memoria estructuras clarita
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8/6/2019 MEMORIA ESTRUCTURAS CLARITA
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Ing. Jhony Lpez Albinagorta Calle GeneralVidal N139Ingeniero Civil C.I.P. 56813 Dpto 1103 - Miraflores
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CALCULOS DE ESTRUCTURAS
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MEMORIA DE CALCULO DE ESTRUCTURAS
GENERALIDADES
La presente memoria se refiere al Proyecto Estructural de la Edificacin, de
RECONSTRUCCION DE 02 AULAS, SS.HH., VEREDAS y CERCO
PERIMETRICO EN LA I.E.P. 21628 CLARITA - SAN VICENTE DE CAETE , de
propiedad del Ministerio de Educacin, ubicado se ubica a la altura del Km. 150.5
de la Panamericana Sur, en el A.H. Clarita, en el Distrito de San Vicente, Provincia
de Caete y Regin Lima.
ALCANCES DEL PROYECTO
El Proyecto de Estructuras contempla edificaciones de dos niveles, con un
sistema estructural de prticos, la tabaquera en el eje Y, se considerar como
muros de albailera, los cuales tendrn una losa aligerado como diafragma
rgido.
De acuerdo al estudio de mecnica de suelos (caractersticas geotcnicas),
recomiendan cimentacin con Zapatas Aisladas.
ASPECTOS TCNICOS DE DISEO
De acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE), los Proyectos de
Arquitectura, Estructuras e Instalaciones deben ser el resultado de una accin
coordinada de los especialistas, lo que se refleja en el presente proyecto y que
garantiza una solucin funcional y econmica.
Este edificio, ha sido analizado y diseado de manera independiente,considerando las siguientes Reglamento Nacional de Edificaciones del Per
(R.N.E):
E.020 - Normas de Cargas.
E.030 - Normas de Diseo Sismorresistente.
E.050 - Norma de Suelos y Cimentaciones.
E.060 - Norma de Concreto Armado.
E.070 Norma de Albailera.
Adems de las siguientes normas de American Concrete Institute (ACI):
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ACI 318 Building Code Requirements for Reinforced Concrete.
ACI 350 - Environmental Engineering Concrete Structures.
De acuerdo al informe del estudio de suelos, se descarta la presencia de
elementos que puedan atacar a la estructura, por lo que se emplea cemento tipo I.
La cimentacin propuesta consta de columnas y zapatas aisladas formando un
conjunto que refuerce la estructura y que transmite presiones de la estructura al
suelo.
3.1 CONCEPCION ESTRUCTURAL
La concepcin estructural, diseo y detallado de las estructuras se ha efectuado
acorde con la filosofa de diseo sismo-resistente y la normatividad Vig Los
ensayos estndar se efectuaron en el laboratorio del Ing. MARTIN JACOB
RODRIGUEZ TRUJILLO C.I.P. N 39560, el ensayo de corte directo se realiz en el
laboratorio CAA INGENIEROS CONSULTORES E.I.R.L. y los ensayos qumicos en
LA UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA, siguiendo las normas ASTM
y fueron los siguientes:
3.2 ENSAYOS ESTNDAR
Anlisis Granulomtrico por Tamizado, Lmite Lquido y Lmite Plstico
3.3 ENSAYOS ESPECIALES
Corte Directo
3.4 ANLISIS QUMICOS
Sulfatos y Cloruros
3.5 CLASIFICACIN DE SUELOS
Los suelos representativos ensayados, se han clasificado segn el cuadro siguiente:
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CUADRO N1 - CLASIFICACION DE SUELOS
CALICATA C-2 C-2
Muestra M-1 M-2Prof.(m) 0.00-0.70 0.70-3.00
Pasa Malla N4 94.8 100.0
Pasa Malla N200 18.7 4.2
Humedad, w (%) 1.2 1.5Lmite Lquido (%) 15 NPLmite Plstico (%) NP NP
ndice Plstico (%) NP NPCLASIFICACIN SUCS SM SPCLASIFICACIN
AASHTO
A-2-4 (0) A-3 (0)
Denominacin Arena limosa Arena pobrementegradada
Se determin la capacidad de carga admisible del terreno para las alternativas de
cimentacin propuestas obtenindose:Zapatas conectadas :
Para B = 1.50 m. y Df = 1.50 m. qad = 1.52 kg/cm2
Cimientos corridos :
B = 0.50 m.
Nc = 27.11
Df = 1.50 m.
Nq| = 14.60 1 = 1.600 gr/cm3
N = 10.87
2 = 1.640 gr/cm3
Evaluando, la formula respectiva resulta: qad = 1.32 kg/cm2
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MEMORIA DE CLCULO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO
Categora de la Obra : De acuerdo al Reglamento Nacional de
Construccionesy su norma E030 Diseo
Sismorresistente, categorizamos a l a edificacin
Como Edificacin Importante (A).
Configuracin Estructural : Tiene una configuracin regular.La edificacin constar de tres aulas por piso,la escalera de acceso al segundo nivel estcompletamente aislada.
Sistema Estructural: Se defini como un Sistema Estructural de Concreto
Armado Aprticado.
Los muros de albailera no contribuyen a la rigidez
lateral de la estructura, estando aisladas de las
columnas en base a planchas de tecnopor, y con un
mortero pobre en las uniones.
Zapata: fc=210 Kg/cm2.
Columnas: fc=210 Kg/cm2.
Vigas : fc=210 Kg/cm2.
Losas Aligeradas : fc=210 Kg/cm2.
Escalera : f c= 210 Kg/cm2.
Acero : G r a d o 6 0 f y = 4200 Kg/cm2.
Sobrecarga de Diseo:
Aulas: 300 Kg/m2.
Escalera y Corredores: 400 Kg/m2.
Techos Inclinados: 50 Kg/m2.
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4.1DISEO DE LOSA ALIGERADA
Losa Aligerada en un sentido
Las losas son elementos estructurales bidimensionales, en los que la
tercera dimensin es pequea comparada con las otras dos dimensiones bsicas.
Las cargas que actan sobre las losas son esencialmente perpendiculares al
plano principal de las mismas, por lo que su comportamiento est dominado por la
flexin.
Clculo de pre dimensionamiento de losa aligerada:
25
Lh = =0.14 , se asume h=0.20 m.
Luz libre: 3.55 mt
Metrado de cargas:
PRIMER PISO
Carga Muerta:
PESO LOSA 300.00 Kg/m2
PISO + CIELO RASO 100.00 Kg/m2
TABIQUERIA 100.00 Kg/m2
WD= 500.00 Kg/m2
Carga Viva
WL= 300.00 Kg/m2
WU= 1.5WD+1.8WL
WU= 1,290.00 Kg/m2
Carga por Vigueta: 516.00 Kg/ml
Mtodo de la rotura
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WuxLMu =
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+Mu= 0.41 ton-m
As= 0.71 cm2
Finalmente utilizamos 1 1/2" (1.29 cm2)
Para el acero negativo:
Para el Momento negativo podemos
-M = 0.27 ton-m
-As= 1.06 cm2
Finalmente utilizamos 1 1/2" (1.29 cm2)
4.2DIMENSIONAMIENTO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Vigas
Las vigas recibirn cargas a manera de vigas de confinamiento y vigas
principales de aporticado, de las cuales predominarn las de tipo aporticado por
ser mayores y por considerar cierta uniformidad en las dimensiones. Asimismo se
han tomando en cuenta las restricciones de las especificaciones y normas
tcnicas de concreto armado.
Clculo de pre dimensionamiento de vigas principales:
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PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS (portico principal)
PORTICO (ejes 3,5, y 7)
PORTICO (ejes A y B)
b
h
b
h
(mnimo)20 20
= 0.25 mts.2.83
= 0.141 b=B
=
4.3.-
(mnimo)
=L
=3.55
= 0.323 h
=B
=20
== 0.178 b3.55
mts.0.60=
= 0.50 mts.
0.25 mts.20
h
11 11
L
11
5.65
11= 0.514 (1 techo)= =
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Entonces, en todas las secciones tenemos las dimensiones de las vigas
VP(0.25x0.60). y el dimensionamiento de las vigas VS(0.25x0.50).
4.3 ANALISIS SISMICO
Se han considerado los criterios de diseo ssmico segn lo especificado
en las Normas de Diseo Sismoresistente (Norma Tcnica de Edificacin E.030).
Segn esta Norma la fuerza cortante en la base V, es:
V = ( Z U C S ) P (Fuerza Cortante en la Base Art. 17.3.)
R
Los componentes de esta ecuacin son:
P : Es el peso del edificio que carga sobre la estructura y que
considera, adems de la carga muerta, el 25 % de la carga viva para edificaciones
de la categora C (ej. : Edificaciones comunes, oficinas, etc.).
Z : Es el factor de zona, que este caso le corresponde zona 3, por lo
que Z = 0.40. (Norma E-0.30 : Zonificacin segn Tabla 1 Art. 5.).
U : Es el factor de importancia, que para edificaciones de categora A
corresponde U = 1.50. (Norma E-0.30 : Categora de Centro Educativo, etc. Factor
de Uso U segn Tabla 3 Art. 10).
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4.5 ANLISIS ESTRUCTURAL
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En el anlisis de la estructura, tanto por carga vertical y por sismo, se ha
utilizado el programa de cmputo SAP 2000n para el anlisis mixto en tres
dimensiones.
Las combinaciones de cargas que se han considerado para su aplicacin
en el mtodo de diseo de carga ltima, de los elementos de concreto armado,
son:
1.50 D + 1,80 L
1.25 (D + L + S)
1.25 (D + L - S)
0.90 D + 1.25 S
0.90 D 1.25 S
Donde D es la carga muerta, L es la carga viva y S es la carga por sismo.
La carga por sismo S en el ambos sentidos se considera como si actuaran al
100%, ya que casi toda la carga es soportada por los muros de corte y columnas.
Ingreso de Datos a SAP2000:
Definiendo las caractersticas de concreto
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Tipo de material, para concreto y albailera
Secciones tpicas de vigas
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Secciones tpicas de columnas
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Secciones tpicas de albailera
Tipos de cargas
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Vista de edificio
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CONTROL DE DESPLAZAMIENTO
ANALISIS X-X
SAP 2000 DESPLAZAMIENTO ALTUR A DESPLAZAM IENTO
cm cm cm cm
2 0.24 0.17 8 0.75 0.99 0.007 325 2.28CUMPLE
1 0.08 0.08 8 0.75 0.47 0.007 325 2.28CUMPLE
ANALISIS Y-Y
DESPLAZAMIENTO ALTUR A DESPLAZAM IENTO
cm cm cm
2 0.37 0.2413 6 0.75 1.09 0.005 325 1.63CUMPLE
1 0.13 0.1261 6 0.75 0.57 0.005 325 1.63CUMPLE
DISTORSION R F ACTOR
RESULTADOS DEL SAP2000 REGLAMEN TO
F ACTOR REGLAM EN TOPISO SAP 2000 DISTORSION R
REGLAMENTOPISO
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Vemos que los desplazamientos laterales a nivel de Techo son menores que lospermisibles y cumplen con los mnimos desplazamientos permisibles
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Distribucin del acero en el prtico eje 1.
Distribucin del acero en la columna P2(0.25x0.50)
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Distribucin del acero en la columna P1(0.25x0.64)
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Distribucin del acero en el prtico eje 1.
Distribucin del acero en la columna P1(0.25x0.64)
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Distribucin del acero en la columna P2(0.25x0.50)
Distribucin del acero en la viga VP(0.25x0.60)
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Distribucin del acero en el prtico eje 2.
Distribucin del acero en la columna P3(1.00x0.0.50) TEE
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Distribucin del acero en la viga VP(0.25x0.60).
Distribucin del acero en la viga VS(0.25x0.50), en el eje B.
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Distribucin del acero en la viga VA(0.25x0.20)
COMPROBACION EXPLICATIVA DEL DISEO DE VIGAS
En este proyecto, los muros son portantes, por lo que el diseo se har segn lo
que indica el reglamento Nacional de Edificaciones, Refuerzo mnimo en
elementos sujetos a flexin:
Segn el predimencionamiento se tiene:
VIGA DIMENSION
Asmin0.7*Raiz(f'c)*
b*d/fy ACERO + ACERO -
VA (0.25x0.20) 0.47 cm2 3.81 cm2 3.81 cm2
VP (0.25x0.60) 3.47 cm2 9.32 cm2 4.66 cm2
VS (0.25x0.40) 2.62 cm2 4.00 cm2 4.00 cm2
Todas las vigas cumplen con el rea de acero mnimo.
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Columnas
P-1(0.25X0.64)
Segn calculo el rea del acero es de 16.00 cm2, para todas las columnas, pero
finalmente se colocara 6 5/8+4 1/2 (6x2.00 +4x1.27=17.08 Cm2)
P-2(0.25X0.50)
Segn calculo el rea del acero es de 12.00 cm2, para todas las columnas, pero
finalmente se colocara 6 5/8 (6x2.00 =12.00 Cm2).
P-3(1.00X0.50)
Segn calculo el rea del acero es de 31.25 cm2, para todas las columnas, pero
finalmente se colocara 16 5/8 (16x2.00 =32.00 Cm2)
CLCULO DE OTRAS ESTRUCTURAS
6.1 ZAPATAS
Consideraciones:
Se adjunta Hoja de Anlisis.