¡Descarga documento memoria calculo y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Elasticidad y Resistencia de materiales solo en Docsity!
MEMORIA DE
CALCULO ESTRUCTURAL
PROYECTO: REMODELACION DE VIVIENDA MULTIFAMILIAR
DEPARTAMENTO: LIMA
PROVINCIA: LIMA
DISTRITO: SAN MIGUEL
PROPIETARIO: Sr. Teofilo Herrera Huayanay
Sra. Gloria Carrasco Narvaez
CONSULTOR: ING. HOLDER CONTRERAS CALDERON
C.I.P. 48500
MARZO - 2012
CONTENIDO
pág.
I. GENERALIDADES.- 3
1.1 ESTRUCTURACION
1.2 NORMAS EMPLEADAS
1.3 ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS
1.4 CARACTERISTICAS DEL TERRENO Y CONSIDERACIONES DE CIMENTACION
1.5 REFERENCIAS
1.5.1 ARQUITECTURA Y CONFIGURACION GEOMETRICA
II. ESTADOS DE CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS.- 10
2.1 ESTADOS DE CARGAS
2.2 COMBINACIONES DE CARGAS
2.3 ALTERNANCIAS DE CARGAS
DIAFRAGMA 1° NIVEL (PLANTA Y 3D)
III. ANALISIS SISMICOS.-
3.1 FACTORES PARA EL ANALISIS 13
3.1.1 FUERZAS SISMICAS VERTICALES
3.2 ANALISIS DINAMICO 13
3.2.1 ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES
3.2.2 PERIODOS Y MASA PARTICIPANTE
3.3 ANALISIS ESTATICO 15
3.3.1 PESO DE LA ESTRUCTURA (P)
CARGA MUERTA
CARGA VIVA
3.3.2 FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA (C) y PERIODO FUNDAMENTAL (T)
3.3.3 FUERZA CORTANTE EN LA BASE (V)
3.3.4 DISTRIBUCIÓN DE FUERZA CORTANTE EN ELEVACIÓN
3.4 FUERZA CORTANTE PARA EL DISEÑO DE COMPONENTES ESTRUCTURALES 19
IV. CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES.- 20
DESPLAZAMIENTOS DE CENTROS DE MASA DE DIAFRAGMAS (POR NIVELES)
DESPLAZAMIENTOS MAXIMOS DE EXTREMOS DE DIAFRAGMAS (POR NIVELES)
V. DISEÑO DE COMPONENTES DE CONCRETO ARMADO Y ACERO.-
5.1 DISEÑO DE VIGAS Y COLUMNAS DE C°A° 24
5.1.1 REFORZAMIENTO DE COLUMNAS DE Y VIGAS DE CONCRETO EXISTENTES
5.2 DISEÑO DE LOSAS ALIGERADAS 33
5.3 DISEÑO DE CIMENTACION
5.3.1 PARAMETROS DE DIMENCIONAMIENTO DE CIMENTACION 34
ESTADO DE CARGA MUERTA
ESTADOS DE CARGA VIVA
ESTADOS DE CARGA DE SISMO
5.3.2 VERIFICACION DE ESFUERZOS Y ASENTAMIENTOS EN EL TERRENO 42
5.3.3 VERIFICACION DE DISEÑO DE REFUERZO DE ZAPATAS 44
-Columnas, Vigas 4.00 cm
-Losas macizas, Escaleras 2.50 cm
1.4 CARACTERISTICAS DEL TERRENO Y CONSIDERACIONES DE CIMENTACION
Según especificaciones de los Planos de Estructuras del proyecto original:
-Peso Específico (γS): 2,000 Kg/m^3 -Nivel freático: no encontrado
CIMIENTO SUPERFICIAL CUADRADO (para ancho B= 1.50 m)
-Capacidad portante (σ´T) : 1.5 Kg/cm^2 -Asentamiento Permisible (DF): 1.50 cm
1.5 REFERENCIAS
1.5.1 ARQUITECTURA Y CONFIGURACION GEOMETRICA
Diafragma - Techo 1º Nivel existente y remodelaciones
NFP + 2. e= 0.20mH=2.80m
C-A
C-A1 C-A
C-C
P
NFP + 2. e= 0.20mH=2.80m
NFP + 2. e= 0.17mH=2.80m
6 7 8
12 11 10 9
13
14
15
16 19
P
18
17
C-B
ver DETALLE 1
ver DETALLE 1
ver DETALLE 1
ver DETALLE 1
1Ø1/2"
1Ø3/8" 1Ø3/8" 1Ø3/8"
DETALLE 1
C-A
1Ø1/2"
1Ø3/8" 1Ø3/8"
ver DETALLE 1
ver DETALLE (^2) taladrar (ver Notas)
Diafragma - Techo 3 ° nivel existente y remodelación
C-A
NFP + 8. e= 0.20mH=2.60m
C-B
nace C-D
nace
36 (^37 ) 40 39
42
43
44
45
38
46
C-B
P
C-D
nace
ver DETALLE 1
ver DETALLE 1
C-A
C-B
nace
1Ø1/2"
1Ø3/8"
Reforzar columna (ver DETALLE)
Reforzar columna C.R.- (ver DETALLE)
C.R.-
Reforzar columna (ver DETALLE)
C.R.-
Reforzar columna (ver DETALLE)
C.R.-
picar Losa exist. para anclaje de Viga proy. (tipico)
picar Losa exist. para anclaje de Viga proy. (tipico)
Techo 4° nivel proyectado (proyectado)
C-A
C-A1 C-B
C-A1 C-B2 (^) C-D
C-D
C-D
NFP + 10. e= 0.17mH=2.50m
NFP + 10. e= 0.17mH=2.50m
C-D
1Ø1/2"
1Ø3/8"
1Ø3/8" 1Ø3/8" 1Ø1/2"
1Ø3/8"
II. ESTADOS DE CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS.-
2.1 ESTADOS DE CARGAS.- De acuerdo a
las Normas NTE. E.020, E060 y al reglamento
ACI 318-08, se consideran los siguientes
estados de Carga en la estructura según valores
definidos en el Ítem 2.2.1, además del Espectro
definido en el Ítem 2.1:
Donde: - L1 y L2 son dos alternancias
consideradas para la carga viva
total (L).
- EXD y EXI son Fuerza Sísmica en direcc. X-X, con excentricidad accidental de 5% en direcc. “+Y” y “–Y”
respectivamente, en cada block y nivel, calculada en el Item 2.2.
- EYD y EYI son Fuerza Sísmica en direcc. Y-Y, con una excentricidad accidental de 5% en direcc. “+X” y “–X”
respectivamente, en cada block y nivel, calculada en el Item 2.2.
2.2 COMBINACIONES DE CARGAS.- Definiendo primero las combinaciones auxiliares “ envL ” y “ envS ”:
-“envL” es la Envolvente de las 2 alternancias de la carga viva y la
total de esta, según cuadro de abajo
De dichos estados de cargas se considera las siguientes combinaciones en cuadro “ Define Load Combinations ”:
De dichas combinaciones, el diseño Estructural se efectúa
con la “ENVOLVENTE” definida según cuadro “ Load
combination Data ”:
- “envS” es la Envolvente de los 4 estados de carga sísmica
definidos anteriormente y del Espectro, según cuadro de abajo
2.3 ALTERNANCIA DE CARGAS
DIAFRAGMA 1° Y 2º NIVEL (Se indican valores de la 1º Y 2º alternancia de la
carga viva en kg/m2; además del Centro de Masa de cada diafragma)
Program Name Version ProgLevel ETABS Nonlinear 9.7.3 Advanced
III. ANALISIS SISMICOS.-
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 en sus planos. Además, para cada
dirección, se ha considerado una excentricidad accidental de 0.05 veces la dimensión del edificio en la dirección
perpendicular a la acción de la fuerza. Los parámetros sísmicos que estipula la Norma de Diseño Sismorresistente (NTE
E.030) considerados para el Análisis en el Edificio son los siguientes:
Factor Nomenclatura
Clasificación
Categórica Tipo
Valor Justificación
Zona Z 3 0.40 Zona Sísmica 3: Lima
Uso U C 1.
Edificaciones Comunes:
Viviendas
Suelo
S
Tp (s)
Grava Mal graduada
(de E.M.S.)
Coeficiente de
reducción
Rx Dual 5.
Porticos de CºAº y Muros
(irregular)
Ry Albañilería Confinada 2.
Muros de
Albañilería confinada (irregular)
3.1.1 FUERZAS SISMICAS VERTICALES
El factor de Zona de la Edificación clasifica como “Z1”. Por 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 SISMICO DINAMICO
3.2.1 ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES
Para el Análisis Dinámico de la Estructura se utiliza un Espectro de respuesta según la NTE - E.030, para comparar la
fuerza cortante mínima en la base y compararlos con los resultados de un análisis estático. Todo esto para cada dirección
de la Edificación en planta (X e Y)
Sa = ZUSC.g ; g = 9.81 m/s
2
y C=2.5(Tp/T) < 2.
R
T C=2.5(Tp/T)
"C"
- 0.05 20.000 2.500 0.190 0. correg Sa X Sa Y
- 0.10 10.000 2.500 0.190 0.
- 0.15 6.667 2.500 0.190 0.
- 0.20 5.000 2.500 0.190 0.
- 0.25 4.000 2.500 0.190 0.
- 0.30 3.333 2.500 0.190 0.
- 0.35 2.857 2.500 0.190 0.
- 0.40 2.500 2.500 0.190 0.
- 0.45 2.222 2.222 0.169 0.
- 0.50 2.000 2.000 0.152 0.
- 0.55 1.818 1.818 0.139 0.
- 0.60 1.667 1.667 0.127 0.
- 0.65 1.538 1.538 0.117 0.
- 0.70 1.429 1.429 0.109 0.
- 0.75 1.333 1.333 0.102 0.
- 0.80 1.250 1.250 0.095 0.
- 0.85 1.176 1.176 0.090 0.
- 0.90 1.111 1.111 0.085 0.
- 0.95 0.952 0.952 0.073 0.
- 1.00 0.909 0.909 0.069 0.
- 1.05 0.870 0.870 0.066 0.
- 1.10 0.833 0.833 0.063 0.
- 1.15 0.800 0.800 0.061 0.
- 1.20 0.769 0.769 0.059 0.
- 1.25 0.741 0.741 0.056 0.
- 1.30 0.714 0.714 0.054 0.
- 1.35 0.690 0.690 0.053 0.
- 1.40 0.667 0.667 0.051 0.
- 1.45 0.645 0.645 0.049 0.
- 1.50 0.625 0.625 0.048 0.
- 1.55 0.606 0.606 0.046 0.
- 1.60 0.588 0.588 0.045 0.
- 1.65 0.571 0.571 0.044 0.
- 1.70 0.556 0.556 0.042 0.
- 1.75 0.541 0.541 0.041 0.
- 1.80 0.526 0.526 0.040 0.
- 1.85 0.513 0.513 0.039 0.
- 1.90 0.500 0.500 0.038 0.
- 1.95 0.488 0.488 0.037 0.
- 2.00 20.000 2.500 0.190 0.
- 2.05 10.000 2.500 0.190 0.
3.3 ANALISIS SISMICO 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).
3.3.1 PESO DE LA ESTRUCTURA (P)
La estructura clasifico como categoría C , 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).
3.3.1 PESO DE LA ESTRUCTURA (P)
La estructura clasifico como categoría C , 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).
CARGA MUERTA: El valor de las Cargas Muertas empleadas comprende el peso propio de los elementos estructurales
(losas, vigas, columnas, placas, muros, etc.) según características descritas en el Ítem 1.3; además del peso de los
elementos aligeradores en losas, el peso de la tabiquería y el peso de los acabados, según:
CARGA VIVA: El valor de Carga Viva empleada es de 200 kg/m^2 del 1° al 3° nivel (viviendas), 200 kg/m^2 (corredores y
escaleras), y 100 kg/m^2 en azotea (según parámetros definidos en Ítem I ).
NIVEL Peso (Tn) Masa (T-s^2 /m)
2 119.530^ 12.
1 120.740^ 12.
TOTAL 325.760^ 33.
3.3.2 FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA (C) y PERIODO FUNDAMENTAL (T)
Para el cálculo del Factor de Amplificación Sísmica en los Análisis se considero el periodo fundamental estimado en la
Norma NTE. E.030, según: C= 2.5 (Tp/T) ≤≤≤≤ 2.
Dirección Ct Hn T = Hn/Ct C C/R > 0.
X-X 45 10.60^ 0.236 2.50 0.
Y-Y 60 10.60^ 0.177 2.50 1.
3.3.3 FUERZA CORTANTE EN LA BASE (V)
La Fuerza Cortante en la Base de la Edificación se determina como una fracción del peso total de la Edificación mediante
la siguiente expresión:
V = ZUSC.P → Vx = 0.190*P = 62.05 tn y Vy = 0.4 44 *P = 1 4 4.78 tn
R
Peso propio (Aligerado con
Ladrillo de arcilla):
e= 0.17m: 280 kg/m e= 0.20m: 300 kg/m
Peso Muerto: Acabados: 100 kg/m
Tab. Móvil: 100 kg/m Albañilería: 1800 kg/m2 (maciza)
Peso propio (Aligerado con Albañilería: 1350 kg/m 2 (tubular)
casetones de tecknoport):
e= 0.20m: 350 kg/m
3.3.4 DISTRIBUCIÓN DE FUERZA CORTANTE EN ELEVACIÓN
Si “T” > 0.7s, una parte de la Cortante basal “V” denominada “Fa” se aplicara como fuerza concentrada en la parte
superior de la edificación, calculada según: Fa = 0.07(T)(V) ≤ 0.15 V
“FI” - entrepisos
NIVEL "Pi" (Tn) hi (m) Pi x hi Fix (Tn) Fiy (Tn) 4 17.36 10.600 184.02 6. 3 68.13^ 8.100^ 551.85^ 19. 2 119.53^ 5.500^ 657.42^ 23. 1 120.74 2.750 332.04 11. TOTAL 325.76 1725.3 62.
→ T= 0. 343 s → Fa = 0
El resto de la Cortante Basal (V-Fa) se
distribuye en cada nivel de la Edificación,
incluyendo el último, según la formula:
3.4 FUERZA CORTANTE PARA EL DISEÑO DE COMPONENTES ESTRUCTURALES
La respuesta máxima dinámica esperada para el cortante basal se calcula utilizando el criterio de combinación cuadrática
completa para todos los modos de vibración calculados.
De acuerdo a la norma vigente, el cortante dinámico no deberá ser menor al 80% del cortante estático para edificios
regulares ni del 90% para edificios irregulares. De acuerdo a esto se muestra una tabla donde se compara los resultados
obtenidos. El Edificio presenta una configuración regular (en planta y altura ) por lo que se considera el 90% del corte
estático como valor mínimo para el diseño estructural.
Dirección
Block A
ANALISIS ESTATICO ANALISIS DINAMICO FUERZA
T(s) V (Tn) 90%V (Tn) T(s) V (Tn) DISEÑO
X-X 0. 236 62.05 55.84 0. 344 45.67 55.
Y-Y 0.177 144.78 130.30 0.114 131.18 131.
IV. CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES.-
DESPLAZAMIENTOS DE CENTROS DE MASA Y EXTREMOS DE DIAFRAGMAS (POR NIVELES)
