Memoria Descriptiva de Estructuras Justino Lagos Palomino

7/23/2019 Memoria Descriptiva de Estructuras Justino Lagos Palomino

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II.- MEMORIA DE CALCULO ESTRUTURAL DEL PROYECTO

“EDIFICIO VIVIENDA – COMERCIO” DEL SEÑOR JUSTINO

LAGOS PALOMINO Y FELICITAS GUERRERO DE LAGOS

1.- ALCANCES

Este documento se refiere al análisis y diseño estructural, luego de una verificación del diseño de lasestructuras para la construcción del proyecto “EDIFICIO VIVIENDA – COMERCIO, ubicado en el distrito deAbancay, Provincia de Abancay, del Departamento de Apurímac. Se presentan resultados con propuestas parasatisfacer los reuisitos de los códigos vigentes.

ESTRUCTURACION

COMPONENTES DE LA ESTRUCTURA SISMICA

• Forma del edifiio! a"#e$o %ol&m'$rio.

!a edificación se trata de una construcción de "# nivel, el edificio tiene características regulares, presentando

una categori$ación de robuste$ adecuada %dimensiones sensiblemente iguales& a()o * +., m lar/o * 10

%má'ima relación permisible en planta de A(! ) #(*&, con una escalera, los bloues presentan una distribuciónadecuada en planta.

!a ra$ón para la demanda sísmica radica en ue el comportamiento sísmico de un edificio ya no depende

e'clusivamente del correcto dimensionamiento de sus secciones resistentes, como es el caso para cargas de

gravedad, si no ue es principalmente dependiente de la forma del edificio, de su "ime$ra, en plantas

elevaciones, de la distribución de su masa y de sus elementos resistentes, y de la sencille$ y +lucide$ con ue

es capa$ de transmitir las cargas sísmicas al terreno.

Por otra parte, la acción sísmica radica en el -ec-o de ue su ataue al edificio en su conunto no distingue

auello ue puede considerarse e'clusivamente aruitectónico o no estructural, como ventanas, tabiues, o

acabados, de auello ue tradicionalmente es considerado estructural.



• Ma$erial de o("$r&i2( de la e"$r&$&ra.

El material predominantemente usado para la construcción es de /oncreto Armado, con 01c ) 2#" 3g(cm2., enelementos como $apatas, vigas de cimentación, columnas y vigas principales y secundarias.

Así mismo se uso concreto simple para elementos como los cimientos y sobre cimientos, con muros de

albañilería.

• Co(formai2( e"$r&$&ral! $i#o! orde(amie($o di"$ri3&i2( de lo" eleme($o"

re"i"$e($e".

!a conformación de los elementos estructurales obedece irrestrictamente a la función ue cumplirá el edificio

proyectado, debe ser una construcción ue garantice un adecuado comportamiento en caso de producirse

alg4n fenómeno sísmico y permitir la fácil evacuación de los ocupantes -acia el e'terior.

Esta conformación cumple con los reuisitos e'igidos como atributos de forma como son la 5igide$, robuste$ y

Simetría estructural, de tal forma de tratar de -acer coincidir el centro de masas con el centro de rigideces de la

edificación.

• M&ro" de Al3a4ilera.

Seg4n lo establecido en la 6orma E 7 "8", Albañilería, las unidades de albañilería ue se utili$arán, no tendrán

materias e'trañas en su superficie o en su interior.

Esta unidad de albañilería deberá tener una resistencia ala compresión como mínimo de 9" 3g(cm2.

!os muros deberán ser construidos a plomo y en línea.

Además las untas -ori$ontales y verticales deben uedar completamente llenas de mortero.

Se recomienda no asentar mas de #.2" m., de altura de muro en una ornada de trabao.

Se deberá prever la colocación de una unta de dilatación de te3nopor de #, en el encuentro entre el muro y las

columnas.



ATRI5UTOS DE LOS COMPONENTES DE LA ESTRUCTURA SISMICA

a& Simetría.b& /ontinuidad

c& 5obuste$

d& /ompetencia :ensional

El propósito esencial de la concepción estructural es lograr una estructura ue tenga adecuada resistencia,

rígida y ductibilidad, compatible con criterios económicos. El diseño estructural puede resumirse en dos

procesos;

a) la concepción estructural, ue culmina en el esuema estructural, el cual debe cumplir con los

reuisitos e'igidos para el tipo y uso ue se le dará a la edificación, deberá cumplir

rigurosamente los reuisitos estructurales.

b& El cálculo estructural, ue culmina en los documentos t<cnicos de construcción; planos, memoria

descriptiva, especificaciones t<cnicas.

!os cálculos estructurales se reali$aron respetando las e'igencias de la norma peruana de diseño de

estructuras.

La o(e#i2( e"$r&$&ral.

Se reali$ó los cálculos estructurales necesarios para poder reali$ar una distribución y colocación de los

elementos estructurales.

!as dimensiones calculadas se resumen a continuación.



Di"e4o de 6a#a$a"

5efuer$o de acero.

0ierro de =78 “ 9 :.;: en ambos sentidos.

Di"e4o de Col&m(a"

Col&m(a" C-1

!as columnas interiores serán de dimensiones de ".=" ' ".>" m, se considera estas para garanti$ar un

adecuada resistencia lateral de la estructura, con refuer$o metálico de "* varillas de =(*.y "> varillas de ?(>.

/on área de acero total de 2?.?* cm2. @aciendo una cuantía de "."##=?, con una cuantía mínima e'igida de

"."#".

Verifiai2( de la Nee"idad de Armad&ra de Com#re"i2(<

Si se supone ue el acero de tracción se encuentra en fluencia, se puede utili$ar la siguiente e'presión paracalcular la armadura reuerida para resistir el momento flector solicitante;



!os datos son;

f1c ) 2#" g(cm2

0y ) *2"" g(cm2

b ) =" cm

d ) 89 cm

f ) ".B"

Cu ) # :m ) ="""""" gcm

El acero de tracción reuerido es;

!a cuantía balanceada de la sección es;

!a cuantía má'ima permisible para $onas sísmicas es;

r má' ) ".?" r b ) "."#">*


r m=> * :.: r 3 * :.:1:08



Col&m(a" C-;

!as columnas interiores serán de dimensiones de ".2? ' ".9" m, se considera estas para garanti$ar un

adecuada resistencia lateral de la estructura, con refuer$o metálico de "* varillas de =(*.y "* varillas de ?(>.

/on área de acero total de #B.=2 cm2. @aciendo una cuantía de "."#2>>, con una cuantía mínima e'igida de"."#".

Verifiai2( de la Nee"idad de Armad&ra de Com#re"i2(<

Si se supone ue el acero de tracción se encuentra en fluencia, se puede utili$ar la siguiente e'presión paracalcular la armadura reuerida para resistir el momento flector solicitante;

!os datos son;

f1c ) 2#" g(cm2

0y ) *2"" g(cm2

b ) 2? cm

d ) ?9 cm

f ) ".B"

Cu ) # :m ) ="""""" gcm

El acero de tracción reuerido es;



!a cuantía balanceada de la sección es;


r má' ) ".?" r b ) "."#">*


r m=> * :.: r 3 * :.:1:08



Di"e4o de %i/a"!a ubicación de las vigas peraltadas fue conforme a la aruitectura, se busco vigas con peraltes uniformes con

anc-o no mayor con el de las columnas ue la reciben.

Para predimensionar estas vigas se considero un peralte del orden #(#" a #(#2 de la mayor lu$ libre entre

apoyos, el cual incluye el espesor de la losa aligerada.

igas principales; /on momento positivo

Dimensiones de vigas =" ' ?" cm

Datos;

f1c ) 2#" g(cm2

0y ) *2"" g(cm2

b ) =" cm

d ) *9 cm

f ) ".B"

Fmin)".""===

As min ) *.9" cm2

/ ) 2.2> :nm

/m) *.*? :nm

Gu) #".?" :nm

Cu ) #.*H %%#".?"H*.*?I&(#2& ) 2*.2" :mm

As ) #8.2> cm2

!a cuantía de acero es;

F) "."##2?2

!a cuantía balanceada es ;

Fb) "."2#98?



!a cuantía, má'ima permisible para $ona sísmica es ;

Fma') ".? ' Fb

Fma') "."#">*

Dado ue la cuantiad de armado calculado es mayor a la cuantía má'ima permisible se reuiere acero de

compresión.

Comento flector má'imo ue puede resistir 4nicamente con armadura de tracción

Fma') "."#">*

As# ) Fmá'. H bH d

As# ) #*.B? cm2

!a altura del bloue de compresión es;

a)##.82 cm

El momento 4ltimo resistente en tracción es;

Cu# ) JH As#HfyH%da(2&

Cu# ) 22.9> :nm

El momento 4ltimo resistente en compresión es;

Cu2 ) #.?2 :nm

El acero en compresión es;

As2 ) Cu2(% JHfyH%dd&

As2 ) ".B9 cm2

El acero de compresión total es;

As1) As2(".?

As1) #.B2 cm2

0ierro de ?70 “

El acero de tracción es total es;

As1) As# K As

As1) #9.>8cm2



9 0ierro de =78 “

LOSAS ALI?ERADAS

En este caso lo más desfavorable fue tomar el bloue cuyo tramo tiene mayor lu$ libre, es de ln ) *."* m:omando en cuenta las recomendaciones de la norma de concreto para el control de defle'iones ,

redimensionamos el peralte - de acuerdo a la siguiente e'presión;

@ L !n ( 2

Dando como resultado un peralte apro'imado de 2" cm.

Se considera losas de 2" cm de peralte con viguetas de #" cm de anc-o con refuer$o de acero de M en toda

su longitud, material de relleno con ladrillo de arcilla de fabricación industrial de ="cm de anc-o por #? cm de

altura , se considera una losa en compresión de ? cm ue llevara refuer$o de temperatura en malla separada

de 2? cm en ambos sentidos ue absorberá los cambios volum<tricos a producirse.

;.- TRA5A@OS DESARROLLADOS.

Sobre la base de la información disponible se reali$aron los trabaos siguientes;

• Preparación de modelos para el análisis estructural de la estructura propuesta, Determinación de

parámetros para el análisis sísmico. Estimación de las cargas verticales.

• Análisis sísmico por cargas euivalentes, conforme a la norma de Diseño Sismorresistente vigente, E

7 "=" .

• Análisis para cargas verticales, incluyendo efectos de peso propio y otras cargas permanentes, así

como las sobrecargas en estadios establecidas en el 5eglamento nacional de /onstrucciones.

• Determinación del refuer$o reuerido en losas, vigas, columnas y cimentaciones.

.- CONFI?URACION ESTRUCTURAL.

El presente proyecto , es una edificación ue consta de un solo bloue.Para la ideali$ación de la estructura se considera "? niveles, anali$ando en el pórtico más crítico de la

estructura.

El bloue tiene una configuración regular, las columnas están conectadas en ambas direcciones por vigas.

!os planos indican las dimensiones y ubicación de todos los elementos estructurales y del acero de refuer$o.

8.- PROPIEDADES DE LOS MATERIALES.

8.1 SUELO.



/omo parte de los trabaos de evaluación de la edificación, se reali$ó un estudio de suelos, al ue se refiere un

documento separado. En este se describen los ensayos reali$ados y se presentan los principales resultados

obtenidos.El estudio de suelos indica una capacidad portante de suelo de fundación de 2."" 3g(cm2, valor ue se -a

utili$ado para los cálculos correspondientes.

El asentamiento inmediato calculado es de ".*# cm.

8.; CONCRETO.

Para efectos de diseño se -a considerado una resistencia a la compresión de concreto f1c) 2#" 3g(cmI para

$apatas, y una resistencia a la compresión de concreto f1c) 2#" 3g(cmI para vigas, columnas.

8. REFUERBO.

Acero de refuer$o de fluencia nominal es de *2"" 3g(cm2, lo ue corresponde a la práctica -abitual en el

medio.

.- ANALISIS ESTRUCTURAL.

.1 MODELO PARA ANALISIS.

El bloue de la estructura fue anali$ado para un pórtico teniendo en cuenta la condición de carga y momento

más crítico de toda la estructura, con losas supuestas como infinitamente rígidas frente a acciones en su plano,

considerando ue los pórticos deben de resistir el #""N de la carga lateral total.

El modelo para estudiar las modificaciones propuestas fue similar al original, agregando elementos adicionales

para representar los nuevos elementos. Se consideró tambi<n las secciones de columnas

.; ESTIMACION DE RI?IDECES.

!os resultados ue se presentan fueron calculados suponiendo las áreas e inercias correspondientes a las

secciones brutas de los distintos elementos, esto es suponiendo ue la perdida de rigide$ debida a la fisuración

del concreto es compensada por el refuer$o. :ales valores resultan en una estimación conservadora de las

fuer$as, pero posiblemente en una subestimación de los despla$amientos para los niveles de esfuer$o ue

corresponderían al sismo de diseño. !os módulos de elasticidad se estimaron seg4n la norma E 79".



Mome($o" de I(eria Ri/idee"

El momento de inercia de una viga % dm* & Ov ) b ' d=

#2

y su Ri/ide6 ?eom'$ria R% * @% 7 L % cm= &Para /olumnas ;

!a ri/ide6 de &( #2r$io en un nivel n %en la dirección ' ó y & será la suma de las rigideces de las

columnas de dic-o pórtico en dic-o nivel. /alcularemos la rigide$ %:n(dm& de las columnas %biempotradas & conesta e'presión;

E Códulo de elasticidad del -ormigón % 2?""" :n ( cm2 &@ Comento de nercia de las columnas) altura de la columna en el nivel considerado.

. ESTIMACION DE MASAS.

!as masas se evaluaron seg4n lo especificado en la norma de Diseño sismo resistente E 7 "=" y en la norma

de /arga E 7 "2" %Cetrado de /argas&, ue forman parte del reglamento 6acional de construcciones. Se



incluyeron las masas de las losas, vigas, columnas, acabados de piso y tec-o y ?"N y 2?N de la sobrecarga

má'ima.

!as inercias asociadas a los grados de libertad rotacionales se estimaron suponiendo ue las masas en cadanivel están uniformemente distribuidas.

.8 CAR?AS VERTICALES.

!as cargas verticales se evaluaron conforme a la norma de cargas, E 7 "2".

El programa de cómputo empleado permite la consideración de diversos sistemas de cargas verticales

independientes. En este caso las cargas permanentes se signaron al sistema de cargas D, mientras ue los

sistemas de cargas L correspondieron a las cargas vivas para los pórticos.

Se -an tomado en cuenta las siguientes cargas;

a Car/a" M&er$a" < Estructura de concreto armado ; peso propio de columnas, vigas, losas,

tec-os aligerados, recubrimiento, tabiuería, etc.

3 So3rear/a" < En la estructura se considero la sobrecarga de diseño para oficinas ue se

muestra a continuación;

. ACCIONES SISMICAS.

El análisis sísmico se reali$ó seg4n la norma vigente, 6:E E 7 "=" %#BB8&. /onsiderando las condiciones de

suelo, las características de la estructura y las condiciones de uso, se utili$aron los parámetros sísmicos

siguientes;

NORMAQ %0actor de Qona&

R %0actor de Rso&

/ %0actor de Amplificación Sísmica&

".= Qona 2

#." /ategoría /

25.1

*5.2

=T

TpC

Descripción Peso CuertoAlbañilería de ladrillo *"" 3g(mI

Aligerado de concreto armado *"" 3g(mI/oncreto Armado %utili$ado en columnas, vigas, placas de concreto, escaleras y gradería& 2*"" 3g(m

Tcupación o Rso /argas 5epartidas %3g(mI&

E'ceptuando salas de arc-ivo y computación 2?"Salas de arc-ivo ?""

Salas de computación =?"/orredores y escaleras *""



S %0actor de Suelo&

5 %/oeficiente de reducción&

#." Suelo S#

#" Pórticos de /oncreto Armado

., TORSION

Se -a considerado el esfuer$o torsional de la estructura K( ? N de e'centricidad accidental de la longitud

mayor de la planta en el sentido perpendicular a la acción sísmica considerada.

. VOLTEO

:oda la estructura y su cimentación -a sido diseñada para resistir conuntamente el momento de volteo ue

produce un sismo.

.0 DESPLABAMIENTO LATERAL

El má'imo despla$amiento lateral se -a calculado para ue este sea menor ue ".""8 seg4n indiue la norma.

.+ COM5INACIONES DE CAR?A

!a verificación de la capacidad de los elementos de concreto armado se basó en un procedimiento de cargas

factoradas, conforme a la norma :<cnica de edificación E 7 "9" +/oncreto Armado y al código A/ =#>. !os

factores de carga fueron dados en la sección #".2 de la norma E 7 "9";

U * 1. D 1.0 L.L * 1.; D L SU * :.+ D 1.; S.

Deben considerarse varias combinaciones de cargas para determinar la condición más crítica de diseño. Esto

es cierto cuando la resistencia depende de más de un efecto, tal como la resistencia a la fle'ión y carga a'ial

combinadas o la resistencia al corte en elementos con carga a'ial.

COMPORTAMIRENTO SISMICO ?LO5AL

,.1 DESPLABAMIENTOS MAGIMOS ESTIMADOS.



Seg4n la norma vigente, los despla$amientos laterales má'imos se obtienen multiplicando los resultados del

análisis lineal y elástico por 5. En las tablas aduntas se muestran los despla$amientos má'imos así

calculados.En la norma vigente se toleran %en una estructura de concreto armado& despla$amientos relativos de entrepiso

de -asta ".8N de la altura. Además, la ra$ón entre el despla$amiento má'imo %en un e'tremo de la estructura&

y el correspondiente despla$amiento en el centro de masas debería ser preferentemente menor ue #.= %para

ue la estructura sea calificada como regular& pero en ning4n caso puede e'ceder de #.8?.

DISEHO

El diseño de los elementos de concreto se reali$ó por el m<todo a la resistencia 4ltima o de rotura,

cumpli<ndose con los criterios de A/ 7 =#> 7 BB y con los capítulos pertinentes del 5eglamento 6acional de

/onstrucciones.

- !as cargas de diseño utili$adas fueron; /arga Cuerta, /arga iva y /arga de Sismo y las

combinaciones utili$adas fueron las especificadas en el reglamento.

El diseño por rotura toma en consideración el comportamiento inelastico del acero y el concreto y por lo tanto,

se estima meor la capacidad de carga de la pie$a.

FACTORES DE REDUCCION DE RESISTENCIA UTILIBADOS.

!os factores de reducción de carga para diversas solicitaciones propuestos por el código ue además se

emplea en el presente trabao son;

H 0le'ión pura ".B"

H :racción y fle'o 7 tracción ".B"

• /ompresión y 0le'o 7 /ompresión

Para miembros con refuer$o en espiral ".8?Para otro tipo de miembros ".8"

H /orte y :orsión ".>?

H Aplastamiento del concreto ".8"

H /oncreto Simple ".9?.



!os diseños se efectuaron para las má'imas fuer$as actuantes sobre los elementos estructurales, D, ! y S

indican cargas permanentes, cargas vivas %sin reducción& y má'imas acciones de sismo respectivamente.

CALCULO DE LAS FUERBAS ORIBONTALES

Determinación de cargas laterales

/argas Estáticas Euivalentes 6:E E "="

/ortante en la base; P R

ZUSC V =

Donde;

Q ) 0actor de $ona.

R ) 0actor de uso e importancia.

S ) 0actor de suelo.

/ ) /oeficiente de Amplificación sísmica.

5 ) /oeficiente de reducción de solicitaciones sísmica.

P ) Peso total de la edificación.

@e ) #*.>" , altura de la estructura.

:p ) ".* , Suelo 5ígido.

5.2*5.2

25.1

=

=T

TpC

35/8.14==Cr

HeT

NORMAQ %0actor de Qona&

R %0actor de Rso&

/ %0actor de Amplificación Sísmica&

S %0actor de Suelo&

5 %/oeficiente de reducción&

".= Qona 2

#." /ategoría /

25.1

*5.2

=T

TpC

/ ) 2.=> m/ ) 2.? %6orma&

#.2 Suelo S2



#" Pórticos de /oncreto Armado

.-PLANOS ESTRUCTURALES.-Se -a presentado en los planos correspondientes los detalles constructivos y específicos.

CONCLUSIONES<



!uego de -aber reali$ado el análisis estructural del presente proyecto se llega a la conclusión ue la Estructura

tendrá las siguientes características estructurales;

BAPATAS<

Se tendrá $apatas rectangulares de 2.?" ' =."" m, con una altura de ".?" m.

5efuer$o metálico; 0ierro de =78“ 9 :.;: en ambos sentidos.

Se tendrá $apatas rectangulares de 2."". ' 2.2" m, con una altura de ".?" m.

5efuer$o metálico; 0ierro de =78“ 9 :.;: en ambos sentidos

VI?AS DE CIMENTACIJN<

Serán de dimensiones de ".2? ' ".*" con refuer$o metálico de * varillas de ?(>.

COLUMNAS

!as columnas interiores serán de dimensiones de ".=" ' ".>" m, se considera estas para garanti$ar un

adecuada resistencia lateral de la estructura, con refuer$o metálico de "* varillas de =(*.y "> varillas de ?(>.

/on área de acero total de 2?.?* cm2. @aciendo una cuantía de "."##=?, con una cuantía mínima e'igida de

"."#".

!as columnas interiores serán de dimensiones de ".2? ' ".9" m, se considera estas para garanti$ar un

adecuada resistencia lateral de la estructura, con refuer$o metálico de "* varillas de =(*.y "* varillas de ?(>.

/on área de acero total de #B.=2 cm2. @aciendo una cuantía de "."#2>>, con una cuantía mínima e'igida de

"."#".

VI?AS

Se considera para vigas principales de ".=" ' ".?" con refuer$o metálico de 9 varillas de =(* inferiores y 2 de

?(> superiores en el tramo central, y en los apoyos se considera 2 varillas de =(* inferioresK # de ?(>, y 9

varillas de =(* superiores

Se considera para vigas secundarias de ".2?" ' ".*? con refuer$o metálico de = varillas de ?(> inferiores y 2

de ?(> superiores. En toda su longitud

igas c-atas, se especifican en los planos de estructuras

COLUMNETAS DE ARRIOSTRE<



De encontrarse muros de mas de "= metros de longitud se recomienda la colocación de columnetas de

arriostre para garanti$ar la estabilidad del mismo, será igual al anc-o del muro por una longitud de ".2", con

refuer$o metálico de "* varillas de =(>.

RECOMENDACIONES

Se recomienda el cumplimiento de las recomendaciones Estructurales para poder garanti$ar un funcionamiento

Tptimo de las Estructuras, para lo cual será básico tener un uego de planos de Estructuras en Tbra.

Documents

Memoria Descriptiva de Estructuras Justino Lagos Palomino