Memoria De Calculo Estructural

MEMORIA DE CÁLCULO DEL PROYECTO “DISEÑO ESTRUCTURAL DE VIVIENDAMUNIFAMILIAR EN LA CIUDAD DE PISCO”

Elaborado por: Ing. Mijaíl Ramírez G. Cliente: Ing. Julio Inga Moreno.

Lima, julio de 2017

1. GENERALIDADES

El presente informe comprende la memoria de cálculo del diseño estructural de una edificación unifamiliar ubicada en la Ciudad de Pisco, Departamento de Ica. La estructuración se hizo en base a placas de concreto armado en ambos ejes (X-X e Y-Y) y una platea de cimentación. Estructura similar a una edificación a base de muros de ductilidad limitada. Esto con el objetivo de alcanzar una velocidad constructiva óptima. El proyecto es de un solo nivel.

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2. UBICACIÓN

El proyecto se encuentra ubicado en la Ciudad de Pisco, Departamento de Ica.

3. CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES Y DE LOS MATERIALES

Se ha considerado concreto cuya resistencia a la compresión es f´c= 210Kg/cm2 para la fundación, muros, escaleras, vigas y losas, reforzadas con acero corrugado Grado 60, cuya resistencia a la fluencia es fy= 4200Kg/cm2. -

La losa de techo será maciza de h= 15cm. La escalera también es maciza de h=15cm. Todos los muros serán placas de concreto de e= 15cm. Las vigas de acoplamiento serán, por lo general, de 15cm de base y altura según se requiera. La platea de cimentación será de h= 17cm (σt= 1Kg/cm2)

Los materiales tienen las siguientes características: Concreto: -

f´c= 210 Kg/cm2 E= 217370 Kg/cm2 Peso Específico = 2400 Kg/m3 Módulo de Poisson = 0.20

4. REGLAMENTOS Y NORMAS DE DISEÑO

Para el desarrollo estructural del proyecto se ha tenido en cuenta el Reglamento Nacional de Edificaciones, en lo que atañe a: -

Norma E020- Cargas. Norma E030- Diseño Sísmico. Norma E-060- Diseño en Concreto Reforzado.

Ing. Mijaíl Ramírez Gutiérrez [email protected] T. 941-074482

5. SOBRECARGAS:

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Losa de techo: 100 Kg/cm2 Escaleras y corredores: 400 Kg/cm2 Acabados: 100 Kg/cm2

6. COMBINACIONES DE DISEÑO:

3 Las combinaciones de diseño serán: -

1.4CM + 1.7CV 1.25CM + 1.25CV + CS 1.25CM + 1.25CV – CS 0.9CM + CS 0.9CM – CS Donde: CM: Carga Muerta CV: Carga Viva CS: Carga de sismo (actúa en dirección X-X e Y-Y)

7. ANÁLISIS ESTRUCTURAL

El análisis estructural se ha efectuado para el máximo efecto de las cargas sobre cada uno de los elementos estructurales, empleando las combinaciones de diseño y los esfuerzos permisibles de las especificaciones del Reglamento. Además se ha escogido el valor máximo de las combinaciones de cargas que señala el mismo. Se resolvió la estructura utilizando software de cálculo; de esta forma se pudo realizar un análisis tridimensional y utilizar la hipótesis de diafragma rígido.

7.1 MODELO ESTRUCTURAL

El modelo estructural muestra los elementos que se utilizaron para representar la estructura. Esto es: elementos bidimensionales para los muros y losas, de techo, escalera y cimentación (shell); y elementos lineales para las vigas de acoplamiento (frame). No hay columnas, solo muros de carga y corte. De esta forma se obtiene una estructura muy rígida en las dos dimensiones perpendiculares de análisis. El modelo y el análisis se realizaron en el programa ETABS. Este programa permite realizar el análisis de manera rápida y poder ir variando dimensiones para la estructuración con facilidad.

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Modelo 3D de la estructura.

Vista lateral izquierda.

Vista lateral derecha.

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7.2 ANÁLISIS SÍSMICO

El análisis sísmico se realizó según la Norma Técnica E.030 Diseño Sismo Resistente. Las consideraciones iniciales para realizar el análisis son las siguientes: -

La edificación, ubicada en la ciudad de Pisco, común por ser destinada a vivienda.

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El suelo posee una baja capacidad portante.

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Debido a la estructuración planteada, la estructura resistente está compuesta por muros de concreto. Se comprobará la regularidad de la edificación.

Con esto se obtienen los parámetros sísmicos.

Se utiliza un factor de R=6 y no uno de R=4 (Ductilidad Limitada) porque la estructura es de un solo nivel. Así, los muros no fallarán por flexión, sino por corte. Por ello no se puede confiar en las hipótesis de flexión (aplicable a muros altos, h/L>1). Sin embargo se ha utilizado solo una capa de acero para los muros, por usar un espesor de 15cm (permitido por norma). Los Espectros de Diseño son:

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El Cortante Estático queda definido con:

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Los Factores de Amplificación solo necesitan llegar al 80% por ser la estructura regular.

Se hace la comprobación de las derivas, pues, el nivel de daño viene dado por este parámetro.

8. DISEÑO ESTRUCTURAL

Con el modelo realizado y las cargas gravitatorias y sísmicas asignadas, se procede a diseñar los elementos para que cumplan con las solicitaciones.

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A continuación, se presentan algunos diagramas de fuerzas internas de los elementos a diseñar y los diagramas de resistencia que cumplen con las solicitaciones de resistencia: 8.1 DISEÑO ESTRUCTURAL DE MUROS DE CORTE

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Diagrama de momento flector (flexión longitudinal del muro) del Eje 2-B por el sismo en la dirección X. Valores del orden de 3 ton.m,

Diagrama de corte del muro del Eje 2-B por el sismo en dirección X. Valores del orden de 2ton.m.

Para todas las combinaciones, el Sismo en la dirección X-X controla para el diseño. Esto es lógico debido a la mínima carga axial del muro. A todas luces resulta innecesario hacer un diagrama de interacción, ya que evidentemente la flexocompresión no controla el diseño.

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Se desprecia el aporte del concreto. El acero toma todo el corte.

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Se decide espaciar a 20cm la varilla de 3/8” (horizontal). Se decide espaciar el refuerzo vertical a cada 25cm, con varilla de 3/8”. Tener en cuenta que según norma la cuantía vertical no necesita ser mayor que la horizontal.

8.2 DISEÑO DE LOSA MACIZA

Diagrama de momentos. Arriba Mx-x, Abajo My-y.

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Tomando el acero mínimo por norma, se dispone de doble malla de Φ de 8mm @ 20cm.

Diagrama de fuerza cortante.

Se comprueba que el concreto toma todo el cortante. No requiere acero por corte. Ing. Mijaíl Ramírez Gutiérrez [email protected] T. 941-074482

8.3 DISEÑO DE LOSA DE CIMENTACIÓN

Según datos porporcionados por el cliente, la capacidad de soporte del suelo es del orden de 1Kg/cm2. Por ello se recurrió a una platea de cimentación y así disminuir al máximo la presión del suelo. Se dispone trabajar con una losa de h= 17cm.

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Diagrama de presiones del suelo. Se aprecia el esfuerzo máximo de 0.45 Kg/cm2.

Diagrama de momentos. Izquierda, dirección X-X. Derecha, dirección Y-Y. La máxima presión del suelo es de 1.4 Ton.m/m Ing. Mijaíl Ramírez Gutiérrez [email protected] T. 941-074482

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Se requiere acero mínimo por código. Por ello se dispone doble malla de varilla de 3/8”@ 30cm.

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