Memoria de Cálculo Estructural

MEMORIA DE CÁLCULO
ESTRUCTURAL
OBRA : CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDA UNIFAMILIAR

PROPIETARIO : ROSA ELVIRA VASQUEZ VILCHEZ
FECHA : Cutervo, abril del 2019.
1. INTRODUCCIÓN
El proyecto consta en la construcción de una vivienda unifamiliar
Descripción estructural: consta de varios ambientes distribuidos en 4 niveles y una
azotea, estructura tipo pórtico en sentido de análisis del eje “X” y pórtico en el sentido
de análisis del eje “Y”, con losa aligerada en una dirección de 20cm de espesor,
cimentación superficial con zapatas céntricas y excéntricas, cimientos corridos y vigas
de cimentación, para evitar los asentamientos diferenciales.
La estructuración está compuesta por un sistema de pórticos de concreto armado en las
direcciones de análisis: eje x – eje y respectivamente, estructuradas de manera tal que
se pueda dar mayor rigidez lateral a la estructura y reduciendo los desplazamientos
laterales ante un sismo.
CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES:
 Sistema estructural
o Dirección X : Pórticos de concreto armado.
o Dirección Y : Pórticos de concreto armado.
 No de pisos :4
 Tipo de cimentación: zapatas aisladas, con cimientos y vigas de cimentación.
ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE CIMENTACIONES Y

PORTICOS
La presente información resume las consideraciones técnicas tomadas en cuenta para

el análisis y diseño de las cimentaciones, columnas, losas de la edificación a calcular.
Los ambientes de la vivienda unifamiliar han sido analizados y diseñados de manera
independiente, considerando las siguientes Normas Técnicas de Edificaciones del Perú
(NTP):
 E.020 - Normas de Cargas.
 E.030 - Normas de Diseño Sismo resistente.
 E.050 - Norma de Suelos y Cimentaciones.
 E.060 - Norma de Concreto Armado.
 E.070 – albañilería.
Además de las siguientes normas de American Concrete Institute (ACI):
 ACI 318 – Building Code Requirements for Reinforced Concrete.

 CI 350 - Environmental Engineering Concrete Structures.
CONFIGURACION ESTRUCTURAL
Las características estructurales del proyecto que han sido planteadas para el diseño,
están en función de la zonificación sísmica del Perú, ubicándose el Departamento De
CAJAMARCA en la zona 2, para el dimensionamiento de elementos estructurales se han
tenido en cuenta el área tributaria, la consideración de carga muerta, carga viva y
envolvente de fuerzas y fuerzas sísmicas. Las columnas planteadas en la arquitectura
han variado en un pequeño porcentaje con el fin de que cumpla con los requerimientos
mínimos de desplazamientos laterales indicados en la Norma E-030. Para la elección del
sistema de cimentación se han tenido en cuenta el estudio de suelos y los factores que
en se dan. A continuación, se tienen las siguientes características:
 La cimentación es superficial convencional, formado zapatas aisladas céntricas
y excéntricas en cada columna, de acuerdo a los factores del suelo, rigidez
(esfuerzos admisibles y asentamientos máximos) y carga de las estructuras.
 Las Vigas, Losa aligerada, columnas se han diseñado con el efecto de la carga
viva, carga Muerta y carga sísmica de acuerdo al método de rotura y
combinaciones de carga que la Norma E-060 indica, evitando la falla Frágil.
ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL

PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN CON EL PROGRAMA DE COMPUTO
ETABS 2016
ETABS es un programa de análisis y diseño de sistema de edificaciones, que
desde hace más de 40 años ha estado en continuo desarrollo para brindarle al
ingeniero una herramienta confiable, sofisticada y fácil de usar.
ETABS 2016 posee una poderosa e intuitiva interfaz gráfica con procedimientos
de modelaje, análisis, todos integrados usando una base de datos común.
Aunque es fácil y sencillo para estructuras simples, ETABS también puede
manejar grandes y complejos modelos de edificios, incluyendo un amplio rango
de comportamientos no lineales, haciéndolo la herramienta predilecta para
ingenieros estructurales en la industria de la construcción.
ETABS es un sistema completamente integrado. Detrás de una interface intuitiva
y simple, se encajan poderosos métodos numéricos, procedimientos de diseño
y códigos internacionales de diseño que funcionan juntos desde una base de
datos. Esta Integración significa que usted crea solo un sistema de modelo de
piso y sistema de barras verticales y laterales para analizar y diseñar el edificio
completo.
Las convenciones de entrada y de salida usadas corresponden a la terminología
común de edificaciones. Con ETABS, los modelos se definen de forma lógica:
piso por piso, viga por viga, columna por columna, tramo por tramo, muros por
muros y no como corrientes de puntos y elementos no descritos como lo hacen
la mayoría de los programas para fines generales. Así la definición estructural es
simple, ordenada y significativa.
ESPECIFICACIONES DEL ANALISIS
El análisis y diseño estructural, se realizó de acuerdo a lo estipulado en el

reglamento Nacional de Edificaciones y sus normas técnicas complementarias,
incluidas en dicho reglamento. Fueron consideradas las referencias a las de
cimentación, a las de concreto, y a las de diseño por sismo. Todas las
especificaciones se complementan con las correspondientes del ACI.
ESPECIFICACIONES DEL ANALISIS
Factor De Zona
Factor De Zona
Factor de Suelo
Factor de Amplificación Sísmica
C=2.5*(Tp/T) C es menor igual que 2.5
Este coeficiente se interpreta como el factor de amplificación de la respuesta estructural

respecto a la aceleración del Suelo.
Coeficiente de reducción sísmica
ESPECIFICACIONES DE MATERIALES
La calidad de los Materiales se eligió de acuerdo al requerimiento mínimo del Reglamento

Nacional de Edificaciones:
 Zapatas, Losa Aligerada Vigas: f’c = 210 Kg. /cm2
 Columnas y Escaleras: f’c = 210 Kg. /cm2
 Columnetas: f’c = 175 Kg. /cm2
 Falsos pisos: f’c =140 Kg. /cm2
El acero deberá garantizar la fluencia y será del tipo corrugado, grado 60, con diámetros
variables dependiendo de la función del elemento, y deberá actuar en forma conjunta con el
concreto.
 Acero Corrugado: fy= 4200 Kg. /cm2
Las albañilerías utilizadas para el diseño de los muros de tabiquería tienen las siguientes
características:
o Tipo de ladrillo : pandereta ( muros no portantes)
: king kong ( muros portantes)
o Dimensiones : (9x13x24)
o Mortero : 1:4 (cemento: Arena)
o Junta : 1.5 cm Máximo
Los pesos Específicos considerados par el Análisis Según al RNE E.020 cargas, son:
o Concreto Armado : 2400 Kg. /m3
o Unidades de albañilería (huecas) : 1350 Kg. /m3
Además para el cálculo del peso de los aligerados, se tuvo en cuenta:
COMBINACIÓN DE CARGAS
Las combinaciones de carga con las cuales se obtiene la envolvente máxima de esfuerzos
en los miembros estructurales, para este caso se tomaron las siguientes, como lo
recomienda el Reglamento Nacional de Edificaciones.
Para el diseño de los elementos estructurales de concreto:

CU = 1.4 CM + 1.7 CV
Elementos que cargan sismos.

CU 1 = 1.4 CM + 1.7 CV
CU 2, 3 = 1.25 (CM + CV) ± CS
CU 4, 5 = 0.90 (CM) ± CS
Además, se realizó el análisis de alternancia de carga viva por la sobre la losa aligerada.
CARGA VIVA QUE SE CONSIDERA
Según RNE. (E.020) indica las cargas vivas mínimas repartidas según su ocupación
(centros educativos), se deberá considerar:
 vivienda : 200kg/m2.
PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS
El análisis estructural ha sido efectuado para los dos tipos fundamentales de cargas a los
que estará sometida esta estructura: 1) cargas de gravedad (viva y muerta); 2) Fuerzas
sísmicas de inercia, originadas por los movimientos sísmicos, interactuando con la masa
de la estructura. En este análisis se ha utilizado el programa ETABS 2016, en
concordancia con los artículos 14 y 18 de la Norma de Diseño sismo resistente NTE-030.
Se procede de la siguiente manera:
1. Metrado de cargas de gravedad

2. Pre dimensionamiento de los elementos estructurales.
3. Modelamiento en el programa de computo
4. Análisis del espectro sísmico
5. La distribución de las fuerzas sísmicas para las direcciones X e Y.
6. Verificación de los desplazamientos máximos permisibles.
7. Diseño de los elementos estructurales.
A. Modelamiento estructural
El modelo estructural está compuesto por elementos en tres dimensiones para
darle mayor realidad al comportamiento de la estructura. Se realizó con la ayuda
del software ETABS 2016.
 Vista del modelo
o Vista 3D (Pórtico)
 Espectro sísmico:
ZUCS
Sa  g
R
C T Sa Dir X-X Sa Dir Y-Y

2.50 0.00 0.920 0.920
2.50 0.02 0.920 0.920
2.50 0.04 0.920 0.920
2.50 0.06 0.920 0.920
2.50 0.08 0.920 0.920
2.50 0.10 0.920 0.920
2.50 0.12 0.920 0.920
2.50 0.14 0.920 0.920
2.50 0.16 0.920 0.920
2.50 0.18 0.920 0.920
2.50 0.20 0.920 0.920
2.50 0.25 0.920 0.920
2.50 0.30 0.920 0.920
2.50 0.35 0.920 0.920
2.50 0.40 0.920 0.920
2.50 0.45 0.920 0.920
2.50 0.50 0.920 0.920
2.50 0.55 0.920 0.920
2.50 0.60 0.920 0.920
2.31 0.65 0.849 0.849
2.14 0.70 0.788 0.788
2.00 0.75 0.736 0.736
1.88 0.80 0.690 0.690
1.76 0.85 0.649 0.649
1.67 0.90 0.613 0.613
1.58 0.95 0.581 0.581
1.50 1.00 0.552 0.552
1.36 1.10 0.502 0.502
1.25 1.20 0.460 0.460
1.15 1.30 0.424 0.424
1.07 1.40 0.394 0.394
1.00 1.50 0.368 0.368
0.94 1.60 0.345 0.345
0.88 1.70 0.325 0.325
0.83 1.80 0.307 0.307
0.79 1.90 0.290 0.290
0.75 2.00 0.276 0.276
0.59 2.25 0.218 0.218
0.48 2.50 0.177 0.177
0.40 2.75 0.146 0.146
0.33 3.00 0.123 0.123
0.19 4.00 0.069 0.069
0.12 5.00 0.044 0.044
0.08 6.00 0.031 0.031
0.06 7.00 0.023 0.023
0.05 8.00 0.017 0.017
0.04 9.00 0.014 0.014
0.03 10.00 0.011 0.011
 Control de Desplazamientos
NIVEL SENTIDO Drift DxR 0.75xDxR D max VERIFICACION

Story4 SISMO DINAMICO X-X 0.000048 0.000384 0.000288 0.007 CORRECTO
Story4 SISMO DINAMICO Y-Y 0.000043 0.000344 0.000258 0.007 CORRECTO
 Combinaciones de diseño
 Descripción del diseño estructural

DIBUJO DE LA PARTE ESTRUCTURAL EN EL ETABS, COLUMNAS,NUMERO DE PISOS, VIGAS.
CONFIGURACION DEL MATERIAL EN ETABS – CONCRETO 210 KG/CM2
CREACION DE SECCIONES DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES - COLUMNAS
CREACION DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES - VIGAS
ESTRUCTURA CON ELEMENTOS ESTRUCTURALES
ASIGACION DE VIGUETAS A LA LOSA ALIGERADA
ASIGACION DE VIGUETAS A LA LOSA ALIGERADA
DEFINICION DE CARGAS DE DISEÑO
ASIGNACION DE CARGAS DE DISEÑO POR PISO
CARGAS VIVAS PUESTAS EN LA ESTRUCTURA
COEFICIENTE “C” DEL ESPECTRO – COEFICIENTE DE AMPLIFICACION SISMICA EN DIRECCION X
COEFICIENTE “C” DEL ESPECTRO – COEFICIENTE DEAMPLIFICACION SISMICA EN DIRECCION Y
ESPECTRO DE DIEÑO EN X-X
ESPECTRO DE DISEÑO EN Y-Y
PORCENTAJE DE PESO PARA EL ANALISIS DE ACUERDO A CATEGORIA DE LA EDIFICACION EN ESTE CASO TIPO C
COMBOS PARA EL ANALISIS
ESTRUCTURA LISTA PARA ANALIZAR
DESPLAZAMIENTOS POR PISOS SEGÚN EL ANALISIS MODAL ESPECTRAL Y POSTERIOR COMPARACION CON LA NORMA

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ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE CIMENTACIONES Y

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Además de las siguientes normas de American Concrete Institute (ACI):

 ACI 318 – Building Code Requirements for Reinforced Concrete.

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL

El análisis y diseño estructural, se realizó de acuerdo a lo estipulado en el

ESPECIFICACIONES DEL ANALISIS

Factor de Amplificación Sísmica

C=2.5*(Tp/T) C es menor igual que 2.5

Este coeficiente se interpreta como el factor de amplificación de la respuesta estructural

Coeficiente de reducción sísmica

La calidad de los Materiales se eligió de acuerdo al requerimiento mínimo del Reglamento

Además para el cálculo del peso de los aligerados, se tuvo en cuenta:

Para el diseño de los elementos estructurales de concreto:

Elementos que cargan sismos.

CARGA VIVA QUE SE CONSIDERA

1. Metrado de cargas de gravedad

 Vista del modelo

C T Sa Dir X-X Sa Dir Y-Y

NIVEL SENTIDO Drift DxR 0.75xDxR D max VERIFICACION

 Descripción del diseño estructural

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