Puentes, Edificios, Industrias, DISEÑO ESTRUCTURAL S.A. de C.V.
MEMORIA DESCRIPTIVA DE CÁLCULO
CUIDAD GALAXIA LA CALERA PROTOTIPO CALERA I
PROP.: INMOBILIARIA DIAREL, S.A. DE C.V.
UBICACIÓN: LATERAL ORIENTE DEL PERIFÉRICO ECOLÓGICO N° 8702, MUNICIPIO DE PUEBLA, EDO. DE PUEBLA
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INDICE
1.
ANTECEDENTES.
2.
INFORMACIÓN INICIAL 2.1 2.2
3.
ANÁLISIS ESTRUCTURAL 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
4.
DESCRIPCIÓN DEL INMUEBLE ESTRUCTURACIÓN
MATERIALES. CARGAS CONSIDERADAS. ANÁLISIS SÍSMICO. MÉTODO DE ANÁLISIS. REVISIÓN DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES.
INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
DEFORMACIONES. REVISIÓN DE RESISTENCIA EN TRABES. REVISIÓN DE LA CIMENTACION. REVISIÓN DE LOS MUROS DISEÑO DE LA LOSA DE CIMENTACION DISEÑO POR FLEXION MINIMA
5. CONCLUSIONES. 5.1 5.2
ESTADOS LÍMITE DE SERVICIO. ESTADOS LÍMITE DE FALLA.
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1.-
ANTECEDENTES
La empresa SARE S.A. de C.V. solicitó a nuestra empresa la ejecución del proyecto estructural del prototipo denominado calera I, del Desarrollo Cuidad Galaxia “LA CALERA”, ubicado en Puebla, Puebla. 2.
INF ORMACIÓ N INICIAL
2.1.-
DESCRIPCION DEL
INMUEBLE
Consta de un módulo de 4 viviendas, de un solo nivel. Cada una de las viviendas cuenta con sala-comedor, 1 recámara, cocina, patio de lavado y un baño completo. 2.2
EST RUCT URACIÓN
La estructura se resolvió mediante muros de concreto de 10 cms de espesor, y losa maciza de 12 cms de espesor; la cimentación es a base de una losa de vigueta y bovedilla de 18 cm de espesor. 3.-
REVISION EST RUCT URAL
3.1.-
MAT E R IALES
Las propiedades de los materiales utilizados serán de acuerdo a los especificados en los planos que son: CONCRETOS Concreto colado en muros
f'c = 100
Kg/cm2
Concreto colado en cimentación y en capa de compresión de losa de Vigueta y Bovedilla, f’c= 150
kg/cm²
ACERO DE REFUERZO Acero de refuerzo en losas Malla electrosoldada 3.2
fy =
6000 Kg/cm2 fy = 5000 Kg/cm2
CARGAS CONSIDERADAS CHICAGO No 18-A COL. NÁPOLES DEL. BENITO JUÁREZ TEL. 5523-73-11/ 73-16 e-mail:
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Azotea
3.3-
Losa de vigueta y bovedilla de 18 cm de espesot Carga muerta adicional art. 197 Relleno para dar pendiente Entortado y enladrillado Plafond
190 40 180 80 40
Carga muerta total
--------------530 Kg/m2
Carga viva intensidad máxima Acciones permanentes (gravitacionales)
100
Kg/m2
Carga viva instantánea Acciones accidentales (sismo)
70
Kg/m2
Carga viva media Cálculo de Asentamientos Diferidos
15
Kg/m2
ANALISIS
Kg./m2 Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2
SISMICO
Para la obtención de las fuerzas sísmicas se procedió de acuerdo a lo estipulado en el Manual de Diseño Sísmico de C.F.E..; de acuerdo a esto tenemos: Por su ubicación (Zona B) y tipo de terreno le corresponde un coeficiente sísmico
C = 0.16
Por su clasificación de acuerdo al Art. 174 del RCDF ( Grupo B ) le corresponde un Factor de Importancia
F.A. = 1.0
Por su estructuración, tipo de elementos, y conexiones entre éstos el Factor de Comportamiento Sísmico asignado es de
Q=
Por su geometría de forma irregular le corresponde un factor de Irregularidad de
F.I. = 1.0
2.0
Las fuerzas sísmicas se obtuvieron por el método estático considerando la masa de la estructura. 3.4.-
M ET ODO DE ANALISIS
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La estructura se modeló en el espacio para poder obtener un resultado el cual además de ser el más apegado a la realidad también sea al más benévolo para la estructura, ya que los métodos tradicionales de análisis a base de marcos planos dan como resultados deformaciones mayores que las obtenidas por el método de análisis espacial. El programa utilizado permite visualizar la estructura en la pantalla de la computadora y sacar imágenes gráficas de la estructura, sus deformaciones, contornos de deformaciones, contornos de esfuerzos y animación de la estructura en sus diferentes estados de carga. El programa se basa en el método del elemento finito el cual a su vez se apoya en el método de las rigideces para resolver las estructuras. Dado que el método del elemento finito tiene la capacidad de modelar elementos placas, muros, etc. la estructura se analiza conteniendo los elementos totales de la misma y no únicamente los elementos unifilares (trabes, columnas) que normalmente se representan en los programas de análisis. Del análisis se obtienen los desplazamientos de los nudos de la estructura, los elementos mecánicos de los miembros unifilares en los extremos de los mismos en coordenadas locales, dichos elementos mecánicos son: Carga axial, cortantes en sentido Y y sentido Z, momento de torsión y momentos de flexión alrededor de los ejes Y y Z; todos ellos en coordenadas locales. Del mismo análisis se obtienen los esfuerzos nodales en los extremos de los elementos placas y/o sólidos. Se analizaron 5 condiciones de carga que son: 1. 2. 3. 4. 5.
CARGA MUERTA + CARGA VIVA DE INTENSIDAD MÁXIMA (CMCVM) CARGA MUERTA + CARGA VIVA ACCIDENTAL (CMCVACC) CARGA MUERTA + CARGA VIVA MEDIA (ASENTAMIENTOS) (CMCVAS) SISMO SENTIDO "X" (SX) SISMO SENTIDO "Y" (SY)
De estas condiciones de cargas se realizaron 9 combinaciones que pueden llegar a presentarse con sismo en sentido X, sismo sentido Y y el 30% del sismo en sentido contrario con el signo más desfavorable. La matriz de combinación de las cargas se muestra a continuación: COMBINACIÓN 1 2
CMCVM 1.4 0
CMCVACC 0 1.1
CMCVAS 0 0
SX 0 1.1
SY 0 .33
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3 4 5 6 7 8 9
3.5.-
0 0 0 0 0 0 0
1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
0 0 0 0 0 0 0
1.1 -1.1 -1.1 -.33 -.33 .33 .33
-.33 .33 -.33 1.1 1.1 -1.1 -1.1
REVISIÓN DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Con los resultados obtenidos en los análisis y las envolventes de las acciones con sus factores de carga correspondientes se obtuvieron los elementos mecánicos de diseño para los miembros representativos de la estructura. Los elementos mecánicos así obtenidos se compararon con las Resistencias Nominales de las piezas conforme a lo establecido en el Reglamento para las Construcciones del Distrito Federal y sus Normas Técnicas Complementarias. Para obtener los elementos mecánicos de diseño se emplearon los siguientes factores de carga: PARA CARGAS PERMANENTES (gravitacionales) PARA CARGAS PERMANENTES + CARGAS ACCIDENTALES
F.C.= 1.4 F.C.= 1.1
Para obtener las resistencias nominales de las piezas se utilizaron los siguientes factores de reducción de resistencia según el tipo de acción del miembro: PARA FLEXIÓN PARA CORTANTE Y TORSIÓN PARA FLEXOCOMPRESION CUANDO EL MIEMBRO FALLA EN TENSIÓN CUANDO EL MIEMBRO FALLA EN COMPRESIÓN 4.-
INT ERPRETACIO N
4.1.-
DEFORMACIONES
DE
F.R.= 0.9 F.R.= 0.8 F.R.= 0.7 F.R.= 0.8 F.R.= 0.7
RESULTADOS
Las deformaciones obtenidas en el análisis se compararon con las exigidas en el Reglamento de Construcciones del D.F. 2004 y se observó que en cada uno de los puntos analizados los desplazamientos sean menores en todos los casos a los que determina el Reglamento.
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4.2.-
REVISIÓN DE RESISTENCIA EN TRABES
La revisión de los elementos mecánicos de las trabes de la estructura se realizó mediante un programa de computadora el cual lee los resultados del análisis, realiza las combinaciones especificadas en el punto anterior y calcula los elementos mecánicos (cortante y momento) en los extremos del elemento y 5 puntos intermedios; obtiene el área de acero necesaria y el cortante resistente en el concreto en cada punto. 4.3.-
REVISIÓN DE LA CIMENTACIÓN
Con el fin de representar lo mejor posible la estructura y su cimentación el modelo de análisis consideró un resorte elástico el cual depende de las propiedades del suelo y el área tributaria de la cimentación correspondiente a este nudo. El coeficiente de reacción de subgrado del suelo se basó en la recomendación de J.E. Bowles de Cb = 120 * Ft (ton/m3) donde: Cb = Coeficiente de reacción de subgrado del suelo Ft = capacidad de carga del suelo en Ton/m 2 4.4.-
REVISION DE LOS MUROS
Para el diseño de los muros de concreto se obtienen los elementos mecánicos (cortante y momento) para el diseño por flexión y cortante en el sentido perpendicular al plano del muro y los esfuerzos (Szz y Szx ó Syz) en el plano del muro para el refuerzo vertical en los extremos y el refuerzo horizontal en el muro 4.5.-
DISEÑO DE LA LOSA DE CIMENTACION
Dado que el análisis se realiza con todo el modelo, se obtienen las envolventes de momentos y cortantes en la losa de cimentación para su diseño, con las 9 combinaciones de carga y se diseño el refuerzo en la losa 4.6.-
DISEÑO POR FLEXION MINIMA
De acuerdo al inciso 2.2.1. los momentos de flexión con valor menor a 1.5 veces el módulo de ruptura no reducido f t 1.4 f ' c Considerando losa de 12 cms M r = f t xS
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si M u
Mr 1. 5
Mr 0.27434t .m 1 .5
5.-
REVI SI ON DE ESTADOS LIM IT ES
5.1
ESTADOS LIMITE DE SERVICIO.
La revisión de los estados límites de servicio se encuentran graficados en las figuras de desplazamientos, en ella se muestra los desplazamientos horizontales debidos al sismo y los desplazamientos verticales de la estructura por carga permanente y se puede observar que son menores a los permisibles. 5.2
ESTADOS LIMITE DE FALLA.
Los estados límites de falla se revisan durante el diseño evitando que los elementos mecánicos actuantes multiplicados por su factor de carga correspondiente sean mayores que las resistencias nominales reducidas por el factor de reducción AT ENTAM E NT E ING. HECTOR A. VILLASEÑOR JIMENEZ CORRESPONSABLE EN SEGURIDAD ESTRUCTURAL, C/SE 021
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