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Memoria de Calculo ESTRUCTURAL
Memoria de Calculo ESTRUCTURAL
Memoria de Calculo ESTRUCTURAL
DE ESTRUCTURAS
El block 1, con un rea de 233.96 y 3.8m de altura tpica de piso, presenta irregularidad en
planta. Por consiguiente la eleccin del factor de reduccin por ductilidad requiere reducirse a
las de su valor normal.
Las columnas son de 40x40cm, las vigas de 30x60 y 30x70 con una losa aligerada en una sola
direccin, tambin cuenta con una losa aligerada en doble sentido para absorber la deflexin
en ciertos paos crticos indicados en planos; se integrar vigas de borde de 10x25 a manera
de confinamiento de aligerados en zonas de ductos y reas perimetrales.
El block 2, con un rea de 231.77 y 3.8m de altura tpica de piso, presenta irregularidad en
planta. Por consiguiente la eleccin del factor de reduccin por ductilidad requiere reducirse a
las de su valor normal.
Las columnas son de 40x40cm, las vigas de 30x60 con una losa aligerada en una sola
direccin; se integrara una viga chata de 25x25 y de 40x25 en algunos paos para controlar la
deflexin y los momentos ah producirse.
Las placas o muros de corte tienen longitudes de acuerdo a su solicitud estructural. Se ubican
placas en las esquinas del edificio, y las otras en los lados perimetrales y para rigidizar las
zonas del ascensor y escaleras con la condicin de presentar una distribucin lo ms regular y
simtrica posible.
Los parmetros ssmicos resultantes no representan una amplificacin importante de la
aceleracin ssmica que se emplea en el clculo de la cortante basal. La categora de la
edificacin representa un factor de uso igual a 1.3, el tipo de suelo en la cimentacin en un
factor de suelo igual a 1.2.
Finalmente la presin admisible del suelo corresponde al esperado en arena arcillosa, este
valor es de 1.07kg/cm2.
Por otro lado, el peso de la edificacin es el aproximado al esperado en edificaciones donde
predominan los muros de concreto y la tabiquera de albailera.
Esta edificacin posee en su mayora muros de concreto o placas estructurales en la caja del
ascensor, escaleras y muros perimetrales. Los muros no estructurales de albailera se limitan
slo a las reas de los servicios higinicos, oficinas y a los parapetos de baja altura en las
aberturas de las losas y en la azotea.
La distribucin del acero en placas, alcanza su limitacin en la eleccin del dimetro y
espaciamiento de las barras relacionadas con fuerzas de flexo-compresin.
Los diafragmas se modelan con membranas rgidas en su plano, dado que el rea de la
abertura en ellas no representa una irregularidad en planta.
Se espera que el empleo de una fraccin del factor de reduccin de resistencia por ductilidad,
considere la distribucin particular de las fuerzas basales en las placas, debido a la presencia
de zonas localizadas en el diafragma, con mayores deformaciones que el resto de la
membrana que constituye la losa de los pisos.
La norma determina que la verificacin de viga dbil y columna fuerte, solo se realice en
sistemas estructurales con prticos de concreto (slo vigas y columnas) o en sistemas duales
del tipo II. La estructura analizada califica como un sistema con predominio de muros
estructurales, por consiguiente no se requiere realizar esta verificacin. Se debe esperar que
los mecanismos plsticos ocurran en los prticos que contienen a las placas de concreto.
Las plateas en los blocks se limitan transmitir lo ms simtricamente posible, cargas verticales
y ssmicas en el suelo de fundacin.
CIMENTACIN
placas
Capacidad Admisible
Profundidad de Napa fretica
:
:
10
Cargas
Losa Aligerada (e=25cms)
350 kg/m2
Piso terminado
150 kg/m2
Carga viva
Muro de albailera
300 kg/m2
100 kg/m2
Concreto Armado
2400 kg/m3
Concreto fc=100kg/cm2
Columnas y placas
Resto de elementos
Acero
Cemento
Portland Tipo V
Elementos Estructurales
11
Condiciones Geotectnicas: Para los efectos de esta norma los perfiles de suelo se
clasifican tomando en cuenta las propiedades mecnicas del suelo, el espesor del
estrato, el periodo fundamental de vibracin y la velocidad de propagacin de las
ondas de corte.
12
C<2.5
5. METOLOGIA DE DISEO
13
Z= 0.40
Parmetro de Suelo
S= 1.20
Tp= 0.60
Factor de Uso
U= 1.30
Coeficiente de Reduccin
X-X: Predominio de Muros de concreto armado Rx= 4.5
Y-Y: Predominio de Muros de concreto armado Ry= 4.5
Factor de amplificacin ssmica
C = 2.5 x ( Tp / T )
C 2.5
Donde: Tp = periodo de
vibracin del
suelo
ESPECTRO
DE
DISEO E030
T = periodo de vibracin de la Estructura
Z=
0.40el
Con
U= 1.30
0.60
siguiente valor
mnimo C/R Tp=
0.125
C/R
Sa
S= 1.20
R= 4.50
C/R
0.05
2.50
0.56
3.4008
1.30
1.15
0.10
2.50
0.56
3.4008
1.35
1.11
0.15
2.50
0.56
3.4008
1.40
1.07
0.20
2.50
0.56
3.4008
1.45
1.03
0.25
2.50
0.56
3.4008
1.50
1.00
0.30
2.50
0.56
3.4008
1.55
0.97
0.35
2.50
0.56
3.4008
1.60
0.94
0.40
2.50
0.56
3.4008
1.65
0.91
0.45
2.50
0.56
3.4008
1.70
0.88
0.50
2.50
0.56
3.4008
1.75
0.86
0.55
2.50
0.56
3.4008
1.80
0.83
0.60
2.50
0.56
3.4008
1.85
0.81
0.65
2.31
0.51
3.1392
1.90
0.79
0.70
2.14
0.48
2.9150
1.95
0.77
0.75
2.00
0.44
2.7206
2.00
0.75
0.80
1.88
0.42
2.5506
2.05
0.73
0.85
1.76
0.39
2.4006
2.10
0.71
0.90
1.67
0.37
2.2672
2.15
0.70
0.95
1.58
0.35
2.1479
2.20
0.68
1.00
1.50
0.33
2.0405
2.25
0.67
1.05
1.43
0.32
1.9433
2.30
0.65
1.10
1.36
0.30
1.8550
2.35
0.64
1.15
1.30ACELERACIONES
0.29
1.7743 PARA LOS BLOCKS
2.40
0.63
ESPECTRO
DE
1,Y
2:
1.20
1.25
0.28
1.7004
2.45
0.61
Se ha
considerado
el espectro
que
1.25
1.20 para0.27
1.6324de diseo los parmetros
2.50
0.60
0.26
0.25
0.24
0.23
0.22
0.22
0.21
0.20
0.20
0.19
0.19
0.18
0.18
0.17
0.17
0.16
0.16
0.16
0.15
0.15
0.14
0.14
0.14
0.14
conducen
0.13
Sa
1.5696
1.5115
1.4575
1.4072
1.3603
1.3164
1.2753
1.2367
1.2003
1.1660
1.1336
1.1030
1.0739
1.0464
1.0202
0.9954
0.9717
0.9491
0.9275
0.9069
0.8872
0.8683
0.8502
0.8328
un
espectro
0.8162
Sa = ( ZUSC / R ) x g
4.00
3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
14
0.00
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
MODELOS MATEMTICOS:
El comportamiento dinmico de las estructuras se determina mediante la
generacin
15
Para el anlisis se considero las masas de las losas, vigas, columnas y muros, la
tabiquera, los acabados de piso y 50% de la sobrecarga mxima por tratarse de
edificaciones de la categora B.
Las combinaciones de cargas para el anlisis son las estipuladas en el
reglamento nacional de construcciones.
1)
1.4D + 1.7L
2)
3)
4)
0.90D 1.00Sx
5)
0.90D 1.00Sy
6. DESPLAZAMIENTOS LATERALES:
la
respuesta
mxima
podr
estimarse
mediante
la
16
MODELO BLOCK1
17
MODELO BLOCK 2
18
ANALISIS ESTATICO
19
20
21
ANALISIS ESTATICO
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
Peso propio
= 0.35tn/m2*0.40m=0.14tn/m
Tabiques y acabados
= 0.15tn/m2*0.40m=0.06tn/m
Total C.M
= 0.20tn/m
Carga Viva:
Total C.V
= 0.50tn/m2*0.40m=0.2tn/m
= 0.25tn/m2*0.40m=0.1tn/m
En el diseo de los elementos estructurales (vigas y losas) se han escogido los elementos ms
desfavorables en aquellas zonas donde se han variado las condiciones inciales de diseo
(Sobrecargas).
39
Diseo de viguetas entre los ejes 2-5 y B-D como se indica en el grafico
40
Para un momento de 1.90 tn-m el rea de acero que le corresponde por vigueta es
As=2.53 cm2.
El rea de acero positivo considerado es de 21/2 As=2.54 cm2.
Para un momento de 2.02 tn-m el rea de acero que le corresponde por vigueta es
As=2.83 cm2.
El rea de acero negativo considerado es de 11/2+ 1 5/8 As=3.25cm2.
Verificacin por corte
41
= 0.35tn/m2*0.40m=0.14tn/m
Tabiques y acabados
= 0.15tn/m2*0.40m=0.06tn/m
Total C.M
= 0.20tn/m
Carga Viva:
Total C.V
= 0.50tn/m2*0.40m=0.2tn/m
= 0.25tn/m2*0.40m=0.1tn/m
En el diseo de los elementos estructurales (vigas y losas) se han escogido los elementos ms
desfavorables en aquellas zonas donde se han variado las condiciones inciales de diseo
(Sobrecargas).
42
Diseo de viguetas entre los ejes 7-10 y A-B como se indica en el grafico
43
Para un momento de 1.04 tn-m el rea de acero que le corresponde por vigueta es
As=1.35cm2.
El rea de acero positivo considerado es de 11/2+ 1 /8 As=1.98cm2.
Para un momento de 1.15 tn-m el rea de acero que le corresponde por vigueta es
As=1.48 cm2.
El rea de acero negativo considerado es de 11/2+ 1 /8 As=1.98cm2.
44
= 0.45tn/m2*1.00m=0.45tn/m
Tabiques y acabados
= 0.30tn/m2*1.00m=0.30tn/m
Total C.M
= 0.75tn/m
Carga Viva:
Total C.V
= 0.50tn/m
En el diseo de los elementos estructurales (vigas y losas) se han escogido los elementos ms
desfavorables en aquellas zonas donde se han variado las condiciones inciales de diseo
(Sobrecargas). Entre los ejes C-D y 1-2.
45
46
47
48
Mu(Ton-m)
Ku = Mu / bd^2
C = Ku / ( F * f`c)
W = (1- (1-4*0.59*C)^0.5) / (2*0.59)
= w*f`c/ fy
As (cm2) = * b * d
Donde:
Mu = Momento ltimo.
f ' c * b * d 0.70 *
210 * b * d = 0.0024 b d
49
Vu = Vu isosttico + (Mni + Mnd) / ln
mayor resistencia al corte que a la flexin. Para cumplir con este objetivo, se calcula la fuerza
cortante ltima (Vu) mediante la suma de las fuerzas cortantes asociadas con el desarrollo de
las resistencias nominales en flexin (Mn, momentos nominales) en los extremos de la luz
libre del elemento y la fuerza
Mni y Mnd son los momentos nominales a flexin reales del elemento en los extremos
izquierdo y derecho, respectivamente; ln es la distancia de la luz libre del tramo de viga.
Se disear siguiendo el procedimiento de diseo para secciones rectangulares. Para calcular
el espaciamiento de los estribos se seguir el siguiente procedimiento:
Vu a "d" cara
Vc = 0.53*fc *b*d (ton)
Vu /
Vs = Vu / Vc
S (cm) = Av * Fy * d / Vs
Donde:
=0.85 (Por ser por Corte)
Av = rea total de estribos (comnmente utilizados 2 estribos de 3/8 = 2*0.71= 1.42 cm2)
Vc = Resistencia al cortante proporcionada por el concreto
Vs = Resistencia al cortante proporcionado por refuerzo
Verificando que la Resistencia al cortante proporcionado por refuerzo sea menor a:
S < d/4
S < 8db
S < 30 cm
S < 30 cm
Donde:
d = peralte efectivo, (d = h 4 cm) para vigas peraltadas.
50
S = 0.5* d
Para el diseo final se colocar el primer estribo a 5cm de la cara y el resto segn lo
calculado.
7.2.3 CLCULO DEL MOMENTO LTIMO Y DE LA CORTANTE LTIMA
La norma NTE E-060 establece que momento ltimo y la cortante ltima (Mu, Vu), para cargas
muertas (CM), vivas (CV) y de sismo (CS) se obtendr de la combinacin ms crtica, de las
que a continuacin se citan:
U = 1.4 CM + 1.8 CV
U = 0.9 CM CS
51
52
53
En el apoyo del eje D (STORY2), el momento negativo es de Mu=33.98 tn.m, el rea de acero
calculado en la viga en dicho apoyo es de 14.73 cm2.
El rea de acero colocado es de 3
+3
As = 17.1 cm2.
54
55
56
57
58
59
El espaciamiento obtenido por clculo de los cortantes es menor que los lmites de la norma,
por lo que se colocaron los pares de estribos de 3/8 de la siguiente manera:
Diseo final: Un primer estribo a 5cm de la cara, 10 estribos a 10 cm, 3 estribos a 15cm y el
resto a 25cm.
Control de Deflexiones
Para no verificar deflexiones, segn la norma se debe cumplir, esta verificacin: h L / 16
La luz libre mxima es 7.59 m, entonces 7.59/16 = 0.47m, es menor al peralte mnimo usado
0.65 m de la viga analizada.
7.2.5 DISEO DE LA VIGA B2/1-V04 (30x60) ENTRE LOS EJES A-D Y 9 BLOCK 2.
s/c= 250 kg/m2 (oficinas), 500 kg/m2 (uso mltiple)
s/c= 150 kg/m2 (Azotea).
60
61
62
63
64
65
66
67
68
El espaciamiento obtenido por clculo de los cortantes es menor que los lmites de la norma,
por lo que se colocaron los pares de estribos de 3/8 de la siguiente manera:
Diseo final: Un primer estribo a 5cm de la cara, 12 estribos a 10 cm, 3 estribos a 15cm y el
resto a 30cm.
Control de Deflexiones
Para no verificar deflexiones, segn la norma se debe cumplir, esta verificacin: h L / 16
La luz libre mxima es 6.7 m, entonces 6.7/16 = 0.42m, es menor al peralte mnimo usado
0.55 m de la viga analizada.
69
70
71
72
Por ser solo un punto crtico en el eje X-X, se tomara como momento de diseo 42.14
ton/m, ya que el momento de 35.6ton/m es mucho menor.
PLATEA:
Espesor e = 0.70
Vigas de Cimentacion de 30x120
73
PLATEA:
Espesor e = 0.70
Vigas de Cimentacion de 30x120
74
Por ser solo un punto crtico en el eje Y-Y, se tomara como momento de diseo
44.37ton/m, ya que el momento de 49.5ton/m solo se presenta para un rea muy
insignificante.
75
76
DISEO FINAL
77
ANEXO
CUADRO DE ALTURAS DE PISO
BLOCK 1
78
BLOCK 2
79
80
81
82
excedan
el
lmite
83