Diseño estructural de un edificio de concreto armado de 5 niveles más azotea ubicado en la ciudad de Huancayo

Abstract

El presente estudio valida el análisis y diseño estructural de una edificación de seis niveles conformada por muros estructurales de 20 cm y pórticos secundarios de concreto armado, diseñada bajo las Normas E.030 (Sismo) y E.060 (Concreto Armado). El modelo tridimensional fue desarrollado en ETABS, considerando zona sísmica Z = 0.35 (Huancayo – Zona 3), suelo tipo S2 y factores de reducción Rₓ = 5.4 y Rᵧ = 4.5. El análisis dinámico espectral determinó periodos fundamentales Tₓ = 0.357 s y Tᵧ = 0.453 s, con cortantes basales Vₓ = 326.29 tonf y Vᵧ = 435.05 tonf, cumpliendo el requisito (C/R)≥0.11. La deriva máxima de 0.0034 (≤ 0.007h) confirmó la rigidez lateral y estabilidad global. El peso sísmico total P = 1,945.59 tonf resultó coherente con la masa estructural de una edificación de seis pisos. El 85–88 % de la cortante basal fue absorbido por los muros, clasificando el sistema como muro estructural dúctil. Las cuantías de acero fueron: losas 0.18 %, vigas 1.05 %, columnas 1.04 % y muros 0.20 %, con refuerzos 4Ø5/8" (vigas) y 6ؾ” + 4Ø⅝” (columnas). La relación Vu/ΦVn ≤ 1.0 evidenció un diseño controlado por flexión y ductilidad adecuada. El consumo global de acero (≈ 86 kg/m³ de concreto) demostró eficiencia estructural y economía en materiales, garantizando resistencia, estabilidad y desempeño sísmico óptimo conforme a la normativa peruana vigente.

This study presents the structural and seismic verification of a six-story reinforced concrete building designed with a structural walls system consisting of 20 cm structural walls and secondary moment-resisting frames, in accordance with the Peruvian Codes E.030 (Seismic Design) and E.060 (Reinforced Concrete). The three-dimensional analytical model was developed in ETABS 19, considering seismic zone Z = 0.35 (Huancayo – Zone 3), soil type S2, and response reduction factors Rₓ = 5.4 and Rᵧ = 4.5. The response-spectrum analysis yielded fundamental periods Tₓ = 0.357 s and Tᵧ = 0.453 s, and base shears Vₓ = 326.29 tonf and Vᵧ = 435.05 tonf, satisfying the criterion (C/R) ≥ 0.11. The maximum interstory drift of 0.0034 (≤ 0.007h) confirmed adequate lateral stiffness and global stability. The total seismic weight P = 1,945.59 tonf was consistent with the structural mass of a six-story building. Approximately 85–88 % of the base shear was resisted by the walls, classifying the system as a ductile wall structure. The reinforcement ratios were 0.18 % for slabs, 1.05 % for beams, 1.04 % for columns, and 0.20 % for walls. Typical longitudinal reinforcement was 4Ø5/8" in beams and 6Ø3/4" + 4Ø5/8" in columns. The condition Vu/ΦVn ≤ 1.0 verified flexural control and a ductile failure mechanism. The overall steel consumption (≈ 86 kg/m³ of concrete) demonstrated a structurally efficient and economically optimized design, ensuring strength, stability, and adequate seismic performance in compliance with current Peruvian standards.