MEMORIA DE CALCULO AULAS.doc

7/26/2019 MEMORIA DE CALCULO AULAS.doc

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PROYECTO: “MEJORAMIENTO DEL SERVICIO EDUCATIVO DE LA I.E.P. N 17328PROYECTO: “ME JORAMIENTO DEL SERVICIO EDUCATIVO DE LA I.E.P. N 17328

CC.NN. NUEVA UNIDA, DISTRITO DE NIEVA, PROVINCIA DE CONDORCANQUI -CC.NN. NUEVA UNIDA, DISTRITO DE NIEVA, PROVINCIA DE CONDORCANQUI -

AMAZONAS AMAZONAS ””

MEMORIA DE CÁLCULO

1. ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE CIMENTACIONES Y PORTICOSLa presente información resume las consideraciones técnicas tomadas en

cuenta para el análisis y diseño de las cimentaciones y pórticos del pabellón de

Dos ambientes Aula – Sala de cómputo, 03 aulas, de un (0! piso, con cobertura

li"iana de calamina, para la #nstitución $ducati"a %rimaria &'3)* – ++&&

&-$.A -&#DA

$ste pabellón, /a sido analiado y diseñado de manera independiente,

considerando las si1uientes &ormas 2écnicas de $dicaciones del %er4 (&2%!5

• $0)0 6 &ormas de +ar1as

• $030 6 &ormas de Diseño Sismorresistente

• $070 6 &orma de Suelos y +imentaciones

• $080 6 &orma de +oncreto Armado

Además de las si1uientes normas de American +oncrete #nstitute (A+#!5

• A+# 3* – 9uildin1 +ode :e;uirements for :einforced +oncrete

• A+# 370 6 $n"ironmental $n1ineerin1 +oncrete Structures

2. DIMENSIONAMIENTO DE LOS ELEMENTOS DE LA CIMENTACION

La &orma $6080 indican ;ue le "alor de presión admisible de la resistencia del

terreno podrá incrementarse en 30< para los estudios de car1a en ;ue

inter"en1an las fueras de sismo o "iento sal"o ;ue se indi;ue lo contrario el

$studio de =ecánica de Suelos $l área de contacto se /a determinado en

función a las car1as de ser"icio, no considerándose los esfueros de tracción,

sobre el terreno por efectos de la >e?ión de la apata

3. DIMENSIONAMIENTO DE LA ALTURA DE LA CIMENTACION

$l criterio para la determinación de la altura de los elementos de la cimentación,

está su@eto por el recubrimiento de lon1itud de ancla@e en compresión del

refuero lon1itudinal en las columnas o por los esfueros de corte por

punonamiento en las apatas 2ambién se /a "ericado los esfueros por

tracción dia1onal

=-&#+#%AL#DAD %:.#&+#AL D$ +&D:+A&B-#






4. DISEÑO PARA LA DETERMINACION DE LOS REFUERZOS

%ara las cimentaciones aisladas ;ue tenemos, se /a considerado ;ue todos los

esfueros de corte eran tomados 4nicamente por el concreto, de esta manera el

4nico esfuero calculado es el ;ue corresponde al re;uerido para absorber los

momentos de >e?ión

5. TRANSFERENCIA DE ESFUERZOS

La transferencia de esfueros de la columna a la cimentación "iene dado

cuando no produce tracciones en la interfase entre columna y apata, y el

esfuero de acero lon1itudinal de la columna ;ue pasa a tra"és de la @unta entre

ella y la apata es capa de trasmitir toda fuera de compresión ;ue e?ceda a la

resistencia de aplastamiento del concreto

$s importante señalar ;ue la práctica se1uida en el %er4 es la de introducir él

inte1ro del refuero de la columna dentro de la apata con nes constructi"os y

traba@e monolCticamente

6. CIMENTACIONES AISLADAS

+onsiderando ;ue la relación entre la lon1itud y la altura de las cimentaciones

aisladas son relati"amente ba@as, estas se /an analiado como cimentaciones

rC1idas cuando las columnas ;ue se apoyan sobre las apatas tienen momentos

de >e?ión en dos direcciones principales, el análisis para determinar los

esfueros sobre el terreno en las apatas se /an realiado ba@o el procedimiento

descrito en la respecti"a /o@a de cálculo

7. SISMICIDAD

La resistencia sCsmica de la sub estructura debe estar preparada para poderabsorber las car1as "erticales y /oriontales actuantes durante el sismo Los

factores considerados durante el diseño son5

• 2ransmisión de corte basal de la estructura al suelo

• %ro"isión para los momentos de "olteo

• %osibilidad de mo"imientos diferenciales de los elementos de la

cimentación

• %osibilidad de 1iro de la cimentación

=-&#+#%AL#DAD %:.#&+#AL D$ +&D:+A&B-#






%ara las cimentaciones aisladas se /a considerado ;ue todos los esfueros de

corte eran tomados 4nicamente por el concreto, de esta manera el 4nico

esfuero calculado es el ;ue corresponde al re;uerido para absorber los

momentos de >e?ión

8. DISEÑO DE LA CIMENTACION

%ara los cálculos de las cimentaciones se /an tenido en consideración como

primer punto de partida los re;uerimientos de capacidad portante del terreno,

frente a la car1a a?ial ;ue se transmitirCan a tra"és de las apatas /acia ella,

desde este punto de "ista, se procede a "ericar los cálculos de diseño,

teniendo en consideración en todo momento la resistencia del terreno, y la

car1a 1ra"itante sobre la cimentación

9re"emente describiremos los principales parámetros utiliados dentro de las

/o@as de cálculo ;ue se ad@untan5

8.1DATOS DEL TERRENO

La arcilla inor1ánica, densicada y meteoriada, constituye el terreno de

fundación por cuanto el basamento rocoso, se encuentra a mayor

profundidad

La capacidad portante admisible del terreno de fundación a una profundidad

de 70m es de 0E F1G+m) dic/o "alor, se /a obtenido por los métodos

manuales de campo

8.2DIMENSIONAMIENTO DE LA CIMENTACION

Las cimentaciones (apatas y "i1as de cone?ión! se /an predimensionadode acuerdo a las e?i1encias de car1a ;ue 1ra"itará sobre ellas y la

supercie mCnima necesaria para ;ue esta sea distribuida uniformemente al

terreno sin sobrepasar la capacidad portante de la misma $ste

dimensionamiento preliminar se somete a pruebas de comprobación de

diseños en función a la resistencia admisible del terreno Si las dimensiones

preliminarmente dadas cumplen con las e?i1encias del terreno, se asume

dic/o diseño preliminar, pero si en cambio estas no se encuentran dentro de

las solicitaciones del terreno, las dimensiones de la cimentación se

=-&#+#%AL#DAD %:.#&+#AL D$ +&D:+A&B-#






modicaran adecuadamente /asta alcanar los "alores deseados ;ue

1aranticen su estabilidad

8.3CARGA GRAVITANTELas car1as 1ra"itantes indicadas en la /o@a de cálculo, se reeren al peso

propio de la edicación en condiciones de ser"icio, las mismas ;ue durante

el transcurso de su "ida 4til estará sometida a ella

8.4CÁLCULOS DE LAS CARGAS ETERNAS ACTUANTES

Las car1as e?ternas actuantes, están determinadas por la car1a de ser"icio

1ra"itante y las fueras e?ternas de sismo o "iento ;ue se pudieran dar para

este tipo de estructuras %or lo 1eneral, as fueras sCsmicas /oriontales

aplicadas en la base de la cimentación (se14n el :&+! /an sido las

determinantes para denir los cálculos de la estructura de cimentación

2odo el proceso de combinaciones de car1a, se resume en los 1rácos

ad@untos, ;ue ilustran al detalle los resultados obtenidos

8.5MOMENTO ACTUANTE

$l momento actuante nal sobre la estructura de cimentación, es el

resultado de la sumatoria de todos los momentos actuantes sobre dic/a

estructura de cimentación, es decir el momento producido por la supuesta

fuera sCsmica, sumado a ello el momento por la supuesta car1a e?céntrica

;ue se presenta

8.6CÁLCULO DE LAS PRESIONES SO!RE EL TERRENO Y ESTA!ILIDAD DELA ESTRUCTURA

2omando en consideración las car1as "erticales de ser"icio y los momentos

producidos, "amos a determinar como se encuentran las respuestas en el

terreno a dic/as car1as %ara ello, primero determinamos el tipo de presión

;ue se presenta en la base, y ;ue puede ser, presión parcial y presión total

Decimos ;ue es presión parcial cuando sólo una parte de la cimentación

asentada sobre el terreno recibe una car1a e?céntrica ;ue /ace ;ue ésta

este sometida a un esfuero diferencial con respecto al resto de la

=-&#+#%AL#DAD %:.#&+#AL D$ +&D:+A&B-#






cimentación La presión total se reere cuando la cimentación recibe una

car1a uniformemente distribuida y simétrica en toda su supercie de

contacto

-na "e determinado el tipo de presión ;ue recibe el terreno, se /ace la

"ericación de la transmisión de esfueros a esta, determinando sC e?iste

una car1a ;ue sobrepase los "alores admisibles de resistencia del suelo De

ser asC se redimensiona los elementos de la cimentación dándole mayor

supercie de contacto, caso contrario se contin4a con los cálculos

A continuación calculamos el momento resistente del terreno para la car1a

dada y lo comparamos con el momento e?terior actuante $l momento

resistente del terreno debe ser mayor ;ue el momento e?terior actuante De

no ser asC la estructura estarCa en ries1o de colapsar

8.7VERIFICACI"N DEL DISEÑO DE LOS ELEMENTOS DE LA CIMENTACI"N

$n esta sección, se realia la "ericación del diseño de la cimentación,

debiendo cumplir diferentes parámetros, compatibles con la resistencia

admisible del terreno y la car1a 1ra"itante actuante sobre la cimentación

AsC mismo debemos determinar si esta cimentación no colapsará por

esfueros e?ternos y respuestas internas del concreto y el acero de

refuero, si las secciones determinadas son las más adecuadas para dic/a

cimentación ó es ;ue /ay necesidad de aumentar dic/as secciones, me@orar

la calidad de los concretos, mayor sección de los aceros, etc, para cumplir

con las condiciones de traba@o ;ue se e?i1en $stos parámetros de

"ericación "ienen dado por5

a) V#$%&'('%)* +# +%,#*-%*#- +# /( 0(((

Se "erica ;ue el área mCnima de la apata, en función a la resistencia

del terreno, sea la más adecuada como para soportar las car1as e?ternassin producir /undimientos por ba@as resistencias del terreno

V#$%&'('%)* +# /- #-#$0- '$(*#- $ *0*(,%#*

Se "erica ;ue la fuera cortante por punonamiento ;ue transmite el

pedestal a la apata, dado a una distancia HdG)I de la cara del pedestal

en forma de anillo, no lo puede HcortarI y producir la falla Se debe

determinar ;ue el concreto de la base ten1a la resistencia adecuada

para soportar los esfueros de corte a esta distancia y en esa sección $l

=-&#+#%AL#DAD %:.#&+#AL D$ +&D:+A&B-#






"alor HdI, "iene dado por el espesor de la capa de concreto ;ue e?iste

entre el acero de refuero y la cara superior de la cimentación (área en

compresión del concreto!

' V#$%&'('%)* +# /- #-#$0- '$(*#- $ #%)*

Se "erica a una distancia HdI de la cara del pedestal, a diferencia del

anterior, esta fuera cortante no forma un anillo alrededor del pedestal,

sino más bien se trata de un corte trans"ersal recto a una distancia HdI

del pedestal %ara ello la sección de concreto de la cimentación a una

distancia HdI, debe ser lo sucientemente resistente para soportar dic/o

esfuero cortante

+ V#$%&'('%)* +# /- #-#$0- $ (/(-(,%#*

Se "erica ;ue la transferencia de esfueros del pedestal, a la base sea

la adecuada, de tal forma ;ue esta no falle por el aplastamiento (;ue el

concreto por no tener la resistencia adecuada se HtritureI y la estructura

colapse!, es decir, ;ue el concreto ten1a la resistencia adecuada como

para soportar toda la car1a transmitida por el pedestal, en caso de ;ue

esto no cumpliera, e?isten dos alternati"as para corre1ir esta deciencia5

Aumentar la resistencia del concreto yGo aumentar la altura de la

cimentación, de tal manera ;ue esta no falle por aplastamiento ba@o el

pedestal

8.8CÁLCULO DEL AREA DE ACERO M9NIMO

%ara determinar el área de acero a utiliar en la estructura de cimentación

determinada, sometemos el elemento a los esfueros e?ternos de >e?o

compresión, de tal manera ;ue se ten1a una supuesta falla balanceada antelos momentos >ectores aplicados y a una determinada sección de acero

presente $l momento 4ltimo determinado por este método para esta

sección de concreto y su respecti"o acero con la disposición dada, tiene ;ue

ser menor ;ue el momento aplicado en forma real, si esta condición se

cumple, el diseño es aceptable por falla balanceada A este resultado

obtenido, lo comparamos con otra condición determinante para denir el

área mCnimo presente en esa sección de concreto $ste cálculo se

denomina, determinación del área de acero mCnimo ;ue se debe colocar en

=-&#+#%AL#DAD %:.#&+#AL D$ +&D:+A&B-#






una determinada sección de concreto para ;ue esta no colapse de acuerdo

al re1lamento de estructuras $ste cálculo de acero se determina por la

cuantCa mCnima de acero ;ue debe estar presente en esta estructura $l

área de acero nal, "iene a ser el mayor "alor obtenido en la aplicación de

ambos métodos de cálculo

%ara efectos de diseño, se /a determinado ;ue el área de acero nal,

corresponde a a;uellos "alores superiores a la falla por cuantCa balanceada

y compatible con la cuantCa mCnima Debemos tener en cuenta ;ue para

iniciar los diseños preliminares se /a tenido ;ue partir de los re;uerimientos

"olumétricos de los e;uipos para con la cimentación, a ello se /a adicionado

las "ericaciones por la capacidad portante y resistencia de materiales

9. RESUMEN DEL PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO PARA LAS DEMAS

ESTRUCTURAS

:.1 PREDIMENSIONAMIENTO ESTRUCTURAL DE VIGAS

=ediante las formulaciones matemáticas dadas para el

predimensionamiento de "i1as, se /a determinado los peraltes apro?imados

de las "i1as, el mismo ;ue es función directa de la lu libre de dic/os

elementos .er /o@a de cálculo de predimensionamiento

:.2 DISEÑO ESTRUCTURAL DE CO!ERTURA LIVIANA

=ediante las formulaciones matemáticas dadas para el

predimensionamiento de los tec/os, se /an determinado las secciones de

los elementos de madera de los ti@erales y correas, el mismo ;ue es función

directa del esfuero admisible por tracción6compresión y >e?ión .er /o@a decálculo de Diseño de 2i@erales

:.3 METRADO DE CARGAS

Se efectuó el metrado de car1as de las diferentes estructuras ;ue

encontramos en la edicación (car1as muertas! asC mismo para el propósito

del diseño de la infraestructura, se e?tra@o del :&+ las ma1nitudes

recomendadas por car1a "i"a destinadas a este tipo de edicaciones

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:.4 CÁLCULO DEL PESO DE LA EDIFICACI"N

Se /a determinado el peso de la edicación ba@o el criterio de área

tributaria, se /io esto con la nalidad de obtener la ma1nitud de la car1a

1ra"itante sobre la cimentación en cuestión y "er cual será la ma1nitud de

la fuera sCsmica /oriontal ;ue a esta le corresponderCa A saberse, la

ma1nitud de la fuera /oriontal sCsmica es directamente proporcional a la

masa en estudio

:.5 FUERZAS ;ORIZONTALES

Jabiendo determinado el peso de la edicación, su aspecto "olumétrico,

determinamos las fueras /oriontales ;ue a ella se aplican, estas fueras

son el "iento y las sCsmicas Las ma1nitudes son directamente

proporcionales a las masas 1ra"itantes ;ue se le"antan sobre el terreno Se

/a se1uido las recomendaciones dadas por el :&+ para la distribución de

estas fueras

:.6 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACI"N CON PROGRAMA SAP 2<<<

Jabiendo establecido el metrado de car1as 1ra"itantes sobre la estructura,

la forma de la misma, los tipos de materiales ;ue inter"ienen en ellas

(concreto, muros, acero, etc!, la distribución de pórticos, la altura de los

ni"eles, etc 4nicamente nos ;ueda procesarlo por el conocido softKare del

SA% )000, el mismo ;ue nos arro@a como resultado de las combinaciones de

car1as muerta, car1a "i"a, fueras /oriontales Los esfueros a?iales,

normales, cortantes y momentos >ectores en cada uno de los elementos

confortantes del pórtico de la estructura $ste pa;uete como entrada dedatos e?i1e la sección de cada una de las barras del pórtico ("i1as o

columnas!, el material del ;ue está /ec/o, y si es de concreto armado, /ay

;ue in1resar obli1atoriamente las caracterCsticas del acero, los

recubrimientos, la orientación de las secciones, etc $n el resultado nal, e

incluso las barras de acero a utiliar en cada elemento, es calculado por

dic/o pro1rama Ló1icamente en 4ltima instancia, el responsable de los

cálculos tiene la opción, para interpretar los resultados y 1arantiar con

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criterios in1enieriles (técnico y económicos!, la factibilidad de su

construcción

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