Memoria de Calculo Casa de Playa

MEMORIA DESCRIPTIVA ESTRUCTURAS NOMBRE DEL PROYECTO: “VIVIENDA UNIFAMILIAR” La presente Memoria corresponde al Proyecto “VIVIENDA UNIFAMILIAR”, el cual se ha proyectado para 02 pisos y semisótano, cuyos propietario es: Silvio Mestanza Samaniego. Las estructuras propuestas para el proyecto se han desarrollado teniendo en cuenta los planos de Arquitectura y consideraciones según el RNE.

UBICACIÓN Y ACCESO Obra

: Vivienda Unifamiliar

Ubicación

: Av. Mira Mar, Balneario Santa María del Mar

Provincia

: Lima

Departamento

: Lima

Distrito

: Santa María del Mar

DESCRIPCION DEL PROYECTO Se ha proyectado una edificación que consta de 02 pisos y semisótano, el acceso a los pisos es a través de escaleras.

PLANTEAMIENTO ESTRUCTURAL El esquema resistente de la edificación estará conformado por pórticos y placas de concreto armado, es decir es un sistema dual según la norma E.030. Los elementos estructurales principales empleados en la edificación se describen brevemente a continuación: Losas: Serán del tipo aligeradas de 20cm. de espesor con ladrillo de arcilla de 30x30x15cm y losas macizas de 20cm de espesor, en los descansos de las escaleras. Placas: Serán de 15cm. y 25cm. de espesor y estarán ubicadas en los ejes perimetrales, caja de escaleras y ejes centrales procurando una simetría para evitar los efectos de torsión. Estas placas son las que rigidizarán la estructura en ambas direcciones de la edificación.

Tabiquería: Se tendrán muros interiores y exteriores en aparejo de soga con ladrillos king-kong de 24x13x09 cm. con columnetas y vigas de confinamiento. Los tabiques estarán aislados de los pórticos y placas con poliestireno expandido de 1/2”. Vigas: Serán de dos tipos: peraltadas y chatas. Peraltadas en los pórticos principales y secundarios, las cuales rigidizarán la estructura en ambas direcciones. Las vigas chatas, cumpliendo la función de resguardo y conexión. Columnas: Principalmente trabajarán a flexocompresión y formarán pórticos. Estas columnas también aportarán rigidez a la estructura en la dirección de su lado más largo. Cimentación: Por las características del suelo se ha proyectado una cimentación con zapatas aisladas y excéntricas.

CONSIDERACIONES PARA LA EJECUCION DE LOS TRABAJOS El contratista y/o constructor debe tener especial cuidado en respetar los niveles de cimentación indicados en los planos. Cualquier signo de suelo deleznable o no consolidado deberá ser reportado inmediatamente para darle solución. El Contratista y/o constructor es el responsable de decidir en obra la mejor técnica a emplear para el desarrollo del proyecto considerando, en todo momento, las Normas de Seguridad. Igualmente del método de ejecución de los trabajos, el mismo que deberá ejecutarse sin ocasionar daños al personal o a terceros. Finalmente, se tendrá especial cuidado antes de iniciar los trabajos en verificar los trazos los mismos que deberán ceñirse a lo indicado en los planos de Arquitectura y Estructuras.

ESTUDIO ESTRUCTURAL. En la presente propuesta, se vio la necesidad de mantener un solo nivel de cimentación que sirva de referencia a todos los puntos. Para determinar diseño estructural

y análisis sísmico se llevó a cabo un análisis

estructural mediante un programa de cómputo (Software Etabs) que resuelve la

estructura tridimensionalmente y hojas de cálculo, los cuales se adjuntan a dicho expediente.

A.

NORMAS Y REGLAMENTOS

Norma Peruana de Estructuras. Normas: E.020 E.030 E.050 E.060 E.070 Norma de Construcciones en Concreto Estructural ACI 318-05

B. 

PARAMETROS USADOS CARGAS Y COMBINACIONES

Las cargas usadas son las siguientes: Sobrecarga para viviendas = 200 Kg/m2 Sobrecarga para corredores y escaleras = 200 Kg/m2 Sobrecarga en azotea = 150 Kg/m2 Acabado típico = 100 Kg/m2 Aligerado (e =0.20m) = 300 Kg/m2

COMBINACION COMB1 COMB2 COMB3 COMB4 COMB5 SERV1

CM

CV

SISMO XX

SISMO YY

1.40 1.25 1.25 0.90 0.90 1.00

1.70 1.25 1.25 1.00

±1.00 ±1.00 -

±1.00 ±1.00

Adicionalmente se ha considerado la envolvente de las combinaciones. Donde: CM: Cargas Muertas CV: Cargas Vivas SISMO: Efectos Sísmicos en ambas direcciones principales

 PARAMETROS SISMICOS Y DE SUELO DE LA ZONA

 Zona 3: Z = 0.4 Uso: U = 1.00 (Edificaciones comunes) Suelo flexible (tipo S3): S = 1.40, Tp = 0.9 seg. Para la dirección “x”: R = 7 (Dual), por ser la estructura irregular se ha multiplicado este coeficiente de reducción por 0.75 resultando 5.25. (Rx = 5.25) Para la dirección “y”: R = 7 (Dual), por ser la estructura irregular se ha multiplicado este coeficiente de reducción por 0.75 resultando 5.25. (Rx = 5.25) Df: 2.00 m. (Profundidad de cimentación mínima recomendada.)

 MATERIALES USADOS PARA DISEÑO Para losas aligeradas, macizas, zapatas, cisterna, tanque elevado, placas, columnas y vigas se usará la resistencia f’c = 210 Kg/cm2. Para cimientos corridos se uso concreto ciclópeo de f’c=100Kg/cm2 + 30% PG y para los sobre-cimientos se uso concreto de f’c=100Kg/cm2 +25% PM. El acero de reforzamiento de los elementos de concreto armado usado es de resistencia fy = 4200Kg/cm2 El tipo de unidades de albañilería usado para los muros de albañilería es de tipo King Kong, dispuestos en soga y cabeza confinados con columnas.

 CONSIDERACIONES PARA ANALISIS Según los lineamientos de la Norma de Diseño Sismorresistente E.030, y considerando las cargas mostradas anteriormente, se realizó el análisis modal de la estructura total. Para efectos de este análisis el peso de la estructura consideró el 100% de la carga muerta y el 25% de la carga viva, por tratarse de una edificación del tipo C. En los cálculos se ha considerado que la dirección paralelo a la fachada será la dirección X-X y la dirección transversal será la dirección Y-Y. De acuerdo a la Norma de Diseño Sismorresistente vigente (E.030) se ha considerado para el espectro de diseño los parámetros que conducen a un espectro inelástico de pseudo aceleraciones (Sa) definido por:

Donde:

Z: Parámetro de U: Categoría de S:

Factor

de

R:

Coeficiente

solicitaciones C = Factor de g:

Aceleración

m/s2 Se ha delimitado los estructuras mediante el

distorsiones

como

T 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50

C 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.25 2.05 1.88 1.73 1.61 1.50

Sa 2.616 2.616 2.616 2.616 2.616 2.616 2.616 2.616 2.616 2.354 2.140 1.962 1.811 1.682 1.570

sitio. la edificación. amplificación del suelo. de

reducción

de

sísmicas amplificación sísmica de la gravedad = 9.81

desplazamientos de las control

de

las

establece la norma

vigente, estas distorsiones para estructuras de concreto armado es de 0.007(para el eje “X” y el eje “Y”). Para el modelamiento de las estructuras se ha considerado emplear el sistema de diafragma rígido, debido a las altas contribuciones de rigidez de las losas de techo.

ESPECTRO DE DISEÑO CALCULO DE LA ACELERACION ESPECTRAL 1.- ESPECTRO PARA EL EJE “X” e “Y” : Z=FACTOR ZONA U=FACTOR DE USO O IMPORTANCIA S=FACTOR DE SUELO C=COEFICIENTE DE AMPLIFICACION SISMICA R=COEFICIENTE DE REDUCCION DE SOLICITACIONES SISMICAS T=PERIODO DE VIBRACION DE LA ESTRUCTURA O DEL MODO

Z = 0.40 U = 1.00 S = 1.40 C = 2.50 (máximo) R = Rx = Ry = 5.25 Tp = 0.90

Tabla Nº 1: PERIODO VS. ACELERACIONES (EJE “X” e “Y”)

Figura Nº1: Espectro para “X” e “Y”

Figura Nº2. Vista en planta de la edificación(1º piso)

Figura Nº3. Vista tridimensional de la edificación.

Figura Nº4. Deformada por sismo en la dirección “X”.

Figura Nº5. Deformada por sismo en la dirección “Y”.

Figura Nº6. Primer modo de vibrar de la edificación ( T = 0.2676 seg).

Figura Nº7. Segundo modo de vibrar de la edificación ( T = 0.2045 seg). CALCULO DE DESPLAZAMIENTOS: PISO

H(m)

DISTX

DISTY

DRX(cm.)

DRY(cm.)

DX(cm.)

DY(cm.)

2 1 SEMISOT

2.64 2.64 3.68

0.004800 0.004056 0.002536

0.005855 0.001370 0.000827

1.2672 1.0707 0.9332

1.5457 0.3617 0.3043

3.271 2.004 0.933

2.212 0.666 0.304

Tabla Nº 2: Distorsiones máximas por sismo en X e Y, vemos que en “X” e “Y” son menores a 0.007. (Cumple en ambas direcciones). Donde: DISTX: Distorsión en X. DISTY: Distorsión en Y. DRX: Desplazamiento relativo en X (cm.) DRY: Desplazamiento relativo en Y (cm.) DX: Desplazamiento absoluto o máximo en X (cm.) DY: Desplazamiento absoluto o máximo en Y (cm.) VERIFICACION POR TORSION La norma E.030 en su artículo 11 en la tabla Nº5 establece que hay irregularidad torsional si acontece lo siguiente: “En cualquiera de las direcciones de análisis, el desplazamiento relativo máximo entre dos pisos consecutivos, en un extremo del edificio, es mayor que 1.3 veces el promedio de este desplazamiento relativo máximo con el desplazamiento relativo que simultáneamente se obtiene en el extremo opuesto”. Para nuestra edificación se verificó este artículo en ambas direcciones de análisis. A continuación mostramos los resultados: DIRECCION X NIVEL

DESPLAZAMIENTOS ANALISIS SISMICO

DESPLAZAMIENTOS RELATIVOS

1.3*ESQ

OBSERVACIONES

0.00861

0.01166

CUMPLE

0.01071

0.01130

0.01431

CUMPLE

0.01267

0.01245

0.01633

CUMPLE

MAX(NIVEL)

ESQ(MAX)

MAX

ESQ

SEMISOT

0.00933

0.00861

0.00933

PISO 1

0.02004

0.01991

PISO 2

0.03271

0.03237

Tabla Nº 3: Verificación por torsión en el eje “X” Así por ejemplo en el piso 2 comparamos los resultados de las columnas en color y vemos que 0.00933 < 0.01166 y así en todos los pisos estamos cumpliendo con este artículo, por lo tanto no tenemos problemas de irregularidad torsional en el eje “X”.

DIRECCION Y NIVEL

DESPLAZAMIENTOS ANALISIS SISMICO MAX(NIVEL)

ESQ(MAX)

DESPLAZAMIENTOS RELATIVOS MAX

ESQ

1.3*ESQ

OBSERVACIONES

SEMISOT

0.00304

0.00219

0.00304

0.00219

0.00340

CUMPLE

PISO 1

0.00666

0.00486

0.00362

0.00266

0.00408

CUMPLE

PISO 2

0.02212

0.01444

0.01546

0.00959

0.01628

CUMPLE

Tabla Nº 4: Verificación por torsión en el eje “Y” Así por ejemplo en el piso 1 comparamos los resultados de las columnas en color y vemos que 0.00362 < 0.00408 y así en todos los pisos estamos cumpliendo con este artículo, por lo tanto no tenemos problemas de irregularidad torsional en el eje “Y”.

CONCLUSIONES.  El sistema estructural planteado es un sistema de pórticos y placas de concreto armado en el eje “X” y en el eje “Y”, estructurado de modo que algunos de los elementos más rígidos (placas) fueron ubicados en la caja de escaleras, eje central y ejes perimetrales con el fin de corregir efectos de torsión, al mismo tiempo que logran controlar los desplazamientos laterales.  Se ha considerado una sobrecarga de acuerdo a lo especificado por la norma.  Se ha logrado una adecuada densidad de placas de concreto armado en la dirección “X” y en la dirección “Y”, lo cual se refleja en los resultados de las distorsiones angulares en distintos nudos de la planta superior del modelo, las cuales no superan los rangos de distorsión permisibles de 0.007 para estructuras de concreto armado. La distorsión máxima en “X” es 0.0048, menor a 0.007 y en “Y” es 0.005855, también menor a 0.007.  El desplazamiento absoluto máximo en “X” es 3.271cm y en “Y” es 2.212cm.  Estos resultados nos garantizan que los pórticos y placas no sean sometidos a un exceso de esfuerzos que superen su capacidad.  Los desplazamientos obtenidos nos permite asumir un junta sísmica de 3.27cm, sin embargo se recomienda una junta de 2” 5.08 cm.