Memoria de Cálculo - Cobertizo

 

MEMORIA DESCRIPTIVA DE CÁLCULO DE ESTRUCTURAS

PROYECTO:

“RECUPERACION DE LOS SUELOS DEGRADADOS Y VULNERABLES EN CUATRO MICROCUENCAS Y UNA SUBCUENCA, DISTRITO DE PICHARI - LA CONVENCION - CUSCO” 

MÓDULO COBERTIZO

CONTENIDO

PAG.

1.  INTRODUCCION .............................................................. ............................... ................................................................ .................................................................. ...................................... ..... 2   1.1 Objetivo................................................................ ................................ ................................................................ ................................................................ ............................................ ............ 2

1.2  Descripción del Proyecto ........................................................................................................ 2 2.  CRITERIOS DE DISEÑO ................................................................. ................................. ................................................................. ....................................................... ...................... 2 2.1  Hipótesis de Análisis ................................................................. ................................ ................................................................ ................................................. .................. 2 2.2  Normas Aplicables....................................................................................................................... 3 2.3  Estudio de Mecánica de Suelos ................................................................. ................................ ............................................................ ........................... 3 2.4  Parámetros de Diseño .............................................................. ............................. .................................................................. ................................................. ................ 3 2.4.1  Característic Características as de los materiales ............................................................................ 3 1

 

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2.4.2  Cargas de Gravedad ...................................................................................................... 4 2.4.3  Cargas de Viento ............................................................. ............................ .................................................................. ................................................. ................ 4 2.5  Parámetros Sísmicos ................................................................... ................................ ................................................................ ................................................. .................. 5 2.6  Combinaciones de Carga ............................................................. ............................. ................................................................. ............................................ ........... 6 3.  ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE LAS EDIFICACIONES E DIFICACIONES................................................................. ................................. .................................. 8 3.1 Módulo Área Técnica ............................................................... .............................. .................................................................. ................................................. ................ 8 3.1 Desplazamientos y Distorsiones ................................................................ ............................... .......................................................... ......................... 10 4.  CONCLUSIONES .............................................................. ............................... ................................................................ .................................................................. .................................... ... 12 5.  ANEXOS .............................................................. .............................. ................................................................. ................................................................. .................................................... .................... 13

1.

INTRODUCCIÓN: 1.1   1.1

OBJETIVO General

 

Elaborar la memoria estructural del Proyecto “Recuperación

de los

Suelos Degradados y Vulnerables en Cuatro Microcuencas y Una Subcuenca, Distrito de Pichari - La Convención  –  Cusco”. Específicos 

 

-

Idealizar y modelar las estructuras teniendo como base la arquitectura del proyecto.

“Recuperación de los Suelos Degradados y Vulnerables en Cuatro Microcuencas y Una Subcuenca, Distrito de Pichari - La Convención – Cusco”. 

2

 

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-

Calcular los desplazamientos de las estructuras y comparar con el

máximo aceptable en el Reglamento Nacional de edificaciones para verificar el diseño estructural propuesto.    1.2

DESCRIPCION DEL PROYECTO

El presente proyecto está compuesto por un módulo de un solo nivel, con una funcionalidad modular y adaptable que estará fácilmente integrándose al entorno de la zona.

Éste módulo consta de un ambiente para resguardar resguardar de de la intemperie a las personas o animales, los cuales están soportados estos por una cimentación  de concreto armado (zapatas aisladas), columnas, vigas y techos de estructura

metálica.

2.

CRITERIOS DE DISEÑO: 2.1

HIPOTESIS DE ANALISIS

Luego de la estructuración y predimensionamiento de los elementos se procedió al análisis estructural usando como herramienta los softwares ETABS y SAFE12. El análisis sísmico de la edificación  se realizó con el programa

ETABS (Versión 2013) y el diseño de la cimentación se realizó en  al programa SAFE12 (Versión 12.3.2). Los diversos módulos fueron analizados con modelos tridimensionales, suponiendo losas infinitamente rígidas frente a acciones en

su plano. En el análisis se supuso comportamiento lineal y elástico. Los elementos de concreto armado se representaron con elementos lineales. El modelo se analizó  considerando sólo los elementos estructurales, sin

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3

 

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embargo, los elementos no estructurales han sido ingresados en el modelo como solicitaciones de carga debido a que aquellos no son importantes en la

contribución de la rigidez y resistencia de la edificación.  

2.2

NORMAS APLICABLES   Norma Técnica de Edificación E.020: Cargas 



Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE)   Norma Técnica de Edificación E.030: Diseño Sismorresistente  



Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE)   Norma Técnica de Edificación E.050: Suelos y cimentaciones



Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE)   Norma Técnica de Edificación E.060: Concreto Armado 



Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE)

ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS 

2.3

Para el diseño de  la cimentación se consideró los resultados obtenidos en el Estudio de Mecánica de Suelos elaborado en la zona de trabajo de la

institución educativa. Este estudio plantea como condiciones generales de cimentación las siguientes:    Tipo de cimentación: 





  Estrato de apoyo de la cimentación: 

Zapatas conectadas

Gravas arcillosas con arenas (GC).

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  Profundidad de Cimentación: H = 1.50 mts.



  Capacidad Portante Admisible:



 

Valor adoptado para las infraestructuras: De acuerdo al estudio de suelos es 1.66 kg/cm2.

  Agresividad del suelo a la cimentación:   Baja, usar cemento Portland Portland tipo I



2.4 PARAMETROS DE DISEÑO  2.4.1 Características de los Materiales 

Para efectos del análisis realizado a las edificaciones se han adoptado para los elementos estructurales los valores indicados a continuación:    Concreto armado:

f’c = 210 kg/cm2 (E = 217 370 kg/cm 2)

  Acero Liso:

fy = 36 KSI, u = 0.30,





Fu = 58 KSI,

λc

= 7850 kg/m3

Arcos Metálicos: El tipo de miembros estructurales empleados son varillas de

acero liso, con las siguientes características:  Diámetro (Ø)

Nro

Pe so

Áre a

Pe ríme tro

Ba#r2ra

p1u/4 lg".

0.64

cm.

0.2483

kg/m

0.32

cm2

1.99

cm

#3

3/8"

0.95

0.5586

0.71

2.99

#4

1/2"

1.27

0.9931

1.27

3.99

#5

5/8"

1.59

1.5518

1.98

4.99

#6

3/4"

1.91

2.2346

2.85

5.98

#7

7/8"

2.22

3.0415

3.88

6.98

#8

1"

2.54

3.9726

5.07

7.98

 

2.4.2 Cargas de gravedad

Las cargas verticales se evaluaron conforme a la Norma de Estructuras E.020 Cargas. Los pesos de los elementos elementos no estructurales se estimaron estimaron a partir de

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sus

dimensiones

reales

con

su

correspondiente

peso

específico. A

continuación se detallan las cargas típicas (muertas y vivas) consideradas en el análisis:  2



 

Cargas Muertas (D): 8.50 kg/m   Peso de Calaminón curvo CU-6 : 8.50 kg/m2 Peso de Aligerado h=20

: 300 kg/m2

  Cargas Vivas (L): 30 kg/m 2 



Sobrecarga de Techo

: 30 kg/cm2 (Techo inclinado)

2.4.3 Cargas de Viento

  Velocidad de viento a la altura h=5.50m



V = 75.00 km/h h= 5.50 m. Vh = 65.76 km/h

Vh mín = 75.00 km/h, (De acuerdo al RNE)  Por lo tanto la Velocidad de viento a una altura de 5.50 m. será de 75 km/h.

  Cargas Exteriores:



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C Barlovento = 0.8

Ph Barlovento = 22.50 kg/m2

C Sotavento = -0.5

Ph Sotavento = -14.063 kg/m2

2.5 PARAMETROS SÍSMICOS 

El análisis sísmico de las estructuras se realizó siguiendo los criterios de la

Norma de diseño sismorresistente E.030 (2003) mediante el procedimiento de superposición modal espectral. La respuesta máxima elástica esperada (r)  de los diferentes modos de vibración (i) se determinó mediante la suma del 0.25 ABS (suma de los valores absolutos) y el 0.7 5 SRSS (raíz cuadrada de la suma de los cuadrados):

m

r 

 0.25 r i  0.75   r 1

m

 r 

2

i

 

r 1

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Los parámetros sísmicos considerados para el análisis de las estructuras son los siguientes:   Factor de zona



Z = 0.30 (Zona 2) U = 1.30 (Categoría B)

  Factor de uso e importancia



  Factor de suelo

S = 1.20 (Según Estudio de Suelos)

  Periodo de Vibración 

Ts = 0.60 seg (Según Estudio de Suelos)





  Factor de amplificación sísmica 



  Factor de reducción



C = 2.50 R =( ¾) 6

(Estructura de Acero)

2.5  COMBINACIONES DE CARGA 2.5

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La verificación de la capacidad de los elementos de concreto armado se basó en el procedimiento de cargas factoradas conforme a la actual Norma de

Estructuras E.060 Concreto Armado y al código ACI 318-95. Las combinaciones de carga analizadas fueron las siguientes:

  U1 = 1.4 D



  U2 = 1.2 D + 1.6 L



  U3 = 1.2 D + 1.0 L +1.6 W



  U4 = 1.2 D + 1.6 L +0.8 W



  U5 = 0.9 D + 1.6 W



  U6 = 1.2 D + 0.8 W



  U7 = 1.2 D + SISMO



  UEnvol = Envolvente (U1, U2, U3, U4, U5)



Donde:  

D

:

Cargas muertas

 

L

:

Cargas vivas

 

SISMO

:

cargas sísmicas en las direcciones X e Y.

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3.

ANALISIS ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACIÓN:

A continuación se presenta  el análisis sísmico realizado a las edificaciones típicas más representativa del proyecto:

VISTA ELEVACION

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VISTA ISOMETRÍA 

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APLICACIÓN DE CARGA MUERTA Y CARVA VIVA: ANALIZANDO ARMADURA DEL EJE C-C

APLICACIÓNDE APLICACIÓN DE FUERZA DE BARLOVENTO Y SOTAVENTO  

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VERIFICACIÓN DE ACERO: RATIO < 0.95  

REACCION EN LOS APOYOS DE LA ENVOLVENTE

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DISEÑO DE LA COLUMNA 25 x 50  

3.2.- Desplazamientos Desplazamientos y Distorsiones

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En la Tabla 01 siguiente indica los desplazamientos y distorsiones en planta

del máximo desplazamiento. Estos valores fueron determinados multiplicando los resultados obtenidos en el programa de análisis por 0.75 R, conforme se especifica en la Norma E.030 Diseño Sismorresistente. Tabla 01

Desplazamientos máximos obtenidos Módulo Área Técnica  EJE X - X

EJE

ENTREPIS

S

O

R=

D(cm)

6

∆

=Dx0.75x R (cm)

δ (cm)=∆

 

i+1-∆  i 

H

Ў = δ /H

(cm)