Memoria De Calculo Estructural - Ricardo Lorefice

Dr. Ing. RICARDO LOREFICE – CONSULTORIA EN INGENIERIA CIVIL - Mat. Prof. 2955

Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO

MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL CENTRO INTEGRAL DE SALUD LA BANDA

Ubicación: San Martin y Paseo del Siglo Ciudad de La Banda – Provincia de Santiago del Estero AUTOR: Dr. Ing. Ricardo H. Lorefice Febrero de 2012

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CONTENIDO 1. INTRODUCCION 2. NORMAS DE CALCULO ESTRUCTURAL 3. INFORMACION DE REFERENCIA 4. CRITERIO DE DISEÑO DE LA ESTRUCTURA 5. ANALISIS DE CARGAS GRAVITATORIAS 6. ANALISIS DE CARGAS DE VIENTO 7. ANALISIS DE CARGAS DE SISMO 8. COMBINACIONES DE DISEÑO 9. MODELO COMPUTACIONAL DE LA ESTRUCTURA 10. DIMENSIONADO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE HORMIGON ARMADO 11. CONCLUSIONES 12. REFERENCIAS 13. ANEXO: VERIFICACION DE ESTADO LIMITE DE SERVICIO DE VIBRACIONES 14. ANEXO PLANOS ESTRUCTURA

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1. INTRODUCCION La presente Memoria Técnica detalla el procedimiento de cálculo y criterios de diseño empleados en el análisis estructural de los elementos de hormigón armado de superestructura y fundaciones que componen la estructura resistente del nuevo edificio sede del CENTRO INTEGRAL DE SALUD LA BANDA (CISLB), a construirse en el predio limitado por las avenidas San Martin, Paseo del Siglo y las vías del ferrocarril, ver Figura 1, ciudad de La Banda, Provincia de Santiago del Estero, con una superficie aproximada de 14000 m2 cubiertos distribuidos entre planta baja y 3 pisos en altura.

2. NORMAS PARA EL DISEÑO Y CÁLCULO ESTRUCTURAL Para el análisis de la estructura se consideran los Reglamentos para el Cálculo y Construcción de Obras Civiles vigentes a Febrero de 2012 en la República Argentina: -

ESTRUCTURA DE HORMIGON ARMADO: CIRSOC 201M

-

CUADERNOS 220 Y 240 – Comisión Alemana para el estudio del Hormigón Armado

-

ACCION DEL VIENTO SOBRE LAS CONSTRUCCIONES: CIRSOC 102 (y modificatorias)

-

ACCION DEL SISMO: REGLAMENTO INPRES-CIRSOC 103 PARTES I Y II

-

CARGAS Y SOBRECARGAS GRAVITATORIAS PARA EL CALCULO DE ESTRUCTURAS DE EDIFICIOS: CIRSOC 101

-

DIMENSIONAMIENTO DEL COEFICIENTE DE SEGURIDAD – CIRSOC 106

-

SUPERPOSICION DE ACCIONES - COMBINACION DE ESTADOS DE CARGA – CIRSOC 105

3. INFORMACION DE REFERENCIA La siguiente documentación técnica sirve de base y referencia para el análisis y proyecto de la estructura de la nueva sede del CENTRO INTEGRAL DE SALUD LA BANDA (CISLB):

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Informe Geotécnico CISLB – Dr. Ing. Ricardo Lorefice

-

Planos de Proyecto de Arquitectura – Plantas, cortes e imágenes (Arquisalud)

-

Pliego de Especificaciones Técnicas de la Obra

Figura 1: Vista Google Earth - Ubicación predio CISLB

4. CRITERIOS DE DISEÑO DE LA ESTRUCTURA 4.1 Introducción El diseño estructural se ha realizado atendiendo razones de funcionalidad en el uso de la estructura, facilidad de ejecución y seguridad estructural con compatibilidad del partido arquitectónico planteado en el proyecto. Teniendo en cuenta estos criterios, se ha optado por preservar la estructuración de los módulos tal como se había previsto en el proyecto arquitectónico original, modificando solo los aspectos estructurales en lo estrictamente necesario para asegurar un comportamiento óptimo de la estructura. En las secciones siguientes, se describen los criterios seguidos para la adopción de las formas y tipologías estructurales de los distintos niveles y/o sectores de la estructura. 4.2 Planteo de la estructura de Fundación Considerando las recomendaciones del Informe Geotécnico de Referencia, el porte del edificio y la magnitud de las cargas previstas, y teniendo en cuenta los datos del perfil geológico del suelo en el predio, se considera un planteo de cimentación

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO mediante platea nervada de hormigón armado implantada a cota -1.20 m desde el nivel de terreno natural. 4.3 Superestructura del edificio Se resuelve la estructura principal en hormigón armado, generando de este modo el monolitismo necesario del conjunto, con elementos resistentes verticales compuestos por columnas y tabiques de hormigón armado dispuestas siguiendo el módulo de arquitectura y losas macizas sin vigas en todos los niveles (entrepisos sin vigas). El planteo arquitectónico general se presenta en Figuras 2 a 10, mientras que las plantas generales y cortes de la estructura se ilustran en las Figuras 11 a 17.

Figura 2: Planteo Arquitectura – Planta baja

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Figura 3: Planteo Arquitectura – Primer Piso

Figura 4: Planteo Arquitectura – Segundo Piso

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Figura 5: Planteo Arquitectura – Tercer Piso

Figura 6: Planteo Arquitectura – Planta de Techos

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Figura 7: Planteo Arquitectura – Fachada patinódromo

Figura 8: Planteo Arquitectura – Vista Avda. Aristóbulo del Valle

Figura 9: Planteo Arquitectura – Vista Avda. San Martin

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Figura 10: Planteo Arquitectura – Vista Avda. Besares

Figura 11: Planteo Estructura – Nivel Fundación

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Figura 12: Planteo Estructura – Primer Piso

Figura 13: Planteo Estructura – Segundo Piso

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Figura 14: Planteo Estructura – Tercer Piso

Figura 15: Planteo Estructura – Nivel Cubierta

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Figura 16: Planteo Estructura – Corte Transversal

Figura 17: Planteo Estructura – Corte Longitudinal

5. ANALISIS DE CARGAS GRAVITATORIAS Para la determinación de las cargas gravitatorias, se consideran los lineamientos del reglamento CIRSOC 101 (1982), en función del destino (Edificio público – Sede Hospital): - Escaleras: 0.40 ton/m2 - Rampas: 0.40 ton/m2 - Muros de mampostería de ladrillos cerámicos huecos: 1.30 ton/m3 - Muros de mampostería de ladrillos macizos: 1.60 ton/m3 - Peso de hormigón estructural: 2.4 ton/m3 - Contrapisos de nivelación, pisos y mezcla de asiento: 0.15 ton/m2

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO - Rellanos y corredores: 0.4 ton/m2 - Sectores de Oficinas: 0.25 ton/m2 - Salas de Estar de Hospitales: 0.20 ton/m2 - Habitaciones de Hospitales: 0.20 ton/m2 - Bibliotecas / Archivos: 0.50 ton/m2 - Sectores de Deposito: 0.70 ton/m2 - Cuarto de máquinas ascensores: 0.75 ton/m2

6. ANALISIS DE CARGAS DE VIENTO El análisis de la acción del viento sobre la estructura se evalúa de acuerdo con los lineamientos del Reglamento CIRSOC 102/1984: 6.1. Determinación de la velocidad de referencia. (β β) β ⇒ Santiago del Estero = 25.2 m/seg. 6. 2 Cálculo de la Velocidad Básica de Diseño. (V0) V0 = Cp x β Cp = coeficiente de velocidad probable en función del riesgo tipo y destino de la construcción. Cp: (para grupo 2 edificios públicos)= 2.13 V0 = 2.13 x 25.2 m/seg. = 53.67 m/seg. 6. 3 Cálculo de la presión dinámica básica (q0) q0 = 0.0613 x Vo2 [kg/m2] q0 = 0.0613 x (53.67)2 = 176.57 [kg/m2] 6. 4 Cálculo de la presión dinámica (qz) qz = q0 x Cz x Cd -

Cz = coeficiente adimensional que expresa la ley de variación de la presión con la altura y se considera la rugosidad del terreno.

-

Cd = coeficiente adimensional de reducción, que toma en consideración las dimensiones de la construcción.

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Determinación de Cz: Tabla 4, CIRSOC 102, para h = 17.50 > 10 m. y rugosidad tipo III ⇒ Cz = 0.585.

-

Determinación de Cd: con las relaciones a/h = 104/17.50 = 5.95, b/h =49/17.50 =2.80 y

h/V0 = 17.50/53.67 = 0.326, se ingresa en Tabla 5 de CIRSOC 102

obteniendo Cd1 = 0.70 y Cd2= 0.83. La carga total resultante sobre la cubierta para el caso de acción del viento normal al lado mayor es qz = Cz x Cd1 x q0 = 0.585x0.70 x 176.57 = 72.30 kg/m2. -

Tipo de construcción: cuadrangular, apoyada sobre el suelo (e = 0)

-

Permeabilidad µ < 5%

-

Coeficiente γ0 =1.0

-

La carga de viento se afecta del coeficiente de presión exterior Ce = 0.80 (paredes – cara barlovento), y Ce = (1.3 γ – 0.80) para paredes cara a sotavento.

-

Las acciones resultantes (presiones) son: q1 = Ce x qz = 0.80 x 72.30 = 57.84 Kg/m2 (barlovento) q2 = Ce x qz = 0.50 x 72.30 = 36.70 Kg/m2 (sotavento) Las fuerzas de viento analizadas se consideran para el diseño de las estructuras de sostén de los cerramientos de fachada que se prevé instalar en los frentes del edificio y para todas aquellas estructuras livianas presentes en el mismo y que puedan estar expuestas a la acción del viento.

7. ANALISIS DE CARGAS SISMICAS SISMO: ES (CIRSOC 103 / 91 y modificatorias) a) Zonificación: Zona I b) Factor de Riesgo: Grupo A0

⇒

γd = 1.40

c) Condiciones locales del suelo: Tipo III d) Características dinámicas de la estructura: e) Pseudo-aceleración elástica : Sa = 0.30g f) Factor de Reducción R por disipación de energía (para un periodo de vibración del modo fundamental T = 1.50 seg):

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO R = µ = 5.0 g) Carga Gravitatoria presente durante el sismo: De acuerdo con CIRSOC 103, corresponde un factor de simultaneidad η = 0.50 (edificios públicos). h) Fuerzas Sísmicas: se determinan por medio del Método Modal Espectral, con espectro de pseudo-aceleraciones en base a CIRSOC 103. Datos del espectro: as = 0.10 b = 0.30 T1 = 0.40 y T2 = 1.20 La técnica de Análisis Modal Espectral permite la consideración de la contribución de los principales modos de vibración de la estructura para la obtención de la respuesta de la misma ante cargas de tipo dinámico. A tal fin, se asignan las masas correspondientes sobre los nodos del modelo en forma automática a partir de la discretización numérica adoptada con el fin de generar la matriz de masas necesaria para la realización del análisis dinámico modal. Este procedimiento se ejecuta a partir de las cargas aplicadas al modelo (peso propio de elementos estructurales y no estructurales y carga de uso) e introduciendo las acciones sísmicas en la forma de un movimiento del plano de apoyo determinado por el espectro de aceleraciones definido en la Figura 18, el cual depende de la zona sísmica, tipo de suelo, etc.

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0.35

Sa (fraccion de g)

0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

T (seg)

Figura 18: Espectro de pseudo-aceleraciones – Método Modal Espectral

TABLA 1 – Espectro adimensional s/CIRSOC 103 y Espectro escalado T (seg)

Sa/g

Sa x (g x γd /R)

0.00 0.10 0.20

0.100 0.150 0.200

0.275 0.412 0.549

0.30 0.40 0.45 0.55 1.20 1.30 1.40 1.60 1.80 2.00 3.00 4.00

0.250 0.300 0.300 0.300 0.300 0.284 0.271 0.248 0.229 0.213 0.163 0.134

0.687 0.824 0.824 0.824 0.824 0.781 0.744 0.680 0.629 0.586 0.447 0.369

8. COMBINACIONES DE DISEÑO De acuerdo con la configuración de la construcción, el diseño de los elementos estructurales se realiza considerando la acción de peso propio (carga muerta), más la sobrecarga de uso y acción del viento (V) o sismo (S), según se trate de un estado limite de servicio (ELS) o un estado limite ultimo o de rotura (ELU)

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO Estructura de Hormigón Armado - Peso propio: G - Peso propio + sobrecarga reglamentaria: G + Q - 1.3Ew +/- Sismo X-X - 1.3Ew +/- Sismo Y-Y - 0.85Ew +/- Sismo X-X - 0.85Ew +/- Sismo Y-Y Estructuras Livianas de Fachada / Marquesinas de Accesos - Peso propio (G) + sobrecarga reglamentaria (Q)

- Peso propio (G) + Acción del Viento (V) Con “G” las cargas gravitatorias permanentes, “Q” la sobrecarga de uso, S la acción del sismo.

9. MODELO COMPUTACIONAL Con el fin de llevar a cabo el análisis estructural, se construye un único modelo global de la estructura de hormigón armado mediante el Método de los Elementos Finitos 3D. Este modelo computacional se genera a partir de los planos de arquitectura de los cuales se toma la geometría de los elementos estructurales a fin de exportarlas al programa de cálculo, ver Figuras 19 a 28, constando de 35000 puntos nodales, 4550 elementos de barra y 12426 elementos de placa para la generación de la discretización de los tabiques y losas de hormigón armado. Tanto los elementos de placa como los de barra poseen total compatibilidad de grados de libertad nodales, permitiendo un análisis estructural full 3D con 6 grados de libertad por nodo (3 rotaciones y 3 traslaciones). La geometría del modelo numérico se obtiene considerando los espesores y secciones indicados en los planos de referencia. Para representar los elementos longitudinales de barra (horizontales y verticales) que componen la estructura de hormigón armado del edificio se utilizaron elementos finitos de barra tipo Timoshenko, ubicados en coincidencia con el eje baricéntrico del componente estructural, mientras que los elementos de placa obedecen a la formulación de Kirchoff. Las condiciones de borde del problema se plantean en términos de restricción de desplazamientos y aplicación de cargas, las cuales se introducen por medio de fuerzas concentradas o distribuidas en los elementos planos o lineales que componen la estructura según corresponda,

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO mientras que la condición de borde generada por la presencia de los apoyos de la estructura (fundaciones) se introduce considerando la interacción suelo-estructura por medio de resortes elásticos adoptando los valores de rigidez en función de los parámetros indicados en el estudio de suelos de referencia permitiendo de este modo representar la acción del terreno circundante a fin de evaluar las magnitudes de diseño de la superestructura y su interacción con los elementos de la fundación en un único modelo computacional totalmente integrado, ver Figuras 19 a 28. Los resultados obtenidos mediante el modelo computacional se presentan en las Figuras 29 a 37 ilustrando las distribuciones espaciales típicas de esfuerzos en los elementos que componen la estructura en términos de momentos flectores, esfuerzos cortantes y normales bajo condición de servicio y en estado de rotura (envolvente sismo). Asimismo, se presentan mapeos de las deformaciones en los niveles de fundación y losa típica sobre planta baja en los que se aprecia que las deflexiones de los elementos estructurales son admisibles para las luces y tipología estructural planteada, por lo que se concluye que el diseño estructural es adecuado. El mapeo de desplazamientos a nivel de platea de fundación permite verificar las presiones de contacto considerando un modulo de balasto de Kv = 40 x FS x σadm = 40 x 3.0 x 7.0 ton/m2 = 840 ton/m3, obteniéndose las presiones de contacto mediante la expresión σ(z) = Kv x z (m), con z(m) las deflexiones de la platea de fundación, las cuales en promedio no superan las 6.8 ton/m2: σ(z)max = Kv x z (m) = 840 x 0.008 m = 6.74 ton/m2 < σadm = 7.0 ton/m2 Asimismo, las deflexiones relativas entre centro de platea y los bordes conducen al valor de la relación ∆ = 6.60 / (0.008-0.00025) = 1200 >> L / 500, por lo que resultan compatibles con la tipología de la estructura proyectada. Una vez verificada la compatibilidad de deformaciones y las presiones sobre el plano de fundación, y las deflexiones de losas y vigas de piso tipo se procede al dimensionado de los diferentes elementos estructurales típicos que componen la estructura de hormigón armado. Nota: FS = Relación Tensión de Rotura Suelo / Tensión admisible = 3.0

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Figura 19: Vista 3D – Modelo computacional

Figura 20: Vista 3D – Modelo computacional – Malla de Elementos Finitos y condiciones de borde (resortes) en base de platea

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Figura 21: Vista 3D – Mapeo de colores indicativo de cargas sobre losas de piso (Unidades: Kg/m2)

Figura 22: Vista 3D – Vista superior Modelo computacional

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Figura 23: Vista 2D – Modelo computacional Nivel Fundación

Figura 24: Vista 2D – Modelo computacional Nivel 1er Piso

Figura 25: Vista 2D – Modelo computacional Nivel 2do Piso

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Figura 26: Vista 2D – Modelo computacional Nivel 3er Piso

Figura 27: Vista 2D – Modelo computacional Nivel Cubierta

Figura 28: Vista lateral 2D – Modelo computacional

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Figura 29: Vista 2D – Mapeo global de desplazamientos Nivel Fundación Estado de servicio (Unidades: mx1.E-3)

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Figura 30: Vista 2D – Mapeo global de desplazamientos Nivel 1er Piso Estado de servicio (Unidades: mx1.E-3)

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Figura 31: Vista 2D – Mapeo global de desplazamientos Nivel 2do Piso Estado de servicio (Unidades: mx1.E-3)

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Figura 32: Vista 3D – Mapeo global de desplazamientos Edificio Estado de servicio (Unidades: mx1.E-3)

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Figura 33: Vista 3D – Esfuerzos axiales en columnas (Unidades Ton)

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Figura 34: Vista 2D – Esfuerzos Flectores m11 en losas de fundación Estado de servicio - (Unidades: ton.m/m)

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Figura 35: Vista 2D – Esfuerzos Flectores m22 en losas de fundación Estado de servicio - (Unidades: ton.m/m)

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Figura 36: Vista 2D – Esfuerzos Flectores m11 en losas de 1er Nivel Estado de servicio - (Unidades: ton.m/m)

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Figura 37: Vista 2D – Esfuerzos Flectores m22 en losas de 1er Nivel Estado de servicio - (Unidades: ton.m/m)

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Figura 38: Vista 2D – Esfuerzos Flectores m11 en losas de 2do Nivel Estado de servicio - (Unidades: ton.m/m)

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Figura 39: Vista 2D – Esfuerzos Flectores m22 en losas de 2do Nivel Estado de servicio - (Unidades: ton.m/m)

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Figura 40: Vista 2D – Esfuerzos Flectores m11 en losas de 3er Nivel Estado de servicio - (Unidades: ton.m/m)

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Figura 41: Vista 2D – Esfuerzos Flectores m22 en losas de 3er Nivel Estado de servicio - (Unidades: ton.m/m)

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Figura 42: Vista 2D – Esfuerzos Flectores m11 en losas de 4to Nivel Estado de servicio - (Unidades: ton.m/m)

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Figura 43: Vista 2D – Esfuerzos Flectores m22 en losas de 4to Nivel Estado de servicio - (Unidades: ton.m/m)

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Figura 45: Detalle de esfuerzos de flexión negativos m11 (ton.m/m) entre columnas (Niveles Típicos)

Figura 46: Detalle de esfuerzos de flexión negativos m22 (ton.m/m) en sectores de apoyos sobre columnas (Niveles Típicos)

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Figura 47: Esfuerzos de flexión en Vigas de Fundación Estado de servicio - (Unidades: ton.m)

Figura 48: Esfuerzos de Corte en Vigas de Fundación Estado de servicio - (Unidades: ton.)

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Figura 49: Detalle Esfuerzos flectores en Vigas de Fundación Estado de servicio - (Unidades: ton.m)

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Figura 50: Detalle Esfuerzos Cortantes en Vigas de Fundación Estado de servicio - (Unidades: ton.)

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Figura 51a: Vista 2D – Diagrama de esfuerzos Flectores, Cortantes y deflexiones en Viga Fundación Típica – MMAX,TRAMO = -17.60 ton.m

Figura 51b: Vista 2D – QMAX = 25 ton / MMAX, AP = 26 ton.m Viga Fundación Típica

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10 DIMENSIONADO DE ELEMENTOS DE HORMIGON ARMADO El dimensionado de los elementos estructurales de hormigón armado se lleva a cabo considerando los lineamientos del Reglamento CIRSOC 201 y demás normas complementarias, considerando la envolvente de esfuerzos flectores, cortantes y axiales, la cual se evalúa a partir de las combinaciones de carga indicadas en la sección 8 de este reporte técnico. A tal fin, las calidades consideradas para los materiales constitutivos de la estructura son las siguientes: 10. 1 Calidad de los Materiales -

HORMIGON: TIPO H-21 – σ’bk = 175 Kg/cm2 ACERO: ADN - 420 Tensión de fluencia mínima = βs = 4200 Kg/cm2

10.2 Dimensionado de Losas de Hormigón armado El dimensionado de las losas se realiza a partir de las solicitaciones determinadas mediante el modelo computacional, considerando el momento flector máximo positivo y negativo para la envolvente de solicitaciones. Se procede a calcular la armadura necesaria según los lineamientos dados por el Reglamento CIRSOC 201: Kh = h / (Ms/b)1/2 Donde: h: altura útil. Ms: momento flector de cálculo. b: ancho (para losas se adopta b = 1.0 m). Con Kh se adopta de tabla un valor de Ks Luego, la sección de armadura por metro de ancho resulta: As = Ks x Ms / h (cm2/m) Obtenida la armadura As, se adoptan los diámetros y separaciones que cubran el requerimiento por metro de ancho de losa. Este procedimiento se realiza para determinar las armaduras inferior y superior. Finalmente se procede a verificar que las armaduras cumplan con las cuantías mínimas exigidas por el reglamento.

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO DIMENSIONADO DE LOSAS DE FUNDACION TIPICAS OBRA: CLIENTE: ESTRUCTURA :

CISLB - CENTRO INTEGRAL DE SALUD LA BANDA CONORVIAL / MIJOVI - UTE PLATEA FUNDACION CISLB

CALCULO ARMADURAS LOSAS FUNDACION CALIDAD ACERO DE REFUERZO ADN 420 CALIDAD H21 21 βr = COEFICIENTE DE SEGURIDAD A FLUENCIA =

4.20 0.175 1.75

t/cm2 ton/cm2

Armaduras longitudinales y transversales - Cara superior Losas Ms,11 = -2.87 tm/m rec = 3 cm Espesor losa = 25 cm hz = 22.00 cm b= 100.00 cm c = 0.375h = 8.250 cm 1.000 φ= 1 = 0.850 β a = d - raiz(d**2 - 2Mu / 0.85 x f'c x b x φ ) Factor Mayoracion = 1.75 Asx,inf =

5.26

cm2/m

Ms,22 =

-2.88

tm/m

a = d - raiz(d**2 - 2Mu / 0.85 x f'c x b x φ ) Asy, inf =

5.57

cm2/m

(esfuerzo flector paralelo a eje local 1, X Global) recubrimiento armaduras espesor total losa altura util losa calculo por metro de ancho , b = 1.0 m coef. Minoracion resistencia coef. de posicion entre linea neutra y fibra extrema de la seccion -1.48 cm solo armaduras de traccion Coeficiente de Mayoracion esfuerzos 12 C/ 0.215 φ= (armaduras adoptadas: φ 12 c/ 20 cm) (esfuerzo flector paralelo a eje local 2, Y Global) -1.49

m

solo armaduras de traccion

cm

12 C/ φ= (armaduras adoptadas: φ 12 c/ 20 cm)

0.203

m

Verificacion de cuantias minimas: 0.0018 ρ min = 4.5 cm2/m = 12 @ φ = 12 < φ Control de maxima distancia entre barras

OK

As, min =

separacion =

0.2

m

=< 2.5 h

0.625

m

=< 25 db

0.3

m

=<

0.3

m

0.251 25

m mm

OK OK OK

Nota: armaduras de cara superior de platea se compondrán de una malla de hierros del 12 c/20 cm con adicionales en sectores s/planos adjuntos.

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO OBRA: CLIENTE: ESTRUCTURA :

CISLB - CENTRO INTEGRAL DE SALUD LA BANDA CONORVIAL / MIJOVI - UTE PLATEA FUNDACION CISLB

CALCULO ARMADURAS LOSAS FUNDACION CALIDAD ACERO DE REFUERZO ADN 420 CALIDAD H21 21 βr = COEFICIENTE DE SEGURIDAD A FLUENCIA =

4.20 0.175 1.75

t/cm2 ton/cm2

Armaduras longitudinales - Cara superior Losas Sector Cisterna -4.9 tm/m Ms,11 = rec = 3 cm Espesor losa = 25 cm hz = 22.00 cm b= 100.00 cm c = 0.375h = 8.250 cm 1.000 φ= 0.850 β1 = a = d - raiz(d**2 - 2Mu / 0.85 x f'c x b x φ ) Factor Mayoracion = 1.75 Asx,inf =

8.79

cm2/m

(esfuerzo flector paralelo a eje local 1, X Global) recubrimiento armaduras espesor total losa altura util losa calculo por metro de ancho , b = 1.0 m coef. Minoracion resistencia coef. de posicion entre linea neutra y fibra extrema de la seccion -2.48 cm solo armaduras de traccion Coeficiente de Mayoracion esfuerzos 12 C/ 0.129 φ= (armaduras adoptadas: φ 12 c/ 25 cm en dos capas)

m

Verificacion de cuantias minimas: 0.0018 ρ min = 4.5 cm2/m 12 @ φ= 12 < φ= Control de maxima distancia entre barras separacion = 0.2 m

OK

As, min =

=< 2.5 h

0.625

m

=< 25 db

0.3

m

=<

0.3

m

0.251 25

m mm

OK OK OK

Nota: armaduras de cara superior de platea en sector de cisterna de 160 m3 se compondrán de una malla de hierros del 12 c/20 cm con adicionales del 12 c/20 en sentido longitudinal dispuestos en las losas ubicadas entre ejes estructurales A-B-C y 1-2 (ver planos adjuntos).

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO OBRA: CLIENTE: ESTRUCTURA :

CISLB - CENTRO INTEGRAL DE SALUD LA BANDA CONORVIAL / MIJOVI - UTE PLATEA FUNDACION CISLB

CALCULO ARMADURAS LOSAS FUNDACION CALIDAD ACERO DE REFUERZO ADN 420 CALIDAD H21 21 βr = COEFICIENTE DE SEGURIDAD A FLUENCIA =

4.20 0.175 1.75

t/cm2 ton/cm2

Armaduras longitudinales y Transversales - Cara Inferior losas tipicas 2.85 tm/m Ms,11 = rec = 3 cm Espesor losa = 25 cm hz = 22.00 cm b= 100.00 cm c = 0.375h = 8.250 cm 1.000 φ= 0.850 β1 = a = d - raiz(d**2 - 2Mu / 0.85 x f'c x b x φ ) Factor Mayoracion = 1.75

(esfuerzo flector paralelo a eje local 1, X Global) recubrimiento armaduras espesor total losa altura util losa calculo por metro de ancho , b = 1.0 m

Asx,inf =

5.60

cm2/m

12 C/ 0.202 φ= (armaduras adoptadas: φ 12 c/ 20 cm en dos capas)

Ms,22 =

-2.88

tm/m

(esfuerzo flector paralelo a eje local 2, Y Global)

a = d - raiz(d**2 - 2Mu / 0.85 x f'c x b x φ ) Asy, inf =

5.57

coef. Minoracion resistencia coef. de posicion entre linea neutra y fibra extrema de la seccion 1.58 cm solo armaduras de traccion Coeficiente de Mayoracion esfuerzos

-1.49

cm2/m

m

solo armaduras de traccion

cm

12 C/ φ= (armaduras adoptadas: φ 12 c/ 20 cm)

0.203

m

Verificacion de cuantias minimas: 0.0018 ρ min = 4.5 cm2/m 12 @ φ= 12 < φ= Control de maxima distancia entre barras separacion = 0.2 m

OK

As, min =

=< 2.5 h

0.625

m

=< 25 db

0.3

m

=<

0.3

m

0.251 25

m mm

OK OK OK

Nota: armaduras de cara inferior de platea se colocaran en perímetros de losas interiores (encuentros de las losas con las vigas de fundación VF30x70) y se compondrán de hierros del 12 c/20 cm de 1.50 m de longitud con adicionales en sectores específicos según planos. Las armaduras de borde se compondrán en general de φ del 12 c/40.

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO DIMENSIONADO DE LOSAS DE PISO TIPICAS OBRA: CLIENTE: ESTRUCTURA :

CISLB - CENTRO INTEGRAL DE SALUD LA BANDA CONORVIAL / MIJOVI - UTE LOSAS ENTREPISOS CISLB

CALCULO ARMADURAS LOSAS ENTREPISOS CALIDAD ACERO DE REFUERZO ADN 420 CALIDAD H-21 21 βr = COEFICIENTE DE SEGURIDAD A FLUENCIA =

4.20 0.175 1.75

t/cm2 ton/cm2

Armaduras longitudinales y transversales - Cara inferior Losas 1.72 tm/m Ms,11 = rec = 1.5 cm Espesor losa = 16 cm hz = 14.50 cm b= 100.00 cm c = 0.375h = 5.438 cm 1.000 φ= 0.850 β1 = a = d - raiz(d**2 - 2Mu / 0.85 x f'c x b x φ ) Factor Mayoracion = 1.75

(esfuerzo flector paralelo a eje local 1, X Global) recubrimiento armaduras espesor total losa altura util losa calculo por metro de ancho , b = 1.0 m

Asx,inf =

5.21

cm2/m

Ms,22 =

1.6

tm/m

10 C/ 0.151 φ= (armaduras adoptadas: φ 10 c/ 150 cm) (esfuerzo flector paralelo a eje local 2, Y Global)

a = d - raiz(d**2 - 2Mu / 0.85 x f'c x b x φ ) Asy, inf =

5.20

cm2/m

coef. Minoracion resistencia coef. de posicion entre linea neutra y fibra extrema de la seccion 1.47 cm solo armaduras de traccion Coeficiente de Mayoracion esfuerzos

1.36

m

solo armaduras de traccion

cm

10 C/ φ= (armaduras adoptadas: φ 10 c/ 15 cm)

0.151

m

Verificacion de cuantias minimas: 0.0018 ρ min = 2.88 cm2/m = 10 @ φ 10 < φ= Control de maxima distancia entre barras separacion = 0.15 m

OK

As, min =

=< 2.5 h

0.4

m

=< 25 db

0.25

m

=<

0.3

m

0.273 25

m mm

OK OK OK

Nota: armaduras de cara inferior de losas de entrepisos se compondrán de una malla de hierros del 10 c/15 cm con armaduras adicionales en sectores s/planos adjuntos.

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO OBRA: CLIENTE: ESTRUCTURA :

CISLB - CENTRO INTEGRAL DE SALUD LA BANDA CONORVIAL / MIJOVI - UTE LOSAS ENTREPISOS CISLB

CALCULO ARMADURAS LOSAS ENTREPISOS CALIDAD ACERO DE REFUERZO ADN 420 CALIDAD H-21 21 βr = COEFICIENTE DE SEGURIDAD A FLUENCIA =

4.20 0.175 1.75

t/cm2 ton/cm2

Armaduras longitudinales y transversales - Sector s/columnas Ms,11 = 4.5 tm/m rec = 1.5 cm Espesor losa = 16 cm hz = 14.50 cm b= 100.00 cm c = 0.375h = 5.438 cm 1.000 φ= 0.850 β1 = a = d - raiz(d**2 - 2Mu / 0.85 x f'c x b x φ ) Factor Mayoracion = 1.75 Asx,inf =

15.17

Ms,22 =

4.1

cm2/m tm/m

a = d - raiz(d**2 - 2Mu / 0.85 x f'c x b x φ ) Asy, inf =

15.01

cm2/m

(esfuerzo flector paralelo a eje local 1, X Global) recubrimiento armaduras espesor total losa altura util losa calculo por metro de ancho , b = 1.0 m coef. Minoracion resistencia coef. de posicion entre linea neutra y fibra extrema de la seccion 4.28 cm solo armaduras de traccion Coeficiente de Mayoracion esfuerzos 12 C/ 0.075 φ= (armaduras adoptadas: φ 12 c/ 7.50 cm) (esfuerzo flector paralelo a eje local 2, Y Global) 3.83

m

solo armaduras de traccion

cm

12 C/ φ= (armaduras adoptadas: φ 12 c/ 7.50 cm)

0.075

m

Verificacion de cuantias minimas: 0.0018 ρ min = 2.88 cm2/m 12 @ φ= 12 < φ= Control de maxima distancia entre barras

OK

As, min =

separacion =

0.075

0.393 25

m mm

m

=< 2.5 h

0.4

m

=< 25 db

0.3

m

=<

0.3

m

OK OK OK

Nota: estas armaduras de cara superior de losas se colocaran en un sector de 1.50x1.50 m2 alrededor de las columnas C20x70 y se compondrán de una malla del 12 c/7.50 cm. Las armaduras se vincularan a las armaduras inferiores de la losa por medio de estribos o ganchos φ del 8 c/15 cm los cuales cumplen la doble función de mantener en posición la armadura superior y absorber las tensiones de corte por punzonado (ver Calculo de armaduras de punzonado en hojas siguientes)

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO OBRA: CLIENTE: ESTRUCTURA :

CISLB - CENTRO INTEGRAL DE SALUD LA BANDA CONORVIAL / MIJOVI - UTE LOSAS ENTREPISOS CISLB

CALCULO ARMADURAS LOSAS ENTREPISOS CALIDAD ACERO DE REFUERZO ADN 420 CALIDAD H-21 21 βr = COEFICIENTE DE SEGURIDAD A FLUENCIA =

4.20 0.175 1.75

t/cm2 ton/cm2

Armaduras longitudinales y transversales - Refuerzos superiores entre columnas -1.1 tm/m Ms,11 = rec = 1.5 cm Espesor losa = 16 cm hz = 14.50 cm b= 100.00 cm c = 0.375h = 5.438 cm 1.000 φ= 0.850 β1 = a = d - raiz(d**2 - 2Mu / 0.85 x f'c x b x φ ) Factor Mayoracion = 1.75 Asx,inf =

3.07

cm2/m

Ms,22 =

-0.96

tm/m

a = d - raiz(d**2 - 2Mu / 0.85 x f'c x b x φ ) Asy, inf =

2.88

cm2/m

(esfuerzo flector paralelo a eje local 1, X Global) recubrimiento armaduras espesor total losa altura util losa calculo por metro de ancho , b = 1.0 m coef. Minoracion resistencia coef. de posicion entre linea neutra y fibra extrema de la seccion -0.87 cm solo armaduras de traccion Coeficiente de Mayoracion esfuerzos 10 C/ 0.256 φ= (armaduras adoptadas: φ 10 c/ 25 cm) (esfuerzo flector paralelo a eje local 2, Y Global) -0.76

m

solo armaduras de traccion

cm

10 C/ φ= (armaduras adoptadas: φ 10 c/ 25 cm)

0.273

m

Verificacion de cuantias minimas: 0.0018 ρ min = 2.88 cm2/m 10 @ φ= 10 < φ= Control de maxima distancia entre barras separacion = 0.25 m

OK

As, min =

=< 2.5 h

0.4

m

=< 25 db

0.25

m

=<

0.3

m

0.273 25

m mm

OK OK OK

Nota: armaduras de cara superior de losas se colocaran centradas con los ejes estructurales en una longitud de 1.50 m (φ del 10 c/25 cm).

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO OBRA: EDIFICIO CISLB SECTOR: ENTREPISO SIN VIGAS TIPICO VERIFICACION PUNZONADO EN LOSAS

TABLA 16/85 VERIFICACION PUNZONADO CIRSOC 201 (1982) TIPO DE HORMIGON VERIF. ARM CORTE TENSIONES LIMITES DE CORTE H13 H17 H21 H30 NO NECESARIA 2.5/3.5 3/4.5 4.0/6.0 3.5/5 12 15 24 NECESARIA CASO TENSION 18 LOSAS

1

τ011

5

6.5

7.5

10

NO NECESARIA

2

τ02

12

15

18

24

NECESARIA

GEOMETRIA ZONA DE INCIDENCIA fact carga = 1 fact perim = 1 m Lado Lx = 6.6 m Lado Ly = 7.2 Area influencia = 47.52 m2 ton/m2 Carga util = 0.2 m Espesor losa = 0.16 rec = 0.015 m Peso propio losa = 0.384 ton/m2 ton/m2 Carga muerta = 0.2 4200 Kg/cm2 βs = Coef. Seguridad = 1.75 Qmax, serv = 37.26 ton Col Rectangular 20x70 b= d= Espesor losa = dr = hutil + 1.13(bxd)1/2 = Perimetro critico = τr= αs = Coef acero = φ= sep armadura = Cuantia asx = Cuantia asy = µg = asx/hm = x1 = 1.3 x αs x (µg)1/2 = x2 = 0.45 x αs x (µg)1/2 =

0.2 0.7 0.16 0.57 3.08 8.40 1.3 1.3 12 0.075 15.08 15.08 0.94 1.64 0.57

p/reduccion o amplif carga p/reduccion o amplif perim sep col. En X sep col. En Y columna central sobrecarga entrepiso espesor losa recubrimiento peso losa contrapiso y piso Tension fluencia armaduras factor seguridad CIRSOC 201 (1982) Maxima carga en area influencia

m m m m m Kg/cm2

mm m cm2/m cm2/m %

armadura superior en sector col sep armadura superior en sector col

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO Tension de comparacion Hormigon H-21 f'c = 210 Kg/cm2 1.5 µg , max = < 30*210/4200 = 5 Kg/cm2 τ011 = 18 Kg/cm2 τ02 = = x2 x 02 = 10.22 Kg/cm2 τ τ 8.20 Kg/cm2 τ = x1 x t011 = x1 x τ011 < τ r < x2 x -----> SI

%

OK

τr < x2 x τ02, OK Armadura de corte necesaria

La armadura de corte por punzonado se dimensiona para un Q = 0.75 max Qr Q = 0.75 max Qr = hm = d= QR,der F_CORTE= τu = τc = fact =

27.94 16 308.00 27.94 1.00 5.70 5.70 1.00

τest = db = ramas = Aest (cm2) Fb = sep calc = sep adoptada =

5.70 8.00 2.00 1.01 2412.74 26.47 15.00

CASO DE BARRAS DOBLADAS

ton cm cm ton (no se amplifica) Kg/cm2 tension de calculo Kg/cm2 corte total a absorber con armadura factor de reparticion estribos-barras dobladas Kg/cm2 mm

tension de corte a tomar con estribos diametro estribos cantidad de ramas estribos seccion ramas estribo

Kg cm cm

No se doblan barras

OBRA: EDIFICIO CISLB SECTOR: ENTREPISO SIN VIGAS TIPICO VERIFICACION PUNZONADO EN LOSAS

TABLA 16/85 TIPO DE HORMIGON VERIF. ARM CORTE H13 H17 H21 H30 NO NECESARIA 2.5/3.5 3/4.5 3.5/5 4.0/6.0 12 15 24 NECESARIA 18

VERIFICACION PUNZONADO CIRSOC 201 (1982)

TENSIONES LIMITES DE CORTE CASO TENSION LOSAS

1

τ011

5

6.5

7.5

10

NO NECESARIA

2

τ02

12

15

18

24

NECESARIA

GEOMETRIA ZONA DE INCIDENCIA fact carga = 1 fact perim = 1 m Lado Lx = 6.6 m Lado Ly = 7.2 Area influencia = 47.52 m2 ton/m2 Carga util = 0.2 m Espesor losa = 0.16 rec = 0.015 m Peso propio losa = 0.384 ton/m2 ton/m2 Carga muerta = 0.2 Kg/cm2 4200 βs = Coef. Seguridad = 1.75 Qmax, serv = 37.26 ton

p/reduccion o amplif carga p/reduccion o amplif perim sep col. En X sep col. En Y columna central sobrecarga entrepiso espesor losa recubrimiento peso losa contrapiso y piso Tension fluencia armaduras factor seguridad CIRSOC 201 (1982) Maxima carga en area influencia

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO Col Circular 40 cm b= d= Espesor losa = dr = hutil + 1.13(bxd)1/2 = Perimetro critico = τr= αs = Coef acero = φ= sep armadura = Cuantia asx = Cuantia asy = µg = asx/hm = x1 = 1.3 x αs x (µg)1/2 = x2 = 0.45 x αs x (µg)1/2 =

0.4 0.4 0.16 0.60 1.88 13.79 1.3 1.3 12 0.075 15.08 15.08 0.94 1.64 0.57

m m m m m Kg/cm2

mm m cm2/m cm2/m %

armadura superior en sector col sep armadura superior en sector col

Tension de comparacion Hormigon H-21 f'c = 210 Kg/cm2 g , max = < 30*210/4200 = 1.5 µ 5 Kg/cm2 τ011 = 18 Kg/cm2 τ02 = 10.22 Kg/cm2 τ = x2 x τ02 = 8.20 Kg/cm2 τ = x1 x t011 = x1 x τ011 < τ r < x2 x -----> SI

%

OK

τr < x2 x τ02, OK Armadura de corte necesaria

La armadura de corte por punzonado se dimensiona para un Q = max Qr Q = 0.75 max Qr = hm = d= QR,der F_CORTE= τu = τc = fact =

37.26 16 187.55 37.26 1.00 12.52 12.52 1.00

τest = db = ramas = Aest (cm2) Fb = sep calc = sep adoptada =

12.52 8.00 2.00 1.01 2412.74 12.05 12.00

ton cm cm ton (no se amplifica) Kg/cm2 tension de calculo Kg/cm2 corte total a absorber con armadura factor de reparticion estribos-barras dobladas Kg/cm2 mm

tension de corte a tomar con estribos diametro estribos cantidad de ramas estribos seccion ramas estribo

Kg cm cm

Nota: armadura de corte alrededor de columnas C20x70 se compondrá de ganchos φ del 8 c/15 dispuestos en ambas direcciones en un sector de 1.50x1.50 m2 centrado con la columna. En columnas de D = 40 cm se colocara una armadura de punzonado compuesta por ganchos φ del 8 c/12 dispuestos en ambas direcciones en un sector de 1.50x1.50 m2 centrado con la columna.

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO 10.3 Dimensionado de Vigas de Hormigón armado El dimensionado a flexión de las vigas de fundación VF 30x70 se conduce de forma similar, teniendo en cuenta la forma de la sección, el momento flector determinante de tramo y apoyos y la calidad de los materiales. La verificación al corte sigue los lineamientos del reglamento CIRSOC 201 con lineamientos complementarios del código CIRSOC 103 sobre armaduras mínimas de flexión y corte (Zona Sísmica I). A partir de la tensión de cálculo se determina la sección de armadura transversal necesaria, y se adopta la disposición de la misma teniendo en cuenta los diámetros mínimos y separaciones máximas para cada zona y elemento. Este procedimiento se realiza tanto para la zona de tramo como para la zona de apoyos. Esto permite diferenciar o escalonar la disposición de estribos entre zonas críticas de extremo y zona normal de tramo. El mismo procedimiento se sigue para el análisis de las vigas de 40x80 ubicadas en el último nivel del edificio. Los esfuerzos de flexión y corte empleados para el diseño de los elementos de pórtico se obtienen a partir de los resultados del modelo de cálculo ilustrado en la sección 9 de este reporte, y se resume en las planillas y planos adjuntos. VIGAS NIVEL FUNDACION

TIPO I - EJES INTERNOS EN X-X

CALCULO EN SERVICIO

3

cm

Profundidad del eje neutro =

X=

rec =

14.091

Cuantia Armadura Flexion =

µ= inferior

cm %

Cuantia Min =

0.30

superior

inferior

F_CORTE=

1

Kg/cm2

Map, izq

Mtr

Map, der

QR,der

τu

Zona

τc

τest

28

-20

28

26.00

15.22

II

12.87

12.87

8

19.35

13.82

19.35

τ bd

dis a Q = 0 cm

δ

xs cm

16 10

16 7

16 10

0.00

350

d=

70.00

Fe (cm2) diametro (mm) Numero de barras Control de cuantias minimas - CIRSOC 5.6.1.3.2 - Cuantia en extremos ρ <= ( 0.30 + 0.20r ) x βr / βs - En cualquier seccion ρ <= 0.025 - En cualquier seccion ρ >= 0.10 x βr / βs

0.66

Aest (cm2)

Fb

sep calc

4

2.01

4.83

12.50

CALCULO EN SERVICIO

30.00

cm

d=

%

barras dobladas

70.00

cm

Cuantia Max = fact =

8.00

%

1 db

0.00

OK OK OK

ramas

VIGAS NIVEL FUNDACION

b=

TIPO II - EJES INTERNOS EN Y-Y 3

cm

Profundidad del eje neutro =

X=

13.069

Cuantia Armadura Flexion =

µ= inferior

cm %

Cuantia Min =

0.30

superior

inferior

F_CORTE=

1

Kg/cm2

Map, izq

Mtr

Map, der

QR,der

τu

Zona

τc

τest

27

-18.7

27

26.00

15.22

II

12.87

12.87

8

18.66

12.92

18.66

τ bd

dis a Q = 0 cm

δ

xs cm

16 10

16 7

16 10

0.00

300

Fe (cm2) diametro (mm) Numero de barras Control de cuantias minimas - CIRSOC 5.6.1.3.2 - Cuantia en extremos ρ <= ( 0.30 + 0.20r ) x βr / βs - En cualquier seccion ρ <= 0.025 - En cualquier seccion ρ >= 0.10 x βr / βs

rec =

0.62

b=

30.00

cm

barras dobladas

%

cm

Cuantia Max = fact =

8.00

%

1 db

0.00

OK OK OK

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO ramas

Aest (cm2)

Fb

sep calc

4

2.01

4.83

12.50

VIGAS NIVEL FUNDACION

TIPO IIII - EJES DE BORDE X-X

CALCULO EN SERVICIO

3

cm

Profundidad del eje neutro =

X=

rec =

6.653

Cuantia Armadura Flexion =

µ= inferior

cm %

Cuantia Min =

0.30

superior

inferior

F_CORTE=

1

Kg/cm2

Map, izq

Mtr

Map, der

QR,der

τu

Zona

τc

τest

14.5

-10

14.5

16.00

9.36

II

4.87

4.87

8

10.02

6.91

10.02

τ bd

dis a Q = 0 cm

δ

xs cm

16 5

16 4

16 5

0.00

300

Fe (cm2) diametro (mm) Numero de barras Control de cuantias minimas - CIRSOC 5.6.1.3.2 - Cuantia en extremos ρ <= ( 0.30 + 0.20r ) x βr / βs - En cualquier seccion ρ <= 0.025 - En cualquier seccion ρ >= 0.10 x βr / βs

0.33

b=

cm

d=

70.00

%

barras dobladas

cm

Cuantia Max = fact =

8.00

%

1 db

0.00

OK OK OK

ramas

Aest (cm2)

Fb

sep calc

2

1.01

2.41

16.51

VIGAS NIVEL FUNDACION

TIPO IV - EJES DE BORDE Y-Y

CALCULO EN SERVICIO

3

cm

Profundidad del eje neutro =

X=

rec =

10.256

Cuantia Armadura Flexion =

µ= inferior

0.49 superior

cm %

Map, izq 9 Fe (cm2)

b=

30.00

cm

d=

70.00

%

cm

Cuantia Max =

%

Cuantia Min =

0.30

inferior

F_CORTE=

1

Kg/cm2

Mtr

Map, der

QR,der

τu

Zona

τc

τest

-15

9

20.00

11.71

II

7.61

7.61

8

6.22

10.36

6.22

dis a Q = 0 cm

δ

xs cm

16 4

16 6

16 4

diametro (mm) Numero de barras Control de cuantias minimas - CIRSOC 5.6.1.3.2 - Cuantia en extremos ρ <= ( 0.30 + 0.20r ) x βr / βs - En cualquier seccion ρ <= 0.025 - En cualquier seccion ρ >= 0.10 x βr / βs

barras dobladas

τ

bd

fact =

0.00

8.00 1

db

300

0.00

OK OK OK

ramas

Aest (cm2)

Fb

sep calc

4

2.01

4.83

21.14

VIGAS NIVEL FUNDACION

30.00

TIPO V - ENTRE EJES 2 Y 3 DIRECCION Y-Y

CALCULO EN SERVICIO

3

cm

Profundidad del eje neutro =

X=

rec =

14.091

Cuantia Armadura Flexion =

µ= inferior

cm %

Cuantia Min =

0.30

superior

inferior

F_CORTE=

1

Kg/cm2

Map, izq

Mtr

Map, der

QR,der

τu

Zona

τc

τest

8

-20

8

14.00

8.19

II

3.73

3.73

8

5.53

13.82

5.53

τ bd

dis a Q = 0 cm

δ

xs cm

16 3

16 7

16 3

0.00

300

d=

70.00

Fe (cm2) diametro (mm) Numero de barras Control de cuantias minimas - CIRSOC 5.6.1.3.2 - Cuantia en extremos ρ <= ( 0.30 + 0.20r ) x βr / βs - En cualquier seccion ρ <= 0.025 - En cualquier seccion ρ >= 0.10 x βr / βs

Aest (cm2)

Fb

2

1.01

2.41

CALCULO EN SERVICIO

30.00

cm

d=

%

barras dobladas

70.00

cm

Cuantia Max = fact =

8.00

%

1 db

0.00

OK OK OK

ramas

VIGAS NIVEL FUNDACION

0.66

b=

TIPO VI - EJES 7 Y 7.1 DIRECCION X-X 3

cm

Profundidad del eje neutro =

X=

8.069

Cuantia Armadura Flexion =

µ= inferior

cm %

Cuantia Min =

0.30

superior

inferior

F_CORTE=

1

Kg/cm2

Map, izq

Mtr

Map, der

QR,der

τu

Zona

τc

τest

18

-12

18

17.00

9.95

II

5.50

5.50

8

12.44

8.29

12.44

τ bd

dis a Q = 0 cm

δ

xs cm

16 7

16 5

16 7

0.00

300

Fe (cm2) diametro (mm) Numero de barras Control de cuantias minimas - CIRSOC 5.6.1.3.2 - Cuantia en extremos ρ <= ( 0.30 + 0.20r ) x βr / βs - En cualquier seccion ρ <= 0.025 - En cualquier seccion ρ >= 0.10 x βr / βs

rec =

0.39

b=

30.00

cm

barras dobladas

%

cm

Cuantia Max = fact =

8.00

%

1 db

0.00

OK OK OK

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO ramas

Aest (cm2)

Fb

sep calc

2

1.01

2.41

14.62

VIGAS 40x80 CALCULO EN SERVICIO

2

cm

Profundidad del eje neutro =

X=

rec =

38.255

Cuantia Armadura Flexion =

µ= inferior

cm %

Cuantia Min =

0.30

superior

inferior

F_CORTE=

1

Kg/cm2

Map, izq

Mtr

Map, der

QR,der

τu

Zona

τc

τest

28

70

28

35.00

13.20

II

9.68

9.68

10

16.62

41.55

16.62

τ bd

dis a Q = 0 cm

δ

xs cm

20 6

20 14

20 6

0.00

300

Fe (cm2) diametro (mm) Numero de barras Control de cuantias minimas - CIRSOC 5.6.1.3.2 - Cuantia en extremos ρ <= ( 0.30 + 0.20r ) x βr / βs - En cualquier seccion ρ <= 0.025 - En cualquier seccion ρ >= 0.10 x βr / βs

1.30

b=

40.00

cm

d=

barras dobladas

%

80.00

cm

Cuantia Max =

8.00

fact =

1

% db

0.00

OK OK OK

ramas

Aest (cm2)

Fb

sep calc

4

3.14

7.54

19.47

Fbd (ton)

dbd

Num barras

Notas: 1) Las armaduras de cálculo en flexión de tramo en vigas de fundación (armaduras superiores de vigas) indicadas en las planillas se complementan con parte de la armadura de la platea en una zona de ancho colaborante b = 1.20 m (mínimo), ver planos adjuntos. 2) Las armaduras de las vigas ubicadas en el último nivel (V40x80) se armaran con 14 hierros del 20 inferiores en toda su longitud y 6 hierros del 20 superiores. Las armaduras de corte se compondrán de estribos del 10 c/15 cm en la zona critica de longitud 1.60 m medidas desde los extremos de las vigas. En el tramo central se colocaran estribos del 10 c 25 cm. Armaduras de piel se compondrán de 4 φ del 12 en cada cara. 3) Ver detalles de armado en planos adjuntos.

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO 10.4 Dimensionado de columnas y tabiques de hormigón armado Este se realiza mediante métodos computacionales, considerando la geometría de la sección, las cargas de diseño y la disposición de la armadura principal de la columna. Se sigue un procedimiento numérico iterativo que permite determinar la capacidad de carga del elemento estructural en función de las características de la sección, calidad del material y disposición y resistencia del acero de refuerzo, teniendo en cuenta la acción combinada de momentos flectores y esfuerzos axiales. Los resultados se presentan en términos de la relación Demanda/Capacidad para los diferentes estados de diseño, conjuntamente con los gráficos de tensiones y deformaciones en estado último para las columnas más desfavorables de cada tipo de las que componen la estructura resistente del edificio y para los estados de carga determinantes para el diseño estructural. Una vez calculadas y adoptadas las armaduras se procede a verificar que la cuantía resultante se encuentre dentro de los valores exigidos por el reglamento, que para columnas oscila entre 1% y 6%. La verificación al corte se realiza también siguiendo los lineamientos dados por el CIRSOC 103, de la siguiente forma: Inicialmente se determina la tensión de corte en la sección, en función del corte determinante en la misma y el área, disminuida por el factor 0.80. Luego se compara este valor con los límites dados por el reglamento para cada una de las zonas. Posteriormente se calcula la tensión de cálculo, cuyo valor depende de la zona en que se encuentra la sección y de la tensión anteriormente determinada. Con la tensión de cálculo puede ya determinarse la sección de armadura transversal necesaria, y se adopta la disposición de la misma teniendo en cuenta los diámetros mínimos y separaciones máximas para cada zona y elemento. Este procedimiento se realiza para la zona de tramo como para la zona de apoyos. Esto permite diferenciar o escalonar la disposición de estribos en la columna distinguiendo entre zonas criticas de extremo y zonas normales o de tramo. La disposición, dimensiones y armaduras de todos los elementos estructurales mencionados pueden observarse en detalle en los planos adjuntos.

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO Columna 20x70 – Propiedades de la sección de hormigón: -

Ancho b = 20 cm

-

Altura d = 70 cm

-

Rec = 15 mm

-

Área total = 1400 cm2

-

Jxx = 5.723 E5 cm4

-

Jyy = 4.670 E4 cm4

-

rxx = 20.21 cm

-

ryy = 5.77 cm

-

Armadura a flexión: 14 φ 16

-

Cuantía geométrica total = 2.0 % Cuadro 1 – Columna Típica 20x70 - Relación Demanda / Capacidad

-

Máxima Relación Demanda / Capacidad = 0.87 < 1.0 (OK)

-

Método de cálculo: Suma de Mux y Muy concomitantes con Nu

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Figura 52: Sección y disposición de armaduras - columna 20x70

Figura 53: Columna 20x70: Curva de Interacción P-M - (Unidades: Ton.m)

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Figura 54: Columna 20x70: Curva de Interacción Mx - My - (Unidades: Ton.m)

Figura 55: Columna 20x70: Vista 3D - Superficie de Interacción

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO Calculo de la Armadura de corte -

Qu,max = 5.30 ton (estado último sismo)

-

τmax= Qmax / b0 x z = (5.30 /1.75)x1000 / 20 x 0.80 x 67 = 2.82 Kg/cm2

-

Zona de Corte I para Hormigón H-21

-

Tensión de corte a cubrir con estribos = 0.71 Kg/cm2

-

Diámetro de estribos db = 6 mm (4 Ramas)

-

Separación de cálculo = 96 cm (se adopta c/20 cm en sector central y se densificaran reduciendo separación a la mitad en una distancia de 70 cm medida desde caras de losas)

Columna Típica – D = 40 cm Propiedades de la sección de hormigón: -

Diámetro = 40 cm

-

Rec = 20 mm

-

Área total = 1256 cm2

-

Jxx = 1.26 E5 cm4

-

Jyy = 1.26 E5 cm4

-

rxx = 10.0 cm

-

ryy = 10.0 cm

-

Armadura a flexión: 12 φ 16

-

Cuantía geométrica total = 1.92 % Cuadro 2 – Columna Típica D = 40 cm - Relación Demanda / Capacidad

-

Máxima Relación Demanda / Capacidad = 0.96 < 1.0 (OK)

-

Método de cálculo: Suma de Mux y Muy concomitantes con Nu

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Figura 56: Columna D = 40 cm: disposición de armaduras

Figura 57: Columna D = 40 cm: Curva de Interacción P-M - (Unidades: Ton.m)

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Figura 58: Columna D = 40 cm: Curva de Interacción Mx - My - (Unidades: Ton.m)

Figura 59: Columna D = 40 cm: Vista 3D - Superficie de Interacción

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO Calculo de la Armadura de corte -

Qu,max = 3.50 ton (estado último sismo)

-

τmax= Qmax / b0 x z = (3.50/1.75)x1000 / 0.785 x 0.80 x 40 x 40 = 2.0 Kg/cm2

-

Zona de Corte I para Hormigón H-21

-

Tensión de corte a cubrir con estribos = 0.53 Kg/cm2

-

Diámetro de estribos db = 6 mm (4 Ramas)

-

Separación de cálculo en apoyos = 128 cm (se adopta c/20 cm en sector central y se densificaran reduciendo separación a la mitad en una distancia de 70 cm medida desde caras de losas)

Nota: La disposición de las armaduras de flexión y corte de las columnas del edificio se ilustra en los planos adjuntos a la presente memoria. Tabique Típico – 15x340 – Propiedades de la sección de hormigón: Se determina la capacidad portante de un tabique aislado (caso mas desfavorable). En Figuras 60, 61 y 62 se ilustran las distribuciones de esfuerzos normales y momentos flectores en los tabiques del edificio. Para el dimensionado, se consideran los esfuerzos medios integrados en la longitud del elemento.

Figura 60: Esfuerzos Axiales verticales en tabiques (Unidades ton/m)

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Figura 61: Esfuerzos flectores verticales m22 en tabiques (Unidades ton.m/m)

Datos de la sección: -

Ancho b = 15 cm

-

Altura d = 340 cm

-

Rec = 15 mm

-

Área total = 5100 cm2

-

Jxx = 4.91 E7 cm4

-

Jyy = 9.56 E4 cm4

-

rxx = 98.15 cm

-

ryy = 4.33 cm

-

Armadura a flexión: 34 φ 10

-

Cuantía geométrica vertical = 0.52 %

-

Cuantía geométrica horizontal = 0.33 % > 0.25 % (mínima)

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO Cuadro 3 – Tabique Típico 15x340 - Relación Demanda / Capacidad

-

Máxima Relación Demanda / Capacidad = 0.43 << 1.0 (OK)

-

Método de cálculo: Suma de Mux y Muy concomitantes con Nu

Figura 62: Sección y disposición de armaduras - Tabique 15x340

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Figura 63: Tabique 15x340: Curva de Interacción P-M - (Unidades: Ton.m)

Figura 64: Tabique 15x340: Curva de Interacción Mx - My - (Unidades: Ton.m)

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Figura 65: Tabique 15x340: Vista 3D - Superficie de Interacción

11. CONCLUSIONES Se ha presentado el cálculo estructural del nuevo edificio para el CENTRO INTEGRAL DE SALUD LA BANDA (CISLB), a construirse en la Ciudad de La Banda, Provincia de Santiago del Estero. El modelo de cálculo adoptado incorpora tanto los comportamientos de placa, viga y columna en forma realista, respetando por completo la geometría y volumetría del diseño arquitectónico, permitiendo un adecuado dimensionado y optimización de secciones de armadura y hormigón. El cálculo de los distintos elementos estructurales de hormigón armado se ha realizado siguiendo los lineamientos del reglamento CIRSOC 201 y demás normas complementarias vigentes a la fecha. Dados los resultados presentados en este informe, se concluye que las secciones y cuantías adoptadas son adecuadas para soportar las cargas previstas para la vida útil de la estructura, verificando la aptitud del diseño estructural tanto ante estados límites de servicio como ante estados limites últimos.

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12.

REFERENCIAS

-

ESTRUCTURA DE HORMIGON ARMADO: CIRSOC 201

-

CUADERNOS 220 Y 240 – Comisión Alemana para el estudio del Hormigón Armado

-

ACCION DEL VIENTO SOBRE LAS CONSTRUCCIONES: CIRSOC 102 (y modificatorias)

-

ACCION DEL SISMO: REGLAMENTO INPRES-CIRSOC 103- PARTES I Y II

-

CARGAS Y SOBRECARGAS GRAVITATORIAS PARA EL CALCULO DE ESTRUCTURAS DE EDIFICIOS: CIRSOC 101.

-

CIRSOC 105 – DIMENSIONAMIENTO DEL COEFICIENTE DE SEGURIDAD

-

CIRSOC 106 – SUPERPOSICION DE ESTADOS DE CARGA PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL

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ANEXO VERIFICACION DE ESTADO LIMITE DE VIBRACIONES

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CONTENIDO - INTRODUCCION - INFORMACION DE REFERENCIA - CALCULO DE FRECUENCIAS DE VIBRACION - MODELO COMPUTACIONAL ESTRUCTURA - CONCLUSIONES - REFERENCIAS

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A1. INTRODUCCION El presente Anexo complementa a la Memoria de Cálculo de Estructuras precedente y tiene por objeto detallar el procedimiento de cálculo y criterios de análisis para la verificación del comportamiento vibratorio en servicio de las estructuras correspondientes a la nueva sede del CENTRO INTEGRAL DE SALUD LA BANDA (CISLB), a construirse en el predio ubicado entre Paseo del Siglo, Avenida San Martin y vías del ferrocarril, ciudad de La Banda. El diseño de las losas de piso se realiza considerando el cumplimiento de los requerimientos en estados límites de servicio (ELS) y en estado limite último (ELU). Mientras que el estado limite último está relacionado con la resistencia estructural y la estabilidad, el estado límite de servicio se relaciona con el control de deflexiones y con el control de las vibraciones inducidas por el tránsito de personas sobre la estructura, y se relaciona con variables estructurales tales como la masa, rigidez, amortiguamiento y mecanismo de excitación. La amortiguación representa la energía disipada por el sistema vibratorio, consistiendo de: -

Amortiguamiento material y estructural: De

-

Amortiguamiento de amoblamientos y terminaciones: Da

-

Distribución de energía a través de la estructura

Dado que se trata del análisis de estructuras con múltiples grados de libertad, se plantea aquí el concepto de masa modal, el cual involucra a la masa de la estructura predominante en el movimiento vibratorio vertical. La percepción de la vibración es un concepto subjetivo que implica la sensibilidad de cada persona al fenómeno vibratorio. En el caso de las vibraciones inducidas por el tránsito de personas sobre una estructura plana, el valor de referencia viene dado por la cantidad νRMS, la cual representa la velocidad de un paso típico que incluye la intensidad del 90% de los pasos de personas transitando a velocidades normales:

T

ν RMS

ν pico 1 2 = ν t dt = ( ) T ∫0 2

T = Periodo de tiempo investigado

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A2. INFORMACION DE REFERENCIA Para el análisis del comportamiento vibratorio de la estructura se consideran los lineamentos de publicaciones específicas sobre el tema, las cuales se listan en las referencias que acompañan al presente Anexo. El análisis vibratorio se lleva a cabo considerando formulas cerradas de la Mecánica Estructural complementadas con Análisis de Frecuencias por Elementos Finitos realizados sobre el modelo de cálculo empleado en el diseño estructural.

A3. CALCULO DE FRECUENCIAS DE VIBRACION Se estudia el edificio del CISLB, considerando una losa típica cuyo espesor es de 16 cm, con luces entre ejes en la dirección más corta (Lx) de 6.60 m y luces en dirección larga (Ly) de 7.20 m. La masa modal de una losa típica se evalúa considerando el peso propio del elemento estructural, la carga permanente y el 10% de la carga de servicio de la estructura. Geometría Losas (losa aislada – caso más desfavorable): - Lx = 6.60 m (luz del partido en dirección X-X) - Ly = 7.20 m (luz del partido en dirección Y-Y) - Espesor losas entrepiso típico = 0.16 m - Peso especifico del Hormigón = 2400 Kg/m3 - Peso propio de la losa por m2 = 0.16 m x 2400 Kg/m3 = 384 Kg/m2 - Peso contrapisos por m2 = 160 Kg/m2 - Carga de uso predominante (Salas de Hospitales) = 200 Kg/m2 (se considera presente el 10% para el análisis vibratorio) -

Masa de la losa típica = (384 + 160 + (200/10)) = 564 Kg/m2

-

Masa Total losa aislada (caso más desfavorable) = 564 Kg/m2 x 6.60 m x 7.20 m = 26801 kg

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO Calculo de la Masa Modal Mmod (se considera losa simplemente apoyada en 4 bordes, caso más desfavorable del análisis simplificado) Mmod = µ x M = 0.375 x 26801 = 10050 kg µ = coeficiente que introduce la relación de luces y tipo de apoyo. Modulo de elasticidad del hormigón H-21: E = 1.10 x 300000 = 330000 Kg/cm2 (se toma 10% de incremento para el análisis vibratorio respecto del modulo de la norma) Flecha Máxima en centro de losa central típica = 14 mm (a carga completa)

f =

1 2π

K 1 = M 2π

4g 3δ max

=

18

δ max

= 4.81 Hertz

-

Estimación de la Frecuencia propia f = 4.81 Hertz

-

Periodo fundamental losa típica: T = 1/ f = 1 / 4.81 = 0.21 Hertz CUADRO A1: Porcentajes de amortiguamiento

En este caso, el amortiguamiento del sistema es (ver Cuadro A1) D = De + Da + Dt = 2 + 1 + 1 = 4 % (contribución al amortiguamiento total de la losa, contrapisos y terminaciones)

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO CUADRO A2: Limites de la Relación OS-RMS90 para Edificios

Para edificios destinados a oficinas, los límites de la relación OS-RMS90 oscilan entre 0.80 y 3.20, indicando el color verde zonas de comportamiento aceptable, las zonas naranja “comportamiento critico” y la zona roja “comportamiento inaceptable”. Con los valores de frecuencia fundamental y Masa modal activa se ingresa en el Abaco elaborado por la TNO para un amortiguamiento de 4% (destino – oficinas / salas estar hospital). El Cuadro A3 sintetiza las relaciones entre masa modal, frecuencia de vibración y relación OS-RMS90 para un amortiguamiento del 4% (edificios). Ingresando al mismo con los valores de frecuencia f = 4.81 Hertz y de masa modal Mmod = 10050 Kg se determina que el punto de funcionamiento se ubica en la zona D (zona verdecomportamiento adecuado).

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Obra: CENTRO INTEGRAL SALUD - LA BANDA – SGO. DEL ESTERO CUADRO A3: Zonas de Diseño vs Relación OS-RMS90 para Edificios

A4. MODELO VIBRATORIO COMPUTACIONAL ESTRUCTURA A los fines de verificar los valores de frecuencias calculados por el método simplificado, se plantea un modelo computacional de las losas de la estructura considerando condición de apoyo rígida en el piso. Este modelo de piso único, si bien es más desfavorable al no incluir la masa de las columnas y tabiques permite extraer de modo directo las frecuencias de la losa típica apoyada puntualmente sobre columnas sin incidencia de los resortes representativos del modulo de balasto incluidos en el modelo global empleado para el cálculo estructural. En la Figura A1 se ilustra el modelo de Elementos Finitos,

mientras que en Figuras A2 a A4 se presentan las

deformadas y las frecuencias propias de vibración de los sectores de losas de interés, apreciándose que los valores obtenidos mediante el modelo de elementos finitos son muy similares al calculado por el método simplificado (Valor del Modelo MEF: f = 5.26 Hertz para las losas más desfavorables, valor método simplificado f = 4.81 Hertz, diferencia de alrededor de 9.30 %). En este caso, el modelo numérico es más preciso dado que incluye múltiples grados de libertad.

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Figura A1: Modelo MEF para determinación de vibraciones en losas

Figura A2: Oscilaciones de losa en paño de borde Frecuencia de modelo = f = 1/0.19 = 5.26 Hertz.

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Figura A3: Oscilaciones de losa en paño de borde extremo Frecuencia de modelo = f = 1/0.19 = 5.26 Hertz.

Figura A4: Oscilaciones de losas de paño centrales Frecuencia de modelo = f = 1/0.19 = 5.26 Hertz.

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A5. CONCLUSIONES Se ha presentado el análisis de vibraciones para las losas de 16 cm de espesor diseñadas como parte de la estructura de entrepisos sin vigas del CENTRO INTEGRAL DE SALUD LA BANDA (CISLB), a construirse en la ciudad de La Banda, Provincia de Santiago del Estero. A partir de los resultados obtenidos, puede concluirse lo siguiente: A5.1 El criterio de análisis de las vibraciones debe incluir los amortiguamientos de elementos estructurales y no estructurales, así como un porcentaje razonable de la carga de uso. No debe analizarse el comportamiento en servicio sin la presencia de todos los aportes de amortiguamiento previstos en el sistema para el estado de uso efectivo del mismo. A5.2 El diseño actual de las losas cumple con los requisitos de estados límites de servicio (deformabilidad y límite de vibraciones) y estado limite último. A5.3 El estudio y análisis vibratorio de las losas se ha verificado para las losas más desfavorables tanto por métodos manuales de cálculo (análisis simplificado) como mediante la generación de un modelo computacional basado en el MEF (Método de los Elementos Finitos), obteniéndose resultados similares para los distintos sectores de la estructura. A5.4 Dados los resultados que surgen de los análisis efectuados, se concluye que el diseño es adecuado tanto para la condición de resistencia y estabilidad como ante estados límites de uso de la estructura (deformabilidad y vibraciones).

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A6. REFERENCIAS -

European Commission – Technical Research “Generalization of Criteria for Floor Vibrations for industrial, residential and public buildings”. Report EUR 21972 EN, ISBN 92 79 01705 5 (2006)

-

H Bachmann & W. Ammann: “Vibration of Structures Induced by man and machines”. IABSE – AIPC – IVBH, ISBN 3 85748 052 X.

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ANEXO PLANOS ESTRUCTURAS

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