MEMORIA DESCRIPTIVA DELPROYECTO

OFICINA DE PROYECTOS UNIDAD DE ESTUDIOS MUNICIPALIDAD JORGE BASADRE

MEMORIA DE CLCULO

PROYECTO : CONSTRUCCION Y EQUIPAMIENTO DEL CENTRO CULTURAL DE VILLA LOCUMBA DISTRITO DE LOCUMBA, PROVINCIA DE JORGE BASADRE - TACNA

COMPONENTE 01: INFRAESTRUCTURA

UBICACIN:DISTRITO: LOCUMBAPROVINCIA: JORGE BASADREREGION: TACNA

FECHA :LOCUMBA, DICIEMBRE DEL 2014

MODALIDAD :POR CONTRATA

1. GENERALIDADES DEL PROYECTO1.1. DESCRIPCIONEl proyecto comprende la construccin del Proyecto: CONSTRUCCION Y EQUIPAMIENTO DEL CENTRO CULTURAL DE VILLA LOCUMBA DISTRITO DE LOCUMBA, PROVINCIA DE JORGE BASADRE - TACNA", el cual se encuentra ubicado en el Distrito locumba, Provincia Jorge Basadre, Departamento Tacna.El proyecto destinado al centro sociales participativos y culturales del centro del distrito de locumba, esta edificacin est comprendido 03 bloques y consta de tres niveles.En la siguiente imagen se muestra la distribucin del proyecto:

El diseo estructural del proyecto, se orienta a proporcionar adecuada estabilidad, resistencia, rigidez y ductilidad frente a solicitaciones provenientes de cargas muertas, vivas, asentamientos diferenciales y eventos ssmicos.El diseo ssmico obedece a los principios de la Norma E.030 DISEO SISMORRESISTENTE del reglamento nacional de edificaciones conforme a los cuales. La estructura no debera colapsar, ni causar daos graves a las personas debido a movimientos ssmicos severos que pueden ocurrir en el sitio. La estructura debera soportar movimientos ssmicos moderados, que pueden ocurrir en el sitio durante su vida de servicio, experimentando posibles daos dentro del lmite aceptable.

2. DIAFRAGMA RGIDOLa cimentacin consiste en cimentacin de zapatas aisladas y sub-zapatas con vigas de cimentacin para as minimizar los asentamientos diferenciales que se puede presentar por el tipo del suelo de la zona, para las columnas y muros de albailera, respectivamente. La cimentacin se constituye as en el primer diafragma rgido en la base de la construccin, con la rigidez necesaria para controlar asentamientos. Los techos estn formados por losas aligeradas de casetn de poliestereno que adems de soportar cargas verticales y transmitirlas a vigas, muros y columnas, cumplen la funcin de formar un diafragma rgido continuo integrando a los elementos verticales y compatibilizando sus desplazamientos laterales.Se buscado cumplir con las recomendaciones sobre la relacin entre dimensiones de sus lados de tal manera que se comporte estructuralmente viable.3. PREDIMENSIONAMIENTO El pre dimensionamiento viene a ser la determinacin de las caractersticas geomtricas de los elementos estructurales, pues el objeto del diseo es determinar las dimensiones y caractersticas de los elementos de toda la estructura, para que esta cumpla su funcin con un buen grado de seguridad y a un costo mnimo en condiciones de servicio.Para realizar el anlisis estructural de este proyecto es necesario conocer las caractersticas estructurales y mecnicas de los elementos que lo conforman.

3.2. PREDIMENSIONAMIENTO DE MUROS DE CORTANTELos muros de cortante tienen como finalidad reducir los desplazamientos laterales debido a las fuerzas de sismo, absorbiendo un considerable porcentaje del cortante ssmico, sin embargo, el considerar edificaciones solamente con prticos hace que se obtengan deformaciones laterales muy importantes.En muros para cargas verticales y horizontales debern proyectarse considerando Normas referidas al espesor, mayor a 1/25 de la altura, as como la de carga axial mxima resistida, donde la resistencia a carga vertical del muro (Pu), puede calcularse empleando:Donde:

= 0.70Ag = Seccin del muro de cortante en cm.lc = Distancia vertical entre apoyos en cm.h = Espesor del muro en cmK = Factor de restriccinSe ha colocado muros de cortante proporcionando rigidez en ambas direcciones a fin de dar mayor estabilidad y simetra, tratando de evitar los efectos de torsin.3.3. PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNASLas columnas se dimensionan tomando en cuenta los efectos de carga axial y momento flector.En edificaciones de altura considerable la carga axial toma un papel muy importante.(a) Para edificios con muros de corte en ambas direcciones, donde la rigidez lateral y la resistencia se rigen principalmente por los muros, se supone un rea igual a:

Donde A = reaP = Carga Ultimafc = Resistencia de compresin del concreto3.4. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGASEn la actualidad es comn observar vigas de igual peralte en ambas direcciones de la edificacin por razones de rigidez lateral y resistencia.El peralte "h" que usualmente se considera L/10 L/12; sean vigas principales secundarias, siendo L la luz libre entre caras de apoyo.Para el caso del ancho de vigas (b), pueden estimarse:b=B/20 donde B es el ancho tributario de las vigas.3.5. PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSASLas dimensiones en planta de un tablero de losa son agentes determinantes del Comportamiento de la losa, en una o en dos direcciones.Losas aligeradas: A fin de no chequear deflexiones h = L/25: donde L es la distancia entre centros de apoyos, determinndose una altura de 20 cm, por lo que debe emplearse ladrillo de h = 15 cm.4. ESTRUCTURACION FINAL DEL PROYECTOEstructuracin de la edificacinEl sistema Estructural Predominante en la direccin X-X y Y-Y es el sistema conformados por sistema dual (Prticos y muros), Se ha empleado columnas tipo rectangulares, tee y ele segn el requerimiento de la estructura, las vigas principales intermedias son de 35 cm x 80cm, las vigas secundarias de 25 cm x 60 cm, Se ha considerado losas aligeradas de un espesor de 0.20m, Todas estas cargas sern transmitidas al suelo de cimentacin.Todo el concreto de la estructura es de 210 kg/cm2.5. DESPLAZAMIENTOS LATERALES PERMISIBLESEvaluado el cortante basal de la estructura, correspondiente a la direccin considerada, el mximo desplazamiento relativo de entrepiso, se calcula al multiplicar por 0.75R los resultados obtenidos del anlisis lineal y elstico con las solicitaciones ssmicas reducidas, no deber exceder la fraccin de altura de entrepiso indicada en la tabla.6. JUNTAS DE SEPARACION SISMICADada la naturaleza del Proyecto Arquitectnico bsicamente la separacin ssmica de las edificaciones que deber regirse por lo estipulado en la NTE E-030, indicando que las edificaciones vecinas deben separarse una distancia mnima s para evitar el contacto durante el movimiento ssmico. Esta distancia s, no ser menor que los 2/3 de la suma de los desplazamientos mximos de los bloques adyacentes ni menor que:s> 3 cm.s = 3 + 0.004 * (h - 500) (h y s en centmetros).7. NORMAS DE DISEOLa ejecucin del presente proyecto se rige por las siguientes Normas: Norma Tcnica de Edificacin E.020 Cargas. Norma Tcnica de Edificacin E.050 Suelos y Cimentaciones. Norma Tcnica de Edificacin E.030 Diseo Sismo Resistente. Norma Tcnica de Edificacin E.060 Concreto Armado. Norma Tcnica de Edificacin E.070 Albailera. El Cdigo A.C.I. 318-99 8. CARGASLas cargas de diseo empleadas son debido al peso propio, a la carga viva y la carga por efectos ssmicos. Dichas cargas son como se detalla a continuacin:Las cargas consideradas para el proyecto son:Cargas Permanentes. Cargas vivas Cargas de Sismo.Cargas Permanentes: Peso especfico de elementos de concreto armado: 2400 Kg./m3 Peso propio de Losa (e=0.20m): 300 Kg./m2 Peso por Piso Terminado: 120 Kg./m2 Peso especfico de Albailera: 1800 Kg./m3Cargas Vivas: Auditorio: 350Kg/m2. (50%) Oficinas: 250Kg/m2. (50%) Azotea: 100Kg/m2. (25%)

9. ESPECIFICACIONES DE DISEOEn esta etapa se definen lo ms concreta y completamente posible las limitaciones que han de regir el desarrollo del proyecto. La resistencia se asegura mediante un anlisis y diseo de la estructura, adoptando un factor de seguridad adecuado fijado en las normas de Diseo sismoresistente.En los elementos de Concreto ArmadoAcero Estructuralfy = 4200kg/cm2Concretofc = 210kg/cm2Mdulo de Elasticidad del concretoEc = 15000fc kg/cm2Modulo de Elasticidad del AceroEs = 2.10 E+6kg/cm2Radio de poisson para el concreto V = 0.20En los elementos de albaileraResistencia a la Compresin de la albailerafm = 65.00 kg/cm2Mdulo de Elasticidad de la albaileraEa = 500xfm kg/cm2Radio de poisson para la albaileraV = 0.25

Recubrimientos libres:Zapatas:r = 7.5 cmVigasr = 4.0 cmColumnasr = 3.5 cmVigas chatas y losasr = 2.5 cmColumnetasr = 2.5 cm

Suelo: (Segn estudio de Mecnica de Suelos)

Capacidad Portantet = 1.68kg/cm2Angulo de friccin interna = 30.00 Peso Volumtrico =1.80 Ton/m3Desplante del cimiento corrido Df = 1.10 mDesplante de la cimentacin Df = 1.70 m

10. MODELO ESTRUCTURALEl modelo empleado para vigas y columnas consisti en barras de ejes recto que incluye deformaciones por flexin, carga axial, fuerza cortante y torsin.Este modelo considera el efecto tridimensional de aporte de rigidez de cada elemento estructural. Para modelar los muros de albailera se emplearon elementos tipo Shell (reas) que incluyen el efecto de membrana y de flexin.

Fig.1. Modelo estructural del mod. 01 (biblioteca)

Fig.2. Modelo estructural del mod. 02

11. MASAS PARA EL ANLISIS DINMICO MODAL Y SSMICOLas masas provenientes de las losas, piso terminado, y de la sobrecarga se concentran a nivel de centro de masas de cada losa; y las masas provenientes del peso propio de las vigas y columnas distribuidas en forma uniforme. Luego el programa lleva la masa de los elementos estructurales hacia todos los nudos.En clculo de la masa de la estructura se consider el 25% de la carga viva (Art. 16.3 NTE E.030).12. ANLISIS SSMICOA. PARAMETROS DE DISEO

Ubicacin del Edificio (Z): 0.40(locumba Zona III). Factor Uso (U): 1.30(Categora B). Factor de Suelo (S): 1.40(Suelos flexible). Periodo de la Plataforma (Tp): 0.90 segundos. Facto de Amplificacin Ssmica(C): 2.50 Factor de Reduccin Ssmica (RX): 7.00*0.75 (sistema dual) Factor de Reduccin Ssmica (RY): 7.00*0.75(sistema dual) Aceleracin o gravedad (g): 9.81 m/s2

B. TABLA DE MASAS POR PISOS , CENTRO DE MASA , CENTRO DE RIGIDEZ

Las masas se evaluaron segn los lineamientos de la norma de Diseo Sismo Resistente E-030 y de la norma de Cargas E-020, que forman parte del Reglamento Nacional de Edificaciones. Para efectos del anlisis las masas de los elementos modelados como columnas, vigas y muros estructurales fueron estimados por el programa ETABS 2000, mientras que las masas de los dems elementos se estimaron a partir de los siguientes pesos:CARGA MUERTA

Peso de la losa aligerada:300 kg/m2 H=0.20 m Peso de la losa aligerada:350 kg/m2 H=0.25 m Peso de los acabados:120 kg/m2 Peso de Tabiquera:150 kg/m2

CARGA VIVA

50% de sobrecarga en estacin:350 kg/m2 50% de sobrecarga en corredores :400 kg/m2 25% de sobrecarga en azotea :150 kg/m2

C. TABLA DE PERIODOS, FRECUENCIAS Y PORCENTAJE DE MASAS ACUMULADAS

Se determinaron 12 modos de vibracin. En el Tabla se detallan los perodos y frecuencias naturales de cada modo, y sus masas efectivas (una medida importante en la contribucin al cortante en la base).

La figura se muestra isomtricas de los dos primeros modos de vibracin. El modo fundamental es de 0.1889seg. y se presenta en la direccin Y-Y, este valor resulta igual en comparacin con el periodo fundamental esttico T = hn/ct = 13.50/35 = 0.38seg. Por lo que se puede considerar como aceptable.

D. TABLA DE DESPLAZAMIENTOS

En la tabla se resumen los desplazamientos mximas en cada nivel, calculados segn la norma vigente para cada direccin de anlisis.

E. TABLA DE DISTORSIONES

En la tabla se resumen las distorsiones mximas en cada nivel, calculados segn la norma vigente para cada direccin de anlisis.

CONCLUSIN:Realizando el anlisis dinamice de la estructura tanto en la direccin X-X y direccin Y-Y los resultados son menores a lo que indica el reglamento como en la direccin X-X 0.006 es menor a 0.007, direccin Y-Y 0.001 es menor a 0.007 lo que indica en la norma E-030, con esto concluimos que la estructura cumple con todo los requerimientos mnimos del reglamento de edificaciones.

F. FUERZA CORTANTE EN LA BASESegn la NTE E-030, para cada una de las direcciones consideradas en el anlisis, la fuerza cortante dinmica (Vd) en la base del edificio no podr ser menor que el 90% para estructuras irregulares del valor calculado con la siguiente expresin:

Si estimamos un peso igual a la masa por la gravedad y calculamos la masa calculada por el programada por el programa ETABS, entonces, el cortante esttico en la base para cada direccin es:

En la tabla se hace una comparacin del cortante esttico y dinmico obtenido para esta edificacin.

Como se observa en la tabla, en ambas direcciones no cumple con lo estipulado en la NTE E-030, por lo que es no es necesario amplificar las cargas.13. COMBINACIN Y RESULTADOS DE ANLISIS ESTRUCTURALSe consideran las combinaciones exigidas por la norma E-060.

U1 = 1.4 CM + 1.7 CVU2 = 1.25 (CM + CV) + CSXU3 = 1.25 (CM + CV) CSXU4 = 1.25 (CM + CV) + CSYU5 = 1.25 (CM + CV) CSYU6 = 0.9 CM + CSXU7 = 0.9 CM - CSXU8 = 0.9 CM + CSYU9 = 0.9 CM CSY

Fig.4. Diagrama de momentos finales mod. 01

Fig.5. Diagrama de fuerza cortante ultimo

Fig.7. Diagrama de fuerza Axial ultimo

14. DISEO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALESEl Anlisis Estructural se ha ejecutado aplicando el Software ETABS V.9.7.4, debido a su interface grfica para la introduccin de datos y obtencin de resultados. En lo que respecta al diseo especfico de los elementos estructurales se ha seguido lo indicado en las normas vigentes los siguientes mtodos:ZAPATASFlexin Diseo a la roturaCorte Diseo a la roturaCOLUMNASFlexin Diseo a la roturaCorte Diseo por capacidadVIGASFlexin Diseo a la roturaCorte Diseo por capacidadDeformacionesDiseo al estado limiteLOSASFlexin Diseo a la roturaCorte Diseo por capacidadDeformacionesDiseo al estado limite

Los mtodos de diseo aplicados a los muros de albailera a los que se les aplicara cargas ssmicas paralelas a su plano son los siguientes:

Diseo por Corte Diseo a la RoturaDiseo por carga axialDiseo a la RoturaDiseo por flexo compresinDiseo a la Rotura

En lo que respecta al diseo por flexin se ha trabajado utilizando el Mtodo a la Rotura del Concreto, buscando la falla por fluencia del acero, para lo cual:

MIN = MAX = 0.50xb

El Diseo por Corte ha sido considerado con:

Vc < Vud

El Diseo por Flexo-Compresin se desarrollo limitando las cuantas de acero:

MIN = 0.01MAX=0.06

Para el diseo de los Elementos de Cimentacin (Zapatas Aisladas y Vigas de Cimentacin) se ha evaluado los Esfuerzos Lmites de Flexin, Corte y Punzonamiento.

A. DISEO DE VIGAS

La determinacin del refuerzo de las vigas se hizo con la ayuda del programa ETABS2000, y se verific los resultados de acuerdo a las disposiciones indicadas en la NTE E-060.En el caso de las vigas, de forma similar, el rea de acero corresponde al mnimo, es decir que se ha verificado que la cuanta mnima sea de 0.33%.

Vigas principales: rea de acero en cm2 mod.01

B. DISEO DE COLUMNAS

La determinacin del refuerzo de las columnas se hizo con la ayuda del programa ETABS2000, y se verific los resultados de acuerdo a las disposiciones indicadas en la NTE E-060.En el caso de las columnas se verificara el rea de acero de la cuanta mnima que es igual a 1% y realizo el diagrama de interaccin con la ayuda del programa Csicol V.8.

CALCULO DE COLUMNA C-3

Columna C-3 TEE (0.70 X 0.25M) consta de 10 fierros de 5/8

Se muestra en el diagrama de interaccin que la combinacin ms crtica est dentro de la lnea de falla

C. DISEO DE CIMENTACION (Z-4)

INTRODUCCIONEn este captulo se proceder a dimensionar y disear todos los elementos que transmitirn las cargas del edificio hacia el terreno natural. Estas cargas (fuerzas, cortantes y momentos) producen un esfuerzo en el terreno, el cual no deber exceder el esfuerzo admisible del terreno proporcionado por el estudio de suelos.Para poder disear la cimentacin de la estructura se debe adquirir la mayor informacin posible sobre las propiedades del suelo. Estas propiedades del terreno sobre el cual se piensa cimentar se obtienen a travs del un estudio de mecnica de suelos. Perfil del suelo : Tipo S2 Presin admisible del terreno (adm) : 1.68 kg/cm Peso unitario del suelo () : 1800 kg/m2 Angulo de friccin del terreno () : 30

15. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES Para la verificacin de los desplazamientos y distorsiones se utilizo la norma E-030, cumpliendo as con la normatividad. Para la verificacin de los Elementos estructurales se utilizo la norma E-050, cumpliendo as con la normatividad. Desplazamiento Mximo: 6.05 cm para la direccin ms desfavorable en X, lo cual tambin tendr tambin una distorsin mxima en esa direccin. Mxima distorsin: 0.006 para la direccin ms desfavorable en X Segn la norma E-030 establece una distorsin de 0.007, para sistema dual. Los periodos de vibracin y frecuencias obtenidos en el anlisis modal fueron: T= 0.314 seg.f=3.184 ciclo/seg. T= 0.168 seg.f=5.952 ciclo/seg. T= 0.145 seg.f=6.896 ciclo/seg.

Teniendo en cuenta los figura 04 ,05,06 del diagrama de momentos y diagrama de fuerza cortante las vigas las esforzadas VP-1(35 cm X 80 cm) donde se realizo la verificacin de acero mnimo y mximo teniendo como resultado una falla dctil.

Teniendo en cuenta los diagramas de interraccion de las columnas, la combinacin ms crtica se encuentra dentro de la lnea de falla, por lo que se concluye que la cumple con la resistencia, tambin se verifico el acero mnima y mximo.

En base a los resultados obtenidos la estructura cumple tanto por resistencia como por rigidez, cumpliendo todo los parmetros que se estipula en el reglamento nacional de edificaciones.

RECOMENDACIONES Se recomienda utilizar cemento IP para las cimentaciones producto de la presencia de sales en forma de carbonato de calcio (caliche) que pueda producir ataque al acero y al concreto de la estructura. Se recomienda utilizar aditivo impermeabilizante para el concreto, porque la edificacin es colindante con chacras que estn en constante humedad.

MEMORIA DE CALCULO2