Ana Redondo Gómez Mhab - UD Galiano

Junio 2019

Ana Redondo Gómez

Mhab_ETSAM_2019

ANEXO IIMEMORIA DE CÁLCULO

Aula GalianoTutor: Alberto Pieltain

M e m o r i a d e c á l c u l oM C0 1 E x p l i c a c i ó n d e l p r o y e c t o

0 2 D a t o s d e p a r t i d a

0 2 . 1 N o r m a t i va

0 2 . 2 Ta b l a s d e m a t e r i a l e s

0 2 . 3 C o e f i c i e n t e s d e s i m u l t a n e i d a d

0 2 . 4 C o e f i c i e n t e s d e m ay o r a c i ó n

0 2 . 5 Pe s o p r o p i o d e l o s f o r j a d o s

0 2 . 6 C u a d r o d e c a r g a s

0 2 . 7 Re s u m e n d e c a r g a s

0 2 . 7 S i s t e m a e s t r u c t u r a l

0 2 . 8 J u n t a s d e d i l a t a c i ó n

0 3 E s t r u c t u r a b a j o r a s a n t e

0 2 . 1 D i m e n s i o n a d o d e l o s s o p o r t e s

0 2 . 2 D i m e n s i o n a d o d e l a c i m e n t a c i ó n

0 2 . 3 D i m e n s i o n a d o d e l a l o s a

0 4 E s t r u c t u r a s o b r e r a s a n t e

0 3 . 1 S o p o r t e s d e a c e r

0 3 . 2 A r r i o s t r a m i e n t o

0 3 . 3 D i m e n s i o n a d o d e l o s c a n t o s

M e m o r i a d e c á l c u l o#MadridToo - Ana Redondo Gómez - 13354 -Mhab - UD Galiano - 2019

El edi�cio es un centro de atención integral de mujeres y un centro sociocultural. El programa se compone de: Planta -1: - Aparcamiento- Entrada al centro- Sala de exposicionesPlanta baja:- Sala de conferencias- Aulas y talleres- Centro de atención médica, social y laboralPlanta 1:- Cubierta transitable- Guardería y zonas comunesPlantas 2-8: - Vivienda

2.1 Normativa

- CT - DB - SE- CT - DB - SI- EHE 08

- EUROCÓDIGO

Para la consideración de cargas se utiliza el CT-DB-SE.

2.2 Tabla de materiales

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2.3 Coeficientes de simultaneidad

2.4 Coeficientes de mayoración

2.5 Peso propio de los forjados

A partir de todos estos datos y teniendo en cuenta el uso de cada zona del edificio podemos elaborar el siguiente cuadro de cargas.

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2.6 Cuadro de cargas

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2.7 Resumen de cargas

2.8 Sistema estructural

El edificio tiene unas dimensiones de 81x67 metros en planta y se plantea en una parcela con un desnivel de una planta en el eje menor. En la planta sótano se resuelve con una estructura de pilares de hormigón y forjado de losa. La estructura sobre rasante es de pilares metálicos y losa de hormigón.

2.9 Juntas de dilatación

Se plantean dos juntas de dilatación, una en el eje norte-sur y otra en el este-oeste. Para evitar duplicar pilares se utilizará un

pasador deslizante “Goujón CRET”.

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3.1 Dimensionado de soportes

Se dispone una estructura de hormigón con zapatas aisladas, muros de contención y zapatas corridas sobre los que apoyan los pilares de hormigón que sostienen la losa del forjado.

Las luces en el eje norte-sur son constantes de 8,1 metros, sin embargo, la separación entre pilares en el eje este-oeste varía de los 2,7 metros hasta los 16,2 (tramos que resuelve con una viga en celosía).

Por tanto, para saber la carga que se lleva cada pilar a la planta de sótano se realiza un reparto de áreas tributarias que abarcan las siguientes superficies:

Los pilares no reciben la misma carga ya que unos soportan las 6 plantas de viviendas, otros soportan la cubierta ajardinada y otros los espacios comunes, por lo que haremos esta distinción a la hora de dimensionarlos. Los datos de cálculo por tanto son los siguientes:

Para el cálculo de las armaduras se utilizan redondos de 12 a 20 mm.

3.1.1 Soportes con vivienda:

3.1.2 Soportes zonas comunes:

3.1.3 Soportes sin vivienda:

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3.2 Dimensionado cimentación

3.2.1 Zapatas aisladas

Una vez dimensionados los soportes, se dimensionan sus zapatas aisladas, que irán variando su tamaño en función del axil que les llegue. Para el cálculo de zapatas, tomamos los valores de los axiles de los pilares anteriores, partiendo de la misma consi-deración de áreas tributarias, además de la tensión segura del hormigón y de la presión admisible del terreno (tomamos 300 KN/m).

Partimos de una tabla base de zapatas cuadradas para, a partir de ella, elegir las zapatas necesarias en nuestro caso.

Considerando:

- A = lado de la zapata (cm)- h = canto de la zapata (cm)- n = número de redondos- Diámetro de los redondos- Separación entre los redondos. (Este número de redondos sería por cada dirección, por lo que el total sería el doble).

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3.2.1.1 Soportes con vivienda:

3.2.1.2 Soportes zonas comunes:

3.2.1.3 Soportes sin vivienda:

3.2.2 Zapatas combinadas

Existen tramos en que zapatas a las que llegan axiles muy distintos aparecen muy juntas, por ello se realiza un cálculo manual del área que le corresponde a esa zapata combinada:

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3.2.3 Muro de contención con zapata corrida

El cuanto a la estructura de borde del sótano se propone un muro de contención de 0,30 metros de espesor de hormigón arma-do a lo largo del perímetro.

A la hora de dimensionarlo hay que tener en cuenta el empuje horizontal del terreno sobre él, lo que condiciona su armado interior. Vamos a considerar la altura del muro del aparcamiento de 3 metros y un empuje del terreno de 15 KN/m.

El empuje del terreno aumenta de forma triangular en función vamos descendiendo en altura. Partimos de un empuje nulo en la parte de arriba y llego a 45 KN/m en la parte inferior. Al ser un triángulo, la resultante se encuentra a 1/3 de la base. Esta es la fuerza que vamos a tener en cuenta para dimensionar el armado del muro.

Con estos valores calculamos la armadura necesaria para el muro, teniendo en cuenta que la armadura mínima en vertical es un 2% y que en horizontal es un 4%.

Obtenemos pues un As = 6.05 cm/m, lo cual equivale a 6o12/m, es decir, 1o12/17cm tanto en vertical como en horizontal. Ahora comprobamos si estos valores cumplen con la armadura mínima:

Armadura vertical mínima: 100cm x 30cm x 2/1000 = 6cm, lo cual sí cumple.Armadura horizontal mínima: 100cm x 30cm x 4/1000 = 12cm, lo cual no cumple y necesitamos 6o16/m, es decir, 1o16/17cm.

Por lo tanto:

As vertical: 1o12/17 cmAs horizontal: 1o16/17 cm

3.2.4 Zapata corrida

Para calcular la zapata corrida sobre la que se sustenta este muro de contención, tendremos en cuenta las fuerzas normales totales que reciben los pilares perimetrales del edificio que se apoyan sobre este muro, así como su ancho tributario. Asimismo, los núcleos de comunicación también se cimientan con zapatas corridas. Como el peso que reciben es el mismo que el de los muros y el área tributaria no difiere mucho, se toman los mismos valores de zapata corrida de 0.6 metros de ancho y 0.5 metros de canto con un armado de o12/30cm.

3.3 Dimensionado losa:

Para el dimensionado de la losa de hormigón aligerada Bubble Deck se dimensiona su canto según la expresión:

h = L mayor / 28

Por tanto, la losa tendrá un espesor de: 8,1 / 28 = 0,3 m. No obstante, tenemos que comprobar si este espesor es válido según la norma de seguridad estructural en caso de incendio, en el caso de forjados bidireccionales nos remitimos al apartado C.2.3.4.

Por tanto, teniendo en cuenta las alturas de la capa de compresión correspondiente (120 mm).

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4.1 Soportes de acero:

Para el resto del edificio se plantea una estructura de pilares metálicos y forjados por un lado de losa aligerada (zona de aten-ción) y por otro uno metálica. Con la ayuda de las áreas tributarias y las cargas normales ya calculadas dimensionaremos am-bos elementos. Para el dimensionado de los pilares no se tendrá en cuenta la superficie sin carga de los patios pues se pretende dar uniformidad al conjunto de la estructura de manera que todos los pilares de la clínica tengan las mismas dimensiones.

Utilizando los mismos grupos de áreas tributarias y diferenciando aquellos que les llega la estructura de las viviendas de los que les llega la carga de la cubierta ajardinada obtendremos los perfiles para cada caso.

Además, incluimos la reducción por sobrecarga que establece el CTE. Suponemos las dos plantas más altas un coeficiente de 1, las tres siguientes de 0,9 y el resto de 0,8. De esta forma obtenemos un axil final teniendo en cuenta la sobrecarga.

A partir de esto asignamos la combinación de perfiles necesaria a cada categoría de soporte y planta.

4.1.1 Soportes con vivienda:

4.1.2 Soportes guardería:

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4.1.3 Soportes espacio público:

4.1.4 Soportes cubierta transitable:

4.1.5 Soportes sala exposiciones:

4.2 Arriostramiento

Para la acción del viento en estructura de acero, se calcula el arriostramiento necesario en cada dirección considerando al me-nos 3 planos de arriostramiento no coincidentes. En este edificio, consideramos las 4 direcciones de fachada y diferenciamos el cuerpo bajo del volumen de viviendas con su arriostramiento.

Se considera una acción de viento de 1 KN/m2, que al multiplicarla por la superficie tributaria nos da el empuje total de cada orientación. Éste se va duplicando a medida que bajamos de planta, siendo en la planta más alta el valor más pequeño.

Una vez calculado el axil que se llevan los arriostramientos, hay que tener en cuenta la sobrecarga que se transmite a esos pila-res y aumentar su tamaño ya que soportan más esfuerzo.

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Axiles Momentos Cortantes

Carga horizontal: Viento

Carga vertical: Qperm + Quso

Ánálisis deformación (cálculo elástico sin coe�cientes de seguridad):

Deformación máxima: L/500 = 0,0162m

U3 = 0,0137. Cumple.

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4.3 Dimensionado de los cantos

4.4.1 Losa aligerada de hormigón planta baja.

La planta baja se cubre con un forjado de losa aligerada de hormigón con casetones no recuperables de poliestireno expandido. Para el canto de la losa tomamos la expresión:

h>= L/28 = 810 /28 = 29 cm – 30 cm = 0,3 m.

De nuevo debemos tener en cuenta el apartado C.2.3.4. del DB-SE para comprobar que este espesor cumple el recubrimiento a incendios. Al igual que con la losa del sótano, la losa aligerada debe aumentarse para cumplir con lo establecido en el CT respecto a la capa de compresión.

Por tanto, tendríamos una losa aligerada de 0,35 m.

Para calcular los nervios de esta losa se realizará un modelado en SAP. Una vez introducida la losa en el programa, se colocan apoyos en el muro de contención y los pilares, contando también con dos articulaciones para que no se mueva. Se le asigna la carga a partir de los siguientes datos: Dimensión nervios 0.15x0.3

Carga distribuida (sin mayorar) del forjado: 9,9 KN/m2

Superficie de carga: 2829,92 m2

Total para posterior comprobación: 28.016 KN

Ancho tributario de cada nervio: 0,9 m.

Por lo tanto, la carga distribuida que reciba cada nervio será de:

(9.9 x 0,9) / 2 = 4,45 KN/m

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A partir de este análisis se dimensionan las armaduras de la losa. Para ello, partimos de las siguientes tablas para el cálculo de la armadura de reparto (separaciones de 0,15 – 0,2 m). O de la siguiente tabla para calcular la armadura a positivos (separacio-nes cada 0,9 m).

Tabla 1: 1 nervio, separación 15 – 20 cm (mallazo) Tabla 2: 2 nervios, separación 90 cm (distancia entre ejes)

- Momento máximo positivo: 65 KNm. La armadura se dimensionará tomando el 80% de este valor, es decir 52 KNm. Los tramos que sean superiores tendrán una armadura de refuerzo. Por tanto:

Armadura de positivos: Nervios reforzados con 2 redondos de 20. El refuerzo soporta la diferencia de momentos (13 KNm), por lo que será de 2 redondos del 10.

- Momento máximo negativo: -152 KNm. Se parte de un mallazo de reparto que se reforzará en las zonas donde el momento es mayor, es decir, en los puntos donde se apoya la losa al pilar. Este mallazo de reparto soportará un momento 80 KNm.Armadura mallazo de reparto negativos: Redondos del 16 cada 15 cm. El refuerzo soporta la diferencia (72 KNm), por lo que será también del 16 cada 15 cm (extra).

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Comporbamos que los datos que nos da el programa son correctos sumando el total de las reacciones:

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4.4.2 Losa aligerada de hormigón de viviendas

A continuación, pasamos a dimensionar la losa de las viviendas que tienen voladizos en todos los laterales. Para ello repetimos el mismo proceso que el anterior.

Carga distribuida (sin mayorar) del forjado: 8,0 KN/m2

Ancho tributario de cada nervio: 0,9 m.

Por lo tanto, la carga distribuida que reciba cada nervio será de:

(8,0 x 0,9) /2 = 3,6 KN/m

- Momento máximo positivo: 67 KNm. La armadura se dimensionará tomando el 80% de este valor, es decir 53,6 KNm. Los tramos que sean superiores tendrán una armadura de refuerzo. Por tanto:

Armadura de positivos: Nervios reforzados con 2 redondos de 20. El refuerzo soporta la diferencia de momentos (13 KNm), por lo que será de 2 redondos del 10.

- Momento máximo negativo: -108 KNm. Se parte de un mallazo de reparto que se reforzará en las zonas donde el momento es mayor, es decir, en los puntos donde se apoya la losa al pilar. Este mallazo de reparto soportará un momento 80 KNm.

Armadura mallazo de reparto negativos: Redondos del 16 cada 15 cm. El refuerzo soporta la diferencia (28 KNm), por lo que será del 10 cada 15 cm (extra).

4.4.3 Unión losa – pilar metálico

Para garantizar la rigidez de la estructura se propone unir la losa aligerada de hormigón a los perfiles metálicos a través de conectores. El sistema de unión mediante conectores garantiza la conexión entre la parte maciza de la losa aligerada y el pilar metálico.

4.4.4 Luces 13,5 metros:

Para resolver la luz del salón de actos, así como el de la calle peatonal se plantean crear una estructura mixta, resolviendo la luz con una viga metálica que trabaja de manera conjunta con las armaduras de la losa de hormigón de la losa.

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