Memoria de c�lculo edificio modular.pdf

MINERA ANTUCOYA

PERMISOS SECTORIALES PROYECTO ANTUCOYA SEREMI DE VIVIENDA Y URBANISMO REGIÓN DE ANTOFAGASTA

MEMORIA DE CÁLCULO ANT-D-CAL-5700-SC-0001-0

TALLER DE CAMIONES PREPARADO POR:

JUNIO 2013

Minera Antucoya Proyecto Antucoya Contrato A7NT

ANT-D-CAL-5700-SC-0001 Página 2 de 74 Rev. 0

N° Doc interno: 2499-I-MC-001-0 Rev. 0

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Fecha

No.

Nombre y Firma del Emisor

Nombre y firma del Revisor / Aprobador

A

09.11.12

A. Goffard

C. Segovia

B

19.11.12

A. Goffard

C. Segovia

C

14.12.12

A. Goffard

C. Segovia

0

20.12.12

A. Goffard

C. Segovia

APROBADORES

FIRMAS

Jefe de Disciplina

A. Cubillos

Gerente de Proyecto RCP

R. Concha

Jefe de Proyecto Salfa

M.E. Maldonado

Gerente de Ingeniería Salfa

D. Fraser

Gerente EPC Salfa

O. Rojas

Cliente

R. Pellicer

EMITIDO PARA :

Diseño

Construcción

N° Páginas

FECHAS

Otro Disciplina SC




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Fecha

No.

Nombre y Firma del Emisor

Nombre y firma del Revisor / Aprobador

A

09.11.12

A. Goffard

C. Segovia

B

19.11.12

A. Goffard

C. Segovia

C

14.12.12

A. Goffard

C. Segovia

0

20.12.12

A. Goffard

C. Segovia

APROBADORES

FIRMAS

Jefe de Disciplina

A. Cubillos

Gerente de Proyecto RCP

R. Concha

Jefe de Proyecto Salfa

M.E. Maldonado

Gerente de Ingeniería Salfa

D. Fraser

Gerente EPC Salfa

O. Rojas

Cliente

R. Pellicer

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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS)

Registro de revisiones Revisión N°

Fecha

Descripción

A

09.11.12

Emitido para coordinación interna

B

19.11.12

Emitido para revisión cliente

C

14.12.12

Emitido para revisión cliente

0

20.12.12

Emitido para construcción

Disciplina SC





INDICE 1 2 3

4

5 6 7

INTRODUCCIÓN .............................................................................................7 ALCANCE ....................................................................................................... 7 ANTECEDENTES ............................................................................................. 8 3.1 HORMIGÓN.........................................................................................8 3.2 ACERO PARA FUNDACIONES................................................................8 3.3 ACERO ESTRUCTURAL..........................................................................9 3.3.1 Cumplimientos de Normas para el acero .............................................9 3.4 PERNOS, TUERCAS, GOLILLAS Y SOLDADURA .......................................9 3.4.1 Corrientes ...........................................................................................9 3.4.2 Alta Resistencia ................................................................................... 9 3.4.3 Soldaduras ........................................................................................10 3.4.4 Conexiones Empernadas ................................................................... 10 3.5 NORMAS Y REFERENCIAS .................................................................. 10 3.5.1 Normas nacionales ............................................................................ 10 3.5.2 Normas y documentos extranjeros .................................................... 10 3.5.3 Planos y documentos de referencia ................................................... 11 ESTADOS DE CARGA .................................................................................... 11 4.1 PESO PROPIO Y CARGAS PERMANENTES............................................ 11 4.1.1 Carga muerta (D): .............................................................................. 11 4.1.2 Cargas Eventuales: ............................................................................ 11 COMBINACIONES DE CARGA ........................................................................ 14 DEFORMACIONES ADMISIBLES .................................................................... 15 CARGAS....................................................................................................... 15 7.1 PESO PROPIO .................................................................................... 15 7.2 SOBRE CARGA DE USO....................................................................... 16 7.3 ESQUEMA DE CARGAS ....................................................................... 17 7.4 CARGA DE SISMO .............................................................................. 18 7.4.1 Peso Sísmico (Ws) ............................................................................. 18 7.4.2 Coeficiente sísmico ........................................................................... 19

Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 8

9

7.5 CARGA DE VIENTO ............................................................................ 21 DISEÑO ESTRUCTURAL MÓDULO OFICINAS ................................................. 22 8.1 GEOMETRÍA ...................................................................................... 22 8.2 ANÁLISIS ESTRUCTURAL .................................................................... 22 DISEÑO DE ELEMENTOS ............................................................................... 26 9.1 PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS. ................................................... 26 9.2 PERIODO DE VIBRACIÓN DE LA ESTRUCTURA .....................................30 9.3 VERIFICACIÓN VIGAS MAESTRAS ....................................................... 32 9.3.1 Viga maestra de piso. ........................................................................32 9.3.1 Viga maestra de cielo. ....................................................................... 33 9.4 VERIFICACIÓN PILARES POR FLEXO-COMPRESIÓN..............................34 9.4.1 Pilar PC1-4. .......................................................................................34 9.4.1 Pilar PC2-4. .......................................................................................36 9.5 DISEÑO DE PARRILLA DE PISO............................................................ 37 9.6 DISEÑO DE PARRILLA DE CIELO .......................................................... 38 9.7 DISEÑO DE FUNDACIONES ................................................................. 39 9.7.1 Ecuación de deslizamiento: ............................................................... 40 9.7.2 Ecuación de volcamiento................................................................... 40 9.7.3 % de apoyo ....................................................................................... 40 9.7.4 Desarrollo ......................................................................................... 41 9.8 DISEÑO FUNDACIÓN EXTERIOR ......................................................... 55 9.9 ESQUEMA DE APOYO DE FUNDACIONES. ...........................................57 9.10 DISEÑO DE PEDESTAL FUNDACIÓN. ................................................... 58 9.10.1 Verificación pedestal de fundación .................................................... 59 9.10.2 Verificación placa base ...................................................................... 60 9.10.3 Armadura fundación F1 .....................................................................62 9.10.4 Armadura fundación F2 .....................................................................63 9.10.5 Verificación anclaje de fundación ...................................................... 64 9.10.6 Verificación perfilería Metalcon. ....................................................... 66 9.11 CONEXIONES..................................................................................... 67 9.11.1 Verificación perno ............................................................................. 68

Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 9.12 IZAJE .................................................................................................68 9.13 CERCHA............................................................................................. 68 9.13.1 Geometría cercha .............................................................................. 69 9.13.2 Verificación cercha1 (L=10.6 m.) ........................................................ 71 9.13.3 Verificación tensor y plancha de unión .............................................. 72

Disciplina SC





INTRODUCCIÓN

Minera Antucoya Limitada, miembro del grupo Antofagasta Minerals S.A. (AMSA) se encuentra desarrollando la ingeniería de detalles d la mina Antucoya, para la extracción y procesamiento de 32.000.000 de toneladas por año de mineral, con el fin de producir 80.000 toneladas de cátodos de cobre fino por año. El proyecto Antucoya, consiste en el desarrollo de las instalaciones requeridas para la operación de una planta de tratamiento de minerales de cobre oxidados, que incluye los procesar de chancado, aglomeración, lixiviación en pilas, extracción por solventes, electroobtención y toda la infraestructura asociada. El yacimiento está localizado en el norte de Chile, región de Antofagasta. Su distrito comprende las superficies en las comunas de Mejillones y María Elena, pertenecientes a las provincias de Antofagasta y Tocopilla respectivamente. Este yacimiento se encuentra a una altura de 1.700 m.s.n.m. 2

ALCANCE

El proyecto Minera Antucoya Ltda requiere el diseño y construcción de estructuras modulares, estas estructuras serán edificios operacionales (oficinas). La estructuración de dichos edificios modulares será en base a marcos rígidos, en perfilería de acero estructural. Toda la estructura se apoyará en cimentaciones aisladas.

Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) De acuerdo a los antecedentes recopilados, los módulos presentes en este proyecto son aproximadamente los siguientes: Tipo Módulo MH

Dimensiones exteriores (cm) 970 x 300

Utilización Oficina

Alcance de trabajo: A continuación se presenta el análisis de una estructura modular, este análisis fue realizado con el programa de elementos finitos SAP2000. Dentro de las verificaciones que se realizarán en este documento están:

- Verificación de la estructura de soporte del módulo prefabricado, formado por columnas y vigas de acero (jaula de acero). - Se considera verificación de cerchas y costaneras, para ser instalados en módulo. - Se considera verificación de fundaciones, según mecánica de suelos entregada. 3 3.1

ANTECEDENTES Hormigón

El hormigón de la estructura será de resistencia cúbica def´c 250 Kg/cm 2 a los 28 días. El hormigón considerará una fracción defectuosa del 10 % (según norma chilena NCH 170 of. 85). Asimismo, de acuerdo a la denominación vigente será un hormigón grado H-30. Esta resistencia se define como la resistencia característica.

3.2

Acero para fundaciones

El acero para enfierraduras de fundación será A 63-42 H con resaltes, (CAP o AZA), según norma NCh 204.

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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 3.3

Acero estructural

El acero que se utilizará para la ejecución de la jaula estructural será: A 36, en donde

 ( fy )



 ( rot .)

250 MPa



410 MPa

Módulo de elasticidad y densidad para cálculo  ( acero)



7.850

kg m3

E



2,1 x106

kg cm2

3.3.1 Cumplimientos de Normas para el acero

-

Los perfiles y planchas de acero deberán cumplir con la Norma NCh 203 - 2006. Las planchas gruesas de acero que se empleen deberán satisfacer la Norma NCh 209 of. 71. Las planchas delgadas de acero que se empleen deberán satisfacer la Norma NCh 217 of. 68. 3.4

Pernos, Tuercas, Golillas y Soldadura

3.4.1 Corrientes Los pernos corrientes, tuercas y golillas serán de acero calidad ASTM A307 Grado A, y deberán cumplir con las normas NCh 206 of. 56, NCh 208 of. 56 y NCh 301 of. 63. 3.4.2 Alta Resistencia Los pernos de alta resistencia serán de acero al carbono según ASTM tipo 2 (A – 325). Las tuercas y golillas deberán cumplir con las normas ASTM A563 y ASTM F436 respectivamente.

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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 3.4.3 Soldaduras Los electrodos empleados para soldaduras al arco manual, serán del tipo AWS E 70XX, de acuerdo con la norma AWS. Se usará un filete mínimo de 5 mm., excepto cuando éste exceda el menor espesor de los componentes soldados. Para la soldadura en planta se utilizará una del tipo MIG (Metal Inert Gas), que consiste en un hilo macizo o tubular continuo de diámetro 0,9mm. El espesor de filete mínimo será de 6 mm., excepto cuando éste exceda el menor espesor de los componentes soldados. 3.4.4 Conexiones Empernadas La colocación de pernos deberá cumplir con la “specification for structura ljoints using ASTM A325 or A490 Bolts“ del AISC. Los pernos corrientes, tuercas y golillas deberán ser calidad

ASTM A307 Grado A, con tuerca ASTM A563 Grado A y golilla de acero templado ASTM F- 436. 3.5

Normas y referencias

La verificación de la estructura se efectuará considerando las siguientes normas de diseño: 3.5.1 Normas nacionales

-

NCh 433 Of 1996 Modificada en 2009 “Diseño Sísmico de Edificios” aprobación

decreto 61 Manual de Diseño en Acero, ICHA, 2000. -

-

NCh 432.Of71 “Cálculo de la acción del viento sobre l as construcciones NCh 1537.Of 2009 “Diseño estructural de edificios – Cargas permanentes y sobrecargas de uso” Nch 3171.Of2010 “Diseño estructural – Disposiciones generales y combinaciones de carga”

3.5.2 Normas y documentos extranjeros

-

American Institute of Steel Construction, AISC-ASD, 9º Edición, 1989. AISC 360 – 05 “Steel construction manual” 13 edition.

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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 3.5.3 Planos y documentos de referencia

4

ANT-D-SPP-0000-ME-0001, Condiciones de sitio. ANT-D-CRT-0000-SE-0001, Condiciones de criterio estructural. ANT-D-RET-5000-GA-0001, Informe de validación criterios de diseño. 3636-0000-GE-INF-004-0, Estudio geotécnico. Informe de riesgo sísmico proyecto ANTUCOYA.

ESTADOS DE CARGA

Para el análisis de la estructura se han considerado los siguientes estados de carga:

4.1

Peso propio y cargas permanentes

4.1.1 Carga muerta (D): Corresponde al peso propio de la estructura más los elementos que en forma permanente se encontrarán apoyados en ella, tales como: peso propio, techumbre, cielo, etc. 4.1.2 Cargas Eventuales: 4.1.2.1

Carga de Sismo (E)

La carga de sismo se evaluará de acuerdo a la norma NCh433 dependiendo de la zona sísmica, tipo de suelo y tipo de estructura, entre otros factores. Zona Sísmica Zona 3 Factor A0 =0,4g

Tipo de suelo Tipo B

Categoría del edificio Tipo III

S=1; T0=0,3; T´=0,35; I = 1,2 n=1,33; P=1,5 * Factores entregados por el mandante en la mecánica de suelos.

Materialidad Pórticos de acero R=4 ξ=0,02

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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 4.1.2.2 Sobrecarga Viva (L)

-

Se considera una sobrecarga de techo de 100 kg/m 2, la cual podrá ser reducida por inclinación y superficie según se indica el punto 8.2 de la norma NCh 1537. Se considera una carga de montaje de 100 kg concentrada para cada costanera de techo. No se considerará la sobrecarga de techo en el diseño sísmico. Se considera como sobrecarga de uso 250 kg/m 2, según indica Norma NCh1537 en edificios de oficina, área privada sin equipos.

4.1.2.3 Sobrecarga de Nieve (S) Según lo estipulado en la NCH 431 referente a sobrecargas de nieve y considerando las ubicación ( Latitud y Altitud), no se considera cargas de nieve en este proyecto. Ubicación Altitud

: :

22º latitud Sur aproximadamente 1.700 m.s.n.m.

4.1.2.4 Viento (W) De acuerdo a criterio de diseño estructural ANT-D-CRT-0000-SE-0001_0, la carga de viento a considerar, corresponde a la dada por la norma chilena NCh432 Of.71 para estructura ubicada en campo abierto, considerando el siguiente gráfico:

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Por otra parte, se debe considerar la variación de presión básica debido a la altura de la estructura, estas presiones están dadas por la siguiente tabla:

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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) Además, de acuerdo al criterio de diseño estructural ANT-D-CRT-0000-SE-0001_0, la presión básica de viento será de 70 Kg/m 2, la cual no se reducirá por concepto de altitud geográfica. 5

COMBINACIONES DE CARGA

Para el análisis de la estructura se consideran las siguientes combinaciones de diseño, según criterio de diseño del proyecto. Para diseño de elementos de acero (diseño por tensiones admisibles) COMBINACIÓN

D

L

1

1

2

1

3

1

4

1

5

1

6

1

7

1

8

1

9

1

0,75

10

1

0,75

11

0,6

12

0,6

13

0,6

W

Sx

Sy

Lr

1 1 0,75

0,75 1 1 1

0,75

0,75

0,75 0,75 0,75

1 1 1

Donde: D L W

: Peso propio : Sobrecarga de piso : Sobrecarga viento

Sx Sy Lr

: Espectro dirección X :Espectro dirección X : Sobrecarga techo

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DEFORMACIONES ADMISIBLES

Se consideran las siguientes deformaciones: Deformaciones verticales* Techo enyesado o con cielo o piso con tabiques 1/360 Revestimiento de acero en techo ( planchas metálicas) 1/120 Cubierta de piso (planchas metálicas) 1/240 Cerchas (deberá considerarse inundación de techo) 1/360 Planchas y parrilla de piso 1/200 * La deformación admisible de planchas y parrillas de piso no deberá exceder de 6 mm. Deformaciones Horizontales Revestimiento de muro ( Panel Tipo Sándwich) Costaneras, Revestimientos y columnas de viento

7 7.1

1/90 1/200

CARGAS Peso Propio

Peso propio de Cubierta Peso Cubierta Plancha PV6 y otros Peso de costaneras Peso cielo (volcanita RF, 15 mm.) Peso cerchas Otros Total

: 10 kg/m 2 : 10 kg/m2 : 13 kg/m2 : 15 kg/m2 : 10 kg/m2 : 58 kg/m2

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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) Peso propio de Piso Peso Envigado Metálico Plancha terciado 18 mm Plancha OSB e=9,5mm Lana Mineral 60 mm Internit 8 mm Piso Vinílico Tarket 2mm Peso total piso aprox. Peso propio de Panel Peso canales metalicas Peso (volcanita RF, 15 mm.) Otros Total 7.2

: 18 kg/m2 : 20 kg/m 2 : 10 kg/m2 : 1 kg/m2 : 3 kg/m2 : 1 kg/m2 : 53 kg/m2

: 10,5 kg/m2 : 13 kg/m2 : 10 kg/m2 : 33,5 kg/m2

Sobre Carga de Uso

Sobre carga de Uso Edificio Tipo Habitacional

: 250 kg/m 2

Sobre carga de uso: Cubierta Edificio tipo comedor

: 100 kg/m2

Disciplina SC





Esquema de cargas

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Carga de Sismo

7.4.1 Peso Sísmico (Ws) Para efectos de diseño, se considera que la masa sísmica está formada por el peso propio de los elementos permanentes, sobrecargas de uso y sobrecarga de nieve. Se deberá considerar el 100% de la sobrecarga de nieve cuando la sobrecarga de nieve sea mayor a 25 kg/m 2 según lo indicado por NCh4 31 “Construcción – Sobrecargas de Nieve”.

     

Nivel de Techo:

     ⁄   ⁄       ⁄  ⁄                 ⁄     ⁄     Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) Nivel de Piso:

      ⁄   ⁄  ⁄       ⁄  ⁄                 ⁄     ⁄            7.4.2 Coeficiente sísmico

        Según tabla entregada en 4.1.2.1, se tiene que:

                          Disciplina SC





      

La carga de sismo estará dada por un espectro de diseño, ya que se realizará un análisis modal-espectral. A continuación, se muestran los parámetros utilizados para el diseño modal-espectral CATEGORIA ZONA SUELO Tx (s) Ty (s) P. Sísmico (Ton)

III 3 B 0.59 0.55 68

Corte Mínimo (T) Corte Máximo (T)

4,76 14,96

I Ao To p S

1 0.4 0.3 1.5 1

Cmin Cmax

0,07 0,22

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ESPECTROS

1,40 Antucoya

1,20 ) 2 1,00 s / m c 0,80 ( n ó i 0,60 c a r e 0,40 l e c A 0,20

NCh433

0,00 0,000

0,500

1,000

1,500 2,000 Período (seg)

2,500

3,000

* Para este proyecto se utilizará el espectro de Antucoya, ya que este es el que controla.

7.5

Carga de Viento

Según los datos mencionados en las bases, la presión básica corresponde a 70 kg/m 2.Según el siguiente gráfico obtenido de la Norma Chilena Oficial NCh 432. of71.

Tipo de empuje Barlovento Barlovento Sotavento Sotavento

Presión básica kg/m 70 70 70 70

Coef. Empuje % 0.8 0.05 0.4 0.4

Presión global kg/m 56 3.5 28 28

Ancho tributario M 1.5 1.5 1.5 1.5

Total carga kg/m 84 5.25 42 42

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DISEÑO ESTRUCTURAL MÓDULO OFICINAS

8.1

Geometría

En Anexo 1, punto 10.1, se adjunta plano con geometría de módulos a analizar.

8.2

Análisis estructural

Consideraciones:

-

Se evalúa modelo de marcos rígidos en un piso + cercha metálica. Se estima que solamente los apoyos de los extremos podrán traspasar esfuerzo de corte. En sentido longitudinal de edificio, los marcos van unidos para formar una unidad monolítica. Imágenes de modelo Vista 3d

Disciplina SC





Vista 3d – Transversal

Disciplina SC





Disciplina SC





Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 9 9.1

DISEÑO DE ELEMENTOS Propiedades de los elementos.

BARRA 8:

Pasador para unión de módulos.

PC1-4: Perfil cajón 100x100x4, utilizado como pilar intermedio de módulos.

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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) PC2-4: Perfil cajón 75x75x4, utilizado como pilar exterior de módulos.

PC3-3: Perfil cajón 50x50x3, utilizado como parrilla de cielo en módulos y diagonales en cerchas.

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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) PR8-3: Perfil rectangular 100x50x3 utilizado como parrilla de piso y cuerda superior e interior de cerchas en módulos.

PR8-2 + PR8-2: Perfil rectangular doble 100x50x2 utilizado como refuerzo en parrilla de piso.

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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) CM4-3: Perfil compuesto, conformado por dos perfiles costanera 200x50x15x3, utilizado como vigas maestras en piso y cielo.

CA4-2 y CA5-3 Perfil costanera 100x50x15x2, utilizado como costanera cerchas. Perfil costanera 80x50x15x3, utilizado como costanera de cielo de módulo.

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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) En la siguiente tabla se muestran las propiedades geométricas y mecánicas de los elementos a diseñar y verificar. TABLE: Frame Section Properties 01 - General SectionName Text BARRA 8 CA4-2 CM4-3 PC1-4 PC2-4 PC3-3 PR8-3 PR8-2+PR8-2

9.2

I33 cm4 0,0 71,8 1057,9 236,3 95,8 20,9 77,5 447,0

I22 AS2 AS3 cm4 cm2 cm2 0,0 0,5 0,5 15,7 2,2 1,9 323,9 11,9 6,3 236,3 8,0 8,0 95,8 6,0 6,0 20,9 3,0 3,0 26,3 4,0 2,0 52,6 7,7 4,0

S33 S22 cm3 cm3 0,1 0,1 14,4 4,8 105,8 64,8 47,3 47,3 25,5 25,5 8,3 8,3 15,5 10,5 44,7 21,0

Z33 Z22 R33 R22 cm3 cm3 cm cm 0,1 0,1 0,2 0,2 16,6 7,1 4,0 1,9 127,6 71,7 7,5 4,1 55,3 55,3 3,9 3,9 30,3 30,3 2,9 2,9 10,0 10,0 1,9 1,9 19,0 11,7 3,6 2,1 58,4 23,4 6,2 2,1

TotalWt Kgf 0,1 345,1 2250,4 207,3 306,7 1096,7 1148,4 82,5

Periodo de vibración de la estructura

Según el análisis realizado, el periodo de vibración de la estructura es el siguiente:

OutputCase Text MODAL MODAL MODAL MODAL MODAL MODAL MODAL MODAL MODAL

StepType Text Mode Mode Mode Mode Mode Mode Mode Mode Mode

TABLE: Modal Participating Mass Ratios StepNum Period UX Unitless Sec Unitless 1 0,604861 0,00004228 2 0,571721 0,54 3 0,560526 0,000186 4 0,102403 0,000003853 5 0,100523 0,00001451 6 0,100465 1,16E-09 7 0,100326 4,185E-07 8 0,095034 0,000004758 9 0,094877 0,000009808

UY Unitless 0,53 0,00001883 0,01317 0,000001509 0,00001214 8,581E-10 3,502E-07 9,11E-09 4,809E-07

UZ Unitless 0,000001057 0,00001794 2,403E-09 0,002812 0,005601 0,000000451 0,0001485 0,01992 0,04794

Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) MODAL MODAL MODAL MODAL MODAL MODAL MODAL MODAL MODAL MODAL MODAL MODAL MODAL MODAL MODAL

Mode Mode Mode Mode Mode Mode Mode Mode Mode Mode Mode Mode Mode Mode Mode

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0,094855 0,094796 0,094333 0,094189 0,094187 0,094184 0,093552 0,093379 0,093369 0,093366 0,090674 0,090276 0,090092 0,089963 0,089915

4,165E-08 1,286E-07 1,474E-07 2,094E-07 5,848E-07 4,151E-08 0,000001552 0,000005471 1,494E-07 0,000004969 1,559E-09 0,00002193 0,00002331 0,000002629 1,617E-07

2,99E-11 3,038E-08 1,638E-07 9,135E-09 2,163E-08 1,599E-09 7,082E-08 6,696E-07 2,108E-08 6,538E-07 0,000000052 1,636E-09 4,153E-07 1,383E-07 1,031E-08

0,0001966 0,0006971 0,0005953 0,001007 0,002801 0,0001998 0,01868 0,06241 0,001718 0,05678 0,0004486 0,0005423 0,0001059 0,000001678 0,000279

Por lo tanto, el periodo Ty= 0,604861 seg. y el periodo Tx= 0,571721 seg. Con 53% y 54% de participación modal respectivamente. Con estos periodos se calcularán los espectros tanto para el sismo en dirección X como en dirección Y. Además, se obtienen la relación de participación modal entre las diferentes direcciones

Disciplina SC





Verificación vigas maestras

A continuación se presenta la verificación de las vigas maestras superior e inferior del módulo, estas vigas son denominadas CM4-3, correspondiente a perfil compuesto 200x50x15x3. 9.3.1 Viga maestra de piso. Datos para diseño Combinación que Valor controla 2 1.987 2 109.413 2 0,23

Solicitación

Q máx. (Corte) M mín. (Momento) Δmáx. (Deformación)

Datos W

106

A L Ff M max Q max

18,96 960 2.500 109.413 1.987

Datos cm3

Δ máx.

cm2 cm kg/cm2 kg-cm kg

Δ máx. adm %Δ

Unidad [Kg] [Kg*cm] [cm]

max

0,23 2,67 8,6%

cm cm kg/cm2

Tensión trabajo flexión σfx=

1.034

kg/cm2

Tensión trabajo corte σCx=

105

kg/cm2

Tensión admisible σadm=

1.500

kg/cm2

Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) Capacidad de trabajo σfx + σCx=

VERIFICA

76%

9.3.1 Viga maestra de cielo. Datos para diseño Combinación que controla 3 3 3

Solicitación


Datos W

106

A L Ff M max Q max

18,96 960 2.500 46.616 2.935

Datos cm3

Δ máx.


Δ máx. adm %Δ

Valor

Unidad

2.935 46.616 0,54

[Kg] [Kg*cm] [cm]

max

0,54 2,67 20,3%

cm cm kg/cm2

Tensión trabajo flexión σfx=

441 kg/cm2 Tensión trabajo corte

σCx=

155 kg/cm2 Tensión admisible

σadm=

1.500 kg/cm2 Capacidad de trabajo

σfx + σCx=

40%

VERIFICA

Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO C ÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 9.4

Verificación pilares por flexo-compresión.

A continuación se presenta la verificación de los pilares del módulo, estos pilares son denominados PC1-4, perfil cuadrado 100x100x4 Y PC2-4, perfil 75x75x4. 9.4.1 Pilar PC1-4.

Solicitación

Pmáx. (Axial) M mín. (Momento) Δmáx. (Deformació (Deformación) n)

Datos para diseño Combinación que Valor controla 3 1.481 2 39.346 8 0,18


Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO C ÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) Datos 0,65 11,73 3,89 45,22 267 2.500 1,48 0,39

k A i w Luz Ff P max M max

cm2 cm cm3 cm kg/cm2 ton t-m

RESULTADO

Capacidad

VERIFICA

67%

Tensión de trabajo σcm=

126 kg/cm2

Verificación por Pandeo = C=

44,61 131,40

Verificación por flexión σfx=

862 kg/cm2

Por lo tanto, las tensiones admisibles son: σadm. cm =

1.317 kg/cm2

σadm. fx=

1.500 kg/cm2

Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO C ÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 9.4.1 Pilar PC2-4.

Solicitación

Pmáx. (Axial) M máx. (Momento) Δmáx. (Deformació (Deformación) n)

Datos para diseño Combinación que Valor controla 3 3.477 8 17.358 3 0,04


Disciplina SC





Diseño de parrilla de piso

CODIGO PR8-3

SECCION 100x50x3@610 Datos para diseño Combinación que controla 2 2 2

Solicitación

Q máx. (Corte) M máx. (Momento) Δmáx. (Deformación)

Datos W

21,27

A L Ff M max Q max

GEOMETRIA Rectangular

8,41 280 2.500 18.113 259

Datos cm3

Δ máx.


Δ máx. adm %Δ

Valor

Unidad

259 18.113 0,66

[Kg] [Kg*cm] [cm]

max

0,66

cm

0,78 84,9%

cm

Tensión trabajo flexión σfx =

852

kg/cm2

Tensión trabajo corte σCx =

31

kg/cm2

Capacidad de trabajo σfx + σCx =

59%

VERIFICA

Tensión admisible σadm

=

1.500

kg/cm2

Disciplina SC





Diseño de parrilla de cielo

CODIGO CA5-3

SECCION 80x40x15x3@61

GEOMETRIA Costanera

Datos para diseño Combinación que controla 3 3 3

Solicitación


Datos

Datos

W

12,26 cm3

A L Ff M max Q max

5,11 280 2.500 9.445 135


Δ máx. Δ máx. adm %Δ

Valor

Unidad

135 9.445 0,75

[Kg] [Kg*cm] [cm]

max

0,75

cm

0,78 96,4%

cm

Tensión trabajo flexión σfx =

770 kg/cm2

Tensión trabajo corte σCx =

26 kg/cm2

Capacidad de trabajo σfx + σCx =

53% VERIFICA

Tensión admisible σadm =

1.500 kg/cm2

Disciplina SC





Diseño de fundaciones

Para este proyecto se utilizarán zapatas aisladas bajo los módulos, la geometría de estas zapatas se indica en los planos 2499-I-PL-ES-0300-0. Las tensiones admisibles mínimas, según mecánica de suelos, serán: Estática: 2.5 kg/cm2 Sísmica: 3.0 kg/cm2 En el diseño de las fundaciones o zapatas se utilizará el manual “Código de Diseño de Hormigón Estructural (ACI 318- 99)”, en el capítulo 15 de dicho código se encuentran las

expresiones utilizadas en este diseño. Estas expresiones son las siguientes:

      

,

Donde:

   

N= Peso total de fundación. A= Sección de apoyo M= Momento volcante W= Momento resistente L= Largo fundación B= Ancho fundación

Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 9.7.1 Ecuación de deslizamiento:

  ∑∑          Donde:

= Ángulo de fricción interno Ca = Cohesión A = Sección en planta de fundación 9.7.2 Ecuación de volcamiento

   ∑∑  Donde;

           9.7.3 % de apoyo

    Disciplina SC





Para estimar condición de apoyo se verifica que:

                      9.7.4 Desarrollo Se verificará que en cada combinación las fundaciones cumplan al volcamiento, deslizamiento y que la zona comprimida sea mayor al 80%.

COMBINACION 01 Solicitación

Q máx. (Corte) Pmáx. (Axial)

Combinación que controla 1 1

Valor

Unidad

28 2.363

[Kg] [Kg]

Volcamiento

   ⁄                  ⁄   [ ]              Disciplina SC





      Deslizamiento

    ⁄                   % de apoyo

       ⁄                Disciplina SC








Valor

Unidad

63 3.873

[Kg] [Kg]

Volcamiento

                Deslizamiento

         % de apoyo

    ⁄      []  []  Disciplina SC








Valor

Unidad

32 3.562

[Kg] [Kg]

Volcamiento

                       Deslizamiento

% de apoyo

  ⁄       []  []  Disciplina SC








Valor

Unidad

59 4.058

[Kg] [Kg]

Volcamiento

                         Deslizamiento

% de apoyo

  ⁄       []  []  Disciplina SC








Valor

Unidad

239 2.312

[Kg] [Kg]

Volcamiento

                               ⁄          []  []  Deslizamiento

% de apoyo

Disciplina SC








Valor

Unidad

28 2.364

[Kg] [Kg]

Volcamiento

                 Deslizamiento

        % de apoyo

    ⁄        []  []  Disciplina SC








Valor

Unidad

29 2.365

[Kg] [Kg]

Volcamiento

                Deslizamiento

         % de apoyo

    ⁄        []  []  Disciplina SC








Valor

Unidad

177 4.019

[Kg] [Kg]

Volcamiento

                Deslizamiento

         % de apoyo

    ⁄        []  []  Disciplina SC








Valor

Unidad

56 3.225

[Kg] [Kg]

Volcamiento

                Deslizamiento

         % de apoyo

    ⁄       []  []  Disciplina SC








Valor

Unidad

56 3.225

[Kg] [Kg]

Volcamiento

                Deslizamiento

         % de apoyo

    ⁄       []  []  Disciplina SC








Valor

Unidad

241 1.966

[Kg] [Kg]

Volcamiento

                Deslizamiento

        % de apoyo

  ⁄             Disciplina SC








Valor

Unidad

17 1.419

[Kg] [Kg]

Volcamiento

                Deslizamiento

        % de apoyo

  ⁄       []  []  Disciplina SC








Valor

Unidad

17 1.419

[Kg] [Kg]

Volcamiento

                Deslizamiento

        % de apoyo

  ⁄       []  []  Disciplina SC





Diseño fundación exterior

Para el diseño de la fundación exterior se consideró la situación más desfavorable, esta es, la menor carga axial con el máximo corte.

FUNDACI N EXTERIOR Solicitación

Q máx. (Corte) P mín (Axial)


Valor

Unidad

241 183

[Kg] [Kg]

Volcamiento

                     Verificación de fundación F2 90x90x60 Volcamiento

                Disciplina SC





Deslizamiento

          % de apoyo

  ⁄                      

Disciplina SC





Esquema de apoyo de fundaciones.

En el siguiente esquema se aprecia que no existe excentricidad entre módulo y pedestal de fundaciones.

Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 9.10 Diseño de pedestal fundación.

Para el diseño del pedestal de fundación se considera el momento generado por el corte en el apoyo, además el efecto del viento en el faldón. A saber,

     ⁄      Solicitación

Q máx. (Corte) Pmáx. (Axial) M máx. (Momento)

Datos para diseño Combinación que controla 11 4 ---

Valor

Unidad

241 4.058 14.250

[Kg] [Kg] [Kg*cm]

Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 9.10.1 Verificación pedestal de fundación

SECCION 100x100x4

GEOMETRIA Cuadrado Datos 0,80 14,95 3,89 45,22 45 2.500 4,06 0,14

k A i w Luz Ff P max M max

cm2 cm cm3 cm kg/cm2 ton t-m

RESULTADO

Capacidad

VERIFICA

39%

Tensión de trabajo σcm =

272

kg/cm2

Verificación por Pandeo = C=

9,25 131,40

Verificación por flexión σfx =

315

kg/cm2

Por lo tanto, las tensiones admisibles son: σadm. cm =

1.473

kg/cm2

σadm. fx =

1.500

kg/cm2

Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 9.10.2 Verificación placa base Para la determinación de momento máximo en placa base, se calcula con las siguientes ecuaciones, de las cuales se debe escoger la más desfavorable. a) b)

     

Donde:







=



P

=

4.058 kg

Carga axial máxima.



m

=

5cm

Distancia de borde lateral de la columna a borde de placa base.

 √  Donde: 

e

=



F

=

Espesor de placa base



Espesor de la placa

   ⁄   Disciplina SC





Mmax =

     

  ⁄    √        F

=

Esfuerzo debido a Carga Axial (P max)

         ⁄  ⁄  

Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 9.10.3 Armadura fundación F1

  ⁄   ⁄   ⁄           ⁄    ⁄      ⁄             ⁄         ⁄⁄  ⁄  ⁄    

Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 9.10.4 Armadura fundación F2

  ⁄   ⁄   ⁄             ⁄    ⁄      ⁄             ⁄         ⁄⁄  ⁄  ⁄    

Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 9.10.5 Verificación anclaje de fundación Tracción debida a reacción

                Tracción debida a momento basal

Tracción final

()      Largo mínimo de barras de anclaje

             ⁄      Aplastamiento en las alas

                   ⁄  ⁄   Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) Esfuerzos en unión soldada

          ⁄     ⁄  ⁄         ⁄    ⁄   ⁄             Verificación soldadura de anclaje

Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 9.10.6 Verificación perfilería Metalcon. A continuación se verificará la perfilería de Metalcon utilizada para los faldones bajo módulos. Verificación por flexión

    ⁄    ⁄                        ⁄   ⁄                    ⁄   ⁄ ⁄                   Verificación por deformación

                         Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 9.11 Conexiones

La conexión entre módulos será empernada. Esta se llevará a cabo mediante las pletinas de unión de cada módulo, con un hilo o perno de /8”, según plano ANT-D-DRW-5700-SC-03090. Además, en el Anexo 1, punto 10.2, se adjunta esquema de unión de módulos.

Solicitación


Datos para diseño Combinación que Valor controla 3 50 3 224

Unidad [Kg] [Kg]

A continuación se muestra el desarrollo y la determinación del diámetro de los pernos antes mencionados.

                ⁄             ⁄                                                Donde:

Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 9.11.1 Verificación perno Cizalle perno:

Tracción perno:

    ⁄  ⁄     ⁄  ⁄ 

9.12 Izaje

Todo lo relacionado con el izaje de módulos estará excluido de este documento, debido a que se entregará un documento adicional donde resolverá todas las variables que sean necesarias para una correcta maniobra.

9.13 Cercha

A continuación se muestra el diseño de la cercha para este edificio. Además, en Anexo 1, punto 10.4, se presenta geometría completa de cercha. Inclusive la fijación de cerchas a módulos.

Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 9.13.1 Geometría cercha

Disciplina SC





Disciplina SC




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS) 9.13.2 Verificación cercha1 (L=10.6 m.)

CODIGO PC3-3 PR8-2 CA4-2

SECCION 50x50x3 100x50x2 100X50X15X2

GEOMETRIA Cuadrado Rectangular Costanera

USO Diagonales y verticales Cuerda superior e inferior Costanera de cercha

Las costaneras y la cercha serán verificadas para PP +SC, estas cargas serán según lo indicado anteriormente en esta memoria. COSTANERA 100x50x15x2

y y adm.

Pp cercha Sc cercha Sc nieve Sc viento k (nieve) Hvr b b trib. Cost Lc Wx cost Wycost L cercha b trib. Cercha I cercha I diagonal A perfil cercha A perfil diag.

Datos 2.500 1.500 58 100 28 160 530 100 2,5 13,85 4,57

kg/cm

2

kg/cm

2

kg/m

2

kg/m

2

kg/m

2

kg/m

2

cm

Qt Qcx Qcy Mx My

trabajo

16,8 186 178 54 139 42

° kg/m

2

kg/m kg/m kg*m kg*m

1.923 kg/cm2

No Verifica

cm cm

Con colgadores en punto medio

m cm

3

cm

3

Lcy´ My´

1,3 m 10,5 kg*m

10,6 m 3 m 74,94 cm

´

trabajo

1.234

2

kg/cm

Verifica

4

19,41 cm4 5,74 cm2 5,41 cm2

Capacidad del perfil Costanera

82% Disciplina SC





CERCHA

Q cercha Mmax h N I total W total trabajo área trabajo flexión

510 7.158 105,6 6.778 128.167 1.213,7 401 590

kg/m kg*m

m kg cm

4

cm

3

2

Verifica

3

Verifica

kg/cm kg/cm

Capacidad del reticulado Área Flexión

27%

39%

9.13.3 Verificación tensor y plancha de unión

Solicitación

Pmáx. (Axial) Mmáx. . (momento)

Datos para diseño Combinación que Valor controla --545 --1.362

Unidad [Kg] [Kg*cm]

Disciplina SC





Verificación PL100x100x10

                                        ⁄  Disciplina SC

Memoria de c�lculo edificio modular.pdf

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