MEMORIA DE CÁLCULO
MEMORIA DE CÁLCULO CÁLCULO ESTRUCTURAL
“VIVIENDA DE 5 NIVELES” PROPIETARIO
: ESTHER SACAPUCA SANTOS
CALCULO CALCULO Y DISEÑO DISEÑO : WILSON D. ÑAUPA TELLO REVISION
:
1.00
ANTECEDENTES Con la finalidad de evaluar el deseme!o Es"ru#"ural de la infraes"ru#"ura ro$e#"ada% a#orde #on las normas vi&en"es de dise!o sismo resis"en"e 'E.()(* +(,-% norma de #on#re"o armado 'E.(-( $ norma de al/a!iler0a 'E.(1(% se reali2aron los modelos es"ru#"urales #orresondien"e u"ili2ando el Sof"3are 'ETA4S 5.+(,6% SA7E 5.+(,8 "eniendo #omo resul"ado un #omor"amien"o ade#uado se&9n lo es"iulado en las Normas vi&en"es an"es men#ionadas.
2.00
RESUMEN El resen"e do#umen"o des#ri/e el an:lisis $ el dise!o de la edifi#a#i;n des"inada ara viviendas.
Di#>a edifi#a#i;n se >a ro$e#"ado en /ase a un sis"ema Dual en la dire##i;n ?* ?% $ sis"ema de muros es"ru#"urales en la dire##i;n @*@. Una ven"aa =ue se resen"a en es"e "io de sis"emas es =ue se lo&ra #on"rolar ade#uadamen"e las derivas de en"reiso% $ las ri&ide#es en am/as dire##iones% =ue #onun"amen"e ';r"i#os $ la#as de #on#re"o armado son mu$ resis"en"es fren"e a #ar&as din:mi#as "ales #omo sismo.
3.00 CARÁCTERÍSTICAS DE LAS EDIFICACIONES 3.1
VIVIENDA MULTIFAMILIAR Ini#ialmen"e se >a #onsiderado un sis"ema dual% sin em/ar&oB al momen"o de verifi#ar #or"an"es en la /ase $ #ons"a"ado #on la norma de dise!o sismo resis"e "e Ar". ).+ Sis"emas Es"ru#"urales% se >a #on#luido =ue de a#uerdo al or#en"ae de #or"an"e =ue a#"9a en los muros en la dire##i;n ?*? 'Dual% @*@ 'uros es"ru#"urales.
VISTA EN PLANTA Y 3D DEL MODELO 4.00 PARAMETROS UTILIADOS PARA EL ANÁLISIS 4.1
C!"!#$%"&'$(#!' )% *! E'$"+#$+"!: CARACTERISTICAS DE LA ESTRUCTURA PARA EL ANALISIS MATERIAL
ACERO (A#$%& '#) CONCRETO ARMADO F,C-2$ '/CM2
ESFUERZO DE FLUENCIA Fy(kg/cm2)
M. ELASTICIDAD E(g/cm2)
P. ESPECIFICO (T!"/m3)
2
2
*.+
&&&&&
2$*3*.#%$
2.
4.2
E',%#(-(#!#(/%' )% !/*('(' )('%:
4.2.1
C!"!' P%"!/%/$%' CM6
Para el an:lisis or #ar&as de &ravedad% se #onsider; el eso roio de la es"ru#"ura% $ las so/re#ar&as m0nimas re&lamen"arias ese#ifi#adas en la Norma E(+(.
C!"! M+%"$!: Peso de Losa Ali&erada.
0.300 Tn / m 2
A#a/ados de Piso $ "e#>o.
Ta/i=uer0a.
4.2.2
0.100 Tn
/m2
0.150 Tn / m 2
C!"!' V!"(!7*%' CV6 C!"!' V(8!' V(8(%/)!': 5iviendas
Corredores $ es#aleras
A2o"eas
4.2.3
C!"!' D(/(#!' 96. Car&a de Sismo
4.3
/m2 0.20 0 Tn / m 2 0.10 0 Tn / m 2 0.200 Tn
An:lisis odal Ese#"ral.
C!"!#$%"&'$(#!' )% *' !$%"(!*%':
Resis"en#ia a la Comresi;n de 5i&as% #olumnas
f ´ c = 210 Kg / cm 2
Resis"en#ia a la Comresi;n Cimen"a#i;n
f ´ c = 210 Kg / cm 2
Resis"en#ia a la Comresi;n en Es#aleras
f ´ c = 210 Kg / cm 2
Resis"en#ia a la Comresi;n en Columnas de "a/i=ues $ arae"os f ´ c =175 Kg / cm 2
;dulo de Elas"i#idad del Con#re"o
fc =210 Kg / cm 2 − Ec= 2173706.51 Tn / m 2 .
fc =175 Kg / cm 2 − Ec=1984313.48 Tn / m 2
Peso Uni"ario del Con#re"o
Esfuer2o de fluen#ia del a#ero de refuer2o
¿ 2400.0 Kg / m 3 .
fy = 4200 Kg / cm 2 .
4.4
Resis"en#ia de las unidades de mamos"er0a
Prismas de mamos"er0a or"ero PC ,
Rela#i;n de Poisson del Con#re"o
f ´ b =130 Kg / cm 2 .
f ´ m=65 Kg / cm 2 :µ
=0.20
P!"%$"' E,*%!)' ,!"! %* A/*('(' D(/(#:
La es"ru#"ura fue anali2ado $ dise!ado usando los resul"ados de los an:lisis din:mi#os or #om/ina#i;n modal ese#"ral se&9n lo ese#ifi#ado en la norma E*()(*+(,- en su numeral 8.-% ara ello se u"ili2aron los si&uien"es ar:me"ros 8.8.,
7ACTOR DE FONA F.
De a#uerdo a la norma E*()(*+(,-% se #onsideran ara nues"ro "erri"orio na#ional #ua"ro 2onas de los #uales el ro$e#"o ne"amen"e =ueda u/i#ado en la Fona + 'Pill#o ar#a Hu:nu#o.
8.8.+
CATEGORIA DE EDI7ICACIONES @ 7ACTOR DE USO U.
El fa#"or de uso fue #lasifi#ado de a#uerdo a la norma vi&en"e% en su ma$or0a #omo edifi#a#iones esen#iales CU,.(% Cu$a falla no a#arree eli&ros adi#ionales de in#endios o fu&as de #on"aminan"es. 8.8.)
7ACTOR DE SUELO S.
Di#>o ar:me"ro fue #lasifi#ado a la norma $ de a#uerdo al ES. Di#>as #ara#"er0s"i#as se u"ili2; ara #lasifi#ar el erfil del suelo% di#>o valor se u"ili2; ara el an:lisis es"ru#"ural de "odos los m;dulos del ro$e#"o% "eniendo en #uen"a la si&uien"e "a/la.
Di#>os ar:me"ros men#ionados se anali2aron ara #ada dire##i;n de an:lisis% vale de#ir ara #ada sis"ema es"ru#"ural.
5.00
COMINACIONES DE CAR;A DE DISEÑO. Las #om/ina#iones de #ar&a ara el dise!o se reali2ar:n emleando los #oefi#ien"es de amlifi#a#i;n dados en la norma eruana E.(-( vi&en"e.
U =1.4 CM + 1.7 CV
U =1.25 ( CM + CV ) ± Cs
U = 0.9 CM±Cs
Combinación de carga de diseño para la dirección X.
COMBC 1=1.4 CM + 1.7 CV COMBC 2 =1.25 ( CM + CV )+Csx COMBC 3 =1.25 ( CM + CV )−Csx COMBC 4 =0.9 CM + Csx COMBC 5 =0.9 CM −Csx ENVOL( X )=COMB 1+ COMB 2 + COMB 3 + COMB 4 + COMB 5 Combinación de carga de diseño para la dirección Y.
COMBC 7 =1.4 CM +1.7 CV COMBC 8 =1.25 ( CM + CV )+ Csy COMBC 9 =1.25 ( CM + CV )−Csy COMBC 10 =0.9 CM + Csy COMBC 11=0.9 CM −Csy
ENVOL ( Y )=COMB 7 + COMB 8 + COMB 9 + COMB 10 + COMB 11
-.((
ANALISIS ESTRUCTURAL
El an:lisis es"ru#"ural del resen"e ro$e#"o se >a reali2ado median"e mJ"odos el:s"i#os $ lineales% ao$ados or un an:lisis ma"ri#ial efe#"uado or el ro&rama de an:lisis es"ru#"ural ETA4S 5. +(,6. La edifi#a#i;n se ideali2; #omo un ensam/lae de muros de #on#re"o armado $ ;r"i#os de #on#re"o armado en #ada una de las dire##iones. Se u"ili2; en las es"ru#"uras lan"eadas un modelo de masas #on#en"radas #onsiderando ) &rados de li/er"ad ara #ada en"reiso% la #ual eval9a + #omonen"es or"o&onales de "rasla#i;n >ori2on"al $ una #omonen"e de ro"a#i;n. Ca/e indi#ar =ue el resen"e an:lisis es del "io "ridimensional or #om/ina#i;n modal Ese#"ral% #onsider:ndose el ,(( K
del ese#"ro de
resues"a de seudo*a#elera#i;n en #ada dire##i;n or searado definido or la a#"ual Norma Peruana 'E*()(*+(,-. El an:lisis es"ru#"ural de la es"ru#"ura resis"en"e% se la reali2; 0n"e&ramen"e en el ro&rama ETA4S versi;n +(,6% Las formas de modo $ fre#uen#ias% fa#"ores de ar"i#ia#i;n modal $ or#en"aes de ar"i#ia#i;n de masas son evaluados or el ro&rama $ verifi#ados reviamen"e. Se #onsider; una dis"ri/u#i;n esa#ial de masas $ ri&ide2 ade#uada ara el #omor"amien"o din:mi#o de la es"ru#"ura anali2ada. Para la de"ermina#i;n de los desla2amien"os m:imos se "ra/a; #on el ese#"ro de dise!o de la norma E()(*+(,-% mul"ili#ando los desla2amien"os m:imos or el fa#"or ',MRRoIIa 'Irre&ulares% verifi#:ndose es"os valores #onforme a la norma vi&en"e. Por re=uerimien"os de la norma E()(*+(,-. La es"ru#"ura de/e es"ar some"ida or lo menos al ( K de la fuer2a es":"i#a /asal ara es"ru#"uras irre&ulares $ el (K de es"a fuer2a ara es"ru#"uras re&ulares% siendo ne#esario es#alar la fuer2a s0smi#a din:mi#a en #aso de =ue es"a fuera menor a la m0nima. La #imen"a#i;n >a sido lan"eada en /ase a Faa"as Aisladas% Faa"as Com/inadas% =ue las mismas fueron anali2ados en el ro&rama SA7E 5 +(,8. Se >an verifi#ado los esfuer2os or flei;n rodu#idos en la #imen"a#i;n $ los esfuer2os or un2onamien"o. En"re las ven"aas =ue ofre#e emlear es"e sis"ema es"ru#"ural
es": la
dis"ri/u#i;n uniforme de resiones so/re el "erreno #on la #onse#uen"e dis"ri/u#i;n uniforme de los esfuer2os rodu#idos en la misma% adem:s% de fa#ili"ar el ro#eso #ons"ru#"ivo.
<.1
ANALISIS POR CAR;AS DE ;RAVEDAD
Para el an:lisis or #ar&as de &ravedad% se #onsider; el eso roio de la es"ru#"ura% $ las so/re#ar&as m0nimas re&lamen"arias ese#ifi#adas en la Norma E(+(.
<.2
ANALISIS SISMICO Se reali2; un es=uema ma"em:"i#o 'modelo ma"em:"i#o =ue es": #onformado or #olumnas% vi&as% muros de #on#re"o armado $ losa ali&erada 'diafra&ma r0&ido.
MODELO MATEMÁTICO A #on"inua#i;n se mues"ra el modelo ma"em:"i#o #on sus rese#"ivas se##iones de los elemen"os es"ru#"urales.
0<.02.01
VIVIENDA MULTIFAMILIAR
Es": #onformado or vi&as (.+6(.8(% (.)((.6(% (.+(?(.(( Columnas re#"an&ulares de 8(?8(% )(?8( muros de #on#re"o armado de (.,6m de esesorB las losas ali&eradas son de (.+(m de esesor.
VISTAS EN 3D Y PORTICO A&A DEL MODELO
VISTA EN PLANTA DE LA LOSA ALI'ERADA Y VISTA 3D DEL MODELO
VISTA DE MUROS DE CONCRETO ARMADO EN CADA DIRECCION A6 ESPECTRO UTILIADO Para los diferen"es modelos ma"em:"i#o reali2ados se u"ili2; dos varian"es de ese#"ros s0smi#os uno ara sis"ema Dual #on un R?1 $ ara muros de es"ru#"urales se u"ili2; #on un R@- se&9n norma E.()(*+(,- Dise!o Sismorresis"en"e. Por lo =ue se "uvo dos ese#"ros ara un edifi#io es de#ir ara #ada dire##i;n de an:lisis. A #on"inua#i;n se mues"ra los ar:me"ros u"ili2ados en el an:lisis s0smi#o
PSEUDO ACELERACION EN LA DIRECCION & (SE'N E.3& 2$#)
PSEUDO ACELERACION EN LA DIRECCION Y&Y (SE'N E.3& 2$#) 6 MASAS ASI;NADAS Para el an:lisis s0smi#o se asi&n; las #ar&as ali#adas a #ada uno de los modelos las #uales ser:n u"ili2adas ara el an:lisis s0smi#o rese#"ivos ara #ada m;dulo% de a#uerdo al "io de es"ru#"ura se #onsider; #omo edifi#a#iones #omunes. Para es"a ar"e se #onsider; el aor"e del +6K de las masas rovenien"es de la so/re#ar&a% el ,((K ara las #ar&as ermanen"e de/ido al "io de es"ru#"ura a #onsiderarse #a"e&or0a C. A #on"inua#i;n se mues"ran los #uadros donde se asi&nan los fa#"ores de #ar&a des#ri"os an"eriormen"e.
D=/)%: C
Car&a muer"a
LI5E Car&a 5iva DEAD Peso Proio C5E
Car&a viva de En"reiso
C6 RESULTADOS DE ANALISIS !. P%"()' M!'!' P!"$(#(,!/$%' Para o/"ener los resul"ados del an:lisis s0smi#o de los dis"in"os m;dulos reali2ados% se #onsider; un an:lisis >as"a al#an2ar un valor suerior al (K de las masas ar"i#ian"es en am/as dire##iones% ara as0 oder al#an2ar las ei&en#ias del re&lamen"o E()(*+(,-% el eriodo fundamen"al de #ada del modelo. A #on"inua#i;n se mues"ran el #uadro #orresondien"e a las masas ar"i#ian"es Modal Participating Mass Ratios Case
Mode
Period (sec)
Sum UX
M!01 M!01 M!01 M!01 M!01 M!01 M!01 M!01 M!01 M!01 M!01 M!01 M!01
$ 2 3 % # * + $ $$ $2 $3
.% .*# .# .$# .$3 .$3% .*2 .#+ .#* .+ . .3* .3%
. %.3 **.*2 **.* ++.*# $. #.3 #.# #.$ +.+ +.+ .+% .+%
Sum UY
#+.3 *3. *3.%$ +*.*% ++.2# +.$ +.$ .#+ %.%* %.%* +.** +.** .+2
M!01 M!01
$
%$.$% .$2
.# .+
.+ .$
P456!0!7 y M1717 81596c681"947 :;4 7;8451" !7 < 4" c101 0654cc6=". 7. D('$"'(=/ M>(! La dis"orsi;n m:ima ermi"ida or RNE en la Norma E(.)(*+(,-. Dise!o Sismorresis"en"e en su ar"0#ulo 6.+. 4rinda un l0mi"e ara el desla2amien"o la"eral de en"re iso de Di>ei (.((1 ara es"ru#"uras de #on#re"o. Para de"erminar #u:l de los dos resul"ados es el m:s #r0"i#o ara el dise!o de es"e ro$e#"o se #onsider; a am/os #asos de an:lisis se&9n sea el #aso del m;dulo anali2ado% $ se verifi#; =ue #umla las dis"orsiones se&9n el #aso de an:lisis.
A #on"inua#i;n se mues"ra los resul"ados de las dis"orsiones m:imas en el modelo anali2ado.
DESPLAZAMIENTO MAIMO POR SISMO &
DERIVAS Y DESPLAZAMIENTOS DE ENTREPISO N$!.? Para reali2ar las #omara#iones #on los resul"ados del ro&rama se >a#e dire#"amen"e $a =ue se #re; un #om/o SISO '??% @@ R los resul"ados mos"rados #omo deriva m:ima no e#eden el valor de (.((1.
@.00 ANÁLISIS Y DISEÑO DE CIMENTACIN.
La #imen"a#i;n de las es"ru#"uras lan"eadas >a sido dimensionada de a#uerdo a las #ar&as ver"i#ales a las =ue se en#uen"ra some"ida de "al manera =ue se ueda o/"ener una resi;n de #on"a#"o #on"ra el "erreno #asi uniforme en "oda la #imen"a#i;n. Para minimi2ar los asen"amien"os diferen#iales $ ara a/sor/er los momen"os de vol"eo rodu#idos or las fuer2as s0smi#as se >an lan"eado Faa"as Aisladas
$ 2aa"as
Com/inadas. El an:lisis $ dise!o es"ru#"ural de la #imen"a#i;n >a sido reali2ado el ro&rama SA7E.
VERIFICACION DE PRESION DEL SUELO
VERIFICACION DE LA DEFORMACION
DISTRI>UCION FINAL DE LA CIMENTACION
ILIO;RAFÍA ,. Normas Peruanas de Es"ru#"uras. Normas TJ#ni#as ara Suelos $ Cimen"a#iones E(6( % Normas TJ#ni#as ara Con#re"o Armado E(-( % Norma TJ#ni#as de Al/a!iler0a E(1( % Norma TJ#ni#a de Edifi#a#i;n E()( Dise!o Sismo resis"en"e % Norma de Car&as E(+( . Lima Per9. +. Ca0"ulo Peruano del Ameri#an Con#re"e Ins"i"u"e ACI ), +(() Normas de Cons"ru##iones en Con#re"o Es"ru#"ural I % Edi#i;n +((( % Lima * Per9. ). Dr. Qor&e Alva Hur"ado% Dr. Hu&o S#ale""i 7arina% In&. Qulio Rivera 7ei;o% In&. Ro/er"o orales .% In&. Luis Fe&arra C.% In&. Eduardo Gamio A.% In&. Cesar 7uen"es Or"i2% In&. Carlos Casa/onne R. Cimen"a#iones de Con#re"o Armado en Edifi#a#iones% ACI% Se&unda Edi#i;n ,). 8. Dr. Luis i&uel 4o22o Ro"ondo% Dr. Horia Aleandro 4ar/a" 4ar/a" Dise!o Sismorresis"en"e de Es"ru#"uras% Ins"i"u"o de la Cons"ru##i;n $ Geren#ia% Edi#i;n +((, * +((+. 6. In&. An&el San 4ar"olomJ% An:lisis de Edifi#ios% Pon"ifi#ia Universidad Ca";li#a del Per9% , Lima * Per9 -. In&. Ro/er"o orales orales Dise!o en Con#re"o Armado% Ins"i"u"o de la Cons"ru##i;n $ Geren#ia% Edi#i;n +((, * +((+. 1. Ponen#ias II Con&reso Na#ional de Es"ru#"uras $ Cons"ru##i;n% ACI Per9% Di#iem/re del +(((. . Ponen#ias ?III Con&reso Na#ional de In&enier0a Civil% ?III CONEIC +((, Puno% Noviem/re del +((, . Quan Or"e&a Gar#0a Con#re"o Armado I $ II% Cuar"a Edi#i;n% Se"iem/re ,). Lima * Per9. ,(. Wilson E. Ha/i/ulla# T>e ETA4S .1.8.
