Cubiert Polideportivo

7/22/2019 Cubiert Polideportivo

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JUAN PABLO RUGELES VARGASINGENIER0 CIVIL

STD 68202131665 STD

MEMORIAS DE DISEO ESTRUCTURAL CUBIERTA POLIDEPORTIVO CENTROEDUCATIVO POZO AZUL SEDE C EL PRADO PALMAS DEL SOCORRO, SANTANDER

MEMORIAS DE DISEO ESTRUCTURAL

CUBIERTA POLIDEPORTIVO CENTRO EDUCATIVO POZO

AZUL SEDE C EL PRADO

PALMAS DEL SOCORRO - SANTANDER

CALCULO: INGENIERO JUAN PABLO RUGELES VARGAS

BUCARAMANGA 2009


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MEMORIAS DE DISEO ESTRUCTURAL

PROYECTO: DISEO ESTRUCTURAL COLISEO

PROPIETARIO: ALCALDIA MUNICIPAL DE PALMAS DEL SOCORRO

LOCALIZACION: VEREDA AGUABUENA SECTOR PAVAS BAJO (SANTANDER)

DISEADOR ESTRUCTURAL: ING. JUAN PABLO RUGELES

MATRICULA: MAT: 68202131665 STD

NORMA:NORMA COLOMBIANA DE DISEO Y CONSTRUCCION SISMO RESISTENTE

NSR 98

ESPECIFICACIONES:

CONCRETO fc= 210 kg/cm2(cimientos, placas, vigas y columnas).

ACERO DE REFUERZO: fy= 4200 kg/cm2FN 3fy= 4200 kg/cm2F


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EVALUCION ESTRUCTURAL

1.0 OBJETIVO

Proyectar una estructura en prticos de concreto que permita la funcionalidad

para una cubierta metlica.

Proyectar una estructura de resistencia ssmica, capaz de resistir temblores sin

llegar a un colapso.

Determinar las dimensiones y calcular los elementos estructurales que

conforman las pantallas, placas, columnas, zapatas y dems.

2.0 METODOLOGIA

Se predimensiona la estructura y se define el tipo de sistema estructural a usarse, para

luego evaluar solicitantes como la masa de la estructura, las cargas muertas, las

cargas vivas y los efectos ssmicos.

A continuacin se definen los movimientos ssmicos de diseo, los cuales dependen del

tipo de amenaza ssmica del lugar, las caractersticas de estratificacin del suelo y la

importancia de la edificacin.

El siguiente paso en el diseo estructural es el anlisis ssmico, este se realiza para los

movimientos ssmicos de diseo, y posteriormente determinar y evaluar los

desplazamientos mximos y la verificacin de derivas, que imponen los movimientos

ssmicos de diseo a la estructura y las fuerzas internas que se derivan de ellos.

En el diseo se controlaran las derivas totales para que estn dentro de la norma y

las deflexiones mximas permisibles.

Con los resultados del anlisis sometido simultneamente a las fuerzas gravitacionales

y a las fuerzas ssmicas (mediante el uso del mtodo Modal Espectral).Y cumplidos los requerimientos de deriva y deflexiones, se realizara el diseo de las

columnas, cimentacin, vigas , cerchas y dems elementos estructurales.


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3 DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA

3.1 Ubicacin

Se encuentra localizada en el municipio de Palmas del Socorro (Santander).

3.2 UsoLa edificacin va a ser usada como polideportivo.

3.3 Normas de clculo.

Las normas utilizadas para el diseo son las Normas Colombianas de Diseo y

Construccin Sismo Resistente.

3.4 Nivel de amenaza ssmica.

La edificacin se encuentra ubicada en una zona de amenaza ssmica intermedia y en

la microzononificacion ssmica zona 2.

3.5 Especificaciones.

Acero estructural

o Acero longitudinal fy = 4200 Kg/cm2

o Acero de estribos fyv= 4200 Kg/cm2

o Acero de retraccin por fraguado y temperatura fy= 2620 Kg/cm2


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Concreto 3000 Psi

o Modulo de elasticidad 182400 Kg/cm2

o Resistencia a la compresin 210 Kg/cm2

o Resistencia al esfuerzo cortante 7.6 Kg/cm2.

4.0 MODELAMIENTO DE LA ESTRUCTURA EN CONCRETO

4.1 Dimensionamiento

Los elementos se modelaron con elemento tipo frame.

4.2 Caractersticas de los materiales

Concreto 3000 PSI

Modulo de elasticidad 182400 Kg/cm2

Resistencia a la compresin 210 Kg/cm2

Resistencia al esfuerzo cortante 7.6 Kg/cm2

4.3 Cargas aplicadas

Las cargas de diseo para la estructura de concreto son las dadas por las reacciones

de los apoyos de la cercha las cuales se toman como cargas axiales, para este caso las

reacciones mximas de la cercha en los apoyos son de 16 toneladas. (La viga de

amarre se disea solo para carga muerta)

4.4 Combinaciones de carga

Las combinaciones de carga utilizadas vienen en el titulo B, las cuales se consideracin

las siguientes.COMB1: 1.7L +1.4 D

COMB2: 1.28 L+1.05 D+E ......Donde E=Fsx/Ro.....Tomando Ro=7.0 en el sentido X

COMB3: igual al combo anterior pero las fuerzas de sismo con las que se disean son

en el sentido Y

COMB4:0.9D+E......Donde E=Fsx/Ro.....Tomando Ro=7.0 en el sentido X.

COMB5: igual al combo anterior pero las fuerzas de sismo con las que se disean son

en el sentido Y


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Para el calculo del factor R=Roxpxa =5.0x1.0x1.0=5.0

5.0 ANALISIS SISMICO

5.1 Espectro de diseo

5.2 Mtodo utilizado para el anlisis.

El anlisis dinmico de la estructura se hizo por medio del Mtodo Fuerza Horizontal

Equivalente (NSR-98 Capitulo A.4). Este mtodo, controla la obtencin de las fuerzas

sismicas horizontales de la edificacin y el anlisis ssmico de la misma.

Para el anlisis ssmico se consideraron dos hiptesis:

El sismo actuando 100% en una direccin (X).

El sismo actuando 100% en una direccin (Y).

Con estas dos consideraciones se realiza el anlisis del mtodo.

5.3 Aplicacin de las fuerzas ssmicas.

Para este tipo de diseo se coloca la carga ssmica dada del anlisis por el mtodo de

la fuerza horizontal equivalente y se hace el chequeo de la deriva del portico

longitudinal el cual no puede ser mayor del 1% de la altura libre del portico, en este

caso 5.00 cm.


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6.0 REQUISITOS DE DERIVA

6.1 Chequeo de derivas.

La deriva es el desplazamiento horizontal relativo entre dos puntos colocados a un

mismo nivel vertical, en dos pisos o niveles consecutivos.

La deriva es necesario controlarla porque esta asociada a los siguientes efectos:

Deformacin inelstica de los elementos estructurales. Estabilidad de la estructura.

Dao a elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia

ssmica.

Alarma y pnico entre las personas que ocupen la edificacin.

La deriva mxima evaluada en cualquier punto del piso i, se obtiene como la diferencia

entre los desplazamientos horizontales totales mximos del punto en el piso i y los

desplazamientos horizontales totales mximos de un punto localizado en el mismo eje

vertical en el piso i-1. As:

( )=

=

2

1

21 ,,maxj

iiijtotjtot

Esta deriva mxima no puede exceder:

ESTRUCTURA DE DERIVA MAXIMA VALOR

CONCRETO REFORZADO 1% (0.010hpi) Varia por nivel m

Nota: los valores de desplazamientos y derivas se presentan en las tablas anexas.


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7.0 DISEO DE LA ESTRUCTURA

7.1 Diseo de vigas y columnas.

Para el diseo de vigas y columnas se modelaron mediante elementos finitos

cargndose el elemento (frame) con las cargas de servicio evaluadas anteriormente.

Las vigas son apoyadas sobre las columnas estructurales y en zonas donde las luces

son prominentes, las vigas se encuentran descolgadas, la cuanta de refuerzo para las

columnas es mnimo el 1% y mximo 6%, (ningn elemento supera el 1%).

7.2 Diseo de cimientos:

Los cimientos de la estructura por encontrarse en campo abierto se tomaran como

centricos cuyos parmetros de diseo se asumieron con una capacidad portante de 18

Tn/m2y para el cual la dimensin de la zapata es de 1.10 m X 1.10 m X 0.40 m.

DATOS CIMIENTO TIPO T-1Pu = 25 t Bcolumna = 0.4 m

Cap.Suelo= 18 t/m2 fc' = 210 k/cm2

F.C = 1.5 fy = 4200 k/cm2

Diam. Ref = 0.50 pulg

DISEO CIMIENTO AISLADO TIPO

N0+0.00

SOLADO EN CONCRETO

POBRE e=0.05m

0.3

0

CORTE

1.101.10

1.1

0

PLANTA

0.2

0

=0.40m

0.30 0.30

6=1/2"C/0.2

0

N0-0.50

N0-1.00

N0-0.70

COLUMNA

SOLADO EN CONCRETO

POBRE e=0.05m

0.2

0

6=1/2"C/0.2

0


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CLCULOSPclculo = 27.50 t neto = 20.66 t/m2

Areaclculo= 1.02 m2

Lado = 1.01 m

Ladodiseo= 1.10 m

ALTURA EFECTIVA ( d )Altura min = 20 cm(NSR-98)

Ld comp = 29.45 cm

>Bcolumna= 40 cm

d diseo = 35 cm

CALCULO DEL CORTANTECORTANTE A d/2 CORTANTE A d

Vd/2 = 13.38 t Vd = 3.98 t

Esf.cort = 1.50 k/cm2 Esf.cort = 1.22 k/cm2

Esf.cort Adm= 15.94 k/cm2 Esf.cort Adm= 7.68 k/cm2

CALCULO DEL REFUERZOMu = 1.27 t-m

k = 0.0009 t/cm2

p= 0.0003

As = 0.97 cm2

Asmin = 7.7 cm2

Lado = 1.10 m

d = 0.35 m

**** OK d **** **** OK d ****


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7.3 Diseo de Cubierta

La estructura de cubierta se analiz independiente de la estructura de concreto, peroen el diseo general se tuvo en cuenta su peso.

En el anlisis de las cargas de la estructura metlica de cubierta se trabaja con cargamuerta, viva y viento.

CALCULO DE LA CARGA MUERTA

Peso de la cubierta: 5 Kg/m2(Teja Thermoacustic)Peso de correas: 6.37 Kg/m (Perfil PHR 220X80X1.9mm)Longitud aferente: 1.20m (promedio)

Wmuerta = 5*1.20+6.37

Wmuerta= 12.37 Kg/m

CALCULO DE LA CARGA VIVA

Carga viva de la cubierta: 35 Kg/m2(Para m>20%)Longitud aferente: 1.20 m

Wviva = 50*1.20

Wviva= 60.00 Kg/m

CALCULO DE LA CARGA DE VIENTO

P = Cp x q x S4 B.6.4-1 (NSR-98)

Velocodad del viento V = 60 km/h (figura B.6. 5.1) NSR 98

Para h = 0-10 mts el valor de q = 0.20 tabla B.6.4.1 NSR 98.

Cp ( Tabla B.6.5-1) Superficies inclinadas

Cp = -0.7 Barlovento y Cp =-0.5 Sotavento

S4= 0.88 (Para altitud = 1000 mts) tabla B.6.6 NSR-98

P= 0.20*0.7*0.88 = 0.12 KN/m2


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P= -12 Kg/m2

P= -0.20*0.5*0.88 = -0.08 Kg/m2

P= -8 Kg/m2

Laferente: 1.10 m

Ph= -12*1.20 = -14.40 Kg/mPv= -8*1.20 = -9.60 Kg/m

CARGA TOTAL

Wtotal= 1.2*12.37+1.6*60.00 + 0.8*14.40

Wtotal= 122.36 Kg/m

Con ste valor de carga mayorada analizamos y calculamos la correa de 6.00 m delongitud. El diseo se anexa a continuacin y se toman las reacciones por carga viva,

muerta y carga de viento por separado y sin mayorar:

Rmuerta =37.11 Kg

Rviva =180.00 Kg

Rviento v =43.00 Kg

Rviento h =29.00 Kg

PHR 220*80*1.9mm

6.00 m

WTOTAL=122.36 Kg/m


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7.4 Cargas de la cercha

7.4.1 Carga muerta


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7.4.2 Carga viva


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7.4.3 Carga viento


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7.5 diseo de la cercha


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ANEXOS Y PLANOS

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