MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAS
Proyecto: "AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS FUNERARIOS DEL CEMENTERIO MUNICIPAL DEL DISTRITO DE VELILLE - CHUMBIVILCAS - CUSCO" Ubicación: Distrito
: Velille
Provincia
: Chumbivilcas Chumbivilcas
Region
: Cusco
Fecha: Octube del 2017
CONTENIDO 1.
CARGAS DE DISEÑO
2.
ESPECTRO DE DISEÑO SÍSMICO
3.
DATOS DE CIMENTACION
4.
MODELADO DE LOS BLOQUES
5.
DIAGRAMAS DE CARGAS
6.
CORTANTES TOTALES
7.
DERIVAS
8.
PARTICIPACIÓN DE MASAS
9.
DISEÑO DE ELEMENTOS DE CONCRETO ARMADO
10. ANEXOS
1. CARGAS CARGA S DE DISEÑO DISEÑO
CARGAS DE SERVICIO SERVICIO - PABELLÓN PABEL LÓN ADMINI A DMINISTRATIV STRATIVO O 1
1
1
1
Norma E.020 1 1 1
1
1
1 DATOS: 1.1 PESOS UNITARIOS Materiales Albañilería de unidades de arcilla huecas Concreto simple Concreto armado Enlucido de mortero de cemento Plancha de yeso para Drywall Teja andina Tubo de acero LAC 50x50x1.5mm Tubo de acero LAC 50x100x2mm
P.U. 1350.00 2300.00 2400.00 2000.00 20.00 7.50 2.25 4.50
Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 kg/m² kg/m² kg/m kg/m
1.2 CARGAS PERMANENTES 1.2.1 Pisos Espe Espeso sorr de cont contra rapi piso so = Espesor de piso =
0. 0.05 05 0.01
m m
1.2.2 1.2.2 Cielorr aso Peso Peso prop propio io de ciel cielor orras rasoo =
35 35.0 .00 0 kg/ kg/m² m²
1.2.3 Muro en soga de albañilería de unidades de arcilla Altura de mu murro = 2.45
m
1.2.4 Muro en cabeza de albañilería de unidades de arcilla Espesor de mu murro = 0.24 Altura de mu murro = 2.45
m m
1.2.5 1.2.5 Tijerales d e acero Long Longititud ud de tije tijera rale less = Espa Espaci ciami amien ento to en entre tre tije tijera rale less = Peso Peso prop propiio = 1.2.6 1.2.6 Correas en tech o Espa Espaci ciami amien ento to de las las corr correa eas, s, sc = Peso propio =
6. 6.30 30 m 2. 2.50 50 m 85. 5.05 05 kg
1. 1.00 00 2.25
m kg/ kg/m
7.5 .50 0
kg/m kg/m²²
1.2.7 1.2.7 Cubi Cubierta erta de teja andin a Peso Peso prop propiio =
1.3 CARGAS VARIABLES 1.3.1 1.3.1 Cargas Cargas vi va en entrepi so Cargas vivas mínimas repartidas de acuerdo a ocupación y uso (Tabla 1, Norma E.030) Descripción Carga Lugares de asamblea asamblea Corredores y escaleras 400.00 kg/ kg/m²
1
V 2.1
Oficinas Exeptuando salas de archivo y computacion Salas de arhivo Corredores y escaleras 1.3.2 1.3.2 Cargas Cargas viv a en las esc aleras Corred Corredore oress y esc escale aleras ras = 1.3.3 1.3.3 Cargas Cargas vi va en el tech o Carga minima en techo techo,, inclinacio inclinacionn menor a 3°, CVT = Inclinación del techo con respecto a la horizontal, α =
1.3.4 1.3.4 Cargas Cargas de ni eve Carg Ca rgaa bás básic ica a de de nie nieve ve sobr sobre e sue suelo lo,, Qs Qs =
250.00 kg/ kg/m² 500.00 kg/ kg/m² 400.00 kg/ kg/m²
400.00 400 .00 kg/m kg/m²²
100.00 kg/m² 100.00 17.00 °
40.0 40.00 0 kg/m kg/m²²
1.3.5 1.3.5 Cargas Cargas de vi ento Factores de forma (Tabla 4, Norma E.030) CONSTRUCCIÓN Barlovento Superficies verticales de edificios +0.8 Anuncios, muros aislados, elementos con una +1.5 dimensión corta en el sentido del viento Tanques de agua, chimeneas y otros de sección +0.7 circular o elíptica Tanques de agua, chimeneas y otros de sección +2.0 cuadrada o rectangular Arcos y cubiertas cilíndricas con un ángulo de +0.8 inclinación que no exceda los 45° Superficies inclinadas a 15° o menos +0.3-0.7 Superficies inclinadas entre 15° y 60° +0.7-0.3 Superficies inclinadas entre 60° y la vertical +0.8 Superficies verticales o inclinadas (planas o +0.9 curvas) paralelas a la direccion del viento * El signo positivo indica presión y el negativo succión. Velo Veloci cida dadd de diseñ diseño, o, V = Altu Altura ra sobr sobree el te terr rren eno, o, h = Factor de forma, barlovento, C (+) = Factor de forma, sotavento, C (-) =
Sotavento -0.6
-0.5 -0.6 -0.6 -0.6 -0.7
80 80.0 .00 0 km/ km/m m 4. 4.11 11 m 0.70 -0.60
2 RESULTADOS: 2.1 CARGAS PERMANENTES 2.1.1 2.1.1 Carga Carga permanent e en entrepis o CP = 174 kg/ kg/m² Debido a; acabados en piso y cieloraso CP = 463.1 kg/ kg/m Debido a; mu murro en soga de ladril rillo CP = 793.8 kg/ kg/m Debido a; mu murro en cabeza de ladril rillo 2.1.2 2.1.2 Carga Carga p ermanente en escaleras CP = 17 1744 kg/m kg/m²² Deb ebiido doss a; acab acabad ados os en piso piso,, ba bara ran nda dass y ciel cielor oras aso o 2.1.4 2.1.4 Carga Carga permanen te en tech o
CPT =
11 119. 9.331 kg
Deb ebiido dos; s; tije tijera rale les, s, corr correa eass y cubi cubier erta ta,, actu actuaa en cada cada ap apoy oyoo de dell tijeral separado a 2.5m.
2.2 CARGAS VARIABLES 2.2.1 2.2.1 Carga Carga viv a en entrepis o CV = 25 250. 0.000 kg/m kg/m²²
Deb ebiido doss a; NTE NTE 0. 0.20 20,, of ofiicina cinass
2.2.2 2.2.2 Carga Carga v iva en escaleras CV = 400. 400.00 00 kg/m kg/m²²
Debi De bido doss a; NTE NTE 0. 0.20 20,, corr corred edor ores es y esca escale lera rass
2.2.3 2.2.3 Carga Carga viv a en techo CVT CVT = 50 CVT/Correa = 50
Kg/m Kg/m²² kg/m
Reduci Redu cida da en 5kg/ 5kg/m² m² cada cada grad gradoo de pend pendie ient ntee por por enci encima ma de 3° CVT/sc
2.2.4 2.2.4 Cargas Cargas de ni eve Qt = 32
kg/m²
Si α<15° => Qt = Qs, 15°<α<=30° => Q t = 0.8Qs Si α>30° => Qt = Cs(0.8Qs)
Qt/Correa =
32
2.2.5 2.2.5 Cargas Cargas de vi ento Vh = 65.79 Barl Barlov oven ento to,, Ph = 15 15.1 .155 Sota Sotavven ento to,, Ph = -12. -12.98 98 Barlov. Ph/correa rea= 15.15 Sota Sotav. v. Ph/co h/corr rrea ea = -12. -12.98 98
kg/m
Qt/sc
Kg/m² Kg/m Kg/m²² Kg/m Kg/m²² Kg/m Kg/m Kg/m
Vh = V*(h/10)^0.22 Ph = 0. 0.0 005 05*C *C*V *Vh^ h^2 2 Ph = 0. 0.0 005 05*C *C*V *Vh^ h^2 2 Ph/sc, barlovento Ph/s Ph/sc, c, sota sotavven ento to
CARGAS DE SERVICIO SERVICIO - PABELL PAB ELLÓN ÓN DE NICHOS NICHOS 1
1
1
1
Norma E.020 1 1 1
1
1
1 DATOS: 1.1 PESOS UNITARIOS Materiales Albañilería de unidades de arcilla huecas Concreto simple Concreto armado Enlucido de mortero de cemento Plancha de yeso para Drywall Teja andina Tubo de acero LAC 50x50x1.5mm Tubo de acero LAC 50x100x2mm
P.U. 1350.00 2300.00 2400.00 2000.00 20.00 7.50 2.25 4.50
Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 kg/m² kg/m² kg/m kg/m
1.2 CARGAS PERMANENTES 1.2.1 Pisos Espe Espeso sorr de cont contra rapi piso so = Espesor de piso =
0. 0.05 05 0.01
m m
1.2.2 1.2.2 Cielorr aso Peso Peso prop propio io de ciel cielor orras rasoo =
36 36.0 .00 0 kg/ kg/m² m²
1.2.3 1.2.3 Muro de c onc reto e = 0.12 Espesor de mu murro = Altura de mu murro =
0.12 0.75
m m
Espesor de mu murro = Altura de mu murro =
0.15 0.75
m m
1.2.4 1.2.4 Muro de c onc reto e = 0.15
1.2.5 1.2.5 Tijerales d e acero Long Longititud ud de tije tijera rale less = Espa Espaci ciami amien ento to en entre tre tije tijera rale less = Peso Peso prop propiio = 1.2.6 1.2.6 Correas en tech o Espa Espaci ciami amien ento to de las las corr correa eas, s, sc = Peso propio =
6. 6.80 80 m 2. 2.50 50 m 91. 1.80 80 kg
1. 1.00 00 2.25
m kg/ kg/m
7.5 .50 0
kg/m kg/m²²
1.2.7 1.2.7 Cubi Cubierta erta de teja andin a Peso Peso prop propiio =
1.3 CARGAS VARIABLES 1.3.1 1.3.1 Cargas Cargas vi va en entrepi so Cargas vivas mínimas repartidas de acuerdo a ocupación y uso (Tabla 1, Norma E.030) Descripción Carga Lugares de asamblea 500.00 kg/ kg/m²
1
V 2.1
1.3.2 1.3.2 Cargas Cargas viv a en las esc aleras Corred Corredore oress y esc escale aleras ras = 1.3.3 1.3.3 Cargas Cargas vi va en el tech o Carga minima en techo techo,, inclinacio inclinacionn menor a 3°, CVT = Inclinación del techo con respecto a la horizontal, α =
1.3.4 1.3.4 Cargas Cargas de ni eve Carg Ca rgaa bás básic ica a de de nie nieve ve sobr sobre e sue suelo lo,, Qs Qs =
500.00 500 .00 kg/m kg/m²²
100.00 kg/m² 100.00 17.00 °
40.0 40.00 0 kg/m kg/m²²
1.3.5 1.3.5 Cargas Cargas de vi ento Factores de forma (Tabla 4, Norma E.030) CONSTRUCCIÓN Barlovento Superficies verticales de edificios +0.8 Anuncios, muros aislados, elementos con una +1.5 dimensión corta en el sentido del viento Tanques de agua, chimeneas y otros de sección +0.7 circular o elíptica Tanques de agua, chimeneas y otros de sección +2.0 cuadrada o rectangular Arcos y cubiertas cilíndricas con un ángulo de +0.8 inclinación que no exceda los 45° Superficies inclinadas a 15° o menos +0.3-0.7 Superficies inclinadas entre 15° y 60° +0.7-0.3 Superficies inclinadas entre 60° y la vertical +0.8 Superficies verticales o inclinadas (planas o +0.9 curvas) paralelas a la direccion del viento * El signo positivo indica presión y el negativo succión. Velo Veloci cida dadd de diseñ diseño, o, V = Altu Altura ra sobr sobree el te terr rren eno, o, h = Factor de forma, barlovento, C (+) = Factor de forma, sotavento, C (-) =
Sotavento -0.6
-0.5 -0.6 -0.6 -0.6 -0.7
80 80.0 .00 0 km/ km/m m 6. 6.35 35 m 0.70 -0.60
2 RESULTADOS: 2.1 CARGAS PERMANENTES 2.1.1 2.1.1 Carga Carga permanent e en entrepis o CP = 175 kg/ kg/m² Debido a; acabados en piso y cieloraso CP = 216.0 kg/ kg/m Debido a; mu murro en soga de ladril rillo CP = 270.0 kg/ kg/m Debido a; mu murro en cabeza de ladril rillo 2.1.2 2.1.2 Carga Carga p ermanente en escaleras CP = 17 1755 kg/m kg/m²² Deb ebiido doss a; acab acabad ados os en piso piso,, ba bara ran nda dass y ciel cielor oras aso o 2.1.4 2.1.4 Carga Carga permanen te en tech o CPT = 12 128. 8.778 kg
2.2 CARGAS VARIABLES 2.2.1 2.2.1 Carga Carga viv a en entrepis o
Deb ebiido dos; s; tije tijera rale les, s, corr correa eass y cubi cubier erta ta,, actu actuaa en cada cada ap apoy oyoo de dell tijeral separado a 2.5m.
CV =
50 500. 0.000 kg/m kg/m²²
2.2.2 2.2.2 Carga Carga v iva en escaleras CV = 500. 500.00 00 kg/m kg/m²²
Debi De bido doss a; NTE NTE 0. 0.20 20,, corr corred edor ores es y esca escale lera rass
2.2.3 2.2.3 Carga Carga viv a en techo CVT CVT = 50 CVT/Correa = 50
Kg/m Kg/m²² kg/m
Reduci Redu cida da en 5kg/ 5kg/m² m² cada cada grad gradoo de pend pendie ient ntee por por enci encima ma de 3° CVT/sc
2.2.4 2.2.4 Cargas Cargas de ni eve Qt = 32
kg/m²
Si α<15° => Qt = Qs, 15°<α<=30° => Q t = 0.8Qs Si α>30° => Qt = Cs(0.8Qs)
Qt/Correa =
32
2.2.5 2.2.5 Cargas Cargas de vi ento Vh = 72.39 Barl Barlov oven ento to,, Ph = 18 18.3 .344 Sota Sotavven ento to,, Ph = -15. -15.72 72 Barlov. Ph/correa rea= 18.34 Sota Sotav. v. Ph/co h/corr rrea ea = -15. -15.72 72
kg/m
Qt/sc
Kg/m² Kg/m Kg/m²² Kg/m Kg/m²² Kg/m Kg/m Kg/m
Vh = V*(h/10)^0.22 Ph = 0. 0.0 005 05*C *C*V *Vh^ h^2 2 Ph = 0. 0.0 005 05*C *C*V *Vh^ h^2 2 Ph/sc, barlovento Ph/s Ph/sc, c, sota sotavven ento to
2. ESPECTRO DE DISEÑO SÍSMICO
ESPECTRO DE DISEÑO SÍSMICO - PABELLÓN ADMINISTRATIVO Norm a E.030 (2016) (2016) Diseño:
RANH
1
1
1
1
Zona =
3
2
3
4
1 DATOS: 1.1 Peligr Peligr o Perf Perfil il de suel suelo o=
S2
Suel Suelos os Inte Interm rmed edio ios s
1.2 1.2 Categoría, Categoría, sistema estructural y regularidad de las edifi caciones Categoría de la edificaciones =
B Sistema estructural = Concreto armado, pórticos Irregularidades estructurales en altura = Regular Irregularidades estructurales en planta = Regular
1.3 Características de la edificación Altura del edificio, hn = Sistema estructural resistente, C T =
3.00
m
35.00
2. RESULTADOS: 2.1 Periodo fundamental T=
0.09
seg.
T = hn/CT
2.2 Fuerza cortant e en la base 2.2.1 Factor de zona Z=
0.35
2.2.2 Factor de uso U=
1.30
2.2.3 Factor de amplificación sísmica Tp(s) = 0.60 TL(s) =
2.00
De acuerdo a las características de sitio, se define el factor de amplificación sísmica por: Caso 1 C=
2.50
C = 2.5, Si, T < T p
17.50
C = 2.5*(T p/T), Si, Tp < T < TL
35.00
C = 2.5*(T p*TL/T), Si, T > TL
Caso 2 C= Caso 3 C=
Aplica Caso 1 C=
2.50
2.2.4 Factor de suelo S=
1.15
C = 2.5*(Tp*TL/T2)
5
V 2.1
2.2.5 Coeficiente de reducción de las fuerzas sísmicas R0 = 8.00 Coeficiente básico de reducción sísmica Ia = Factor de irregularidad Ia 1.00 Ip = R=
1.00 8.00
Factor de irregularidad Ip R = R0*Ia*Ip
2.2.6 Coeficiente de fuerza cortante en la base V=
0.164
V = ZUCS/R
2.3 2.3 Espectro inelástico de ps eudo-acelera eudo-aceleraciones ciones T (s eg .) C ZUSC/R
Sa
0.000
2.50
0.164
1.604
0.025
2.50
0.164
1.604
0.050
2.50
0.164
1.604
0.075
2.50
0.164
1.604
0.100
2.50
0.164
1.604
0.200
2.50
0.164
1.604
0.300
2.50
0.164
1.604
0.400
2.50
0.164
1.604
0.500
2.50
0.164
1.604
1.000
1.50
0.098
0.962
1.500
1.00
0.065
0.642
2.000
0.75
0.049
0.481
2.500
0.48
0.031
0.308
3.000
0.33
0.022
0.214
3.500
0.24
0.016
0.157
4.000
0.19
0.012
0.120
4.500
0.15
0.010
0.095
5.000
0.12
0.008
0.077
6.000
0.08
0.005
0.053
7.000
0.06
0.004
0.039
8.000
0.05
0.003
0.030
9.000
0.04
0.002
0.024
10.000
0.03
0.002
0.019
12.000
0.02
0.001
0.013
14.000
0.02
0.001
0.010
16.000
0.01
0.001
0.008
18.000
0.01
0.001
0.006
20.000
0.01
0.000
0.005
25.000
0.00
0.000
0.003
30.000
0.00
0.000
0.002
35.000
0.00
0.000
0.002
40.000
0.00
0.000
0.001
45.000
0.00
0.000
0.001
50.000
0.00
0.000
0.001
55.000
0.00
0.000
0.001
60.000
0.00
0.000
0.001
Periodo Periodo fundamental VS Aceleración Aceleración espectral
Aceleracion espectral 1.800 1.600
l a r 1.400 t c e 1.200 p s e 1.000 n ó i 0.800 c a r 0.600 e l e c 0.400 A
0.200 0.000 0.000
10.000
20.000
30.000
Periodo fundamental
40.000
50.000
60.000
ESPECTRO DE DISEÑO SÍSMICO - PABELLÓN DE NICHOS Norm a E.030 (2016) (2016) Diseño:
RANH
1
1
1
1
Zona =
3
2
3
4
5
1 DATOS: 1.1 Peligr Peligr o Perf Perfil il de suel suelo o=
S2
Suel Suelos os Inte Interm rmed edio ios s
1.2 1.2 Categoría, Categoría, sistema estructural y regularidad de las edifi caciones Categoría de la edificaciones =
B Sistema estructural = Concreto armado, muros de ductilidad limitada Irregularidades estructurales en altura = Regular Irregularidades estructurales en planta = Regular
1.3 Características de la edificación Altura del edificio, hn = Sistema estructural resistente, C T =
6.35
m
60.00
2. RESULTADOS: 2.1 Periodo fundamental T=
0.11
seg.
T = hn/CT
2.2 Fuerza cortant e en la base 2.2.1 Factor de zona Z=
0.35
2.2.2 Factor de uso U=
1.30
2.2.3 Factor de amplificación sísmica Tp(s) = 0.60 TL(s) =
2.00
De acuerdo a las características de sitio, se define el factor de amplificación sísmica por: Caso 1 C=
2.50
C = 2.5, Si, T < T p
14.17
C = 2.5*(T p/T), Si, Tp < T < TL
28.35
C = 2.5*(T p*TL/T), Si, T > TL
Caso 2 C= Caso 3 C=
Aplica Caso 1 C=
2.50
2.2.4 Factor de suelo S=
1.15
C = 2.5*(Tp*TL/T2)
V 2.1
2.2.5 Coeficiente de reducción de las fuerzas sísmicas R0 = 4.00 Coeficiente básico de reducción sísmica Ia = Factor de irregularidad Ia 1.00 Ip = R=
1.00 4.00
Factor de irregularidad Ip R = R0*Ia*Ip
2.2.6 Coeficiente de fuerza cortante en la base V=
0.327
V = ZUCS/R
2.3 2.3 Espectro inelástico de ps eudo-acelera eudo-aceleraciones ciones T (s eg .) C ZUSC/R
Sa
0.000
2.50
0.327
3.208
0.025
2.50
0.327
3.208
0.050
2.50
0.327
3.208
0.075
2.50
0.327
3.208
0.100
2.50
0.327
3.208
0.200
2.50
0.327
3.208
0.300
2.50
0.327
3.208
0.400
2.50
0.327
3.208
0.500
2.50
0.327
3.208
1.000
1.50
0.196
1.925
1.500
1.00
0.131
1.283
2.000
0.75
0.098
0.962
2.500
0.48
0.063
0.616
3.000
0.33
0.044
0.428
3.500
0.24
0.032
0.314
4.000
0.19
0.025
0.241
4.500
0.15
0.019
0.190
5.000
0.12
0.016
0.154
6.000
0.08
0.011
0.107
7.000
0.06
0.008
0.079
8.000
0.05
0.006
0.060
9.000
0.04
0.005
0.048
10.000
0.03
0.004
0.038
12.000
0.02
0.003
0.027
14.000
0.02
0.002
0.020
16.000
0.01
0.002
0.015
18.000
0.01
0.001
0.012
20.000
0.01
0.001
0.010
25.000
0.00
0.001
0.006
30.000
0.00
0.000
0.004
35.000
0.00
0.000
0.003
40.000
0.00
0.000
0.002
45.000
0.00
0.000
0.002
50.000
0.00
0.000
0.002
55.000
0.00
0.000
0.001
60.000
0.00
0.000
0.001
Periodo Periodo fundamental VS Aceleración Aceleración espectral
Aceleracion espectral 3.500 l 3.000 a r t c 2.500 e p s e 2.000 n ó i 1.500 c a r e l 1.000 e c A
0.500 0.000 0.000
10.000
20.000
30.000
Periodo fundamental
40.000
50.000
60.000
3. DATOS DE CIMENTACION
CALCULO CALCUL O DE CIMENTACIONES CIMENTACIONES Norma E.060
DATOS:
De acuerdo al estudio de suelo se tiene Tipo de suelo: Rocas Lutitas Peso especifico = 1.79 Tn/m3 Angulo de friccion interna, Ø = Finalmente consideramos un, q a =
35.75
°
1.31
Profundidad de cimentacion, D f =
1.00
Kg/cm m
RESULTADOS: El modulo d e Winkler
Winkler =
2.76
Kg/cm
3
2
Df minimo
4. MODELA MODELADO DO DE LOS BL OQUES OQUES La idealización de la estructura se realizó mediante el programa de análisis y diseño de sistemas de edificación ETABS v16.1.0; en él, se realizó el modelamiento matemático tridimensional. Seguidamente Seguidamente se muestran los modelos realizados para la idealización idealización del proyecto.
PABELLÓN PABEL LÓN ADMIN A DMINISTRATIV ISTRATIVO O
PABELLÓN PABEL LÓN - NICHOS
5. DIAGRAMAS DE CARGAS COMBINACIÓN DE CARGAS De acuerdo a la norma E.060 los factores de amplificación de carga U = 1.4 CM + 1.7 CV U = 1.25 (CM + CV) ± CS U = 0.9 CM ± CS Donde: CM: Efecto de la carga permanente CV: Efecto de la carga viva CS: Efecto de la carga sísmica
PABELLÓN ADMINISTRATIVO Diagrama de Fuerza axial de la envolvente: Eje “A” (Ton)
Diagrama de Momento 3- 3 de la envolvente: Eje “A” (Ton.m)
Diagrama de Cortantes 2- 2 de la envolvente: Eje “A” (Ton)
PABELLÓN – NICHOS Diagrama de Fuerza axial axial de d e la envolv ente: F22 (Ton) (Ton) x10 x 10 3
Diagrama de Momento 3-3 de la envol envol vente: M11 M11 (Ton.m) x10 3
Diagrama de Cort Cort antes 2-2 de la envo envolvent lvente: e: “V23” (Ton) x103
6. CORTANTES TOTALES PABELLÓN ADMINISTRATIVO Cortante Estático XX = 3.06 Ton YY = 3.06 Ton Cortante Dinámico, de diseño. XX = 2.50 Ton YY = 2.90 Ton
PABELLÓN – NICHOS Cortante Estático XX = 84.00 Ton YY = 84.00 Ton Cortante Dinámico, de diseño. XX = 69.14 Ton YY = 67.84 Ton
7. DERIVAS PABELLÓN ADMINISTRATIVO
Derivas máximas del ultimo nivel: XX = 0.000310*0.75*7 = 0.00163 YY = 0.000518*0.75*7 = 0.00272
PABELLÓN – NICHOS
Derivas máximas del ultimo nivel: XX = 0.00006*0.75*7 0.00006*0.75*7 = 0.0014 YY = 0.00004*0.75*7 = 0.0010
8. PARTICIPACIÓN DE MASAS PABELLÓN ADMINISTRATIVO Case Mode Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Period (sec) 0.200 0.178 0.165 0.141 0.139 0.132 0.114 0.104 0.085 0.081 0.074 0.074
UX
UY
UZ
Sum UX
Sum UY
Sum UZ
0.6014 0.0000 0.0000 0.0000 0.3953 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
0.0000 0.9318 0.0152 0.0499 0.0000 0.0006 0.0001 0.0018 0.0001 0.0002 0.0000 0.0002
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
0.601 0.601 0.601 0.601 0.997 0.997 0.997 0.997 0.997 0.997 0.997 0.997
0.000 0.932 0.947 0.997 0.997 0.997 0.998 0.999 0.999 1.000 1.000 1.000
0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
PABELLÓN – NICHOS Case
Mode
Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Period (sec) 0.043 0.034 0.032 0.017 0.015 0.012 0.010 0.010 0.010 0.010 0.009 0.008
UX
UY
UZ
Sum UX
Sum UY
Sum UZ
0.0000 0.8141 0.0001 0.0000 0.0000 0.1144 0.0000 0.0000 0.0035 0.0000 0.0000 0.0202
0.1964 0.0000 0.5452 0.0003 0.0388 0.0000 0.0008 0.0949 0.0003 0.0501 0.0002 0.0000
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
0.000 0.814 0.814 0.814 0.814 0.929 0.929 0.929 0.932 0.932 0.932 0.952
0.196 0.196 0.742 0.742 0.781 0.781 0.782 0.876 0.877 0.927 0.927 0.927
0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
9. DISEÑO DE ELEMENTOS DE CONCRETO CONCRETO ARMADO ARMA DO El diseño consiste de la determinación de las dimensiones finales de los elementos estructurales, así como las cantidades de refuerzo y detalles de los mismos. Este diseño se basa en el RNE E.060 Concreto Armado (2009).
FACTORES DE REDUCCIÓN DE RESISTENCIA φ Flexión: 0.90 Carga axial de tracción con o sin flexión: 0.90 Carga axial de compresión con o sin flexión (espiral): 0.75
Carga axial de compresión con o sin flexión (estribo): 0.70 Cortante: 0.85 Torsión: 0.85 Aplastamiento del concreto: 0.70
DISEÑO DE ELEMENTOS SUJETOS A FLEXIÓN Los principales elementos estructurales sometidos a flexión son las vigas, losas y escaleras, para estos elementos el diseño por flexión se realiza en base a las hipótesis siguientes:
Equilibrio estático
Compatibilidad Compatibilid ad de deformaciones deformacione s
Los elementos en flexión están sujetos a momentos flectores debido a cargas permanentes, cargas vivas y cargas laterales de sismo. Sobre la base del análisis estructural, para cada elemento en flexión, es posible dibujar los diagramas de momento flector para cada tipo de carga, mediante la aplicación de las combinaciones de carga y factores de amplificación de carga de la Norma E-060 (2009) del Reglamento Nacional de Edificaciones es posible determinar la envolvente de momentos flexionantes últimos para cada elemento en flexión y calcular la sección adecuada de concreto y el refuerzo necesario. Cabe aclarar que en zonas sísmicas los momentos flexionantes de diseño se corrigen en base al capítulo 21 de la norma E-060 (2009) del RNE. El diseño de los diferentes elementos sujetos a flexión incluye el cálculo de los siguientes parámetros:
Condición de diseño por flexión: M u < φ Mn
Momento nominal: φM n = φ ρ f y b d2 (1−0.59 ρ f y / f′ c)
Refuerzo mínimo en tracción: As min = 0.70 √f′c b d/f y
Refuerzo máximo en tracción: As max=0.364 β1f′ cf y b d
Refuerzo en condición balancea balanceada: da: As b=0.5 β1f′ cf y b d
DISEÑO DE ELEMENTOS SUJETOS A CORTE El diseño por corte consiste en proveer de suficiente resistencia a fuerza cortante mediante la sección de concreto y el refuerzo transversal, esta resistencia (Vn) debe ser mayor a la fuerza de corte actuante (Vu). El refuerzo propuesto es verificado por Acero Mínimo y Separación Máxima según los requerimientos de la norma E-060 (2009) del RNE. En zonas sísmicas el corte actuante o de diseño (Vu) se debe determinar según el capítulo 21 de la norma E-060 (2009) del RNE, en él se considera que la fuerza cortante de diseño resulta de la acción de la fuerza cortante corta nte debido a cargas gravitacionales y la fuerza cortante relacionada relacion ada al desarrollo de los momentos flectores nominales (resistentes) de los extremos del elemento analizado. Así mismo son especialmente importantes las especificaciones para el estribado de elementos estructurales estructurales en zonas sísmicas del d el RNE. Las ecuaciones empleadas en el diseño por corte son las siguientes:
Condición de diseño por corte: Vu < φ (Vc+Vs) Cortante resistido por el concreto: Vc = 0.53 √f′c b d Refuerzo mínimo por corte: corte: Avmin = 0.20 √f′c b S fy ≥ 3.5 b S fy fy Cortante resistido por el refuerzo: Vs = Av fy dS Cortante máximo resistido por el refuerzo: Vsmax = 2.1 √f′c b d Parámetro para definir la separación máx.: 1.1 √f′c b d
DISEÑO DE ELEMENTOS SUJETOS A FLEXOCOMPRESION Se aplica a elementos sometidos a flexión y carga axial como las columnas, placas (muros de corte) y muros de sótano. Las hipótesis de diseño son las mismas hipótesis de los elementos en flexión. Los elementos sometidos a flexocompresión se diseñan para la acción del momento flector máximo (Mu) que acompaña a la carga axial ultima (Pu). En el caso de requerirse se verifican los efectos de esbeltez en cuyo caso el momento ultimo (Mu) debe ser amplificado. amplificado. El diseño de estos elementos comprende la determinación de los DIAGRAMAS DE INTERACCIÓN y en base a ellos evaluar si las cargas que producen la flexo-compresión están dentro de los límites de resistencia.
Algunos parámetros empleados en el diseño por flexo-compresion son:
Condición de diseño: (Mu ,Pu) < (φMn ,φPn) Fza. axial nominal (ref. en es piral): φPn max = 0.85 φ [0.85 f′c ( − )+ ] Fza. axial nominal (estribos): φPn max = 0.80 φ [0.85 f′c ( − )+ ] Cuantía mín. elem. en compresión: compresión: ρmin = 0.01 Cuantía máx. elem. en compresión: compresión: ρmin = 0.06
En zonas sísmicas se siguen las especificaciones del capítulo 21 de la norma E-060 del RNE referentes a los empalmes, resistencia mínima a flexión, resistencia a cortante, refuerzo longitudinal, refuerzo de confinamiento (longitud de la zona de confinamiento, separación máxima del refuerzo dentro de la zona de confinamiento, separación máxima del refuerzo fuera de la zona de confinamiento) confinamiento) y refuerzo transversal en nudos.
DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN La función de la cimentación es transmitir con seguridad las cargas de la edificación al terreno, sin asentamientos laterales peligrosos para la estructura y sin exceder el esfuerzo admisible del terreno. Según las zonas y requerimientos de cargas, se diseñaron estructuras monolíticas de cimentación de concreto armado. Los detalles de este sistema de cimentación se muestran en los planos de estructuras y de detalles. El diseño de los diferentes elementos de cimentación del proyecto incluye el cálculo de los siguientes parámetros:
Excentricidad: Excentricidad: M = e Pe = Md+MlPd+Pl Esfuerzo neto del terreno: qe = qa−δs hf−δc t−s/c
Dimensionamiento: Dimensionamiento: A = Pd+Plqe Reacción neta del terreno: qu = 1.4 Pd+1.7 PlA Verificación por corte - flexion: Vu<Ø Vc Verificación por corte - punzona punzonamiento: miento: Vu<Ø Vc
DISEÑO DE ELEMENTOS DE ACERO El diseño de los elementos de acero se realizó por el método métod o de Factores de Carga y Resistencia Resistenc ia (LRFD), para el que se debe cumplir que la resistencia requerida Ru sea menor o igual que la resistencia nominal Rn afectada por su correspondiente factor de reducción de resistencia:
Las combinaciones de carga asociadas a este método son las siguientes: 1.- 1.4 D 2.- 1.2 D + 1.6 L + 0.5 (S ó R) 3.- 1.2 D + 1.6 (S ó R) + (0.5 L ó 0.8 W) 4.- 1.2 D + 1.3 W + 0.5 L + 0.5 (S ( S ó R) 5.- 1.2 D ± 1.0 E + 0.5 L + 0.2 S 6.- 0.9 D ± (1.3 W ó 1.0 E) Donde: D = efecto de la carga permanente L = efecto de la carga viva S = efecto de la carga de nieve W = efecto de la carga de viento E = efecto de sismo R = efecto de la carga por lluvia o granizo En el presente proyecto se diseñaron la estructura de cerramiento consistente en pórticos de acero y las estructuras de techo t echo consistentes en armaduras metálicas metálicas y correas metálicas. Estos elementos por sus características geométricas y de apoyo son elementos sometidos a FLEXION y CORTE, por lo que el diseño consiste básicamente en proporcionar la adecuada resistencia ante estos efectos. La resistencia nominal a Flexión se determinó en base a los estados siguientes: Fluencia: Pandeo Local de Ala:
Pandeo Local de Alma: La resistencia nominal a Corte se determinó considerando miembros con simetría doble:
Donde el coeficiente de corte Cv, se determina de la siguiente manera:
Con Kv igual a:
El análisis y el diseño se realizaron por medio del programa de cálculo ETABS, en él se determinaron las resistencias requeridas, requeridas, así como las resistencias nominales.
10. ANEXOS 10.1 Diseño de vigas – Pabellón Pabellón Administrativo 10.2 Diseño de losas – Pabellón Nichos
DISEÑO DISEÑO DE VIGAS - V101 (TRAMO A-B) - PABEL PA BELLÓN LÓN ADMIN. A DMIN. Norma E.060 (Capítulos 9, 10, 11), ACI 318-11 (Capítulos 9, 10, 11) 1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
DATOS: 1.0 Sección de la viga
Nomenclatura b=
25.00
cm
h=
30.00
cm
r=
4.00
cm
2.0 Parámetros de diseño
As(-)
h = 30
Momento ultimo positivo, Mu (+) =
0.30
Tn.m
Momento ultimo negativo, Mu (-) =
0.37
Tn.m
Cortante ultimo, Vu =
0.59
Tn
Resistencia a la compresión del concreto, f'c = 210.00 kg/ kg/cm2 Limite de fluencia del acero, f y = 4280 4280.0 .00 0 kg/cm kg/cm2 2 Factor de resistencia en flexión, Ф =
As(+)
r=4
b = 25
0.9
Factor de resistencia en corte, Ф = Diámetro del refuerzo transversal (estribo), Ф se =
0.75 3/8
pulg.
Diámetro de acero pre dimensionado, Ф sp =
5/8
pulg.
RESULTADOS: 1. Calculo Calculo del refuerzo de acero principal positiv o 1.1 Área de acero d = h – r – Ф se - Фsp/2
d= β1 =
24.25 0.85
cm
As =
0.32
cm2
As = Mu/(Ф*f y*(d – a/2)
a=
0.31
cm
a = As*f y/(0.85*f'c*b)
β1 = 0.85, si f'c > 280 kg/cm² → β1 = 0.85 – 0.05(f' c – 280)/70
1.2 Cuantías ρ = As/(b*h)
ρ = 0.0005 ρb = 0.0207 ρmin = 0.0024
ρb = β1*0.85*f'c/f y*(6000/(6000 + f y)) ρmin = 0.7*SQRT(f'c)/f y
ρmax = 0.0155 ρdiseño = 0.0024
ρmax = 0.75*ρb ρdiseño: El mayor entre ρ y ρmin
ρd < ρmax, Ok.
1.3 Acero Acero a usar As =
Usar:
2
1.44 5/8
cm2
As = ρd*(b*d)
"
2. Calculo Calculo de refuerzo de acero principal negativo 2.1 Área de acero d = h – r – Ф se - Фsp/2
d= β1 =
25.21 0.85
cm
As =
0.39
cm2
As = Mu/(Ф*f y*(d – a/2)
a=
0.38
cm
a = As*f y/(0.85*f'c*b)
β1 = 0.85, si f'c > 280 kg/cm² → β1 = 0.85 – 0.05(f' c – 280)/70
2.2 Cuantías ρ = 0.0006 ρb = 0.0207
ρ = As/(b*h) ρb = β1*0.85*f'c/f y*(6000/(6000 + f y))
ρmin = 0.0024 ρmax = 0.0155
ρmin = 0.7*SQRT(f'c)/f y ρmax = 0.75*ρb
ρdiseño = 0.0024
ρdiseño: El mayor entre ρ y ρmin
ρd < ρmax, O.K.
2.3 Acero Acero a usar As =
Usar:
2
1.49 5/8
cm2
As = ρd*(b*h)
"
3. Calculo de refuerzo de acero transvers al 3.1 Cortante Nominal Vn =
0.79
Tn
Vn = Vu/Ф,
Ф(corte) = 0.75
3.2 3.2 Cortante que resiste el co ncreto Vc =
4.84
Tn
Vc = 0.53*SQRT(f'c)*bw*h
Vn ≤ Vc, Vs = Vsmin, O.K.
3.3 Cortante que resiste el acero transversal Vs =
0.00
Tn
Vs = Vn - Vc
3.4 Área de acero Usar:
Ast =
3/8
s=
15.00
pulg. cm
4. Distribuci ón de acero posit ivo Diámetro As 5/8
pulg.
1
und.
Numero de espacios Separación entre ejes extremos de acero principal 15.41
cm
Separación entre ejes de acero principal 15.41
cm
Separación libre entre acero principal 13.83
cm
13.83
>
2.38
→
Ok!
2.38
→
Ok!
5. Distribuci ón de acero negativo Diámetro As 5/8
pulg.
1
und.
Numero de espacios Separación entre ejes extremos de acero principal 15.41
cm
Separación entre ejes de acero principal 15.41
cm
Separación libre entre acero principal 13.83
cm
13.83
>
6. Distribuci ón de acero transversal
Zona de confinamiento Longitud de confinamiento 60
cm
Espaciamiento de estribos Caso, (a) Caso, (b) (b)
7.50 15.88
cm cm
d/4 10*db(As principal)
Caso, (c)
22.86
cm
24*db(As transversal)
Caso, (d)
30.00
cm
RNE. E.060
5.00
cm
Usar: Zona central
Espaciamiento de estribos Del Del cal calcul culo:
15.0 15.00 0
cm
Máximo:
15.00
cm
Usar:
15.00
cm
Zona de transició transició n Usar: 10.00 cm
RNE E.060
Opcional
Usar::
[email protected],
[email protected], Usar
[email protected],
[email protected],
[email protected]
DISEÑO DE LOSA MACIZA - PABELL PAB ELLÓN ÓN DE NICHOS NICHOS Norma E.060 (Capítulos 9, 10, 11), ACI 318-11 (Capítulos 9, 10, 11) 1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1. DATOS: 1.1 Sec c i ó n d e l a v i g a
L o s a d e e s c a l er a b=
100.00 cm
h=
12.00
cm
r=
2.50
cm
h = 12 b = 100
1.2 Parámetros de diseño Momento ultimo positivo, Mu (+) =
0.10
Tn.m
Momento ultimo negativo, Mu (-) =
0.10
Tn.m
Cortante ultimo, V u =
0.20
Tn
Resistencia a la compresión del concreto, f' c = 210.00 kg/ kg/cm2 Limite de fluencia del acero, f y = 4280 4280.0 .00 0 kg/cm2 kg/cm2 Factor de resistencia en flexión, Ф =
0.9
Factor de resistencia en corte, Ф = Diámetro del refuerzo transversal (estribo), Ф se =
0.75 3/8
pulg.
Diámetro de acero pre dimensionado, Ф sp =
1/2
pulg.
2. RESULTADOS: 2.1. 2.1. Calculo Calculo del r efuerzo de acero acero pr incipal p ositi vo Área d e acero acer o d = h – r – Ф se - Фsp/2
d= β1 =
7.91 0.85
cm
As =
0.33
cm2
As = Mu/(Ф*f y*(d – a/2)
a=
0.08
cm
a = As*f y/(0.85*f'c*b)
β1 = 0.85, si f' c > 280 kg/cm² → β1 = 0.85 – 0.05(f' c – 280)/70
Cuantías ρ = As/(b*h)
ρ = 0.0004 ρb = 0.0207 ρmin = 0.0024
ρb = β1*0.85*f'c/f y*(6000/(6000 + f y)) ρmin = 0.7*SQRT(f'c)/f y
ρmax = 0.0155 ρdiseño = 0.0024
ρmax = 0.75*ρb ρdiseño: El mayor entre ρ y ρmin
ρd < ρmax, Ok.
Acer o a u sar As =
Usar:
4
1.88 3/8
cm2
As = ρd*(b*d)
"
2.2. 2.2. Calculo Calculo d e refuerzo de acero princ ipal negativo Área d e acero acer o d = h – r – Ф se - Фsp/2
d= β1 =
8.87 0.85
cm
As =
0.33
cm2
As = Mu/(Ф*f y*(d – a/2)
a=
0.08
cm
a = As*f y/(0.85*f'c*b)
β1 = 0.85, si f' c > 280 kg/cm² → β1 = 0.85 – 0.05(f' c – 280)/70
Cuantías ρ = 0.0004 ρb = 0.0207
ρ = As/(b*h) ρb = β1*0.85*f'c/f y*(6000/(6000 + f y))
ρmin = 0.0024 ρmax = 0.0155
ρmin = 0.7*SQRT(f'c)/f y ρmax = 0.75*ρb
ρdiseño = 0.0024
ρdiseño: El mayor entre ρ y ρmin
ρd < ρmax, O.K.
Acer o a u sar As =
Usar:
4
2.10 3/8
cm2
As = ρd*(b*h)
"
2.3. Calculo de refuerzo de acero transversal Cortante nominal Vn =
0.27
Tn
Vn = Vu/Ф,
Ф(corte) = 0.75
Cortante que resiste el concreto Vc =
6.81 Vc =
Tn 6.81
Vc = 0.53*SQRT(f'c)*bw*h >
Vn =
0.27
Vn ≤ Vc, O.K.
