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Memoria de Cálculo Estructural: Ambiente de Preparación de Alimentos IE 465 - Asia, Monografías, Ensayos de Diseño

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Tipo: Monografías, Ensayos

2018/2019

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MEMORIA DE CÁLCULO DE ESTRUCTURAS
PROYECTO: CONSTRUCCION DE AMBIENTE DE PREPARACION DE ALIMENTOS; EN
EL (LA) IE 465 ASIA EN LA LOCALIDAD ROSARIO DE ASIA, DISTRITO DE ASIA,
PROVINCIA DE CAÑETE, DEPARTAMENTO DE LIMA.
LIMA PERU
OCTUBRE -2020
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MEMORIA DE CÁLCULO DE ESTRUCTURAS

PROYECTO: “CONSTRUCCION DE AMBIENTE DE PREPARACION DE ALIMENTOS; EN

EL (LA) IE 465 – ASIA EN LA LOCALIDAD ROSARIO DE ASIA, DISTRITO DE ASIA,

PROVINCIA DE CAÑETE, DEPARTAMENTO DE LIMA”.

LIMA – PERU

OCTUBRE - 2020

INDICE GENERAL

  • CAPITULO I
  • GENERALIDADES
    • 1.1. INTRODUCCION
  • 1.2. OBJETIVOS
    • 1.3. CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DISEÑO
      • 1.3.1. Estudio del suelo:
      • 1.3.2. Características y propiedades de los materiales:
    • 1.5. NORMATIVIDAD
  • CAPITULO II
  • ESTRUCTURACION Y PREDIMENSIONAMIENTO
    • 2.1. PREDIMENSIONAMIENTO POR CARGAS DE GRAVEDAD
    • 2.2. PREDIMENSIONAMIENTO POR CARGAS DE SISMO
    • 2.3. FILOSOFIA DE DISEÑO
    • 2.4. PARAMETROS DE DISEÑO..................................................................................................
      • 2.4.1. CARGAS POR GRAVEDAD
      • 2.4.2. CARGAS POR SISMO
  • CAPITULO III
  • ANALISIS ESTRUCTURAL...........................................................................................................
    • 3.1. MODELO ESTRUCTURAL
    • 3.2. ANALISIS DE MODOS Y FRECUENCIAS
    • 3.3. MASAS PARA EL ANÁLISIS DINÁMICO MODAL Y SÍSMICO
      • 3.4.1. Control de desplazamiento lateral.
      • 3.4.2. Control de Giro en Planta.
    • 3.5. FUERZA CORTANTE DE DISEÑO
    • 3.6. DIAGRAMAS DE FUERZAS Y MOMENTOS
  • CAPÍTULO IV
  • DISEÑO EN CONCRETO ARMADO
  • 4.1. MÉTODO DE DISEÑO.........................................................................................................
  • 4.2. DISEÑO POR FLEXIÓN
  • 4.3 DISEÑO POR FLEXO-COMPRESIÓN
  • 4.4. DISEÑO POR CORTE
  • 4.5. DISEÑO DE VIGAS..............................................................................................................
  • 4.5. DISEÑO DE COLUMNAS.....................................................................................................
  • 4.6. DISEÑO DE CIMENTACIÓN

ESTRUCTURA LA LOCALIDAD ROSARIO DE ASIA, DISTRITO DE ASIA, PROVINCIA DE CAÑETE, DEPARTAMENTO DE LIMA” 1.3. CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DISEÑO 1.3.1. Estudio del suelo: Se considerarán los siguientes datos del suelo

  • Estrato uniforme, Arena finas, pobremente graduadas, en estado de media densidad, color beige claro de origen fluvio aluvial.
  • Capacidad admisible: Asumimos un valor conservador de 0,92 kg/cm2, en condiciones de cargas de gravedad, asumiendo zapatas rectangulares.
  • Profundidad mínima de cimentación = 1. 20 m. o hasta encontrar material gravoso 1.3.2. Características y propiedades de los materiales: CONCRETO. Características del concreto reforzado para el diseño estructural
  • Resistencia nominal a compresión = f'c = 210 kg/cm
  • Módulo de elasticidad = Ec = 217,000 kg/cm
  • Modulo de Ruptura = fr = 28 Kg/cm
  • Curva de comportamiento. Se asumirá el modelo esfuerzo – deformación de Whitney. Modelo de comportamiento esfuerzo – deformación del concreto no confinado, Whitney.
  • Deformación Unitaria Máxima εc = 0. ACERO DE REFUERZO.
  • Corrugado, grado 60, esfuerzo de fluencia ( fy )= 4200 kg/cm2 = 4.2 ton/cm
  • Módulo de elasticidad = Es = 2´000,000 kg/cm
  • Deformación al inicio de la fluencia =0.
  • Curva de comportamiento: Se simplificará idealizándola como dos líneas rectas (Park, Pauley1) ignorando la resistencia superior de cedencia y el aumento en el esfuerzo debido al endurecimiento por deformación.

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  1. Modelo de comportamiento esfuerzo – deformación del acero 1.5. NORMATIVIDAD En todo el proceso de análisis y diseño se utilizarán las normas comprendidas en el Reglamento Nacional de Edificaciones (R.N.E.):

  • Metrado de cargas Norma E- 020
  • Diseño sismorresistente Norma E- 030
  • Concreto Armado Norma E- 060
  • Suelos y cimentaciones Norma E- 050

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  • Columnas: Se predimensiona de tal forma que el esfuerzo axial máximo en la sección de la columna bajo solicitaciones de servicio sea igual o menor a 0.45 f’c. En el predimensionamiento consideraremos también la posición de la columna en la edificación y el piso en el que está ubicado. Por tanto, se han incluido columnas cuadradas, circulares y rectangulares de a manera que tenga buen comportamiento estructural. Haciendo un metrado de cargas por aporte de áreas tributarias se predimensiono de cada columna propuesta. 2.2. PREDIMENSIONAMIENTO POR CARGAS DE SISMO Para lograr que la estructura se comporte adecuadamente se debe estructurar de tal forma que sea simple, simétrica, hiperestática y lograr dotarle de la rigidez, resistencia y ductilidad adecuada. Se tiene un edificio de concreto armado, de un solo bloque, conformado por columnas, vigas, losas aligeradas. El sistema sismo resistente está conformado por pórticos de concreto armado. El diseño estructural del proyecto se orienta a proporcionar adecuada estabilidad, rigidez y ductilidad frente a solicitaciones provenientes de cargas muertas, vivas, asentamientos diferenciales y eventos sísmicos. 2.3. FILOSOFIA DE DISEÑO El diseño sísmico obedece a los Principios de la Norma E030- 2016 DISEÑO SISMORESISTENTE del Reglamento Nacional de Edificaciones conforme a los cuales:
  • La estructura no debería colapsar, ni causar daños graves a las personas debido a movimientos sísmicos severos que puedan ocurrir en el sitio.
  • La estructura debería soportar movimientos sísmicos moderados, que puedan ocurrir en el sitio durante su vida de servicio, experimentando daños dentro de límites aceptables. Estos principios guardan estrecha relación con la filosofía de Diseño Sismorresistente de la Norma:

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  • Evitar pérdida de vidas humanas.
  • Asegurar la continuidad de los servicios básicos.
  • Minimizar los daños a la propiedad. DIAFRAGMA RIGIDO La cimentación consiste de zapatas aisladas. La cimentación se constituye así en el primer diafragma rígido en la base de la construcción, con la rigidez necesaria para controlar los asentamientos diferenciales.
    1. PARAMETROS DE DISEÑO La configuración busca satisfacer los siguientes requisitos:
  • Planta Simple
  • Simetría en distribución de masas y disposición de muros, compensada con la adición de pórticos.
  • Regularidad en planta y elevación sin cambios bruscos de rigidez, masa o discontinuidades en la transmisión de las fuerzas de gravedad y horizontales a través de los elementos verticales hacia la cimentación.
  • Rigidez similar en las dos direcciones principales de la edificación.
  • Cercos y tabiques aislados de la estructura principal. Evaluación de la configuración: Irregularidad de rigidez-Piso Blando. No presenta Irregularidad de Masa. No presenta Irregularidad Geométrica Vertical_. No presenta_ Discontinuidad en el sistema resistente. No presenta Irregularidad Torsional. No Presenta Esquinas entrantes. No presenta Discontinuidad en el diafragma. No presenta La estructura se clasifica como: REGULAR EN EL EJE YY La estructura se clasifica como: REGULAR EN EL EJE XX DIRECCIÓN X DIRECCIÓN YY Ia Ip Ia Ip 1.00 1.00 1.00 1. 2.4.1. CARGAS POR GRAVEDAD Se han considerado las indicaciones de la Norma E-020 Cargas, del Reglamento Nacional de Edificaciones. Los pesos unitarios para los materiales del proyecto son:
  • Peso Unitario del Concreto 2400 Kg/m
  • Peso Unitario del Acero 7850 Kg/m
  • Peso Unitario de la Albañilería 1800 Kg/m

ESTRUCTURA LA LOCALIDAD ROSARIO DE ASIA, DISTRITO DE ASIA, PROVINCIA DE CAÑETE, DEPARTAMENTO DE LIMA” ESPECTRO DE PSEUDO-ACELERACIONES RNE E- 030 - 2016 Perfil de Suelo = S 3 Zona Sísmica = Z 3 Categoría = A Z 0. 45 TP (S) 1.00 TL (S)= 1. Factor de suelo "S"= 1.2 0 Factor de Uso "U"= 1. 50 Rx=RoIaIp** 8 Ry=RoIaIp** 3 Factor XX=ZUSg/Rx=* (^) 0. 4 51. 5 1. 2 9.81/8=0. 993 Factor YY=ZUSg/Ry= (^) 0. 4 5*1. 5 1.29.81/ 3 =2. 65

ESTRUCTURA LA LOCALIDAD ROSARIO DE ASIA, DISTRITO DE ASIA, PROVINCIA DE CAÑETE, DEPARTAMENTO DE LIMA” Dirección X-X Dirección Y-Y Espectro de pseudoaceleraciones E030- 2016

ESTRUCTURA LA LOCALIDAD ROSARIO DE ASIA, DISTRITO DE ASIA, PROVINCIA DE CAÑETE, DEPARTAMENTO DE LIMA” Este modelo considera el efecto tridimensional del aporte de rigidez de cada elemento estructural. Para modelar los muros de albañilería Confinada se emplearon elementos tipo Shell. DEFINICION DE PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Y ASIGNACION DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES Concreto 210 kg/cm2 Acero 4200kg/cm Viga 25 x4 5 (Principales)

ESTRUCTURA LA LOCALIDAD ROSARIO DE ASIA, DISTRITO DE ASIA, PROVINCIA DE CAÑETE, DEPARTAMENTO DE LIMA” Viga 25 x 3 0 (Secundarias) Columna L 4 0x 40

ESTRUCTURA LA LOCALIDAD ROSARIO DE ASIA, DISTRITO DE ASIA, PROVINCIA DE CAÑETE, DEPARTAMENTO DE LIMA” ASIGNACIÓN DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES Elementos Estructurales ASIGNACIÓN DE CARGAS CARMA MUERTA (CM) MODULO “A” La asignación de cargas fue directamente a las vigas ya que el efecto de diafragma rígido no es aplicable a elementos rampa. Cargas muertas (CM) – Modulo A

ESTRUCTURA LA LOCALIDAD ROSARIO DE ASIA, DISTRITO DE ASIA, PROVINCIA DE CAÑETE, DEPARTAMENTO DE LIMA” CARMA VIVA (CV) MODULO “A” La asignación de cargas fue directamente a las vigas ya que el efecto de diafragma rígido no es aplicable a elementos rampa. Cargas muertas (CV) – Modulo A 3.2. ANALISIS DE MODOS Y FRECUENCIAS Utilizando la combinación Cuadrática Completa (CQC) se obtuvo mediante el programa ETABS V2016 los diferentes modos y frecuencias, los valores de dichos modos por pabellón se presentan en la siguiente. Modos de vibración Modulo “A”. A continuación, se muestra gráficamente los tres primeros modos de cada uno de los módulos.

ESTRUCTURA LA LOCALIDAD ROSARIO DE ASIA, DISTRITO DE ASIA, PROVINCIA DE CAÑETE, DEPARTAMENTO DE LIMA” se consideran distribuidas en toda su longitud. Luego el programa lleva la masa de los elementos estructurales hacia los nudos extremos. En el cálculo la masa de la estructura se consideró el 100% de la carga muerta más el 50 % de la carga viva más el 25% de la carga viva de techo (Capitulo 4.3 NTE-E030-2016). MASA SÍSMICA 100%CM+ 50 %CV+25%CVT 3.4. RESULTADO DEL ANÁLISIS POR SUPERPOSICIÓN ESPECTRAL 3.4.1. Control de desplazamiento lateral. Los desplazamientos laterales que nos proporciona el programa está en base a las solicitaciones sísmicas reducidas, por ende se debe multiplicar dicho desplazamiento lateral elástico por 0.75R para obtener los desplazamientos laterales inelásticos, que serían los desplazamientos esperados ante un sismo no reducido. En la tabla siguiente se muestran los desplazamientos inelásticos (Dx, Dy) calculados para cada pabellón y las derivas de entrepiso. Se verificará los desplazamientos admisibles según la norma E-030 de acuerdo al sistema estructural usado en la dirección de análisis. Para los tres módulos en la dirección X-X la distorsión de entrepiso admisible será de 0.007 como en la dirección Y-Y será de 0.007.

ESTRUCTURA LA LOCALIDAD ROSARIO DE ASIA, DISTRITO DE ASIA, PROVINCIA DE CAÑETE, DEPARTAMENTO DE LIMA” A) MODULO A VERIFICACIÓN DE DRIF EN DIRECCIÓN X-X; Y-Y RESUMEN DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES MODULO PROYECTO: “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE SALUD DE PRIMER NIVEL DE COMPLEJIDAD DE CATEGORIA I- 1 DEL PUESTO DE SALUD MARAYNIYOCC, DEL DISTRITO DE ANCHONGA, DE LA PROVINCIA DE ANGARAES Y DEPARTAMENTO DE HUANCAVELICA” NORMA TECNICA DE EDIFICACION : E- 030 CLASIFICACION: REGULAR SISTEMA ESTRUCTURAL : EN DIRECCION XX R= 8 : EN DIRECCION YY R= 3 DIRECCION X-X Nº DISTORSION - DRIFT R Despl.obt. Despl.Max.Nor. Observ. 1 0.000213^6 0.00 013 0.0070 OK DIRECCION Y-Y Nº DISTORSION - DRIFT R Despl.obt. Despl.Max.Nor. Observ. 1 0.000^16 2.5 0.000 4 0.00 50 OK 3.4.2. Control de Giro en Planta. El modelo ha considerado una torsión accidental de 5%. La norma señala que será necesario realizar el análisis torsional en estructuras donde el desplazamiento promedio de algún entrepiso sea mayor al 50% del desplazamiento máximo permisible. Pero se observa que por no exceder el 30% en razón de desplazamientos los modulos analizados se pueden considerar regulares, por tanto la suposición inicial es correcta. 3.5. FUERZA CORTANTE DE DISEÑO Fuerza cortante mínima en la base: La fuerza cortante basal del edificio no podrá ser menor que el 80% del valor de la cortante basal obtenida mediante análisis estático para estructuras regulares, ni menor que el 90 % para estructuras irregulares. Para lograr esto, la Norma E.030 señala que los resultados del análisis dinámico (excepto desplazamientos) se deben escalar por el factor f, el cual representa la relación entre la fuerza cortante basal estática y dinámica, dicho factor debe ser siempre mayor a la unidad.