Memoria Calculo Con Nsr-10

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DISEÑO ESTRUCTURAL SALONES 1 PISO

PROYECTO CONSTRUCCION DE OCHO (8) AULAS EN LAS ESCUELAS DE LAS VEREDAS EL MORICHAL, SANTA TERESA, LA SOMBRA, ALTO MORROCOY, LA CRISTALINA, PLAYA RICA, LA LAGUNA Y EL RUBI DEL MUNICIPIO DE LA MACARENA - META

Memorias de Cálculo y Diseño Estructural

GABRIEL A. GONZALEZ RAMIREZ Ingeniero Civil

Villavicencio, Septiembre de 2010.

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Tabla de Contenido




Generalidades del Proyecto.




Evaluación de Cargas.




Materiales.




Sísmica.




Procedimiento de Diseño.




Recomendaciones Generales.




Anexos. Archivos Entrada Análisis Estructural SAP 2000.  Vigas y Columnas (Pórtico).

Archivos Salida Análisis Estructural SAP 2000.  Vigas y Columnas (Pórtico).

Cuadro Verificación de Derivas. Archivos Salida Diseño Estructural SAP 2000.  Vigas y Columnas (Pórtico).

Cuadros Diseño de Zapatas con Vigas de Balanceo y Amarre. Planos de Diseño

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DISEÑO ESTRUCTURAL Municipio la Macarena- Meta




Generalidades del Proyecto.

ᔢ Localización. El proyecto en Mención se encuentra ubicado en el municipio de la Macarena, – De acuerdo con los efectos locales descritos en la Norma Sismo resistente y al mapa de zonificación sísmica de la NSR10 de Colombia, el área del proyecto se encuentra dentro de la Zona de Amenaza Sísmica baja. .

ᔢ Descripción del Proyecto. La estructura a diseñar comprende un salón para el cual se preestableció el sistema a porticado tridimensional, el cual posee el el sentido longitudinal luces de 2.5m y en sentido transversal lucen qu oscilan entre los 2.7m. Además de estos parámetros el proyecto posee las siguientes características:

ᔢ Alcance. El diseño estructural y en particular la solución dada, solo cobija a esta edificación y hasta una altura de un piso.

ᔢ Sistema Estructural.

ᔢ La estructura está conformada por pórticos de vigas y columnas metálicas, posee una cubierta a dos aguas, para la cual se plantea un entramado en perfil ería metálica, que se soporta sobre el sistema de pórticos principales de la estructura como se presenta en la siguiente figura:

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ᔢ Sistema de Cimentación a Diseñar. De la caracterización físico - mecánica del suelo, y por comportamiento en la Interacción suelo - estructura se puede concluir que la utilización de zapatas aisladas con vigas de balanceo y amarre en la cimentación, es la solución más viable económicamente, óptima y adecuada para suplir a cabalidad las solicitaciones impuestas y requeridas por la estructura "vs" las reacciones del suelo y las exigencias de la NSR-10 para Z.A.S.A.

El sistema de cimentación se concibe como un anillo cerrado formado por las vigas de balanceo y amarre sobre las zapatas aisladas, lo suficientemente rígido para recibir y transmitir los esfuerzos y cargas producidos en el momento de trabajo, así como ante la presencia de movimientos sísmicos.

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------




Evaluación de Cargas.

ᔢ Materiales a utilizar en la Cimentación. Concreto f’c = Modulo de Elasticidad =

21 MPa = 3000psi = 210kg/cm² 17872.045 MPa

Acero de Refuerzo fy =

420 MPa para ≥ #3 (corrugado)

Acero de Refuerzo fy =

240 MPa para < #3 (corrugado)

Densidad del concreto reforzado= 2400 kg/m³ Densidad del mortero de piso =

1800 kg/m³

Densidad del mortero cielorraso = 2100 kg/m³

La carga a nivel cubierta corresponde a los elementos diseñados de acuerdo a la configuración de la solución arquitectónica y estructural.

ᔢ CARGA MUERTA

Peso de Bloque: Rendimiento: Medidas (cm): Peso Subtotal Kn/m2: Mortero Kn/m2: Peso Total Muro Kn/m2:

Fachadas en bloque de concreto e=15cm (KN/m2 Fachada)

2,00

Divisiones en bloque de concreto e=15cm (KN/m2)

2,00

Teja termo acústica (KN/m2)

0,66

canaleta suspendida en acero

0,10

4.7 kg 16.5 24.5x1x6 0.775 1.1 1.88

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Cielo raso de yeso suspendido liviano (KN/m2)

0,50 1,26

CUBIERTA:



Correas Internas y Cerchas:

0.92



Correas Externas y Cerchas:

0.46



Nivel + 2.40 (Viga eje 1 y 3):

5.23



Nivel + 2.40 (Viga A, C, E.):

5.20

VIGAS:

ᔢ CARGA VIVA

B.4 NSR- 10



Escuelas (Salones de Clase) KN/M2:

2.00



Cubiertas Inclinadas más del 15%:

0.35



Área de Influencia elemento (m2):

4.69



Porcentaje de Reducción:

No Aplica.



Carga Viva Oficinas (KN/m2):

2.00



Densidad del Agua KN/m3):

10

CARGAS SOBRE ELEMENTOS KN/m PORTICOS X - Z.



Nivel 0 + 2.40 



Viga eje 1 y 3:

8.30

Cubierta Nivel



Correas Internas y cercha que recibe cubierta

:

0.49



Correas Externas y cercha que recibe cubierta :

0.24

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ᔢ CARGA DE VIENTO KN/m2: B.5 NSR 10.

Teniendo en cuenta las condiciones de Velocidad de viento en la zona de influencia del municipio de la Macarena, Según la discriminación dada en la norma NSR- 10, Las cargas de viento se calculan por medio del Método simplificado.

Eje 1 – Eje3

Eje 3 – Eje 5.

Velocidad ( Kph)

120

120

.q (KN/m2)

0.59

0.59

Inclinación en todos sus lados (%)

16%

16%

Inclinación en todos sus lados (Grados)

16

16

SISTEMA PRINCIPAL

Ps = 0.68.

CARGA SOBRE ELEMENTOS PLANO X-Z TODOS LOS PORTICOS (KN/m). CUBIERTA NIVEL.  Correas Internas  Correas Externas  Correas Aleros

0.88 0.44

0.88 0.44 0.44

0.44

CARGA SOBRE ELEMENTOS PLANO Y-Z TODOS LOS PORTICOS (KN/m). CUBIERTA NIVEL.  Correas Internas  Correas Externas  Correas Aleros

0.88 0.44

0.88 0.44 0.44

0.44

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------




Materiales.

RESISTENCIA ESPECÍFICA DEL CONCRETO.

La resistencia especificada para el concreto a utilizar en la estructura, se ha determinado como f'c = 21MPa. Cuando la instalación productora de concreto no tenga registros de ensayos de resistencia en obra, esta debe determinarse con la tabla C.5.3.2.2.

TABLA C.5.3.2.2 RESISTENCIA PROMEDIO A LA COMPRESIÓN REQUERIDA CUANDO NO HAY DATOS DISPONIBLES PARA ESTABLECER UNA DESVIACIÓN ESTÁNDAR DE LA MUESTRA

MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO: Para establecer la elasticidad del concreto utilizado para el análisis y por ende la construcción del proyecto, se han observado las siguientes recomendaciones de la norma:

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

C.8.5.1 El módulo de elasticidad, Ec , para el concreto puede tomarse como:

Para valores de densidad del concreto comprendidos entre 1440 y 2560 kg/m3. Para concreto de densidad normal, Ec puede tomarse como:

C.8.5.4.2-La relación de poisson para el concreto debe terminarse por medio del ensayo de cilindros de concreto, realizado de acuerdo

con la norma NTC 4025

(ASTM C469). En el caso de que no se disponga del valor experimental puede utilizarse un valor de 0.20.

LIMITE DE ELASTICIDAD DEL ACERO.

Para la construcción de la obra deberá adquirirse Acero de Refuerzo Corrugado con un límite de elasticidad mínimo de Fy = 420MPa, las condiciones de elasticidad del mismo se asumirán de acuerdo con las condiciones de la norma:

C.8.5.5- MODULO DE ELASTIDAD DEL ACERO DE REFUERZO - El módulo de elasticidad para el acero de refuerzo no pre esforzado puede tomarse como Es =200 000 MPa. El módulo de elasticidad Es para tendones de refuerzo, debe determinarse por ensayos o puede utilizarse el suministrado por el fabricante.

NORMAS Y TIPOS DE ACERO A UTILIZAR F.2.1.3.1- Acero estructural - en estas especificaciones se acepta el uso de los materiales que cumplen con las siguientes normas: NTC 248. Barras corrugadas laminadas en caliente (ASTM A615). NTC 1920. Acero estructural. (ASTM A36)

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

NTC 3470. Tubería de acero soldada o sin costura, negra y cubierta de zinc por inmersión en caliente (ASTM 53 Grados B). NTC 1950. Acero estructural de alta resistencia y de baja aleación (ASTM A242). TNC 1986. Tubería estructural de acero al carbono, formada en frio, soldada o sin costura, de cualquier configuración (ASTM A500) TNC 2374. Tubería estructural de acero al carbono, formada en caliente, soldada o sin costura (ASTM A501) TNC 3347. Laminas y platinas de acero al carbono laminadas en caliente, en calidad estructural (ASTM A570 Grados 40, 45 y 50) TNC 1985. Acero de resistencia, de baja aleación colombio-vanadio de calidad estructural (ASTM A572) TNC 2012. Acero estructural de alta resistencia de baja aleación, con punto de fluencia mínimo de 345 MPa, hasta 100 mm de espesor (ASTM A588) NTC 4001. Tubería estructural de alta resistencia y baja aleación, formada en caliente con o sin costura (ASTM A618) NTC 4005. Acero estructural para puentes (ASTM A709)

NTC 4007. Especificaciones para el acero al carbono-manganeso de alta resistencia y calidad estructural ( ASTM A 529)

CARACTERISTICAS DE LAS SOLDADURAS.

F.2.1.3.6- Metal de aporte y fundente para soldadura- Los electrodos y fuentes para soldadura deberán cumplir con una de las siguientes normas del Código correspondiente de la Sociedad Americana de soldadura (American Welding Society).

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

CARACTERISTICAS DE LOS PERNOS Y ARANDELAS

F.2.1.3.4- Pernos, arandelas y tuercas - los pernos de acero deberán cumplir con las siguientes normas: NTC 858. Tornillos, pernos y partes similares roscadas. Requisitos generales (ASTM A449) NTC 4028. Pernos de acero de alta resistencia, clase 10.9 y 10.9.3 para juntas de acero estructural (ASTM A490)

NTC 4034. Elementos de fijación. Especificación para tornillos y pernos de acero al carbono con 40 MPa (6000 psi)de resistencia a la tención (ATMS A307)

NTC 2191. Especificación para electrodos de acero al carbono para soldadura de arco metálico protegido (AWS A5.1).

NTC 2253. Especificaciones para electrodos de acero al carbono de baja aleación para soldadura de arco (AWS A5.5) NTC 3570. Especificaciones para metales de aporte de acero de baja aleación para soldadura de arco (AWS A5.28)

TNC 3623. Especificaciones para electrodos de acero de baja aleación y fuentes para soldadura de arco sumergido. (AWS A5.23)

NTC 2632. Especificaciones para metales de aporte de acero al carbono par soldadura de arco con protección de gas (AWS A5.18)

NTC 2677. Especificaciones para electrodos de acero al carbono y fuentes para soldadura de arco sumergido (AWS A5.17). AWS A 5.20. Especificaciones para electrodos de acero al carbono para soldadura de arco con fuente en el núcleo.

AWS A5.29. Especificaciones para electrodos de acero de baja aleación para soldadura de arco fundente en el núcleo. ASTM A194.Tuercas de acero al carbono y aleado para pernos que trabajen en condiciones de servicio de alta presión y alta temperatura.

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ASTM A325. Pernos estructurales de acero, tratados térmicamente, con resistencia mínima a la tensión de 825 o725 MPa ASTM A 563. Tuercas de acero al carbono y de aleación. ASTM F436. Arandelas de acero templado.

CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LAS ADICIONES.

CEMENTO Y CAL.

El cemento utilizado en la obra debe estar en condiciones apropiadas y debe corresponder en su tipo y clase a aquel sobre el cual se basan las dosificaciones del concreto y los morteros. Deben cumplirse las siguientes normas:

Cemento portland:

NTC 121 y NTC 321. S permite el uso de cementos fabricados bajo las normas ASTM C 150 y C595

Cemento para mampostería:

NTC 4050 (ASTM C91)

Cal viva:

NTC 4046 (ASTM C5)

Cal hidratada:

NTC 4019 (ASTM C270)

MORTERO DE PEGA. Los morteros de pega utilizados en construcciones de mampostería deben cumplir la norma NTC 3556 (ASTM C1142). El mortero premezclado para pega de unidades de mampostería debe cumplir con la norma NTC 3556 (ASTM C1142). Los morteros de pega deben tener buena plasticidad, consistencia y ser capaces de retener el agua mínima para la hidratación del cemento y, además, garantizar su adherencia con las unidades de mampostería para desarrollar su acción cementante.

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

TABLA D. 3- 1

clasificación de los morteros, carecterísticas mécanicas , y dosificación en partes por volumen resistencia a la Mortero comprensión f'cp Mpa tipo (1)

M

17.5

S

12.5

N(3)

7.5

arena/material cementante

Retención flujo cemento cal cemento para Mínima de agua mínimo (2) portland hidratada mampostería % 1 0.25 No aplica 120% 75% 1 No aplica 1 1 0.25 a 0.50 No aplica 115% 75% 0.5 No aplica 1 1 0.50 a 1.25 No aplica 1105 75% 0 No aplica 1

Mín.

Max.

2.25 2.25 2.50 2.50 3.00 3.00

3.0 2.5 3.5 3.0 4.5 4.0

Notas: (1) Ensayo de resistencia a la compresión a 28 días en cubos de 50 mm de lado ( o en cilindros de 75 mm de diámetro, por 150 mm de altura, correlacionando sus resultados a los cubos como referencia) (2) Ensayo realizado según NTC 4050 (ASTM C91) (3)El mortero tipo N solo se permiten en sistemas con capacidad mínima de disipación de energía en el rango inelástico (DM)

DOSIFICACIÓN DEL MORTERO DE PEGA La dosificación de los componentes de los morteros de pega debe besarse en ensayos previos de laboratorio o en experiencia de campo en obras similares y se clasifican como M, S o N de acuerdo con la dosificación mínima de sus componentes y con la resistencia a la compresión, según la tabla D.3-1 La resistencia a la compresión se mide a los 28 días sobre probetas tomadas en cubos de 50 mm de lado, o en cilindros de 75 mm de diámetro de altura. Los diferentes tipos de morteros deben cumplir con las condiciones mínimas de flujo inicial y retención de agua establecidas en la tabla D. 3.-1 se inician dos alternativas de dosificación, una utilizando cemento portland y cal hidratada, y la otra utilizando cemento portland y cemento para mampostería. Puede emplearse cualquiera de las dos alternativas de dosificación, pero no se permiten dosificaciones mampostería.

que

empleen

simultáneamente

cal

hidratada

y

cemento

de

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

CASO DE LA MAMPOSTERIA PARCIAL O TOTALMENTE RELLENA DE MORTERO

MORTERO DE RELLENO

REQUISITOS GENERALES - Los morteros de relleno utilizados en construcciones de mampostería deben cumplir con la norma NTC 4048 (ASTM C476). Deben ser de buena consistencia y con fluidez suficiente para penetrar en las celdas de inyección sin segregación.

DOSIFICACIÓN - La dosificación de los componentes de los morteros de relleno debe basarse en ensayos previos de laboratorio o con experiencia de campo en obras similares y su clasificación se debe basar en la dosificación mínima de sus componentes indicada en la tabla D.3-2. La resistencia f'cr , debe medirse a los 28 días sobre probetas tomadas en las celdas de las unidades huecas o en prismas de unidades dispuestas

convenientemente,

con

uso

de

papel

permeable

que

permita

la

transferencia de agua entre el mortero de relleno y las unidades de mampostería, impidiendo su adherencia. El procedimiento para la toma de muestras y el ensayo debe hacerse de acuerdo a la norma NTC 4043 (ASMT C1019). La resistencia a la compresión también puede medirse a los 28 días sobre probetas tomadas en cilindros de 75 mm de diámetro por 150 mm de altura.

TABLA D.3-2 Clasificación y dosificación por volumen de los morteros de relleno agregados/ cemento grueso (tamaño < fino 10mm) Tipo de cemento Mortero portland Mín. Max. Mín. Max. fino

1

2,25

3,5

-

-

grueso

1

2,25

3,0

1,0

2,0

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

TIPOS Y CALIDAD DE LAS UNIDADES DE MAMPOSTERIA UNIDADES DE MAMPOSTERÍA DE PERFORACIÓN VERTICAL

Las unidades de mampostería de perforación vertical (bloque) se puede utilizar en las construcciones de mampostería estructural de los tipos clasificados en D.2.1. Puede ser de concreto, arcilla o sílico-calcáreas. Se establecen, además, para este tipo de unidades los siguientes requisitos:

Dimensiones de las celdas y las paredes El área de las celdas verticales de la pieza de mampostería en posición normal, no puede ser mayor que el 65% del área de la sección transversal. Las celdas verticales u horizontales continuas en donde se coloque refuerzo no pueden tener una dimensión menor de 50 mm, ni menos de 3000 mm2 de área. Las paredes externas e internas no pueden tener un espesor menor que el establecido en la tabla D.3-3.

TABLA D.3-3 Espesores mínimos de paredes en unidades (bloques) de mampostería de perforación vertical (mm) espesor mínimo de tabiques espesor espesor mínimo de paredes exteriores transversales externo sin perforaciones con perforaciones sin perforaciones verticales nominal verticales secundarias verticales secundarias secundarias 80 (1) 20 30 20 100 20 30 20 120 22 32 20 150 25 35 25 200 30 40 25 250 35 45 30 300 40 50 30 Nota (1): La unidad de 80mm de espesor externo nominal solo se permite en muros no estructurales y en las paredes laterales de mampostería de cavidad.

Perforaciones secundarias las unidades de perforación vertical en arcilla cocida puede tener perforaciones secundarias en las paredes, a las celdas principales y paralelas a ellas. Las perforaciones en las paredes no pueden tener una dimensión transversal mayor de 20 mm ni puede estar a menos de 10 mm del borde de la pared perforada.

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

UNIDADES DE PERFORACION HORIZONTAL

Las unidades de mampostería de perforación horizontal (bloque) solo se pueden utilizar en los siguientes tipos de estructuras de mampostería clasificados en D.2.1: mampostería de muros confinados y mampostería de cavidad reforzada. También se pueden usar combinadas con unidades de perforación vertical, en edificaciones de uno y dos pisos del grupo de uso I para mampostería no reforzada y para mampostería parcialmente reforzada.

UNIDADES MACIZAS DE MAMPOSTERIA

Las

unidades

macizas

de

mampostería

(tolete)

solo

se

pueden

utilizar en los siguientes tipos de estructuras de mampostería clasificados en D.2.1: mampostería de muros confinados y mampostería de cavidad reforzada. También se pueden utilizar, combinadas con unidades de perforación vertical para mampostería parcialmente reforzada.

RESISTENCIA NOMINAL A LA COMPRESION DE LA MAMPOSTERIA

VALOR DE f'm BASADO EN LA CALIDAD DE LOS MATERIALES

Cuando fm¢ no se seleccione mediante ensayos de muretes preliminares o históricos, su valor puede determinarse con base en una correlación apropiada de la calidad de los materiales empleados. En ausencia de tal correlación, el valor de fm¢ , se puede determinar mediante la siguiente expresión:

 50K p   2h   f cp′ ≤ 0.8 f cu′ Rm =   f cu′ +   75 + 3 h  75 + 3h    (D.3-1*)

f m′ = 0.75Rm

(D.3-2)

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Los valores empleados en la ecuación D.3-1 deben indicarse en los planos estructurales y controlarse en la obra de acuerdo con lo establecido en la sección D.3.8, pero esto no exime de la obligación de comprobar el valor de f'm por medio de muretes como lo indica la sección D.3.8.1.4.

h (mm)

230

kp

0,8

f'cu (MPa)

6,0

f'cp (MPa)

17,5

0.8f'cu

4,8

Rm

3,7

f'm (MPa)

2,7

ver datos pagina ladrillera Santafé

menor que 0.8f'cu

VALOR DE f'm CUANDO HAY CELDAS CON MORTERO DE INYECCION, BASADO EN LA CALIDAD DE LOS MATERIALES

En la mampostería de cavidad reforzada o de perforación vertical, inyectada con mortero de relleno, se puede obtener el valor de f'm de la siguiente forma:

f m′ = 0.75[rRm + 0.9(1 − r ) fcr′ ] ≤ 0.94 Rm

(D.3-3)

MODULOS DE ELASTICIDAD Y CORTANTE

MODULOS DE ELASTICIDAD

Para muros de elasticidad se deben tomar los siguientes valores. Acero E = s

200 000 MPa

(D.5-3)

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Para mampostería en concreto

E m = 750 f m′ ≤ 1400 000 MPa

(D.5-4)

Para mampostería en arcilla

E m = 500 f m′ ≤ 100 000 MPa

(D.5-5)

Mortero de relleno

f cr′ ≤

E r = 4000

20 000 MPa

(D.5-6*)

El valor para el módulo de elasticidad se puede establecer por medio de ensayos de laboratorio tomando la secante desde 0.05f'm hasta 0.33f'm . Los registros históricos del

módulo

de

elasticidad determinado

experimentalmente

para

proyectos

en

construcción, pueden utilizarse en diseños posteriores de obras con materiales similares. Em (MPa)

1372,55

MÓDULO DE CORTANTE Para los módulos de cortante se deben tomar los siguientes valores:

Mampostería

Gm = 0.4 Em (D.5-7) Mortero de relleno

Gr = 0.5Er Gm (MPa)

549,02

(D.5-8)

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------




Sísmica.

ᔢ Análisis Estructural de la Edificación. De acuerdo con la ubicación geográfica de la edificación, según el Apéndice A-3 NSR10, se encuentra que está ubicada en Zona de Amenaza Sísmica Baja, luego el coeficiente de aceleración pico efectiva es Aa = 0.05. Por tal razón, se analizará la estructura sometida a cargas gravitacionales y a fuerzas sísmicas.

ᔢ Espectro de Diseño. a. Coeficiente de Sitio. Los efectos locales según el tipo de suelo en el que trabaja es de D tabla A.2.41 NSR-10.(información suministrada por el constructor), correspondiente a un perfil en donde entre la roca y la superficie existen más de 60 m de depósitos estables de suelos duros, o densos, compuestos por depósitos estables de arcillas duras o suelos no cohesivos, con una velocidad de la onda de cortante entre 180 y 360 m/s, por tanto los efectos locales según el tipo de suelo es S = 1.5 de acuerdo a A.2-4-1 y A.2-4-2 NSR-10.

b. Coeficiente de Importancia. Considerando que es una edificación destinada a el grupo de uso es I, por tanto el coeficiente de importancia es I = 1.25 según NSR-10.

ᔢ Coeficiente de Disipación de Energía R. Según la tabla A.3-1 NSR-10, el valor básico del coeficiente de disipación de energía es Ro = 6.3, para pórticos resistentes a momentos de acero estructural con capacidad especial de disipación de energía y que resiste todas las cargas verticales y todas las fuerzas horizontales.

ᔢ Procedimiento de Análisis. El procedimiento de análisis de muestra en el anexo Archivos Análisis Fuerzas De Sismo

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

COMBINACIONES DE CARGA PARA ELEMENTOS EN CONCRETO

Combinación 1:

1.40D + 1.70L

Combinación 2:

1.05D + 1.28L + 1.00EX + 0.30EY

Combinación 3:

1.05D + 1.28L - 1.00EX - 0.30EY

Combinación 4:

1.05D + 1.28L + 0.30EX + 1.00EY

Combinación 5:

1.05D + 1.28L - 0.30EX - 1.00EY

Combinación 6:

0.90D + 1.00EX + 0.30EY

Combinación 7:

0.90D - 1.00EX - 0.30EY

Combinación 8:

0.90D + 0.30EX + 1.00EY

Combinación 9:

0.90D - 0.30EX - 1.00EY

Notas: -

Los valores de las fuerzas sísmicas aplicadas en los diferentes pórticos de la estructura son afectados por el coeficiente de disipación de energía R para el respectivo diseño de los elementos.

-

Para el chequeo de las derivas en cualquier punto del diafragma de la estructura y para cada combinación de carga se utiliza la expresión: ∆ = ((δx)² + (δy)²)½ Donde ∆ es la deriva que debe ser < 1% de la altura de piso en cuestión.

COMBINACIONES DE CARGA PARA ESTRUCTURAS METALICAS.

Combinación 1:

1.40D

Combinación 2:

1.2D + 1.6L + 0.5 (Lr o G).

Combinación 3:

1.2D + 1.6 (Lr o G) + (0.5Lr o 0.8 W).

Combinación 4:

1.2D + 1.3W + 0.5L + 0.5 (Lr o G).

Combinación 5:

1.2D + 1.0E + (0.5Lr o 0.2G).

Combinación 6:

0.90D – (1.3 W o 1.0 E).

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ᔢ Análisis P-Delta. En el análisis realizado no se tuvo en cuenta el análisis de segundo orden (efectos PDELTA), debido a que la estructura proyectada cumple los requisitos de estabilidad y no cuenta con elementos esbeltos evaluados matemáticamente. δ = 1.0

Para la carga muerta Para la carga viva

δ = 1.0

ᔢ Análisis Estructural de la Cimentación. Para el diseño y cálculo de la cimentación, se tiene en cuenta los esfuerzos producidos sobre las zapatas aisladas, se realiza la modelación de cada eje de zapatas teniendo en cuenta los resultados de reacciones en los apoyos arrojados por el programa SAP 2000 y mediante la ayuda de una hoja de cálculo de Excel.

Como suposiciones de diseño se tiene:

- Las zapatas aisladas de la cimentación estarán apoyadas sobre un terreno firme con una capacidad adecuada (Qa = 50 KPa, información suministrada por el constructor y que debe ser verificada en el terreno de fundación).

- El suelo no es susceptible a cambios de volumen y/o perdida de estabilidad, por lo que se podría generar incompatibilidades con las hipótesis de diseño y como consecuencia desencadenar estados peligrosos cuando la zapata se encuentre en estado de servicio.

- Teniendo en cuenta que se trata de zapatas aisladas, se opta por realizar diseño estático y para la siguiente combinación de carga 1.40D + 1.70L.

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Recomendaciones Generales.

1- Utilizar las resinas epóxicas que en el momento de la construcción sean indispensables; esto según los procedimientos y requerimientos dados por el fabricante. En todo caso se colocarán como mínimo los anclajes dados en estas memorias de cálculo y en los respectivos planos.

2- A pesar que el diseño estructural parte del hecho de encontrar suelo firme a las distancias señaladas en el mismo, es necesario desplantar la cimentación a distancias reales de suelo firme encontradas en obra. En caso que dicha distancia sobrepase considerablemente la estipulada en el diseño, se debe consultar con el ingeniero calculista.

3- Para el confinamiento de muros, cuchillas, antepechos y demás elementos no estructurales, se aplicaran los requisitos y recomendaciones que para ello estipula el titulo E Casa de Uno y Dos pisos de la NSR-10.

____________________________ GABRIEL GONZALEZ MP.

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ANEXOS
Archivos Análisis Fuerzas De Sismo  Vigas, Columnas (Pórtico).
Archivos Entrada Análisis Estructural SAP 2000.  Vigas, Columnas (Pórtico).
Archivos Salida Análisis Estructural SAP 2000.  Vigas, Columnas (Pórtico).
Cuadro Verificación de Derivas.
Archivos Salida Diseño Estructural SAP 2000.  Vigas, Columnas (Pórtico).
Cuadros Diseño de Zapatas, Pedestal con Vigas de Balanceo y Amarre
Diseño de Anclaje Metálico a Cimentación En Concreto
Diseño de Soldaduras
Planos de Diseño.

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Archivos Entrada Análisis Estructural SAP 2000.  Vigas, Columnas (Pórtico).

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Archivos Salida Análisis Estructural SAP 2000.  Vigas, Columnas (Pórtico).

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Cuadro Verificación de Derivas.

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Archivos Salida Diseño Estructural SAP 2000.  Vigas, Columnas (Pórtico).

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Cuadros Diseño de Zapatas con Vigas de Balanceo y Amarre

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Planos de Diseño.

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Análisis Fuerzas de Sismo  Vigas, Columnas (Pórtico).

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Diseño de Anclaje Metálico a Cimentación En Concreto

Memorias de Cálculo y Diseño Estructura 1 piso. Macarena – Meta. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Diseño de Soldaduras