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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL RESIDENCIA VARGAS 1 RE RESU SUME MEN N La presen presente te memoria memoria contie contiene ne el
resum re sumen en del análisi análisiss y dis diseño eño
estru est ructu ctural ral sis sismo mo re resis sisten tente te de la edi edifca fcació ción n pr propi opieda edad d del señ señor or Dimas German Vargas Llanos, ubicado en el, Barrio Casa Tuya de la Parrouia Calderón, Cantón !uito, pro"incia de Pic#inc#a, el mismo consta de una estructura de uso residencial de $ plantas% La estructura está constituida por la siguiente in&raestructura '% Plant Planta a Ba(a) constitu constituido ido por cocina, cocina, comedor, comedor, sala, sala, baño social% social% *% Plant Planta a alta uno) constitu constituido ido por * dormitor dormitorios, ios, estar, estar, * baños% baños% $% Plant Planta a alta dos) constit constituido uido por un dormitori dormitorio, o, un baño% baño%
11 O!"ETIVO# +&ectuar un nálisis +spectral de la estructura perteneciente al señor señ or Dim Dimas as Ger German man Var argas gas Lla Llanos nos par para a det deter ermin minar ar pos posibl ibles es prob pr oble lema mass es estr truc uctu tura rale les, s, pa para ra es esto to se e& e&ec ectu tuar ara a un an análi álisi siss s-sm ssmic ico o di din nám ámic ico o, as as-- co como mo un una a re" e"is isió ión n de lo loss di" i"er erso soss elementos ue con&orman la estructura en mención, para poder determinar posibles problemas estructurales% Para esto se tomara en cuenta lo indicado en los planos de estructuras%
1$DE%INICION GEOMETRICA La de defn fnici ición ón ge geom om.t .tri rica ca de la es estr truc uctu tura ra de la ed edif ifca caci ción ón es está tá,, esencialme esenc ialmente, nte,
determinad deter minada a por el proyecto proyecto aruitect aruitectónico ónico por por lo
tanto se mantienen la geometr-a, los e(es y ni"eles establecidos% De ac acue uerrdo co con n lo pl plan ante tead ado o en el pr proy oyec ecto to ar aru uit itec ectó tóni nico co la estructura será reali/ada en su totalidad con 0ormigón rmado y cer c ero o +st +struc ructur tural% al% La est estru ructu ctura ra est estará ará con con&or &ormad mada a por la &or &orma ma aruitectónica y "olumetr-a planteadas%
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1& %ILO%O%IA DE DISE'O +l
análisis
estructural
estará
basado
tanto
en
l as
cargas
corrresp cor espond ondien ientes tes al pes peso o pr propi opio o de la est estruc ructur tura a 6c 6car arga ga mue muerta rta7, 7, 6carga "i"a7 y carga s-smica ue consiste en la utili/ación de &uer/a s-smica reducida, con el ob(eto de resistir en el rango elástico parte del sismo y el resto en el rango inelástico mediante la disipación de energ-a ue se logra diseñando la estructura para ue .sta pueda lograr el desarr desarrollo ollo de una una adecuada ductilidad, ductilidad, tratando de de ue las &allas se produ/can por 8e9ión antes ue por corte y la &ormación de un adecuado mecanismo de colapso seg:n las consideraciones del diseño por cap apa acidad establecid ida as por el C;% Debid ido o a la s cara ca ract cter er-s -sti tica cass de la es estr truc uctu tura ra res esul ulta tant nte e co con& n&or orme me al di dise seño ño aruitectónico planteado, aparte del análisis estático, será necesario reali/ar un análisis modal para determinar el comportamiento s-smico "erdadero "erdader o en los di&erentes modos de "ibración%
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1& %ILO%O%IA DE DISE'O +l
análisis
estructural
estará
basado
tanto
en
l as
cargas
corrresp cor espond ondien ientes tes al pes peso o pr propi opio o de la est estruc ructur tura a 6c 6car arga ga mue muerta rta7, 7, 6carga "i"a7 y carga s-smica ue consiste en la utili/ación de &uer/a s-smica reducida, con el ob(eto de resistir en el rango elástico parte del sismo y el resto en el rango inelástico mediante la disipación de energ-a ue se logra diseñando la estructura para ue .sta pueda lograr el desarr desarrollo ollo de una una adecuada ductilidad, ductilidad, tratando de de ue las &allas se produ/can por 8e9ión antes ue por corte y la &ormación de un adecuado mecanismo de colapso seg:n las consideraciones del diseño por cap apa acidad establecid ida as por el C;% Debid ido o a la s cara ca ract cter er-s -sti tica cass de la es estr truc uctu tura ra res esul ulta tant nte e co con& n&or orme me al di dise seño ño aruitectónico planteado, aparte del análisis estático, será necesario reali/ar un análisis modal para determinar el comportamiento s-smico "erdadero "erdader o en los di&erentes modos de "ibración%
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1( CODIGOS ) NORMAS Códigos C; $'>=?? y C; $'>=2> @orma +cuatoriana de la Construcción *2'A6@+C=+7 •
@+C=+=CG Cap-tulo ' C CGE GE
•
@+C=+=D Cap-tulo Cap-tulo * F $ P+L;G P+L;G ;H;CE ;H;CE
•
@+C=+=0H Cap-tulo Cap-tulo 4 +TICTI +TICTI D+ 0H;GJ@E 0H;GJ@E
•
@+C=+ Cap-tulo 1 HHPT+; HHPT+; +TICTILE
•
@+C=+ Cap-tulo ? G+T+C@; F C;H+@T C;H+@TC;@+E C;@+E
•
@+C=+ Cap-tulo '2 V;V;+@D
1(1 MATERIALES ) UNIDADES '% Conc Concrret eto o esist esistencia encia &Kc) &Kc) *'2 g5cm* g5cm* 6"igas, 6"igas, •
escaleras escal eras y columna columnass
indi in dica cada dass en pl plan anos os7, 7, 6C 6Cim imen enta taci ción ón,, en ca caso so de u ue e se •
• •
indiue lo contrario seguir planos7 Hódulo de +lasticidad +lasticidad ) *'3,$32 g5cm* 6&Kc 6&Kc M *'2 g5cm*7 g5cm*7 ) *A*,222 g5cm* 6&Kc M *>2 g5cm*7 Hódulo de Poisso Poisson n Peso +spec-fco
) 2%*2 ) *422 g5m$
*% cer cero o corru corruga gado do es esis iste tenc ncia ia a la la 8ue 8uenc ncia ia Hódulo de +l +lasticidad • •
) 4*2 4*22 2 g5 g5cm cm* * ) *N'22,222 g5cm*
$% esist esistencia encia del del suelo M 'A Ton5m* Ton5m*
1($ Uni*a*e+ Dirección) Geo"anny Calles y Luis Vaccari Tel.&onos) T el.&onos) 1221344 5 *4*2$33
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celeraciones) mO5s
•
lturas) m
•
reas) mO
•
•
Hasas) Qg
•
Periodos) s
•
Peso espec-fco) Qg5m$
•
Velocidad) m5s
&
CARGAS
(
COM!INACIONES DE CARGA Carga Muerta # Peso propio de los elementos Carga Vi,a# *22Qg5cm* uso residencial%
1(& COM!INACION COM!INACIONES ES DE CARGA Las combinaciones básicas de carga seg:n la @+C=+ son) '7 '%4 D *7 '% '%* * D R '%1 '%1 L $7 '% '%* * D R '% '%2 2LS+ 47 2% 2%? ?DS+ Dirección) Geo"anny Calles y Luis Vaccari Tel.&onos) T el.&onos) 1221344 5 *4*2$33
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Par ara a di dise seño ño de ci cime ment ntac acio ione ness se co cons nsid ider eran an la lass co comb mbin inac acio ione ness siguientes) A7 '% '%21 21 D R L 17 '% '%21 21 D R L S + D M carga muerta 6permanente7 6permanente7 L M carga "i"a + M carga de sismo
1- CAPACIDAD P.RTANTE DEL TERRENO ) CONSIDERACIONES DE CIMENT CIME NTACION ACION La capacidad portante admisible del terreno resulta ser de 'AT5m*, seg:n el in&orme entregado en el estudio de suelos% La cim ciment entaci ación ón con consid sidera erada da est está á con con&or &ormad mada a bás básica icamen mente te po porr /apatas aisladas, /apatas conectadas con "igas de cimentación y por cimientos corridos% +n caso de no encontrar terreno frme se colocan sub=/apatas, con la fnalidad de llegar a este%
$
TIPOS DE ANALISIS
nálisis +stático +ui"alente nálisis modal mediante espectro de respuesta
&
ANÁLISIS SISMICO
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La estructura propiedad de la señora Lec#ón se encuentra en la Uona V del mapa de /onifcación s-smica del +cuador, siendo los parámetros de diseño sismo resistente los siguientes)
&1
DETERMINACI.N DE %UER/AS S0SMICAS POR PISO
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Para el análisis dinámico de la edifcación se e&ectuó un análisis por c ombinación modal espectral estipulado Capitulo ;; 6Cargas -smicas y Diseño ismo esistente7 de la norma ecuatoriana de la construcción *2'4% continuación se presenta el espectro ue se le #a aplicado a la estructura utili/ando los parámetros indicados anteriormente% Dirección) Geo"anny Calles y Luis Vaccari Tel.&onos) 1221344 5 *4*2$33
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ESPECTRO DE DISE'O SEGN NEC2SE2SD
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PROGRAMAS DE CÁLCULO
Para el análisis y diseño estructural se emplearán los programas +TB ?%3%2, <+ V'*%2%2 para la cimentación, para el dibu(o de planos se utili/ará utoCD "ersión *2'
%$-
CON%IGURACION
)
MODELO
MATEMATICO
ESTRUCTURA EN EL PROGRAMA SAP$333 V1(1 EVIDENCIA DEL MODELO INGRESADO EN EL ETA!S
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DE
LA
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% signación de estados de carga
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PT;C '
PT;C *
PT;C B
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PT;C C
HH+@T Dirección) Geo"anny Calles y Luis Vaccari Tel.&onos) 1221344 5 *4*2$33
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PT;C *
PT;C
PT;C B Dirección) Geo"anny Calles y Luis Vaccari Tel.&onos) 1221344 5 *4*2$33
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L@G;TID;@L +;@<C;@G PT;C
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PT;C B
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PT;C C
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EVIDENCIA DE CLUMNA %UERTE2NUDO %UERTE2VIGA DE!IL 15A B+H=CLIH@ PT;C *
PT;C 4
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CT@T+ BL D;@H;C
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Fuente-NEC-SE-DS
Los "alores del cortante basal dinámico se encuentran en el >2W
D+C;PC;@
+;D+@C; VG Tn
PESO TOTAL DE LA EDIFICACION ACELERACIÓN ANÁLISIS ESTATICO CORTANTE EN LA BASE ANALISIS ESTATICO CORTANTE EN LA BASE AL 80 DE ANALISIS
186.71 0.23808 44.46 3!.!6
ESTATICO CORTANTE EN "" DEL ANALISIS DINA#ICO CORTANTE EN $$ DEL ANALISIS DINA#ICO
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3!.6! 3!.70
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DERIVAS
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CONTROL DE DESPLA/AMIENTOS LATERALES 4Seg5n An67i+i+ *in68ic9: De acuerdo a la @orma @+C+=D, para el control de los despla/amientos laterales, los resultados deberán ser multiplicados por el "alor de 2%3A para calcular los má9imos despla/amientos laterales de la estructura% e tomaron los despla/amientos del centro de masa y del e(e más ale(ado Los resultados se muestran en la siguiente tabla para cada dirección de análisis%
Fuente% NEC-SE-DS TABLA DE DESPLA&A#IENTOS #A"I#OS
ΔI =0.75∗ R∗ ΔE
; 33$
D@D+) M Coefciente de reducción de respuesta estructural ΔE M despla/amiento relati"o de entrepiso
TA!LA DE CALCULO DE DERIVAS Las deri"as de piso en esta estructura despu.s de aplicados los reuisitos y parámetros especifcados en el @+C=+=D no superan los má9imos permitidos
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+CC;@+)
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MODOS DE VI!RACION Dirección) Geo"anny Calles y Luis Vaccari Tel.&onos) 1221344 5 *4*2$33
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CIMENTACION SA%E V 1$33
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PRESIONES EN EL SUELO
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%UER/AS
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PUN/ONAMIENTO
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Cuando e9istan cargas concentradas intermedias ue act:en sobre las losas, deberán diseñarse las :ltimas para resistir pun/onamiento en * direcciones de manera análoga a la /ona de columnas, pero la sección cr-tica se ubicará perimetralmente a una distancia d5*E del área sobre la ue act:a la carga concentrada% De acuerdo al código C; XC; ''%''%*%'Y, el es&uer/o cortante ue puede resistir el #ormigón ba(o el modelo de pun/onamiento es el menor de) Vc =1.06 √ f ' c 2
β
+¿
1
7
Vc =0.53 √ f c ¿ '
Vc =0.27 √ f ' c (
as∗d bo
+ 2)
Donde) Z) relación del lado largo al lado corto de la columna [s) parámetro ue "ale 42 para columnas interiores, $2 para columnas de borde y *2 para columnas esuineras d) altura e&ecti"a de la losa 6distancia desde el centro de gra"edad del acero de tracción #asta la cara comprimida e9trema% bo) per-metro de la sección cr-tica de cortante de la losa o /apata% Vc =0.27 √ 210 ( Vc =¿
∗
40 12.5 290
+2 )
'4%A3 Qg5cm*
Vc =1.06 √ 210 Vc =15.31 kg / cm 2
'4%A3 Qg5cm* \ 'A%$' Qg5cm*
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Ingeniería y Arquitectura Vc =0.27 √ 210 ( Vc =¿
∗12.5
30
290
+ 2)
'4%A3 Qg5cm*
Vc =1.06 √ 210 Vc =12.88 kg / cm 2
'*%>> Qg5cm* \ 'A%$' Qg5cm* Vc =0.27 √ 210 ( Vc =¿
∗12.5
20
290
+ 2)
'4%A3 Qg5cm*
Vc =1.06 √ 210 Vc =11.19 kg / cm 2
''%'? Qg5cm* \ 'A%$' Qg5cm*
CONCLUSIONES ) RECOMENDACIONES# '% Los despla/amientos son los considerados dentro de la norma ya ue no e9ceden el *W 2,2*m% *% La construcción deberá estar en control de un pro&esional de la ;ngenier-a para cumplir las normas e9istentes en el @+C=+% $% Ba(o ning:n concepto las secciones podrán ser modifcadas para su construcción, ya ue son dimensiones m-nimas ue establece la presente norma% Dirección) Geo"anny Calles y Luis Vaccari Tel.&onos) 1221344 5 *4*2$33