Anlisis Estructural I

MEMORIA DESCRIPTIVA ESTRUCTURASCONCEPCIN GENERAL DEL DISEO Para el diseo del Proyecto Construccin del hotel tierra santa debemos establecer los lineamientos que van a determinar la concepcin urbano-arquitectnica, adems el criterio de diseo sin afectar el medio ambiente.Convirtindose la tecnologa en el mejor aliado de nuestro tiempo en la industria de la construccin, poniendo a disposicin de los estudiantes todos los conocimientos y experiencia para que en un futuro sean profesionales responsables de las construcciones modernos elementos y materiales de construccin que acompaa y sustentan su arte y creatividad la parte estructural que lo calculan los ingenieros estructuristas, adems que va acompaado con los acabados en instalaciones sanitarias y elctricas que son calculados por profesionales evocados a la rama antes mencionada.

ARQUITECTURA.Definido en ambientes con muros de ladrillo (soga y cabeza), el cual responde al diseo tradicional de la zona, que se conjugan en gran concordancia para crear un aspecto clido y de vida tanto dentro como fuera de la edificacin.

A la vez, el sistema propuesto es una mezcla de Armonas, que podrn ser apreciadas cuando la obra est concluida, cada parte componente de esta Edificacin es una pieza fundamental en el conjunto final que dar un realce nico al hotel

ESTRUCTURAS.

SISTEMA ESTRUCTURALDadas las Caractersticas Arquitectnicas de la Edificacin, es que se considera un Sistema Dual, el cual est conformado por Columnas, la misma que conforman prticos al unirse con las vigas y la losa aligerada.

Una vez definida la Arquitectura, se procede al anlisis de los elementos estructurales que compondrn nuestra edificacin, siendo en esta etapa el anlisis estructural de cada uno de los elementos que constituyen la estructura final de la edificacin.

Determinado lo anterior se procede al diseo de cada elemento teniendo como datos los momentos y cortantes ltimos, los cuales nos sirven como parmetros para nuestro diseo basados en las normas existentes.

SECUENCIAS DE CLCULOSEn las cimentaciones aun no se puede determinar la base ni la profundidad de las zapatas por que el objetivo de esta materia es realizar el predimencionamiento y metrado de cargas en cursos posteriores como lo es cimentaciones ah tocaremos a fondo el tema.

ESTRUCTURACION:Consiste en el planteamiento de los elementos estructurales de la Edificacin, as como el sentido del armado de la losa aligerada, en planta se presenta de la siguiente manera.

MODELAMIENTO:Para el modelamiento de la estructura se utilizo el Software SAP 2000, etabs, y para el diseo de zapatas y plateas de cimentacin el Software safe entre otros con el cual se plantea los elementos estructurales producto del predimensionamiento, las cargas aplicadas a la estructura como cargas muertas (CM) y cargas vivas (CV) segn reglamento Sobrecarga para Edificaciones de Hotel, corredores y escaleras 300 Kg/m2 Sobrecarga para Edif. De Hotel, Cuartos 250 Kg/m2 Auditorios, Salones de reunin, 500 Kg/m2 (asumido) Sobrecarga en Azotea, 100 Kg/m2 Sobrecarga por acumulacin de Nieve o Granizo 30 Kg/m2 (Solo en Azoteas que as lo requieran) Cargas de Viento (No se considera, la norma indica en edificaciones de 10 m de altura) ANLISIS:El anlisis de la estructura consiste en dos etapas.

1. Anlisis Esttico Para el anlisis esttico se conformo un conjunto de prticos que conforman la estructura, con un anlisis de coeficientes ssmicos.

Para el clculo de los coeficientes ssmicos se aplica la siguiente definicin del reglamento E-030

Para el factor de Zona se considera el factor 0.3 para nuestra zona.ZONAZ

30.4

20.3

10.15

Para el factor de Suelo, de las consideraciones del anlisis geotcnico de la zona: por lo que se considera este parmetro,

Parmetros del Suelo

TipoDescripcinTp (S)S

S1Roca o suelos muy rgidos0.41.0

S2Suelos intermedios0.61.2

S3Suelos flexibles o con estratos de gran espesor0.91.4

S4Condiciones excepcionales**

Para el factor Uso que depende del tipo de la edificacin, en este caso de tercer orden o categora C por ser Hotel cuya prioridad es de preservar la vida humana en caso de un sismo,

CATEGORIA DE LAS EDIFICACIONES

CATEGORIADESCRIPCINFACTOR U

AEdificaciones EsencialesEdificaciones esenciales cuya funcin no debera ser interrumpida inmediatamente despus que ocurra un sismo, como hospitales, centrales de comunicacin, cuarteles de bomberos y polica, sub estaciones elctricas, reservorios de agua, centros educativos y edificaciones que puedan servir de refugio despus de un desastre.Tambin se incluyen edificaciones cuyo colapso pueda representar un riesgo adicional, como grandes hornos, depsitos de materiales inflamables o txicos.

1.5

BEdificaciones ImportantesEdificaciones donde se renen gran cantidad de personas como teatros, estadios, centros comerciales, establecimientos penitenciarios, o que guarden patrimonios valiosos como museos, bibliotecas y archivos especiales.Tambin se consideran depsitos de granos y otros almacenes importantes para el abastecimiento.

1.3

CEdificaciones ComunesEdificaciones, comunes, cuya falla ocasionara perdidas de cuanta intermedia como viviendas, oficinas, hoteles, restaurantes, depsitos e instalaciones industriales cuya falla no acarree peligros adicionales de incendios, fugas de contaminantes , etc.

1.0

DEdificaciones MenoresEdificaciones cuyas fallas causan perdidas de menor cuanta y normalmente la probabilidad de causar victimas es baja, como cercos de menos de 1.50m de altura, depsitos temporales, pequeas viviendas temporales y construcciones similares.

(*)

El coeficiente de Reduccin ssmico, se considera segn el tipo de edificacin, para nuestro caso un sistema dual y de prticos de concreto armado, para el cual la norma nos da un factor de 8 (Prticos) y 7 (Dual).

SISTEMAS ESTRUCTURALES

Sistema EstructuralCoeficiente de Reduccin. RPara estructuras regulares (*)(**)

AceroPrticos dctiles con uniones resistentes a momentosOtras estructuras de acero.Arriostres Excntricos Arriostres en Cruz.9.5

6.56.0

Concreto Armado.Prticos (1)Dual (2)De muros estructurales (3)Muros de ductilidad limitada (4)8764

Albailera Armada o Confinada (5)3

Madera (por esfuerzos admisibles)7

Con estos valores se procede al clculo de los coeficientes ssmicos para X y para Y los cuales son:z=0.3

s=1.2

u=1.5Sx=0.257

Rx=5.25Sy=0.257

Ry=5.25

c2.5

2. Anlisis Dinmico Para el anlisis Dinmico se realizo un anlisis espectral basado en el anlisis modal que proporcional el software, con datos ssmicos proporcionados por el Instituto Geofsico del Per, con estos datos se crea un espectro para anlisis dinmico utilizando factores para los espectros que se calculan de los datos anteriores, como el anlisis es dinmico se contempla la gravedad como parmetro de anlisis, la norma indica los valores para al anlisis dinmico los cuales se calculan de la siguiente definicin:

Parmetros asumidos: En Sistema Dual

SC2 =fileFactor xx =ZU.g =0.84

Z =0.3Rx

S =1.2

Tp =0.6

U =1.5Factor yy =ZU.g =0.84

Rxx =5.25Ry

Ryy =5.25

g =9.81

Parmetros asumidos: En sistema Aporticado

SC2 =fileFactor xx =ZU.g =0.74

Z =0.3Rx

S =1.2

Tp =0.6

U =1.5Factor yy =ZU.g =0.74

Rxx =6.00Ry

Ryy =6.00

g =9.81

Adems se deber considerar las masas de entrepisos cuyo clculo depende de las caractersticas de los materiales a usar.

Con este cuadro podemos resumir el calculo de las masas en entre pisos y los momentos rotacionales necesarios para el anlisis de la estructura.Para la carga de las masas halladas se procede a cumplir la excentricidad accidental de 0.05 veces la dimensin del edificio en la direccin perpendicular a la accin de la fuerzas.

Con todas estas consideraciones se realizo el anlisis dinmico de la estructura, adems de las consideraciones que se indican en la norma E-0.30, como son diafragmas rgidos para las losas, control del centro de masas.

RESULTADOS:Los resultados del Anlisis estructural se resume en lo indicado en la norma E-030 referente a los desplazamientos mximos y relativos para lo cual por norma para la estructura en anlisis debe de cumplirse:

DISEO:Una vez concluido el anlisis de la estructura se procede al Diseo de los elementos Estructurales como son Vigas y Losas (por Flexin), Columnas (por Flexo compresin), con los datos del anlisis estructural y una vez verificados los desplazamientos relativos se hace el juego de damero, con lo cual se procede a la combinacin de cargas para concluir con una envolvente la cual nos da los siguientes resultados de momentos mximos en vigas.

El diseo en flexin se realiza para los elementos horizontales sometidos a cargas verticales y de desplazamientos, para el diseo de las Vigas en general se calculo el rea de acero para los prticos mas crticos, los cuales se plasmaron en toda la estructura como se indica en los planos de estructuras respectivos, el Software SAP 200 nos da estos resultados de una manera adecuada, indicndole al mismo un diseo con la envolvente y en condiciones normales, que es lo que queremos y no as en condiciones de amplificacin de momentos, cabe sealar que el diseo de toda la estructura se realiza con el anlisis Dinmico, por lo cual el anlisis esttico es nicamente para determinar las condiciones de que la cortante dinmica debe ser mayor al 80% de la cortante esttica.

Para el caso de los elementos sometidos a flexo compresin se comprueba el diseo proporcionado por el SAP, con el diagrama de interaccin, (DINTER) de la PUCP, el cual con las secciones, recubrimientos, y datos generales se genera un diagrama, el cual con las condiciones de diseo vale decir combinaciones se calcula las reas de acero que mejor se adapten al diseo.

CDIGOS Y NORMAS.El proceso de estimacin de las cargas, as como el anlisis y diseo de las estructuras esta basado en los siguientes cdigos.

Cargas. Norma Tcnica Cargas E-020 . Norma de Diseo Sismorresistente E-30 2003

Se entiende que todas aquellas normas a las que los cdigos hacen referencia, forman parte integrante de los mismos en tanto sean aplicable a los materiales, cargas y procedimientos usados en el presente proyecto.

Diseos. Norma Tcnica E-050, 2003 Suelos y Cimentaciones. Norma Tcnica E-060, 2003 Concreto Armado. Norma Tcnica E- 070, 2003 Albailera. Norma de Construcciones en Concreto Armado ACI 318-99. Cdigo Americano AISC ( American Instirute Steel Construction ) mtodo LRFD ( Load Resistant Factor Design ).