Prctica Calificada de IC-244(Recuperacin)

TEMA:

Anlisis estructural automatizado con herramientas computacionales.

OBJETIVO:

El objetivo principal de la prctica es realizar y presentar una memoria de clculo estructural que contenga el anlisis y diseode una estructura de tipo aporticada de concreto reforzado, basado en el anlisis matricial de estructuras y la mecnicacomputacional con la utilizacin de programas de diseo asistido por computadora.

DATOS BSICOS:

UBICACIN DEL PROYECTO

El Proyecto, se encuentra ubicado en: REGION : Ayacucho DEPARTAMENTO : Ayacucho

PROVINCIA : La Mar DISTRITO : Tambo LOCALIDAD : Tambo REGION NATURAL : Sierra AREA DEL TERRENO : 1,629.70 m2. PERIMETRO : 227.54 m

CONDICIONES:

En su diseo integral, el aspecto estructural se debe utilizar para clculo y diseo estrcutural del Mercado del Distrito deTambo, corresponden al sistema aporticado, con sistema de albailera confinada, teniendo en cuenta el diseo arquitectnicoy las dimensiones planteadas en el plano adjunto. Se ha decidido utilizar este sistema para evitar los desplazamientos lateralespor sismo y cumplir con el desplazamiento mximo determinada en el Reglamento Nacional de Edificaciones.

El sistema de cimentacin es la del uso de cimentacin superficial reforzada, para una capacidad portante de t = 1.70 Kg/cm.Se debe disear los aligerados, vigas, columnas considerando los efectos de carga vertical y carga ssmica.

El tipo de concreto usado para el diseo es un fc = 210 Kg/cm2 y la fluencia para el acero es de fy=4200 Kg/cm2 para todoslos elementos estructurales como: zapatas, muros de sostenimiento, columnas, vigas, losa aligerada, gradas, Tanque Elevadoy cisterna.

CARACTERSTICAS ESTRUCTURALES:

Las caractersticas estructurales planteadas para el proyecto, debe estar en funcin a la zonificacin ssmica del Per,pertenecindole al departamento de Ayacucho la Zona 2, y para el dimensionamiento de elementos estructurales se debetener en cuenta el rea tributaria, la consideracin de carga muerta, carga viva donde se considera la sobrecarga, y la fuerzade sismo. Para esto se presenta el esquema arquitectnico

La cimentacin es superficial convencional y est conformada por zapatas, cimientos corridos reforzados condimensiones particulares de acuerdo al suelo. Adicionalmente por ser una zona de lluvia, y con pendiente se haconsiderado el uso de muros de sostenimiento.

Se deben disear los aligerados, vigas, columnas, losa maciza, considerando los efectos de carga viva, carga muerta ycarga ssmica haciendo un anlisis de acuerdo a la combinacin recomendada por el Reglamento Nacional deEdificaciones.

Para evitar los desplazamientos laterales se pueden considerar el uso de placas para darle rigidez en el sentido de lasvigas secundarias y de muros de corte en el sentido de las vigas principales.

Se debe considerar el control de la cuanta en los elementos vigas, evitando en todo momento la falla frgil. El tipo de concreto usado para el diseo de todos los elementos estructurales es de un fc=210 kg/cm2 y para la fluencia

del acero de fy=4200 Kg/cm2. La dimensin del rea de acero se debe calcular teniendo en cuenta la distribucin equitativa del acero en la parte donde

sea necesario su utilizacin, siguiendo las recomendaciones de la Norma E-060 de Concreto Armado. El tipo de encofrado de los elementos estructurales son en la mayora tpicas, no mostrndose diseos especiales que

tengan mayor dificultad. Los encuentros entre vigas y columnas no forman entramados de acero que puedan ocasionar rtulas plsticas.

CRITERIOS ESTRUCTURALES Y DE CIMENTACIN:

La estructuracin del sistema de sostenimiento se ha planteado teniendo en consideracin la capacidadportante del suelo, las cargas actuantes, las luces entre ejes, la calidad del concreto de acuerdo alReglamento Nacional de Edificaciones para elementos estructurales, la cuanta de acero en elementosestructurales de concreto armado, el reforzamiento de acero transversal sujeta a cortante, la zonificacinssmica del rea del proyecto, el desplazamiento lateral mnimo, entre otros criterios de diseo evitando entodos los casos la falla frgil y buscando una falla dctil.

La calidad del concreto se eligi de acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones de la siguiente manera:Zapatas : Concreto fc = 210 kg/cm2.Columnas : Concreto fc = 210 kg/cm2.Columnetas : Concreto fc = 175 kg/cm2.Vigas : Concreto fc = 210 kg/cm2.Viguetas : Concreto fc = 175 kg/cm2.Losas Aligeradas : Concreto fc = 210 kg/cm2.Muros de Sostenimiento : Concreto fc = 210 kg/cm2.Losas Maciza : Concreto fc = 210 kg/cm2.Modulos de venta : Concreto fc = 140 kg/cm2.Cisterna : Concreto fc = 210 kg/cm2.C Cisterna : Concreto fc = 210 kg/cm2.Cemento : Prtland Tipo I (42.5 Kg)

El Acero deber garantizar la fluencia del elemento estructural y ser del tipo corrugado con dimetrosvariables dependiendo de la funcin del elemento, y deber actuar en forma conjunta con el concreto.Acero Corrugado : Fy = 4 200 Kg/cm2.

La albailera confinada deber estar de acuerdo con las caractersticas estipuladas en el ReglamentoNacional de Construcciones cumpliendo en lo mnimo con lo siguiente:Resistencia Caracterstica : fm = 130 Kg/cm2.Unidad de Albaileria : Tipo IV de (9 x 13 x 24)Mortero : 1 : 4 (cemento : arena)Juntas : 1.5 cm mximo.

Los pesos especficos considerados para el anlisis son los siguientes:Concreto Armado : 2,400 kg/m3.Concreto Ciclpeo : 2,300 Kg/m3.Piso Terminado : 100 Kg/m2.Albaileria : 1,800 Kg/m3.Losa Aligerada : 250 Kg/m2.Ambientes : 300 Kg/m2Escalera : 100 Kg/m2 h = 0.20Sobrecarga en Ambientes : 300 Kg/m2.Sobrecarga en Escaleras : 250 Kg/m2.

gR

ZUSCSa

2

11

75.025.0 im

i

m

ji rrr

De acuerdo al estudio de suelos y a las caractersticas del terreno se han tomado los siguientes criteriospara la cimentacin:Profundidad Cimentacin : 1,50 m 1.70 m.Capacidad Admisible : 1.08 kg/cm2.Factor de Seguridad : 3 para no verificarAsentamiento : 2,50 cm.

Para la construccin de la cimentacin ser necesario abatir el nivel fretico empleando una bomba de aguade presentarse el caso. Sobreelevar el nivel de piso de los pabellones de la escuela unos 15 cm. para evitarser inundada en pocas de lluvias.

Para el anlisis ssmico se tendrn en cuenta los siguientes criterios de clculo:Zona ssmica : 2Factor de zona : Z = 0,3

Condiciones geotcnicas : Suelo de perfil tipo S2, S = 1.20Categora de edificacin : A, Tp = 0,60 y U = 1,50Sistema estructural : Rd, R = 6

El anlisis ssmico se ha efectuado de acuerdo a la nueva norma E-030, haciendo un anlisis dinmico conayuda del SAP 2000 mediante superposicin espectral de acuerdo a los modos de vibracin yconsideraremos las siguientes frmulas:

Sa = Aceleracin espectralZ = Factor de ZonaU = Factor de UsoC = Factor de Ampliacin SsmicaR = Coeficiente de Reduccin por ductilidad

Con el siguiente valor mnimo: C/R 0.10

De igual forma se ha aplicado el criterio de superposicin para obtener la respuesta mxima elsticaesperada (r) tanto para las fuerzas internas de los elementos de la estructura como de los parmetrosglobales de la construccin, esto mediante la siguiente expresin:

ENTREGAR:

1) Predimensionamiento detallado de los elementos estructurales del edificio basados en la planta, alzados y cortes delos planos de arquitectura.

2) Construccin del modelo estructural para el anlisis del edificio con herramientas computacionales.3) Evaluacin de la carga de diseo4) Evaluacin de la masa y centro de masa de cada entrepiso.5) Determinacin de todas las fuerzas intervinientes.6) Determinacin de los centros de cortante.7) Clculo de la matriz de rigidez condensada de cada uno de los prticos8) Ensamblaje de la matriz de rigidez de toda la estructura9) Clculo del centro de torsin10) Clculo de las excentricidades estticas.11) Excentricidades de diseo.12) Solucin para desplazamientos y giros en los entrepisos13) Clculo de los momentos torsores14) Desplazamientos, fuerzas cortantes y fuerzas ssmicas en cada uno de los prticos15) Control de derivas16) Anlisis y diseo de los elementos estructurales