MEMORIA DE CALCULO ESTRUCUTAL
PROYECTO: VIVIENDA FAMILIAR BARRIO XXXX TUNJA
DISEÑO ESTRUCTURAL ING WILMAR GEOVANY HERNANDEZ ROJAS
TUNJA BOYACA
1
Tunja, Diciembre 2013
Señores: CURADURIA URBANA TUNJA E. S. D.
Yo, WILMAR GEOVANY HERNANDEZ ROJAS. Ingeniero Civil Estructural, con matricula profesional N° 15202238005BYC, presento los cálculos y diseños estructurales, para el PROYECTO DE VIVIENDA FAMILIAR ubicado en el barrio XXX, los cuales han sido elaborados teniendo en cuenta las NORMAS DEL CODIGO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTE, NORMA NSR 10, de propiedad del Señora Dora Luz Rodriguez, planos arquitectónicos elaborados por el Arquitecto XXXXXX y declaro que asumo la responsabilidad del diseño estructural por daños que a causa de ellos puedan deducirse, excepto cuando en la construcción de la presente obra sea utilizado un sistema estructural que no concuerde con el expuesto en esta memoria de cálculo y sus correspondientes planos anexos y por una mala ejecución de esta. Atentamente,
WILMAR GEOVANY HERNADEZ ROJAS Ingeniero Civil
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Tunja, Diciembre 2013
Señores: CURADURIA URBANA TUNJA E. S. D.
Yo, WILMAR GEOVANY HERNANDEZ ROJAS. Ingeniero Civil Estructural, con matricula profesional N° 15202238005BYC, presento los cálculos y diseños estructurales, para el PROYECTO DE VIVIENDA FAMILIAR ubicado en el barrio XXX, los cuales han sido elaborados teniendo en cuenta las NORMAS DEL CODIGO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTE, NORMA NSR 10, de propiedad del Señora Dora Luz Rodriguez, planos arquitectónicos elaborados por el Arquitecto XXXXXX y declaro que asumo la responsabilidad del diseño estructural por daños que a causa de ellos puedan deducirse, excepto cuando en la construcción de la presente obra sea utilizado un sistema estructural que no concuerde con el expuesto en esta memoria de cálculo y sus correspondientes planos anexos y por una mala ejecución de esta. Atentamente,
WILMAR GEOVANY HERNADEZ ROJAS Ingeniero Civil
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TABLA DE CONTENIDO
1. GENERALIDADES 2. CARGAS 3. DATOS SISMICOS 4. PREDIMENSIONAMIENTO 5. COMBINACIONES DE CARGA 6. MATERIALES 7. EVALUACION DE CARGAS 8. CALCULO DE DERIVAS 9. DISENO PLACA TANQUES 10. DISENO PLACA ENTRE PISO 11. DISENO ESCALERA 12. DISENO COLUMAS 13. DISENO VIGAS 14. DISENO CIMENTACION 15. ANEXOS
3
4 5 6 11 12 13 14 15 16 17 21 22 22 23 44
1. GENERALIDADES DESCRIPCION DEL PROYECTO ESTRUCTURAL El proyecto consiste en una construcción de dos pisos más altillo: primer piso en un área de primer piso 96,16 m 2, segundo 82,83 m 2, y altillo 57,51 m2.La estructura es en forma regular en planta, para su análisis sísmico se realizó por medio del método análisis modal, programa estructural ETABS V. 9.7.4. DISEÑO SISMO RESISTENTE Se siguen las normas de código Colombiano de Construcciones Sismo Resistente ley NSR 10. Estructura formada por pórticos de concreto reforzado, placas aligeradas en casetón y formada por viguetas, las que se apoyan en vigas y estas transmiten la carga a las columnas, trasladándola a las zapatas. La cimentación estará formada por zapatas y viga de amarre contrapeso, y así absorber los asentamientos que se presenten. Los pórticos analizados se calculan en el sistema de computadora, programa matricial método de la rigidez, desplazamientos y giros por el método matricial utilizando el programa ETABS. El programa analiza: deformaciones, desplazamientos, giros, efectos de esbeltez para columnas, analiza vigas con refuerzo para flexión y cortante, para columnas entrega el diseño de cada elemento. En las memorias se presentan los resultados de los pórticos, con sus dimensiones de elementos, cargas verticales y fuerza sísmica, con tres hipótesis de cargas. Para el análisis sísmico se realiza por el método de ANALISIS DINAMICO MODAL y haciendo una distribución de rigidez en las columnas. Cimentación de zapatas en programa de computadora ETABS, con cargas últimas de trabajo y método de la rotura o última resistencia. Para la combinación de las cargas se desarrolla por la última resistencia o rotura.
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2. CARGAS a. Cargas muertas : B.3.2, B.3.3, y B. 3.4 b. Cargas Vivas: de acuerdo a B.4.2.1.
Se utilizan los siguientes valores de pesos específicos: PESOS CONCRETO REFORZADO CONCRETO SIMPLE MAMPOSTERIA LADRILLO TOLETE MORTERO DE PEGA PARA MAMPOSTERIA
24 KN/m3 22 KN/m3 15 KN/m3 21 KN/m3
Además se tiene los siguientes valores de cargas muertas: CARGA MUERTA BALDOSIN DE 0,10 KN/m2 CEMENTO TEJA ONDULA 0,18 KN/m2 ASBESTO CEMENTO CIELO RAZO 0,07 KN/m2 LIVIANO FACHADA LADRILLO 3 KN/m2 Y PARTICIONES
Se utilizan las siguientes cargas vivas: CARGA VIVA VIVIENDA 1,8 KN/m2 CUBIERTA 0,5 KN/m2 ESCALERAS 3 KN/m2
5
3. DATOS SISMICOS DEL PROYECTO. LOCALIZACION
TUNJA
NIVEL DE AMENZA SISMICA NUMERO DE PISOS ACELERACION PICO EFECTIVA Aa VELOCIDAD PICO EFECTIVA Av PERFIL DEL SUELO Fa Fv COEFICIENTE DE IMPORTANCIA ALTURA EDIFICIO COEFICIENTE BASICO DE DISIPACION DE ENERGIA DES Ro
INTERMEDIA 3 0,2 0,2 D 1,4 1,9 1 7,8 5
ESPECTRO
ESPECTRO ELASTICO 0.8 0.7 0.6 0.5 ) g ( a S
0.4 0.3 0.2 0.1 0 0
1
2
3
T (s)
6
4
5
6
Aa
0,2
Av Perfil del Suelo
0,2 D
Fa Fv Importancia To Tc TL Sa1
1,4 1,9 1 0,136 s 0,651 s 4,560 s 0,7
Datos espectro elástico T(s)
Sa
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,651 s 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6
0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,65142857 0,57 0,50666667 0,456 0,41454545 0,38 0,35076923 0,32571429 0,304 0,285 0,26823529 0,25333333 0,24 0,228 0,21714286 0,20727273 0,19826087 0,19 0,1824 0,17538462
T(s) 2,7 2,8 2,9 3 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,56 4,6 4,7 4,8 4,9 5 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 5,7 5,8 5,9 6,0 7
Sa 0,16888889 0,16285714 0,15724138 0,152 0,14709677 0,1425 0,13818182 0,13411765 0,13028571 0,12666667 0,12324324 0,12 0,11692308 0,114 0,11121951 0,10857143 0,10604651 0,10363636 0,10133333 0,1 0,09826843 0,09413128 0,09025 0,08660392 0,0831744 0,07994464 0,07689941 0,07402492 0,07130864 0,06873911 0,06630612 0,064 0,0618121 0,059734559 0,05776
Se determinó el periodo fundamental del edificio A.4.2.2
CHEQUEO DE IRREGULARIDADES EN LA ESTRUCTURA Coeficiente de Capacidad de Disipación de Energía Básico definido para cada Ro sistema estructural y cada grado de capacidad de disipación de energía del material estructural. Ver Cap A.3 Coeficiente de Disipación de Energía para ser empleado en el Diseño, corresponde al coeficiente de disipación de energía básico Ro, multiplicado por los coeficientes R de reducción de capacidad de disipación de energía por ir regularidades en altura, en planta y por ausencia de redundancia en e l sistema estructural de resistencia sísmica (R=Ro*φa*φp*φr). Ver Capitulo A.3 Coeficiente de Reducción de la capacidad de disipación de energía causado por φa irregularidades en Altura de la edificación. Ver A.3.3.3. Coeficiente de Reducción de la capacidad de disipación de energía causado por φp irregularidades en Planta de la edificación. Ver A.3.3.3. φr
Coeficiente de Reducción de la capacidad de disipación de energía causado ausencia de redundancia en el sistema de resistencia sismica. Ver A.3.3.8.
Ωo Coeficiente de Sobre resistencia. A.3.3.9. Zona de Amenaza Sísmica
C. Sistema Estructural de Pórtico Resistente a Momentos Sistema Resistencia Sísmica (Fuerzas Horizontales)
Sistema Resistencia para Fuerzas Verticales
Valor Ro
Valor Ωo
2. Muros Estructurales Pórticos Resistentes a Momentos con Capacidad Moderada de Disipación de Energía
El Mismo
5
3
EDIFICACIÓN EN ZONAS DE AMENAZA SÍSMICA INTERMEDIA DEL GRUPO DE USO I A.3.3.7
Para las edificaciones pertenecientes al grupo de uso I, localizadas en zonas de amenaza sísmica Intermedia la evaluación para determinar si la edificación es irregular o no, puede limitarse a irregularidades en planta de los t ipos 1aP, 1bP, 3P, 4P (Tabla A.3-6) y en altura los tipos 4A, 5aA y 5bA) tabla A.3.7.
8
Media Altur Uso a Permi Maxi tido ma SI
SIN LIMIT E
φ
a
Tipo Irregularidad Encontrada 3P - Irregularidad en el Diafragma (2)
Valor Coeficiente
Ninguna
1
Ninguna
1
R
4,5
0,9
φ
p φ
r
PERIODO FUNDAMENTAL DE L A ESTRUCTURA
Parámetros Tabla A.4.2-1, Que dependen del Sistema Estructural
Ct
Altura de la Edificación (m) Periodo de Vibración Fundamental Aprox (s) Coeficiente para Calculo de Periodo Máximo
hn
0,05 0,90 8,05
Ta
0,31
Cu
1,27
Periodo Fundamental Estructura (s)
T=Cu·Ta
0,39
α
9
(A.4.2-3, NSR-10) (A.4.2-2, NSR-10) (A.4.2.1, NSR-10)
ESPECT RO DE DISEÑO SEGÚN A.2.6.1.2
Tc (S) 0,69
Figura A.2.6-1
Periodo de Vibración Inicial en la Zona de Aceleración CTE del Espectro To (S) 0,14
Figura A.2.6-1
Periodo de Vibración Inicial en la Zona de Desplazamiento del Espectro TL (S) 4,80
Figura A.2.6-1
Periodo de Vibración - Zona de Aceleración CTE del Espectro
Aceleración Espectral de Diseño para un periodo de Vibración Dado, quiere decir que la Fuerza horizontal que equivale al sismo es el 70% del peso de la Estructura.
Sa
0,700 Figura A.2.6-1
2. Determinación de Cortante Vasal Vs Ciudad Uso Tipo de Suelo Carga Total (KN/m2) Nivel 3 2 1
Tunja Residencial D 24,87 Area (m2) 65,4 86,4 106,5
Carga Sismo (KN/m2) 14,89 24,87 24,87 Σ WT (KN)
10
A.2.4-1
Wi (KN) 973,56 2148,41 2649,28 5771,25
Aa
0,2 A.2.3-2
Av
0,2
Fa
1,4
A.2.4-3
Fv
2
A.2.4-4
FI
1
A.2.5 / A.2.5-1
Coeficiente de Aceleración Horizontal Pico Efectica, para Diseño Coeficiente de Velocidad Horizontal Pico efectiva, para Diseño Coeficiente de Ampliación que afecta la aceleraciones la zona de periodos Cortos Coeficiente de Ampliación que afecta la aceleraciones la zona de periodos Intermedios Factor de Importancia
Ct
0,047 Factores que dependen del Tipo de Sistema Estructural de Resistencia Sísmica (A.4.2-1) α 0,9 Pórticos Resistentes a momentos de concreto reforzado que resisten la totalidad de las fuerzas sísmicas y que no están limitados o adheridos a componentes más regidos, estructurales o no estructurales, que limiten los desplazamientos horizontales al verse sometidos a las fuerzas sísmicas Ta (s) Periodo Fundamental Aproximado (A.4.2-3) 0,31 Cu T (s) Tc (s)
CUMPLE
Coeficiente empleado para Calcular el periodo Mínimo Permisible (1.2s) Periodo Fundamental de la Edificación (A.4.2) Periodo Vibración Critico para la Estructura (T Debe ser < a Tc) CUMPLE
Sa
Aceleración Espectral de Diseño para un periodo de Vibración Dado, quiere decir que la Fuerza horizontal que equivale al sismo es el 70% del peso de la Estructura.
Vs k Cvx Fi
Cortante Basal para la Estructura A.4.3-2 (Valores de K en función de T) Coeficiente de para Asignación Fuerza Horizontal por Piso Fuerza Sísmica Horizontal en cualquier Nivel
Nivel 3 2 1
h(m) 7,95 5,3 2,65
w*hk 18793,01 12811,08 6654,34 38258,44
w(KN) 2649,27986 2649,27986 2649,27986 Σ w*h
k
11
Cvx 0,49 0,33 0,17 1,00
1,27 0,39 0,69 0,70
5563,49 0,95
Fi (KN) 2732,85 1862,97 967,67
4. PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS Pre dimensionamiento Localización Tipo de Suelo (Tabla A.2.4-2) Numero de Pisos Sistema Estructural (A.3.2)
Tunja (Boyaca) D 3 (2 Pisos mas Altillo) Sistema de Pórtico: Compuesto por un pórtico espacial, resistente a momentos, esencialmente completo, sin diagonales que resiste cargas verticales y fuerzas horizontales.
Zona de Amenaza Sísmica (Tabla A.2.3-2 y Apéndice A.4)
INTERMEDIA
Uso Estructura Capacidad de Disipación de Energía
Vivienda Unifamiliar DMO - CAPACIDAD MODERADA DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA
1. Sistema de entrepiso (ref. NSR-10 C.9) Requisitos de resistenc ia y Funcionamie nto
12
Luces, L (m)
3,23
Altura Mínima, h (m)
Un Extremo Continuo
Vigas o losas nervadas en una dirección
0,17
Altura Placa y Vigas Aéreas, h(m)
4,58 Ambos Extremos Continuos
Altura Minima (m)
0,22
0,22
0,25
2. Vigas (ref. NSR-10 C.21.3.4) Requis itos de Dis eñ o Sism o Resist ente
Base (Mínimo 20cm) - B(m)
0,25
3. Vigu etas (ref . NSR-10 C.8) An ális is y Di señ o - Con si dera cio nes Gener ales C.8.13.1. Los Nervios principales y los nervios transversales o riostras, de losas nervadas en una
dirección, no pueden tenerse en cuenta para efectos de rigidez ante fuerzas horizontales del sistema de resistencia sísmica. C.8.13.2.
C.8.13.3
Ancho Máximo Viguetas Ancho VTA Plano, B(m) Altura Viguetas (m) Altura VTA Plano, h(m)
BVTA(m) 0,1 HVTA(m) 0,17
0,1 Cumple 0,5 Cumple
Separación Máxima (m) SVTA=2.5(hp) 0,63 La Separación Máxima no puede Exceder 1.2m Sep. VTA Plano, B(m) 0,7
4. Columnas (ref. NSR-10 C.21.3.5) Requisitos de Diseno Sismo Resistente
Base (Mínimo 20cm) - B(m)
0,25
5. Recubr imiento (ref. NSR-10 C.7.7) Proteccio n d e Conc reto para el Refuerzo
Protección de Concreto para el Refuerzo (m)
C.7.7.1- Concreto Construido en Sitio: Vigas-Viguetas-Columnas: r (m) 0,050 Cimentación: r (m) 0,075
13
5. COMBIANCIONES DE CARGA En el diseño estructural del edificio se utilizó el sistema de pórticos estructurales según la norma N.S.R 10 y para dicho diseño se utilizó el programa ETABS V. 9.7.4 para dicho diseño como se muestra a continuación. La placa utilizada es aligerada en casetón lona.
Combinaciones utilizadas para el chequeo de derivas DERIVA1: 1,2D+1,0L+1FX o DERIVA2: 1,2D+1,0L-1FX o DERIVA3: 1,2D+1,0L+1FY o DERIVA4:1,2D+1,0L-1FY o DERIVA5: 0.9D+1FX o DERIVA6: 0,9D-1FX o DERIVA7: 0,9D+1,0FY o DERIVA8: 0,9D-1,0FY o
Dónde: D: Carga Muerta L: Carga Viva Fx,Fy: Fuerza de sismo si reducir Combinaciones de Carga para el Diseño de Elementos Estructurales. (B.2.4) Donde E= 1/Ro
COMBO1: COMBO2: COMBO3: COMBO4: COMBO5: COMBO6: COMBO7: COMBO8: COMBO9: COMBO10: COMBO11: COMBO12: COMBO13:
Ro= 5
E=1/4,5=0,22
1,4D 1,2D+1,6L 1,2D+1,0L 1,2D+1,0L+0,22EX+0,066EY 1,2D+1,0L+0,22EX-0,066EY 1,2D+1,0L-0,22EX+0,066EY 1,2D+1,0L-0,022X-0,066EY 1,2D+1,0L+0,066EX+0,22EY 1,2D+1,0L+0,066EX-0,22EY 1,2D+1,0L-0,066EX+0,22EY 1,2D+1,0L-0,066EX-0,22EY 0,9D+0,22EX+0,066EY 0,9D+0,22EX-0,066EY 14
COMBO14: COMBO15: COMBO16: COMBO17: COMBO18: COMBO19:
0,9D-0,22EX+0,066EY 0,9D-0,22EX-0,066EY 0.9D+0,066EX+0,22EY 0,9D+0,062EX-0,22EY 0,9D-0,066EX+0,22EY 0,9D-0,066EX-0,22EY
Combinaciones para la revisión del diseño a cortante en Vigas (C.21.3.3.1)
COMBOCORTANTEVIGAS1: COMBOCORTANTEVIGAS2: COMBOCORTANTEVIGAS3: COMBOCORTANTEVIGAS4: COMBOCORTANTEVIGAS5: COMBOCORTANTEVIGAS6: COMBOCORTANTEVIGAS7: COMBOCORTANTEVIGAS8: COMBOCORTANTEVIGAS9: COMBOCORTANTEVIGAS10: COMBOCORTANTEVIGAS11: COMBOCORTANTEVIGAS12: COMBOCORTANTEVIGAS13: COMBOCORTANTEVIGAS14: COMBOCORTANTEVIGAS15: COMBOCORTANTEVIGAS16:
1,2D+1,0L+0,44EX+0,132EY 1,2D+1,0L+0,44EX-0,132EY 1,2D+1,0L-0,44EX+0,132EY 1,2D+1,0L-0,44X-0,132EY 1,2D+1,0L+0,132EX+0,44EY 1,2D+1,0L+0,132EX-0,44EY 1,2D+1,0L-0,132EX+0,44EY 1,2D+1,0L-0,132EX-0,44EY 0,9D+0,44EX+0,132EY 0,9D+0,44EX-0,132EY 0,9D-0,44EX+0,132EY 0,9D-0,44EX-0,132EY 0.9D+0,132EX+0,44EY 0,9D+0,132EX-0,44EY 0,9D-0,132EX+0,44EY 0,9D-0,132EX-0,44EY
Combinaciones para la revisión del diseño a cortante en Columnas (C.21.3.3.2.a)
( ) Entonces la combinación queda
COMBOCORTANTECOL1: COMBOCORTANTECOL2: COMBOCORTANTECOL3: COMBOCORTANTECOL4:
1,2D+1,0L+0,63EX+0,198EY 1,2D+1,0L+0,66EX-0,198EY 1,2D+1,0L-0,66EX+0,198EY 1,2D+1,0L-0,66X-0,198EY 15
COMBOCORTANTECOL5: 1,2D+1,0L+0,198EX+0,66EY COMBOCORTANTECOL6: 1,2D+1,0L+0,198EX-0,66EY COMBOCORTANTECOL7: 1,2D+1,0L-0,198EX+0,66EY COMBOCORTANTECOL8: 1,2D+1,0L-0,198EX-0,66EY COMBOCORTANTECOL9: 0,9D+0,66EX+0,198EY COMBOCORTANTECOL10: 0,9D+0,66EX-0,198EY COMBOCORTANTECOL11: 0,9D-0,66EX+0,198EY COMBOCORTANTECOL12: 0,9D-0,66EX-0,198EY COMBOCORTANTECOL13: 0.9D+0,198EX+0,66EY COMBOCORTANTECOL14: 0,9D+0,198EX-0,66EY COMBOCORTANTECOL15: 0,9D-0,198EX+0,66EY COMBOCORTANTECOL16: 0,9D-0,198EX-0,66EY
COMBINACIONES DE CARGA PARA LA CIMENTACION
COMBCIMENTACION1: COMBCIMENTACION2: COMBCIMENTACION3: COMBCIMENTACION4: COMBCIMENTACION5: COMBCIMENTACION6: COMBCIMENTACION7: COMBCIMENTACION8: COMBCIMENTACION9: COMBCIMENTACION10: COMBCIMENTACION11: COMBCIMENTACION12: COMBCIMENTACION13: COMBCIMENTACION14: COMBCIMENTACION15: COMBCIMENTACION16: COMBCIMENTACION17: COMBCIMENTACION18: COMBCIMENTACION19: COMBCIMENTACION20: COMBCIMENTACION21: COMBCIMENTACION22: COMBCIMENTACION23: COMBCIMENTACION24: COMBCIMENTACION25: COMBCIMENTACION26: COMBCIMENTACION27: COMBCIMENTACION28:
D D+L D+0,75L D+0,14EX+0,045EY D+0,14EX-0,045EY D-0,14EX+0,045EY D-0,14EX-0,045EY D+0,045EX+0,14EY D+0,045EX-0,14EY D-0,045EX+0,14EY D-0,045EX-0,14EY D+0,75L+0,1125EX+0,3375EY D+0,75L+0,1125EX-0,03375EY D+0,75L-0,1125EX+0,0337EY D+0,75L-0,1125EX-0,0337EY D+0,75L+0,0337EX+0,1125EY D+0,75L+0,03375EX-0,1125EY D+0,75L-0,0337EX+0,1125EY D+0,75L-0,0337EX+0,1125EY 0,6D 0,6D+0,14EX+0,045EY 0,6D+0,14EX-0,045EY 0,6D-0,14EX+0,045EY 0,6D-0,14EX-0,045EY 0,6D+0,045EX+0,14EY 0,6D+0,045EX-0,14EY 0,6D-0,045EX+0,14EY 0,6D-0,045EX-0,14EY 16
6. MATERIALES Concretof`c 21 MPa para zapatas, vigas de amarre, placas, viguetas, vigas y columnas. Acero de Refuerzo Longitudinal fy 420 MPa Para Diámetros ½” -5/8”-3/4”7/8”-1” Acero de Refuerzo Transversal fy 240 MPa para diámetros ¼” -3/8”
17
7. EVALUACION DE CARGAS
LOSA DE ENTREPISO
h losa
0,25 m
0,05 m m 5 2 , 0
0,17 m
0,03 m 0,10 m
1,1 CARGA MUERTA Torta Superior 1,20 KN/m2 Torta Inferior 0,66 KN/m2 Nervios 0,51 KN/m2 Caseton 0,25 KN/m2 Acabados 0,10 KN/m2 Muros Y Particiones 3,00 KN/m2 CARGA MUERA TOTAL
CARGA VIVA
0,80 m
CUBIERTA INCLINADA LIVIANA CARGA M UERTA
TEJA ETERNIT ENTRAMADO METALICO ACABADOS MAMPOSTERIA DE CULATAS
5,72 KN /m2
1,80 kN/m2
1,2D+1,6L U
0,25 KN/m2 0,50 KN/m2 0,50 KN/m2 1,50 KN/m2
TOTAL
2,75 KN/m 2
CARGA VIVA CUBIERTA
0,50 KN/m 2
2,2 CARGA DE VIENTO
VELOCIDAD DE DISEÑO ZONA 1 WD+WL
0,10 m
7,52 kN/m2
Factor de Ajuste Por Altura λ
9,74 kN/m2 1,295744681
Factor Topografico Kzt Factor de Importancia I Presion Neta de Diseño Ps Ps
Carga sobre las Viguetas 7,79 KN/m
18
60 Km/h 1,49 1 1,5 0,12 KN/m2 0,27 KN/m2 0,40 KN/m 2
8. CALCULO DE DERIVAS Por medio del programa ETABS, se calculan los desplazamientos debido al empuje realizado por las fuerzas símicas, el desplazamiento máximo que puede tener la estructura es igual a 0,01*h(altura entre piso)=0,01*2,65=2,65 cm hp (m)
2,65
Story STORY3 STORY3 STORY3 STORY3 STORY2 STORY2 STORY2 STORY2 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1
Item Max Drift X Max Drift Y Max Drift X Max Drift Y Max Drift X Max Drift Y Max Drift X Max Drift Y Max Drift X Max Drift Y Max Drift X Max Drift Y
ΔMAX (%) 1,00%
Load SXFHE SXFHE SYFHE SYFHE SXFHE SXFHE SYFHE SYFHE SXFHE SXFHE SYFHE SYFHE
Point 29 35 13 21 29 35 29 35 6 6 6 10
X 0,73 0,73 10,66 10,66 0,73 0,73 0,73 0,73 16,21 16,21 16,21 1,46
19
Y 6,75 3,52 0 1,98 6,75 3,52 6,75 3,52 6,75 6,75 6,75 3,52
Z DriftX DriftY CUMPLE 7,9 0,002031 SI 7,9 0,000215 SI SI 7,9 0,000124 SI 7,9 0,002011 5,4 0,003057 SI 5,4 0,000368 SI 5,4 0,000179 SI 5,4 0,003389 SI 2,7 0,002411 SI 2,7 0,000255 SI 2,7 0,000313 SI 2,7 0,003073 SI
9. DISEÑO PLACA DE TANQUES PLACA DE TANQUES 1,30 m Ancho Apoyo
m 0 0 , 1
AVALUO DE CARGAS
0,15 m
Espesor 0,20 m b 1,00 m d 0,16 m
Carga Muerta Peso Propio 4,80 kN/m2 Peso Tanques 9,81 kN/m2 Total 14,61 kN/m2 Carga Viva
Wu=1,2D+1,6L
2,00 kN/m2 20,73 kN/m2
DISEÑO A FLEXION
Sentido Largo Momento 3,89 kN m ρ 0,00667 As 10,67 cm2 separación Barra Nº4 11,90 cm Barra Nº5 18,46 cm Barra Nº6 26,71 cm
Sentido Corto Momento 2,22 kN m ρ 0,0053 As 8,48 cm2 separación Barra Nº4 14,98 cm Barra Nº5 23,23 cm Barra Nº6 33,61 cm
Usar 1 Nº 4 cada 11 cm
Usar 1 Nº4 cada 15 cm
DISEÑO A CORTANT E
Sentido Longitudinal V 12,70 KN V(d) 9,38 KN υ(d) 0,059 MPa υ(concreto) 0,584 MPa
O.K
Sentido Longitudinal V 9,59 KN V(d) 6,27 KN υ(d) 0,039 MPa υ(concreto) 0,584 MPa
20
O.K
10. DISEÑO PLACA ENTRE PISO
LOSA DE ENTRE PISO ALTURA DE LA LOSA 0,25m
0,05m 0,25m
0,17m 0,03m 0,80m
0,10m
0,10m
CARGA MUERTA Torta Superior Torta Inferior Nervios Casetón Acabados Muros Y Particiones
1,20 KN/m2 0,66 KN/m2 0,58 KN/m2 0,25 KN/m2 0,10 KN/m2 3,00 KN/m2
CARGA MUERA TOTAL
5,79 KN/m 2
CARGA VIVA CARGA TOTAL
D+L Wu U
EJES ALFABETICOS Ancho Apoyo 0,25 m Luz A-B 4,58 m
7,59 KN/m 2 9,83 KN/m 2
1,294825964
h 0,25 m b 1,00 m d 0,22 m
4,58 M (-) KN m M (+) KN m ρ (-) As (-) cm2 separación (cm) ρ (+) As (+) cm2 separación
A 8,130192
B 8,13019203 13,7814859
0,0018 3,96
0,0018
17,929293
17,9292929
0,0018 3,96 17,92929293 Colocar 1 Nº 3 cada 18cm EJES NUMERICOS Ancho Apoyo 0,25 Luz 3-4 3,27 21
1,80 KN/m2
4,14 M (-) KN m M (+) KN m ρ (-) As (-) cm2 separación (cm) ρ (+) As (+) cm2 separación
A 6,603535
B 6,60353503 6,835932735
0,0018 3,96
0,0018 3,96
17,929293
17,9292929
0,0018 3,96 17,92929293 Colocar 1 Nº 3 cada 18 cm DISEÑO A CORTANTE 4,58 V(KN) Vd( KN) υ(d) υ(concreto)
CUMPLE
A 21,899507 19,709556 0,0895889 0,5842784 O.K
25,04310643 22,53879579 0,102449072 0,584278401 O.K
22
B 21,8995071 19,7095564 0,08958889 0,5842784 O.K
11. DISEÑO DEL NERVIO TIPICO
DISE O FLEXION NERVIO LUZ CARGA CARGA WDISEÑO(KN/m) MOMENTO ρ (m) MUERTA VIVA (KNm) (KN/m2) (KN/m2) 4,58 5,964286 1,8 10,0371429 24,0695704 0,0035
23
As (cm2)
BARRAS
0,77 1 # 4
12. DISEÑO ESCALERA DISEÑO ESCALERA AVALUOS DE CARGAS Carga Muerta Losa
1,79 kN/m2
Peldaño
2,10 kN/m2
Acabados Granito
1,50 kN/m2
Pañete
0,55 kN/m2
Total Carga Muerta
5,94 kN/m2
Carga Viva Carga Ultima
3,00 kN/m2 11,93 kN/m
13,72 KN/m2
1,94 m DISEÑO A FLEXION Sentido Longitudinal M (KN m) 5,61200 ρ 0,0048 As (cm2) 2,88 separación Barra Nº3 24,653 Colocar 1 Nº 3 cada 25 cm
Sentido Transversal M 5,86 ρ 0,005 As 3 separación Barra Nº3 23,666667 Colocar 1 Nº3 cada 24 cm
DISEÑO A CORTANTE V(KN) 11,5711 Vu(KN) 10,8554 υ (MPa) 0,1809 φυc (MPa) 0,5843 CRITERIO O.K
24
0,25 Huella m 0,18 ContraHuella m 2,70 Altura m 1,94 Longitud m α 36,57 0,10 h m 0,06 d m
13. DISEÑO DE VIGAS
Se Presenta el Pórtico más cargado, que es el correspondiente al eje B para el piso 2 DISEÑO A FLEXION
5,752
25
Para el diseño a flexión se analiza los momentos a distancias de 0,50m para tener un mayor control del momento flector, además se utiliza la fórmula del método de la resistencia Última para encontrar las Cuantías y proceder a encontrar el acero de refuerzo. En la siguiente tabla se muestra los resultados Materiales
f'c fy
21 MPa 420 MPa Φ Flexión 0,9 Φ Corte 0,75 m 23,5 ρ min 0,0033 ρ Max 0,016
SECCION VIGA b 0,30m h 0,40m d 0,35m
Se utiliza la siguiente Ecuación para el cálculo de las Cuantías
Se tiene una área negativa de 5,75 cm 2 producto de un momento negativo de 40,27 KN m por lo cual se opta como solución colocar 3#5 que dan una área de 5,91cm 2 Para el refuerzo a momento positivo se tiene una área máxima 4,98 cm 2 por lo cual se opta por colocar 3#5
26
DISEÑO A CORTANTE. El pórtico que más presenta cortante el del eje C para la viga del segundo piso
27
√ Usando Fleje Nº3 de dos rama Av=142 mm 2 se calcula la separación
Se calcula la separación para los extremos de los elementos (C.21.3.4.6) aplicando los Siguientes casos. b 0.25m h d Ø Varilla 5/8 Ø Varilla 3/8
0.25m 0.20m 0.0158m 0.0095m
Criterio Separación (m) d/4 0,05 Ocho veces el diámetro de la barra longitudinal confinada más pequeña 0,1264 24 veces el diámetro de la b arra del estribo cerrado de confinamiento 0.2286 300mm 0,30 separación 0,05
LAS SEPARACIÓN PARA LA ZONA DE CONFINAMIENTO ES DE 0,05m A NA LONGITUD DE 0,50m ES DECIR SE COLOCAN 10 FLEJES SEPARADOS CADA 0,05m. PARA LA ZONA NO CONFINADA LOS FLEJES SE COLOCAN A UNA SEPARACIÓN DE d/2 ES DECIR 0,12 m
28
14. DISEÑO DE COLUMNAS DISEÑO A FLEXION
Las columnas se refuerzan con 4#5
29
DISEÑO A CORTANTE
Usando Fleje Nº3 de dos rama Av=142 mm 2 se calcula la separación
Cumpliendo C.21.3.5.6 Se tiene una separación en la zona de confinamiento y no debe exceder lo siguiente: b h d Barra más pequeña en flexión Ø Varilla 5/8 Ø Varilla 3/8
30
0.25m 0.25m 0.30m 0.0158m 0.0095m
separación Criterio (m) Ocho veces el diámetro de la barra longitudinal confinada más pequeña 0.127 16 veces el diámetro de la barra del estribo cerrado de confinamiento 0.1524
Un tercio de la menor dimensión de la sección 0.8333 transversal de la columna 150mm 0.15 separación 0.08
La separación de los flejes en la zona de confinamiento es de 0,08m Calculo de la Longitud l debe ser menor que: o
Altura de Piso=2,65m CRITERIO Long(m) Una sexta parte de la luz libre de la columna 0,88m La mayor dimensión de la sección transversal de la columna. 0,25m 500mm 0.50 Longitud 0.5
La longitud Lo es de 0,50m y se colocaran flejes 0,08m PARA LA ZONA NO CONFINADA LOS FLEJES SE COLOCAN A UNA SEPARACIÓN DE d/2 ES DECIR 0,12 m
31
15. CIMENTACIONES
Dis eñ o Zap ata E sq ui na
Columna bc 0,25 m t 0,25 m
f'c 21 MPa Fy 420 MPa m 23,5
σ 0,10 MPa
Pre dimension amiento
Cargas c b d e L L-e L-d Área Necesaria c=2b
ΔR
27,0 KN
∑P1
σ
1,76m2=b*c c 1,12 m b 1,12 m
σ neto
32
1,20 m 1,20 m 1,08 m 0,48 m 2,68 m 2,21 m 1,13 m
Pu 116,3 KN PP(10%) 9,3 KN ∑P1 125,6 KN
1,26 m2 b=0,5c
0,100 MPa O.K
Asumimos c 1,20 m b 1,20 m
qneto M Mu H d b ρ As Barra N°4 Barra N°5
0,100 MPa 12,09 kN m 20,55 KN m 0,35m 0,27m 1,20 m 0,0018 5,83 cm2 Separación 15,25 cm 33,44 cm
Colocar 1 N°4 cada 15 cm en ambos sentidos
33
Di s eñ o Zap at a Ex c é nt ri c a
Columna bc 0,30 m t 0,30 m
f'c 21 MPa Fy 420 MPa m 23,5
σ 0,10 MPa
Predimen si onamiento
Cargas c b d e L L-e L-d
1,30 m 1,00 m 0,85 m 0,35 m 3,27 m 2,92 m 2,07 m ∑P1
Area Necesaria c=2b
ΔR
14,7 KN c 1,38 m
1,76m2=b*c c 1,57 m b 0,78 m
σ neto
34
σ
Pu 113,9 KN PP(10%) 9,1 KN ∑P1 123,0 KN
1,23 m2 b=0,5c
0,099 MPa O.K
Asuminos c 1,30 m b 1,00 m
Diseño Zapata Interior 1,00 m 0,65 m 0 3 , 1
0,00 m
0,65
Diseño Flexión Mu 35,52 KN-m h 0,45 m d 0,37 m ρ 0,0027 As 9,99 cm2 Separación Barra N°4 12,71 cm Barra N°5 19,52 cm Barra N°6 28,53 cm Colocar 1 N° 4 cada 12 cm en el sentido largo As 8,1 Separación Barra N°4 15,6790123 Barra N°5 24,3209877 Barra N°6 35,308642 Colocar 1 N° 4 cada 15 cm en el sentido corto
35
Revisión Cortante V borde 64,29 KN Vu 109,30 KN vu 0,457 MPa vc 0,584 MPa Criterio O.K
16. ANEXOS
Ilustración 1 Áreas (cm2) de Refuerzo Planta 2 Piso
36
Ilustración 2 Áreas (cm2) de Refuerzo Piso 3
37
Ilustración 3 Áreas (cm2) de Refuerzo Cubierta.
38
Ilustración 4 Áreas (cm2) de Refuerzo Eje 1.
Ilustración 5 Áreas (cm2) de Refuerzo Eje 2
39
Ilustración 6 Áreas (cm2) de Refuerzo Eje 3
Ilustración 7 Áreas (cm2) de Refuerzo Eje 3 40
