Memoria de Calculo de Estructuras (1)

MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL Proyecto Materia Ubicación Propietario Fecha I.

: : :

: RECONSTRUCCION DEL MERCADO DE ABASTOS EN LA CIUDAD DE NEGRITOS, DISTRITO DE LA BREA – TALARA -PIURA Estructuras – Concreto Armado LA BREA- TALARA - PIURA : MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE LA BREA Abril del 2014

BASES DEL DISEÑO Y REFERENCIAS

1. Reglamento Nacional de Edificaciones: 1.1.Norma E.020 – Cargas 1.2.Norma E.030 – Diseño Sismo resistente 1.3.Norma E.050 – Suelos y Cimentaciones 1.4.Norma E.060 – Concreto Armado 1.5.Norma E.070 – Albañileria 2. Ing. Roberto Morales – Diseño en Concreto Armado ACI Capítulo Peruano. 3. Teodoro E. Harmsen – Diseño de Estructuras de Concreto Armado. PUCP 4. Ing. Gianfranco Otazzi Pasino Diseño de Estructuras de Concreto Armado. II. OBJETIVO 

     

Desarrollar el Análisis y Diseño Estructural de la edificación consiste en: Block “A”: Pabellón de 02 niveles: S.S.H.H, almacén, zona de carnes, descarga, , depósito frio, equipo frigorífico, caseta de máquinas (1er Nivel) y de zona de pasameria, comida, bazar y útil. De aseo ( 2do Nivel) Block “B”: Pabellón de 02 niveles: Zona de pescados ( 1er Nivel), Zona de zapatería, carbón, radio, cerrajería, zona administrativa, almacén ( 2do Nivel) Block “C”: Pabellón de 01 niveles (abarrotes, verduras, pollo, frutas) 01 Escalera de concreto armado. Diseño de Estructuras Metálicas de techo metálico. Diseño de Caja de ascensor. Diseño de cisterna.

III. DATOS Materiales a utilizar: Concreto: Utilizaremos concreto para todos los elementos estructurales. Las propiedades mecánicas a ser consideradas para este material son las siguientes: f ‘c = 210 Kg/cm2 – Resistencia a la compresión medida a los 28 días y en elementos sismo resistentes. f ‘c = 175 Kg/cm2 – Resistencia a la compresión medida a los 28 días, estas para los elementos de confinamientos, tal como columnetas y vigas de amarre, E = 217370.65 Kg/cm2 – Módulo de elasticidad del concreto, en concreto f’c= 210 kg/cm2. μ = 0.20 – Módulo de Poisson. W = 2 400 Kg/m3 – Peso promedio del concreto incluyendo la armadura de refuerzo.

1

Acero: Se utilizará acero convencional con esfuerzo de fluencia = 4 200 Kg/cm2. IV. GEOMETRIA Y ESTRUCTURACION El proyecto está conformado por 03 Blocks  Block “A”: Pabellón de 02 niveles: S.S.H.H, almacén, zona de carnes, descarga, , depósito frio, equipo frigorífico, caseta de máquinas (1er Nivel) y de zona de pasameria, comida, bazar y útil. De aseo ( 2do Nivel)  Block “B”: Pabellón de 02 niveles: Zona de pescados ( 1er Nivel), Zona de zapatería, carbón, radio, cerrajería, zona administrativa, almacén ( 2do Nivel)  Block “C”: Pabellón de 01 niveles (abarrotes, verduras, pollo, frutas) La configuración de los Blocks está diseñada de tal manera que la infraestructura se comporte como un sistema de elementos componentes capaces de responder estructuralmente al corte y a la flexión primordialmente y a la liberación de energía propiciadas por las solicitaciones sísmicas eventuales, cargas permanentes y cargas vivas propias de su funcionamiento continuo, y asentamientos diferenciales. La denominación de este tipo de construcción es de un sistema de pórticos, placas de concreto armado y albañilería confinada. La Cimentación será de ZAPATAS AISLADAS Y CIMIENTO CORRIDO, en su contorno llevara vigas de arriostre.

V. PREDIMENSIONADO – CARGAS DE GRAVEDAD Haremos demostración para el BLOCK “A” PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

1

PREDIMENSIONALMIENTO DE COLUMNAS ESTRUCTURALES

Predimensionado de LOSA ALIGERADA. Losa maciza en dos direcciones de e=0.20 cm. VI. CARGAS Se aplicarán las cargas estipuladas en la norma E.020 de Cargas.

1

A)

Carga Muerta: Constituida por el peso de la edificación y sus acabados, el cual se calcula en base a los pesos unitarios de los materiales empleados. El peso propio es calculado manual y aplicado al programa de análisis, en este caso los pesos de los muros de tabiquería la cual sirve como alfeizer en ventanas altas y bajas..

B)

Carga Viva: Es aquella originada por el peso de los ocupantes y el mobiliario. Las cargas repartidas mínimas a ser consideradas están estipuladas en la Tabla 3.2.1 de la norma E.020. Para uso en Centro de Educación la carga repartida mínima en Tiendas es de 500 Kg/m 2 , Restaurantes 400 Kg/m2 Corredores y Escaleras 500 Kg/m2 y en el ultimo nivel se considera 100 Kg/m 2, esto de acuerdo a lo indicado en el RNE. E.030, de acuerdo al tipo de edificación.

C)

Los parámetros sísmicos de la zona de acuerdo a la zonificación sísmica nacional son: Z=

0.4

(factor De Zona)-Zona 3

U=

1.3

(Edificación importante, Categoría B, Centros Comercial)

S=

1.4

(Parámetro de Suelo Intermedio);

C=

2.5

(Factor de amplificación sísmica)

R=

8.0

(Factor de Reducción Sísmica) en “x” y en “y”.

Tp (s) = 0.9 segundos

VII.DISEÑO SISMO RESISTENTE

Espectro Inelástico de Pseudoaceleraciones de los Blocks, Sistema Empleado PORTICOS (X-X) VIII.

MODELO ESTRUCTURAL El análisis estructural se realizó utilizando el método de los elementos finitos y el software ETABS V.9.7.3, para el caso de la estructura, los elementos utilizados para modelar la estructura son los siguientes: 

Placas: Se usaron elementos tipos SHELL, el cual es ideal para modelar el comportamiento de membrana de los muros y cuenta con los grados de libertad necesarios para modelar la flexión en las losas.

1

 Columnas y Vigas: Se usaron elementos Frame con las dimensiones requeridas.  Losa de entrepiso: Se usaron elementos Slab (ETABS v. 9.7.3) de 4 nudos con tres grados de libertad por nudo (∆z, θx, θy), además en los modelos se incluyó los apoyos en muros (“wall supports”) y en columnas (“column supports”). Se realizó un análisis dinámico a fin de encontrar las propiedades dinámicas en los módulos y luego se realizó un análisis lineal elástico para obtener los esfuerzos para el diseño utilizando los siguientes modelos de elementos finitos. IX. COMBINACIONES DE CARGA. Teniendo en cuenta la norma E.060 sobre la resistencia requerida, los sistemas de carga a ser aplicados son los siguientes:  CM + CV  1.4 CM + 1.7 CV  1.25 (CM + CV) + Ex  1.25 (CM + CV) – Ex  1.25 (CM + CV) + Ey  1.25 (CM + CV) – Ey  0.90 CM + Ex  0.90 CM – Ex  0.90 CM + Ey  0.90 CM – Ey Donde: CM = Carga Muerta CV = Carga Viva Ex = Sismo en la Dirección X con excentricidad positiva Ey = Sismo en la Dirección Y con excentricidad positiva El estado de carga 1 nos servirá para determinar la presión de contacto en el suelo a través de las cargas axiales en los resortes de apoyo. El estado de carga 2 servirá para el diseño de las losas a la rotura. Los estados de carga 3 al 10 servirán para el diseño de las columnas y vigas, usando también el método a la rotura y siguiendo los lineamientos de la norma E.060. X.

ESULTADOS.

Se realizó un análisis dinámico lineal elástico para calcular las 12 primeras formas de modo y a partir de ellos realizar un análisis sísmico de acuerdo a los parámetros de la norma E-030, obteniéndose luego de las combinaciones de carga, los esfuerzos últimos que han sido utilizados para el diseño de los diferentes elementos confortantes de la estructura y que obviamente demos comprobar su capacidad ante la ampliación de la estructura. XI.

DESPLAZAMIENTOS.

Los valores de desplazamientos debido al sismo que se obtienen del análisis son considerando fuerzas reducidas; para determinar los reales desplazamientos es necesario multiplicar los del análisis por el R utilizado para

1

reducir las fuerzas, además, según la norma E-030 se ha de tomar únicamente el 75% de los valores así logrados, vale decir que deberemos multiplicar los desplazamientos obtenidos del análisis por el valor 0.75R=0.75x8=6.00. X.-

VIGAS

Las vigas donde se apoya la losa maciza son de 38x78 (Block A”), 38x58 (, Block “B”), , estos de acuerdo un previo análisis y control de distorsiones dado que deben de cumplir los parámetros que hace mención la Norma E.030 Como demostración de ellas tomamos la V-205 (0.23x53), ubicada en el EJE 13 y en el Nivel 1477.90 VIGA EN EJE A

Viga a Analizar

1

XII. COLUMNAS Tal como se mencionó líneas arriba, se trata de encontrar los elementos más forzados en la dirección más crítica , cabe mencionar que el problema de la carga axial y cortante son asimilables por las columnas, aquí nos limitaremos a verificar los momentos y carga actuante,. En este caso tratamos de demostrar que el acero proporcionado será el adecuado para estos tipos de columna y que la sección es la correcta para absorber la fuerzas Sísmicas tanto para la dirección X como en Y.

Columna a Analizar

DIAGRAMA DE INTERACIONES EN COLUMNA

1