Memoria de Calculo Estructura Metalica

 

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION   Hoja

1

MEMORIA DE  CÁLCULO ESTRUCTURAL  :  "INSTALACIÓN Y MEJORAMIENTO DE COBERTURA

PROYECTO

LIVIANA COMO MEDIDA DE PROTECCION DE LA RA DIACIO DIACION N UV EN LA S INSTI INSTITU TUCION CIONES ES EDUCATI EDUCATIVAS VAS DE EDUCACION BASICA REGULAR DEL NIVEL  S E C UN UND DA R IO "

PROCEDENCIA

: INSTITUCION EDUCATIVA

LUGAR

: PATIO DE HONOR - SECUNDARIA  SECUNDARIA 

DISTRITO

:

PROVINCIA

:

REGION

:

SOLICITANTE

:

PROYECTISTA

:

MAYO, 2017

de:

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CONTENIDO  1. GENERALIDADES 1.1. ESTRUCTURACION 1.1.1.

DEL SISTEMA EXISTENTE

1.1.2.

DEL SISTEMA PROYECTADO

1.2.

NORMAS EMPLEADA EMPLEADASS

1.3. ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS 1.4. REFERENCIAS 1.4.1.

ARQUITECTURA Y CONFIGURACION GEOMETRICA

1.4.2.

ESTRUCTURACION – CONFIGURACION

1.4.2.1. INSTITUCION EEDUCATIVA DUCATIVA DANIEL BECERRA O. 1. 4. 3

PREDIMENSIONAM PREDIMENSIONAMIENTO IENTO

1.4.4

DEFINICION DE SECCIONES

2. ESTADOS DE CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS 2.1. 2.2.

ESTADOS DE CARGA COMBINACIONES DE CARGA

2.3.

ALTERNANCIA ALTERNANCIASS DE CARGA

3. ANALISIS SISMICO 3.1.

FACTORES PARA EL ANALISIS

3.1.1. 3.2.

ANALISIS DINAMICO

3.2.1. 3.3.

FUERZAS SISMICAS VERTICALES ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES

ANALISIS ESTATICO

3.3.1.

PESO DE LA ESTRUCTURA (P)

3.3.2.

FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA (C) y PERIODO FUNDAMENTA FUNDAMENTALL (T)

3.3.3.

FUERZA CORTANTE EN LA BASE (V)

4. CONTROL DE DESPLAZ DESPLAZAMIENTOS AMIENTOS LATERALES 5. DISEÑO DE COMPONENTES DE CONCRETO ARMADO Y ACERO 5.1.

DISEÑO DE COLUMNAS DE Cº Aº

5.2.

DISEÑO DE ELEMENTOS DE ACERO

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 6.1. CONCLUSIONES

2

de:

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6.2. RECOMENDACIONES 7. ESPECIFICA ESPECIFICACIONES CIONES TECNICAS ESTRUCTURAS METALICAS Y COBERTURA 7.1. GENERALIDADES 7.2. PLANOS 7.3.

MATERIAL ACERO

7.3.1. 7.3.2. 7.3.3.

Acero estructural A-36 Acero A615 – GRADO 60 Soldaduras

7.3.4.

Fabricación

7.3.5.

Corte o Soplete

7.3.6.

Cepillado de bordes

7.3.7.

Construcción soldada

7.3.8.

Acabado

7.3.10.

Montaje

7.3.11.

Ensayos de control de calidad

7.3.12.

Pintura

7.4. 7.4.1.

MATERIAL CONCRETO Cemento Portland Tipo V

8. PLANOS

3

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1. GENERALIDADES  1.1.

ESTRUCTURACION

El estudio de la presente memoria de cálculo estructural se realiza a solicitud de la Unidad de Desarrollo N° 003 Sub región Ilo - GOBIERNO REGIONAL MOQUEGUA, y tiene por finalidad realizar el diseño estructural de las Coberturas Metálicas de la obra: "INSTALACIÓN Y MEJORAMIENTO DE COBERTURA LIVIANA COMO MEDIDA DE PROTECCION DE LA RADIACION UV EN LAS INSTITUCIONES EDUCATIVAS DE EDUCACION BASICA REGULAR DEL NIVEL SECUNDARIO BAJO LA JURISDICCION DE LA UGEL - ILO, EN LA REGION MOQUEGUA", correspondiente a la I.E. Daniel Becerra Ocampo, que cuenta con dos niveles de enseñanza: primario y secundario, dicho estudio se encuentra ubicado en el Distrito de Ilo, Provincia de Ilo, región Moquegua. Para el diseño se utiliza el software SAP2000 V15, con el cual se realiza el Cálculo Estructural y Diseño correspondiente, mediante el Método LRFD, aceptado por la NTE-090, 1.1.1. DEL SISTEMA EXISTENTE EXISTENTE   La proyección de una construcción de estructuras metálicas para protección solar en el nivel secundario: 1. PATIO DE HONOR – NIVEL SECUNDARIO. 1.1.2. DEL SISTEMA PROYECTADO PROYECTADO   1.1.2.1.

COBERTURA EN LOSA DEPORTIVA  – NIVEL PRIMARIO  PRIMARIO 

La altura del Techo Metálico en cobertura es 11.40m, en el cielo raso con Cobertura de Policarbonato Alveolar de 10mm. El sistema estructural consta de: - Arcos Metálicos (perfiles de acero estructural A-36) Apoyados sobre columnas metálicas, en sentido paralelo a la losa deportiva. - Viguetas y arriostres metálicos (perfiles de acero estruct estructural ural A-36) ap apoyadas oyadas sobre los Arcos metálicos en el sentido perpendicular a la losa deportiva. La cimentación fue diseñada y su análisis se detalla en los anexos correspondientes correspondient es considerando la capacidad portante del Terreno 445,412, 440 kg/cm2 a una profundidad de desplante de 1.5 m (Roca Dura de compacidad alta). Se tiene las secciones de la estructura metálica:

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Columna metálica

-  Sección Cuadrada -   Tipo tetra puntal -  4 tubos metálicos Ø 3”x3.0mm (detalles en planos), - Tubos transversales y diagonales Ø 2”x3.0mm (detalles en planos)

 Arco Principal Principal AM01

-  Tipo Arco metálica. -  Sección cuadrado 20cm x 40cm. (Detalles en planos). -  Brida Superior 2L 2"x2"X3/16" -  Brida Inferior 2L 2"x2"X3/16" -  Diagonal 2L 1 1/2"x1 1/2"X1/8” 

Correas transversales

- Tipo Arco (Detalles en Planos) 2L 1"x1 "x1/8".

Viga Transversal 01

-  sección cuadr cuadrada ada 20cmx40 20cmx40cm. cm. (Detalles en planos). -  Brida Superior 2L 1 1/2"x1 1/2"X1/8" - Br  Brida ida Inferior 2L 1 1/2"x1 1/2"X1/8" - Diag  Diagonal onal 2L 1 1/2"x1 1/2"X1/8" - Montant  Montantes es 2L 1 1/2"x1 1/2"X1/8" -  - sección 2L (detalles en planos). -  Brida Superior 2L 1"x1"X1/8" - Brida Inferior Fº L Lºº Ø 1/2" -  Diagonales Fº Lº Ø 3/8" -  Montantes Montantes Fº Lº Ø 3/8" -  - Cobertura de policarbonato alveolar de 10 mm de espesor de ancho variable de 1.05m – 2.10m.

Correas metálica perpendicular

Cobertura

1.2.

5

NORMAS EMPLEADAS Se sigue las disposiciones de los Reglamentos y Normas Nacionales e Internacionales descritos a continuación:   Reglamento Nacional de Edificacio Edificaciones nes (Perú) Edificación (N.T.E.)



NTE E.020 “C ARGAS”  NTE E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” NTE E.050 “SUELOS Y CIMENTACIONES” NTE E.060 “CONCRETO ARMADO”  NTE E.090 “ESTRUCTURAS METALICAS” 

 – 

Normas Técnicas de

de:

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



 

6

A.C.I. 318 – 2008 (American Concrete Institute) UBC 1997 Uniform Building Code Building Code Requirements for Structural Concrete AISC-LRFD 99

Se entiende que todos los Reglamentos y Normas están en vigencia y/o son de la última edición.

1.3.

ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS ACERO  ACERO  ACERO ESTRUCTURAL (A-36):   Resistencia (fy): 2,530 Kg/cm2 (Gº 36):   Módulo de Elasticidad (E) : 2’100,000 Kg/cm2   Módulo de Poissón (u) : 0.30







ACERO LISO (ASTM A-615):   Resistencia a la fluencia (fy) : 4,200 Kg/cm2 (Gº 60):   “E”: 2’100,000 Kg/cm2





SOLDADURA: Electrodos: Fexx = 60 KSI (E70 XX - AWS, para acero liso) COBERTURA: Pu = 1.75kg/m2 (Policarbonato Alveolar; catalogo fabricante).

de:

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1.4.

REFERENCIAS 1.4.1. ARQUITECTURA Y CONFIGURACION GEOMETRICA

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1. 1.4. 4.2. 2. ESTR UCTU RACI ON  – MODELAMIENTO 1.4.2.1. I.E. DANIEL BECERRA OCAMPO

VISTA 3D

1.4.3. PREDIMENSIONAMIENTO 1.4.3.1. Cobertura Patio de Honor Tipo de Viga

Arco

Und

Flecha de Arco:

4.00

m

Longitud de Viga Area Tributaria :

1.4.4. DEFINICION DE SECCIONES: 

26.88 1,002.62

m m2

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Viga Principal:

Vigueta: 

Columna Metálica:

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2. ESTADOS DE CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS  2.1. ESTADOS DE CARGA CARGA MUERTA: El valor de las Cargas Muertas empleadas comprende el peso propio de los elementos estructurales (arcos, viguetas, arriostres, columnas, planchas, etc.) según características descritas en el Item 1.3; el peso de los acabados, según: Policarbonato Alveolar 1.75 kg/m2 CARGA VIVA: El valor de Carga Viva empleada es de 30 kg/m2 (coberturas), según especificaciones de la NTP E.020 – TABLA 1 CARGAS LATERALES: CARGAS DE VIENTO (W): Vientos en Arcos Metálicos: NTE E.020 - Art. 12 → 

("V" e Mapa Eólico - Zona Ilo)

V=50.00 kg/m2 (Velocidad de Viento en Ilo)

h= Altura promedio desde el terreno en “m”  Presiones: NTE E.020 - TABLA 4 →ℎ = 0.005 × × Vℎ2 Donde: Ph = Presión o succión del viento a una altura “h” perpendicular a la superficie, para "h"> 10m (kg/m2)  C = factor de forma a dimensional (de tabla abajo)  abajo)  CONSTRUCCION  CONSTRUCCION 

Arcos y cubiertas cilíndricas con pendientes(θ) < 45º

BARLOVENTO   BARLOVENTO

+0.80 -0.80 

BARLOVENTO: En Arcos Considerando Succión: C=+0.80 →  h  = 10.51kg/m2 Considerando Presión: C=+0.80 →  h  = - 10.51kg/m2 SOTAVENTO: En Arcos

SOTAVENTO   SOTAVENTO

-0.50

de:

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Considerando Presión: C= -0.50 →  h = −6.57hg/m2

CARGAS DE SISMO: Se Describe en el Item 3. 

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2.2. COMBINACIONES DE CARGA Método LRFD (diseño por factores de carga y resistencia) El diseño con factores factores de car carga ga y re resistencia sistencia se basa en los conceptos de estados límite. El término de estado límite se utiliza para describir una condición en la que una estructura o parte de ella deja de cumplir su función predeterminada. Existen dos tipos de estado límite: los de resistencia y los de servicio. Los primeros se basan en la seguridad o capacidad de carga de las estructuras e incluyen resistencias plásticas, de pandeo, de fractura, de fatiga, de volteo, etc. En este método, las cargas de trabajo o servicio, Qi, se multiplican por factores de carga o “de seguridad”, λi, que son casi siempre mayores de 1 y se obtienen las cargas últimas o factorizadas. La estructura se proporciona Para que tenga una re resistencia sistencia última de diseñ diseñoo suficiente para soportar soportar las cargas factorizadas. Esta resistencia se considera igual a la resistencia teórica o nominal, Rn, del miembro estructural, multiplicada por un factor de resistencia φ, que es normalmente menor que 1. Con este factor, se intenta tomar en cuenta las ince intenta incertidu rtidumbre mbress rela relativas tivas a resistenci resistenciaa de los materiales, di dimensiones mensiones y mano de obra, etc. En pocas palabras, para un miembro particular se debe cumplir que:

ΣλiQi ≤ ØRn Las siguientes cargas nominales deben ser consideradas: U = 1,4 D D: Carga Muerta U = 1.2 D +0.50 Lr Lr: Carga Viva techo U = 1.2 D +1.60 Lr + 0.8 W1 W: Carga Viento U = 1.2 D +1.60 Lr + 0.8 W2 E: Carga Sismo Norma E-030 U= 1.2 D+1.30 W1 +0.5 Lr U= 1.2 D+1.30 W2 +0.5 Lr U= 1.2 D+1.00 Ex U= 1.2 D -1.00 Ex  Ex  U= 1.2 D+1.00 Ey U= 1.2 D -1.00 Ey U = 0.9 D ± 1.3 W1,2

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2.3. ALTERNANCIAS ALTERNANCIAS DE CARGA CARGA MUERTA: PPeso eso prop propio io de los elementos de la estructura y adicionamos el peso de la plancha de policarbonato 1.75 kg/m2, en cobertura.

CARGA VIVA: Se consideró según RNE-E 020 30 kg/m2.

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CARGA DE VIENTO: Se indican valores del 1o y 2o caso de la carga de viento, en kg/m2: Presión en Barlovento - Succión en Sotavento.

3. ANALISIS SISMICO 

3.1. FACTORES PARA EL ANALISIS El Análisis Sísmico se realiza utilizando un modelo matemático tridimensional en donde los elementos verticales están conectados con diafragmas horizontales, los cuales se suponen infinitamente rígidos endesus paradelcada dirección, se ha perpendicular considerado auna excentricidad accidental 0.05planos. veces Además, la dimensión edificio en la dirección la acción de la fuerza. Los parámetros sísmicos que estipula la Norma de Diseño Sismorresistente (NTEE.030) considerados para el Análisis en el Edificio son los siguientes:

3.1.1.. FFUE 3.1.1 UE RZ AS SISM SISMICA ICASS VER VERTICA TICALES LES El factor de Zona de la Edificación clasifica como “Z1”. Por tanto, tanto, según la NTE - E.030, las fuerzas sísmicas verticales se consideraran como una fracción de 2/3 del valor de la fuerza sísmica horizontal.

3.2. ANALISIS ANALISIS DINAMICO  3.2.1.. EESP 3.2.1 SP EC TR O DE PS PSEUDO EUDO A ACELE CELERA RACION CIONES ES

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Para el Análisis Análisis Dinámico de la Estru Estructura ctura se ut utiliza iliza un EEspectro spectro ddee respuesta según la NTE - E.030, para comparar la fuerza cortante mínima en la base y comparar compararlos los con los resultado resultadoss de un análisis estático. Todo esto para cada dirección de la Edificación en planta (X e Y).

ESPECTRO DE PSEUDO-ACELERACIONES RNE E.030 Z= 0.4 ZONA 3 U= 1.5 EDIFICACIÓN ESCENCIAL S= 1.2 SUELO INTERMEDIO Tp = 0.6 Rx = 9.5 PÓRTICOS DÚCTILES CON UNIONES RESISTENTES A MOMENTOS Ry = 9.5 PÓRTICOS DÚCTILES CON UNIONES RESISTENTES A MOMENTOS ZUS/Rx = ZUS/Ry =

T 0.5 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55 1.60 1.65 1.70 1.75 1.80 1.85 1.90 1.95 2.00

0.076 0.076

Sa x 0.189 0.189 0.189 0.175 0.162 0.152 0.142 0.134 0.126 0.120 0.114 0.108 0.103 0.099 0.095 0.091 0.087 0.084 0.081 0.078 0.076 0.073 0.071 0.069 0.067 0.065 0.063 0.061 0.060 0.058 0.057

Sa y 0.189 0.189 0.189 0.175 0.162 0.152 0.142 0.134 0.126 0.120 0.114 0.108 0.103 0.099 0.095 0.091 0.087 0.084 0.081 0.078 0.076 0.073 0.071 0.069 0.067 0.065 0.063 0.061 0.060 0.058 0.057

C= 2.5(Tp/T) 2.50 2.50 2.50 2.31 2.14 2.00 1.88 1.76 1.67 1.58 1.50 1.43 1.36 1.30 1.25 1.20 1.15 1.11 1.07 1.03 1.00 0.97 0.94 0.91 0.88 0.86 0.83 0.81 0.79 0.77 0.75

2.05

0.055 0.055

0.73

2.10 2.15 2.20 2.25 2.30 2.35 2.40 2.45 2.50 2.55 2.60 2.65 2.70 2.75 2.80 2.85 2.90 2.95 3.00 3.05 3.10 3.15 3.20 3.25 3.30 3.35 3.40 3.45 3.50 3.55 3.60 3.65

0.054 0.053 0.052 0.051 0.049 0.048 0.047 0.046 0.045 0.045 0.044 0.043 0.042 0.041 0.041 0.040 0.039 0.039 0.038 0.037 0.037 0.036 0.036 0.035 0.034 0.034 0.033 0.033 0.032 0.032 0.032 0.031

0.71 0.70 0.68 0.67 0.65 0.64 0.63 0.61 0.60 0.59 0.58 0.57 0.56 0.55 0.54 0.53 0.52 0.51 0.50 0.49 0.48 0.48 0.47 0.46 0.45 0.45 0.44 0.43 0.43 0.42 0.42 0.41

0.054 0.053 0.052 0.051 0.049 0.048 0.047 0.046 0.045 0.045 0.044 0.043 0.042 0.041 0.041 0.040 0.039 0.039 0.038 0.037 0.037 0.036 0.036 0.035 0.034 0.034 0.033 0.033 0.032 0.032 0.032 0.031

de:

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16

3.70 3.75 3.80 3.85 3.90

0.031 0.030 0.030 0.030 0.029

0.031 0.030 0.030 0.030 0.029

0.41 0.40 0.39 0.39 0.38

6.25 6.30 6.35 6.40 6.45

0.018 0.018 0.018 0.018 0.018

0.018 0.018 0.018 0.018 0.018

0.24 0.24 0.24 0.23 0.23

3.95 4.00 4.05 4.10 4.15 4.20 4.25 4.30 4.35 4.40 4.45 4.50 4.55 4.60

0.029 0.028 0.028 0.028 0.027 0.027 0.027 0.026 0.026 0.026 0.026 0.025 0.025 0.025

0.029 0.028 0.028 0.028 0.027 0.027 0.027 0.026 0.026 0.026 0.026 0.025 0.025 0.025

0.38 0.38 0.37 0.37 0.36 0.36 0.35 0.35 0.34 0.34 0.34 0.33 0.33 0.33

6.50 6.55 6.60 6.65 6.70 6.75 6.80 6.85 6.90 6.95 7.00 7.05 7.10 7.15

0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016

0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016

0.23 0.23 0.23 0.23 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.21 0.21 0.21 0.21

4.65 4.70 4.75 4.80 4.85 4.90 4.95 5.00 5.05 5.10 5.15 5.20 5.25 5.30 5.35 5.40 5.45 5.50 5.55 5.60 5.65 5.70 5.75 5.80 5.85 5.90 5.95 6.00 6.05 6.10 6.15 6.20

0.024 0.024 0.024 0.024 0.023 0.023 0.023 0.023 0.023 0.022 0.022 0.022 0.022 0.021 0.021 0.021 0.021 0.021 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.019 0.019 0.019 0.019 0.019 0.019 0.018 0.018

0.024 0.024 0.024 0.024 0.023 0.023 0.023 0.023 0.023 0.022 0.022 0.022 0.022 0.021 0.021 0.021 0.021 0.021 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.019 0.019 0.019 0.019 0.019 0.019 0.018 0.018

0.32 0.32 0.32 0.31 0.31 0.31 0.30 0.30 0.30 0.29 0.29 0.29 0.29 0.28 0.28 0.28 0.28 0.27 0.27 0.27 0.27 0.26 0.26 0.26 0.26 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.24 0.24

7.20 7.25 7.30 7.35 7.40 7.45 7.50 7.55 7.60 7.65 7.70 7.75 7.80 7.85 7.90 7.95 8.00 8.05 8.10 8.15 8.20 8.25 8.30 8.35 8.40 8.45 8.50 8.55 8.60 8.65 8.70 8.75

0.016 0.016 0.016 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.013 0.013 0.013 0.013 0.013 0.013 0.013

0.016 0.016 0.016 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.013 0.013 0.013 0.013 0.013 0.013 0.013

0.21 0.21 0.21 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.19 0.19 0.19 0.19 0.19 0.19 0.19 0.19 0.19 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.17 0.17 0.17 0.17

de:

34 

 

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION  Hoja

8.80 8.85 8.90 8.95 9.00

0.013 0.013 0.013 0.013 0.013

0.013 0.013 0.013 0.013 0.013

0.17 0.17 0.17 0.17 0.17

9.05 9.10 9.15 9.20 9.25 9.30 9.35 9.40 9.45 9.50 9.55 9.60 9.65 9.70

0.013 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012

0.013 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012

0.17 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.15

9.75 9.80 9.85 9.90 9.95 10.00

0.012 0.012 0.012 0.011 0.011 0.011 0.011

0.012 0.012 0.012 0.011 0.011 0.011

0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15

17

ESPECTRO E.030 0.250

0.200

0.150

     a        S

0.100

0.050

0.000         5  .         0

        5         9  .         0

        0         4  .         1

        5         8  .         1

        0         3  .         2

        5         7  .         2

        0         2  .         3

        5         6  .         3

        0         1  .         4

        5         5  .         4

        0         0  .         5

        5         4  .         5

        0         9  .         5

        5         3  .         6

        0         8  .         6

        5         2  .         7

PERIODOS

Sax

Say

        0         7  .         7

        5         1  .         8

        0         6  .         8

        5         0  .         9

        0         5  .         9

        5         9  .         9

de:

34 

 

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION  Hoja

18

de:

3.3. ANALISIS ANALISIS ESTATICO Se calculara el Cortante Estático con los valores de los parámetros definidos anteriormente, además de definir el Peso de la Estructura y el Factor de Ampliación Dinámica (C).

34 

 

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION  Hoja

19

de:

3.3.1. PESO DE LA ESTRUCTURA (P) La estructura clasifico como categoría A, por lo tanto el peso que se ha considerado para el análisis sísmico es el debido a la carga permanente más el 25% de la carga viva (100%CM + 25%CV). En azoteas y techo en general se considera el 25% de la carga viva (100%CM + 25%CV). ÁREA DE INTERVENCIÓN (PORTICO) P= 2870 kg = 2.87 Ton (peso propio + 25%carga viva, automático de SAP 15.0. 3.3.2. FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA (C) y PERIODO FUNDAMENTAL (T) Para el cálculo del Factor de Amplificación Amplif icación Sísmica Sísm ica en los Análisi Análisis, s, Se Consideró el periodo fundamental estimado en la Norma NTE. E.030, según: C= 2.5 (Tp/T) ≤ 2.5 3.3.3. 3.3. 3. FUE F UE RZ A CORTAN CORTANTE TE EN LA BASE BASE (V)

Vx = Vy =0.45tn.

34 

 

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION  Hoja

20

de:

4. CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES De acuerdo a la Norma NTE. E030, para el control de los desplazamientos lateral laterales, es, los resultados deberán ser multiplicados por ellosvalor de 0.75R para estructura. Se tomaron desplazamientos del calcular pórtico. los máximos desplazamientos laterales de la Los resultados se muestran en la siguiente tabla para cada dirección de análisis. Donde: Δi/he = Desplazamiento relativo de entrepiso Además: ΔiX/heX (máx.) = 0.010 (máximo permisible Acero, NTE E.030 Se observa que tanto en el Eje del Centro de Masa como en los Ejes más alejados de este en cada dirección, todos los entrepisos cumplen con el Desplazamiento relativo máximo permisible de entrepiso (Δi/he) MAX en ambas direcciones.

DESPLAZAMIENTOS EN CADA DIRECCIÓN

CONTROL DE DESPLAZMIENTO DE ENTREPISO

X-X

Y-Y

R= 0.75xR=

8

8

6

6

DriftY

DriftX REAL

DriftY REAL

0.000200

0.00357

0.00120

0.00357

0.00120

PASA

PASA

BLOQUE 1

Story STORY1

DriftX 5.95E-04

VALORES MAXIMOS

34 

 

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION  Hoja

5. DISEÑO DE COMPONENTES COMPONENTES DE CONCRETO ARMADO Y ACERO  5.1. DISEÑO DE COLUMNAS DE CºAº COLUMNAS:

ZAPATAS: Datos: 

σt (capacidad portante)= f'c=  fy=  

Profund. de cimentación (Df)= s/c (sobre carga sobre zap)= Ko (coef. De balasto)= Pe(prom)= Pcm=  Pcv=   Pcw=   Pcsx=   Pcsy=   Mcmx=  Mcvx=   Mcwx=   Mcsx=   Mcmy=  Mcvy=   Mcwy=   csy= 

3.82 210.00 4200.00 2.00 250.00 0.70 1.90 4.48

kg/cm² kg/cm² kg/cm² m kg/m² kg/cm² Tn/m³ tn

1.43 0.41 0.49 0.17 0.28 0.08 0.06 0.27 0.17 0.47 0.38 - .

tn tn tn tn tn-m tn-m tn-m tn-m tn-m tn-m tn-m tn-m tn

P=Pcm+Pcv=

5.91

Pu=Pcm*1.5+Pcv*1.8= columna lado A= columna lado B=

9.30

0.63 0.63

tn tn  m   m

21

de:

34 

 

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION  Hoja

22

de:

34 

Asumir la altura de la zapata: hz=

0.50

m

CÁLCULOS Predimensionamiento:

Mxx

σ neta=  σ neta (capacidad portante)=   Az= A= B=

34.15 3.42 0.17 0.45 0.45

tn/m² m tn/m² m tn/m²

1.40 1.40

m m

     m     0     4  .     1    =     B

Predimensionamiento: A= B=

m2

m1 A= 1.40m

hf (Piso T+Prof. d (peralte m1= m2=

 



2.00 0.41 0.39 0.39

m m m m

POR ANÁLISIS ESTÁTICO VERIFICACIÓN DE PRESIONES EN LA DIRECCIÓN XX: Peso propio de la zapata= Peso total Pt=

2.35 8.27

tn tn

Debido a la presencia de momentos se asume la presión de contacto de forma trapezoidal o triangular. Cálculo de e = Mx / Pt e=  A / 6=  

4.34 23.33

cm cm

  ∆2=  

0.50 0.34

kg/cm² kg/cm²

∆1=

Conforme Pues 0.5 < 3.42 σt (capacidad portante) = 3.42 Conforme 0.5 < 3.42

kg/cm²

VERIFICACIÓN DE PRESIONES EN LA DIRECCIÓN YY: Peso propio Peso de la total zapata= Pt=

2.35 8.27

tn tn

 

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION  Hoja

23

Debido a la presencia de momentos se asume la presión de contacto de forma trapezoidal o triangular. Cálculo de e = My / Pt

e= B / 6= ∆1= ∆2=

7.74

cm

23.33 0.56 0.28

cm kg/cm² kg/cm²

Conforme 0.56 < 3.415 σt (capacidad portante) = 3.42 Conforme 0.56 < 3.42

kg/cm²

  POR ANÁLISIS SÍSMICO



P (Pcm+Pcv+Pcsxy)= Peso total Pt= Mx (Mcmx+Mcvx+Mcsx)= My (Mcmy+Mcvy+Mcsy)=

6.57 8.27 0.63 0.33

tn tn tn-m tn-m

VERIFICACIÓN DE PRESIONES EN LA DIRECCIÓN XX Cálculo de e = Mx / Pt Pt=   e=  

A / 6 = 

8.27 7.57   7.57 23.33 

cm  cm  cm 

   

0.56 0.28   0.28

kg/cm² kg/cm²   kg/cm²

σt (capacidad portante)= 3.42 Conforme 0.56 < 3.42 

kg/cm² 

∆1= ∆2=

Conforme 0.56 < 3.415

VERIFICACIÓN DE PRESIONES EN LA DIRECCIÓN YY e = My / Pt Pt= e=  B / 6 = 

8.27 4.03  23.33 

cm  cm 

   

0.49 0.35 

kg/cm² kg/cm² 

∆1= ∆2=

Conforme 0.49 < 3.415 σt (capacidad portante)= Conforme 0.49 < 3.42

3.42

kg/cm²

de:

34 

 

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION  Hoja

  POR ANÁLISIS DE CARGAS DE VIENTO



P (Pcm+Pcv+Pcwxy)= Peso total Pt= Mx (Mcmx+Mcvx+Mcwx)= My (Mcmy+Mcvy+Mcwy)=

6.32 8.27 0.42 1.02

tn tn tn-m  tn-m

  VERIFICACIÓN DE PRESIONES EN LA DIRECCIÓN XX Cálculo de e = Mx / Pt

Pt=  e= 

A / 6 =    ∆2=   ∆1=

8.27 5.12 23.33 0.51 0.33

cm cm kg/cm² kg/cm²

Conforme 0.51 < 3.415 σt (Capacidad portante) = 3.42 kg/cm²

Conforme 0.51 < 3.42  3.42  VERIFICACIÓN DE PRESIONES EN LA DIRECCIÓN YY e = My / Pt Pt= e=  B / 6 =  =  ∆1= ∆2=

   

8.27 12.39 23.33 0.65 0.20

cm cm kg/cm² kg/cm²

Conforme 0.65 < 3.415 σt (capacidad portante)= 3.42 kg/cm² Conforme 0.65 < 3.42   CARGAS DE DISEÑO



  Estático

o

Cargas en estado de rotura dirección XX: Ptu= Mxu= Presiones en estado de rotura e = Mxu / Pt e= A/6= ∆1= ∆2=

12.83 0.56

tn tn-m

4.39 23.33 0.7 0.788 2.63

cm cm k /c /cm² m² kg/cm²

24

de:

34 

 

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION  Hoja

Cargas en estado de rotura dirección YY: Ptu= 12.83 Myu= 1.10 Presiones en estado de rotura e = Myu / Pt

e= B / 6 =  =  ∆1=   ∆2=  

tn tn-m

8.59 23.33 0. 0.90 90 0.41

cm cm k /c /cm² m² kg/cm²

10.95 0.78

tn tn-m

7.15

cm

23.33 0.7 0.733 0.39

cm k /c /cm² m² kg/cm²

10.54 0.42

tn tn-m

3.95 23.33 0.6 0.633 0.45

cm cm k /c /cm² m² kg/cm²

  Sísmico

o

Cargas en estado de rotura dirección XX: Ptu= Mxu= Presiones en estado de rotura e = Mxu / Pt e= A /∆61== ∆2=

Cargas en estado de rotura dirección YY: Ptu= Myu= Presiones en estado de rotura e = Myu / Pt e= B/6= ∆1= ∆2=

Entonces se tomará en cuenta una presión máxima de 2.63 kg/cm²   Diseño



  Cortante por Punzonamiento Cortante admisible

o

bo= βc= Peralte efectivo= Vc calculado Vc máximo Vc usado= Cortante actuante:

416.00 cm  1.00 1.00 cm 342,447.0 kg 231,099.2 kg 231,099.2 kg

σ presión= Ptu= Vu =

2.63 kg/cm² 12,826.80 kg 15,603.52 kg

25

de:

34 

 

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION  Hoja

Conforme Vc >Vu = 231.1 tn > 15.6 tn   Cortante por Flexión

o

Cortante admisible dirección XX: Vc= 37,472.82 kg   Cortante actuante: Vu= 919.99 kg   Conforme Vc > Vu , el peralte de la zapata está bien Cortante admisible dirección YY: Vc= 37,472.82 kg   Cortante actuante: Vu= 919.99 kg   Conforme Vc > Vu , el peralte de la zapata está bien   Diseño por transferencia de esfuerzos

o

Carga admisible al aplastamiento x=(m1)/2 x= 19.25 cm A2=Az= 19,600.00 cm² A1=peraltee * ancho (columna)= A1=peralt 3,969.00 cm² √(A2/A1) ≤ 2 = 2  Pa=0.70(0.85 f'c*A1*√ f'c*A1*√(A2/A1))= 991,853.10 kg Carga actuante de aplastamiento: Conforme Pa>Ptu

Ptu= 12,826.80 kg

y=(m2)/2

y= 19.25 cm A2=Az= 19,600.00 cm² A1=peral * ancho (col)= 3,969.00 cm² √(A2/A1) ≤ 2 = 2  Pa=0.70(0.85 f'c*A1*√ f'c*A1*√(A2/A1))= 991,853.10 kg Carga actuante de aplastamiento: Ptu= 12,826.80 kg Conforme Pa>Ptu   Diseño por flexión

o

Dirección de m1

26

de:

34 

 

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION  27

Hoja

Mu= Dtu m² 100/2 (diseño por metro de ancho)

Mxx

Mu= 194,807.91 kg-cm Ku= 1.16 ρ= 0.00 As= 7.38 cm² Asumir # de acero= 4 Espaciamiento S= 17.48 cm

m1 m2

Usar ø 1/2'' @ 15 cm. Dirección de m2 Mu= Dtu m² 100/2 ( diseño ppor or metro de ancho) ancho) Mu= 194,807.91 kg-cm Ku= 1.16 ρ= 0.00 As= 7.38 cm² Asumir # de acero= 4 Espaciamiento S= 17.68 cm Usar ø 1/2'' @ 17.5 cm.

En la dirección corta, señalada en el gráfico, se concentrará una porción de As, el acero restante se distribuirá uniformemente en las zonas extremas. A's=2/(R+1)*As R= lado largo/lado corto R= 1.00 A's=2/(R+1)*As= 7.38 Asumir # de acero= 4 Espaciamiento S= 17.5 cm ø 1/2'' @ 17.5 cm. Usar ø 1/2'' @ 17.5 cm. Usar ø 1/2'' @ 17.5 cm. B= 1.4 m

A= 1.4 m 

Usar ø 1/2'' @ 17.5 cm.

de:

34 

 

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION   Hoja

28

de:

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES  RECOMENDACIONES  6.1. CONCLUSIONES En la Estructura Proyectada, cada Arco Metálico contempla de columnas metálicas circulares tipo tetra puntal y vigas de acero los cuales resultaron suficientes para adoptar las nuevas cargas a portar en la estructura, a excepción de los detallados a continuación: con tinuación:

6.2. RECOMENDACIONES  6.2.3 Del Ítem 6.1.3: Es recomendable hacer una verificación de las Soldaduras entre las uniones de cada miembro de las estructuras (Arcos, Vigas Metálicas, Viguetas, Columnas Metálicas) verificando que estas cumplan el espeso espesorr mínimo E= 3/16”. Aunque los factores de Seguridad de los diseños del Proyecto original pueden cubrir en un amplio margen alguna distorsión o alteración en el comportamiento real de la Estructura respecto al Proyecto, es recomendable los reajustes al Proyecto contemplado en los Ítems anteriores, a fin de evitar sobre reforzamientos que puedan alterar perjudicialmente el comportamiento real de la Estructura.

34 

 

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION   Hoja

29

de:

7. ESPECIFICACIONES ESPECIFICACIONES TECNICAS ESTRUCTURAS ESTRUCTURAS METALICAS Y COBERTURA COBERTURA  7.1. GENERALIDADES Estas especificaciones formulan reglas para la fabricación y montaje de las estructuras de acero al carbono a utilizarse.

7.2. PLANOS Los planos muestran el diseño considerado ítem 8.00

7.3. MATERIAL MATERIAL ACERO  7.3.1.. Ac er o estru 7.3.1 estructur ctural al AA-36 36 El acero estructural estará en conformidad con la última edición de la siguiente especificación: STRUCTURAL STEEL ASTM A – 36.

7.3.2. Ac er o A6 7.3.2. A615 15 – GRADO 60 Barras de acero rectas de sección circular, con resaltes, Hi- bond corrugada.   NORMA TECNICA BARRA DE ACERO Composición Química, Propiedades Mecánicas y Tolerancias dimensionales. ASTM A615 Grado 60 Norma Técnica Peruana NTP 341.031 Grado 60   REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES DEL PERÚ   DIMENSIONES Y PESOS NOMINALES   PROPIEDADES MECÁNICAS   ELECTRODOS PARA SOLDADURAS Los electrodos para soldadura manual del arco serán de clase E  – 7018, y E  – 6011 de la última edición de la SPECIFICACTION FOR MILD – STEEL ARC – WEÑDING ELECTRODS, ASTM A-233



 

 

7. 7.3. 3.3. 3. SOLDA DURA S Clasificación de soldadores y operadores de soldaduras Las soldaduras serán hechas solamente por los soldadores de primera que hayan sido previamente calificados mediante pruebas como se prescriben en “STANDARD CODE FOR WELDING IN BUILDING CONSTRUCCION” de “AMERICAN WELDING SOCIETY”, para llevar a cabo el tipo de trabajo requerido. A continuación se trata de algunas recomendaciones para las conexiones con soldadura tipo filete mostrando las recomendaciones que AISC – LRDF ha establecido para asegurar que estas se efectúen correctamente y sean capaces de tener las resistencias de diseño. i) Tamaño Mínimo 

34 

 

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION   Hoja

ESPESOR DE LA PIEZA MAS GRUESA UNIDA T

1/8 < T ≤ 3/16 3/16 < T ≤ 1/4 1/4 < T ≤ 1/2 1/2 < T ≤ 3/4 3/4 < T ≤ 1 1/2 1 1/2 < T ≤  2 1/4 1 1/4 < T ≤ 6  6