Memoria Calculo - Estructuras

 

 MEMORIA DE CÁLCULO  

PROYECTO: VIVIENDA MULTIFAMILIAR 

UBICACIÓN

: Av. Giráldez N° 242

DISTRITO

: Huancayo.

PROVINCIA

: Huancayo.

REGION

: Junín.

PROPIETARIO

: Sr. Wilfredo José Meza Tembladera

NOVIEMBRE – 2018

 

CONTENIDO I.- GENERALIDADES

1.1. INTRODUCC INTRODUCCION ION 1.2. OBJETIVO 1.3. NORMAS EMPLEADAS 1.4. DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA 1.5. RECUBRIMIENTOS MINIMOS 1.6. ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS 1.7. CIMENTACION Y CARACTERISTICAS DEL TERRENO

II. DISEÑO ESTRUCTURAL

2.0. METODO DE DISEÑO 2.1. ANALISIS DE CARGAS 2.2. ANALISIS DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES ESTRUCTURALES 2.3. ANALISIS DE LA ESTRUCTURA Y DISEÑO SISMICO 2.4. CONCEPTO DE REFUERZO DE ACERO EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES

III. IDENTIFICACIÓN

3.0. REFERENCIAS ARQUITECTONICAS 3.1. ESTRUCTURAC ESTRUCTURACIÓN IÓN 3.1.1 PREDIMENSIONAMIENTO  

3.1.1.1 LOSAS ALIGERADAS

 

3.1.1.2 LOSAS MACIZAS

 

3.1.1.3 VIGAS

 

3.1.1.4 COLUMNAS

 

3.1.1.5 PLACAS

 

3.1.1.6 ESCALERAS

 

3.2. CONFIGURACIÓN 3.3. ESTADOS Y COMBINACIONES DE CARGA 3.3.1 ESTADOS DE CARGA 3.3.2 COMBINACIONES DE CARGA 3.4. ASIGNACIÓN DE CARGAS 3.5. ASIGANCIÓN DE MASAS – CALCULO DE PESO SISMICO IV. ANALISIS SISMICO

4.0 ANALISIS SISMICO ESTATICO 4.1. FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL ANALISIS 4.1.1 PARAMETROS SISMICOS  

4.1.2 ESPECTRO DE DISEÑO 4.2. CALCULO AUTOMATICO DEL CORTANTE EN LA BASE

 

4.2.1 DETERMINACION DEL PERIODO FUNDAMENTAL (T) 4.2.2 CALCULO DE LOS FACTORES DE AMPLIFICA AMPLIFICACIÓN CIÓN SISMICA 4.2.3 CALCULAR EL VALOR DE FACTOR EXPONENCIAL DE DISTRIBUCIÓN DISTRIBUCIÓ N (K) 4.2.4 CALCULO DE IRREGULARIDADES EN ALTURA Y EN PLANTA 4.2.5 CALCULO DE LA CORTANTE EN LA BASE 4.3 ANALISIIS SISMICO DINAMICO 4.3.1 CALCULO DEL CORTANTE DINAMICO

 

4.3.2 CALCULO DE CORTANTES DINAMICO DINAMICOSS POR PISO 4.3.3 CALCULO DE FUERZAS LATERALES

V. DESPLAZAMIENTOS

5.0 CONTROL DE DESPLAZA DESPLAZAMIENTOS MIENTOS LATERALES 5.1 DESPLAZAMIENTOS DE CENTROS DE MASA DE DIAFRAGMAS (POR  NIVELES) 5.2 JUNTA SISMICA

 

VI. DISEÑO

6.0 DISEÑO DE COMPONENTES DE CONCRETO ARMADO 6.1 DISEÑO DE PORTICOS DE CONCRETO ARMADO 6.1.1 ELEVACIONES  

6.1.2 DIAGRAMAS DE ESFUERZOS CORTANTES

 

6.1.3 DIAGRAMAS DE MOMENTOS FLECTORES

 

6.1.4 REFUERZOS DE ACERO LONGITUDINAL NECESARIO 6.2 DISEÑO DE LOSAS ALIGERADAS 6.2.1 ESTRUCTURAC ESTRUCTURACION ION

 

6.2.2 ESFUERZOS Y DEFORMA DEFORMACIONES CIONES EN LA LOSA

 

6.2.3 DISEÑO DE VIGUETAS 6.3 DISEÑO DE PLACAS

 

6.3.1 ESTRUCTURAC ESTRUCTURACION ION 6.3.2 DISEÑO POR FLEXO-COMP FLEXO-COMPRESION RESION

 

6.3.3 DISEÑO POR CORTE

 

6.4 DISEÑO DE CIMENTACION

 

6.4.1 CONFIGURACION 6.4.2 DISTRIBUCIO DISTRIBUCION N 6.4.3 ESPESORES DE CIMENTACIO CIMENTACION N 6.4.4 ESFUERZOS DE PRESIÓN EN SUELO 6.4.5 ASENTAMIENTO DIFERENCIAL TOLERABLE 5.4.6 AREAS DE ACERO EN CIMENTACION. 6.5 DISEÑO DE MUROS DE CONTENCIÓN

 

6.5.1 ESTRUCTURAC ESTRUCTURACIÓN IÓN 6.5.2 DISEÑO POR FLEXION 6.5.3 DISEÑO POR CORTE

VII. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES

 

I.- GENERALIDADES

1.1 INTRODUCCIÓN La presente Memoria corresponde al análisis y cálculo estructural por cargas de sismo y de grave raveda dadd de dell pr proy oyec ecto to

“CAMP CAMPOSA OSANTO NTO ESP ESPERAN ERANZA ZA ETE ETERNA RNA CAÑE CAÑETE TE” ESTR ESTRUCTU UCTURAS RAS,

realizados en base a la arquitectura planteada en los planos. Los estánresultados obtenidos de los análisis y modelos matemáticos que a continuación se indican, reflejados en los planos cor correspondientes, respondientes, así como las normas normas.. Es necedad mencionar que la forma en que se estructuró ha sido concebir la edificación con la adecuada rigidez lateral en las dos direcciones principales, para lo cual se ha considerado las rigideces adecuadas, de acuerdo al proyecto. El presente proyecto tiene por objeto lograr de manera económica y resistente una estructura capaz de resistir los esfuerzos producidos por las cargas estáticas y dinámicas.

1.2 OBJETIVO El objetivo principal es Analizar, Modelar y Diseñar, realizando los cálculos estructurales necesarios que garanticen el funcionamiento adecuado de los diversos tipos de estructurales  propuestas en el proyecto, cumpliendo las normas sísmicas y de diseño en concreto armado, realizándose el diseño de los elementos de acuerdo a las Normas ACI (American Concrete Institute), pero con los factores de ampliaciones indicados en la Norma Técnica de Edificación en Co Conc ncre reto to Ar Arma mado do E-06 E-0600 Pe Peru ruan ana; a; as asíí mism mismoo co como mo ob obje jetiv tivoo se secu cund ndar ario io se tie tiene ne la optimización de las dimensiones y características de estas estructuras. 1.3 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 Cargas. Norma de Diseño Sismo resistente. Norma de Suelos y Cimentaciones. Norma de Dis iseeño en Concreto Armado. Norma de Albañilería.

NTE.E-020. NTE.E-030. NTE.E-050. NTE.E-060. NTE.E-070.

Internacionales: -

A. A.C. C.I. I. 31 3188 – 2201 0144 (A (Ame meric rican an Co Conc ncre rete te Inst Instit itut ute) e) - Buil Buildin dingg Co Code de Requ Requir ireme ement ntss 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.

1.4. DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA Y CALIDAD DE LOS MATERIALES  Número de Niveles: 13 13 Niveles Tipo de Edificación: B Altura de Edificación: 36.60 m Dimensión Menor de su Base (d): 6.21 m Dimensión Mayor de su base (D): 19.97 m Relación lado mayor/lado menor < 2: 3.21 Forma geométrica de la planta: Irregular  AGREGADOS:  El tamaño máximo del agregado grueso o grava será a la tercera parte del  peralte de una losa maciza o del del espesor de la capa de co compresión mpresión en una losa pref prefabricada. abricada. AGUA: Se deberá cuidar el contenido cloruros y sulfatos en el agua que se utilice para la fabricación de morteros y concretos, además de evitar el contenido de materia orgánica o altos contenidos de sólidos disueltos, ya que comúnmente se clora el agua del sistema de suministro. ACERO DE REFUERZO: El refuerzo longitudinal o varillas deberá ser corrugado Grado 60.

Las varillas corrugadas de refuerzo con resistencia a la fluencia especificada (fy) que exceda los 42000 kg/ 420 kg/cm, cm, pue pueden den emp emplea learse rse sie siempr mpree que (fy (fy)) sea el esf esfuer uerzo zo corres correspon pondie diente nte a una deformación de 0.35 %. La malla electro soldada con refuerzo liso o corrugado con una resistencia (fy) mayor a 5000 kg/cm. CONCRETOS:  Se deberá garantizar principalmente que el concreto cumpla con la resistencia del proyecto y por consecuencia se asegurará su durabilidad. Por lo tanto, las resistencias  promedias del concreto deberán exceder siempre el valor especificado de f’c, para lo cual se determinará en todos los casos su edad de prueba.

EDAD DE PRUEBA: 7 días, 14 días, 28 días. MUROS: Confinados con cadenas y castillos de concreto armado, hechos con ladrillo rojo común.

Juntas de mortero: cemento – arena – Junta máxima: 1.5 cm Tipo de mortero: Tipo III SISTEMA DE LOSAS: Losa Aligerada en una Dirección

Tipo de apoyo: Muros de carga y cadenas de concreto Peralte total de la losa: Losa Aligerada 20 cm.

‐

 

Acero de refuerzo: fy = 4200 kg/cm2

1.5. RECUBRIMIENTOS MÍNIMOS (R): -Cimientos, Zapatas

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

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

: 210Kg/cm2 (Platea de Cimentación)   210 Kg/cm2 (columnas, placas, vigas y losas losas))

-Módulo de Elasticidad (E) -Módulo de Poisson (u)

: 217,370.65 Kg/cm2 (f´c = 210 Kg/cm2) : 0.20

-Peso Específico (γ)

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

ACERO CORRUGADO (ASTM A605): -Resistencia a la fluencia (f (fy) y) : 4,2 4,200 00 Kg Kg/cm2 /cm2 (Gº 60): “E”: 2’100,000 Kg/cm2

1.7. CIMENTACIÓN Y CARACTERIST CARACTERISTICAS ICAS DEL TERRENO Esta se diseñó de acuerdo a los resultados proporcionados por el estudio de mecánica de suelos, así como del análisis del proyecto y de la estructura. Por lo tanto: Tipo de cimentación: Platea de cimentación. Profundidad de desplante: Especificado en el plano de cimentación. Acero de refuerzo: Varillas fy = 4200 kg/ cm2 Tipo de suelo: SP (Arena mal graduada) Capacidad de carga admisible del terreno: 2.20 kg/cm2 Peso Específico (yS): 1.90 gr/cm3 Angulo de fricción interna: 15.00°

 

Cohesión: 0.32 kg/m2 II. DISEÑO ESTRUCTURAL

2.0. METODO DE DISEÑO: Por resistencia y Fuerza Gravitacionales Resistencia del diseño: Son las resistencias nominales calculadas mediante la teoría general de la resistencia de materiales y de diseño plástico del concreto. Por lo que las resistencias de diseño serán iguales o mayores a los efectos. 2.1. ANÁLSIS DE CARGAS CARGAS DE SERVICIO: Cargas especificadas por el reglamento nacional de edificaciones E.020 sin ser afectada por factores. Atendiendo a las recomendaciones especificadas por el reglamento para las construcciones del D.D.F. (2004), reglamento de construcciones A.C.I. (2008). Las cargas serán las siguientes: CARGAS MUERTAS: MUERTAS: Son las cargas permanentes debido al peso propio de los materiales. CARGAS VIVAS: Son las cargas gravitacionales que obran en una construcción y que no tienen carácter permanente. CARGAS ACCIDENTALES: O bien carga viva instantánea, la cual se considerará para el diseño sísmico de la estructura y será menor que la carga viva gravitacional. 2.2. ANÁLISIS DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES Todos los elementos estructurales sean muros, columnas, trabes, losas y cimientos deberán dimensionarse de tal forma que cumplan con las necesidades del proyecto apegadas al criterio del diseño, pero principalmente sometidos a la combinación más crítica de cargas y bajo todos los estados posibles de esfuerzos (flexión, carga axial. cortante, torsionante, etc ). Por lo cual, fueron fue ron analizado analizadoss de acuerd acuerdoo a la teo teoría ría genera generall act actual ual de la res resist istenc encia ia de materi materiales ales,,  proporcionándonos este este criterio un margen de seg seguridad uridad en la estructura. Mientras que la resistencia de diseño se determinó multiplicando la resistencia nominal por el factor correspondiente de reducción de resistencia. Es conveniente aclarar que suelen ocurrir  sobrecargas en los elementos estructurales, así como variaciones en los materiales lo que repercutirá en la estructura. Las magnitudes de las cargas pueden variar de las ya supuestas como consecuencia del volumen de los elementos principalmente. Las cargas vivas varian considerablemente con el tiempo y de un edificio a otro, de manera que se recomienda un control de calidad adecuado a los materiales que intervienen en la estructura para que el diseño de la misma trabaje de acuerdo al proyecto realizado. 2.3. ANALISIS DE LA ESTRUCTURA Y DE DISEÑO SISMICO. La estr estruc uctu tura ra fu fuee an anal aliz izad adaa si sigu guie iend ndoo lo re reco come mend ndad adoo po porr el regl reglam amen ento to na nacio ciona nall de edificaciones libro E.030.

 

I. Análisis estático y dinámico. Toda estructura podrá analizarse mediante un método dinámico según se establece este reglamento (Perú 2014). Las estructuras que no pasen de 60m de alto  podrán analizarse, como alternativa, alternativa, mediante el método estático. 2.4. CONCEPTO DE REFUERZO DE ACERO EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES Refuerzo longitudinal:

⎨

⎬

As.min = (0.7  f ´c/fy  bd) As = pbd  p.min = 14/fy  p.máx = 0.75 pb

⎨ ⎬

Pb = 0.85 B l (f ´c/fy 6115 /6115 + fy) (porcentaje para refuerzo a la tensión) As = 14 bd/ fy As = 0.76 pbx (bd) A´s = As (en el centro del claro/4, continuo)

‐

En los extremos Mu (+ ) < 0.5 Mu (  )

 

III. IDENTIFICACION

3.0

REF EFER ERE ENCI CIAS AS ARQUITE ITECT CTO ONIC ICA AS

SOTANO, 1° PISO, MEZANINE

 

2°. 3°, 4°, 5°, 6° PISO

 

7°, 8°, 9°, 10°, AZOTEA Y TECHO DE ESCALERA

 

ELEVACION Y FACHADA

 

3.1

ESTRUCTURACION

ProgramName ETABS 2016

Versión V.16.0.3

ProgLevel Ultimate

La altura proyectada es 3.00 m para el primer nivel y 2.80 m típico, además de contar con una cobertura de losa aligerada. El sistema estructural planteado consiste en: - En la dirección X-X: Pórticos de concreto armado (regular), es decir que por lo menos el 80% del cortante en la base actúa sobre las columnas de los pórticos que cumplan los requisitos de la  NTE E.060. - En la dirección Y-Y: Pórticos de concreto armado (regular), es decir que por lo menos el 80% del cortante en la base actúa sobre las columnas de los pórticos que cumplan los requisitos de la  NTE E.060. Los diafragmas rígidos lo conforman las losas aligeradas de 20 cm, según se indica en los  planos.

3.1.1 PREDIMENSIONAMIENTO

 

Los elementos estructurales fueron predimensionados, tomando en cuenta algunos criterios y recomendaciones, los cuales fueron: 3.1.1.1 LOSAS ALIGERADAS Para el predimensionamiento de las losas aligeradas tanto en los sótanos como en los pisos típicos se tomó el criterio de la luz libre entre apoyos entre apoyos.

Una vez hecho el predimensionamiento de los aligerados, se procede a verificar que, con el espesor del aligerado, se puedan resistir las fuerzas cortantes y colocar ensanches corridos o alternados. También hay que verificar que las cuantías de los fierros sean adecuadas para dichos aligerados. 3.1.1.2 LOSAS MACIZAS Para el criterio de las losas macizas en las rampas de los sótanos que son techados en un solo sentido, se utiliza un el criterio de la luz libre entre apoyos. . H espesor de losa maciza en un sentido ≥ luz libre / 30 ≥ 5.0/30 ≥ 0.20m Se está considerando una losa de espesor de 20cm para la zona central de ascensores y escaleras, debido a que en esta zona se debe asegurar el comportamiento del diafragma rígido de toda la zona de entrepiso. Obteniendo losas macizas de 15cm en las rampas de los sótanos y de 20cm en todos los niveles en la zona central de cada piso 3.1.1.3 VIGAS Las vigas son elementos estructurales que trabajas a flexión y corte cuyo objetivo es formar   pórticos para que reciban las cargas de gravedad de las losas y las transmiten a las columnas o muros de corte.

Para Comercio:

 

Para Oficinas:

Para Departamentos:

Para Comercio:

Para Oficinas:

 

Para Departamentos:

3.1.1.4 COLUMNAS Las columnas son elementos sometidos a flexo-compresión, carga axial y momento flector, estas son dos variables para tomar en cuenta en el predimensionamiento. El efecto sísmico produce mayores momentos en las columnas, por tanto, se debe buscar tener  mayor peralte en la dirección donde el momento flector es mayor. Para el caso en donde la columna tiene mayor carga axial y no momentos, se busca una mayor sección. En la actualidad la mayoría de los edificios se diseñan con sistemas mixtos de pórticos y muros de corte, lo cual permite reducir en gran medida los momentos en las columnas debido a los sismos. Es por ello que se suele colocar placas en ambas direcciones.

Para Comercio:

 

Para Oficinas:

Para Departamentos:

3.1.1.5 PLACAS

 

La función principal de las placas es resistir en su propio plano un porcentaje importante de los esfuerzos cortantes importantes producto del sismo, así como brindar la l a suficiente rigidez lateral a la edificación controlando los desplazamientos horizontales. Con las placas en la estructura se está mejorando la rigidez del edifico en el sentido en el que la  placa esté orientada, aliviando así los esfuerzos en los pórticos tradicionales formado por  columnas y vigas. Para poder tener una idea de la densidad de placas, debemos considerar el esfuerzo cortante en un piso producido por el sismo, considerando el ancho mínimo en el artículo 15.4 de la norma E.060 El esfuerzo cortante del concreto es del orden de 0.53√f’c . Se colocaron placas en el sentido de los ejes alfabéticos, aprovechando los lados laterales colindantes con vecinos que en los sótanos tienen espesor de 25cm y el el piso típico son de espesor 20cm. . Se aprovecha la caja del ascensor para colocar unas placas en ambos sentidos con espesores que son de 20cm. . También se aprovecha la caja de la escalera para colocar las placas en ambos sentidos cuyos espesores que son de 20cm. Se colocaron las placas manteniendo una correcta simetría entre ellos para así evitar problemas de torsión en planta por cargas sísmicas.

3.1.1.6 ESCALERAS Las escaleras tienen tramos pequeños típicos con contrapasos de 17.5cm y pasos de 25cm. Para la garganta se utilizó un espesor de 15cm, según el criterio basado en la luz libre entre apoyos  para losas macizas, que que es L/30.

3.2 CONFIGURACION DEFINICION DE MATERIALES:

 

CONCRETO f’c 210 Kg/cm2

ACERO DE REFUERZO GRADO 60 Fy=4200 Kg/Cm2

SECCIONES: •

COLUMNAS

 

COLUMNA C1 (50x50)

Se recomienda usar 12 fierros de 3/4” (ver detalle en plano de estructuras E-01) COLUMNA C2 (50 x 50 x 30) 

 



Se recomienda usar 6 fierros de 3/4” + 6 fierros de 5/8” (ver detalle en plano de estructuras E-01)

COLUMNA C3 (30 x 30)

 

Se recomienda usar 4 fierros de 3/4” + 2 fierros de 5/8” (ver detalle en plano de estructuras E-01) VIGAS: 

 

VIGA BORDE “VBR” (15X20)



Se recomienda usar 4 fierros de 1/2” (ver detalle en plano de estructuras vigas)

VA (25X20)

 



Se recomienda usar 5 fierros de 1/2” (ver detalle en plano de estructuras vigas)

VIGA PRINCIPAL (30x50)

 



Se recomienda usar 8 fierros de 5/8” + refuerzos (ver detalles en plano de estructuras vigas)

3.3 ESTADOS Y COMBINACIONES DE CARGAS

 

3.3.1 ESTADOS DE CARGAS De acuerdo a las Normas NTE. E.020, E06 E0600 y al reglamen reglamento to ACI 318-08 318-08,, se consideran los siguientes estados de Carga en la estructura:

3.3.2. 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 “ENVOLVE “ENVOLVENTE” NTE” de las combinaciones anteriores.

3.4 ASIGNACION DE CARGAS

 

CARGAS SOBRE LA LOSA: Las cargas de peso propio el programa ETABS 2016 los asigna automáticamente, por lo que solo es necesario asignar la carga viva, muerta (acabados y tabiquerías). CARGAS Y PESOS UNITARIOS EMPLEADOS Las cargas a metrar son las cargas muertas y las cargas vivas. Consideramos como carga muerta (CM) al peso de los materiales, equipos, tabiques y los otros elementos soportados por el edificio, incluyendo el peso propio que son pesos permanentes; y como carga viva (CV) al peso de los ocupantes, materiales, equipo, muebles y elementos móviles que soporta el edificio. Pesos unitarios de las cargas muertas (CM): Concreto armado

2400 kg/m3

Albañilería hueca

1400 kg/m3

Aligerado (h=20cm)

300 kg/m2

Lo Losa sa ma maci ciza za (h (h=1 =17c 7cm) m)

40 4088 kg kg/m2 /m2

Lo Losa sa ma maci ciza za (h (h=2 =20c 0cm) m)

48 4800 kg kg/m /m22

Acabados (piso terminado)

100 kg/m2

Tabiques de e=0.14

250 kg/m2

Tabiques de e=0.24

420 kg/m2

Pesos unitarios de las cargas vivas (CV): Sobre carga viv ivie ienndas (s/c):

200 kg/m2 /m2

Sobre ccaarga eesscale lerras y ccoorredores:

200 kg kg/m2

Sobre carga oficinas (s/c) 250 kg/m2 Sobre ccaarga eesscale lerras y ccoorredores: 400 kg kg/m2 Sobre carga comercio(s/c):

500 kg/m2

Sobre ccaarga eesscale lerras y ccoorredores: Sobre Sobre carga carga azo azotea tea (s/ (s/c) c)

METRADO DE LOSAS ALIGERADAS

500 kg kg/m2

100 kg kg/m2 /m2

 

Para el metrado de losas aligeradas se consideran viguetas típicas de 10cm de ancho, espaciadas cada 40cm que son medidos a eje de cada vigueta. La altura de las viguetas es según  predimensionamiento, la figura figura muestra un ejemplo de losa aligerada. aligerada.

Para el metrado de la carga muerta en los aligerados, a veces interviene el peso de la tabiquería que se encuentra apoyada a lo largo de los tramos. Aligerado h=20cm Pe Peso so pr prop opio io Piso terminado

= 0.30 0.30Tn Tn/m /m22 = 0.10Tn/m2

S/C estacion estacionamien amientos tos = 0.25T 0.25Tn/m2 n/m2 O S/C viviendas

= 0.20Tn/m2

O S/C comercio

= 0.50Tn/m2

O S/C oficinas

= 0.25Tn/m2

Wu pis pisos os ttíp ípic icos os /vig /vigue ueta ta

= 0. 0.40 40*( *(1. 1.4* 4*(0 (0.3 .30+ 0+0. 0.10 10)) +1.7 +1.7 **(0 (0.2 .20) 0)))

Wu ppis isoos ttíípicos //vvig iguueta

= 00..36Tn/m

Wu ofici oficinas nas /vigu /vigueta eta

= 0.40* 0.40*(1.4* (1.4*(0.30 (0.30+0.10 +0.10)) +1.7 *(0.25)) *(0.25))

Wu ofi oficin cinas as /vi /vigue gueta ta

= 0.3 0.394T 94Tn/m n/m

Wu comercio /vigueta = 0.40*(1.4*(0.30+0.10) +1.7 *(0.50)) Wu comercio /vigueta

= 0.564Tn/m

METRADO DE LOSAS MACIZAS Para el metrado de losas macizas se consideran espesores de 17 y 20cm.

 

Losa maciza h=17cm Peso prop propio io

= 0.408 0.408Tn/m2 Tn/m2

Piso terminado

= 0.10Tn/m2

S/C corredores

= 0.20Tn/m2

Wu viv ivie iend ndaa //vvig igue uetta

= 1. 1.4* 4*11*(0.4 (0.4008+ 8+00.1 .100) + 1.7* .7*(0.2 (0.200)

Wu vivienda /vigueta

= 1.05Tn/m

Losa maciza h=20cm Peso prop propio io

= 0.48T 0.48Tn/m2 n/m2

Piso terminado S/C comercio

= 0.10Tn/m2 = 0.50Tn/m2

O S/C oficinas

= 0.25Tn/m2

Wu co come merrci cioo //vvig iguuet etaa

= 1.4 1.4*1 *1**(0.4 (0.488+0 +0.1 .10) 0) + 11.7 .7**(0.5 (0.500)

Wu ccoomercio //vvigueta

= 11..66Tn/m

Wu oficinas /vigueta= 1.4*1*(0.48+0.10) + 1.7*(0.25) Wu oficinas /vigueta= 1.24Tn/m

METRADO DE VIGAS

Para el metrado de cargas se debe determinar la porción de losa que va a cargar, esto es en base el método de áreas tributarias. Un ejemplo de metrado de viga se presenta a continuación.

 

Se va a analizar el tramo de la viga V-5 (comercio) que está cargando un aligerado de 20cm. El área tributaria de la viga corresponde a la mitad de la luz del paño a cada lado de la viga. (Ver el área achurada). La longitud del área tributaria a ambos lados de la viga V-5 (comercio) es de 5.20m, con lo que el metrado de la viga es:

Viga de 0.30x0.50m Peso propio

= 0.504Tn/m

Pi Piso so te term rmin inad adoo

= 0. 0.10 10Tn Tn/m /m22

S/C estacionamientos

= 0.25Tn/m2

Peso aligerado h=20cm = 0.30Tn/m2

Wu comercio /viga Wu comercio /viga

METRADO DE COLUMNAS

= 1.4*0.504+5.73*(1.4 1.4*0.504+5.73*(1.4*(0.35+0.10) *(0.35+0.10) + 1.7*(0.50)) = 6.75Tn/m

 

Las columnas son las encargadas de recibir a las vigas en ambos sentidos, por lo tanto, la carga a la que estén sometidas proviene del peso de la losa y del peso propio de la viga. Utilizaremos el método de área tributaria de una columna. Un ejemplo de metrado de columna se presenta a continuación. Columna para metrar Se tiene como área tributaria de la columna. (Ver figura).

Columna de 0.50 x 0.50 m Peso propio S/C S/C esta estaccio iona nam mie iennto toss

= 2.12Tn/m2 = 0.25T .25Tn/ n/m2 m2

Peso Peso alig aliger erad adoo h= h=20 20cm cm = 0.3 0.30T 0Tn/ n/m2 m2 Peso de viga 0.30x0.50 0.30x0.50m m = 0.504Tn/m Wu columna = 1.4*(2.12+18.48*0.35+8.59*0.30+9.74*0 1.4*(2.12+18.48*0.35+8.59*0.30+9.74*0.504) .504) +.7*(30.3*0.25) Wu columna = 35.38Tn

3.5. ASIGNACION DE MASAS – CALCULO DEL PESO SISMICO

 

El peso (P), se calculará adicionando a la carga permanente y total de la edificación un  porcentaje de la carga viva o sobrecarga sobrecarga que se determ determinará inará de la siguiente manera. a)  b) c) d) e)

En edif edificacio icaciones nes de llas as cate categoría goríass A y B, se ttomará omará eell 50% de la carga vviva. iva. En edificaciones de la catego categoría ría C, se tomará el 25% de la carga carga viva. En de depósit pósitos, os, el 80% del del pes pesoo tota totall que eess pos posible ible al almacena macenar. r. En azo azoteas teas y techo techoss en ggenera enerall se to tomará mará eell 25 % de la ccarga arga vviva. iva. En estr estruct uctura urass de tan tanque ques, s, silo siloss y est estruc ructur turas as similar similares es se consi consider derará ará el 100% de la carga que puede contener.

Para el presente proyecto se tomará el 25% de la carga viva debido a que la edificación es de categoría C.

IV. ANALISIS SISMICO

 

4.0 ANALISIS SISMICO ESTATICO 4.1 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: 4.1.1. PARAMETROS SISMICOS

4.1.2. ESPECTRO DE DISEÑO Espectro de diseño calculado e ingresado manualmente de forma automática, ya que se dispone en su base de datos todos los parámetros sísmicos para su generación, esto es lo que se muestra a continuación:

4.2. CALCULO AUTOMATICO DEL CORTANTE ESTATICO EN LA BASE

 

El cortante estático en la Base, V, del Edificio, es calculado mediante la aplicación de la siguiente expresión:

Teniendo en cuenta en todo momento de que,

4.2.1. DETERMINACIÓN ESTRUCTURA

DEL

PERIODO

FUNDAMENTAL,

T

DE

LA

En el programa podemos visualizar el periodo fundamental, T, de la estructura mediante la tabla “Modal Participación Mass Ratios”, cuya captura se muestra en la siguiente figura.

De la imagen podemos observar el periodo en X=0.97 sec y en Y=0.638 sec.

4.2.2. CALCULO DEL FATOR DE AMPLIFICACACIÓN SISMICA C

 

El cálculo de este factor de amplificación sísmica C, se realizará para cada dirección principal del análisis, mediante la expresión del artículo 2.5 de la E.030 – 2016 Entonces para X:

Entonces para Y:

4.2.3. CALCULAR EL VALOR DEL FACTOR EXPONENCIAL DE DISTRIBUCIÓN (K) Dependiendo del periodo fundamental. T, del edificio el factor K es igual a:

Es diferente para cada dirección por lo cual se calculará independientemente: Para X: k = 1.235 Para Y: k = 1.069

 

Después de haber calculado, el factor de amplificación sísmica (C), valor del factor exponencial de distribución (K) y las irregularidades se ingresan en el programa ETABS para definir la fuerzo horizontal estática.

EJE X-X

EJE Y-Y

4.2.5. CALCULO DE LA CORTANTE EN LA BASE Usando la expresión indicada al inicio de este apartado, se calcula el cortante en la Base del Edificio, pero antes debemos calcular el peso sísmico efectivo; en el programa, se visualiza mediante la tabla “Mass summary by story”

En el grafico podemos ver lo pesos sísmicos efectivos calculados para cada piso. Realizando una sumatoria de Pesos desde el primer piso hasta el techo de la azotea, el valor de peso sísmico efectivo del edificio es igual a P=1218.34 tn.

 

Entonces detalles de cálculo sismo estático en X:

Entonces detalles de cálculo sismo estático en Y:

 

4.3 ANALISIS SISMICO DINAMICO 4.3.1 CALCULO DEL CORTANTE DINAMICO Para el Análisis Dinámico de la Estructura se utiliza un Espectro de respuesta según la NTE E.030 2016, para comparar la fuerza cortante mínima en la base y compararlos con los resultados de un análisis estático. Todo esto para cada dirección de la Edificación en planta (X e Y).  

 

Sa = ZUSC.g ; g = 9.81 m/s2 R 

y C=2.5(Tp/T) < 2.5

Espectro dinámico en X y Y

  Sismo dinámico en X

Sismo dinámico en Y

 

4.3.2. CALCULO AUTOMATICO DE CORTANTES DINAMICOS POR PISO Después Desp ués de haber ejecuta ejecutado do el análisis, análisis, se proce procede de con la visua visualizac lización ión del corta cortante nte dinámico mediante tablas, siendo la tabla “story forces” la que usaremos para este propósito.

 

SISMO DINAMICO

SISMO DINAMICO

X-X

Y-Y

Distribución de cortantes dinamicos en direccion X e Y, cortante dinamico en la base mediante la tabla Vx =108.12 tn y Vy=171.09 tn PARTICIPACION DE CORTANTES ACTUANTES

 

4.3.3. CALCULO AUTOMATICO DE FUERZAS LATERALES SISMO DINAMICO X-X

SISMO DINAMICO Y-Y

Distribucion por piso de la fuerza cortante dinamica del edificio. V. DESPLAZAMIENTOS

 

5.0. CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS DESPLAZAMIENTOS LATERALES EDIFICACION EDIFICACIO N (grafico de desplazamiento exagerado)

Para tener la seguridad de que nuestro edificio sea lo suficientemente rígido ante fuerzas laterales, esto es, que no se presenten desplazamientos excesivos en las principales direcciones de análisis, el artículo 5.1. de la NORMA E.030 nos indica lo siguiente:

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).

5.1 DESPLAZAMIENTOS DE CENTROS DE MASA DE DIAFRAGMAS (POR NIVELES)

 

5.2 JUNTA DE SEPARACION SISMICA

 

Se realiza con la finalidad de evitar contacto de la estructura con edificaciones adyacentes durante un sismo. La distancia mínima “s”, debe ser:

-

2/3 de la suma de desplazamientos máximos de los bloques adyacentes.

-

3cm

-

S = 3 + 0.004 * (h-500) cm

Dónde: h: Es la altura del edificio medida desde el nivel de terreno natural hasta el nivel donde se va a evaluar la junta. -

S = 3+0.004*(3660-50 3+0.004*(3660-500) 0) = 15.64 cm.

La norma específica que la distancia de separación entre construcciones adyacentes no será menor que los 2/3 del desplazamiento calculado para el nivel más elevado de la edificación, ni tampoco será menor que S/2. Por lo tanto el valor mínimo de la junta debe ser: -

2/3*7.43 = 4.95cm

-

9.58/2 = 7.82cm

Con lo que la junta de separación para ambos sentidos es de 5cm.

VI. DISEÑO

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

6.1 DISEÑO DE PORTICOS DE CONCRETO ARMADO Diseño de refuerzo longitudinal en los miembros (frame) de concreto armado: 6.1.1

ELEVACIONES

PORTICO ELEVACION (EJE A - A)

 

PORTICO ELEVACION (EJE B - B)

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE 2 – 2)

 

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE 3 – 3)

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE 4 – 4)

 

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE 5 – 5)

6.1.2 DIAGRAMAS DE ESFUERZOS CORTANTES (Ton)

 

PORTICO ELEVACION (EJE A – A)

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE B – B)

 

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE 2 – 2)

 

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE 3 – 3)

 

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE 4 – 4)

 

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE 5 – 5)

 

6.1.3 DIAGRAMAS DE MOMENTOS FLECTORES (Ton.m)

 

PORTICO ELEVACION (EJE A – A)

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE B – B)

 

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE 2 – 2)

 

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE 3 – 3)

 

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE 4 – 4)

 

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE 5 – 5)

 

6.1.4 REFUERZOS DE ACERO LONGITUDINAL NECESARIO EN COLUMNAS (cm2) Se muestran las áreas de refuerzo necesario en cm2, para cada elemento. PORTICO ELEVACION (EJE A – A)

 

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE B – B)

 

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE 2 – 2)

 

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE 3 – 3)

 

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE 4 – 4)

 

PORTICO ELEVACION ELEVACION (EJE 5 – 5)

 

6.2 DISEÑO DE LOSAS ALIGERADAS 6.2.1 ESTRUCTURA ESTRUCTURACIÓN CIÓN ProgramName   SAFE

Versión 2016

ProgLevel Advanced

Encofrado techo del sotano.

Encofrado techo del 1° piso.

 

Encofrado del mezanine, 2° y 3° piso.

Encofrado del 4° @ 10° piso.

 

Encofrado del techo de la azotea 6.2.2 MOMENTOS MAXIMOS EN LA LOSA (kg.m/m) Los momentos se muestran según la leyenda a la derecha (Estos esfuerzos en la losa oscila entre -350 y 350 kg.m/m según la leyenda mostrada a la derecha.

Encofrado techo del sotano.

 

Encofrado techo del 1° piso.

Encofrado del mezanine, 2° y 3° piso.

 

Encofrado del 4° @ 10° piso

Encofrado del techo de la azotea Los esfuerzos de la losa del primer nivel oscilan entre -350 kg.m/m y 300 kg.m/m, según la leyenda mostrada.

 

6.2.3 AREAS DE ACERO EN VIGUETAS (cm2/m) (Método de Elementos Finitos) El área de acero en la losa oscila entre 0 y 70x10xE-03 cm2/cm según la leyenda a la derecha (que se entiende como área de acero necesario en cm2 por cm lineal de espaciamiento entre viguetas, por lo que para obtener el acero necesario solo habría que multiplicar este valor por 40 cm) 

ENCOFRADO TECHO D DEL EL SO SOTANO TANO

Encofrado techo del sotano.



Se recomienda usar 2 fierros de 1/2” (ver detalle en plano de estructuras losas.



ENCOFRADO TECHO DEL 1° PIS PISO O

 

Encofrado techo del 1° piso.



Se recomienda usar 2 fierros de 1/2” (ver detalle en plano de estructuras losas)



ENCOFRADO DEL MEZANINE, 2° Y 3° PISO.

 

Encofrado del mezanine, 2° y 3° piso.



Se recomienda usar 2 fierros de 1/2” (ver detalle en plano de estructuras losas)



ENCOFRADO DEL 4° @ 10° PIS PISO O

 

Encofrado del 4° @ 10° piso



Se recomienda usar 2 fierros de 1/2” (ver detalle en plano de estructuras losas)



ENCOFRADO DEL TECHO DE LA A AZOTEA ZOTEA

 

Encofrado del techo de la azotea



Se recomienda usar 2 fierros de 1/2” (ver detalle en plano de estructuras losas)

6.3 DISEÑO DE PLACAS 6.3.1 DISEÑO POR FLEXO-COMPRESION

 

PL-01

 

ASCENSOR 

 

6.4 DISEÑO DE CIMENTACIÓN

 

ProgramName   SAFE

Versión 2016

ProgLevel Advanced

CONCRETO PARA ZAPATAS  Nombre del Material Peso Volumétrico Resistencia a la Compresión Fluencia del Acero Módulo de Elasticidad Módulo de Corte Módulo de Poisson

: f´c=210 kg/cm2 : Yc=2400 kg/m3 : f´c=210 kg/cm2 : fc=4200 kg/cm2 : Es= 277370.6511 kg/cm2 : Gc=105376.0215 kg/cm2 : v=0.20

6.4.1 CONFIGURACIÓN: Propiedades de Sección: Zapatas Conectadas de 80 cm de espesor con concreto f’c=210 kg/cm2 

Propiedades del suelo: Esfuerzo admisible: 2.20 kg/cm 2 3

Módulo de Winkler: 4.40 kg/cm

6.4.2 DISTRIBUC DISTRIBUCIÓN: IÓN: ProgramName

Versión

ProgLevel

 

  SAFE

2014

Advanced

Distribucion en Planta

Modelo Matematico

6.4.3 ESPESORES DE CIMENTACIO CIMENTACION N VERIFICACIÓN DE PUNZONAMIENTO La verificación del punzonamiento por la mayor carga axial, esta verificación es mostrada mediante una relación de Demanda/Capacidad que debe ser menor o igual a 1.0, esto es, que:

 

Las zapatas aisladas y combinadas planteadas para la cimentación serán de 0.60m de espesor.



La relación promedio de corte es menor o igual que 1 para el espesor definido por lo que se lo considera aceptable.

6.4.4 ESFUERZOS DE PRESIÓN EN SUELO (Método de elementos finitos) ES verificar que la presión en el suelo ante cargas de servicio no exceda la l a qneta-adm. Las combinaciones de carga para tal verificación son:

Servicio 1: Sólo participan cargas de gravedad

 

La presión máxima promedio (1.65 kg/cm2) es menor que la admisible (1.80 kg/cm2) 6.4.5. ASENTAMIENTO DIFERENCIAL, TOLERABLE 

Calculo de asentamientos se debe cuidar las distorsiones no sean menores que los máximos  permitidos. La separación máxima entre ejes de columnas l=4.26 m. La distorsión angular  esperada no debe exceder a=1/150, entonces;

 

Siendo asentamiento d1=0.854cm y d2=0.313cm; por lo que asentamiento diferencial va a ser  igual a 0.541cm este valor es menor que el máximo permitido 3.64 cm por lo que el diseño se considera aceptable.

Asentamiento diferencial inmediato en la zona más crítica d1= 0.854 cm, asentamiento máximo  permitido 3.64 cm d1