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memoria de calculo edificio comercial en Yucatan
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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Calle 15 No. 105 x 16 y 22, Fracc. Brisas, Mérida, Yucatán. Tel.: 999 9867628
Calle 15 No. 105 x 16 y 22, Fracc. Brisas, Mérida, Yucatán. Tel.: 999 9867628 Por este medio ponemos a su atenta consideración la Memoria de Cálculo Descriptiva y Detallada correspondiente al proyecto de Cálculo Estructural para las oficinas y ubicado en Santa Gertrudis en Mérida Yucatán.
En la presente memoria de cálculo se describen y detallan los criterios empleados para el análisis y diseño de la estructura principal del edificio, basándose en lo establecido en los reglamentos de construcciones en vigor. El proyecto estructural es para un edificio de oficinas de un nivel de 335.49 m2 de área construida. La distribución regular de muros cargadores, y claros cortos, cuenta con propiedades favorables para un adecuado desempeño estructural. Estos muros son soportados por zapatas de mampostería, las cuales transmiten las cargas al suelo. El proyecto estructural consistió en establecer las características de la cimentación y sus dimensiones, proponer el sistema de techo y todos los elementos lineales primarios y secundarios (trabes y columnas). Lo anterior con el fin de garantizar que todas las cargas sean resistidas y transmitidas adecuadamente hasta la cimentación, y de ésta hasta un estrato de suelo firme y estable.
El sistema estructural principal es a base de muros cargadores, confinados por cadenas y castillos, de bloques huecos de concreto vibrocomprimido. También se colocaron trabes y columnas de concreto reforzado, así como marcos metálicos principalmente en las áreas donde se requirió cubrir algún claro para apoyar el sistema de losa. Para garantizar un confinamiento adecuado en los muros se emplearon cadenas (dalas) y castillos armados de concreto reforzado cuya ubicación y dimensiones en planta tienen funciones específicas. Se proponen dos tipos de castillos, los armados y los ahogados. Los castillos armados deberán estar anclados a la cimentación y ser continuos en toda la altura del edificio hasta la azotea y en su caso hasta el murete de block; en tanto que los castillos ahogados podrán interrumpirse en el primer nivel, si es necesario, y estar anclados a las cadenas inferior y superior del muro. El refuerzo horizontal (dalas o cadenas) tiene la finalidad de unir a todos los castillos a nivel de losa y en todas las plantas, y para garantizar la continuidad de todo el
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Después de un análisis y estudio minucioso de los planos arquitectónicos, se propuso una distribución preliminar de elementos estructurales como: ubicación de castillos, columnas, trabes y cerramientos, sentido de la losa, etc.; así como también se propusieron dimensiones preliminares a cada uno de los componentes del sistema estructural. Posteriormente, se realizó una evaluación de las distintas fuerzas que actuarán sobre la estructura durante su vida útil; para este caso se consideró la acción de las cargas verticales (gravitatorias). Aunque la construcción se encuentra en una región con bajo riesgo sísmico, para resistir las fuerzas inducidas por algún movimiento del terreno, se integraron las cadenas superiores con la losa y a su vez se ligaron los castillos, con el fin de rigidizar los muros de carga. Debido a que se utilizan muros de block, se consideró que las presiones exteriores, generadas por el viento huracanado no son críticas debido a la elevada rigidez de estos elementos y su interacción con la losa, lo que los hace prácticamente poco sensibles a las acciones del viento huracanado. Para obtener la magnitud de las cargas actuantes sobre la estructura se utilizaron los valores propuestos en el REGLAMENTO DE CONSTRUCCIONES DEL DISTRITO FEDERAL (RDF-
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Los criterios utilizados en el análisis y revisión de los elementos estructurales de esta vivienda se basan en las NORMAS TÉCNICA COMPLEMENTARIA SOBRE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO (NTCC) Y MAMPOSTERÍA (NTCM), pertenecientes al REGLAMENTO DE CONSTRUCCIONES DEL DISTRITO FEDERAL actualmente en vigor. Para la resistencia nominal de las secciones se consideraron los siguientes factores de reducción: Fr = 0.7 ó 0.6 en muros confinados sometidos a compresión, 0.3 si se trata de muros no confinados. Fr = 0.9 ó 0.8 en elementos de concreto reforzado sometidos a flexión o cortante, respectivamente. Para la amplificación de las fuerzas de servicio, y obtener las fuerzas últimas, se emplearon los siguientes factores de carga: FC = 0.9 para revisar el posible volteamiento de los elementos verticales FC = 1.4 para el diseño de elementos estructurales normales FC = 1.5 para el diseño de elementos expuestos a aglomeración de personas En todos los casos se consideró que el comportamiento de los materiales se encuentra dentro del intervalo elástico lineal para el cálculo de las fuerzas internas de servicio (momento flexionante, fuerza cortante y carga axial) de la estructura.
Resistencia del concreto f´c = 200 kg/cm^2 para los elementos primarios como: trabes, losas macizas, capa a compresión de losas prefabricadas, columna. f´c = 300 kg/cm^2 para las zapatas aisladas y muros de concreto. f´c = 150 kg/cm^2 para cadenas, castillos armados y ahogados, y cerramientos. f´c = 100 kg/cm^2 para plantillas. Resistencia del acero de refuerzo Se emplearon los siguientes valores del límite de fluencia para los distintos tipos de acero empleado.
Calle 15 No. 105 x 16 y 22, Fracc. Brisas, Mérida, Yucatán. Tel.: 999 9867628 Esta tabla se utiliza en la selección de las viguetas y bovedillas de una losa y por lo general, son datos proporcionados por el fabricante de los elementos constitutivos de la losa. El procedimiento consiste en comparar la carga de diseño contra la carga resistente para cada longitud de claro a cubrir. Mientras mayor es el peralte de la bovedilla y mayor sea el número de barras de preesfuerzo en la sección transversal de la vigueta mayor será la carga resistente. Las cargas se encuentran en kg/m^2. Para nuestro diseño, el claro máximo a cubrir es de 5 m y la carga aplicada será de 841 kg/m^2 para la losa de entrepiso. Por lo tanto, se deberá utilizar para la losa bovedillas de concreto vibrocomprimido con dimensiones de 20x25x56 cm y viguetas 12-5. El entre eje será de 64 cm. El entre eje de las viguetas se define como la distancia medida entre los centros de dos viguetas consecutivas, en el caso de no utilizar dos viguetas juntas. Tabla 1. Tabla de selección de las viguetas y bovedillas de una losa L-
Calle 15 No. 105 x 16 y 22, Fracc. Brisas, Mérida, Yucatán. Tel.: 999 9867628 Diseño de trabes ESTRUCTURACIÓN BÁSICA DEL EDIFICIO El edificio en cuestión se estructuró con muros de mampostería de bloques huecos de concreto vibrocomprimido de 15x20x40 y 20x20x40 cm cuatrapeados y unidos con un mortero tipo III con una resistencia mínima a compresión de 60 kg/cm^2. Los muros estarán confinados por cadenas y castillos de diversas secciones transversales como se puede observar en los planos adjuntos. El concreto de las cadenas y castillos tendrá una resistencia a la compresión mínima de 150 kg/cm^2. Deberán colocarse cadenas sobre la cimentación corrida de mampostería y por debajo de la losa de azotea (ver detalles en anexos). La ubicación de los castillos armados y ahogados se presenta en los croquis anexos, así como los detalles de conexión entre las cadenas y los castillos y las cadenas y las losas. Diseño de trabes de concreto de acuerdo a las NTC-RDF-2017. Proyecto: Santa Gertrudis Ubicación: Yucatan Elemento: (^) T- Sección Transversal. Materiales. Ancho, b = 15 cm Concreto, f ´c = 200.00 kg/cm² (^) rmín = 0. Peralte, h = 30 cm f * c = 160.00 kg/cm² asmin = 0.92 cm^2 Recubrimiento, r = 4 cm f " c = 136.00 kg/cm² (^) rmáx = 0. Peralte ef ectivo, d = 26 cm Acero longitudinal, f y = 4,200.00 kg/cm² asmax = 5.94 cm^2 Diám. acero de los est., db2 =3/8 pulg Factor de Carga = 1.40 Vumax = 9,866.31 kg 0.95 cm COMBO (ton-m), M (ton-m), Mu Mu/bd^2 rrequerida As (cm^2 ) db Asb No. de Barras Vs (kg) Vu (kg) VCR (kg) S1 (cm) S2 (cm) S3 (cm) T MOMENTO POSITIVO 2.50 3.50 34.52 0.0101 3.94 5/8 1.59 2 2,265.00 3,171.00 1,973.26 103.40 90.73 13. MOMENTO NEGATIVO -1.50 -2.10 20.71 0.0058 2.26 1/2 1.27 2 DISEÑO POR FLEXION DISEÑO POR CORTANTE Diseño de trabes de concreto de acuerdo a las NTC-RDF-2017. Proyecto: Santa gertrudis Ubicación: Yucatan Elemento: (^) T- Sección Transversal. Materiales. Ancho, b = Peralte, h = 2065 cmcm Concreto, f´c = (^) f* c = 200.00160.00 kg/cm² kg/cm² (^) armín = 0. Recubrimiento, r = 4 cm f" c = 136.00 kg/cm² (^) rsminmáx^ ==^ 0.01522.88 cm^2 Peralte efectivo, d = 61 cm Acero longitudinal, fy = 4,200.00 kg/cm² asmax = 18.59 cm^2 Factor de Carga = 1.40 Vu^ Diám. acero de los est., db2 =3/8^ pulg COMBO (ton-m), M (ton-m), Mu Mu/bd^2 r max^ =^ 30,863.83 kg^ 0.95 cm T2 requerida^ As (cm^2 )^ db^ Asb^ No. de Barras^ Vs (kg)^ Vu (kg)^ VCR (kg)^ S1 (cm)^ S2 (cm)^ S3 (cm) MOMENTO POSITIVO MOMENTO NEGATIVO 12.30-8.50 (^) -11.9017.22 23.1415.99 0.00650.0044 7.965.39 5/81/2 1.591.27 55 6,350.00 8,890.00 4,885.22 72.55 68.05 30. DISEÑO POR FLEXION DISEÑO POR CORTANTE Diseño de trabes de concreto de acuerdo a las NTC-RDF-2017. Proyecto: Progreso Ubicación: Yucatan Elemento: (^) T- Sección Transversal. Materiales. Ancho, b = 15 cm Concreto, f´c = 200.00 kg/cm² rmín = 0. Peralte, h = 30 cm f* c = 160.00 kg/cm² asmin = 0.92 cm^2 Recubrimiento, r = Peralte efectivo, d = (^) 26 cm 4 cm (^) Acero longitudinal, fy =f" c = (^) 4,200.00136.00 kg/cm² kg/cm² (^) asr (^) máx = 0. max =^ 5.94 cm^2 Factor de Carga = 1.40 Vu^ Diám. acero de los est., db2 =3/8^ pulg COMBO (ton-m), M (ton-m), Mu Mu/bd^2 r max^ =^ 9,866.31 kg^ 0.95 cm T3 requerida^ As (cm^2 )^ db^ Asb^ No. de Barras^ Vs (kg)^ Vu (kg)^ VCR (kg)^ S1 (cm)^ S2 (cm)^ S3 (cm) MOMENTO POSITIVO 1.70 2.38 23.47 0.0066 2.58 5/8 1.59 2 2,500.00 3,500.00 1,573.56 64.29 90.73 13. MOMENTO NEGATIVO -0.10 -0.14 1.38 0.0024 0.92 3/8 0.95 2 DISEÑO POR FLEXION DISEÑO POR CORTANTE
Calle 15 No. 105 x 16 y 22, Fracc. Brisas, Mérida, Yucatán. Tel.: 999 9867628 Separación de estribos La separación máxima es de dmax < 20 cm o 1.5 dc, S = 15.8 < 20 o 1.5 x 15 = 22.5 OK Relación altura espesor
Análisis de cargas sobre la base del muro y la cimentación Muro interior Peso losa de azotea 1x573 kg/m^2 x 4.38m = 2509.74 kg/m Peso de muros 1X 200 kg/m^2 x 6.90 m = 1,380 kg/m Peso total = 3889.74 kg/m Peso último muros = peso total x 1.4 = 5445.636 kg/m Consideraciones generales Las deformaciones de los extremos superior e inferior del muro en la dirección normal a su plano están restringidas por el sistema de piso o por otros elementos. No existe excentricidad importante en la carga axial en dirección normal al plano del muro Altura del muro entre espesor del muro debe ser menor de 20; h/t= 300/15 = 20 < OK La relación entre carga viva y carga muerta < 1; Cv/Cm= < 1 OK Peso de zapata corrida = 1x1x0.30x1800 x 1.4 = 756 kg/m Peso total en cimentación = 6201.636 kg/m
Calle 15 No. 105 x 16 y 22, Fracc. Brisas, Mérida, Yucatán. Tel.: 999 9867628 Por cumplir los requisitos FE= 0. FR = 0.6 para muros confinados interiores FR = 0.6 para muros confinados de borde MURO INTERIOR Revisión de los esfuerzos por compresión en la parte inferior del muro Muro interior PR * FR FE * fm^ * AT = (0.6)(0.6)(30)(100)(15)=16,200 kg/m > 5241.6 kg/m OK Revisión de la resistencia del suelo en el nivel de desplante Considerando como caso extremo una altura de 2.50 m para la zapata corrida de concreto se tendrá un peso: Área total = ancho de la zapata corrida x long. del muro = 30 cm x 100 cm= 3,000 cm^2 actuante = Peso total / área = 6201.636 kg / 3,000 cm^2 = 2.06 kg/cm^2 OK Por lo tanto, la base del muro, la zapata y el suelo poseen las reservas de resistencia suficientes para garantizar la seguridad estructural de todos los elementos cargadores de este edificio sometido a revisión. DISEÑO DE COLUMNA TIPO Para el diseño de las columnas se despreciaron los efectos de esbeltez, ya que la altura de éstas no rebasa los 3.00 m. Además se utilizaron los diagramas de iteración para el diseño de columnas cortas propuesto en las NTCC. Se consideró como carga crítica la debida a CM+CV. C CALCULO DE LA RESISTENCIA A COMPRESION DE UNA COLUMNA DE CONCRETO REGLAMENTO DE CONSTRUCCION DEL DISTRITO FEDERAL NTC-CONCRETO 2004 Ag= 400 CM2 (AREA TOTAL DE LA SECCION) F'c= 200 KG/CM2 (RESISTENCIA DEL CONCRETO) fy= 4200 KG/CM2 (ESFUERZO DE FLUENCIA DEL ACERO) As= 11.4 CM2 (AREA DE ACERO DEL REFUERZO LONGITUDINAL) Po= 115880 KG (RESISTENCIA DE LA COLUMNA SUJETA A COMPRESION) Po= 0.85F'cAg + fy*As
Calle 15 No. 105 x 16 y 22, Fracc. Brisas, Mérida, Yucatán. Tel.: 999 9867628 Para la zapata Z-1 de 180x180x30cm. Se requieren varillas de 1/2” @ 15 cm en ambos sentidos y en ambos lechos, ancladas a roca con 4 anclas de 1”. ESFUERZOS EN LAS ESQUINAS UNIDADES KG CM JUNTA CONDICION CARGA P/A Mx c/Iz Mz c/Ix E1 E2 E3 E 0 0 0.93 0.00 -0.02 0.91 0.94 0.94 0. REVISION POR PENETRACION UNIDADES KG CM JUNTA CONDICION FACTOR CARGA DE CARGA Vu Vux Vuz Vutotal Vc 0 0 1.00 3.70 -0.12 0.00 3.58 10.12 OK DISEÑO POR FLEXIÓN DIRECCION X Junta lu Mu peralte, d Mu/bd^2 r^ requerida^ As Ab varilla srequerida^ separacion Obs r^ proporcionada (cm) (kg.cm ) (cm ) (cm ²) (cm ²) (cm) (cm) 0 62.5 184,421.62 25 2.95 0.00236 5.89 1.27 21.6 20 separación ok!! 0. DIRECCION Z Junta (^) lu Mu d Mu/bd^2 r^ requerida As Ab varilla srequerida separacion Obs r^ proporcionada (cm) (kg.cm ) (cm ) (cm ²) (cm ²) (cm) (cm) 0 62.5 184,421.62 25 2.95 0.00236 5.89 1.27 21.6 20 separación ok!! 0. REVISION POR CORTANTE DIRECCION X Junta d Vu M/Vd Vcr obs (cm) (kg) (kg) 0 25.0 3,540.90 2.08 6,442.04 ok!!! DIRECCION Z Junta d Vu M/Vd Vcr obs (cm) (kg) (kg) 0 25.0 3,540.90 2.08 6,442.04 ok!!! DISEÑO DE ANCLAS A ROCA JUNTA CONDICION CARGA E1 E2 E3 E 0 0 1.12 1.16 1.16 1. LONGITUD DE LOS BLOQUES DE ESFUERZOS (- XXXX.XX) LONGITUD DE ZAPATA A TENSION Z1 Z2 Z3 Z4 X1 X2 X3 X 0 0 180.00 0.00 180.00 0.00 180.00 0.00 180.00 0. TENSION DEL BLOQUE DE ESFUERZO LADO 1 LADO 3 LADO 1 LADO 3 LADO 4 LADO 2 LADO 4 LADO 2 0 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0. AREA DE ACERO PARA ANCLAR LA ZAPATA LADO 1 LADO 3 LADO 1 LADO 3 LADO 4 LADO 2 LADO 4 LADO 2 0 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0. M áximas Areas/LADO 0.00 0. Area de anclas por diseño: 0.00 0. Revisión por adherencia y anclaje DIRECCION X Junta lado Lhb obs (cm) (cm ) 0 62.5 26.63 di m. lado ok!!! DIRECCION Z Junta lado Lhb obs (cm) (cm ) 0 62.5 26.63 di m. lado ok!!! ESFUERZOS ESFUERZOS EN ESQUINAS ESFUERZOS EN ESQUINAS JUNTA CONDICION DE CARGA LONGITUD DE ZAPATA EN TENSION DIRECCION Z ESQUINAS (E1-E4) DIRECCION Z ESQUINAS (E2-E3) DIRECCION X ESQUINAS (E1-E2) DIRECCION X ESQUINAS (E4-E3) JUNTA CONDICION DE CARGA TENSIONES EN CADA LADO DE LA ZAPATA (KG) DIRECCION Z ESQUINAS (E1-E4) DIRECCION Z ESQUINAS (E2-E3) DIRECCION X ESQUINAS (E1-E2) DIRECCION X ESQUINAS (E4-E3) JUNTA CONDICION DE CARGA AREA DE ACERO EN CADA LADO DE LA ZAPATA (^) LADO 1 Y LADO 3 LADO 2 Y DIRECCION Z DIRECCION Z DIRECCION X DIRECCION X LADO 4
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