Descripción: Memoria de calculo y diseño estructural de una residencia
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Memoria de calculo estructural completa de casa habitación 2 nivelesDescripción completa
MEMORIA DE CALCULO CASA DE COMPRESORES DE LA TAD DE GUAYMAS, SONORADescripción completa
Memoria de calculo y diseño estructural de una residencia
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Memoria de Calculo Final
NORMA
MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL DE RESIDENCIA CASA HABITACIÓN.
ARQ. ING. VÍCTOR ALFONSO LÓPEZ ORTEGA. NO. CICLAC – 166 – DRO – 17.
GOMEZ 09/08/2017
PALACIO,
DGO.
MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA ESTRUCTURA La estructura es de tipo masivo, es decir, en esta edificación las losas se soportan por medio de muros cargadores y por medio de estos las cargas son transmitidas a la cimentación. La losa de azotea es de tipo aligerada con casetón de polietileno, las nervaduras se encuentran a cada 65 cm centro a centro en el lado corto de la losa. Esta losa se encuentra apoyada perimetralmente por muros de carga de mampostería con ladrillo de 7 x 14 x 28 cm unidos con mortero proporción cemento – arena 1:3 a 1:6. Los muros de carga con sus respectivas dalas de desplante y cerramiento se apoyan a su vez en cimientos de tipo corrido de mampostería, los cuales distribuyen las cargas en el terreno.
Planta arquitectónica
Diseño de losa aligerada con casetón de polietileno de 50cm x 60cm. Análisis de Cargas A).- Losa aligeraada.
Materiales necesarios para cubrir un claro de 1 metro cuadrado de losa de aligerada. Material.
Material.
Características
Densidad.
Loseta.
32 X 32 X 1 cm
1.80 Ton/m3
Mortero.
Cemento-Arena
1.99 Ton/m3
Capa de Com.
f´c=210 kg/cm
2
2.40 Ton/m2
Nervadura
f´c=210 kg/cm
2
2.40 Ton/m3
Caseton Poliest 15 X 60 X 60 cm
0.00 Ton/m3
Plafon
1.40 Ton/m3
Yeso-Agua
Pza.
Largo(m)
Ancho(m)
Espesor(m)
Densidad
Loseta.
9
0.32
0.32
0.010
1.80
0.017 Ton.
Mortero.
1
1.00
1.00
0.015
1.99
0.030 Ton.
Capa de Com.
1
1.00
1.00
0.050
2.40
0.120 Ton.
Nervadura
2
1.00
0.15
0.300
2.40
0.216 Ton.
Caseton Poliest
2
0.60
0.50
0.250
0.00
0.000 Ton.
Plafon
1
1.00
1.00
0.020
1.40
0.028 Ton.
Total = + Carga adicional Concreto y Mortero NTC-04 =
Peso.
0.411 Ton.
0.040 Ton. 2
Peso de 1 m de losa aligerada =
450.62
Kg
Se determina entonces, con el análisis de carga una carga muerta CM = 450 Kg/m 2. Por ser losa de azotea se utiliza una carga viva CV = 150 Kg/m 2. Los factores de carga serán 1.2CM + 1.6CV según el código de diseño ACI 318-14. Determinación de carga por metro lineal por nervadura en área de recamaras. CU = 1.2 (450) + 1.6 (150) = 780 Kg/m 2 Área tributaria de nervadura = 6.5 x 0.65 = 4.225 m 2 Carga por nervadura = 780 x 4.225 = 3295.5 kg Carga por metro lineal = 3295.5 / 6.5 = 507 kg/ml Calculo de momentos y cortantes de nervaduras en área de recamaras. Utilizando el programa SAP2000 v14 se analiza la nervadura como una viga empotrada de 6.5m de longitud con una carga de 507 kg/ml.
Diagrama de cortantes
Diagrama de momentos
Momento máximo negativo: 1785.06 kg-m Cortante máximo: 1647.75 kg Determinación del peralte necesario efectivo.
= ∙ Para f´c= 250 kg/cm2 Ku = 58.60
0 6 = 58.1785. 60 ∙0.15 d nec = 14.25 Por tanto el peralte efectivo de 28 cm es aceptable.
As = 1.759 cm2 Utilizando varilla de ½” el número de varillas requerido es: Nvars = 1.759/1.27= 1.38 = 2 v arillas en lecho superior e inferior para absorber momentos negativos y positivos. Acero por temperatura = As= 0.0018 bt As= 0.0018 x100 x5 = 0.9 cm2 Utilizando varilla 3/8” con as=0.71cm2
Nvars = 0.9/0.71= 1.27 = 2 vars por metro lineal de zona de compresión Se coloca entonces una varilla de 3/ 8” a cada 45 cm en zona de compresión.
Determinación de carga por metro lineal por nervadura en área de sala. CU = 1.2 (450) + 1.6 (150) = 780 Kg/m 2 Área tributaria de nervadura = 11.3 x 0.65 = 7.345 m 2 Carga por nervadura = 780 x 7.345 = 5729.1 kg Carga por metro lineal = 5729.1 / 11.3 = 507 kg/ml Calculo de momentos y cortantes de nervaduras en área de sala. Utilizando el programa SAP2000 v14 se analiza la nervadura como una viga empotrada de 11.3 m de longitud con un apoyo simple a 4.6 m con una carga de 507 kg/ml.
Diagrama de cortantes
Diagrama de momentos
Momento máximo negativo: 2100 kg-m Cortante máximo: 1790 kg Determinación del peralte necesario efectivo.
= ∙ Para f´c= 250 kg/cm2 Ku = 58.60
= 58.62100 0 ∙0.15 d nec = 15.46 Por tanto el peralte efectivo de 28 cm es aceptable.
As = 2.086 cm2 Utilizando varilla de ½” el número de varillas requerido es: Nvars = 2.086/1.27= 1.64 = 2 v arillas en lecho superior e inferior para absorber momentos negativos y positivos. Acero por temperatura = As= 0.0018 bt As= 0.0018 x100 x5 = 0.9 cm2 Utilizando varilla 3/8” con as=0.71cm2
Nvars = 0.9/0.71= 1.27 = 2 vars por metro lineal de zona de compresión Se coloca entonces una varilla de 3/ 8” a cada 45 cm en zona de compresión.
Determinación de carga por metro lineal por nervadura en área de sala. CU = 1.2 (450) + 1.6 (150) = 780 Kg/m 2 Área tributaria de nervadura = 11.0 x 0.65 = 7.15 m 2 Carga por nervadura = 780 x 7.15 = 5577 kg Carga por metro lineal = 5577 / 11.0 = 507 kg/ml Calculo de momentos y cortantes de nervaduras en área de sala. Utilizando el programa SAP2000 v14 se analiza la nervadura como una viga empotrada de 11.0 m de longitud con un apoyo simple a 6.3 m con una carga de 507 kg/ml.
Diagrama de cortantes
Diagrama de momentos
Momento máximo negativo: 1834 kg-m Cortante máximo: 1673 kg Determinación del peralte necesario efectivo.
= 1834∙ Para f´c= 250 kg/cm2 Ku = 58.60
= 58.61834 0 ∙0.15 d nec = 14.44 Por tanto el peralte efectivo de 28 cm es aceptable.
As = 1.81 cm2 Utilizando varilla de ½” el número de varillas requerido es: Nvars = 1.81/1.27= 1.42 = 2 varillas en lec ho superior e inferior para absorber momentos negativos y positivos. Acero por temperatura = As= 0.0018 bt As= 0.0018 x100 x5 = 0.9 cm2 Utilizando varilla 3/8” con as=0.71cm2 Nvars = 0.9/0.71= 1.27 = 2 vars por metro lineal de zona de compresión Se coloca entonces una varilla de 3/8” a cada 30 cm en zona de compresión. El armado para todas las losas de azotea de la residencia queda de la siguiente forma:
Croquis del sistema de losa aligerada:
REVISION DE LOS MUROS DE CARGA: CARACTERÍSTICAS DE LOS MUROS DE CARGA: Se proponen muros de ladrillo de15cm de espesor asentados con mortero cemento arena en proporción 1:3 a 1:6. Se analiza por lo tanto la resistencia a la compresión que se aplica al elemento con menor capacidad de carga que constituye al muro, que es precisamente el mortero de junteo, el cual se tomará con una capacidad de carga a compresión de 10 kg/cm 2. Si analizamos el esfuerzo al que se somete en compresión la fibra a nivel inferior de la edificación en el muro perimetral tenemos: Peso de losa por área tributaria = 780 Kg/m 2 x 28 x 3.25 = 70980 / 28 = 2535 kg / ml Peso del muro = 328 kg/m 2 x 28 x 3 = 27552 kg / 28 = 984 kg/ml Peso total por metro lineal que carga el muro perimetral = 3519 kg/ml Esfuerzo de compresión a nivel de la fibra inferior del muro = 3519 /(15x100) = 2.35 kg/cm2; como 2.35 < 10 el mortero que constituye al muro resiste muy sobradamente las cargas a las que es sometido.
REVISION POR ESBELTEZ: (CARGA VERTICAL). Para muro corto la resistencia es: 40x15x100 = 60000kg Como el muro es alto o esbelto (3m) esta resistencia se reduce a:
Como 21 052 > 3519 el muro resiste competentemente.
REVISION A FLEXO-COMPRESIÓN: (SÓLO CARGA VERTICAL). Revisando por carga vertical y lateral y considerando una mampostería confinada con dalas y castillos, construido con block hueco de concreto de 15x20x40 cms. y suponiendo que los elementos mecánicos del análisis no cambian. Dimensionamiento: Longitud del muro 28 mts. Espesor del muro 0.15 mts. Datos de la mampostería: Muro confinado Resistencia de diseño a compresión de la mampostería f m*=35 kg/cm2 Resistencia de diseño a compresión diagonal de la mampostería v m=3 kg/cm2. Acero en extremos de muro fy= 4 200 kg/cm 2
De acuerdo al análisis de cargas. Solo se considerara la carga vertical, porque en este caso no se tienen cargas sísmicas y los efectos del viento para el caso son despreciables. Por lo tanto: P=70 980 T/M.L. Pu=70.980 TON. Vu=0 Mu=0
Resistencia a compresión. Se utiliza la expresión siguiente: PR=FRFE (f m*+4) AT ≤ 1.25 FR FE f m * AT
Tomándose FR=0.6 por confinamiento. FE=0.68 Considerandolo como muro central .; PR=0.60 x 0.68 x (35 + 4) x (15x1000). 238 680 kg. PR=238.68 TON.
Como 238.68 > 70.980 el muro es competente a la solicitación real de carga. ANALISIS Y DISEÑO DE LA CIMENTACION
c).- Presi on Ultima de Diseño ( Pu ).Pu = 1.4(P+Pa) / A =
6.13
ton/m
2
CAL CULO DEL MOMENTO:
acot: cm pmax. =
2
Mu = Pu x 1.00 x ((B-a) )/2=
0.016
1.29 kg-cm
D).-Peralte de la Zapata.d1).- Peralte por F lexion N ecesari o.Usando Pmax.=
df =
Mu f
0.016
5.13 cm
b d fy (1 - 0.59 P fy) f'c
d2).- Peralte por Cortante.dv=1.5df
7.69 cm.
hmin =
como dv
10.00 cm 5.00 cm
15.00 cm
E ).- R evision a Cortante.VU =( D /2)(B - h) = VuR =
Vc =
SI VuR > VU: OK
1.99 ton.
0.5
f'c b d =
CORRECTO
6.53 ton.
15.00
cm
F).- A cero por F lexion.W = 0.85 x f'c / fy = As = W b d -
0.0425 2
(W b d ) - ((2 Mu b W ) / (0.9 fy))
S = B as / As =
35.54 cm
G).- Acero por Temperatura.Ast = 0.0018 x b t = S = B as / As =
=
Colocar Var. 1/2" @ 20 cm.
2.16 cm 26.30 cm
22.08 cm
Ld= 0.006dbfy =
32.00 cm 32.5 cm
1.27 cm
3.57 cm
f de var. Propuesta 3/8" =
Ld= 0.06Abfy/(f 'c)1/2= Ldisponible=
f de var. Propuesta 1/2" =
Colocar Var. 3/8" @ 25 cm.
Ldisponible CORRECTO
Croquis de los armados de cimentación
ZAPATA CORRIDA CENTRAL
0.71 cm
ZAPATA CORRIDA DE LINDERO.
Conclusiónes. Las losas aligeradas estarán constituidas por nervaduras de 15 x 30 y una capa de compresión de concreto de 5cm, resultando un peralte total de la losa de 30 cm, el material aligerante será casetón de polietileno de 25 x 50 x 60 los cuales se colocaran en paquetes como se muestra en el croquis de la losa aligerada en la memoria de cálculo. Las nervaduras en todas las losas aligeradas de la casa, serán armadas con varilla de ½” en ambos lechos y en toda su longitud, con estribos de alambrón a cada 20 cm centro a centro y un recubrimiento de 2 cm. La capa de compresión se armará con varillas de 3/8” a cada 30 cm centro a centro por
cuestiones de temperatura. Podrá en un dado momento construirse las losas con un peralte de 20 cms. siempre y cuando se añada una varilla de 1/2" a cada lecho para el armado de las nervaduras, aunque no es muy recomendable reducir el peralte por cuestiones de rigidez de la placa o losa la cual tendería a flecharse en mayor proporción. Los muros perimetrales y divisorios de la edificación serán de ladrillo de 7 x 14 x 28cm unidos con mortero con proporción cemento arena de 1:3 a 1:6. Se pudiera en un dado caso seleccionar muros de block de 15 x 20 x 40cm como preferencia del usuario, estos cumplirían con la misma función de los muros de ladrillo ya calculados en esta memoria. De ser los blocks serian unidos con mortero proporción cemento arena 1:3 a 1:6. La cimentación estará constituida por zapatas corridas centrales y de lindero de 80 cm soble las cuales se apoyará en toda su longitud una contratrabe armada de 15 x 45cm y sobre esta se apoyara la dala de desplante de muro estas zapatas se colocarán en toda la longitud de los muros de la vivienda. ATTE. EL CONSULTOR:
ARQ. ING. VICTOR ALFONSO LOPEZ ORTEGA CED. PROF. 1 734 741 NO. CICLAC – 166 – DRO – 17.