Memoria de Cálculo

ENTIDAD:

CONSULTOR:

MEMORIA DE CLCULO ESTRUCTURAS

INDICE

I. GENERALIDADES 1.1 DESCRIPCIN DEL PROYECTO 1.2 NORMAS EMPLEADAS1.3 ESPECIFICACIONES MATERIALES EMPLEADOS1.4 CARACTERISTICAS DEL TERRENO Y CONSIDERACIONES DE CIMENTACION

II. ANLISIS DE LA ESTRUCTURA2.1 REFERENCIAS2.1.1 ARQUITECTURA Y CONFIGURACION GEOMETRICA 2.1.2 ESTRUCTURACION

2.2 ESTADOS DE CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS2.2.1 ESTADOS DE CARGAS 2.2.2 COMBINACIONES DE CARGAS

2.3 ANALISIS SISMICOS2.3.1 PARAMETROS PARA EL ANALISIS 2.3.2 ANALISIS Y DISEO DE LA EDIFICACIN

BLOQUE A

A. ANLISIS DINMICO ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES PERIODOS Y MASA PARTICIPANTE

B. ANLISIS ESTTICO PESO DE LA ESTRUCTURA (P)FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA (C) y PERIODO FUNDAMENTAL (T)FUERZA CORTANTE EN LA BASE (V)

C. FUERZA CORTANTE PARA EL DISEO DE COMPONENTES ESTRUCTURALES

D. EVALUACION Y DISEOCONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES DESPLAZAMIENTOS MXIMOS PERMITIDO

E. DISEO DE COMPONENTES DISEO DE VIGAS Y COLUMNAS DISEO DE PLACASDISEO DE LOSAS ALIGERADAS DISEO DE LOS MUROS DE ALBAILERADISEO DE CIMENTACIONBLOQUE B1




D. EVALUACION Y DISEOCONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES DESPLAZAMIENTOS MXIMOS PERMITIDOE. DISEO DE COMPONENTES DISEO DE VIGAS Y COLUMNAS DISEO DE PLACAS DISEO DE LOSAS ALIGERADASDISEO DE LOS MUROS DE ALBAILERADISEO DE CIMENTACION

BLOQUE B2





E. DISEO DE COMPONENTES DISEO DE VIGAS Y COLUMNAS DISEO DE PLACASDISEO DE LOSAS ALIGERADAS DISEO DE LOS MUROS DE ALBAILERADISEO DE CIMENTACION

BLOQUE C





E. DISEO DE COMPONENTES DISEO DE VIGAS Y COLUMNAS DISEO DE PLACASDISEO DE LOSAS ALIGERADAS DISEO DE LOS MUROS DE ALBAILERADISEO DE CIMENTACIONPOLIDEPORTIVO N 01





E. DISEO DE COMPONENTES DISEO DE VIGAS Y COLUMNAS DISEO DE PLACASDISEO DE LOSAS ALIGERADAS DISEO DE LOSAS NERVADASDISEO DE LOS ELEMENTOS METLICOS DEL TIJERALDISEO DE LOS MUROS DE ALBAILERADISEO DE LOS MUROS DE CONTENCINDISEO DE CIMENTACION

POLIDEPORTIVO N 02





E. DISEO DE COMPONENTES DISEO DE VIGAS Y COLUMNAS DISEO DE LOSAS ALIGERADAS DISEO DE LOS ELEMENTOS METLICOS DEL TIJERALDISEO DE LOS MUROS DE ALBAILERADISEO DE CIMENTACION

RAMPA - ESCALERA





E. DISEO DE COMPONENTES DISEO DE VIGAS Y COLUMNAS DISEO DE PLACASDISEO DE LOSAS MACIZASDISEO DE CIMENTACION

I. GENERALIDADES

1.1 DESCRIPCIN DEL PROYECTO

NOMBRE:ADECUACIN, MEJORAMIENTO Y SUSTITUCIN DE LA INFRAESTRUCTURA EDUCATIVA DEL I.E. AURELIO CRDENAS PACHASUBICACIN:

DEPARTAMENTO: HUNUCOPROVINCIA:DOS DE MAYODISTRITO:LA UNIN

MAPA DE UBICACIN DE LA PROVINCIA DOS DE MAYO

1.2 NORMAS VIGENTESPara el anlisis y diseo de la edificacin se utilizaron las siguientes normas: -Reglamento Nacional de Edificaciones (Per) Norma Tcnica de Edificacin:NTE E.020 CARGASNTE E.060 CONCRETO ARMADONTE E.030 DISENO SISMORRESISTENTE NTE E.070 ALBANILERIANTE E.050 SUELOS Y CIMENTACIONES

1.3 ESPECIFICACIONES MATERIALES EMPLEADOSCONCRETO-Resistencia (fc):210Kg/cm2 (zapatas)210 Kg/cm2 (columnas, placas, vigas y losas)-Modulo de Elasticidad (E) : 217,000 Kg/cm2 (fc = 210 Kg/cm2)-Modulo de Poisson (u) : 0.20-Peso Especifico (C) : 2300 Kg/m3 (concreto simple); 2400 Kg/m3 (concreto armado)

ACEROSe obtiene los siguientes perfiles para el Tijeral del Polideportivo: 2L 4x4x1/4 2L 2-1/2x2-1/2x3/8 2L 2-1/2x2-1/2x3/16 2L 2-1/2x2-1/2x5/16 Z 9x2x2 MM

ALBAILERASe obtiene las siguientes caractersticas para los Muros de Tabiquera:Ladrillos perforados de arcilla, tipo IV de 0.13x0.23x0.09, fb = 130 Kg/cm2

1.4 CARACTERISTICAS DEL TERRENO Y CONSIDERACIONES DE CIMENTACION

De acuerdo al Estudio de Suelos, se obtiene las siguientes caractersticas del Suelo para el diseo de las Zapatas:

Estrato de Apoyo de la CimentacinArena Arcillosa (SC)

Profundidad mnima para la CimentacinA 1.50 mts a partir del nivel del Terreno Natural

Capacidad admisible para el diseo de cimentacin1.20 Kg/cm2

Asentamiento diferencial1.73

Agresividad del suelo a la cimentacin No se encuentran agentes agresivos al concreto armado

De acuerdo al Estudio de Suelos, se obtiene las siguientes caractersticas del Suelo para el diseo de las cimentaciones corridas:

Estrato de Apoyo de la CimentacinArena Arcillosa (SC)

Profundidad mnima para la CimentacinA 1.10 mts a partir del nivel del Terreno Natural

Capacidad admisible para el diseo de cimentacin0.85 Kg/cm2

Asentamiento diferencial1.73 cm

Agresividad del suelo a la cimentacin No se encuentran agentes agresivos al concreto

II. ANLISIS DE LA ESTRUCTURA

2.1 REFERENCIAS

La presente estructura se encuentra referenciada por cuatro bloques que conforman las aulas (Bloque A, Bloque B1, Bloque B2 y Bloque C), dos bloques que conforman los Polideporivos (Polideportivo1 y Polidportivo2) y la Rampa - Escalera para el acceso a las Aulas.

2.1.1 ARQUITECTURA Y CONFIGURACION GEOMETRICA

Se muestra a continuacin, la Arquitectura del I.E. Aurelio Crdenas:

POLIDEPORTIVO 1POLIDEPORTIVO 2BLOQUE B2BLOQUE CBLOQUE B1RAMPA - ESCALERABLOQUE A

Vista Exterior

Configuracin Geomtrica del Bloque A:Encofrado del 1er y 2do NivelEncofrado del 3er Nivel

Encofrado 1er y 2do Nivel

Configuracin Geomtrica del Bloque B1:

Encofrado del 1er, 2do Nivel y 3er Nivel

Configuracin Geomtrica del Bloque B2:

Encofrado del 1er, y 2do Nivel

Configuracin Geomtrica del Bloque C:

Encofrado del 1er, y 2do Nivel

Configuracin Geomtrica del Polideportivo 1:

Encofrado del 1er Nivel

2.1.2 ESTRUCTURACIN

Modelo del Bloque A

Figura 1. Vista frontal.Figura 2. Vista Lateral

Figura 3. Vista en Elevacin

El primer piso se encuentra en el nivel +1.55m. La altura proyectada es de 3.30m para el 1 y 2 y una altura de 3.80 m para el 3 nivel. El techo a dos aguas tiene una altura mxima de +11.95m con una pendiente de 10%. El sistema estructural planteado consiste en:- En la direccin X-X: Un Sistema Dual, conformada por una combinacin de prticos y muros estructurales- En la direccin Y-Y: Un Sistema Dual, conformada por una combinacin de prticos y muros estructurales El diafragma rgido lo conforma una losa aligerada de 20cm, segn se indica en los planos.

Modelo del Bloque B1

Figura 1. Vista frontal.

Figura 2. Vista Lateral


El primer piso se encuentra conformada por el nivel 0.00 m y el nivel +1.55m La altura proyectada es de 4.90 m para un sector del 1 nivel y 3.30m para otro sector del 1er nivel, una altura 3.30m para el 2 nivel y una altura de 3.80m para el 3 nivel. El techo a dos aguas tiene una altura mxima de +11.95m con una pendiente de 10%. El sistema estructural planteado consiste en:- En la direccin X-X: Un Sistema Dual, conformada por una combinacin de prticos y muros estructurales- En la direccin Y-Y: Un Sistema Dual, conformada por una combinacin de prticos y muros estructurales El diafragma rgido lo conforma una losa aligerada de 20cm, segn se indica en los planos.

Modelo del Bloque B2




El primer piso se encuentra conformada por el nivel +1.55m La altura proyectada es de 3.30m para el 1 y una altura de 3.90m para el 2 nivel. El techo a dos aguas tiene una altura mxima de +8.75m con una pendiente de 10%. El sistema estructural planteado consiste en:- En la direccin X-X: Un Sistema Dual, conformada por una combinacin de prticos y muros estructurales- En la direccin Y-Y: Un Sistema Dual, conformada por una combinacin de prticos y muros estructurales El diafragma rgido lo conforma una losa aligerada de 20cm, segn se indica en los planos.

Modelo del Bloque C



Figura 3. Vista en Elevacin El primer piso se encuentra conformada por el nivel +1.55m La altura proyectada es de 3.30m para el 1 y una altura de 3.90m para el 2 nivel. El techo a dos aguas tiene una altura mxima de +8.75m con una pendiente de 10%. El sistema estructural planteado consiste en:- En la direccin X-X: Un Sistema Dual, conformada por una combinacin de prticos y muros estructurales- En la direccin Y-Y: Un Sistema Dual, conformada por una combinacin de prticos y muros estructurales El diafragma rgido lo conforma una losa aligerada de 20cm, segn se indica en los planos.

Modelo del Polideportivo 1




El primer piso se encuentra conformada por el nivel +1.55m Se encuentra conformada por la siguiente configuracin: Semistano se encuentra en el nivel 0.00 El piso del Polideportivo se encuentra en el nivel +1.60m Escenario se encuentra en el nivel +3.05m Vestidor se encuentra en el nivel +3.05m Cuarto de Control se encuentra en el nivel +5.85m El techo por encima del polideportivo se encuentra conformado por un tijeral El sistema estructural planteado consiste en:- En la direccin X-X: Un Sistema Dual, conformada por una combinacin de prticos y muros estructurales- En la direccin Y-Y: Un Sistema Dual, conformada por una combinacin de prticos y muros estructurales El diafragma rgido lo conforma una losa aligerada de 20cm, una losa nervada y losa maciza, segn se indica en los planos.

Modelo del Polideportivo 2




El Polideportivo se encuentra en el nivel 0.00 El techo por encima del polideportivo se encuentra conformado por un tijeral El sistema estructural planteado consiste en:- En la direccin X-X: Un Sistema de Prtico, conformada por Columnas y vigas.- En la direccin Y-Y: Un Sistema de Prtico, conformada por Columnas y vigas. El diafragma rgido lo conforma una losa aligerada de 20cm, segn se indica en los planos.

Modelo de la Rampa Escalera




Conformada por una Rampa y Escalera para acceder a las Aulas. La Rampa y la Escalera se encuentran apoyadas sobre Muros Estructurales. El Puente de acceso se encuentra apoyado sobre Columnas.

2.2 ESTADOS DE CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS2.2.1 ESTADOS DE CARGAS Se consideran los Estados de Cargas, conforme a lo indicado por la Norma E.020 y Norma E.030 del Reglamento Nacional de Edificaciones.

Donde: D, es la Carga por peso propio de la Estructura. L, es la sobrecarga de la estructura segn su uso E, es la Carga transmitida por el empuje lateral del suelo

Para Centros de Educacin, se considera las siguientes sobrecargas mnimas:

Donde: EQXR, es la Carga por Sismo en el Eje X EQYR, es la Carga por Sismo en el Eje Y

2.2.2 COMBINACIONES DE CARGAS

COMBINACIONES POR CARGAS POR SERVICIO

Para las Cargas por Servicio, la Norma NTE E.020, establece las siguientes combinaciones de Cargas.

COMBINACIONES POR CARGAS AMPLIFICADAS

Para las Cargas Amplificadas o ltima, la Norma NTE E.060 establece las siguientes combinaciones de Cargas:

2.3 ANALISIS SISMICOS

2.3.1 PARAMETROS PARA EL ANALISIS Entre los parmetros de sitio, usados y establecidos por la Norma NTE E.030, tenemos:Zonificacin (Z)La zonificacin propuesta se basa en la distribucin espacial de la sismicidad observada, las caractersticas esenciales de los movimientos ssmicos, la atenuacin de estos con la distancia, y la informacin geotcnica obtenida de estudios cientficos.De acuerdo a lo anterior, la Norma E-0.30 de diseo sismo-resistente asigna un factor Z a cada una de las 3 zonas del territorio nacional. Este factor representa la aceleracin mxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 aos.Para el presente estudio, la zona en la que est ubicado el proyecto corresponde a la zona 2 y su factor de zona Z ser 0.3. Parmetros del Suelo (S)Para los efectos de este estudio, los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta sus propiedades mecnicas, el espesor del estrato, el periodo fundamental de vibracin y la velocidad de propagacin de las ondas de corte.Para efectos de la aplicacin de la norma E.030 de diseo sismo-resistente, se considera que el perfil de suelo es de tipo intermedio (S2), el parmetro Tp asociado con este tipo de suelo es de 0.60s, y el factor de amplificacin del suelo se considera S= 1.2.Factor de amplificacin Ssmica (C)De acuerdo a las caractersticas de sitio, se define al factor de amplificacin ssmica (C) por la siguiente expresin:C = 2.5 x (Tp/T); C 2.5Donde Tp est relacionado al parmetro de suelo, y T es el periodo fundamental de la estructuraCategora de las edificaciones (U)Cada estructura debe ser clasificada de acuerdo a la categora de uso de la edificacin. Para el presente anlisis del Centro Educativo, se considerar un factor de importancia U=1.5 por tratarse de una Edificacin Esencial de Categora A.Coeficiente de Reduccin de Fuerza Ssmica (R)El coeficiente de reduccin de fuerza ssmica est en funcin de los materiales usados y el sistema de estructuracin sismo resistente predominante en cada direccin. Se considerar R=8 en el sentido X-X e Y-Y para disear los sistemas aporticados. Asimismo, se considerar R = 7 en el sentido X-X e Y-Y para disear los sistemas dual. Para estructuras irregulares, se deber tomar los de los valores de R indicados.

Para el Anlisis y Diseo de la Edificacin, se tomar en cuenta la configuracin distribuida por Bloques:

BLOQUE A

A. ANLISIS DINMICO

ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONESPara el Anlisis Dinmico de la Edificacin se realiz el procedimiento de Anlisis por Combinacin Espectral, es decir, basado en la utilizacin de los Modos de Vibracin y la Aceleracin Espectral. Esto con la finalidad de comparar la Fuerza Cortante Mnima en la base y compararlos con los resultados de un Anlisis Esttico

Sa = ZUSC.g ; C=2.5(Tp/T) < 2.5R

PERIODOS Y MASA PARTICIPANTETABLA DE PERIODOS DE LA ESTRUCTURAEl programa ETABS calcula las frecuencias naturales y los modos de vibracin de las estructuras. En el anlisis tridimensional se ha empleado la superposicin de los primeros modos de vibracin por ser los ms representativos de la estructura.

RESUMEN DE PERIODOS PREDOMINANTES

Como se observa en la tabla anterior, los periodos con una mayor participacin de masa fueron el Modo 2 en la direccin X y el Modo 3 en la direccin Y; los periodos fundamentales son:T x = 0.2141sT y = 0.1670s

B. ANLISIS ESTTICO

Se calcular el Cortante Esttico con los valores de los parmetros definidos anteriormente, y con el Peso de la Estructura.

PESO DE LA ESTRUCTURA (P)

La Norma NTE E.030, indica que el Peso (P) se calcular adicionando a la carga permanente y total de la Edificacin un porcentaje de la sobrecarga. Para este Caso se tomar el 50% de la sobrecarga, por ser una Edificacin de la categora A.

Cargas por peso propio (D):

Peso propio elementos de concreto armado = 2400 Kg/m3Peso propio de muros de albailera =1400Kg/m3Peso propio de losa aligerada (h=20)= 300 Kg/m2Peso propio piso terminado =100 Kg/m2Peso de muro sobre viga (t=0.15m)= 740Kg/m

Piso tpico:Peso propio de losa aligerada (h=20)= 300 Kg/m2Peso propio piso terminado =100 Kg/m2Peso propio tabiquera=100 Kg/m2Total en piso tpico=500Kg/m2Azotea:Peso propio de losa = 300 Kg/m2Peso propio piso terminado (acabados)=150 Kg/m2Total en azotea=450Kg/m2

Cargas vivas (L): Cargas que provienen de los pesos no permanentes en la estructura, que incluyen a los ocupantes, materiales, equipos muebles y otros elementos mviles estimados en la estructura.

Sobrecarga de piso tpico (Aulas)= 250 Kg/m2 Sobrecarga de piso tpico (Corredores)= 400 Kg/m2 Sobrecarga de piso tpico (Talleres)= 300 Kg/m2 Sobrecarga de azotea= 100 Kg/m2

Donde el peso total de la estructura segn lo indicado en el tem 16.3 de la NTE-030 es:P = 1151.4 Ton FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA (C) y PERIODO FUNDAMENTAL (T)

Para el clculo del Factor de Amplificacin Ssmica en los Anlisis se consider el Perodo Fundamental estimado en la Norma NTE. E.030, segn:

C= 2.5 (Tp/T) 2.5

En la Direccin XEn la Direccin YT(modo 3)=0.170

Tp=0.60

Z=0.30

U=1.50

C=2.50

S=1.20

(3/4)R=5.25

T(modo 2)=0.214

Tp=0.60

Z=0.30

U=1.50

C=2.50

S=1.20

(3/4)R=5.25

FUERZA CORTANTE EN LA BASE (V)

Para el clculo de la Cortante se tendr en cuenta lo indicado en el Artculo 17.3 de la Norma NTE E.030. De la expresin:

, remplazando para cada eje de anlisis tenemos:

XY

V (ton)296.7296.7


De acuerdo a la norma vigente, el Cortante Dinmico no deber ser menor al 80% del Cortante Esttico para edificios regulares, ni del 90% para edificios irregulares.

Cortante mnimo en la Base (NTE-030 18.2).El cortante mnimo en la base para una estructura irregular analizada mediante un anlisis por combinacin modal (dinmico) es como mnimo el 90% del Cortante Esttico en la base, esto es:

XY

V (Ton)266.5266.5

Los cortantes dinmicos obtenidos del Modelo son:

Bloque ADireccinCortante - Anlisis Esttico (Vest)Cortante Anlisis Dinmico (Vdin)

X X265.5 Ton199.7 Ton

Y Y265.5 Ton219.2 Ton

Se observa que en la direccin X - X y la direccin Y - Y del anlisis, el Cortante Dinmico es menor al mnimo exigido en la NTE-030, por tanto es necesaria la correccin del cortante en la base.

FCx= 265.5/199.7 = 1.33FCy= 265.5/219.2 = 1.21

Este ser el factor por el cual deber incrementarse la Cortante del Modelo Dinmico, para efectos de verificacin de resistencia en los elementos de la estructura.

D. EVALUACION Y DISEO

CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES

De acuerdo a la Norma NTE. E030, para el control de los desplazamientos laterales, los resultados debern ser multiplicados por el valor de 0.75R para calcular los mximos desplazamientos laterales de la estructura.

DESPLAZAMIENTOS MXIMOS PERMITIDO

El mximo desplazamiento relativo entrepiso, no deber exceder lo siguiente:

iX/heX (mx.) = 0.0070 (mximo permisible Concreto Armado, NTE E.030 15.1)iY/heY (mx.) = 0.0070 (mximo permisible Concreto Armado, NTE E.030 15.1)

i/he = Desplazamiento relativo de entrepiso

Para el clculo de los mximos desplazamientos elsticos relativos ha sido incrementado en un factor de R (ver NTE-030) sin considerar el Cortante mnimo de Diseo, los cuales se muestran a continuacin:

Mxima Distorsin Sismo X X

Mxima Distorsin Sismo Y Y

Los desplazamientos relativos mximos corregidos son:

= 0.75 x 0.0030 = 0.0023 (eje X).

= 0.75 x 0.0019 = 0.0014 (eje Y).

E. DISEO DE COMPONENTES (Se describir el clculo referencial de los componentes que conforman la Estructura. Los detalles definitivos se encuentran indicados en los respectivos planos del Proyecto)

DISEO DE VIGAS Y COLUMNAS Diseo de refuerzo longitudinal en los miembros (ELEMENTOS FRAME) de CA fc = 210 Kg/cm2 (reas As en cm2):

Vista Frontal

Vista Lateral

DISEO DE VIGAS

1 y 2 NIVEL: reas de acero longitudinal As (cm2) en vigas.

Viga V 101 A (0.25 x 0.65) Viga V 201 A (0.25 x 0.65)

rea de refuerzo necesaria (cm2):10.63411.635

9.714

Refuerzo proporcionado:

6 5/8" + 2 1/2" 6 5/8" + 2 1/2"

" 1 5/8" + 4 1/2"

Viga V 103 A (0.25 x 0.65) Viga V 203 A (0.25 x 0.65)

rea de refuerzo necesaria (cm2):

12.80613.74

11.327


5 3/4" + 2 1/2" 4 3/4"+ 2 1/2" + 2 5/8"

4 3/4" + 2 1/2"

Viga V 112 A (0.15 x 0.65) Viga V 212 A (0.15 x 0.65) Viga V 312 A (0.15 x 0.65)

rea de refuerzo necesaria (cm2):1.681.863

1.305


2 1/2" + 2 3/8" 2 1/2" + 2 3/8"

2 1/2" + 2 3/8"

3 NIVEL: reas de acero longitudinal As (cm2) en vigas.

Viga V 311 A (0.25 x 0.65)


2.6761.15

1.03


2 5/8" + 2 1/2" 2 5/8" + 2 1/2"

2 5/8" + 2 1/2"

Viga V 301 A (0.25 x 0.65)rea de refuerzo necesaria (cm2):


Vistas del refuerzo longitudinal en los prticos principales

Refuerzo para la columna C 01A(0.50 x 0.55) 41" + 43/4

Refuerzo para la columna (0.50 x 0.55) 41" + 43/4"

Refuerzo para la columna C 02A(0.25 x 0.70) 43/4" + 45/8"

DISEO DE LAS PLACAS

PLACA (0.25 x 1.80)

R = 0.25% As = 11.25 cm2 3/8" @ 0.20 (1, 2 y 3 Piso)

Se verifica el armado proporcionado al muro:

DISEO DE LOSA ALIGERADA

DISEO DE LOS MUROS DE ALBAILERA

La Norma E.070 de Albailera especfica que, Los muros portantes y los no portantes (cercos, tabiques y parapetos) debern verificarse para las acciones perpendiculares a su plano provenientes de sismo, viento o de fuerzas de Inercia de elementos puntuales o lineales que se apoyen en el muro en zonas intermedias entre sus extremos superior o inferior.

Para el presente anlisis, se cuenta con Muros no Portantes arriostrados en sus tres bordes. Dichos arriostres se encuentra conformado por la cimentacin y las columnas de confinamiento.

Los Muros sern diseados para resistir una fuerza ssmica asociada a su peso, de acuerdo a lo indicado en el captulo correspondiente de la NTE E.030. (Diseo Sismo - Resistente):

Se recomienda espaciar las columnas en una longitud mxima de 3.70m para Muros con espesor igual 0.25m.

DISEO DE CIMENTACIONDIMENSIONAMIENTO DE CIMENTACION (Se describir el clculo referencial para el Dimensionamiento de la Cimentacin. El Dimensionamiento definitivo es el indicado en los respectivos planos del Proyecto)

Diseo de ZapatasParmetros para el Dimensionamiento de la Zapata:

Capacidad admisible del suelo (qadm)=1.20 Kg/cm250 cm100 cm

Se determinan las dimensiones mnimas de cada zapata que no excedan el asentamiento y la resistencia admisible del terreno (qadm):

Para las columnas C-01A en el Eje B, se considerarn una zapata centrada.

Del Modelo, se obtiene las siguientes cargas sobre la zapata:

Verificacin de la presin actuante sobre el terreno.

Se recomienda Z-01A (2.40 x 2.40)

Para la Placa PL 03 en el Eje 7, se considerarn una zapata centrada.



Se recomienda ZPL-0A (3.20 x 1.50)

Para la Placa PL 07, se considerarn una zapata centrada.


Se recomienda ZP-07A (8.60 x 2.70)

Diseo de Cimientos Corridos

Se diseara las dimensiones del cimiento corrido para los muros de tabiquera que conforman la estructura.Parmetros para el Dimensionamiento de la Zapata:

Para B = 0.60Capacidad admisible del suelo (qadm)=1.00 Kg/cm2


15 cm

60 cm

50 cm

Se determinan las dimensiones mnimas del cimiento que no excedan la resistencia admisible del terreno (qadm):

Se cumple que: Para B = 0.40m qa < qadm

VERIFICACION DE DISEO DE REFUERZO DE ZAPATAS (Se describir el clculo referencial para el refuerzo de las Zapatas. El Refuerzo necesario definitivo es el indicado en los respectivos planos del Proyecto)

Clculo de Refuerzo en Zapatas del Eje B: Z-01A (2.40 x 2.40)

Resultado de Demandas Amplificadas sobre la zapata:

Se considerar una altura hz = 0.50m para la zapata.

Se recomienda barras de acero de 5/8" @ 0.27m en ambas direcciones

Clculo de Refuerzo en Zapatas del Eje 7: ZP-01A (3.20 x 1.50)

Resultado de Demandas Amplificadas sobre la zapata de la Placa PL 03A



BLOQUE B1

A. ANLISIS DINMICO


Sa = ZUSC.g ; C=2.5(Tp/T) < 2.5R


RESUMEN DE PERIODOS PREDOMINANTESComo se observa en la tabla anterior, los periodos con una mayor participacin de masa fueron el Modo 2 en la direccin X y el Modo 1 en la direccin Y; los periodos fundamentales son:T x = 0.2841sT y = 0.3546s

B. ANLISIS ESTTICO


PESO DE LA ESTRUCTURA (P)La Norma NTE E.030, indica que el Peso (P) se calcular adicionando a la carga permanente y total de la Edificacin un porcentaje de la sobrecarga. Para este Caso se tomar el 50% de la sobrecarga, por ser una Edificacin de la categora A.



Piso tpico:Peso propio de losa aligerada (h=20)= 300 Kg/m2Peso propio piso terminado =100 Kg/m2Peso propio tabiquera=100 Kg/m2Total en piso tpico=500Kg/m2

Azotea:Peso propio de losa = 300 Kg/m2Peso propio piso terminado (acabados)=150 Kg/m2Total en azotea=450Kg/m2



Donde el peso total de la estructura segn lo indicado en el tem 16.3 de la NTE-030 es:P = 963.62 Ton FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA (C) y PERIODO FUNDAMENTAL (T)Para el clculo del Factor de Amplificacin Ssmica en los Anlisis se consider el Perodo Fundamental estimado en la Norma NTE. E.030, segn:

C= 2.5 (Tp/T) 2.5

FUERZA CORTANTE EN LA BASE (V)Para el clculo de la Cortante se tendr en cuenta lo indicado en el Artculo 17.3 de la Norma NTE E.030. De la expresin:


XY

V (ton)185.8185.8



Cortante mnimo en la Base (NTE-030 18.2).El cortante mnimo en la base para una estructura regular analizada mediante un anlisis por combinacin modal (dinmico) es como mnimo el 80% del Cortante Esttico en la base, esto es:

XY

V (Ton)266.5266.5



X X148.7 Ton132.88 Ton

Y Y148.7 Ton136.27 Ton


FCx= 148.7/132.88 = 1.119FCy= 148.7/136.27 = 1.091


D. EVALUACION Y DISEOCONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES De acuerdo a la Norma NTE. E030, para el control de los desplazamientos laterales, los resultados debern ser multiplicados por el valor de 0.75R para calcular los mximos desplazamientos laterales de la estructura.

DESPLAZAMIENTOS MXIMOS PERMITIDOEl mximo desplazamiento relativo entrepiso, no deber exceder lo siguiente:







= 0.75 x 0.0057 = 0.0043 (eje X).

= 0.75 x 0.0080 = 0.0060 (eje Y)

E. DISEO DE COMPONENTES (Se describir el clculo referencial de los componentes que conforman la Estructura. Los detalles definitivos se encuentran indicados en los respectivos planos del Proyecto)DISEO DE VIGAS Y COLUMNAS Diseo de refuerzo longitudinal en los miembros (ELEMENTOS FRAME) de CA fc = 210 Kg/cm2 (reas As en cm2):

Vista Frontal

Vista LateralDISEO DE VIGAS


Viga V 101 B (0.30 x 0.65)Viga V 201 A (0.65 x 0.65)


11.1312.285.88

9.952.16


4 3/4" 5 3/4"3 3/4"

3 3/4"2 3/4"

3 NIVEL: reas de acero longitudinal As (cm2) en vigas.

Viga V 302B (0.25 x 0.65) rea de refuerzo necesaria (cm2):



Refuerzo para la columna(0.50 x 0.60) 41" + 43/4"

Refuerzo para la columna (0.35 x 0.35) 41/2" + 45/8"

DISEO DE LAS PLACAS

PLACA (0.25 x 2.00)

R = 0.27% As = 13.5 cm2 3/8" @ 0.20 (1 Piso)

R = 0.25% As = 12.5 cm2 3/8" @ 0.20 (2 y 3 Piso)










Capacidad admisible del suelo (qadm)=1.20 Kg/cm250 cm100 cm

Se determinan las dimensiones mnimas de cada zapata que no excedan la resistencia admisible del terreno (qadm):

Para las columnas C-01B en el Eje 13, se considerarn una zapata centrada.



Se recomienda una zapata con dimensiones 2.40m x 2.4m

Para la Placa PL 04B en el Eje 13, se considerarn una zapata centrada.



Se recomienda una zapata con dimensiones de 4.50m x 2.40m


Se diseara las dimensiones del cimiento corrido para los muros de tabiquera que conforman la estructura.

Parmetros para el Dimensionamiento de la Zapata:



15 cm

60 cm

50 cm




Clculo de Refuerzo en Zapatas del Eje B: Z-01B (2.40 x 2.40)



Se recomienda barras de acero de 5/8" @ 0.27m en ambas direcciones Clculo de Refuerzo en Zapatas del Eje B: (4.50 x 2.40)

Resultado de Demandas Amplificadas sobre la zapata de la Placa



BLOQUE B2

A. ANLISIS DINMICO


Sa = ZUSC.g ; C=2.5(Tp/T) < 2.5R



B. ANLISIS ESTTICO









Donde el peso total de la estructura segn lo indicado en el tem 16.3 de la NTE-030 es:P = 815.94 Ton FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA (C) y PERIODO FUNDAMENTAL (T)Para el clculo del Factor de Amplificacin Ssmica en los Anlisis se consider el Perodo Fundamental estimado en la Norma NTE. E.030, segn:

C= 2.5 (Tp/T) 2.5

En la Direccin XEn la Direccin Y

T(modo 2)=0.26

Tp=0.60

Z=0.30

U=1.50

C=2.50

S=1.20

R=7.00

T(modo 1)=0.29

Tp=0.60

Z=0.30

U=1.50

C=2.50

S=1.20

R=7.00



XY

V (ton)157.36157.36




XY

V (Ton)125.89125.89



X X125.89 Ton103.59 Ton

Y Y125.89 Ton111.55 Ton


FCx= 125.89 /103.59 = 1.215FCy= 125.89 /111.55 = 1.129










= 0.75 x 0.0063 = 0.0047 (eje X).

= 0.75 x 0.0065 = 0.0049 (eje Y)



Vista Frontal

Vista Lateral

DISEO DE VIGAS


Viga V 105 B (0.30 x 0.65)


14.9116.084.51

10.562.23


6 3/4" 6 3/4"6 3/4"

4 3/4" 2 3/4"

Viga V 207B (0.25 x 0.65)






DISEO DE LAS PLACAS

PLACA (0.25 x 1.20)

R = 0.83% As = 24.9 cm2 3/4" @ 0.20 (1 Piso)

R = 0.25% As = 7.5 cm2 3/8" @ 0.20 (2 Piso)










Capacidad admisible del suelo (qadm)=1.20 Kg/cm2

50 cm100 cm


Para las columnas, se considerarn una zapata centrada.




Para la Placa, se considerar una zapata centrada.









15 cm

60 cm

50 cm




Clculo de Refuerzo en Zapatas del Eje B: (2.00 x 2.00)





Resultado de Demandas Amplificadas sobre la zapata de la Placa



BLOQUE C

A. ANLISIS DINMICO


Sa = ZUSC.g ; C=2.5(Tp/T) < 2.5R

PERIODOS Y MASA PARTICIPANTE

TABLA DE PERIODOS DE LA ESTRUCTURA

El programa ETABS calcula las frecuencias naturales y los modos de vibracin de las estructuras. En el anlisis tridimensional se ha empleado la superposicin de los primeros modos de vibracin por ser los ms representativos de la estructura.

RESUMEN DE PERIODOS PREDOMINANTES

Como se observa en la tabla anterior, los periodos con una mayor participacin de masa fueron el Modo 2 en la direccin X y el Modo 1 en la direccin Y; los periodos fundamentales son:

T x = 0.2185sT y = 0.2460s

B. ANLISIS ESTTICO


PESO DE LA ESTRUCTURA (P)

La Norma NTE E.030, indica que el Peso (P) se calcular adicionando a la carga permanente y total de la Edificacin un porcentaje de la sobrecarga. Para este Caso se tomar el 50% de la sobrecarga, por ser una Edificacin de la categora A.







Donde el peso total de la estructura segn lo indicado en el tem 16.3 de la NTE-030 es:P = 549.82 Ton

FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA (C) y PERIODO FUNDAMENTAL (T)Para el clculo del Factor de Amplificacin Ssmica en los Anlisis se consider el Perodo Fundamental estimado en la Norma NTE. E.030, segn:

C= 2.5 (Tp/T) 2.5

En la Direccin XEn la Direccin Y

T(modo 2)=0.22

Tp=0.60

Z=0.30

U=1.50

C=2.50

S=1.20

R=7.00

T(modo 1)=0.46

Tp=0.60

Z=0.30

U=1.50

C=2.50

S=1.20

R=7.00



XY

V (ton)106.04106.04




XY

V (Ton)84.8384.83



X X84.83 Ton79.95 Ton

Y Y84.83 Ton83.07 Ton


FCx= 84.83/79.95 = 1.061FCy= 84.83/83.07 = 1.021










= 0.75 x 0.0041 = 0.0031 (eje X).

= 0.75 x 0.0047 = 0.0035 (eje Y)



Vista Frontal

Vista Lateral

DISEO DE VIGAS


Viga V 102C (0.30 x 0.65)


8.289.594.90

4.392.823


3 3/4" 2 3/4" +2 5/8"6 3/4"

2 3/4" 2 3/4"

Viga V 201C (0.25 x 0.65)






DISEO DE LAS PLACAS

PLACA(0.25 x 1.40)

R = 0.42% As = 14.7 cm2 1/2" @ 0.20 (1 Piso)

R = 0.25% As = 8.75 cm2 3/8" @ 0.20 (2 Piso)







Se recomienda espaciar las columnas en una longitud mxima de 2.75m para Muros con espesor igual 0.15m.DISEO DE CIMENTACIONDIMENSIONAMIENTO DE CIMENTACION (Se describir el clculo referencial para el Dimensionamiento de la Cimentacin. El Dimensionamiento definitivo es el indicado en los respectivos planos del Proyecto)


Capacidad admisible del suelo (qadm)=1.20 Kg/cm2

50 cm100 cm


Para las columnas en el Eje I, se considerarn una zapata centrada.




Para la Placa en el Eje 10, se considerarn una zapata centrada.









15 cm

60 cm

50 cm









Resultado de Demandas Amplificadas sobre la zapata de la Placa PL 07B



POLIDEPORTIVO N 01

A. ANLISIS DINMICO


Sa = ZUSC.g ; C=2.5(Tp/T) < 2.5



B. ANLISIS ESTTICO Se calcular el Cortante Esttico con los valores de los parmetros definidos anteriormente, y con el Peso de la Estructura.


Cargas por peso propio (D): Peso propio elementos de concreto armado = 2400 Kg/m3Peso propio elementos de metlicos=7830Kg/m3Peso propio de losa aligerada (h=20)= 300 Kg/m2Peso propio piso terminado (acabados)=100 Kg/m2

Piso tpico:Peso propio de losa aligerada (h=20)= 300 Kg/m2Peso propio piso terminado (acabados)=100 Kg/m2Total en piso tpico=400Kg/m2Escenario:Peso propio de losa maciza (h=20)= 2400 Kg/m3Peso propio piso terminado (acabados)=100 Kg/m2

Azotea (losa maciza):Peso propio de losa maciza (h=20)= 2400 Kg/m3Peso propio piso terminado (acabados)=100 Kg/m2

Azotea (losa aligerada):Peso propio de losa aligerada (h=20)= 300 Kg/m2Peso propio piso terminado (acabados)=100 Kg/m2Total en azotea=400Kg/m2

Tijeral (Losa de Techo)Peso propio elementos de metlicos=7830Kg/m3

Carga sobre vigas debido a muros:1.8*2.7*0.15=0.73Kg/m

Escaleras:Peso propio piso terminado (acabados)=100 Kg/m2 Cargas vivas (L): Cargas que provienen de los pesos no permanentes en la estructura, que incluyen a los ocupantes, materiales, equipos muebles y otros elementos mviles estimados en la estructura.Sobrecarga en Escenario (*)= 700 Kg/m2 Sobrecarga en la Sala de Control=300 Kg/m2 Sobrecarga de piso tpico (Escaleras y Corredores)= 400 Kg/m2 Sobrecarga de piso tpico (Baos)= 300 Kg/m2 Sobrecarga de azotea= 100 Kg/m2

Donde el peso total de la estructura segn lo indicado en el tem 16.3 de la NTE-030 es:P = 1319.90 Ton

FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA (C) y PERIODO FUNDAMENTAL (T)Para el clculo del Factor de Amplificacin Ssmica en los Anlisis se consider el Perodo Fundamental estimado en la Norma NTE. E.030, segn:

C= 2.5 (Tp/T) 2.5En la Direccin XEn la Direccin Y

T(modo 2)=0.35

Tp=0.60

Z=0.30

U=1.50

C=2.50

S=1.20

(3/4)R=5.25

T(modo 3)=0.33

Tp=0.60

Z=0.30

U=1.50

C=2.50

S=1.20

(3/4)R=5.25



XY

V (ton)339.40339.40

C. FUERZA CORTANTE PARA EL DISEO DE COMPONENTES ESTRUCTURALES De acuerdo a la norma vigente, el Cortante Dinmico no deber ser menor al 80% del Cortante Esttico para edificios regulares, ni del 90% para edificios irregulares.

Cortante mnimo en la Base (NTE-030 18.2).El cortante mnimo en la base para una estructura irregular analizada mediante un anlisis por combinacin modal (dinmico) es como mnimo el 90% del Cortante Esttico en la base, esto es:

XY

V (Ton)305.46305.46



X X305.46 Ton154.13 Ton

Y Y305.46 Ton118.92 Ton


FCx= 305.46/154.13 = 1.982FCy= 305.46/118.92 = 2.569

Este ser el factor por el cual deber incrementarse la Cortante del Modelo Dinmico, para efectos de verificacin de resistencia en los elementos de la estructura.D. EVALUACION Y DISEOCONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES De acuerdo a la Norma NTE. E030, para el control de los desplazamientos laterales, los resultados debern ser multiplicados por el valor de 0.75R para calcular los mximos desplazamientos laterales de la estructura.



i/he = Desplazamiento relativo de entrepisoPara el clculo de los mximos desplazamientos elsticos relativos ha sido incrementado en un factor de R (ver NTE-030) sin considerar el Cortante mnimo de Diseo, los cuales se muestran a continuacin:




= 0.75 x 0.0053 = 0.0040 (eje X).

= 0.75 x 0.0087 = 0.0065 (eje Y)



Vista Frontal

Vista LateralDISEO DE VIGAS

Losa escenario: reas de acero longitudinal As (cm2) en vigas.

Viga V 102P (0.40 x 0.95)

Area de refuerzo necesaria (cm2):

23.948.6

20.39


9 3/4"4 3/4"

8 3/4"

Losa de techo del Depsito: reas de acero longitudinal As (cm2) en vigas.

Viga V 109P (0.25 x 0.40)

Area de refuerzo necesaria (cm2):

3.0972.982

1.659


3 1/2"2 1/2"

2 1/2"




DISEO DE LAS PLACAS

PLACA (0.25 x 2.00)

Se ha proporcionado el siguiente refuerzo:

7 5/8" @ 0.20m

Confinamiento: 4 1" (1 y 2 Piso)

4 3/4" (3 Piso)

Se verifica el armado proporcionado al muro de corte:

DISEO DE LOSAS ALIGERADAS Losa de techo Sala de Espera

DISEO DE LOSAS NERVADAS

Seccin de losa nervada

Se recomienda acero de refuerzo en dos direcciones 3/8" @ 0.25

DISEO DE LOS ELEMENTOS METLICOS DEL TIJERALPara el diseo de los elementos metlicos del tijeral, se ha considerando los lineamientos indicados por el Mtodo LRFD.

Caractersticas de los MaterialesAcero Estructural.Acero Estructural (ASTM A36).fy = 4200 Kg/cm2 (Fluencia del acero). = 7.85 Tn/m3 (Densidad del acero).

GeometraSe presenta a continuacin la geometra bsica del prtico metlico.Geometra de la estructura.

Cargas:Peso Propio (D)Las cargas por peso propio son calculadas directamente por el programa SAP2000, por tanto es innecesario un metrado de cargas de los elementos metlicos, se ha considerado un porcentaje adicional (20%) por accesorios, soldaduras y/o pernos.Los pesos de cada elemento usados en el programa SAP2000 son:2L4x4x1/4 = 19.65 Kg/m.2L2.5x2.5x3/16 = 9.11 kg/m.2L2.5x2.5x5/16 = 14.84 kg/m.2L2.5x2.5x3/8 = 17.58 kg/m.

Viento (W).Las cargas de viento se han calculado de acuerdo al mapa de isotacas para un periodo de retorno de 475 aos.Viento de Diseo (V): 90 Km/hr.Altura de diseo (h):11.3 mSegn la norma E. 020 de R.N.E. la velocidad de diseo es:

Vh = 92.5 Km/hr.La presin debida al viento ser:

Remplazando, la presin debida al viento es:Ph= 42.74 (C) kg/m2Esta presin ser distribuida sobre los elementos metlicos en ambas direcciones en los sentidos ms desfavorables a la estructura.

Segn el Reglamento Nacional de Edificaciones (Norma E.020), se obtiene los siguientes valores de C:

Modelo Estructural.Para el anlisis se ha utilizado un modelo bidimensional mediante elementos tipo barra teniendo en cuenta la no-linealidad de los elementos, etapas constructivas del mismo y forma de anclaje a las mnsulas de las columnas.

Combinaciones de Carga.Para la verificacin de las secciones se considerar la metodologa LRFD, debido al propio uso de la estructura que ser expuesta a cargas de viento. Las combinaciones de carga obtenidas de la Norma E.090 del R.N.E (1.4.1) se muestran a continuacin:

C1: 1.4DC2: 1.2D + 1.6LC3: 1.2D + 0.8WC4: 1.2D + 0.5L + 1.3WC5: 0.9D + 1.3W

Verificacin de Esfuerzos.Se ha verificado los esfuerzos mediante el mdulo de diseo del programa SAP2000, obteniendo a continuacin los siguientes:

Verificacin de Diagonales (2L2.5x2.5x3/16)

Mxima relacin demanda / capacidad en diagonales D/C = 0.983

Verificacin de las Verticales (2L2.5x2.5x3/8)

Mxima relacin demanda / capacidad en verticales D/C = 0.834

Verificacin de Montantes (2L4x4x1/4)

Mxima relacin demanda / capacidad en montantes D/C = 0.776

Se concluye que las secciones, para todas las condiciones de diseo, tienen una relacin demanda/capacidad menores a la unidad (D/C

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Memoria de Cálculo