memoria calculo estructuras ps el bado

“Creación de la Infraestructura Educativa a Nivel Inicial del Caserío Cuajinda, Distrito de Quiruvilca-Santiago de Chuco – La Libertad”

MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAS

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE QUIRUVILCA

MEMORIA DE CALCULO

1 GENERALIDADES

1.1 NORMAS EMPLEADAS

Se sigue las disposiciones del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) de las

Normas Técnicas de Edificación (NTE) descritos a continuación:

- Metrado de cargas: Norma E.020 de Cargas

- Análisis Sísmico: Norma E.030 de Diseño Sismo Resistente

- Diseño de cimentaciones: Norma E.050 de Suelos y Cimentaciones

- Diseño de concreto: Norma E.060 de Concreto Armado

- Diseño de albañilería: Norma E.070 de Albañilería

1.2 CARGAS DE DISEÑO

Los elementos estructurales de concreto armado se diseñaron para obtener en

todas sus secciones resistencias de diseño (øRn) por lo menos iguales a las

resistencias requeridas (U), calculadas para las cargas y fuerzas amplificadas en

las combinaciones que se estipula en la Norma E.060. En todas las secciones de

los elementos se debe cumplir:

• U = 1.4CM + 1.7CV

• U = 1.25 (CM+CV) ± CS

• U = 0.9CM ± CS

Donde CM es la carga muerta, CV la carga viva, CS la carga correspondiente al

Sismo.

1.3 PESOS UNITARIOS Y CARGAS DIRECTAS

Se definen a continuación los pesos unitarios a emplearse para la carga muerta

(CM) y carga viva (CV) según lo indicado en la NTE.020:

Carga Muerta (CM)

Peso del concreto armado 2.40 Tn/m3

Peso de muros de albañilería 1.80 Tn/m3

Peso del tarrajéo 2.00 Tn/m3

Peso del piso terminado 0.02 Tn/cm/m2




Carga Viva (CV)

s/c en techo 0.050 Tn/m2

1.4 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES:

- CONCRETO:

• Resistencia a la Compresión: f’c = 210 kg/cm2

• Deformación Unitaria Máxima: εcu = 0.003

• Módulo de Elasticidad: Ec = 15,000√f’c Ec = 217,000 kg/cm2

• Módulo de Poisson: v = 0.15

• Módulo de Corte: G = Ec/2.3 G = 94,500

• Peso Especifico (γC) : 2300 Kg/m3 (concreto simple)

2400 Kg/m3 (concreto armado)

- ACERO DE REFUERZO

• Esfuerzo de Fluencia: fy = 4,200 kg/cm2

• Deformación Unitaria Máxima: εs = 0.0021

• Módulo de Elasticidad: Es = 2’000,000 kg/cm2

- ALBAÑILERIA:

• Resistencia a Compresión Axial de las Unidades: f’b = 75 kg/cm2

• Resistencia a Compresión Axial en Pilas: f’m = 45 kg/cm2

• Resistencia al Corte en Muretes : v’m = 8.1 kg/cm2

• Módulo de Elasticidad: Em = 500f’m Em = 22,500 kg/cm2

• Módulo de Corte: Gm = 0.4Em Gm = 9,000 kg/cm2

1.5 CARACTERISTICAS DEL SUELO DE FUNDACION Y CONSIDERACIONES DE

CIMENTACIÓN:

Según informe del Estudio de Mecánica de suelos con fines de cimentación dado

por M&M LABORATORIOS EIRL, se concluye:

• Clasificación SUCS: Arcilla medianamente plástica (CL)




• La cimentación de la Estructura a proyectar será dimensionada de tal forma

que se aplique al terreno una carga no mayor de 0.81 kg/cm² para

cimentación cuadrada y siempre que la profundidad de desplante de la

cimentación no sea menor a 1.50 m y 0.69 kg/cm² para cimentación corrida

con una profundidad de desplante de 0.80 m

• Según el ensayo el suelo es considerado un Suelo Flexible (S3):

o TP(S)=0.90 --- S=1.40

• Los suelos en cuestión poseen moderada cantidad de sales solubles totales

La cimentación considerada está conformada básicamente por zapatas

conectadas y por cimientos corridos. En caso de no encontrar terreno firme se

colocaran sub-zapatas, con la finalidad de llegar al nivel de desplante.

2 ANÁLISIS SÍSMICO

2.1 ASPECTOS GENERALES

El análisis sísmico se desarrolló de acuerdo a las indicaciones de la Norma Peruana

de Diseño Sismorresistente E.030.

Para los módulos proyectados, se empleó un modelo tridimensional compuesto de

columnas y vigas de concreto armado, se ha tomado en cuenta deformaciones por

flexión, fuerza cortante, carga axial y torsión a nivel global de la estructura. Los

apoyos se consideraron como empotramientos perfectos en el primer piso.

La Norma E-030 señala que al realizar el análisis sísmico empleando el método de

superposición espectral se debe considerar como criterio de superposición el

ponderado entre la suma de absolutos y la media cuadrática según se indica en la

siguiente ecuación:

r=0 .25∑|ri|+0 .75√∑ ri2




Alternativamente se puede utilizar como criterio de superposición la combinación

cuadrática completa (CQC). En el presente análisis se utilizó este último criterio.

Tal como lo indica la Norma E-030, los parámetros para definir el espectro inelástico

de pseudo - aceleraciones fueron:

Factor de zona: Z=0.4 (Zona 3).

Factor de Importancia : U=1.50 (Edificación esencial).

Los parámetros del suelos: S=1.40 (EMS)

Tp=0.90 seg. (Perfil Tipo S3)

Factores de Reducción: R=3 (albañilería)R=8 (pórticos)

Factor de Amplificación Sísmica: C = 2.5 Tp C 2.5 T

2.2 ESTRUCTURACIÓN Y PREDIMENSIONAMIENTO

Para el bloque Administrativo y el Bloque de Comedor, se definieron dos direcciones

principales; la dirección XX, definida por la longitud más larga del módulo y la

longitud YY, definida por la longitud más corta. Para mantener una adecuada

concordancia con el diseño arquitectónico se estructuraron las dos direcciones en

base a un sistema de albañilería confinada, con espesores de 24 y 15 cm

Con respecto al bloque de Aulas, el sistema estructural está compuesta por pórticos

(en la dirección larga) y sistema de albañilería confinada (dirección corta).

Se han dispuestos las columnas y muros tratando de logra un simetría tanto en

planta como en elevación a fin de garantizar que la estructura tenga un

comportamiento regular y una rigidez lateral y torsional ante eventos sísmicos

adecuada y no presentar deformaciones importantes.

Las vigas principales en ambas direcciones son peraltadas

Todas las tabiquería, interiores y exterior, han sido aisladas de los elementos

estructurales verticales (columnas).




Debido al tipo de suelo de fundación, para la cimentación se consideró necesario el

uso de cimientos corridos y vigas de cimentación a fin de conectar las zapatas y

garantizar la estabilidad de la edificación.

Espesor Efectivo de Muros “t”

Para la zona sísmica 3, el espesor efectivo mínimo, descontando tarrajeos, es t = h /

20 = 210/20 =10.5 cm, donde “h” es la altura libre de la albañilería. Con lo cual, se

utilizará muros en aparejo de soga con espesor efectivo igual a 13 cm como

mínimo.

Densidad Mínima de Muros Reforzados

La densidad mínima de muros reforz

ados (confinados), para cada dirección del

módulo, se determina con la expresión:

Para el caso del Bloque Administrativo y SH, se tiene:

Muro L(m) t(m) Ac(m2) Nm Muro L(m) t(m) Ac(m2) NmX1 1.82 0.13 0.237 1 Y1 1.05 0.13 0.1365 1X2 1.05 0.13 0.137 1 Y2 1.05 0.13 0.1365 1X3 1.85 0.13 0.241 1 Y3 2.09 0.13 0.2717 1X4 0.90 0.13 0.117 1 Y4 1.06 0.13 0.1378 1X5 2.40 0.13 0.312 1 Y5 2.65 0.13 0.3445 1X6 1.05 0.13 0.137 1 Y6 3.60 0.13 0.468 1X7 0.95 0.13 0.124 1 Y7 2.45 0.13 0.3185 1X8 0.90 0.13 0.117 1 Y8 3.60 0.13 0.468 1X9 2.40 0.13 0.312 1 Y9 3.60 0.13 0.468 1

X10 1.00 0.13 0.130 1 Y10 3.60 0.13 0.468 1X11 1.05 0.13 0.137 1X12 3.70 0.13 0.481 1X13 4.40 0.13 0.572 1

0.054 0.057

TABLA DE DENSIDAD DE MUROS REFORZADOS

(Ac ) /Nm Ap (Ac ) /Nm Ap




2.3 MODELAMIENTO ESTRUCTURAL:Los modelos en general han sido desarrollados en el programa SAP2000, en donde

los elementos estructurales columnas y vigas, han sido modelados con elementos

unidimensionales tipo barra (frame). En el caso de la albañilería esta ha sido

modelada con elementos finitos tipo Shell.

A todos estos elementos se les ha asignado las propiedades y características de los

materiales a construir, así como las cargas permanentes productos de los tijerales y

cobertura existente y cargas vivas según lo establecido por la norma E.020 “Cargas”

del RNE.

F-1

Modelo tridimensional del Pabellón Administrativo, en el se puede apreciar muros confinados de color rojo, modelado con elementos finitos; las columnas y vigas modelado con elementos tipo frame y losa color plomo.




2.4 ESPECTRO DE REPUESTA

• ESPECTROS DE REPUESTA SISMO SEVERO

En general se ha considerado espectros de respuesta elástica severa por caga ultima para cada dirección de análisis.




2.5 ANALISIS SISMICO

2.5.1 CONTROL DE LA DERIVA

• DIRECCION XX

DIRECCION X-X

NIVELDESPLAZAMIENTOS MÁXIMOS

DABS-ELAS

ETABS (m)

drel (cm)

DABS-INELAS (cm)

γ E-030 CONDICION

1 0.00291 0.291 0.65 0.0012 0.005 CUMPLE




• DIRECCION X

|

NIVEL

DESPLAZAMIENTOS MÁXIMOS

DABS-ELAS SAP

(m)

drel (cm)

DABS-INELAS (cm)

γ E-030 CONDICION

1 0.00144 0.144 0.32 0.0006 0.005 CUMPLE

3 DISEÑO

El diseño, han sido obtenidos a través de programas SAP200 y de hojas de cálculo esbozadas esprofesamente para el diseño; además de los resultados obtenidos en el programa se han realizado las verificaciones y consideraciones mínimas requeridas por la norma. Los resultados en general están plasmados en los planos respectivos. Para el diseño de los elementos estructurales se ha considerado las siguientes normas:

Norma técnica de Diseño Sismorresistente E-030 Concreto Armado E-030. Norma de Diseño Albañilería E-070




Norma de cimentaciones E-050 ACI – 2005os resultados en general están plasmados en los planos.

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