volumen de la estructura en AutoCAd, será únicamente en líneas, trazando
únicamente trabes, columnas, castillos y trabes de cerramiento. Si los niveles de
departamentos son tipo, no es necesarios trazar todo el volumen en AutoCAD, ya
que podemos duplicar los elementos de estos niveles en Staad.Pro.

Cuando terminamos de trazar el volumen de la estructura, lo guardamos como
.dxf para poder importarlo a Staad.Pro. y así poder continuar con el modelado.
5.2 Staad.Pro V8i
Para continuar con el modelado, importamos el archivo .dxf a Staad.Pro V8i
como se muestra a continuación:
Abrimos un nuevo proyecto, pero no sin antes seleccionar todos los códigos de
diseño que utilizaremos en nuestro análisis estructural.
Nos aparecerá una ventana donde elegiremos la plataforma de trabajo, el nombre
del nuevo archivo, su ubicación en la computadora, así como las unidades que
manejaremos.

Al darle clic en “Siguiente”, nos aparecerá una última ventana donde le daremos
una palomita en Add Beam y después en “Finalizar”. Posteriormente nos aparecerá
el área de trabajo del Staad Pro y continuaremos con el modelado.
Primero importamos el archivo de .dxf al Staad Pro:

Se importarán todas las líneas trazadas en AutoCAD, que representan los elementos
estructurales de nuestro edificio. Para continuar con el volumen del proyecto,
crearemos las secciones de nuestros elementos estructurales.
5.3 Propiedades y Secciones.
La propiedad de los elementos se refiere al material del que están hechos, es
decir, en este proyecto, todos los elementos estructurales como columnas, trabes,
losas y muros de contención serán de concreto armado, mientras que los muros de
mampostería serán de block de cemento. La sección corresponde al
predimensionamiento de los elementos estructurales. Esta sección viene ya
estipulada en los planos arquitectónicos.
Para añadir en el Staad Pro las propiedades y las secciones de los elementos, nos
iremos al icono que dice “Property Page”.

De esta manera añadimos la sección de todos los elementos que formaran parte
de nuestra estructura, y se la asignaremos a las líneas que van a representar los
elementos.
Vista de la fachada principal del edificio.
Damos clic en “Define” para
elegir la propiedad y sección de
cada elemento.
Añadimos la sección.
Elegimos el material a usar.
Elegimos la geometría del elemento.
Añadimos la nueva
sección al proyecto.

Vista posterior del edificio.
Vista superior del edificio.

Sección de muros de mampostería y de muros de contención.
Elementos estructurales combinados, vista posterior del edificio.

Vista inferior del edificio.
Una vez que tenemos todas las secciones asignadas a los elementos estructurales
de los niveles de los departamentos tipo, los copiaremos en los niveles siguientes
para completar el modelado de la estructura.
Para copiar los elementos seleccionados, en el teclado oprimimos “Control + C”
seguido de “Control + V” y nos aparecerá la ventana siguiente:
Introducimos la
distancia en m en
la dirección que
se copiaran los
elementos
seleccionados.
Como copiaremos
los elementos en
los niveles
superiores, será
en la dirección Y.
Podemos utilizar
un punto de
referencia para
copiar los
elementos
seleccionados.

Modelo estructural completo del edificio. Vista fachada principal.
Vista superior del edificio

Fachada posterior del edificio.
Vista inferior del edificio.

Vista lateral del edificio.
Vista lateral del edificio.

5.4 SOPORTES
Para representar la cimentación del proyecto, utilizaremos soportes para simular
la resistencia del terreno con respecto a la carga gravitacional del edificio. El
conjunto habitacional se divide en 2 torres de departamentos, una con 6
departamentos y otra con 4 departamentos. La torre con 6 departamentos tendrá
que soportar más carga que la de 4, por lo tanto, la cimentación de la torre con
más carga será de losa de cimentación, mientras que la otra será de zapatas
corridas.
En el Staad Pro tenemos que representar estos dos tipos de cimentación de
diferente manera, pero antes tenemos que conocer algunos datos que la sección
de Normatividad de esta tesina nos proporciona:
Zonificación
Las coordenadas del predio de acuerdo a su ubicación son:
Con estas coordenadas ubicamos en el mapa de zonificación del Reglamento de
Construcción del Distrito Federal, a que zona pertenece nuestro terreno.

Como se observa en el mapa, el terreno está ubicado en la Zona III del Distrito
Federal, por lo tanto, la resistencia del suelo en esta zona es de 1500 Ton/m2 a
4000 Ton/m2 según Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción
de Cimentaciones que podemos consultar en la sección de Normatividad de esta
tesina.

5.5 Losa de Cimentación:
La placa de la losa tiene un peralte de 15 cm.
A cada nodo de la placa, se le añadirá un soporte, para simular la losa de
cimentación.

Para añadir un soporte, damos clic en el icono que se llama “Support Page” para
crear un soporte nuevo, con las características y datos de una losa de cimentación
como se muestra a continuación:
Después de crear el soporte con los parámetros de losa de cimentación, asignamos
el soporte a todos los nodos de la placa de cimentación.
Creamos un soporte
En las pestañas superiores, elegimos la
opción “Foundation” para añadir los
parámetros de la losa de cimentación.
En la sección de “Modulus”, añadimos
la resistencia del terreno según la Zona
donde se localiza el proyecto.

Losa de Cimentación
Elegimos el soporte nuevo,
seleccionamos los nodos de la
placa, elegimos la opción “Assign
To Selected Nodes” y por último
damos click en Assign y tenemos
definida nuestra Losa de
Cimentacion.

5.6 Zapatas Corridas
Para crear el soporte de una zapata corrida seguimos el procedimiento anterior:
La sección de la base se puede modificar si los resultados del cálculo estructural
nos exigen un área más grande para soportar la presión de las cargas
gravitacionales. En el caso de la losa de cimentación, el espesor de la losa lo
modificamos en las secciones y propiedades del elemento.
Creamos un soporte
A diferencia de la losa de cimentación,
creamos una sección de 1 m por 1m.
que representa la base de la zapata.
En la sección de “Modulus”, añadimos
la resistencia del terreno según la Zona
donde se localiza el proyecto.
Añadimos el nuevo soporte

Una vez creado el soporte para zapatas corridas, seleccionamos las vigas de
cimentación. Cuando las vigas tienen una longitud muy grande de nodo a nodo,
tenemos que añadir nodos de manera que la separación entre ellos sea mínimo de
un metro.
Dividimos la longitud de manera
que la separación entre nodos
sea 1m.
Añadimos el número de nodos
Seleccionamos la viga y damos
click en “Insert Node”

Una vez que añadimos los nodos, asignaremos los soportes de zapata corrida a
todas las vigas de cimentación:
Vista en planta de la cimentación de la torre de 4 departamentos.

Perspectiva de la cimentación de la torre de 4 departamentos
Perspectiva de la cimentación de la torre de 4 departamentos

5.7 CARGAS
Grupos
Antes de añadir las cargas al modelo estructural, debemos agrupar las trabes y
trabes de cerramiento sobre las cuales caerán las cargas de diseño de las losas de
entrepiso, para esto utilizaremos el comando llamado “Creat Group”.
Para agrupar debemos seleccionar por nivel las trabes y después oprimir en el
teclado “Control + G” y aparecerá la siguiente ventana:
En esta ventana añadimos el nombre del grupo y el tipo de grupo que en este caso
es losa (Floor). Repetimos este procedimiento hasta que tengamos todas las losas
de entrepiso agrupadas como se muestra a continuación:
Planta Baja Torre 1

1er Nivel Torre 1
2do Nivel Torre 1

Planta Baja Torre 2
1er Nivel Torre 2

2do Nivel Torre 2
3er Nivel Torre 2

Losa de Tinacos
Nodo Maestro
Para rigidizar las losas de entrepiso, tenemos que añadir una especificación a cada
grupo. Para esto seleccionamos todas las vigas que representan una losa de
entrepiso, después identificamos un nodo central y lo seleccionamos para aplicar
el comando “Master Node” como se muestra a continuación:

Una vez que encontramos el nodo central que en este caso es el nodo #207, damos
clic en el icono “Specification Page”, donde le daremos la propiedad de “Nodo
Maestro” como se muestra a continuación:
Después de añadir el nuevo nodo maestro, le asignamos las propiedades al nodo
correspondiente.
Damos clic en “Node” para añadir
nuestro nodo maestro.
Colocamos el número de nuestro
nodo.
Añadimos nuestro nuevo Nodo
Maestro
Seleccionamos la
dirección de la rigidez

Nodo Maestro de las plantas tipo de la Torre de 4 departamentos
Repetimos el mismo procedimiento con los demás grupos, para que todas las losas
de entrepiso tengan rigidez.
Nodo Maestro de las plantas tipo de la Torre de 6 departamento.

Nodo Maestro de la losa de tinacos.
Aplicación de Cargas
La aplicación de cargas a nuestro modelo estructural es el último paso antes del análisis
de nuestra estructura. Una vez teniendo los grupos y los nodos maestros, damos clic en
“Load Page” para añadir las cargar.
Nos aparecerá una ventana con 2 tipos de cargas, Definitions y Load Cases Details. En la
primera opción podemos agregar los parámetros de acciones accidentales, como puede
viento, nieve, temperatura, sismo, etc. En la segunda añadimos las cargas muertas,
cargas vivas, y las combinaciones de cargas en la estructura.

Definitions:
Ampliamos la pestaña de Difinitions
y seleccionamos los parametros de
Simo (Seismic Definitions), donde
añadiremos los siguientes datos
Parámetros de Sismo:
 Type: Códigos o Reglamentos
que rigen el diseño estructural.
 Zone: Zona en donde se ubica el
proyecto (Mapa de CFE).
 Seismic Behavour Factor (X y
Z): Factor de Comportamiento
Sísmico.
 Group of Structure: Grupo al
que pertenece el proyecto.
 Soil Profile Type: Tipo de zona
en la que se ubica el proyecto.
(Zona I, II, II)
 Regular Structure: Si la
estructura es regular o no.
Todos los datos anteriores los
podemos encontrar en la sección de
Normatividad de esta Tesina.

Una vez que añadimos los parametros de Sismo, añadimos las cargas que se
generan cuando se presenta este tipo de accion accidental.
Seleccionamos la pestaña de los parametros sismicos y empezamos a añadir cargas
La primera carga que añadiremos será la
del peso propio de la estructura.
Unicamente seleccionamos la pestaña
que dice “Self Weight” y damos clic en
Add

La segunda carga que añadiremos es la de carga muerta y carga instantánea de
cada losa:
Seleccionamos de nueva cuenta los parámetros de sismo y damos clic en “Add”,
nos aparecerá una ventana como la que se muestra a continuación:
Después haber agregado todas las cargas, desplegamos la pestaña de parámetros
de sismo y observamos que las cargas se hayan añadido correctamente:
Seleccionamos la pestaña que dice “Floor Weights”, donde añadiremos las cargas
muertas y las cargas vivas instantáneas que se le aplican a cada grupo. Estas cargas las
encontramos en la sección de Análisis de Cargas.

Load Cases Details:
En esta pestaña añadiremos todas las cargas gravitacionales y las combinaciones
que se pueden presentar en la estructura en un momento dado, para que al
momento de analizar observemos el comportamiento y los desplazamientos del
edificio.
Primero seleccionamos la pestaña y damos clic en “New” y añadimos las siguientes
cargas:
Elegimos en las pestañas superiores la que dice “Load Cases”, al darle clic,
desplegara unas pestañas de las cuales elegiremos “Primary”. Dentro de esta
opción seleccionamos el tipo de carga y escribimos el nombre de la carga, que en
este caso observamos que es Sismo en X y de tipo sísmica.

Las cargas que añadiremos son:
1) Sismo en X
2) Sismo en Z
3) Carga Viva Máxima
La Carga Viva Máxima que agregaremos será la que establecen las Normas
Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño
Estructural de las Edificaciones, datos que utilizamos y especificamos para
el cálculo de este edificio, en la sección de Análisis de Cargas de esta tesina.
Tenemos que para uso habitacional, la carga viva máxima es de 170 kg/cm2
y para azoteas con pendiente no mayor al 5% es de 100 kg/cm2. Estos datos
se añadirán según el grupo y llevaran un significativo en representación de
una carga gravitacional como se muestra a continuación:

4) Carga Viva Sismo (Instantánea)
Mismo caso que la Carga Viva Máxima solo que en este caso, el dato que
añadiremos será el de la Carga Instantánea.
5) Carga Muerta
En este caso no solo añadiremos la obtenida en el análisis de cargas de losas
de entrepiso, azotea y losa de tinacos, también añadiremos a las placas que
representan el muro de contención, la presión del suelo.
Primero añadimos el peso propio del edificio:

Después añadimos la carga muerta del análisis de cargas para cada losa:
Después seleccionamos las placas que conforman el muro contención del proyecto:

Seleccionamos las inferiores
Una vez que tenemos seleccionadas las placas añadimos la carga de presión del
suelo.
Seleccionamos la pestaña “Plate Loads”. Dentro
de esta pestaña seleccionamos la pestaña
“Trapezoidal”. En esta pestaña añadimos los
parámetros de la carga. Los datos los
obtendremos en la sección de Análisis de Cargas.
En este caso los datos que se observan solo son
para las placas de hasta abajo, las placas de en
medio tendrán otros datos y las de arriba otros.

Vista de las cargas en placas inferiores
Vista de las cargas en placas intermedias
Vista de las cargas en placas superiores
Perspectiva de las cargas sobre muro de contención.

Para añadir combinaciones seguimos el mismo procedimiento que las cargas, solo
que en lugar de elegir la pestaña “Primary”, seleccionamos la pestaña
“Combination” y añadimos el nombre de la combinación y las cargas que serán
parte de esa combinación.
Después añadimos el factor de carga según sea el tipo. Es decir 1.4 para Carga
Muerta y Carga Viva Maxima, 1.1 para Carga Este factor de carga lo encontramos
en la sección de Normatividad de esta tesina.
6) Límite de Servicio

7) Límite de Falla 1

10)Límite de Falla 4

ANALISIS ESTRUCTURAL 78
ANALISIS ESTRUCTURAL

6 ANALISIS ESTRUCTURAL
6.1 DESPLAZAMIENTOS
Una vez terminado el modelo estructural con secciones, apoyos y cargas, el
programa de Staad Pro analizara la estructura del edificio y nos dará resultados
para comprobar si la estructura cumple satisfactoriamente.
Resultados de Desplazamiento.
En la tabla anterior observamos los desplazamientos en las direcciones “X”,
“Y” y “Z”. para verificar si cumplimos con el Reglamento de Construcción del
Distrito Federal y su Normas Técnicas Complementarias utilizamos las siguientes
formulas:
Desplazamiento Lateral
Altura del Edificio x 0.006
(12.30 m) x 0.006 = 0.0756 m, es decir:
75.6 mm es el desplazamiento máximo del edificio, por lo tanto, verificamos que
nuestra estructura cumple con el reglamento, ya que el desplazamiento máximo
según el cálculo es de 31.10 mm.
Desplazamiento Vertical
Claro Critico / 240 + 5mm
465 / 240 + 5mm = 2.43 cm, es decir:
24.37 mm es el desplazamiento máximo del claro más crítico, por lo tanto,
observamos que el claro se pasa por 5 mm, entonces reforzaremos esta trabe con
acero a la hora de diseñar el la estructura.

1) Sismo en x
2) Sismo en Z

3) Carga Viva Máxima
Vista Lateral
Vista Frontal

4) Carga Viva Sismo (Instantánea)
Vista Lateral
Vista Frontal

5) Carga Muerta
Vista Lateral
Vista Frontal

6) Límite de Servicio
Vista Lateral
Vista Frontal

Vista Lateral
Vista Frontal

Vista Latera
Vista Frontal

Vista Lateral
Vista Frontal

6.2 Momentos y Cortantes
6.2.1 Contratrabes de Cimentación
Máximo Momento
Momento negativo más alto.

Momento positivo más alto.
Cortante negativo más alto.

Cortante positivo más alto.

6.2.2 Trabes nivel planta baja
Momento máximo
Cortante máximo

Momentos
Cortantes

6.2.3 Losa de cimentación
Máximo Absoluto
Mx máximo

My máximo
6.2.4 Muros de contención
Máximo absoluto

Mx máximo
My máximo

6.2.5 Mampostería
Máximo absoluto
Mx máximo

My maximo
Columnas.

DISEÑO ESTRUCTURAL 103
DISEÑO ESTRUCTURAL

7 Diseño Estructural
Para el diseño estructural utilizaremos los momentos y cortantes que nos dieron
como resultado en el programa de STAAD.Pro. Utilizaremos programas elaborados
en Excel para saber si las secciones son capaces de resistir los cortantes y
momentos y cuanta área de acero es necesaria para contrarrestar estas fuerzas.
7.1 Trabes
Viga 3584
Grafica de Momentos

Grafica de Cortantes
Diseño de Armado

Contratrabe
La Contratrabe con el momento más crítico tiene una sección de 80 x 30 cm, y su
longitud es de 8.00 m.

Grafica de Momentos
La viga se dividió por el modelado en varias vigas, pero solo tomaremos las gráficas
donde se localizan los valores que necesitamos para el diseño del armado.

Grafica de Cortante Máximo
Diseño de Armado

Trabe Secundaria

Grafica de Momentos
Grafica de Cortantes

Diseño de Armado

7.2 Columnas
El Staad.Pro diseña el armado de las columnas como se muestra a continuación:
Columnas de 40 x 40 cm

Diseño de Armado.
Columnas de 35 X 35 cm.

Diseño de Armado
Castillos de 25 x 15 cm

Diseño de Armado
Castillos de 15 x 15 cm
Diseño de Armado

Momento Ultimo = 6.86 Ton - m
Cortante Ultimo = 88.5 Ton/m2 (100) (.25) = 2.2 Ton

7.4 Zapata Corrida

Diseño de Zapata Corrida
4.55 m
PESO ULTIMO 6.14 Ton/m
RESISTENCIA TERRENO 1.5 Ton/m2
ANCHO DE CONTRATRABE 0.3 m
ALTURA (h) 25 cm
ESF. CONCRETO Fc 250 kg/cm2 100 cm
ESF. ACERO Fy 4200 kg/cm2
ESF. ACERO Fy (ESTRIBOS) 4200 kg/cm2
RECUBRIMIENTO 5 cm
PT= P + P.PROPIO 6.754 Ton/m
BASE (M) 4.55 m
LONGITUD CANTILIVER 2.13 m
ESFUERZO REAL 1.48 Ton/m2 2.13 m 2.13 m
BASE 100 cm
MOMENTO ULTIMO Mu 3.35 Ton/m
CORTANTE ULTIMO Vu 3.15 Ton
PERALTE EFECTIVO (d) 20 cm
FACTOR DE RESISTENCIA (Fr) 0.9 CONSTANTE
ESF. DISEÑO f"c 170 kg/cm2
ESF. F*c 200 kg/cm
ÁREA DE ACERO 4.56 cm2
ÁREA DE ACERO MINIMO 5.27 cm2
DIAMETRO 4 4
ÁREA VARILLAS CORRIDAS 1.27 cm2 @ cm
SEP. MAX 50 cm 60 cm
SEPARACIÓN CALCULADA 20.0 cm
SEPARACIÓN FINAL 20 cm
PARRILLA SUPERIOR 25 cm
DIAMETRO 4
ÁREA VARILLAS CORRIDAS 1.27 cm2 4.55 m
SEPARACIÓN CALCULADA 24 cm
SEP. MAX 50 cm 4
SEPARACIÓN FINAL 24 cm @ 20 cm
Vcr FINAL 11314 kg
DADO RECTANGULAR
DATOS
Base
DISEÑO A FLEXIÓN
DISEÑO A CORTANTE
CORRECTO
Contratrabe
Contratrabe
PARRILLA INFERIOR
Var. No.
24 min
Si Requiere
Var. No.

7.5 Muros de Contención
Momento Máximo
Diseño de Armado
Base
MOMENTO ULTIMO Mu 5.12 Ton/m
BASE (b) 100 cm
ALTURA (h) 20 cm 100 cm
ESF. CONCRETO Fc 250 Kg/cm2
ESF. ACERO Fy 4200 Kg/cm2
ESF. ACERO Fy ESTRIBOS 4200 Kg/cm2
RECUBRIMIENTO 5 cm
PERALTE EFECTIVO (d) 15 cm 100 cm
FACTOR DE RESISTENCIA (Fr) 0.9 CONSTANTE Espesor
ESF. DISEÑO F"c 170 Kg/cm2
ESF. F*c 200 Kg/cm 20 cm
ÁREA DE ACERO 9.82 cm2 Armado
ÁREA DE ACERO MINIMO 3.95 cm2
VARILLAS DE EMPARRILLADO Var. De No. 4
DIAMETRO 4 12.9 cm
ÁREA VAR. CORRIDAS 1.27 cm2
SEPARACION @ 12.9 cm
Vcr1 8.5 Ton
Muros de Contencion
DISEÑO A FLEXIÓN
Ambos Sentidos
DISEÑO A CORTANTE
CORRECTO
@
SE DISEÑA UNA SECCION DE
100 CM X 100CM

CONCLUSION 120
8 CONCLUSION
Como observamos en esta tesina, el cálculo estructural de un edificio de
departamentos puede elaborarse de manera fácil y eficaz con ayuda de programas
como STAAD.Pro y Excel. El programa de STAAD.Pro además de ayudarte a modelar
y analizar la estructura, nos permite detectar fallas inmediatamente durante el
análisis y poder corregir rápidamente sin perder demasiado tiempo, algo que
quizás con el uso de en una memoria de cálculo hecha a base de fórmulas y
métodos laboriosos, nos tardaríamos en corregir. Por otra parte Excel nos permite
crear hojas de cálculo con las formulas necesarias para poder obtener un diseño
estructural de acuerdo normas y reglamentos. Y la ventaja de este programa, es
que podemos utilizar una y otra vez la misma hoja de cálculo y solo tenemos que
remplazar los datos que se nos vayan pidiendo.
Es interesante como la tecnología de verdad puede facilitar la vida de las personas,
y con un simple botón o un clic, puedes resolver muchas cosas que antes parecían
tan complicadas.
Bibliografía:
 Reglamento de Construcción del Distrito Federal
o Titulo Sexto: De la seguridad estructural de las construcciones.
 Normas Técnicas Complementarias del Reglamento de Construcciones
o Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de
Cimentaciones.
o Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo.
o Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios Y acciones para el
Diseño Estructural de las Edificaciones.

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