Memoria de Calculo Estructuras

MEMORIA DE CALCULO DE ESTRUCTURAS
PROYECTO : “MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE EDUCACION PRIMARIA

DE LA I.E. N° 14652 EN EL CASERIO PIEDRA DEL TORO,
DISTRITO DE MORROPON, PROVINCIA DE MORROPON –
PIURA”
UBICACION : PIEDRA DEL TORO - DISTRITO MORROPON - PROVINCIA

MORROPON - DEPARTAMENTO PIURA
CONSULTOR : ING. CARLOS REYNALDO HUAMAN HUANCAS
PROYECTISTA : ARQ. LUIS R. QUIÑONES TROYA
I. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO
La I.E. N° 14652, se encuentra ubicada en el la localidad de Piedra del Toro, jurisdicción del
distrito de Morropón, Provincia de Morropón y Departamento Piura., conforme los planos de
localización y ubicación del Proyecto.
De acuerdo con la programación arquitectónica los módulos a construir son los siguientes:
1. OBRA NUEVA
Las metas físicas del proyecto son las siguientes:
 PABELLON “A” ADMINISTRACION / SIP

 PABELLON “B” SUM / CRE
 PABELLON “C” AULAS
 MODULO SS.HH.
El diseño estructural de las edificaciones principales ha tenido en consideración las condiciones

generales de Cimentación las siguientes:
Tipo de cimentación : Zapatas Armadas

Profundidad de la cimentación : 1.20m
Presión admisible : 2.84 kg/cm2 (para zapatas aisladas)
2.20 kg/cm2 (para cimentación corrida)
Factor de seguridad por corte :3
Agresividad del suelo a la cimentación : Moderada
Cemento a usar en cimentación : Tipo MS
Páá giná1
Ver recomendaciones adicionales en el Estudio de suelos

Las edificaciones han sido estructuradas y diseñadas de manera tal de lograr un buen
comportamiento frente a los sismos, siguiendo los lineamientos establecidos en las Normas
Técnicas de Edificación del Reglamento Nacional de Construcciones vigente: E.030 y E.060.
En la dirección longitudinal, la estructura está formada por dos ejes de concreto armado, cuyos
elementos son columnas peraltadas y vigas, que se denominan ejes A y B. En la dirección
ortogonal el cortante es absorbido por muros de cabeza y columnas peraltadas.
El primer y segundo techo es en concreto armado con losa tipo “Aligerado”, siendo el segundo
techo inclinado a dos aguas, ambos techos están apoyados sobre los pórticos antes
mencionados de los ejes longitudinales.
Además de las cargas de sismo se han considerado las cargas por gravedad teniendo en cuenta
la Norma Técnica de Edificación E.020 referente a cargas. Los techos son de tipo convencional
con losas aligeradas de 0.20 m de espesor.
II. PARÁMETROS DE DISEÑO ADOPTADOS
Concreto armado : f`c = 210 kg/cm2 (en toda la estructura).

Acero : f’y = 4,200 kg/cm2
Albañilería : Clase IV
Cemento : Tipo MS y Tipo I
Sobrecargas (de acuerdo a ambientes según propuesta arquitectónica):
En aulas : 250 kg/m2

En corredores y escaleras : 400 kg/m2
En zona administrativa : 250 kg/m2
En biblioteca (zona de almacén): 750 kg/m2
En zona de talleres : 350 kg/m2
Áreas de servicio : 300 kg/m2
En zonas de vivienda : 200 kg/m2
En techos : 100 kg/m2
Pesos para cargas muertas:
Concreto Armado : 2,400 kg/m3.

Concreto Ciclópeo : 2,300 Kg/m3.
Piso Terminado : 100 Kg/m2.
Albañilería : 1,800 Kg/m3.
Losa Aligerada e=0.20m : 300 Kg/m2.
III. PREDIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA ESTRUCTURAL

Páá giná1
Después de haber fijado la forma, ubicación y distribución de los elementos

estructurales, teniendo en cuenta la propuesta arquitectónica, es necesario partir
inicialmente de dimensiones que se acerquen lo más posible a las dimensiones finales
requeridas por el diseño.
Un buen pre dimensionamiento nos evitará sucesivos análisis, como de diseño, hasta
que las dimensiones satisfagan los requerimientos de las normas de diseño.
Existen muchos criterios para pre dimensionar los elementos estructurales, unos más
empíricos que otros pero finalmente la experiencia y el buen criterio primaran en la
elección de algunos criterios. Los criterios que asumiremos en adelante serán tratando
de cumplir los requerimientos del Reglamento Nacional de Edificaciones en sus
capítulos E.020, E.030, E.050 y E.060.
PREDIMENSIONAMIENTO DE MUROS
Los muros son elementos sometidos a flexión en sus dos sentidos de su plano, el
peralte entonces deberá estar en función de la longitud y la carga. Existen criterios
prácticos para determinar el espesor de los muros, que dan buenos resultados, y que
con las fuerzas de las cargas puedan soportar sin causar daño a la estructura en
análisis.
La norma de diseño E-070, nos da unos requisitos que debe cumplir la sección, para
asegurar el buen comportamiento estructural de un muro sismo- resistente de
albañilería, así como también para controlar la deflexión considerando como parámetro
base la densidad de muros en cada dirección de análisis.
Al someterlos a la teoría estructural obtenemos que para las dimensiones

proporcionadas en la arquitectura, podemos elegir un espesor de 15 cm. Por lo tanto
podemos dar como un avance que los elementos estructurales, cumplen estos
requisitos, de esta forma se pre dimensionarán todos los demás muro o también de la
siguiente manera:
t=h
20
PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS
Los criterios para pre dimensionar columnas, están basados en su comportamiento,

flexo- compresión, tratando de evaluar cuál de los dos es el más crítico en el
dimensionamiento. Para los ambientes que tienen muros de corte en las dos
direcciones, donde la rigidez lateral y la resistencia van a estar principalmente
controlada por los muros, se recomiendan las siguientes dimensiones.
Ac = ΣP
αx0.9xf´c
Páá giná1
Donde α es el valor que corresponde a la columna si es esquinera, borde o central.

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS
Existen criterios prácticos para determinar el peralte de vigas, que dan buenos
resultados, con cargas vivas no excesivas. Las vigas son elementos sometidos a
flexión, el peralte deberá estar entonces en función de la longitud y la carga.
La norma de diseño E-060 nos da unos requisitos que debe cumplir la sección, para
asegurar el buen comportamiento estructural de una viga sismo- resistente, así como
también para controlar la deflexión.
Al someterlos a la teoría se procederá al cálculo de peralte L/10 o L12, siendo L=luz

libre de la viga, y la base B = 0.3 H @ 0.5 H y como mínimo de ancho 25 cm. En
sistemas sismo resistentes, además la norma E-060 recomienda un peralte mínimo de
L/16. Por lo tanto podemos dar como un avance que los elementos estructurales de la
estructura, cumplen estos requisitos, de esta forma se pre dimensionarán todas las
demás vigas.
PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS
Transmiten las cargas por flexión y corte. Cumplen la función de diafragma rígido.
Aportan un buen porcentaje (más de 40%) a la masa total de la estructura por lo que su
aligeramiento es un factor importante a considerar.
Pueden ser losas aligeradas en una y dos direcciones, macizas, nervadas, etc.
Aligerados en una dirección:
La recomendación práctica para su dimensionamiento es el siguiente:
Luz (m) H (cm)

L < 4.0 m 17
4.0 m < L < 5.5 m 20
5.0 m < L < 6.0 m 25
6.0 m < L < 7.5 m 30
La Norma E-060 Concreto Armado indica que para sobrecargas menores a 300 kg/m2
y luces menores a 7.5 m., el peralte H puede ser:
H>L/25
IV. ESTRUCTURACION FINAL
La estructuración final cumple con todos los requisitos de continuidad, ductilidad,

Páá giná1
rigidez lateral, así mismo los elementos estructurales cumplen satisfactoriamente las
secciones propuestas para su posterior análisis estructural, en el proceso de análisis
se ha ido mejorando el modelo a analizar.
Para estructuras de Concreto Armado, el desarrollo del presente trabajo se basa en las
siguientes normas y reglamentos:
- Norma Técnica de Edificación de Cargas E.020

- Norma Técnica de Diseño Sismorresistente E.030
- Norma Técnica de Suelos y Cimentación E.050
- Norma Técnica de Edificación de Concreto Armado E.060
- Norma Técnica de Albañilería E.070
V. CARGAS DE DISEÑO
El análisis de los elementos estructurales se ha realizado con las siguientes cargas:

Carga Permanente o Muerta (D), que incluye el peso propio de la estructura.
Carga Viva (L), que incluye la sobrecarga de diseño según la Norma E.020.
Carga de Sismo (E), que consiste en establecer las fuerzas horizontales que actuaran
en la edificación, de acuerdo a los parámetros establecidos en las Normas Peruanas de
Estructuras – Norma E-30.
VI. COMBINACIONES DE CARGA
Para Estructuras de Concreto Armado:
La norma E-060 nos da no solo las combinaciones necesarias sino también los factores
de amplificación (resistencia requerida por cargas últimas) estas son:
1.40 (D+E) + 1.70 L

1.25 (D+E) + 1.25 L ± CS
0.90 (D+E) ± CS
VII. METRADO DE CARGAS
CARGA MUERTA
Para el diseño de este proyecto se adoptó lo establecido según la norma E-020 del
RNE que nos proporciona los pesos unitarios para calcular la carga muerta:
Concreto armado 2400 kg/m3

Albañilería 1800 kg/m3
Aligerado (e=0.20m) 300 kg/m2
CARGA VIVA
La carga de piso que se va a aplicar a un área determinada de una edificación depende
Páá giná1
de su pretendida utilización u ocupación. La norma E020 nos da cargas distribuidas a

considerar (por ejemplo tenemos: 250 kg/m2 para talleres educativos, 200 kg/m2 para
zonas de vivienda, etc.) tomando como mínimo la de azoteas (100 kg/m2) debido a que
no es una estructura tipo edificación donde se congregar reunión de personas.
ANÁLISIS SÍSMICO
La Institucion Educativa en estudio se encuentra en la denominada Zona 3 del mapa de
Zonificación Sísmica del Perú, siendo los parámetros de diseño sismo resistente los
siguientes:
Factor de zona Z = 0.40

Factor de uso e importancia U = 1.50 (Edificación esencial)
Factor de suelo S = 1.40
Factor de amplificación sísmica: C = 2.50
Factor de reducción Rx = 8 (Pórticos de concreto armado)
Ry = 6 (Sistema albañileria)
Para el cálculo del factor de amplificación sísmica se ha considerado como factor que
define la plataforma del espectro para este tipo de suelo: Tp=0.9s.
El análisis sísmico ha considerado las características dinámicas de la estructura y sus

resultados han sido combinados según el método indicado en la NTE-030.
VIII. ANALISIS ESTRUCTURAL
MODELO MATEMATICO
El modelo matemático de una estructura consiste en un sistema tridimensional de

elementos verticales y horizontales (elementos en flexo compresión), que tienen como
condiciones de borde un sistema apoyado. Se ha utilizado el programa ETABS 9.7.3
para el modelamiento matemático de la estructuras.
ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Para cada elemento de todo el sistema estructural se diseñado de acuerdo al

Reglamento de construcciones, para el diseño de vigas, columnas, espaciamiento de
estribos, etc. Según los siguientes cuadros de calculo que se muestra, correspondiente
a cada ambiente.
Páá giná1
VIII.1 PABELLON “A” ADMINISTRACION / SIP
ARQUITECTURA DEL PABELLON “A” ADMINISTRACION / SIP
Páá giná1
MODELO MATEMATICO PARA ANALISIS ESTRUCTURAL
EN ETABS 9.7.4
VIII.2 PABELLON “B” SUM / CRE
ARQUITECTURA DEL PABELLON “B” SUM / CRE
EN ETABS 9.7.4
Páá giná1
VIII.3 PABELLON “C” AULAS
ARQUITECTURA DEL PABELLON “C” AULAS
EN ETABS 9.7.4
Páá giná1

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UBICACION : PIEDRA DEL TORO - DISTRITO MORROPON - PROVINCIA

CONSULTOR : ING. CARLOS REYNALDO HUAMAN HUANCAS

PROYECTISTA : ARQ. LUIS R. QUIÑONES TROYA

I. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO

 PABELLON “A” ADMINISTRACION / SIP

El diseño estructural de las edificaciones principales ha tenido en consideración las condiciones

Tipo de cimentación : Zapatas Armadas

Ver recomendaciones adicionales en el Estudio de suelos

II. PARÁMETROS DE DISEÑO ADOPTADOS

Concreto armado : f`c = 210 kg/cm2 (en toda la estructura).

Sobrecargas (de acuerdo a ambientes según propuesta arquitectónica):

En aulas : 250 kg/m2

Pesos para cargas muertas:

Concreto Armado : 2,400 kg/m3.

III. PREDIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA ESTRUCTURAL

Después de haber fijado la forma, ubicación y distribución de los elementos

Al someterlos a la teoría estructural obtenemos que para las dimensiones

Los criterios para pre dimensionar columnas, están basados en su comportamiento,

Donde α es el valor que corresponde a la columna si es esquinera, borde o central.

Al someterlos a la teoría se procederá al cálculo de peralte L/10 o L12, siendo L=luz

Aligerados en una dirección:

La recomendación práctica para su dimensionamiento es el siguiente:

Luz (m) H (cm)

IV. ESTRUCTURACION FINAL

La estructuración final cumple con todos los requisitos de continuidad, ductilidad,

- Norma Técnica de Edificación de Cargas E.020

El análisis de los elementos estructurales se ha realizado con las siguientes cargas:

VI. COMBINACIONES DE CARGA

Para Estructuras de Concreto Armado:

1.40 (D+E) + 1.70 L

VII. METRADO DE CARGAS

Concreto armado 2400 kg/m3

de su pretendida utilización u ocupación. La norma E020 nos da cargas distribuidas a

Factor de zona Z = 0.40

El análisis sísmico ha considerado las características dinámicas de la estructura y sus

VIII. ANALISIS ESTRUCTURAL

El modelo matemático de una estructura consiste en un sistema tridimensional de

Para cada elemento de todo el sistema estructural se diseñado de acuerdo al

ARQUITECTURA DEL PABELLON “A” ADMINISTRACION / SIP

MODELO MATEMATICO PARA ANALISIS ESTRUCTURAL

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