Memorias de Calculo Estructural - Fidelena

 

 

MEMORIAS DE  CÁLCULO Y  DISEÑO  ESTRUCTUAL  [CASA CASA  PARCELACIÓN PARCELACIÓN  FIDELENA FIDELENA]]   Propietario:  Alba Propietario: Alba  Lucía Lucía  Marín  

[PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN  DE VIVIENDA  UNIFAMILIAR DE TRES NIVELES EN EL MUNICIPIO DE  SABANETA, SECTOR LA DOCTORA]  ANDRÉS GERMÁN VANEGAS HERNÁNDEZ   INGENIERO CIVIL  MEDELLÍN  [Mayo de 2009] 

 

 

Andrés Germán Vanegas Hernández INGENIERO CIVIL

NIT: 71.778.944 – 5

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TABLA DE CONTENIDO 1 

SINOPSIS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL ................................................................ 5 

1.1 

GENERALIDADES .............................................................................................. 5 

1.2 

MODELAMIENTO SÍSMICO ................................................................................. 7 

2 

 ANALISIS SÍSMICO .................. ........................... ................... ................... .................. ................... ................... .................. ................... ............ .. 7 

2.1 

PARÁMETROS SÍSMICOS ................................................................................... 7 

2.2 

ESTIMACIÓN DE FUERZAS INERCIALES POR EFECTO SÍSMICO .................. ........................... ......... 8 

2.3 

DETERMINACIÓN DEL CENTRO CENTRO DE RIGIDEZ...................................................... RIGIDEZ...................................................... 9 

2.4 

CALCULO DE EL COEFICIENTE DE CAPACIDAD DE DISIPACIÓN DE ENERGIA. .... 10 

2.5 

 ANÁLISIS DE DERIVAS .................. ............................ ................... .................. ................... ................... .................. ................... .......... 11 

2.6   ANALISIS DE CARGAS POR VIENTO .................. ........................... ................... ................... ................... ................... ......... 11  3   ANÁLISIS Y DISEÑO DE LOSAS DE ENTREPISO ................... ............................ .................. .................. ............... ...... 12  3.1 

 ANALISIS DE CARGAS DE LOSA .................. ........................... ................... ................... .................. ................... ................ ...... 12 

3.2 

 ANÁLISIS Y DISEÑO DE NERVADURAS .................. ............................ ................... .................. ................... ............... ..... 13 

3.2.1  REVISIÓN DE LA LOSETA SUPERIOR A LA TRACCIÓN ................... ............................ ................... ............ 14  3.3  COMBINACIONES DE CARGA PARA SER UTILIZADAS CON EL METODO DE LOS ESTADOS LIMITES DE RESISTENCIA EN EL DISENO DE LA ESTRUCTURA ................... ..................... .. 15  3.4  COMBINACIONES DE CARGA PARA SER UTILIZADAS CON EL MÉTODO DE LOS ESFUERZOS DE TRABAJO EN EL DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN .................... ............................. ................ ....... 15  4 

DISEÑO DE FUNDACIONES ................................................................................. 16 

5  DISPOCISIONES DE LA NSR-98 PARA ESTRUCTURAS CON CAPACIDAD MODERADA DE DISIPACION DISIPACI ON DE ENERGIA................................... ................. .................................. ................................... .................................. ................ 17  5.1 

 VIGAS DE AMARRE DE LA CIMENTACION: CIMENTACION: .................. ........................... .................. ................... ................... ........... 17 

6 

DISEÑO DEL TRAMO TÍPICO DE ESCALERAS ........................................................ 17 

7 

 VIGAS EN GENERAL ................... ............................ ................... ................... .................. ................... ................... .................. ................. ........ 19 

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LISTA DE TABLAS TABLA 1 COEFICIENTES ESPECTRALES EN EL MUNICIPIO DE SABANETA ....................... ....................... 8  TABLA 2 PARÁMETROS SÍSMICOS SÍ SMICOS DE LA EDIFICACIÓN................. .......................... .................. ................... ............... ..... 8  TABLA 3 DETERMINACIÓN DE EFECTOS INERCIALES .................................................... 9  TABLA 4 REACCIONES EN LA BASE – SOLICITACIONES PARA DISEÑO DE FUNDACIONES   ......................................................................................................................... 17 

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LISTA DE ILUSTRACIONES ILUSTRACIÓN 1 DISTRIBUCIÓN DE LOSA 2º NIVEL ................... ............................ ................... ................... ................. ........ 6  ILUSTRACIÓN 2 DISTRIBUCIÓN DE LOSA 3º NIVEL ................... ............................ ................... ................... ................. ........ 6  ILUSTRACIÓN 3 SECCIÓN TRANSVERSAL DE LOSA TÍPICA................ TÍPICA.......................... ................... ................... .......... 6  ILUSTRACIÓN 4 ESPECTRO DE DISEÑO SEGÚN NSR – 98 ........... .................... ................... .................... ................ ...... 8  ILUSTRACIÓN ILUSTRACI ÓN 5 REFUERZO EN ESCALERAS ................................. ................ .................................. ................................ ............... 18  ILUSTRACIÓN 6 DETALLE DE REFUERZO EN VIGAS ..................................................... 19 

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1 1.1

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SINOPSIS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL GENERALIDADES

El análisis estructural general, se efectuará mediante el empleo de un programa de análisis tridimensional que utiliza un modelo matemático linealmente elástico de la estructura que cumpla con A.4.4 del NSR-98, al cual se le suministrarán los siguientes datos previamente determinados:

•  La geometría de la edificación •  Las características y dim dimensiones ensiones de los elem elementos entos es estructurales tructurales que hacen parte del sistema sismo-resistente, a saber: vigas, muros y nervaduras.

•  Las características de los materiales a usar en los diferentes elementos estructurales.

•  Las cargas verticales que soportarán los diferentes elementos. •  Las fuerzas sísmicas horizontales de la edificación. El presente análisis se desarrolla para una edificación de tres niveles, cuya destinación es residencial unifamiliar, proveyéndole con las características de rigidez, capacidad y zonales que exige la ley 400 de 1997 (NSR-98) para estructuras DMO. Se plantea un sistema estructural de pórticos de concreto reforzado para resistir cargas verticales y efectos horizontales inerciales del sismo, así como un sistema de losa que funcionará en dos direcciones con nervaduras de 0.12m espaciadas cada 0.88m en las dos direcciones ortogonales. El sistema de entrepisos del edificio, se compone básicamente de dos (2) losas, según se muestra a continuación.

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ILUSTRACIÓN 1 DISTRIBUCIÓN DE LOSA 2º NIVEL

ILUSTRACIÓN 2 DISTRIBUCIÓN DE LOSA 3º NIVEL

ILUSTRACIÓN 3 SECCIÓN TRANSVERSAL DE LOSA TÍPICA

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1.2

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MODELAMIENTO SÍSMICO

Se realiza un modelamiento sísmico de la estructura por el método de análisis dinámico por medio del software SA2000, con la inclusión de un espectro de diseño dado por el estudio de suelos, bajo un análisis de tipo modal.

2

ANALISIS SÍSMICO

2.1 T

PARÁMETROS SÍSMICOS

≤ 1.20 T a  

T a 

(A.4.2.1)

= C t h n3 /  4  

(A.4 – 2)

C t 

= 0.08 , para pórticos de concreto reforzado y de acero con diagonales excéntricas.

C t 

= 0.09 , para pórticos de acero estructural.

C t 

= 0.05 , para otros tipos de sistema de resistencia sísmica.

V S   = S a g M   

(A.4 – 5)

Las fuerzas sísmicas que actúan sobre la cimentación y el suelo de soporte se obtienen mediante reducción a través del coeficiente de capacidad de disipación de energía R. Para efectos de diseño estructural de los elementos que componen la cimentación se emplean las cargas gravitacionales y sísmicas que se derivan de los tipos de material, secciones y uso de la estructura. Los esfuerzos sobre el terreno de cimentación, se calculan a partir de las reacciones de la estructura y el tipo de cimiento propuesto, empleando las combinaciones de carga que exige el método de los esfuerzos de trabajo.

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TABLA 1 COEFICIENTES ESPECTRALES EN EL MUNICIPIO DE SABANETA COEFICIENTES ESPECTRALES PARA LOS SISMOS DE CONTROL DE DAÑOS Y DE DISEÑO Sismo de Control de Daños a maxr  = 0,04 g Sismo de Diseño amaxr  =  = 0,17 g Amax s  Sa max/I To Tc TL a Fa Fv Amax s  Sa max/I To Tc TL a Fa Fv [g] [g] [s] [s] [s] [1] [1] [sa] [g] [g] [s] [s] [s] [1] [1] [sa] 0,10 0,10 0,30 0,30 0,15 0,15 0,30 0,30 1,08 1,08 1, 1,4 4 3,00 3,00 1,39 1,39 0,40 0,40 1,00 1,00 0,15 0,15 0,40 0,40 1,17 1,17 1,5 1,5 2,35 2,35 1,49 1,49 0,06 0,06 0,18 0,18 0,20 0,20 0,40 0,40 1,44 1,44 1, 1,4 4 1,80 1,80 1,25 1,25 0,40 0,40 1,00 1,00 0,20 0,20 0,40 0,40 2,34 2,34 1,5 1,5 2,35 2,35 1,49 1,49

TABLA 2 PARÁMETROS SÍSMICOS DE LA EDIFICACIÓN PARAMETROS SISMICOS DE LA EDIFICACION  Altura del edificio (aprox) Periodo Fundamental Aproximado Perfil de suelo Grupo de uso Sa  Aa k

8.98 0.41 1 1.72 0.40 1.0

(m) (seg) 1.49 I = 1.0 (%g) (adm) Eq.A.4.7

ESPECTRO DE DISEÑO PARA EL MUNICIPIO DE SABANETA 2.5

2

1.5

Sa(g) 1

0.5

0 0

0 .5

1

1 .5

2

2 .5

3

3 .5

4

T(s)

ILUSTRACIÓN 4 ESPECTRO DE DISEÑO SEGÚN NSR – 98

El periodo de la estructura se encuentra en la región descendente del espectro elástico de diseño , para un coeficiente de amortiguamiento crítico de 5%, donde Sa = 1.72g

2.2

ESTIMACIÓN DE FUERZAS INERCIALES POR EFECTO SÍSMICO

•  Peso estructura primer piso

W 1  = 77 Ton  

•  Peso losa de segundo piso

W 2   = 77 Ton  

•  Peso losa de tercer piso

W 3   = 46 Ton  

•  Peso cubierta

W c 

= 11 Ton  

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TABLA 3 DETERMINACIÓN DE EFECTOS INERCIALES PESO TOTAL DEL EDIFICIO Sa Cortante Basal

211 1.95 3560

TON g Ton

La altura es medida desde el nivel de desplante de la cimentación hasta el nivel de cintas de amarre de cubierta y la columna peso lleva implícita el efecto de masa de muros por altura aferente.

2.3

DETERMINACIÓN DEL CENTRO DE RIGIDEZ CO COLU LUMN MNA A TIPO TIPO 1 VA VALO LOR R CO COLU LUMN MNA A TIPO TIPO 2 VALO VALOR R COLU COLUMN MNA A TIPO TIPO 3 VALOR VALOR Lx 1 Lx 0.4 Lx 0.3 Ly 0.15 Ly 0.48 Ly 0.3 Ixx 0.0125 Ixx 0.0026 Ixx 0.0007 Iyy 0.0003 Iyy 0.0037 Iyy 0.0007

Eje A Eje Ixx Iyy dx dy 1 2 3 0.00 0.000 070 0.0 0.000 007 70 0.00 0.000 000 1.96 1.960 000 4 0.00 0.000 070 0.0 0.000 007 70 0.00 0.000 000 5.22 5.220 000 Total 0.00 0.0014 140 0 0.00 0.0014 140 0

I xx * dx 0.00 0.0000 000 0 0.00 0.0000 000 0 0.00 0.0000 000 0 0.00 0.0000 000 0 0.00 0.0000 000 0

I yy * dy 0.00 0.0000 000 0 0.00 0.0000 000 0 0.00 0.0013 137 7 0.00 0.0036 365 5 0.00 0.0050 503 3

Eje B Eje Ixx Iyy dx dy 1 2 0.01 0.012 250 0.0 0.000 003 30 5.97 5.970 000 0.26 0.260 000 3 4 0.01 0.012 250 0.0 0.000 003 30 5.97 5.970 000 5.30 5.300 000 Total 0.02 0.0250 500 0 0.00 0.0006 060 0

I xx * dx 0.00 0.0000 000 0 0.07 0.0746 463 3 0.00 0.0000 000 0 0.07 0.0746 463 3 0.14 0.1492 925 5

I yy * dy 0.00 0.0000 000 0 0.00 0.0000 008 8 0.00 0.0000 000 0 0.00 0.0015 159 9 0.00 0.0016 167 7

EJE C Eje Ixx Iyy dx dy 1 0.00 0.0026 260 0 0.00 0.003 370 11. 11.210 21000 0.09 0.0900 000 0 2 3 4 0.00 0.0007 070 0 0.00 0.000 070 11. 11.260 26000 5.22 5.2200 000 0 Total 0.00 0.0033 330 0 0.00 0.0044 440 0

I xx * dx 0.02 0.0291 915 5 0.00 0.0000 000 0 0.00 0.0000 000 0 0.00 0.0078 788 8 0.03 0.0370 703 3

I yy * dy 0.00 0.0003 033 3 0.00 0.0000 000 0 0.00 0.0000 000 0 0.00 0.0036 365 5 0.00 0.0039 399 9

EJE D Ixx Iyy dx dy I xx * dx 0.00 0.0007 070 0 0.00 0.000 070 17. 17.010 01000 0.09 0.0900 000 0 0.01 0.0119 191 1 0.00 0.0000 000 0 0.00 0.0000 000 0

I yy * dy 0.00 0.0000 006 6 0.00 0.0000 000 0 0.00 0.0000 000 0

 

 

  Eje 1 2 3

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EJE D Eje Ixx Iyy dx dy I xx * dx I yy * dy 4 0.00 0.0007 070 0 0.00 0.000 070 17. 17.010 01000 5.22 5.2200 000 0 0.01 0.0119 191 1 0.00 0.0036 365 5 Total 0.00 0.0014 140 0 0.00 0.0014 140 0 0.02 0.0238 381 1 0.00 0.0037 372 2

  Total General Ixx Ixx Iyy I xx * dx I yy * dy 0.03110 0.00780 0.21009 0.01440

  CENTRO RIGIDE CENTRO RIGIDEZ Z X 6.7554 6.7554 CENTRO CEN TRO RIGIDE RIGIDEZ Z Y 1.8459 1.8459

La localización del centro de rigidez se relaciona con un eje de referencia tomado desde la esquina de intersección de los ejes 1-A, de similar forma que para el cálculo del centro de masa de las losas.

2.4

CALCULO DE EL COEFICIENTE DE CAPACIDAD CAPACIDAD DE DISIPACIÓ DISIPACIÓN N DE ENERGIA.

Para pórticos resistentes a momentos, con capacidad moderada de disipación de energía y en zona de riesgo sísmico intermedio. R  = R 0 * φ a * ϕ  p  

R 0

= 5.0   •  No existe irregularidad en altura por piso flexible

φa =1.0

•  No existe irregularidad en altura por distribución de masa •  No Existe irregularidad Geométrica

φa =1.0 φa =1.0

•  No existe irregularidad desplazamiento del plano de acción

φa =1.0

•  No existe irregularidad en altura por piso débil

φa =1.0

•  No existe irregularidad en planta por retroceso de esquinas

φp =1.0

•  No existe irregularidad en altura por discontinuidad de diafragma

φp =1.0

•  No Existe irregularidad por sistema no paralelo

φp =1.0

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Sin embargo, el centro de rigidez del sistema de resistencia de la edificación, se encuentra distanciado 1.43m del centro de masa de las losas, esto genera irregularidad torsional y por tanto se tiene que φp = 0.9. Con esto, el coeficiente de capacidad de disipación de energía, se modifica pasando de 5.0 a 4.5 (estructura de concreto con DMO, R =0.9*5) R  = R 0

2.5

× 0.90  = 4.5  

ANÁLISIS DE DERIVAS

Δ a = (δ  x 1 − δ  x 2 ) 2  + (δ y 1 − δ y 2 )2  

Deriva del análisis

  = 1% H  piso )   Δ p = 0.01H    piso

Desplazamientos

X

CUBIERTA 3 2 1

0.002112429 0.001761579 0.001267412 0.000122778

Deriva permitida Analisis de derivas 100% del sismo en X e Y Y D Relativo X D Relativo Y 0.015975571 0.016704053 0.016560882 0.001225556

0.00035085 0.00049417 0.00114463 0.00012278

-0.00072848 0.00014317 0.01533533 0.00122556

Altura Piso

deriva deri va %

2.38 2.60 2.60 1.20

0.03 0.02 0.59 0.10

Ninguna de las derivas diagonales excede el límite del 1.0%, se considera aceptable.

2.6

ANALISIS DE CARGAS POR VIENTO

 Altura de la edificación h, por encima del terreno adyacente, h =7.58m Se evalúan las efectos producidos por las fuerzas de viento mediante un análisis simple como se especifica en la NSR-98 B.6.4.2, si estos efectos no son fundamentales en el diseño, se adopta el análisis como válido. Presión producida por el viento:

 p = C  p qS 4 [kN/m 2 ]  

•  Según el mapa colombiano de amenaza eólica, la velocidad del viento básico para el municipio de Sabaneta – Antioquia es de 120km/h, ya que se encuentra en la región 4.

•  Según la tabla B.6.4.1, q = 0.79 (Estructura con altura inferior a 10m)

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•  Según la tabla B.6.4.2, C  p  = 1.20 (Estructura prismática con altura inferior a 2 veces su ancho o largo)

•  Según la tabla B.6.6, S4 =0.83. Altitud aproximada de 1500 msnm Con estos datos,  Área de la fachada frente al Norte

 ANS =

42 m²

 Área de la fachada frente al Este

 AEW = 146 m²

Fuerza eólica en dirección NS:

W  X 

= 42m 2 × 0.88 kN m 2 = 37kN  

Fuerza eólica en dirección EW:

W Y 

= 146m 2 × 0.88 kN m 2 = 128kN  

La fuerza de viento se reparte en la estructura proporcionalmente en los ejes que la componen y por área aferente de eje en fachada. Dada la magnitud tan baja de la fuerza de viento frente a las fuerzas inerciales de sismo, se concluye que no son las primeras determinantes en el diseño de la estructura.

3 3.1

ANÁLISIS Y DISEÑO DE LOSAS DE ENTREPISO ANALISIS DE CARGAS DE LOSA

Según se establece en el Título B de la NSR-98:

 Análisis de Carga Muerta. Muerta. (Losa espesor 30 cm)

•  Peso de la loseta superior:

1.20 kN m2   2

•  Peso de nervadura: •  Peso de aligerante:

1.40 kN m   0.70 kN m 2  

•  Peso cielo raso en mortero:

0.48 kN m 2  

•  Peso acabados:

1.50 kN m2  

•  Peso de muros divisorios:

3.0 kN m 2   8.28 kN m 2  

Total carga Muerta  Análisis de carga Viva edificios edificios residenciales

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•  Carga viva mínima para Vivienda

1.80 kN m2   1.80 kN m2  

Total carga viva Carga Última Mayorada W U 

3.2

= 1.4 × 8.28 kN  m 2 + 1.7 × 1.8 kN m 2   W U 

= 14.65 kN m 2  

W U 

= 1465 kgf  m 2  

ANÁLISIS Y DISEÑO DE NERVADURAS

Carga sobre nervaduras

qU 

= 1465 kgf  m 2 × 1.0m  

qU 

= 1465 kgf  m  

Para el análisis estructural de losa y el prediseño de los elementos estructurales que la componen (salvo las vigas principales del sistema de resistencia sísmico), se emplea la combinación de carga 1.4 D + 1.7 L, o sea: qU 

= 1465 kgf  m  

qu: Carga por metro lineal de nervadura.

El momento resistente de una sección rectangular prismática de hormigón reforzado a la flexión viene expresado a través de: M r 

f  ⎤ ⎡ = ϕ  b d 2  ρ  f y  ⎢1 − 0.59 y '  ρ ⎥   f c  ⎦ ⎣

En el caso de las nervaduras se tiene: M r r : momento resistente

Mu: Según análisis estructural

b: Base de la nervadura.

b: 12 cm

d : Altura efectiva

d : 27 cm

 ρ : Cuantía de acero solicitada

 ρ : Incognita

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f y  y:  Límite de fluencia del acero de refuerzo

4220kgf/cm2 

f´ c  c:  Resistencia cilíndrica del hormigón

210kgf/cm2 

Con esto, se elabora una ayuda de diseño, que permita asignar a una determinada solicitación de flexión en nervadura

una barra de refuerzo

que la atienda

satisfactoriamente.  Altura efectiva, h = 27cm, de la nervadura nervadura (acero a tracción). BARRA Momento Resistente

½ - 1.27 CM2 1233.21 kgf*m

5

 /8 – 1.98 CM2 1874.47 kgf*m

7

¾ - 2.85 CM2 2606.98 kgf*m

 /8 – 3.88 CM2 3399.97 kgf*m

Según esta tabla se determina las proporciones de acero de refuerzo en el nervio.

3.2.1 REVISIÓN DE LA LOSETA SUPERIOR A LA TRACCIÓN En la configuración estructural de la losa se presenta loseta con separación entre apoyos de 0.88m, se efectúa el análisis de flexión para esta.

=   2 f c ' ,

σ max ima

σ máxima

= 2 210   = 29 kgf  cm 2  

Momento en el apoyo de la loseta: M apoyo   = M apoyo

W u L2

12

 

= 94.54 kgf ⋅ m  

Esfuerzo de tracción en el apoyo por flexión. M * y  σ Traccion = 25.77 kgf  cm 2   I  ,

σ Traccion

=

σ Traccion  

< σ max ima , la sección soporta adecuadamente

OK.

En la teoría, la loseta no requiere refuerzo de flexión, sin embargo, en la loseta se especifica malla electrosoldada, denominación D106, (1.06 cm2/m en cada dirección) como refuerzo de retracción y temperatura. Cuantía mínima de refuerzo por retracción y temperatura:  ρ t  = 0.0018   Para mallas electro – soldadas con f y = 60000psi.

DIRECCIÓN: Calle 44 Nº 101-23 TELÉFONO: 2531710 – 3007922981 – 3137972120 E MAIL: [email protected]  Medellín 

 

 

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 Ast 

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= 0.0018 * 5.0cm * 100cm / 1.0m ,  Ast  = 0.90cm2 /m  

La malla seleccionada es satisfactoria – OK

3.3

COMBINACIO COMBINACIONES NES DE CARGA PARA SER UTILIZADAS CON EL METO METODO DO DE LOS ESTADOS LIMITES DE RESISTENCIA EN EL DISENO DE LA ESTRUCTURA

3.4

•  1.4 D+1.7 L

Muerta y viva

•  1.05D+1.28 L+1.28W

Muerta, viva, Viento

•  0.9D+1.3W

Muerta viva y viento

•  1.05D +1.28L+E

Muerta, viva y sismo

•  0.9D+E

Muerta y sismo

COMBINACIO COMBINACIONES NES DE CARGA PARA SER UTILIZADAS CON EL MÉTO MÉTODO DO DE LOS ESFUERZOS DE TRABAJO EN EL DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN

•  D

Muerta

•  D+L

Muerta y viva

•  D+Wx

Muerta y viento en NS

•  D-Wx

Muerta y viento en –NS

•  D+Wy

Muerta y viento en EW

•  D-Wy

Muerta y viento en -EW

•  D+0.7Ex

Muerta y 70% de Sismo en NS

•  D-0.70Ex •  D+0.70Ey

Muerta y 70% de Sismo en -NS Muerta y 70% de sismo en EW

•  D-0.70Ey

Muerta y 70% de sismo en -EW

•  D+L+Wx

Muerta , Viva y viento en NS

•  D+L-Wx

Muerta , Viva y viento en –NS

•  D+L+Wy

Muerta , Viva y viento en EW

•  D+L-Wy

Muerta , Viva y viento en -EW

•  D+L+0.7Ex

Muerta , Viva , 70% de Sismo en NS

•  D+L-0.7Ex

Muerta , Viva , 70% de Sismo en -NS

•  D+L+0.7Ey

Muerta , Viva , 70% de Sismo en EW DIRECCIÓN: Calle 44 Nº 101-23 TELÉFONO: 2531710 – 3007922981 – 3137972120 E MAIL: [email protected]  Medellín 

 

 

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•  D+L-0.7Ey

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Muerta , Viva , 70% de Sismo en -EW

DISEÑO DE FUNDACIONES

Se diseña un sistema de fundaciones en pilas de 1.0m de diámetro por 6.0m de profundidad. Sobre el sistema de pilas se localizan pedestales para las columnas y vigas de fundación de 0.30x0.30m de sección transversal. Para lo anterior se tienen los siguientes parámetros:

•  Máxima carga axial:

 P u

•  Máximo momento flector x:

 M ux

•  Máximo momento flector y:

M uy   

•  Esfuerzo Admisible suelo:

σ adm

•  Esfuerzo Admisible suelo:

σ u

= 1.5  σ  adm = 165 Ton m 2  

•  Presiones de contacto en suelo:

σ u

=

   

= 110 Ton m 2  

P u  A

±

M ux C  x  I  x 

±

M uy C y  I y 

 

(Solo se consideran las contribuciones positivas del análisis) Para cada pila y según las solicitaciones y configuración geométrica de ella, se evalúan las presiones de contacto con el suelo de soporte, si dichas presiones sobrepasan el limite admisible del suelo, se redimensiona hasta encontrar como máximo 1.05 veces el esfuerzo admisible.

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TABLA 4 REACCIONES EN LA BASE – SOLICITACIONES PARA DISEÑO DE FUNDACIONES FUNDACIÓN D1 C4 A4 A3 D4 C1 B2 B4

5

F3 Ton 26.60 41.75 18.42 18.98 27.57 46.08 47.17 34.73

M1 Ton-m 3.42 3.84 5.20 4.61 3.53 11.18 6.21 6.15

M2 Ton-m 0.75 0.49 0.89 0.52 0.47 1.23 9.77 11.39

DISPOCISIONES DE LA NSR-98 PA PARA RA ESTR ESTRUCTURAS UCTURAS CON CAPACIDAD MODERADA DE DISIPACION DE ENERGIA.

5.1

VIGAS DE AMARRE DE LA CIMENTACION:

Las vigas están en capacidad de resistir a tensión o a compresión fuerza no menor a (0.25Aa) veces la carga vertical total de elemento que tenga la mayor carga que los interconecta, además de las fuerzas de la superestructura. Según esta representación, la viga esta habilitada para soportar a compresión una fuerza de: F comp

= 0.85 * 0.70  * (0.30m x 0.35m − 0.00145 m 2 ) * 2100000 kgf  m 2 = 129ton  

F Traccion

= 0.60(14.5 cm 2 *  4220 kgf  cm 2 ) = 36 ton  

La resistencia al cortante del hormigón en columnas viene dado por: ϕ V c 

⎛  Nu  ⎞ ⎟⎟ * 0.53 * f ' c  * bd   = ϕ * ⎜⎜1 + ⎝  140 Ag  ⎠

6

DISEÑO DEL TRAMO TÍPICO DE ESCALERAS

Tramo de escaleras L =4.15m (tramo peldaños L =2.75m, tramo sin peld. 1.40m)

•  Peso losa (0.15m)

= 360 kgf/m2

•  Peso peldaños = 8*0.30m*0.17m*2400kgf/m3 /2.75m = 360 kgf/m2 •  Peso acabados

= 50 kgf/m2

Total carga muerta

= 770 kgf/m2

Total carga Viva

= 300 kgf/m2 DIRECCIÓN: Calle 44 Nº 101-23 TELÉFONO: 2531710 – 3007922981 – 3137972120 E MAIL: [email protected]  Medellín 

 

 

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•  Carga mayorada

= 1580 kgf/m2

•  Carga de Viga (tramo con peldaños ancho 1.80m)

= 2840 kgf/m

•  Carga de Viga (tramo sin peldaños ancho 1.80m)

= 1950 kgf/m

Momentos de empotramiento

= 5702 kgf*m /m

Momento luz central

= 3060 kgf*m

M r 

fy  ⎤ ⎡ = ϕ * b * d 2 * ρ  * fy * ⎢1 − 0.59  ρ ⎥   f ´c  ⎦ ⎣

Para:

•  b = 180 cm •  d = 11.0 cm •  f’c = 211 kgf/cm2 •  fy = 4220 kgf/cm2  Acero requerido en el apoyo. 1 φ ½” @ 0.15m  Acero requerido en el centro. 1 φ ½” @ 0.20m

ILUSTRACIÓN 5 REFUERZO EN ESCALERAS  ESCALERAS  

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VIGAS EN GENERAL

Cuantía Mínima de refuerzo,  ρ min   = 0.0033   Cuantía máxima de refuerzo,  ρ max   = 0.0213   Longitudes de desarrollo de barras a tracción DENOMINACIÓN BARRA ½” 5/8” ¾” 7/8” 1”

Ld 

=

Ld 

=

f y 

6.6 f ´ c  f y 

LD (CM) 56 70 84 122 140

db , para barras menores a Nº6 (¾”).

db , para barras superiores o iguales a Nº6 (¾”).

5.3 f ´ c 

Diseño a fuerza cortante Vu

≤ ϕ Vn  

ϕ Vc  = 0.53bd ϕ  f ´c  

ϕ Vn

= ϕ Vc + ϕ Vs  

ϕ Vs  

=

ϕ   Av * fy * d 

s

φ  =

0.85  

 

ILUSTRACIÓN 6 DETALLE DE REFUERZO EN VIGAS

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CERTIFICO QUE EL DISEÑO ESTRUCTURAL DE ESTA EDIFICACIÓN EXPRESADO EN LAS MEMORIAS DE CÁLCULO Y EN LOS PLANOS ADJUNTOS, CUMPLE CON LAS DISPOSICIONES DE LAS NORMAS COLOMBIANAS DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN SISMO – RESISTENTE NSR – 98 (LEY 400/97)

Firma Ingeniero Calculista

05202085955ANT Tarjeta Número

2001/05/17 Fecha de Expedición

Firma Ingeniero Revisor

0520269091ANT Tarjeta Número

1997/12/19 Fecha de Expedición

  Nombre Ingeniero Calculista: Teléfono:

2531710

Nombre Ingeniero Revisor: Teléfono:

Andrés Germán Vanegas Hernández

José Javier Jaramillo Monsalve

4226091

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Andrés Germán Vanegas Hernández INGENIERO CIVIL

NIT: 71.778.944 – 5

T JET

T

JET

PROFESION

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L INGENIERO DISEÑ DOR

PROFESION

L INGENIERO REVISOR

DIRECCIÓN: Calle 44 Nº 101-23 TELÉFONO: 2531710 – 3007922981 – 3137972120 E MAIL: [email protected]  Medellín