MEMORIA CALCULO block 01.docx

MEMORIA DE CÁLCULO PROYECTO:

…

BLOQUE 01

UBICACIÓN

: Av. …

DISTRITO

: Huancayo.

PROVINCIA

: El Tambo

REGION

: Junín.

PROPIETARIO

: Sr . …

JUNIO  2016  –

CONTENIDO

I.- GENERALIDADES

1.1 NORMAS EMPLEADAS 1.2 ESPECIFICACIONES  – MATERIALES EMPLEADOS 1.3 CARACTERISTICAS DEL TERRENO Y CONSIDERACIONES DE CIMENTACION

II. IDENTIFICACION

2.1

ESTRUCTURACION

2.2

CONFIGURACION

2.3 ESTADOS Y COMBINACIONES DE CARGAS CARGAS 2.3.1 ESTADOS DE CARGAS 2.3.2 COMBINACIONES DE CARGAS 2.4 ASIGNACION DE CARGAS

III. ANALISIS SISMICO

3.0 ANALISIS SISMICO 3.1 FACTORES PARA EL ANALISIS

IV. DESPLAZAMIENTOS

4.0 CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES

V. DISEÑO

5.0 DISEÑO DE COMPONENTES DE CONCRETO ARMADO

5.1 DISEÑO DE PORTICOS DE CONCRETO ARMADO 5.1.1 ELEVACIONES 5.1.2 DIAGRAMAS DE ESFUERZOS CORTANTES 5.1.3 DIAGRAMAS DE MOMENTOS FLECTORES 5.1.4 REFUERZOS DE ACERO LONGITUDINAL NECESARIO 5.2 DISEÑO DE TIJERALES 5.2.1 ESTRUCTURACION 5.3 DISEÑO DE CIMENTACION 5.3.1 CONFIGURACION 5.3.2 DISTRIBUCION 5.3.3 ESFUERZOS DE PRESIÓN EN SUELO 5.3.4 ESPESORES DE CIMENTACION 5.3.5 AREAS DE ACERO EN CIMENTACION. 6.0 CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES

I.- GENERALIDADES

La presente Memoria corresponde al análisis y cálculo estructural por cargas de sismo y de gravedad del proyecto: ….

1.1

NORMAS EMPLEADAS

Para el diseño estructural de los elementos resistentes se emplearon los resultados del análisis sísmico y del análisis de cargas de gravedad, siguiendo los lineamientos estipulados en las siguientes normas:

Nacionales: -

Norma de Madera.

NTE.E-010.

-

Norma de Cargas.

NTE.E-020.

-

Norma de Diseño Sismo resistente.

NTE.E-030.

-

Norma de Suelos y Cimentaciones.

NTE.E-050.

-

Norma de Diseño en Concreto Armado.

NTE.E-060.

-

Norma de Albañilería.

NTE.E-070.

Internacionales: -

A.C.I. 318 – 2014 (American Concrete Institute) - Building Code Requirements for Structural Concrete

-

UBC 1997 Uniform Building Code

Se entiende que todos los Reglamentos y Normas están en vigencia y/o son de la última edición.

1.2 ESPECIFICACIONES  – MATERIALES EMPLEADOS CONCRETO: -Resistencia (f´c)

: 280Kg/cm2 (cimentación) 210 Kg/cm2 (columnas, placas, vigas y losas)

-Módulo de Elasticidad (E)

: 217 370.65 Kg/cm2 (f´c = 210 Kg/cm2) : 250 998.01 Kg/cm2 (f´c = 280 Kg/cm2)

-Módulo de Poisson (u)

: 0.15

-Peso Específico (γ )

: 2300 Kg/m3 (concreto simple) 2400 Kg/m3 (concreto armado)

 ACERO CORRUGADO (ASTM A605): -Resistencia a la fluencia (fy)

: 4,200 Kg/cm2 (Gº 60): “E”: 2’100,000 Kg/cm2

RECUBRIMIENTOS MÍNIMOS (R): -Cimientos, Platea de cimentación

7.50 cm

-Columnas, Vigas, Placas, Muros (Cisternas, Tanques)

4.00 cm

-Losas Aligeradas, Vigas chatas, Vigas de borde

3.00cm

-Losas macizas, Escaleras

2.50 cm

1.3 CARACTERISTICAS DEL TERRENO Y CONSIDERACIONES DE CIMENTACION - Peso Específico (γS)

: 1.674 gr/cm3

- Nivel freático

: No encontrado

- Angulo de fricción interna

: 31.23°

- Cohesión

: 0.06 kg/cm2.

-Capacidad portante (σ´T)

: 0.80 Kg/cm2.

II. IDENTIFICACION IDENTIFICACION

2.1

ESTRUCTURACION

ProgramName SAP 2000

Versión V.18.1.1

ProgLevel Ultimate

La estructura consta de una cobertura liviana de tijerales. El sistema estructural planteado consiste en: - En la dirección X-X, el 83.97%, del cortante en la base actúa sobre el pórtico, el cual se apoya sobre tres columnas de 25cm x 25 cm, por lo que se define para este eje, como un sistema de pórticos, con un coeficiente básico de reducción de Ro-x=8, según la E.030.

- En la dirección Y-Y: el 85.99%, del cortante en la base actúa sobre el pórtico, el cual se apoya sobre tres columnas de 25cm x 25 cm, por lo que se define para este eje, como un sistema de pórticos, con un coeficiente básico de reducción de Ro-x=8, según la E.030. No existente diafragmas rígidos al no existir la conformación de losas aligeradas.

2.2 CONFIGURACION DEFINICION DE MATERIALES: CONCRETO f’c 210 Kg/cm 2

MADERA

CONCRETO f’c 280 Kg/cm 2

 ACERO DE REFUERZO GRADO 60 Fy=4200 Kg/Cm2

SECCIONES: • 

COLUMNAS

COLUMNA C1 (25X25)



Luego del análisis, se recomienda usar 4 fierros de 5/8  (ver detalle en plano ”

de estructuras)

VIGAS:

VIGA PERALTADA (25X40)



Luego del análisis se recomienda usar 5 fierros de 5/8  + refuerzos (ver ”

detalles en plano de estructuras vigas)

VIGA TIMPANO DE TIJERAL (25X20)



Se recomienda usar 4 fierros de 5/8  + refuerzos, (ver detalle en plano de ”

estructuras vigas)

VIGA TIRANTE DE TIJERAL DE MADERA 3”X6”

VIGA DIAGONAL DE TIJERAL DE MADERA 3”X3”

2.3 ESTADOS Y COMBINACIONES DE CARGAS 2.3.1 ESTADOS DE CARGAS De acuerdo a las Normas NTE. E.020, E060 y al reglamento ACI 318-08, se consideran los siguientes estados de Carga en la estructura:

2.3.2. COMBINACIONES DE CARGA: U = 1,4 CM + 1,7 CV U = 1,25 (CM + CV) ± CS U = 0,9 CM ± CS El diseño Estructural se efectúa con la “ENVOLVENTE”  de las combinaciones anteriores.

COMBINACIONES DE CARGA

COMBINACIONES PARA LA ENVOLVENTE

2.4 ASIGNACION DE CARGAS CARGAS SOBRE LA ESTRUCTURA: Las cargas de peso propio el programa SAP2000 los asigna automáticamente, por lo que solo es necesario asignar la carga viva, muerta.

Metrado De Cargas METRADO DE CARGAS  PESO MUERTO (WD):

COBERTURA DE TEJA ANDINA (0.72x1.14x 5mm) Peso(kg/m2): Correas 2"x3", clavos y otros element os (aprox.) Peso(kg/m2):

400 Separacion Separacion de correas(m): 50 Separacion Separacion de correas(m):

WD=

 peso lineal  lineal  260.00 kg kg/m 32.50 kg kg/m  292.50 50 kg/m

 peso x area area 400 kg kg/m2 50 kg kg/m2 450 kg/m2

WL=

162.5 kg/m 162.50 kg/m

250 kg/m2 250 kg/m2

0.65 0.65

PESO VIVO (WL):

MANTENIMIENTO s/c

Peso(kg/m2):

250

Separacion Separacion de correas(m):

0.65

III. ANALISIS SISMICO

3.0 ANALISIS SISMICO ESTATICO 3.1 FACTORES PARA EL ANALISIS El Análisis Sísmico se realiza utilizando un modelo matemático tridimensional, para cada dirección, se ha considerado una excentricidad accidental de 0.05 veces la dimensión del edificio en la dirección perpendicular a la acción de la fuerza. Los parámetros sísmicos que estipula la Norma de Diseño Sismo resistente (NTE E.030 - 2016) considerados para el Análisis en el Edificio son los siguientes: Z= U= S= Ro-x = Ro-y=

0.25 1 1.4 8 8

Tx=

0.71

Ty=

0.52

Tp= 0.6 TL= 2

Cx= 2.112676 2.11267606 06 Cy= 2.5 Kx =

1.105

Ky=

1.01

ZUCS ZUCS/R /R (X)= ZUC ZUCS/R (Y)= (Y)=

0.09 0.092 2429 42958 0.10 .109375

Parámetros para análisis sísmico estático equivalente

IV. DESPLAZAMIENTOS DESPLAZAMIENTOS

4.00 CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES EDIFICACION (grafico de desplazamiento exagerado)

De acuerdo a la Norma NTE. E030, para el control de los desplazamientos laterales, los resultados deberán ser multiplicados por el valor de 0.75R para calcular los máximos desplazamientos laterales de la estructura. Se tomaron los desplazamientos del centro de masa y del eje más alejado. Donde el factor de amplificación será: R (irregular) = 4.5 El máximo desplazamiento relativo de entrepiso, no deberá exceder la fracción de la altura de entre piso que se indica en la tabla Nº 11. (Según RNE. E030-2106).

Por lo que se concluye que el diseño se encuentra dentro de los límites de distorsión (derivas), del entre piso que la norma E-030, exige.

V. DISEÑO

5.0 DISEÑO DE COMPONENTES DE CONCRETO ARMADO Según Norma de Diseño en Concreto Armado. NTE.E-060. Basado en el código  ACI 318-99

El factor de reducción de resistencia:

Flexión sin carga axial………………………………………..……… 0,90 Carga axial de compresión con o sin flexión: Elementos con refuerzo en espiral …………………………...……. 0,75 Otros elementos……………………………………………………… 0,70 Cortante y torsión…………………………………….………………. 0,85

5.1 DISEÑO DE PORTICOS DE CONCRETO ARMADO Diseño de refuerzo longitudinal en los miembros (frame) de concreto armado: 5.1.1 ELEVACIONES

Eje A-A

Eje B-B

Eje C-C

Eje 1-1

Eje 2-2

Eje 3-3

5.1.2 DIAGRAMAS DE ESFUERZOS CORTANTES (Ton)

Eje A-A

Eje B-B

Eje C-C

Eje 1-1

Eje 2-2

Eje 3-3

5.1.3 DIAGRAMAS DE MOMENTOS FLECTORES (Ton.m)

Eje A-A

Eje B-B

Eje C-C

Eje 1-1

Eje 2-2

Eje 3-3

5.1.4 REFUERZOS DE ACERO LONGITUDINAL NECESARIO (cm2) Se muestran las áreas de refuerzo necesario en cm2, para cada elemento.

Eje A-A

Eje B-B

Eje C-C

Eje 1-1

Eje 2-2

Eje 3-3

5.2 DISEÑO DE TIJERALES 5.2.1 ESTRUCTURACIÓN

Flexión (fm) =

100 Kg/cm2

 Tracción Par. (ft) =

75 Kg/cm2

Compr. Paral. (fc) =

80 Kg/cm2

Compr. Perp. (fct) =

15 Kg/cm2 8 Kg/cm2

Corte Paralelo (fv) = Mod. E.min.(Emin) =

55000 Kg/cm2 90000 Kg/cm2

Mod. E.prom.(Emax) = Peso Especifico =

900 Kg/m3

Distancia entre viguetas (m)=

0.650

Luz libre de la Vigueta (m)=

4.05

Luz Total de la Vigueta (m)=

4.77

 Altura de la Vigueta

0.10

(m)=

Nº de Aguas =

2

 Angulo de la Vigueta (Grados)

0.00

Proyección al plano horizontal de las cargas por cobertura y correas Peso cobertura =

20.00 Kg/m 2

Peso Arriostres =

2.00 Kg/m 2

Peso total cobertura + riostras =

22.00 Kg/m 2

Cargas uniformente repartidas

Muerta

Sobre parte superior =

72.00 Kg/m 2

22.00

50.00

Distancia entre viguetas =

0.650 m

0.650

0.650

46.80 Kg/m

14.30

32.50

Wp= Sobre parte inferior =

30.00 Kg/m 2

Distancia entre viguetas =

0.650 m Wq=

Cargas concentradas equivalentes (Nudos) Parte Superior:

Viva

19.50 Kg/m

Muerta 19.50

Viva 0.00

Carga distribuida=

46.80

Longitud deL Tramo =

46.80 Kg/m

3.82

0.65 m.

P (servicio) =

178.78

30.42 Kg.

Pd (muerta)=

54.63

9.30 Kg.

124.15

21.13 Kg.

Pl

(viva) =

Parte Inferior: Carga distribuida=

19.50

Longitud Izquierda =

3.82

0.65 m.

Q (servicio) =

74.49

12.68 Kg.

Qd (muerta)=

74.49

12.68 Kg.

0.00

0.00 Kg.

Ql

Elemento  Tipo de elemento Long.elemento L1(m) Long. horiz. Elem. Lh(m) Long. elem. Adya.L2(m) Fuerza comp.N (Kg) Cargas Carga distr. W (Kg/m) b comercial (pulg) h comercial (pulg) Características b real (cm) de la sección h real (cm) asumida  Area (cm2 ) Inercia en x (Ix)cm 4 Módulo secc. (Zx) cm 3

CK (Tabla 9.4)

19.50 Kg/m

(viva) =

Tramo 4.05 4.05 3.82 0.00 66.30 2 6 5.00 14

Volado 0.73 0.73 3.82 0.00 66.30 2 6 5.00 14

70.00

70.00

1143.33

1143.33

163.33

163.33

3.15

1.82

108.75

3.53

22.49

13.00

18.42

18.42

se coloca el coef. Mayor

22.49

18.42

2505.20

3733.17

6262.76

18736.68

1.00

1.00

0.67

0.02

Verificación de condición Distancia max./ correas (m)

1.12

0.92

Lh N

N

L1 Elemento Tipo de elemento

Cargas

Características de la sección asumida

31

6

5

B. Superior

B. Inferior

B. Inferior

Long.elemento L1(m)

3.82

1.30

1.50

Long. horiz. Elem. Lh(m)

3.82

1.30

1.50

Long. elem. Adya.L2(m)

3.82

1.30

1.50

Fuerza Tracción.N (Kg)

213.01

437.82 437.82

495.55 495.55

Carga distr. W (Kg/m)

46.80

19.50

19.50

b comercial (pulg)

2

2

2

h comercial (pulg)

6

6

6

b real (cm)

4

4

4

h real (cm)

14

14

14

 Area (cm 2  )

56.00

56.00

56.00

Inercia en x (Ix)cm 4 

914.67

914.67

914.67

Módulo secc. (Zx) cm 3 

130.67

130.67

130.67

85.37

4.12

5.48

0.70

0.14

0.16

Verificación de condición

SECCIONES A USARSE:

Deflexión instantanea de la cuerda inferior: del Análisis estructural

d=

Dist. Máx./ nudos de brida inferior (L)=

0.28 cm 1.8 m

Carga distribuida de cieloraso (W)=

19.50 Kg/m

Emin =

55000 Kg/cm 2 

Inercia de la secc. Escogida (I)=

633.7 cm 4 

Deflexión final : df=

0.67 cm

dmáx=

1.35 cm

Deflexión máxima admisible:

Condición: OK

Cobertura de la estructura.

5.3 DISEÑO DE CIMENTACIÓN ProgramName SAFE

Versión ProgLevel 2014  Advanced

5.3.1 CONFIGURACIÓN: Propiedades de Sección: Zapatas de 60 c m de espesor con concreto f’c=28 0 kg/cm2

Propiedades del suelo: Esfuerzo admisible: 0.80 kg/cm 2 Módulo de Winkler: 1.84 kg/cm 3

5.3.2 DISTRIBUCIÓN: ProgramName SAFE

Versión ProgLevel 2014  Advanced

Distribución en Planta

Modelo Matemático 3D.

Modelo Matemático (PLANTA).

5.3.3 ESFUERZOS DE PRESIÓN EN SUELO (Método de elementos finitos) 

Presión de suelo caso de carga ultima ultima de servicio servicio (1.4D+1.7L)

La presión máxima promedio es de 0.65 kg/cm2, por lo que se considera aceptable.

5.3.4 ESPESORES DE CIMENTACION RELACIONES DE CORTE Zapatas de 60 cm de espesor 

 Asignación del peralte de las zapatas.

La relación de corte (punzonamiento) - promedio, es menor que 1 para el espesor definido por lo que se lo considera aceptable.

5.3.5 AREAS DE ACERO EN CIMENTACION.  Áreas de acero inferior. Según leyenda (cm2/cm)

Sentido X-X / Y-Y. Ya que el área promedio para el acero en ambos sentidos es 0.10cm2/cm. Determinándolo para un espaciamiento de cada 20cm, obtenemos como resultado usar varillas de 2cm2, por lo que se recomienda el uso de varillas de 5/8”

espaciadas cada 20cm, en ambos sentidos.

6.0. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

Luego de todo lo anteriormente expuesto se concluye:











La capacidad de carga de los elementos estructurales mantiene las garantías básicas de estabilidad como una estructura de tipo pórtico y dual. Todos los elementos de la estructura, están diseñados para que funcionen de forma dúctil. Se recomienda usar el área de acero recomendado para cada elemento de concreto armado; de caso contrario consultar con el ingeniero calculista encargado para poder redimensionar dichas áreas y secciones de cada elemento estructural. Se recomienda; una vez vez se pueda inspeccionar la totalidad de los elementos estructurales luego de su ejecución, se procederá a la inspección de los mismos para ver si tienen alguna patología y su posible corrección o refuerzo, si fuese necesario. Se planteó el uso de cimiento reforzado, para evitar el asentamiento diferencial en la estructura, por el mal comportamiento del suelo.