¡Descarga MEMORIA CALCULO ESTRUCTURAL y más Ejercicios en PDF de Estructuras y Materiales solo en Docsity!
MEMORIA DE CÁLCULO DE ESTRUCTURAS
PROYECTO: “VIVIENDA UNIFAMILIAR DE 2 PISOS”
ANTECEDENTES:
La presente memoria forma parte integral del proyecto “Vivienda Unifamiliar de 2 Pisos”, el cual comprende la construcción de una edificación de 3 pisos, ubicado en
Pasaje Villanueva S/N. Lote N°2, perteneciente al distrito de Santa María, provincia
de Huaura, departamento de Lima.
Fig. 1 Vistas Frontal del Edificio
El diseño estructural del edificio está orientado a proporcionar adecuada estabilidad, resistencia, rigidez y ductilidad frente a solicitaciones externas provenientes de cargas de gravedad (muerta y viva), sísmicas y asentamientos, además de cargas internas como retracción del concreto y flujo plástico.
El diseño sísmico obedece a los principios de normativa vigente N.T.P. E. DISEÑO SISMORRESISTENTE del Reglamento Nacional de Edificaciones, cuyos objetivos principales son los siguientes:
La estructura no debe colapsar, ni causar daños graves a las personas debido a movimientos sísmicos severos que puedan ocurrir. La estructura debe soportar movimientos sísmicos moderados, que puedan ocurrir durante su vida de servicio, experimentando posibles daños dentro de los límites aceptables.
Estos principios guardan estrecha relación con la Filosofía de Diseño Sismorresistente de la norma: Evitar pérdidas de vidas. Asegurar la continuidad de los servicios básicos. Minimizar los daños a la propiedad.
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL DEL EDIFICIO:
La estructura del edificio usa como material estructural el CONCRETO ARMADO, conformado por columnas, vigas y muros estructurales, el sistema estructural es definido por nuestra norma N.T.P. E.060 CONCRETO ARMADO, en su capítulo 21.Disposiciones Especiales para el Diseño Sísmico, artículo 21.1, en donde se establece lo siguientes:
Pórticos : Por lo menos el 80% del cortante en la base actúa sobre las columnas de los pórticos que cumplan con la mencionada norma. Dual : Las acciones sísmicas son resistidas por una combinación de pórticos y muros estructurales. Muros Estructurales : Sistema en el que la resistencia está dada predominantemente por muros estructurales sobre los que actúa por lo menos el 80% del cortante en la base.
Por lo citado anteriormente y según el análisis efectuado la estructura tiene como sistema estructural: MUROS ESTRUCTURALES en dirección X-X, y ALBAÑILERIA CONFINADA en dirección Y-Y, según:
DIRECCIÓN
CORTANTE
BASAL
CORTANTE EN
MUROS
% DE CORTANTE
EN MUROS
X - X 201.17 190.33 94.
Y - Y 210.30 208.66 99.
MODELO ESTRUCTURAL
El software usado para el análisis estructural fue ETABS 2016, en donde las vigas y columnas fueron modeladas por elementos tipo frame, los muros han sido modelados por elementos tipo Shell a los que se les ha discretizado en elementos más pequeños aplicándoles un enmallado de 1 metro como dimensión máxima.
Fig. 2 Vista Tridimensional del Modelo de la Estructura
MASAS PARA EL ANÁLISIS DINÁMICO MODAL Y SÍSMICO:
Las masas provenientes de las losas, vigas, muros, piso terminado y la sobrecarga se concentran a nivel del centro de masas de cada entrepiso, considerando sólo el 25% de la carga viva (Art. 16.3 N.T.P. E030).
ANÁLISIS POR ENTREPISO CM+CV CM+0.25CV* PESO MASA PESO MASA Story9 (^) tonf tonfs2/m tonf tonfs2/m Story2 (^) 128.35 13.08 113.29 11. Story1 (^) 147.01 14.99 132.44 13. 245.74 25.
CÁLCULO DE CARGA ÚLTIMA:
Para el cálculo de las cargas últimas de diseño se realizó las siguientes combinaciones de cargas:
SX : 1.00 DINX SY : 1.06 DINY CU^ :^ 1.4DEAD+^ 1.7LIVE CU2X : 1.25DEAD+1.25LIVE±SX
CU3X : CU2Y :
0.9DEAD±SX 1.25DEAD+1.25LIVE±SY CU3Y : 0.9DEAD±SY
ENVOLVENTE : CU+CU2X+CU3X+CU2Y+CU3Y
De acuerdo a la N.T.P. E030 los parámetros sísmicos de la edificación en estudio son:
Z = 0.4 Irregulardad : U = 1. S= 1.4 X‐X Y‐Y Tp= 0.9 Ia 1 1 Rx = 2.43 Ip 0.9 0. Ry = 4.
Cálculo del Espectro de Respuesta de Pseudo‐aceleraciones: Se utiliza la siguiente fórmula para sismo horizontal: Y para sismo vertical se usará Sav = 2/3 Sa
T Sa x Say Sav
Cálculo de Cortante Basal Estático Resolviendo lo indicado en N.T.P. E030 en art. 7, el factor de amplificación sísmica es: C =2. Peso de edifcación en Estudio es : P (tn)= 245. Cortante basal: Vx (tn)= 107. Vy (tn)= 107.
Cálculo de factor de escala
X‐X Y‐Y
Características de Edificacion 4 A ‐ Escenciales S2‐Intermedio Irregular Sistema Estructural
V estático
ANÁLISIS SÍSMICO
Párametros
Eje : Y ‐ Y
Eje: X ‐X
REGULARIDAD
SUELO
CATEGORIA
ZONA
Albañileria Albañileria
Factor Escala 1. 97.94 1.
0.9*V estático
V dinámico
3
4
0 0.5 1 1.5 2
SA Y
PERIODO
ESPECTRO Y ‐ Y
3
4
0 0.5 1 1.5 2
SA Y
PERIODO
ESPECTRO X‐X
1.01.
1.61.
2.02.
2.42.
0 0.5 1 1.5 2
SA Y
PERIODO
ESPECTRO VERTICAL
ELEMENTO: V202 (25X35)
CARACTERÍSTICAS DE MATERIALES: f´c(kg/cm2)= 210 φ= 0. fy(kg/cm2)= 4200
SECCIÓN: b (cm)= 25 h (cm)= 35 d (cm) = 29
Limites de acero As min (cm2)= 2. As max (cm2)= 13. ØMn max (S.R.)= 12.
Calculo Estructural:
Vigas simplemente reforzadas cumplen lo siguiente: ØMn= Ø(Asfy(d‐a/2)) ≥ Mu
1‐1 5.11 Simple 0.11851 0.00691 6.35 4Ø1/2" 5. 2‐2 6.98 Simple 0.16702 0.00974 7.06 4Ø1/2"+1Ø5/8" 7. 3‐3 5.75 Simple 0.13474 0.00786 5.70 3Ø1/2"+1Ø5/8" 5.
DISEÑO POR FLEXIÓN ‐ VIGAS
Corte Mu (Tn*m)
ρ As req. (cm2)
Especif. As colcado (cm2)
Reforz. w
ELEMENTO: C1 (25X55)
CARACTERÍST. DE MATERIALES: SECCIÓN:
f´c(kg/cm2)= 210 b (cm)= 25 fy(kg/cm2)= 4200 h (cm)= 55 φ= 0.75 (Compresión) Area (cm2) = 1375 φ= 0.9 (Tracción)
Distribución del acero de refuerzo: ρ min = 0. As min = 13.
ok
Y‐Y
X‐X
DISEÑO POR FLEXOCOMPRESIÓN ‐ COLUMNAS
Especif. 6 ф 5/8" + 2 ф 1/2"
As (cm2)
Análisis en el eje Y‐Y:
P M P M ØP ØM ØP ØM
176.57 ‐3.59 219.19 3.59^ 153.43^ ‐2.51^ 153.43^ 2.
Ubicac. Pu(Tn) Mu(Tn*m) Top 17.1391 ‐0. Bottom 16.6787 ‐0. Top 16.2184 0. Bottom 13.6589 0. Top 13.2479 0. Bottom 12.8369 1. Top 16.0236 ‐1. Bottom 15.6126 ‐0. Top 15.2015 ‐0. Bottom 7.9527 0.
COMPRESIÓN
CU2X Min CU3X Max CU3X Max CU3X Min CU3X Min
DIAG. INTERACCIÓN ‐ DISEÑO
SY (‐) SY (+)
CU2X Max CU2X Max CU2X Min
DIAG. INTERACCION ‐ NOMINAL
SY (‐) SY (+)
TRACCION
FLEXION PURA
COMBINACIÓN
CU1 Max CU1 Max
FALLA
Po max
COMPRESIÓN BALANCEADA
‐6.00 ‐4.00 ‐2.00 0.00 2.00 4.00 6.
P (Tn)
M (Tnm)*
SY (‐) SY (+) Pu(Vs)Mu
DIAGRAMA DE
INTERACCIÓN
DE DISEÑO
ELEMENTO : MURO DE EJE "I"
Datos de Materiales Albañilería: Columnas y Vigas: material= arcilla f´c(kg/cm2)= 210 f´m (t/m2)= 350 Ec(tn/m2)= v´m(t/m2)= 51 Em(t/mm2)= 175000 Acero de refuerzo fy(kg/cm2)= 4200
Requisitos Estructurales
•) Espesor efectivo de muro: altura libre de muro (m) = 2. Zona sísmica = 4 t a usar (m)= 0.
•) Esfuerzo axial máximo:
Pm (Tn) = 30.5 6.003937 62.1253 52. L (m)= 5. 6.003937 52. OK
Datos cargas
MURO PD(tn) PL(tn) Pg (tn) Pm (tn) Ve (Tn) Me(tn*m) M1 28.1 2.4 28.7 30.5 19.17 94.
Vm 0.55Vm 0.55Vm>Ve Vm1/Ve1 Vu (tn) Mu(tn*m) 34.99 19.24 OK 2 38.34 189.
•) Diseño de Viga Solera dimensiones: b (cm) = 23 h (cm) = 20
Vm Lm L Ts As Req As min As coloc. (tn) (m) (m) (tn) (cm2) (cm2) (cm2) 34.99 3.17 5.08 10.96 2.8 2.5 2.
En la solera se usa estribaje mínimo : Ø 1 /4 ", 1@5, 4 @10, r @25 cm
4Ø3/8"
Espeificaciones
NOTA:Para obtener Ve y Me, se modifcó los valores obtenidos del Análsis Estructural, ya que corresponden a Sismo Moderado
Verif. Agrietamiento Cargas de Diseño
DISEÑO DE MUROS DE ALBAÑILERÍA CONFINADA
