MEMORIA DESCRIPTIVA DELPROYECTO

GOBIERNO REGIONAL DE TACNA MEMORIA DE CALCULO DE INFRAESTRUCTURA

MEMORIA DE CALCULO DE INFRAESTRUCTURA

PROYECTO :MEJORAMIENTO DEL SERVICIO EDUCATIVO EN LA I.E.I. 477 EN LA ASOCIACIN DE VIVIENDA LOS GRANADOS, EN EL DISTRITO TACNA, PROVINCIA DE TACNA-TACNA (ALTERNATIVA 01).UBICACIN : DISTRITO: TACNA.PROVINCIA: TACNA.DEPARTAMENTO: TACNA.REGION: TACNA.

FECHA :JULIO DEL 2015

1. GENERALIDADES DEL PROYECTO1.1. DESCRIPCIONEl proyecto comprende la construccin del Proyecto: MEJORAMIENTO DEL SERVICIO EDUCATIVO EN LA I.E.I. 477 EN LA ASOCIACIN DE VIVIENDA LOS GRANADOS, EN EL DISTRITO TACNA, PROVINCIA DE TACNA-TACNA (ALTERNATIVA 01)", el cual se encuentra ubicado en la Provincia de Tacna.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 con ladrillo de arcilla 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 edificacin zona de aulasEl sistema Estructural Predominante en la direccin X-X es el sistema conformados por prticos y placas de concreto armado (dual), en la direccin Y-Y el sistema estructural predominante es muros de albailera confinada , Se ha empleado columnas tipo TEE y rectangulares de 0.40m x 0.25m segn el requerimiento de la estructura, las vigas principales intermedias de dimensiones 0.25 x 0.55 m de peralte , las vigas secundarias de 25 cm x 40 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. Carga de vientoCargas 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: Azotea: 100Kg/m29. 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 = 0.20

En 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 cmVigas de cimentacinr = 4.0 cmColumnasr = 4.0 cmVigas r = 4.0 cmVigas Chatasr = 2.5 cmLosa Aligeradar = 2.5 cm

Suelo: (Segn estudio de Mecnica de Suelos)

Capacidad Portantet = 1.11kg/cm2Angulo de friccin interna = 28.00 Peso Volumtrico =1.80 Ton/m3Desplante del cimiento corrido Df = 1.10 mDesplante de la cimentacin Df = 1.60 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.

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 considero el 25% de la carga viva (Art. 16.3 NTE E.030).

12. ANLISIS SSMICOA. PARAMETROS DE DISEO

Ubicacin del Edificio (Z): 0.40(Sama Zona III). Factor Uso (U): 1.50(Categora A). 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 (Dual) Factor de Reduccin Ssmica (RY): 3.00 (Albailera confinada) 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 Peso de los acabados:120 kg/m2

CARGA VIVA

25% de sobrecarga en azotea :100 kg/m2

P=16809.77*9.81=164,903.84 kgP=164,903.84 kg /209.22m2P=788.18kg/m2 =0.78 tn/m2

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

Se determinaron 3 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 isomtrica de los dos primeros modos de vibracin. El modo fundamental es de 0.123 seg. y se presenta en la direccin X-X, este valor resulta igual en comparacin con el periodo fundamental esttico T = hn/ct = 3.30/35 = 0.09seg. 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. Asimismo, en las figuras se observa su deformada por el programa ETABS 2000.

Mod. De aulas

UXX=0.1178*0.75*7=0.618 CMUYY=0.0441*0.75*3=0.099 CM

CONCLUSIN:Realizando el anlisis dinamice de las estructura tanto en la direccin X-X y direccin Y-Y los resultados desplazamiento en direccin XX=0.66 cm, en la direccin YY=0.099 cm en el mdulo se servicios.

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.

Mod. Aulas

DXX=0.000358*0.75*7=0.002DYY=0.00020*0.75*3=0.001

CONCLUSIN:Realizando el anlisis dinmico de la estructura tanto en la direccin X-X y direccin Y-Y los resultados son menores a lo que indica el reglamento en todas las zonas analizadas con esto concluimos que la estructura cumple con todo los requerimientos mnimos del reglamento de edificaciones.13. COMBINACIN Y RESULTADOS DE ANLISIS ESTRUCTURAL PARA ZONA DE AULAS.Para el diseo estructural se analizara el modulo tpico de zona de aulas lo cual se 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

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.

MEMORIA DE CALCULO1