Memoria de cálculo estructural de un edificio, High school final essays of Design

La memoria de cálculo estructural de un edificio, incluyendo el diseño de elementos como losas, vigas, columnas y cimentación. Se detallan los parámetros de diseño, las cargas consideradas, el análisis dinámico y de desplazamientos, así como la obtención de esfuerzos. El documento concluye que la estructura cumple con los requisitos de rigidez, ductilidad y resistencia establecidos en la normativa peruana, y se brindan recomendaciones sobre la cimentación. Este documento sería útil para estudiantes de ingeniería civil, arquitectura o construcción que deseen comprender el proceso de diseño estructural de un edificio.

Typology: High school final essays

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Memoria de cálculo
1 Aligerado:
El aligerado que se utilizó son losas unidireccionales, es decir que trabajan en
una sola dirección y las cargas asignadas son distribuidas por metro lineal,
considerando como ancho tributario el correspondiente al ancho de una
vigueta.
Estas viguetas se consideran simplemente apoyadas sobre placas o vigas, y
empotradas si llegan a losa maciza. Se dimensiona, la luz libre entre 25. Se ha
utilizado para el aligerado pre losas beton decken USAR ALIGERADO DE h =
0.17 m Vigas: Para el caso de vigas se utilizarán las siguientes expresiones: h
≥ L/14 Para vigas continuas hL / 12 Para vigas simplemente apoyadas
0.3h ≤ b ≤ 0.5h Para el presente caso se tiene vigas:
En ambas direcciones se utilizó vigas de (25x25 cm) Además la base mínima
para que el elemento sea sismorresistente es de 0.25m USAR VIGAS DE
(0.25m x 0.25m).
Columnas:
Para el predimensionamiento de las columnas utilizaremos la siguiente
expresión: A ≥ (1.10 Ps) / (0.25 f’c) - Para zonas de la costa (Alta sismicidad)
Donde: Ps = carga de servicio ≈ 1 ton/m² USAR COLUMNAS DE (25cm x25cm)
1.2.- Análisis dinámico:
A nivel general, se verificará el comportamiento dinámico de la estructura frente
a cargas sísmicas mediante un análisis espectral indicado en la Norma
correspondiente, con ese propósito se genera un modelo matemático para el
análisis respectivo. Este modelo será realizado usando el programa de cálculo
de estructuras ETABS 2019.
1.3.- Análisis de desplazamientos:
Se verificará los desplazamientos obtenidos en el programa ETABS con los
permisibles de la Norma E-0.30 sismo resistente.
1.4.- Obtención de esfuerzos:
Entre los parámetros que intervienen en el Diseño Estructural se encuentran la
resistencia al corte, flexión, carga axial en vigas y columnas de concreto
armado. El análisis a llevar a cabo en el proyecto, será un análisis estructural
tridimensional, considerando un modelo matemático de tres grados de libertad
por piso, asociados a dos componentes ortogonales de traslación horizontal y
una rotación. Se ha desarrollado para este proyecto el análisis modal espectral,
utilizando espectro de diseño de la norma técnica E.030. Para resolver el
modelo matemático, se ha utilizado el programa ETABS 2019.
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Memoria de cálculo 1 Aligerado: El aligerado que se utilizó son losas unidireccionales, es decir que trabajan en una sola dirección y las cargas asignadas son distribuidas por metro lineal, considerando como ancho tributario el correspondiente al ancho de una vigueta. Estas viguetas se consideran simplemente apoyadas sobre placas o vigas, y empotradas si llegan a losa maciza. Se dimensiona, la luz libre entre 25. Se ha utilizado para el aligerado pre losas beton decken USAR ALIGERADO DE h = 0.17 m Vigas: Para el caso de vigas se utilizarán las siguientes expresiones: h ≥ L/14 Para vigas continuas h ≥ L / 12 Para vigas simplemente apoyadas 0.3h ≤ b ≤ 0.5h Para el presente caso se tiene vigas: En ambas direcciones se utilizó vigas de (25x25 cm) Además la base mínima para que el elemento sea sismorresistente es de 0.25m USAR VIGAS DE (0.25m x 0.25m). Columnas: Para el predimensionamiento de las columnas utilizaremos la siguiente expresión: A ≥ (1.10 Ps) / (0.25 f’c) - Para zonas de la costa (Alta sismicidad) Donde: Ps = carga de servicio ≈ 1 ton/m² USAR COLUMNAS DE (25cm x25cm) 1.2.- Análisis dinámico: A nivel general, se verificará el comportamiento dinámico de la estructura frente a cargas sísmicas mediante un análisis espectral indicado en la Norma correspondiente, con ese propósito se genera un modelo matemático para el análisis respectivo. Este modelo será realizado usando el programa de cálculo de estructuras ETABS 2019. 1.3.- Análisis de desplazamientos: Se verificará los desplazamientos obtenidos en el programa ETABS con los permisibles de la Norma E-0.30 sismo resistente. 1.4.- Obtención de esfuerzos: Entre los parámetros que intervienen en el Diseño Estructural se encuentran la resistencia al corte, flexión, carga axial en vigas y columnas de concreto armado. El análisis a llevar a cabo en el proyecto, será un análisis estructural tridimensional, considerando un modelo matemático de tres grados de libertad por piso, asociados a dos componentes ortogonales de traslación horizontal y una rotación. Se ha desarrollado para este proyecto el análisis modal espectral, utilizando espectro de diseño de la norma técnica E.030. Para resolver el modelo matemático, se ha utilizado el programa ETABS 2019.

2.- METRADOS DE CARGAS Y CONBINACIONES DE CARGA.

2.1.- CARGAS CONSIDERADOS

Se ha considerado los siguientes estados de carga: CM (Carga Muerta) CV (Carga Viva) SPECX (Carga sísmica espectral en la dirección X) SPECY (Carga sísmica espectral en la dirección Y) 2.2.- COMBINACIONES DE CARGAS: Se ha considerado los siguientes estados de carga: U = 1,4 CM. U = 1,4 CM + 1,7 CV. U = 1,25 CM + 1.25CV + SPECx. U = 1.25 CM + 1,25 CV – SPECx. U = 0,9 CM + SPECx. U = 0,9 CM - SPECx, Donde: CM: Carga muerta. CV: Carga viva. SPECx,y: Cargas de sismos en las direcciones X e Y obtenidos del análisis modal espectral. CARGA MUERTA: La carga vertical a considerar en la estructura será la que se indique en el cálculo de pesos de la estructura, el programa ETABS calcula internamente el peso de la estructura modelada. Se ha considerado una carga adicional de 0.270 ton/m² en el estado de carga muerta a fin de considerar el peso de los acabados, equipamiento y tabiquería. CARGA VIVA: La carga viva considerada en el presente modelo matemático es de 200 kg/m² en vivienda, en oficinas 250 kg/m2, en sótanos 250 kg/m2, 400 kg/m2 en pasadizos y escaleras y 100 kg/m² en la azotea. CARGA DE SISMO: El análisis sísmico se realizó según la norma NTE E-030, con el procedimiento de superposición modal espectral, con combinación cuadrática completa

4.- DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES:

4.1.- DISEÑO DE COLUMNAS:

Las estructuras y los elementos estructurales deberán diseñarse para obtener en todas sus secciones resistencias de diseño (ΦRn) por lo menos iguales a las resistencias requeridas (Ru), calculadas para las cargas y fuerzas amplificadas en las combinaciones que se estipulan en esta Norma. En todas las secciones de los elementos estructurales deberá cumplirse: ΦRn ≥ Ru. En general todas las columnas de la estructura proyectada cumplen con los requisitos de resistencia y ductilidad establecidos en la norma E-060 y la Norma ACI 318-14, la relación P-M-M del diagrama de interacción y la relación 6/5 viga – columna (criterio de viga débil columna fuerte) arrojan valores menores a la unidad, es decir todas las combinaciones de cargas ultimas resultan dentro del diagrama de interacción y las columnas son más fuertes que las vigas, lo cual es ¡CONFORME! 4.2.- DISEÑO DE VIGAS: Las estructuras y los elementos estructurales deberán diseñarse para obtener en todas sus requeridas (Ru), calculadas para las cargas y fuerzas amplificadas en las combinaciones que se estipulan en esta Norma. En todas las secciones de los elementos estructurales deberá cumplirse: ΦRn ≥ Ru.

4.3.- DISEÑO DE ZAPATAS:

Para el diseño de las zapatas de la estructura se tomaron en cuenta, su predimensionamiento, las cargas de servicio sin exceder el esfuerzo admisible del suelo. Seguidamente las verificaciones por corte y punzonamiento y flexión con las combinaciones de cargas obtenidas del análisis estructural. 6.- CONCLUSIONES:  La presente estructura cumple con todos los requisitos de rigidez, ductilidad y resistencia, establecidos en el Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú, así como la Norma ACI 318-19.  La estructura es Irregular en la dirección X y Y, cumpliendo con los parámetros establecidos por la norma E030 sismorresistente.  La estructuración conformada por un sistema DUAL en la dirección “X” y un sistema de muros estructurales en la dirección “Y”, logra mantener los desplazamientos y derivas dentro de los límites permitidos de la norma sismorresistente E030.