7277040 Memoria de Calculo Estructural Villla Ines

8/6/2019 7277040 Memoria de Calculo Estructural Villla Ines

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MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL

Ampliacin Segunda PlantaCarrera 38 A No. 2 - 92

Barrio Jorge Gaitn CortesBogot D. C.

C O N T E N I D O

1. Proyecto2. Normatividad del Sector

3. Localizacin de amenaza ssmica4. Parmetros de Diseo

5. Especificaciones de los Materiales de Construccin6. Evaluacin de Cargas para Anlisis Ssmico

7. Definicin de la Estructura8. Mtodos de Anlisis

8.1 Combinaciones de cargas utilizadas8.2 Listado de procesamiento automtico

8.3 Irregularidades9. Modelado de la estructura total

10. Clculo de la Cimentacin11. Diseo Placa de entrepiso

12. Diseo de viga de cimentacin13. Diseo de elementos no estructurales

ANEXO ESTRUCTURAL

BOGOT D. C., Abril 23 de 2007

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1. PROYECTO

El Proyecto Estructural contempla la construccin de una ampliacin de la segundaplanta de la casa de vivienda localizada en la Carrera Treinta y Ocho a ( Cra. 38 A )de la nomenclatura urbana de Bogot D. C., sobre la actual construccin, de

propiedad del Sr. Ard Navarro.

Toda la ampliacin constar de una placa de concreto que dar cierre al segundopiso, sobre la que se desarrollar el tercer piso de la vivienda. La construccin quese edificar ser de uso en Vivienda, y constar de una alcoba con closet, un bao, yun balcn.

La ampliacin constructiva est planteada en estructura conformada por Prticos enestructura en concreto reforzado, en los dos sentidos ortogonales, que se erigirndesde el nivel del terreno, hasta completar la altura del segundo y tercer piso, ycerrando el aporticado mediante una cubierta en teja.

La placa de entrepiso de la tercera planta en ampliacin, sern losas macizas de 18 y20 centmetros de espesor en concreto de 3000 psi y acabado en paete y pintura.

Contendr la ampliacin una (1) escalera lateral de acceso al tercer nivel, en dos (2)tramo con descanso intermedio, en plaquetas prefabricadas en concreto reforzado de1.00 metros de ancho las cuales irn empotradas en los muros laterales. Lamampostera estar constituida por ladrillo tolete comn limpio, y bloque hueconmero cuatro (4) para muros divisorios.

La cimentacin ser construida nueva en concreto reforzado, y constar de ocho (8)zapatas cuadradas de 1.20 metros x 1.20 metros, construidas sobre un suelo defundacin a 0.80 metros del nivel del terreno, las cuales soportarn las ocho (8)columnas de 0.25 x 0.40 que se erigirn para el aporticamiento inicial con una alturade 4.60 metros y sus vigas de interceptacin, y que continuarn hasta su cierre detercera planta a una altura de 6.90 metros con sus vigas de interceptacin superior,sobre las cuales se instalar la cubierta de teja de cierre de la ampliacin proyectada.

La ampliacin tiene la categora de ampliacin constructiva residencial con usoprincipal VIVIENDA, de acuerdo con el rea de la ampliacin y la altura de lamisma ( tercera planta ). Se atendi la norma NSR-98 sobre zonificacin ssmica,

diseo y construccin sismo resistente.

2. NORMATIVIDAD DEL SECTOR

El Barrio Jorge Gaitn Cortes, donde se localiza el Proyecto de ampliacin de lavivienda, es un Barrio estrato tres ( E - 3 ) de acuerdo con el plano de estratificacindel Distrito Capital; tiene aprobada en la actualidad la Unidad de PlaneamientoZonal UPZ 40 Ciudad Montes, Cdigo 9, de edificabilidad permitidas para sectoresA y Uso I, para una zona Residencial con zonas delimitadas de comercio y servicios.

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3. LOCALIZACIN DE AMENAZA SSMICA

El Decreto 074 del 30 de enero de 2001 por medio del cual se identifican los lmitesde la micro zonificacin ssmica y se adoptan los espectros del diseo para BogotD. C., y de acuerdo al artculo 2. de dicho decreto, se obtiene:

ZONA de Riesgo Ssmico = 3 Lacustre A Oriental

Aceleracin mxima = 0.20 g

Est conformada principalmente por depsitos de arcillas blandas con profundidadesmayores de 50 metros. Pueden aparecer depsitos ocasionales de turbas y/o arenasde espesor intermedio a bajo. Presenta una capa superficial preconsolidada deespesor variable no mayor de 10 metros.

Para la zona de riesgo ssmico dentro de la cual se encuentra localizada la estructuraen evaluacin, el suelo es de tipo S3, y el coeficiente del sitio es 1.5. El potencial delicuacin de este suelo es nulo.

Segn el mapa de Microzonificacin de la ciudad, el sitio en estudio corresponde auna zona micro ssmica 3 Lacustre A, con Sa = 0.588 la cual indica una amenazamedia de movimiento por sismo. En las cercanas de Bogot, no hay fallas activas,

por lo cual no se espera tener epicentros de sismos muy cercanos. La falla activams cercana se encuentra en el costado oriental del Macizo de Quetame.

4. PARAMETROS DE DISEO SISMORESISTENTE

Los siguientes son los parmetros con los cuales definiremos los movimientosssmicos, de acuerdo con la zonificacin ssmica, perfil del suelo y grupo de uso,obtenidos de las recomendaciones y planteamientos del estudio de suelos:

To = 0.50Tc = 3.00TL = 5.71

Am = 0.25An = 0.30

Fa = 1.00Fv = 32.48 = 2.5Aa = 0.20

T = 0.45 segundos

R = 5.00

I ( Grupo de Uso I ) = 1.00

S = 1.00Sa = 0.588

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Capacidad Disipacin Energa = D M OCoeficiente de sitio S3 = 1.50

Ro (Coef. De disipacin de energa)= 5.0 Prticos resistentes a momentos concapacidad moderada de Disipacin de Energa

5. ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCIN

MATERIALES - ESPECIFICACIONES MNIMAS - Las siguientes son lasespecificaciones mnimas establecidas para los materiales utilizables en laconstruccin:

(a) Concreto - El concreto debe tener una resistencia a la compresin a los 28 das, fc, igual o superior a 21 Mpa, el cual ser utilizado en placas de contrapiso,columnas, dados, vigas y placas de entrepiso.

El Concreto para los pilotes ser de tipo Tremie colocado con trompa de elefante yla resistencia a los 28 das ser de 21 MPa. La separacin entre ejes de pilotes serde tres (3) dimetros.

(b) Acero de refuerzo - El acero de refuerzo longitudinal puede ser liso o corrugado.En ningn caso, el acero de refuerzo puede tener un lmite de fluencia, fy, inferior a240 MPa. Se dispuso el uso de acero de 60.000 psi, de denominacin P D R 60

para el acero de refuerzo en barras Nos. 4, 5, 6 7 y 8, y P D R 40 para las barras PD R No. 3. La placa de contrapiso llevar malla electro soldada de 6.0 mm.

Los pilotes llevarn armaduras en la mitad de su longitud de acuerdo con loindicado en la tabla No. C.15-1 de las Normas NSR 98.

COLUMNAS DE CONFINAMIENTO -GENERAL- En general, las columnas deconfinamiento se construirn en concreto reforzado. Las columnas de confinamientodeben anclarse a la cimentacin, pudiendo utilizarse empalmes por traslapo en la

base de la columna, y deben rematarse anclando el refuerzo en la viga de amarresuperior. Cuando una columna tenga dos niveles, se puede realizar un empalme portraslapo en cada nivel. Las columnas de confinamiento se deben vaciar con

posterioridad al alzado de los muros y directamente contra ellos.

Dimensiones - La seccin transversal de las columnas de amarre debe tener un reano inferior a 20 000 mm2 (200 cm2}, con espesor igual al del muro que confina.( 15 x 15 , en este caso ).

Refuerzo Mnimo - El refuerzo mnimo de la columna de confinamiento debe ser elsiguiente:

(a) Refuerzo longitudinal - No debe ser menor de 4 barras N 3 (3/8") 10M (10mm) 3 barras N 4 (1/2") 12M (12 mm).

(b) Refuerzo transversal- Debe utilizarse refuerzo transversal consistente enestribos cerrados mnimo de dimetro N 2 (1/4") 6M (6 mm), espaciados a 200

mm. Los primeros seis estribos se deben espaciar a 100 mm en las zonas adyacentesa los elementos horizontales de amarre.

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VIGAS DE CONFINAMIENTO - En general, las vigas de confinamiento seconstruyen en concreto reforzado. El refuerzo de las vigas de confinamiento debeanclarse en los extremos terminales con ganchos de 90". Las vigas de amarre sevacan directamente sobre los muros estructurales que confinan.

Dimensiones - El ancho mnimo de las vigas de amarre debe ser igual al espesor delmuro. En vigas que requieran enchaparse, el ancho especificado puede reducirsehasta en 75 mm, siempre y cuando se incremente su altura, de tal manera que el reatransversal no sea Inferior a 15000mm2 (150 cm2).

Ubicacin - Deben disponerse vigas de amarre formando anillos cerrados en un plano horizontal, entrelazando los muros estructurales en las dos direccionesprincipales para conformar diafragmas con ayuda del entrepiso la cubierta. Debenubicarse amarres en los siguientes sitios:(a) A nivel de cimentacin - El sistema de cimentacin constituye el primer nivel de

amarre horizontal.(b) A nivel del sistema de entrepiso. Las vigas de amarre pueden ir embebidas en lalosa de entrepiso. En caso de utilizarse una losa maciza de espesor superior o igual a75 mm, se puede prescindir de las vigas de amarre en la zona ocupada por este tipode losa, colocando el refuerzo requerido para la viga dentro de la losa.(c) A nivel del enrase de cubierta - Se presentan dos opciones para la ubicacin delas vigas de amarre y la configuracin del diafragma.

Vigas horizontales a nivel de dinteles ms cintas de amarre como remate de lasculatas.

Vigas de amarre horizontales en los muros sin culatas combinadas con vigas deamarre Inclinadas, configurando los remates de las culatas. En este caso, se debeverificar, de acuerdo con E.2.4.1, la necesidad o no de amarre a nivel de dinteles.

Refuerzo Mnimo - El refuerzo mnimo de las vigas de amarre debe ser el siguiente:(a) Refuerzo longitudinal - El refuerzo longitudinal de las vigas de amarre se debedisponer de manera simtrica respecto a los ejes de la seccin, mnimo en dos filas.

El refuerzo longitudinal no debe ser inferior a 4 barras N 3 (3/8"} 10M (10 mm},

dispuestos en rectngulo para anchos de viga superior o igual a 110 mm. Paraanchos inferiores a 110 mm, y en los casos en que el entrepiso sea una losa maciza,el refuerzo mnimo debe ser dos barras N 4 (1/2"} 12M (12 mm} con limite defluencia, fy no inferior a 420 MPa. Para el caso se dispuso de 2-5 barras No. 5 (5/8)colocadas de manera simtrica, de acuerdo con las solicitaciones.

(b) Refuerzo transversal - Considerando como luz el espacio comprendido entrecolumnas de amarre ubicadas en el eje de la viga, o entre muros estructuralestransversales al eje de la viga, se deben utilizar estribos de barra N" 3 (3/8") 6M (6mm), espaciados a 100 mm en los primeros 1000 mm de cada extremo de la luz yespaciados a 150 mm en el resto de la luz. Se dispuso de flejes de 3/8, espaciados

10 centmetros en el primer metro de la viga, vecindario a los bordes, y el resto enflejes espaciados a 15 centmetros.

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6. EVALUACION DE CARGAS PARA ANALISIS SSMICO

CARGAS DE ESTRUCTURAAltura Placa entrepisos = 0,20 metrosMuros divisorios = 0,400 Kg/M2

Acabados = 0,150 Ton / M2

CARGA MUERTA = 0,400 Ton / M2 = 0,004 Ton / CmCARGA VIVA = 0,200 Ton / M2 = 0,002Ton / CmCARGA SISMICA = 0,100 Ton / M2 = 0,001 Ton / CmCARGA TOTAL = 0,700 Ton / M2 = 0,010 Ton / CmF. S. = 1,5 ( promedio )Wu = 0,85 Ton / M2 = 0,0085 Ton / Cm

CUBIERTA

CARGA MUERTA = 0,125 Ton / M2CARGA VIVA = 0,040 Ton / M2CARGA TOTAL = 0,165 Ton / M2F.S. = 1.50Wuc = 0,250 Ton / M2

ESCALERAS: ancho de escalera 1.00 metros

CARGA MUERTA = 0,300 Ton/M2CARGAS VIVAS = 0,300 Ton/M2

CARGA TOTAL = 0,600 Ton / M2F.S. = 1.50Wuc = 0,900 Ton / M2

7. DEFINICIN DE LA ESTRUCTURA

La estructura se define como de PRTICOS en concreto reforzado,armadas y calculadas en dos direcciones, con diseo completamenteintegrado para acero y concreto, obtenible de la misma interfase usadapara crear y analizar el modelo.

La estructura se distribuye en columnas y vigas en concreto,organizadas en secciones transversales rectangulares de 25 centmetrospor 40 centmetros las columnas, y vigas de amarre de la cimentacin de30 centmetros por 30 centmetros, vigas de segunda planta 25centmetros por 30 centmetros y vigas de cierre para cubierta de 20centmetros por 25 centmetros, segn el caso, en las dos direccionesortogonales amarradas en uno y otro sentido, en los ejes inicial y

terminal.

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Las placas de entrepiso se calculan macizas de espesor dieciochocentmetros ( 18 cms) en una direccin principal.

Los muros divisorios de tercera planta, se plantean en bloque liviano

No. 4 paetado y pintado, el balcn en enchape en tableta tolete,escalera afinada en granito, con el bao enchapado.

La carpintera metlica corresponder para la ventanera en aluminioanodizado. La carpintera de madera, para puertas y closets, en maderaatablerada, y madeflex para los closets.

La cimentacin estar conformada de acuerdo con las recomendacionesdel estudio de suelos, por zapatas aisladas, las cuales estarn amarradasmediante vigas de amarre.

De acuerdo con las caractersticas de estructura ( PRTICO ) y el tipode material (Concreto Reforzado) clasificamos el proyecto deampliacin constructiva en cuanto a su capacidad de Disipacin comoMODERADA ( DMO ).

8. ANLISIS ESTRUCTURAL

La superestructura de ampliacin constructiva se analiz utilizando el programa de computador SAP2000 V10 Non Linear, que analiza lascombinaciones de carga: carga muerta, carga viva, sismo sentido 1,sismo sentido 2, y las cargas vivas personifican una combinacin de lacarga, y los sismos representan sentidos ortogonales de llegada, al cualse le suministrarn los siguientes datos previamente determinados :

a) La geometra de la ampliacin (Topologa)

b) Las caractersticas y dimensiones de los elementos estructuralesque hacen parte del sistema sismo-resistente, a saber : vigas,columnas y muros estructurales.

c) Las caractersticas de los materiales a usar en los diferenteselementos estructurales.

d) Las cargas verticales que soportarn los diferentes elementos.

e) Las cargas horizontales (fuerzas ssmicas horizontales) de la

edificacin obtenidas, para este caso especfico, usando el mtodode la fuerza horizontal equivalente.

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8.1 COMBINACIONES DE CARGAS UTILIZADAS

Las estructuras de concreto, sus componentes y su cimentacin deben disearse detal manera que sus resistencias de diseo excedan los efectos de las cargasmayoradas de acuerdo con las siguientes combinaciones:

D = Carga Muerta L = Carga Viva

W = Carga viento E = Carga Ssmica

H = Carga Presin ( Tierra, Hidrost. ) T = Temperatura

8.2. CONDICIONES PARA EL USO DEL METODO DE LA FUERZAHORIZONTAL EQUIVALENTE.

Este mtodo es el contemplado en el captulo A.4 de las Normas NSR-98 y serequiere para su empleo:

a) Que la edificacin sea regular o irregular y que est en zona de amenaza

ssmica baja.b) Que la edificacin, regular o irregular pertenezca al grupo de uso I y estlocalizada en zona de amenaza ssmica intermedia.c) Que la edificacin sea regular de menos de 20 niveles o 60.00 m de alturamedidos desde la base, lo menor, en cualquier zona de amenaza ssmica,exceptuando edificaciones localizadas en lugares de perfil de suelo S4 con

perodos de vibracin mayores de 0.7 s.d) Edificaciones irregulares que no tengan ms de seis niveles o 18.00 m.medidos a partir de la base, lo menor.e) Estructuras flexibles apoyadas sobre estructuras ms rgidas que cumplan conla seccin A.3.2.4.3 del NSR-98

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8.3. CALCULO DE LAS FUERZAS SISMICAS POR EL METODO DELA FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE.

Para obtener las fuerzas ssmicas horizontales equivalentes en cada nivel, esnecesario evaluar para cada uno de ellos, la masa total que est colocada en dicho

nivel y que es igual a la masa correspondiente de la estructura, ms la masa deaquellos elementos tales como muros divisorios, particiones y acabados, en fin elconjunto que conforma la carga muerta; en bodegas y depsitos deber incluirseadems un 25% de la masa correspondiente a los elementos que componen la cargaviva del piso.

Periodo Fundamental

(A.4.2.1.)

(A.4.-2)Ct = 0.08 para prticos de concreto reforzado y de acero con diagonales excntricas.Ct = 0.09 para prticos de acero estructural.

Ct = 0.05 para otros tipos de sistema de resistencia ssmica

Cortante ssmica en la base

(A.4.-5)

Donde Sa corresponde al valor de la aceleracin como fraccin de la gravedad ledaen el espectro definido en A.2.6 para el perodo T de la edificacin.

Fuerza ssmica horizontal. En cualquier nivel x.

(A.4-6)

(A.4.-7)

para T


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8.4. PARAMETROS PARA DETERMINAR LA FUERZA SSMICALATERAL

Paso 1 LOCALIZACION Y NIVEL DE AMENAZA SSMICA

Bogot se encuentra en una zona: (5) riesgo ssmico intermedio

Paso 2 DEFINICION DE LOS MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISEO

a) ACELERACION PICO EFECTIVA Aa = 0,20 (Pag. A-12 NSR-98)

UMBRAL DE DAO Ad = 0,04

b) EL TIPO DE SUELO SE ACOMODA A UN PERFIL: S-3, S=1,5(Seccin A.2.4, tabla A.2.3)

c) COEFICIENTE DE IMPORTANCIA:GRUPO I, I=1,0 (Seccin A.2.5,tabla A.2.4)

Paso 3 DEFINICION DE LAS CARACTERISTICAS DE LA ESTRUCTURAY EL MATERIAL EMPLEADO

d) SISTEMA DE PORTICOS: CONCRETO REFORZADO, Ct = 0,08

e) CAPACIDAD MODERADA DE DISIPACION DE ENERGIA:DMO Ro = 5 ( Tabla A.3.3 )

f) PERIODO FUNDAMENTAL, en prticos rigidizados es:Ta=0,34(A.4.3.2)

TT2,5 entonces k=2,00

g) ESPECTRO DE DISEO:

MAXIMA ACELERACION ESPECTRAL ESPERADA:

T


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Paso 5 FUERZAS SISMICAS DE DISEO:

COEFICIENTE DE DISIPACION DE ENERGIA: Ro=5 (Tabla A.3.3)

COEFICIENTE DE DISIPACION DE ENERGIA REDUCIDO: R =4,05

(A.3.1)

Sax= 0.588 Rc= 3.745


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Paso 7 y 8 DESPLAZAMIENTOS HORIZONTALES Y LIMITE DEDERIVA:

Al analizar el modelo estructural conformado con los datosanteriores, antes de disear los distintos elementos estructurales,verificamos el lmite de la deriva de acuerdo a la Norma NSR-98Seccin A.6.4.2 y tabla A.6-1, viendo que se cumpla dicha norma(Deriva = 1.0%.h Es necesario Rigidizar la Estructurapara obtener una Deriva aceptable a la Norma.

1- EVALUACIN DE LA DERIVA MXIMA: La deriva mxima encualquier punto del piso i, se obtiene como la diferencia entre lodesplazamientos horizontales totales mximos del punto en el piso i y losdesplazamientos horizontales totales mximos de un punto localizado en elmismo eje vertical en el piso i-1, por medio de la siguiente ecuacin:

imx =2

2

1

1

,, )(=

j

i

jtotal

i

jtotal

Se establecern las derivas mximas, para los siete (7) extremos deledificio, as:

Perfil A - 2 : hpi = 4.60 metros 6.90 metros Nudo # : 65 ( 3p), 73 (Cu),

Nudo

UXcms

UYcms

imx enXcms

imx enYcms

Lmite de la Deriva0.01 hpi cms

73 0.00381

3

0.00093

1

0.00306

3

0.00126

9

2.30 O. K.

65 0.000750

0.00220 0.000750

0.00220 4.60 O. K.

Perfil C - 2 : hpi = 4.60 metros 6.90 metros Nudo # : 64 ( 3p), 72 (Cu),

Nudo

UXcms

UYcms

imx enX

cms

imx enY

cms


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72 0.001826

0.002877

0.000896

0.000331

2.30 O. K.

64 0.000930

0.00160 0.000930

0.00160 4.60 O. K.

Perfil B - 4 : hpi = 4.60 metros 6.90 metros Nudo # : 68 ( 3p), 76 (Cu),

Nudo

UXcms

UYcms

imx enXcms

imx enYcms


76 0.004755

0.001118 0.004020

0.000388

2.30 O. K.

68 0.000735 0.000730 0.000735 0.000730 4.60 O. K.


Nudo

UXcms

UYcms

imx enXcms

imx enYcms


74 0.004755

0.003850

0.001205

0.003114 2.30 O. K.

66 0.003550

0.000736

0.003550

0.000736

4.60 O. K.

Perfil B - 1 : hpi = 4.60 metros 6.90 metros Nudo # : 69 ( 3p), 77 (Cu),

Nudo

UXcms

UYcms

imx enXcms

imx enYcms


77 0.007325

0.001601

0.005980

0.001324

2.30 O. K.

69 0.001345

0.001079

0.001345

0.001079

4.60 O. K.

2- IRREGULARIDAD 1P

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La irregularidad torsional existe cuando la mxima deriva de piso de unextremo de la estructura, calculado incluyendo la torsin accidental ymedia perpendicularmente a un eje determinado, es ms de 1.2 veces la

deriva promedio de los dos extremos de la estructura, con respecto almismo eje de referencia.

Se considerarn las mximas deriva de piso, para cada uno de los perfilesesquineros de la estructura, para los cuales se determin la deriva mxima,as:


Nudo UXcms

UYcms

imx enXcms

imx enYcms

73 0.003813

0.000931

0.003063

0.001269

65 0.000750

0.00220 0.000750

0.00220

Mxima deriva de piso eje X = 0.003063 nivel de cubierta

Deriva promedio de los extremos de la estructura = 0,003063+ 0,00075 / 2 = 0,0019Irregularidad torsional = 1.2 x 0,0019 = 0,00228 0,003063 No existe

Mxima deriva de piso eje Y = 0.0022 3er. pisoDeriva promedio de los extremos de la estructura = 0,0022+0,001269/ 2 = 0.001735Irregularidad torsional = 1.2 x 0.0001735 = 0.002081 0.0022 No existe

Perfil C - 2 : hpi = 4.60 metros 6.90 metros Nudo # : 64 ( 3p), 72 (Cu),

Nudo UXcms

UYcms

imx enXcms

imx enYcms

72 0.001826

0.002877

0.000896

0.000331

64 0.000930

0.00160 0.000930

0.00160

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Mxima deriva de piso eje X = 0.001826 nivel de cubiertaDeriva promedio de los extremos de la estructura=0,000930+0,0001826/2= 0,001378Irregularidad torsional = 1.2 x 0,001378 = 0,001653 0,001826 No existe

Mxima deriva de piso eje Y = 0.002877 3er. pisoDeriva promedio de los extremos de la estructura = 0,0016+0,000331/ 2 = 0.0009655Irregularidad torsional = 1.2 x 0.0009655 = 0.002081 0.002877 No existe

Para los perfiles B 4, A 1 y B 1, no se calculara las mximas derivasde piso eje X y Y, y su deriva torsional, las cuales en razn a los bajsimosvalores de Ux y Uy calculados, corroboran la inexistencia de irregularidadtorsional.

8.5 LISTADO DE PROCESAMIENTO DE ANALISIS AUTOMTICO

El siguiente es el listado original producido por el programa SAP2000, para lascondiciones de proyecto

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9. MODELADO DE LA ESTRUCTURA TOTAL

La ampliacin del tercer piso de la vivienda se model como una placa de cierrede segundo piso sustentada por ocho (8) columnas, rigidizadas por vigas queorganizan prticos que rigidizan el modelado total. La tercera planta por su parte,da continuidad a las columnas, que unidas mediante vigas de amarre, aportican elmodelado general, donde reposar la cubierta en teja del tercer piso.

Los nudos de piso 46, 47, 48, 49 40, 51. 52 y 53. Los nudos de placa de cierre desegundo piso: 62, 63, 64, 5, 66, 67, 68, y 69. Y los nudos de cubierta: 70, 71, 72,73, 74, 75, 76 y 77,

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Nudos de la Estructura de ampliacin

VIGAS Y COLUMNAS de la estructura de la ampliacin

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ALTURA DE VIGAS y PLACAS: predimensin de las vigas de cimentacin, vigastercera planta, y vigas de cubierta, y placas de tercera planta.

De acuerdo con la tabla C.9-1(a) los espesores mnimos a utilizar, de modo que no hayanecesidad de calculara deflexiones de vigas y losas, no preesforzadas, que trabajan en

una dileccin, para las luces de trabajo le proyecto, son las siguientes:

Ejes A - A, y C C, con luces consecutivas de 3.30 metros y 3.52 metros; Eje B Bcon luz de 3.52 metros; Ejes 1 1 y 4 4, con luces consecutivas de 3.83 metros y 3.43metros; y Ejes 2 - 2 con luz de 3.43 metros. Las vigas y losas estarn armadas en unadireccin, y placa maciza embebidas en las vigas perimetrales, todas con refuerzo conlmite de fluencia de 420 MPa.

Para ambos apoyos continuos, el espesor mnimo est dado por:hmnimo = L / 14, L / 5 y L / 19

Luz entre ejes hmnimo1

3.83 metros viga (L/14) 28 cms3.52 metros viga (L/14) 26 cms3.43 metros viga (L/14) 25 cms3.30 metros viga (L/14) 24 cms3.43 metros placa (L/19) 18 cms3.83 metros placa (L/19) 20 cms3.30 metros placa (L/19) 17 cms

Para las vigas de longitudes 3.83 metros, 3.52 metros y 3.43 metros se tomar comoaltura de viga d = 30 centmetros. Aun cuando este valor es ligeramente superior a lonormalizado, se asume as por cuanto estas vigas amarrarn cimientos y columnas que

presentan una altura de 4.60 metros.

En cuanto a la placa e L / 19 dan valores que se ajustan a la direccin en que secalcule la placa, en este caso en la menor longitud. En general se utilizarn placas deespesor igual a 18 centmetros, excepto en el tablero correspondiente al bao donde lal

placa tendr un espesor de 20 centmetros.10. DISEO DE LA CIMENTACION

1 Las vigas tendrn como hmnimo 25 centmetros, excepto la luz de 4.40 metros que tendr e = 30centmetros.

19


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admisible = 23 Tonf / M2

Pi = 30,00 Ton

8% Pi = .08 x 30,00 = 2,4 Ton Total = 32,40Ton

Area Neta = Total / admisible = 1,42 M2

rea = B x L L= 1,20 m B = 1,42 / 1,00 = 1,20 m

L = 1,20 metros B = 1,20 metros

neto = Pi / Breal x L= 32,40 / 1,2 x 1,20 = 22,50 Tonf / M2 23 Tonf / M2O. K.

Momento de Diseo: Mb = neto x L x ( B bo )2 / 8

Mb = 22,50 x 1,20 x (1,20 - .25 )2 / 8

Mb = 3,05 ton - m

= Vc / ( B x d ) = 16200 Kg / ( 120 d ) = Vcc

Vcc = 1.1 concreto ( Para cimientos )

concreto = 0.35 fc = 0.35 210 = 5,07 Kg / Cm2

d = 16200 Kg / ( 120 x 5.07 ) = 26,62 centmetros

d real = 30 centmetros

K = Mu / bd2 =305 / 120x30x30 = 0,0028 = 0,0020

Armadura Principal: As = x B x d = 0.0020 x 120 x 30 = 7,20 Cm2As = 6 1 c/ 20 centmetros

Armadura transversal: As = x B x d = 0.0020 x 120 x 30 = 7,20 Cm2As = 6 1 c/ 20 centmetros

11. DISEO DE PLACA DE ENTREPISO e = 0,18 mts

20


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AVALO DE CARGAS

Placa 0,480 Ton / MLAcabados 0,090 Ton / MLTabiques 0,150 Ton / ML

CARGA MUERTA 0,640 Ton / ML

CARGA VIVA 0,400 Ton / ML

CARGA TOTAL 1,04 Ton / ML

W = 1,5 x 1,04 = 1,56 Ton / ML

W = 1,56 Ton / ML

L = 3,43 mts

M = 2.30 Ton - ML

K = 0,010

= 0,0030

As = 4,50 cm2

1 c / 20 cms

12. CLCULO DE VIGA DE CIMENTACION L = 3,83 metros

W Total = 1.0 Ton / m = W

M = w L2 / 12 = 1.0 ton x ( 3.83 )2 / 12 = 1.84 Ton m

V = W L / 2 = 1.0 Ton / m x 3.83/ 2 = 1,92 Ton

c = V / ( b x d ) d = V / (c x b ) = 1920 Kg / (5.07 x 25) = 16 dmnimo = 27 cms

defectivo = 30 cms - 3 cms = 27 cms

Mrc = 0.5 x fc x J x K x B x d2 = 0.5 x 117.60 x 0.88 x 0.38 x 30 x 729= 4,32 Ton - m

21


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Mactuatne = 1.00 ton x (5.27/2) = 2.635 Ton m

RA = RB = 5.27 / 2 = 2.635 Ton

Mactuante = 1.0 ton/m x (5.27)2

/ 12 = 2.31 Ton - m

Mactuante = 2.31 Ton - m Mrc = 4.32 Ton m 0. K.

Ms = As x fs x J x d As = 2310 / ( Fs x j x d )

As = 2310 /( 2100 x 0.88 x 0.27 )

As = 4.63 cms2 3 5/8 ( +) y 3 5/8 ( - )

ESTRIBOS:

c = V / ( b x d ) = 2640 / ( 25 X 27 ) = 3.91 Kg / Cm2

= 5.48 3.91 = 1.57 Kg / Cm2

s = fs x Av / b ( = 2100 x Av / ( 30 x 1.57 ) =

= 44.5 Av = 44.5 x 0.71 = 32 cms

s1 = ( x X / c = 1.57 Kg / cm2 x 100 cms / 4,44 Kg / Cms2

= 23 cms

S = s1 + d = 24 + 27 = 51 cms No. de estribos = S / s1 = 51 / 23

= 4 estribos 1 3/8 cada 20 cm

13. ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES

(Basado en el Boletn tcnico No 58 - Junio de 2002 del AIS - Asociacin Colombiana deIngeniera ssmica)

SOLICITACION DEL SISMO F = m x a

En donde:F = Fuerza en el elemento no estructuralm = Masa del elemento no estructurala = Aceleracin del piso considerado

Se procede a calcular, para todo el inmueble, la aceleracin de cada pisosiguiendo el siguiente procedimiento:

22


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CORTANTE SISMICO EN LA BASE: Vs = Sa g M

En donde:Vs = Cortante ssmico en la base, kN

Sa = Coeficiente de aceleracin espectral.g = Aceleracin debida a la gravedad (9.8 m /s2)M = Masa total de la edificacin

PESO DE LA ESTRUCTURAC. M.

Kg//M2reaM2

COL(T)

VIG(T)

Peso(T)

Peso(KN)

3. Planta 800 51 6,62 4,32 52,00 5,202. Planta 800 51 6.62 5,40 53,00 5,301. Planta 800 47 6,62 6,48 50,70 5,07

155,70 15,57

Perodo de la Estructura:

En donde:

Ta= Perodo de la estructuraCt= Coeficiente que depende del sistema constructivohn = Altura en metros, tomada desde la base, hasta el piso ms alto del edificio

Coeficiente de Importancia:

COEFICIENTE DE ACELERACIN ESPECTRAL

Coeficiente de Aceleracin por piso:

En donde:

mx = masa del piso x donde est ubicado el elemento estructural, en Mgn = nmero de pisos del edificio

23

43

nta hCT =

h

= 6 90 m

Ta = 0..3406 s

I = 1.00

a

x

svx

x Sgm

VCa 2=

( )=

=n

x

k

xx

k

xx

vx

hm

hmC

1


24/26

hx = altura del piso x, con respecto a la base del edificio

k = se toma de acuerdo con el perodosi T 0.5 k = 1si 0.5 T 2.5 k = 0.75 + 0.5 T

si T > 2.5 k = 2

Vs = Cortante ssmico en la base, en kNg = aceleracin debida a la gravedad ( 9.8 m/seg2 )2 Sa = 1.00 ax 2 Sa

Para calcular la fuerza inercial a la que se somete un elemento no estructural, basta conmultiplicar su masa por la aceleracin del piso.

REVISIN DE ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES

1. Muro no estructural

Fuerza ssmica de diseo:

h = 2.25 mts Alturae = 0.125 mts espesor L= 1.000 mts Longitud

nivel = 3

VOLUMEN = 0.29 m3

DENSIDAD = 1.50 Mg/m3PESO = 4.32 kN

MASA = 0.44 Mgax = 0.52

Grado de Desempeo Para el grupo de uso I se permite utilizar ungrado de desempeo bajo (NSR98)

Coeficiente de Amplificacin ap 1.0Coeficiente de Reduccin Rp 1.5Fuerza ssmica de diseo

Fp = pp

p

x gMa

R

a

p

a gMIa

2

0.55 kN > 0.44 kN

FUERZAS DE VIENTO:

24

-

Fp = 0.55 kN


25/26

Como el muro en proceso e diseo es un muro interior, no est sometido a cargaspor la accin del viento

FUERZAS INTERNAS

MODELO (Depende de las condiciones de apoyo del muro)

Acciones debidas a las fuerzas de inercia

ACCIONES DEBIDAS AL DESPLAZAMIENTO DEL MURO POR DERIVA

ESFUERZOS TOTALES:

Estos esfuerzos y/o fuerzas internas, corresponden a cada metro de muro,medido longitudinalmente.

REVISION DE LAS DIMENSIONES DEL MURO (por esfuerzos admisibles)

fm = 5 MPa ( mnima )

Capacidad del MURO:

135

+

m

b

e

a

f

f

Rf

f

fa = 0.035 Mpa (esfuerzo a compresin)fb= 0.410 Mpa (esfuerzo a tensin)

25

0.275

Mmax = 0.32 kN-m0.55

0.275

0.0230 m

0.0235

COMPONENTE HORIZONTAL

Mmax = 0.03 kN-m

0.043

vmax = 0.02 kNCOMPONENTE VERTICAL

4.324.318

Mmx = 0.71 kN-mVmx = 0.61 kN

Nmx = 4.318 kN


26/26

Re = 1 -3

40'

t

h

Re = 0.90

0.2844 1

Como la carga axial es muy pequea, puede suponerse que el elemento funcionacomo una viga y no es necesario verificar la traccin en las juntas.

La capacidad de corte es

Fv =a

mf

f+

40

'

Fv = 0.0904 MPa (admisible)Fv = 0.0090 MPa (actuante)

DIMENSIONAMIENTO DE LOS ANCLAJES

El muro se apoya directamente sobre la losa de hormign. El anclaje deberesistir el cortante mxima de 0.61 kN

Fv = 226.80 MPaAv = 2.70 mm2/mRefuerzo: 1 3/8 cada 2.30 mts

Si la longitud del muro es menor de 2.30 metros, debe aplicarse una 3/8 enlos extremos del muro.

Atentamente,

Ing. Civil VALENTIN CASTELLANOS RUBIOc. c. 13251.637 de CcutaM. P. 68 202 04 624 S T D

Telfonos: 6 79 74 84 310 343 19 12

OK

OK

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7277040 Memoria de Calculo Estructural Villla Ines