Memoria de calculo La reserva de Surco

MEMORIA DE CALCULO DE ESTRUCTURAS

PROYECTO CONJUNTO RESIDENCIAL LA RESERVA DE SURCO

Febrero 2,014

MEMORIA DE CÁLCULO DE ESTRUCTURAS “CONJUNTO RESIDENCIAL – RESERVA DE SURCO”

1.- DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO La presente memoria de cálculo se refiere al Proyecto Estru ctural de un “CONJUNTO RESIENCI!L " RESER#! E SURCO$ u%icado en el P!S!JE CO&'!TE E !'T!O N( )*+ IST, S!NTI!-O E SURCO EP!RT!&ENTO E LI&!, Se reali.ará el si/uiente informe para un análisis s0smico espacial modal del con1unto residencial completa, ! continuaci2n mostramos la planta /eneral del “CONJUNTO RESIENCI!L " RESER#! E SURCO$

Figura N° 1 Vista general

2.- ANALISIS ESTRUCTURAL espu3s de la compati%ili.aci2n con la ar4uitectura5 se procedi2 a reali.ar el análisis estructural de la estructura comprendida de columnas5 muros estructurales5 muros de al%a6iler0a confinada5 7i/as5 7i/uetas y losas, 2.1.- MODELO ESTRUCTURAL 2.1.1.- Geometrí e acuerdo a las medidas indicadas en el plano de ar4uitectura5 se procedi2 a 8acer un modelo tridimensional con tres coordenadas dinámicas por ni7el5 tomando en cuenta deformaciones por fle9i2n5 fuer.a cortante y car/a a9ial, Los apoyos se consideraron como empotramientos perfectos en el primer piso, 2.1.2.- Mter!"e# Ut!"!$%o# Para las estructuras de concreto armado se 8a empleado concreto de f:c;<)= >/?cm < y acero corru/ado de /rado @= fy; A<== >/?cm<, 2.1.&.- Cr'# Vert!("e#. Cr' m)ert# •

Concreto /?mB

•

!cero *+= >/?mB

Tal como lo indica la Norma E,=<=5 las so%recar/as utili.adas sonD )== >/?m< para tec8o de a.otea, 2.1.*.- Mo%e"o E#tr)(t)r" Con la /eometr0a anteriormente descrita y los materiales indicados se procedi2 a 8acer un análisis de la estructura, 2.2- AN+LISIS S,SMICO 2.2.1.- PAR+METROS S,SMICOS El análisis s0smico se desarroll2 de acuerdo a las indicaciones de la Norma Peruana de ise6o Sismorresistente E,==, Se emple2 un modelo tridimensional con tres coordenadas dinámicas por ni7el5 tomando en cuenta deformaciones por fle9i2n5 fuer.a cortante y car/a a9ial, Los apoyos se consideraron como empotramientos perfectos en el )er piso, La Norma E,== se6ala 4ue al reali.ar el análisis s0smico empleando el m3todo de superposici2n espectral se de%e considerar como criterio de superposici2n el ponderado entre la suma de a%solutos y la media cuadrática se/Fn se indica en la si/uiente ecuaci2nD

!lternati7amente se puede utili.ar como criterio de superposici2n la Com%inaci2n

Cuadrática Completa GCHC, En el presente análisis se utili.2 este Fltimo criterio, Para la determinaci2n del espectro de pseudo aceleraciones s0smicas5 usamos la relaci2n dada por la Norma Peruana de ise6o Sismorresistente5 la cual indica 4ue dic8o espectro se determina por la si/uiente relaci2nD ondeD  D

Kactor de .ona,

U D

Kactor de Uso o de importancia,

S D

Kactor del suelo,

C D

Coeficiente de amplificaci2n s0smico,

R D

Coeficiente de reducci2n de solicitaciones s0smicas,

PARA NUESTRO C ASO DEL LOUE A/  ; =,A

Por ser .ona  de acuerdo al re/lamento,

U ; ),=

Edificaciones Comunes,

S ; ),=

Por ser considerado suelo tipo S) TpGs ; =,A=

R9 ;

Sistema ual Irre/ular,

A,+=

Ry ;

A,+=


C ;

=,MMM

Coeficiente de !mplificaci2n S0smica,

E#0e (tro %e A(e"er (!oe# USC 3 R <,+=

<,==

),+=

S

S4

),==

S5

=,+=

=,== =,==

=,+=

),==

),+=

T

<,==

<,+=

,==

PARA NUESTRO CASO DEL LOUE /  ; =,A

Por ser .ona  de acuerdo al re/lamento,

U ; ),=

Edificaciones Comunes,

S ; ),=

Por ser considerado suelo tipo S) TpGs ; =,A=

R9 ;


A,+=

Ry ;

A,+=

C ;

=,MA+

Sistema ual Irre/ular, Coeficiente de !mplificaci2n S0smica,

E#0e (tro %e A(e"er(!oe# USC 3 R <,+=

<,==

),+=

S

S4

),==

S5

=,+=

=,== =,==

=,+=

),==

),+=

<,==

<,+=

,==

T

Para el análisis estructural se empleo el pro/rama ET!'S #ersi2n M,,= cuyos resultados nos muestra los despla.amientos5 distorsiones5 fuer.as concentradas y cortantes en cada ni7el5 tanto para la estructura en el conte9to /lo%al como para cada uno de los p2rticos 4ue la constituyen en las dos direcciones de análisis,

Figura N° 2 Planta del Pabellón Bloque A

Figura N° 3 Planta del Pabellón Bloque B

Figura N° 4 Modelo tridimensional del Pabellón Bloque A

Figura N° 5 Modelo tridimensional del Pabellón Bloque B

Figura N° 6 Pabellón Bloque A  des!la"amiento #ismo $

Figura N° % Pabellón Bloque B  des!la"amiento #ismo $

Figura N° & Pabellón Bloque A  des!la"amiento #ismo '

Figura N° ( Pabellón Bloque B  des!la"amiento #ismo '

2.2.2.- RESULTADOS DEL AN+LISIS S,SMICO El !nálisis S0smico se 8i.o5 se/Fn la Norma E,==5 considerando un + de e9centricidad accidental, Se 8icieron 7arios modelos considerando distintas posiciones del Centro de &asas y considerando el Sismo aplicado en cuatro direcciones Gorto/onales dos a dos, Como resultados del análisis s0smico se o%tu7ieron los despla.amientos laterales en cada ni7el y las fuer.as de secci2n en los elementos, ! continuaci2n se muestran los resultados para las direcciones Q, 2.2.2.1.-Perío%o# %e V!6r(!7 P6e""7 "o8)e A Los per0odos de 7i%raci2n fundamentales para la edificaci2n anali.ada son los si/uientesD Perío%o T9#e': ;Prt!(!0(!7 D!re((!7 <-< ),==M MA,*= D!re((!7 Y-Y =,AA< M),=+ Puede apreciarse 4ue los porcenta1es de participaci2n de los modos fundamentales en cada direcci2n son altos5 lo cual indica 4ue el edificio tiene %uena re/ularidad torsional,

Figura N° 1) Formas de !eriodo del Pabellón Bloque A

P6e""7 "o8)e  Los per0odos de 7i%raci2n fundamentales para la edificaci2n anali.ada son los si/uientesD Perío%o T9#e': ;Prt!(!0(!7 D!re((!7 <-< =,M+ M,)= D!re((!7 Y-Y =,A@ M),A+ Puede apreciarse 4ue los porcenta1es de participaci2n de los modos fundamentales en cada direcci2n son altos5 lo cual indica 4ue el edificio tiene %uena re/ularidad torsional,

Figura N° 11 Formas de !eriodo del Pabellón Bloque B

2.2.2.2-=)er$ Cortte e " #e %e" E%!>!(!o P6e""7 "o8)e A V %!?m!(o

V e#t?t!(o

9to: D!re((!7 <-< D!re((!7 Y-Y

)=@,) )*M*,@@

@; V e#t?t!(o

9to: )+A,< )+A,<

)*M,+ )*M,+

Como se puede apreciar la fuer.a cortante %asal del análisis dinámico en direcci2n “$ no es mayor 4ue el M= la cortante estático si necesita 8acer modificaciones de los esfuer.os y “Q$ es mayor 4ue el M= la cortante estático no necesita 8acer modificaciones de los esfuer.os5 por lo 4ue no necesita 8acer modificaciones en los esfuer.os o%tenidos del análisis dinámico, En la direcci2n  por )*M,+?)=@,); ),
"o8)e  D!re((!7 <-< D!re((!7 Y-Y

V %!?m!(o 9to: )<<@,A+ ))M+,M@

V e#t?t!(o 9to: )A=,= )A=,=

@; V e#t?t!(o )+@@,< )+@@,<

Como se puede apreciar la fuer.a cortante %asal del análisis dinámico en direcci2n “$ es mayor 4ue el M= la cortante estático si necesita 8acer modificaciones de los esfuer.os y “Q$ es mayor 4ue el M= la cortante estático si necesita 8acer modificaciones de los esfuer.os5 por lo 4ue no necesita 8acer modificaciones en los esfuer.os o%tenidos del análisis dinámico, En la direcci2n  por )+@@,<?)<<@,A+; ),<* En la direcci2n QQ por )+@@,<?))M+,M@; ),)

2.2.2.&.- Cotro" %e De#0"$m!eto# P6e""7 "o8)e A

P6e""7 "o8)e 

&.- DISEBO DE LOS ELEMENTOS &.1.- Norm#

Para el dise6o de los elementos se 8an empleado las Normas de ise6o 7i/entes en el Re/lamento Nacional de Edificaciones5 4ue comprendenD •

E=<= Car/as

•

E== Sismorresistente

•

E=+= Suelos y Cimentaciones

•

E=@= Concreto !rmado

!demás se 8an considerado las si/uientes NormasD •

!merican Concrete Institute !CI )* " MM del !CI para el ise6o de Elementos de

Concreto !rmado, &.2.- Com6!(!oe# %e Cr'# Para el dise6o de los elementos de concreto armado se 8an utili.ado las si/uientes com%inacionesD U ; ),A U; ),A),L U ; ),<+ GL S U; ),<+ GL SQ U ; =,M S U; =,MSQ Kactor de reducci2n de fle9i2nf ; =,M=, Kactor de reducci2n de compresi2nf ; =,*+, &.&.- Co#!%er(!oe# El dise6o de los elementos de concreto se reali.2 por el m3todo a la rotura5 cumpli3ndose con los criterios de !CI)* y con los cap0tulos pertinentes del Re/lamento Nacional de Edificaciones, Para el dise6o de las columnas se procedi2 a reali.ar el dise6o con7encional esto es 7erificando la compresi2n5 dise6ando a fle9o compresi2n, Para el dise6o de los tec8os ali/erados con 7i/uetas prefa%ricadas se consider2 un espesor de <= cm5 <+cm y =cm para todos los ni7eles de la estructura principal, La cimentaci2n se refor.2 para ase/urar no solo la esta%ilidad ante car/as 7erticales y de sismo5 sino tam%i3n para ase/urar la esta%ilidad en planta frente al momento de 7olteo 4ue las fuer.as de sismo /eneran5 se empleo un factor de se/uridad de K,S, ;),+ para este caso, &ateriales utili.adosD Concreto

!cero

fc ; <*= /?cm

Columnas y placas

fc ; <)= /?cm

#i/as y losas

fc ; <)= /?cm

Cimentaci2n,

fy ; A<== /?cm

Cr'# Vert!("e#

Las car/as 7erticales se e7aluaron conforme a la norma de Car/as5 E=<=, Para las losas ali/eradas5 armadas en una direcci2n para espesores de V;<= cm5 V;<+ cm y V;= cm se supuso un peso <*= >/?m<5 + >/?m< y A== >/?m< G&anual de #i/uetas Kirt8, Los pesos de 7i/as5 columnas y escaleras se estimaron a partir de sus dimensiones reales5 considerando un peso espec0fico de <5A== >/?m, Para las particiones se us2 un promedio de )== >/?m<5 7alor 4ue e9cede el estimado a partir de los pesos reales con la distri%uci2n de 7i7ienda e9istente, Se incluy2 i/ualmente el peso de aca%ados de piso y de tec8o5 estimado en )== >/?m< Gaca%ados, Para el primer ni7ele se asumi2 una so%recar/a de dise6o de <== >/?m< G7i7iendas lo 4ue corresponde al uso de a.oteas una so%recar/a de )==>/?m<5 se/Fn consta en la norma E,=<=, No se 8icieron reducciones de car/a 7i7a, Ca%e anotar 4ue la car/a 7i7a tiene poca incidencia en los resultados en el análisis s0smico, D!#eo %e V!' Re8)!#!to# Geer"e#/ fy ≤ A<== >/?cm
•

estática, •

<)= >/?cm< ≤ fc W por4ue retrasa el aplastamiento del concreto,

•

% ≥ <+cm,W % ≥ =,8

• ln ≥ A8 Todos estos re4uisitos se están cumpliendo y se puso en práctica en la etapa de

predimensionamiento, C)tí# %e Re>)er$o.Para todas las secciones de momento positi7o y ne/ati7o se tieneD 14

=

ρ mín

= 0.80

ρ máx

= 0.75ρb

ρb

fy

=

14

ρ mín

= 0.85β

1

4200

f ć fy

f ć fy

= 0.0033 ,,,,,,,,Gγ

= 0.80 x

210 4200

= 0.0028 ,,,,,,,,Gα ,,,,,,,,Gβ

6000 6000 fy

+

,,,,,,,,Gθ

Reempla.ando datos en las ecuacionesβ y θ para fc ; <)= >/?cm<5 fy ; A<== >/?cm< y β);=,*+ se tieneD ρ%;=,=<)W ρmá9 ; =,+9=,=<) ; =,=)@

D!#eo 0or (orte.La resistencia nominal al corte en una secci2n cual4uiera5 será la suma de las resistencias aportadas por el concreto y por el refuer.oD Vn

= Vc + V s

Q en todas las secciones de%erá cumplirseD Vu

= φ Vn

La secci2n cr0tica 4ue se encuentra sometida al mayor cortante de dise6o del elemento se encuentra u%icada entre la cara de apoyo y una secci2n u%icada a “d$ de ella5 entonces las secciones situadas en este tramo se dise6arán para un cortante Fltimo i/ual al correspondiente a la secci2n u%icada a “d$ del apoyo, Cortte m?4!mo 8)e tom e" (o(reto V(.Te2ricamente la resistencia del concreto al corte es i/ual a la car/a 4ue produce la primera fisura inclinada en el e9tremo del elemento, El corte má9imo 4ue toma el concreto en elementos a fle9i2n esta dado porD Vc = 0.53

f 'c b d

Re8)er!m!eto# mí!mo# %e re>)er$o tr#er#".La falla por corte es frá/il y de%e ser e7itada siempre, Por ello el c2di/o recomienda colocar una cantidad m0nima de refuer.o trans7ersal para %rindar mayor se/uridad al dise6o y para /aranti.ar 4ue el elemento sea capa. de resistir los esfuer.os 4ue se presentan despu3s de producirse el a/rietamiento dia/onal, El refuer.o m0nimo su/erido por el c2di/o de%e colocarse siempre 4ueD 1 2

≤ Vu ≤ φ Vc

φ Vc

Avmín

= 3 .5

y es i/ual aD

bw s fy

,,,,,Gα

dondeD sD

Separaci2n del refuer.o trans7ersal

!7D Xrea del acero trans7ersal pro7isto para resistir corte, E#0(!m!eto m?4!mo %e" re>)er$o tr#er#".Tanto el c2di/o del !CI como la Norma E=@=5 recomiendan 4ue para estri%os perpendiculares al e1e del elemento5 el espaciamiento má9imo seaD s ≤ 60 cm.

s≤

d 2

Estos espaciamientos má9imos precisados en las e9presiones anteriores son 7álidos siempre 4ueD

Vs

≤ 1.06

f 'c b d

,,,,,,,Gβ

En caso 4ue se e9ceda 3stos l0mites5 los espaciamientos má9imos de%en de reducirse a la mitad5 es decirD s≤

s ≤ 30 cm.

d 4

A0orte m?4!mo %e" re>)er$o tr#er#"  " re#!#te(! " (orte.El refuer.o lon/itudinal tiene una cuant0a má9ima 4ue no de%e superarse para /aranti.ar el comportamiento dFctil del elemento, el mismo modo5 el refuer.o trans7ersal tiene una limitaci2n similar 4ue %usca e7itar la falla del concreto comprimido5 u%icado en el e9tremo superior de las fisuras dia/onales5 antes de la fluencia del acero trans7ersal, La Norma E =@= y el c2di/o del !CI recomiendan 4ueD

Vs

≤ 2.1

f 'c b d

,,,,,,,, Gγ

En caso 4ue se re4uiera un aporte mayor del refuer.o trans7ersal es necesario incrementar las dimensiones de la secci2n del elemento o aumentar la resistencia del concreto, D!#eo %e V!'# D(t!"e# e re'!oe# %e "to r!e#'o #í#m!(o.El c2di/o del !CI incluye recomendaciones para elementos sometidos a fle9i2n 4ue resisten car/as inducidas por sismos se7eros5 4ue se menciona a continuaci2nD El refuer.o lon/itudinal en cual4uier secci2n del elemento5 tanto positi7o como ne/ati7o tendrá como cuant0as m0nimas y cuant0a má9ima los especificados más adelante, Los empalmes traslapados del refuer.o lon/itudinal se podrán emplear siempre 4ue se distri%uya refuer.o trans7ersal a todo lo lar/o de 3ste para darle confinamiento en caso 4ue el recu%rimiento de concreto se desprenda, El refuer.o trans7ersal %rinda apoyo al refuer.o lon/itudinal y confina el nFcleo de concreto cuando el recu%rimiento se desprende, Por ello5 de%e estar constituido por estri%os cerrados, La in7ersi2n de esfuer.os por efecto de las car/as s0smicas5 8ace necesario el uso de estri%os perpendiculares al refuer.o lon/itudinal pues 3stos son i/ualmente efecti7os ante solicitaciones in7ersas, En los planos presentados se muestran los re4uisitos para el refuer.o lon/itudinal5 as0 como la distri%uci2n del refuer.o trans7ersal m0nimo de elementos sometidos a fle9i2n, La concentraci2n de refuer.o en los e9tremos %usca confinar el nFcleo de concreto en caso 4ue el recu%rimiento se desprenda por lo 4ue se denomina refuer.o de confinamiento, El desprendimiento del recu%rimiento se suele presentar despu3s de la formaci2n de r2tulas plásticas,

o %e (o>!m!eto.Está comprendida entre la cara de apoyo de la 7i/a 8asta una distancia <8 en cada e9tremo de la 7i/a tal como se muestra en el es4uema de distri%uci2n del confinamiento, En el cuadro de resultados se o%ser7a 4ue el aporte del refuer.o trans7ersal a la resistencia al corte en la .ona de confinamiento es 0nfimoW esto esD

Vs

≤ 1.06

210

xbx.d

,,,,Gα

El espaciamiento “s$ se determina conD

s

=

Av fy d Vs

=

2 x0.71x 4.2 x 45 16.95

= 15.84 cm.

Se está considerando estri%os cerrados de < ramas de φ ?*$, ado la conformidad en la desi/ualdad α G 5 en 3sta .ona tendremos los espaciamientos má9imos del refuer.o trans7ersal cuyas limitaciones sonD s ≤ 60 cm.

s≤

d 2

Tam%i3n se tiene limitaciones del espaciamiento del refuer.o trans7ersal en la .ona de confinamiento por capacidad de ductilidad5 ilustrada en la Ki/uraD

Ln

C O N I C I O NESD

s s

+

cm

+

s

cm

CONKIN!&IENTO

EN

#I-!S

Se determinara la resistencia al corte de la secci2n con el confinamiento m0nimo por ductilidadD Vu φ

≤ Vc + Vs

Vs

=

Av fy d s

= 2 x 0.71x 4.2 x 45 = 26.84 Tn. 10

o o (o>!%.Corresponde a la .ona fuera de la lon/itud de confinamiento5 en el cuadro de resultados se aprecia 4ue los cortantes actuantes Fltimos son menores 4ue la resistencia del concreto al corte5 se tendrá 4ue colocar refuer.o trans7ersal m0nimo dado por la ecuaci2n, Avmín

= 3.5

bw s fy W

1 2

Siempre 4ueD

φ Vc

≤ Vu ≤ φ Vc

Usando estri%os cerrados de dos ramas deφ ?*$ se tieneD

s

=

Avmín fy 3.5 bw

x 4200 = 56.80 cm. = 2 x 03..71 5 x30

5

La limitaci2n en el espaciamiento esta dado por los re4uisitos 4ue ase/uran una capacidad de ductilidad en 7i/as5 4ue indica donde no se re4uiera estri%os de confinamiento el espaciamiento de%e de serD

s≤

d 2

=

61 2

= 30.5 cm.

Por lo tanto se recomienda usar en la .ona no confinadaD Estri%os φ ?*$ Y ,<+

D!#eo %e Co")m# Co#!%er(!oe# %e %!me#!om!eto.Estas son consideraciones 4ue se tomaron en cuenta en la etapa de predimensionamiento5 4ue 7ol7eremos a mencionarlo a continuaci2nD •

 ≤ 8o?A n

• •

=

Ps f ć b D

≤

1 3

n ≤ =,<+

≥= cm,

•

Dmín Dmáx

≥ 0.4

Co#!%er(!oe# %e %!#eo.-

C)tí#.La cuant0a de refuer.o lon/itudinal en elementos sometidos a fle9i2n y car/a a9ial no de%e ser inferior a =,=) ni superior a =,=@, Sin em%ar/o5 esta cuant0a má9ima se reduce aun más en la práctica profesional5 esto es para e7itar el con/estionamiento del refuer.o de tal forma de permitir facilidad constructi7a y a su 7e. limitar los esfuer.os de corte en la pie.a cuando alcance su resistencia Fltima a la fle9i2n, En consecuencia estamos 8a%lando de cuant0as má9imas del orden de < " ,

Tr#"0e#.Los traslapes s2lo son permitidos dentro de la m!t% (etr" %e " (o")m 5 F#to# #o 0ro0or(!o%o# (omo em0"me#  tr((!7, Esto se de%e a la pro%a%ilidad 4ue e9iste 4ue el recu%rimiento de concreto se desprenda en los e9tremos del elemento 8aciendo 4ue estos empalmes se tornen inse/uros, El Re/lamento considera para .onas muy s0smicas 4ue en cada nudo5 la suma de las capacidades Fltimas en fle9i2n de las columnas sean por lo menos i/ual a ),< 7eces la suma de las capacidades Fltimas de las 7i/as 4ue concurren a las caras del nudo5 y si al/una Columna no cumple con 3sta condici2n de%e de lle7ar refuer.o trans7ersal de confinamiento en toda su lon/itud, Re>)er$o tr#er#".El Re/lamento Nacional de Edificaciones indicaD ), e%erá colocarse en am%os e9tremos del elemento estri%os cerrados so%re una lon/itud “l$ medida desde la cara del nudo G.ona de confinamiento 4ue no sea menor 4ueD •

Un se9to de la lu. li%re del elemento,

•

La má9ima dimensi2n de la secci2n trans7ersal del elemento,

•

A+ cm,

Estos estri%os tendrán un espaciamiento 4ue no de%en e9ceder del menor de los si/uientes 7aloresD •

Un cuarto de la dimensi2n más pe4ue6a de la secci2n trans7ersal del elemento,

•

)= cm,

El primer estri%o de%erá u%icarse a no más de + cm, de la cara del nudo, <, El espaciamiento del refuer.o trans7ersal fuera de la .ona de confinamiento5 no de%erá de e9ceder de @ 7eces el diámetro de la %arra lon/itudinal de menor diámetro5 )+ cm, o la mitad de la dimensi2n más pe4ue6a de la secci2n trans7ersal del elemento, Re(ome%(!oe# %e" ACI 0r re>)er$o tr#er#" e (o")m# (o>!%#.El !CI da las si/uientes recomendaciones para /aranti.ar la e9istencia de ductilidad en las columnasD Refuer.o por confinamiento,

 Ag − 1 s hc   Ach 

Ash = 0.30 

Ash = 0.09 s hc

f ć fy

f ć fy

Las e9presiones anteriores permiten determinar el espaciamiento “s$ de estri%os en la .ona de confinamiento dondeD !s8 D en la direcci2n de análisis, 8c D !nc8o del nFcleo de concreto confinado por el acero medido centro a centro de los estri%os e9teriores, !c8 D Xrea del nFcleo de concreto confinado por el acero, !/ D Xrea total de la secci2n trans7ersal de la columna, s

D Espaciamiento del refuer.o trans7ersal,

Re>)er$o "o'!t)%!".Para el dise6o de las columnas se considero el aumento de las secciones de%ido al aumento del cortante %asal5 esto por la condici2n de 4ue los p2rticos de%erán de resistir por lo menos el <+ del cortante total en la %ase, La capacidad resistente en el resto de las columnas es conforme, Las nue7as plantas t0picas de elementos estructurales son las mostradas en los planos correspondientes5 se presenta en resumen las secciones t0picas y el correspondiente refuer.o para cada una de ellasD

=)er$ Cortte 8)e tom e" (o(reto.En elementos sometidos a compresi2n a9ial5 corte y fle9i2n5 el a/rietamiento disminuye y por lo tanto e9iste una mayor área para resistir el corte, La e9presi2n para determinar el corte 4ue toma el concreto en este tipo de elementos esD Vc = φ x 0.53

f 'c b d

 Nu  1 + 0.0071 Ag   

onde Nu es la fuer.a a9ial mayorada 4ue actFa so%re el elemento y es positi7a cuando es de compresi2n5 !st es el área de acero y !/ es el área %ruta de la secci2n de concreto, Considerando Nu la car/a a9ial má9ima en compresi2n 4ue puede tomar el elemento5 entonces tenemosD Pn má9 ; =,*=G=,*+ fc G!/!st  !st fy≡ Pn má9 ; =,*=G=,*+ fc G!/  !st fy D!#eo 0or (ortte e "o# e4tremo# %e " (o")m 92%:.Se anali.a en la direcci2n más desfa7ora%le, En esta .ona no se toma en cuenta la contri%uci2n del concreto5 por lo tanto el re4uerimiento de estri%os está dado por la e9presi2nD

s

=

Av fy d Vn

=

2 x 0.71x 4.2 x 40 6.52

= 36 cm.

Se aprecia 4ue @cmZ)=cm, lo 4ue demuestra 4ue no 8ay e9i/encia de dise6o por corte, D!#eo 0or (ortte e " 0rte (etr".En esta .ona se toma en cuenta la contri%uci2n del concretoW se 8ace uso de la e9presi2nD

s=

Av fy d

.

Vn − Vc

s máx

 16d b (longitunal) = 16 x1.91 = 30.48cm......(E − 060)  ≤ 30 cm......(E − 060) D  meno = 45 = 22.5 cm.......( ACI − 99).  2 2

ANALISIS Y DISEBO D E LA CIMENTACION D!#eo %e " (!met(!7 El sistema de cimentaci2n propuesta es una platea de cimentaci2n en todo el contorno de la cimentaci2n, Se considero un comportamiento lineal y elástico tanto para la cimentaci2n como para el material de fundaci2n, El procedimiento de análisis consisti2 en modelar el suelo como resortes elásticos %a1o la losa y anali.ar el con1unto estructura"cimentaci2nsuelo con un m3todo matricial resuelto en un pro/rama de computo para este caso se emple2 el pro/rama S!KE #,)< 4ue resuel7e la distri%uci2n de las presiones considerando los resortes elásticos en funci2n del modulo de %alastro del terreno son acorde a las ya mencionadas, Se reali.o una re7isi2n /lo%al de la cimentaci2n5 determinando las car/as transmitidas por la estructura y sus puntos de aplicaci2n,

La presi2n promedio en el suelo Gcomo presi2n neta i/ual a la transmitida por la construcci2n se comparo a la capacidad portante del suelo para 4ue este no e9ceda este promedio, El procedimiento de análisis comprendi2 lo si/uienteD a Se supuso una distri%uci2n de presiones con/ruente con el tipo de suelo de cimentaci2n5 se asumi2 condici2n uniforme del terreno, % Con la presi2n neta supuesta se determina los 8undimientos del suelo y se re7isa 4ue no e9cedan los admisi%les, c Se modela la cimentaci2n con una ret0cula de 7i/as 4ue unen las columnas y sometida a una car/a i/ual a la fuer.a 4ue actFa en el área tri%utaria de cada 7i/a Gdistri%uida en su lon/itud, d Se reali.a un análisis de ret0cula 4ue 4ueda en e4uili%rio /lo%al %a1o car/as e9ternas, Se desprecio la ri/ide. a fle9i2n de las columnas, e Este procedimiento considera el carácter %idimensional de la cimentaci2n, f

Para el dise6o de la 7i/a de cimentaci2n se empleo el m3todo con7encional5 esto es asumiendo secciones r0/idas,

Figura N° 12 Modelo tridimensional de la *imenta*ión de Pabellón Bloque A

Figura N° 13 Modelo tridimensional de la *imenta*ión de Pabellón Bloque B

Figura N° 14 Veri+i*a*ión del es+uer"o sea menor que la *a!a*idad admisible del Pabellón Bloque A

Figura N° 15 Veri+i*a*ión del es+uer"o sea menor que la *a!a*idad admisible del Pabellón BloqueB

φ

Figura N° 16 ,ise-o de las "a!atas Pabellón Bloque A. *on 1/ 0)15 m a*ero *um!le bs el a*ero +altante en la "ona roa indi*ada se indi*a en los !lanos

φ

Figura N° 1% ,ise-o de las "a!atas Pabellón Bloque B. *on 1/ 0)1) a*ero *um!le bs el a*ero +altante en la "ona roa indi*ada se indi*a en los !lanos

Figura N° 1& ,ise-o de 7igas de *imenta*ión Pabellón Bloque A

Figura N° 1( ,ise-o de 7igas de *imenta*ión Pabellón Bloque B

DISEBO DE LOS ELEMENTOS/ D!#eo %e " (o")m/

Esco/emos la columna GC)) 7er plano de estructuras del Pa%ell2n del 'lo4ue ' donde esta es la más car/ada donde presentamos las fuer.as e9istentesD

Fuerzas para el Diseño en El 1er Sotano VP2 V3 T M2 M3 COMBINACIN 1 0.00 649.29

-2.55

-0.11

594.5

-1.52

0.42

594.5

-1.52

0.42

365.92

-0.8

0.48

395.31

-0.39

0.37

COMBINACIN 2 COMBINACIN 3 COMBINACIN ! COMBINACIN "

1 0.01 8 0.01 8 0.01

0.086

3.163

1.495

4.694

1.495

4.694

7 0.03 9

1.444

3.799

0.83

6 .777

Figura N° 2) 8e7isión del a*ero *on las *ombina*iones de *arga

Figura N° 4 ,iagrama de intera**ión de la se**ión. donde la *antidad de a*ero *olo*ado *um!le *on las *argas e9istentes

Fuerzas para el Diseño #to Piso VP2 V3 T M2 COMBINACIN 1 COMBINACIN 2 COMBINACIN 3

381.06

3.57

-6.04

358.83

4.97

7.67

358.83

4.97

7.67

235.67

3.79

9.84

259.04

5.12

3.39

COMBINACIN ! COMBINACIN "

0.06 0.43 7 0.43 7 0.42 1 0.66 9

M3 5.738

3.577

16.563

5.555

16.563

5.555

14.501

4.36

8.673

6.623

Figura N° 52 8e7isión del a*ero *on las *ombina*iones de *arga

Figura N° 23 ,iagrama de intera**ión de la se**ión. donde la *antidad de a*ero *olo*ado *um!le *on las *argas e9istentes

Figura N° 24 A*ero requerido !ara la *olumna seg:n los !lanos

DISEBO DE LA VIGA

Figura N° 25 diagrama de Momento Fle*tor ;ltimo < la Fuer"a =ortante del Bloque =

Figura N° 26 =antidad de a*ero requerido !ara la 7iga

Figura N° 2% ,etalle de a*ero requerido en la 7iga del Bloque A V1)3 al V%)3 4)95)

,>#?@ ,? A PA=A Esco/emos la placa G&URO  7er plano de estructuras del Pa%ell2n del 'lo4ue ! donde esta es la más car/ada donde presentamos las fuer.as e9istentesD

Fuerzas para el Diseño 1er Sotano VP2 V3 T M2 M3 COMBINACIN 1 -181.12

-26.09

-10

4.62

-157.35

-22.46

-8.7

-98.65

-13.4

-4.8

-98.65

-13.4

-4.8

-98.65

-13.4

-4.8

-4.2 3.28 3.28 3.28

3.163

COMBINACIN 2 COMBINACIN 3 COMBINACIN ! COMBINACIN "

Fuerzas para 1er VP2 V3 el Diseño T M2Piso

2.701 1.531

7.746

1.531

7.746

1.531

7.746

M3

COMBINACIN 1 -271.5 -1 9.16

-8.4

3.24

2.283

COMBINACIN 2 -237.21

-16.5

-7.3

2.97

1.994

-153.32

-9.81

-4.5

2.37

1.287

-153.32

-9.81

-4.5

2.37

1.287

-153.32

-9.81

-4.5

2.37

1.287

COMBINACIN 3 COMBINACIN ! COMBINACIN "

Fuerzas para el Diseño #to Piso VP2 V3 T M2

COMBINACIN 2

-189.9 -1 6.58 -165.78 -14.16

-8.3 -7.1

38.18 5 33.05 9 20.32 6 20.32 6 20.32 6

M3

COMBINACIN 1 5.17 4.33

15.38 8 13.21 3

2.046 1.769

18.70 9 16.43

COMBINACIN 3 -106.69

-8.04

-4.2

2.14

1.078

-106.69

-8.04

-4.2

2.14

1.078

-106.69

-8.04

-4.2

2.14

1.078

COMBINACIN ! COMBINACIN "

8 10.94 1 10.94 1 10.94 1

Figura N° 6 Fuer"a A9ial. Momento Fle*tor < Fuer"a =ortante

Figura N° 2& 8e7isión de la !la*a !lanteada

Figura N° 2( A*ero de la !la*a requerida

,ise-o de la losa aligerada a2) C2)*m  2  &

%

8

6H

t

Gm

Gm

Gm

Gm

=,+==

=,<==

=,)==

=,=+=

%

8

6H

t

Gm

Gm

Gm

Gm

=,+==

=,==

=,)==

=,=+=

Momento Dltimo en los Pa-os

Figura N° %) ,etalle de a*ero requerido en la losa aligerada del Bloque A

?#E8;=E;8A M?EA>=A 1) ?N?8A 11 A=AN=? La presente Memoria de C!"#!o $a sido e!a%orada "on e! prop&sito de rea!i'ar e! an!isis  diseo de !a estr#"t#ra met!i"a

12 =G,># ' ?#EAN,A8?# *ara e! desarro!!o de !a in+eniería de esta ,#nda"i&n se $ar #so de !os "&di+os  estndares -#e se espe"i,i"an

eneral /  /e+!amento a"iona! de di,i"a"iones de! *er M  meri"an o"iet ,or estin+ and Materia!s

?stru*turas de a*ero C  meri"an nstit#te ,or tee! Constr#"tion

  meri"an ron and tee! nstit#te   meri"an e!din+ o"iet tr#"t#ra! e!din+ Code :1.1

13 ,AE# PA8A ? ,>#?@ ?#E8;=E;8A A=?8 ?#E8;=E;8A • Fy= 36 Ksi

Elemento Estructurales tio ! y " y er#les

lamina$os $e acero tio %36 •

&erno $e ancla'e %()* %307+ tuercas %()* %563+ est,n$ar americano ea/onal rousta

#,A,;8A •

2

%$F u= 70 Ksi

Electro$o E70

ES&'EMA (ENE)A*

Figura 31! VI#TA EN $D

3) =A8A# 31 =A8A# M;?8EA# mp!earemos e! pro+rama *2000 ;14.0 para e! an!isis de !a estr#"t#ra "onsiderando e! peso propio de !a estr#"t#ra !a "#a! a se en"#entra de,inida.

=argas a ni7el de te*Co

-

Car+a Muerta ,e Te-.o

,

36&1

HgIm2

32 =A8A# V>VA# 321 =A8A V>VA #B8? E?=J e estima #na "ar+a


3) HgIm

)) 2 33 =A8A# ,? V>?NE Consideraremos para !as dire""iones = e > e! mismo "oe,i"iente de "ar+a de
Vh

= V ( h 10 )

;?

85.00 m@s

$?

25.95 m 104.8 m@s 4

;$ ?

0.22

:e a"#erdo a! /2006

;e!o"idad de!
*resi&n eDer"ida por e!
PIs )))5K=K=rKVCL PIs %6(4K= :onde C Ea"tor de ,orma adimensiona! C ? Ce F Ci Cr? 1.4

G0. 3 



G

Cin.

Figura 32% &'IENTACI(N DE VIENT&# PA'A AN)*I#I# 0.8 0.7

=N,>=>N ,? V>?NE 1

0.6

% &'IENTACI(N PA'A *A C&NDICI&N DE VIENT& + Figura 33

Eabla 1 distri%#"i&n de !as ,#er'as en !os n#dos para
pto

area/ 02

PS/+ 4uerza/ 02 +

1 3 " 5 6 11 2 ! #

1.855 3.124 2.343 1.562 0.781 0.586 1.855 3.124 2.343

46.164 46.164 46.164 46.164 46.164 46.164 46.164 46.164 46.164

85.62 144.19 108.14 72.10 36.05 27.04 85.62 144.19 108.14

7 1%

1.562 0.781

46.164 46.164

72.10 36.05

=N,>=>N ,? V>?NE2

0.9

Figura 34% &'IENTACI(N PA'A *A C&NDICI&N DE VIENT& ,

Eabla 2 distri%#"i&n de !as ,#er'as en !os n#dos para
pto 1 3 " 5 6 11 2 ! # 7

area/ 02 1.855 3.124 2.343 1.562 0.781 0.586 1.855 3.124 2.343 1.562

PS/+ 4uerza/ 02 + 69.247 69.247 69.247 69.247 69.247 69.247 69.247 69.247 69.247 69.247

0.781 ,?69.247 1% =MB>NA=>N =A8A

128.42 216.29 162.22 108.15 54.07 40.56 128.42 216.29 162.22 108.15 54.07

Eabla 3 Las "om%ina"iones de "ar+a para e! an!isis de !os mode!os sern #raloc  eso roio CM 1 VIENTO1 2 VIENTO2 1.4!* COMB1 1.2!*  1.6" COMB2 1.2!*  0.5" COMB3 1..2!*  0.8E)1 COMB! 1..2!*  0.8E)2 COMB" 1.2!*  1.3E)1  COMB#

COMB5 COMB7 COMB6 COMB1% COMB11 :onde CM L

0.5" 1.2!*  1.3E)2  0.5" 0.9!*  1.3E)1 0.9!* - 1.3E)1 0.9!*  1.3E)2 0.9!* - 1.3E)2

"ar+as m#ertas (in"!#e e! peso propio) "ar+a
1234 

"ar+as de
ANA*ISIS EST)'CT')A*

Figura 35% -&DE*& T'IDI-EN#I&NA*

CA)(AS CA)(A M'E)TA Eabla 4 nos m#estra !as ,#er'as en "ada n#do de! +ra,i"o de !a dere"$a

pto

area/

peso

4uerza/

89ra9lo-/: +02

+

2

0 1 1.8546

36.81

68.2678 26 36.81 114.976 3 3.1235 035 36.81 86.2311 " 2.3426 06 36.81 57.4898 5 1.5618 58 36.81 28.7449 6 0.7809 29 36.81 21.5596 11 0.5857 17 36.81 68.2678 2 1.8546 26 !pt3.1235 o area/ 36.81 PS/+ 114.976 4uerza/ 035 02 02 + 86.2311 # 12.3426 1.855 36.81 46.164 85.62 3.124 46.164 144.1906 3 57.4898 7 "1.5618 2.343 36.81 46.164 108.14 1.562 46.164 72.1058 5 28.7449 1%60.7809 0.781 36.81 46.164 36.05 29 0.586 46.164 27.04 11 1.855 46.164 85.62 2 3.124 46.164 144.19 ! 2.343 46.164 108.14 # 1.562 46.164 72.10 7 0.781 46.164 36.05 1%

CA)(A VIVA DE TEC;O Eabla 5 m#estra !a ,#er'a
area/ 02

1

1.854 6 3.123 5

30

2.342 6 1.561 8 0.780 9 0.585 7 1.854 6 3.123 5 2.342 6 1.561 8 0.780 9

30

3 " 5 6 11 2 ! # 7 1%

-ar+a 4uerza
30 30 30 30 30 30 30 30

31.854 6 33.123 5 32.342 6 31.561 8 30.780 9 30.585 7 31.854 6 33.123 5 32.342 6 31.561 8 30.780 9

CA)(AS DE VIENTO Eabla 6 distri%#"i&n de !as ,#er'as en !os n#dos para
pto

area/ 02

PS/+ 4uerza/ 02 +

1 3 " 5 p6to

1.855 3.124 2.343 1.562 area/ 0.7812

46.164 85.62 46.164 144.19 46.164 108.14 46.164 72.10 PS/+ 36.05 4uerza/ 46.164 2

0

+

11 1 2 3 ! " # 5 7 6 1% 11 2 !

1.855 0.586 1.855 3.124 3.124 2.343 2.343 1.562 1.562 0.781 0.781 0.586 1.855 3.124

69.247 46.164 46.164 69.247 46.164 69.247 46.164 69.247 46.164 69.247 46.164 69.247 69.247 69.247

128.42 27.04 85.62 216.29 144.19 162.22 108.14 108.15 72.10 54.07 36.05 40.56 128.42 216.29

0

Eabla % distri%#"i&n de !as ,#er'as en !os n#dos para
2.343 69.247 162.22 # 1.562 69.247 108.15 7 0.781 69.247 54.07 1% )ES'*TADOS DE* ANA*ISIS

CA)(A VIVA

Figura 36: fuerzas axiales

Figura 37: momento flector M 2-2

Figura 38: momento flector M 3-3

CA)(A M'E)TA


Figura 40: fuerzas cortantes  2-2


Figura 42: momentos flectores M 2-2


CA)(A DE VIENTO =1






CA)(A DE VIENTO =2






DESP*A>AMIENTOS =A8A V>VA

*or !o tanto de a"#erdo a !a ta%!a !a ,!e"$a mima para e! "aso de !a "ar+a
E!e"$a?7.5H100@180? 4.2 "m

I%ser
DISE?O n e! mode!o se "onsidera -#e !a "ar+a de
EST)'CT')A META*ICA

*ara !as "om%ina"iones mostradas en ta%!a anterior se e
#?==>N?# PA8A # ??M?NE# ,? E>?8A

BA88A# P8>N=>PA?# Los e!ementos se "o!o"ara !a se""i&n JJ# 4/94/9)25/

BA88A# ,? A88>#E8?# Los e!ementos se "o!o"ara !a se""i&n JJ# 4/92/9)1&&/

=;MNA# M?EA>=A# Las se""iones se "o!o"aran de

JJ# 5/$)25/

Memoria de calculo La reserva de Surco

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