Memoria de Calculo Estructural-Archivo Historico

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MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL PROYECTO: “COMPLEJO RELIGIOSO ARZOBISPAL DEL CUSCO MODULO: ARCHIVO HISTORICO” UBICACIÓN : Av. Luis Vallejo Santoni S/N DISTRITO : SAN SEBASTIAN PROVINCIA : CUSCO

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Memoria de Calculo Estructural-Archivo Historico

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MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL

PROYECTO:“COMPLEJO RELIGIOSO ARZOBISPAL DEL

CUSCOMODULO: ARCHIVO HISTORICO”

UBICACIÓN : Av. Luis Vallejo Santoni S/NDISTRITO : SAN SEBASTIANPROVINCIA : CUSCODEPARTAMENTO : CUSCO

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CUSCO, AGOSTO DE 2014

MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL

I. GENERALIDADES:La presente Memoria de análisis y diseño estructural, corresponde al proyecto “COMPLEJO RELIGIOSO ARZOBISPAL DEL CUSCO, MODULO: ARCHIVO HISTORICO”, el mismo que se encuentra ubicado en el Distrito de San Sebastián, Provincia del Cusco, Departamento del Cusco.

I.1. NORMATIVIDAD EMPLEADA

REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES

N.T.E. E.020 “CARGAS”N.T.E. E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”N.T.E. E.050 “SUELOS Y CIMENTACIONES”N.T.E. E.060 “CONCRETO ARMADO”N.T.E. E.070 “ALBAÑILERIA”N.T.E. E.090 “ESTRUCTURAS METALICAS”

AMERICAN CONCRETE INSTITUTE ACI 318-2011.

I.2. ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LOS MATERIALES REQUERIDOS

CONCRETO:

- Masa por unidad de Volúmen del Concreto : 244.6 Kg/m3- Peso por unidad de Volúmen del Concreto : 2400 Kg/m3- Módulo de Elasticidad del Concreto : 217000 kg/cm2- Coeficiente de Poisson : 0.20- Resistencia a la Compresión f’c : 210 kg/cm2

ACERO CORRUGADO (ASTM A605):

- Resistencia a la Fluencia fy : 4200 kg/cm2- Módulo de Elasticidad del Acero : 2100000 kg/cm2

RECUBRIMIENTOS MINIMOS:

- Zapatas y Vigas de Conexión : 7.5 cm- Columnas y Placas : 4.0 cm- Vigas : 4.0 cm- Losas Aligeradas y Escaleras : 2.5 cmI.3. CARACTERISTICAS DEL TERRENO DE FUNDACION

Ver el Estudio de Mecánica de Suelos con fines de CimentaciónResponsable: Ing. Abelardo Abarca Ancori, CIP Nº 63816

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La cimentación propuesta se conforma de Vigas de Cimentación “T” Invertida que enlazan zapatas a diferentes niveles de cimentación, además de requerir el uso de muros de sótano para la contención de material térreo entre el Nivel de Sótano y Primer Nivel.

II. CARACTERISTICAS ARQUITECTONICAS Y ESTRUCTURACION:

EXCAVACIONES – CIMENTACIONES

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PRIMER Y SEGUNDO ENTREPISOS

TERCER Y CUARTO ENTREPISOS

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PORTICO – EJE H

PORTICO – EJE Ñ

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PORTICO – EJE 5

MODELO ARCHIVO HISTORICO BLOQUE 1 – ETABS 2013

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MODELO ARCHIVO HISTORICO BLOQUE 2 – ETABS 2013

MODELO ARCHIVO HISTORICO BLOQUE 3 – ETABS 2013

La altura proyectada del Nivel Acabado de Sótano al Nivel Acabado del Semisótano es de 3.15m, del Semisótano al 1er. Entrepiso, hay una altura de 3.15m, del 1er Entrepiso al 2do Entrepiso hay 2.70 m y del 2do Entrepiso al 3er. Entrepiso hay una altura de 2.75 Debido a la geometría irregular, tanto en planta como en elevación, a los empujes de tierras existentes a nivel de sótano y a la disposición de la cobertura, se prevee la construcción de Muros de Sótano de CºAº con un espesores de 35 cm, y 25 cm, en la posición que se detallan en los planos, los muros de Corte tienen espesores variables que van de 0.15m a 0.25m, mientras que las columnas en su mayoría son de 30x60 y circulares con un diámetro de 0.50m, se trata en todo momento de no romper con la estética Arquitectónica y cumplir con los reglamentos de Análisis y Diseño Estructural mencionados anteriormente.

Las losas de entrepiso son del tipo aligerado, con un espesor uniforme de 25 cm.

En el Bloque 1, se considera la estructura de tipo dual, debido a que se utilizaran muros de corte y columnas para resistir eventuales esfuerzos símicos, mientras que en bloque 2 se

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considera la estructura de tipo aporticado, para el Bloque 3 la estructura también se considera de tipo dual, debido a la utilización de muros de corte y columnas.

Modelo 3D del Archivo Histórico – Bloque 1 en ETABS, a la derecha se aprecian las plantas del 1er. al 4to. Entrepiso

Modelo 3D del Archivo Histórico – Bloque 2 en ETABS, a la derecha se aprecian las plantas del 1er. al 4to. Entrepiso

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Modelo 3D del Archivo Histórico – Bloque 3 en ETABS, a la derecha se aprecian las plantas del 1er. al 4to. Entrepiso

Como se observa en los modelos estructurales analizados, las geometrias de los módulos planteados, son de forma irregular tanto en planta como en elevación, la disposición de columnas rectangulares, circulares, muros de sótano y placas estructurales responden de tal forma que no existen incompatibilidades con la Arquitectura propuesta ni rompen con la estética de la misma, y a su vez la distribución y rigidez de las mismas tanto en el sentido X-X como Y-Y, son las suficientes para una respuesta óptima a las solicitudes sísmicas eventuales, eso se verifica al realizar el chequeo de los desplazamientos relativos de entrepiso de cada módulo, los mismos que no superan en ningún caso los máximos desplazamientos relativos de entrepiso especificados por la norma E030.

La cimentación responde a las reacciones encontradas con el ETABS y luego ingresadas en el software especializado SAFE también de la familia CSI, la capacidad portante asumida del suelo de fundación es variable y depende del nivel de fundación con respecto al nivel natural del suelo, es por esta razón que se tienen valores distintos para la capacidad portante.

NIVELES VARIABLES DE FUNDACION

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CAPACIDADES PORTANTES [kg/cm2] EN EL NIVEL DE FUNDACION SOTANO BLOQUE 1 – (N:-7.30m)

CAPACIDADES PORTANTES [kg/cm2] EN EL NIVEL DE FUNDACION SEMISOTANO BLOQUE 1 – (N:-4.15m)

CAPACIDADES PORTANTES [kg/cm2] EN EL NIVEL DE FUNDACION PRIMER NIVEL BLOQUE 1 – (N:-1.30m)

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CAPACIDADES PORTANTES [kg/cm2] EN EL NIVEL DE FUNDACION SOTANO BLOQUE 2 – (N:-7.30m)

CAPACIDADES PORTANTES [kg/cm2] EN EL NIVEL DE FUNDACION SOTANO BLOQUE 3 – (N:-7.30m)

III. ANALISIS.

A. DISPOSICION DE CARGAS ESTATICAS.

Las cargas estáticas utilizadas, son aquellas que corresponden a las especificadas en el R.N.E. E020, teniendo como valores para algunos pesos unitarios los siguientes:

CARGAS PERMANENTESAlbañilería de Bloques Sólidos 1800.00 kg/m3Albañilería de Bloques Huecos 1350.00 kg/m3Losa Aligerada e=20cm 300.00 kg/m2Acabados en Pisos 100.00 kg/m2

CARGAS DE EMPUJE LATERAL DE LOS SUELOS

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Del Estudio de Mecánica de Suelos, se extraen los siguientes datos:

CALICATA 1:

ESTRATO PROF.

COMPOSICION ø C γ (ton/m3) γsat (ton/m3)

E-1 0.00 - 0.70 Orgánico 28.85 - 1.70 2.12E-2 0.70 - 2.70 SP 29.31 - 1.77 2.13E-3 2.70 - 4.00 SW 30.26 - 1.91 2.16

PROF. (m) qadm (kg/cm2) Asentamiento (cm)1.00 0.69 1.2791.50 0.98 1.0652.00 1.28 0.8312.50 1.61 0.592

CALICATA 4:

ESTRATO PROF.

COMPOSICION ø C γ (ton/m3) γsat (ton/m3)

E-1 0.00 - 0.50 Orgánico - 0.26 1.82 2.10E-2 0.50 - 2.50 CL-ML - 0.40 1.90 2.11E-3 2.50 - 4.00 Ch 14.00 0.43 1.47 1.95

PROF. (m) qadm (kg/cm2) Asentamiento (cm)1.00 1.17 0.7131.50 1.49 0.4772.00 1.82 0.2022.50 2.17 0.062

Cálculo del Coeficiente de Empuje Activo (Ka) según Rankine.

Ka= cosβ∗cosβ−√cos2β−cos2 øcosβ+√cos2 β−cos2ø

…Reemplazando…Ka=0.33

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Las fuerzas de Empuje por Tierras son:

Reemplazando:

SOBRECARGASCargas Salas de Computación 250.00 kg/m2Cargas Vivas en Corredores 400.00 kg/m2Cargas Vivas en Vestidores 250.00 kg/m2Lugares de Asamblea 400.00 kg/m2Cargas Vivas en Depósitos 750.00 kg/m2Azoteas 100.00 kg/m2

La disposición de Cargas Estáticas, responde a los requerimientos establecidos en la Norma E.020 del R.N.E. vigente.

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Bloque 1: Disposición de Cargas Muertas – Corresponden a Muros y Tabiques en la posición y dimensiones detalladas en la arquitectura [ton/ml]

Bloque 1: Disposición de Cargas Vivas – Corresponden a las cargas especificadas en el Reglamento E020 del R.N.E. según uso de áreas [kg/m2]

Bloque 2: Disposición de Cargas Muertas – Corresponden a Muros y Tabiques en la posición y dimensiones detalladas en la arquitectura [kg/ml]

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Bloque 2: Disposición de Cargas Vivas – Corresponden a las cargas especificadas en el Reglamento E020 del R.N.E. según uso de áreas [kg/m2]

Bloque 3: Disposición de Cargas Muertas – Corresponden a Muros y Tabiques en la posición y dimensiones detalladas en la arquitectura [kg/ml]

Bloque 3: Disposición de Cargas Vivas – Corresponden a las cargas especificadas en el Reglamento E020 del R.N.E. según uso de áreas [kg/m2]

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B. CARGAS SISMICAS.

PARAMETROS PARA EL ANALISIS SISMICO BLOQUES 1 y 3:

Los parámetros sísmicos son consecuencia del lugar en que se emplazará la estructura, así como el tipo de suelo en que se fundará (Ver. E.M.S.), el uso o importancia de la edificación, sistema estructural adoptado y geometría del mismo.

Factor de Uso de la Zona (Z) : 0.3(Según el R.N.E. corresponde a todos los distritos del departamento del Cusco)

Factor de Uso o de Importancia (U) : 1.3(Según el R.N.E. corresponde a Edificaciones Importantes pero no escenciales)

Factor del Suelo (S) : 1.2(Según el R.N.E. corresponde a Suelos Intermedios, el E.M.S. señala que efectivamente es el suelo encontrado in situ)

Período Fundamental del Suelo (Tp): 0.6(Según el R.N.E. corresponde al período fundamental de vibración de los suelos intermedios en segundos)

Factor de Ductilidad : 7.00(Corresponde al Sistema Estructural con muros de corte)

PARAMETROS PARA EL ANALISIS SISMICO BLOQUE 2:

Los parámetros sísmicos son consecuencia del lugar en que se emplazará la estructura, así como el tipo de suelo en que se fundará (Ver. E.M.S.), el uso o importancia de la edificación, sistema estructural adoptado y geometría del mismo.

Factor de Uso de la Zona (Z) : 0.3(Según el R.N.E. corresponde a todos los distritos del departamento del Cusco)

Factor de Uso o de Importancia (U) : 1.3(Según el R.N.E. corresponde a Edificaciones Importantes pero no escenciales)

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Factor del Suelo (S) : 1.2(Según el R.N.E. corresponde a Suelos Intermedios, el E.M.S. señala que efectivamente es el suelo encontrado in situ)

Período Fundamental del Suelo (Tp): 0.6(Según el R.N.E. corresponde al período fundamental de vibración de los suelos intermedios en segundos)

Factor de Ductilidad : 8.00(Corresponde al Sistema Estructural Aporticado)

ESPECTRO DE RESPUESTA SISMICA:

El cálculo del Análisis de Respuesta Sísmica de la Norma E030 del R.N.E., se adjunta en el anexo que acompaña a la presente memoria de cálculo, se debe aclarar que la columna de Pseudoaceleraciones (Sa) no se encuentra escalada con la gravedad, el escalamiento se dará dentro del software de análisis Etabs.

Sa=ZUCSR

∗g, donde C:

C=2 .5∗(T pT );C≤2 .5

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DEFINICION DE CARGAS POR SISMO ESTATICO

Se definen las Cargas Estáticas de Sismo para la posterior comparación de la Cortante Basal Estática con la Cortante Basal Dinámica y la posterior amplificación de las Cargas Dinámicas si estas fuesen inferiores al 80% de la cortante Estática para edificaciones regulares, y 90% para edificaciones irregulares.

Casos de Carga Estáticas y de Sismo Estático

Definición de la Carga Estática de Sismo en la Dirección X

Definición de la Carga Estática de Sismo en la Dirección X con una Excentricidad Accidental del 5% Positiva

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Definición de la Carga Estática de Sismo en la Dirección X con una Excentricidad Accidental del 5% Negativa

Definición de la Carga Estática de Sismo en la Dirección Y

Definición de la Carga Estática de Sismo en la Dirección Y con una Excentricidad Accidental del 5% Positiva

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Definición de la Carga Estática de Sismo en la Dirección Y con una Excentricidad Accidental del 5% Negativa

DEFINICION DE CARGA DINAMICA DE SISMO

La disposición de Cargas Dinámicas para el caso del SISMO, responde a los requerimientos establecidos en la Norma E.030 del R.N.E. vigente a la fecha.Para la determinación de los efectos producidos por la cargas de sismo, se hace uso del Espectro de Pseudoaceleraciones planteado por la norma E030, cuyos detalles se trataron con anterioridad.

Espectro de Respuesta Sísmica – Periodo VS Pseudoaceleraciones

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Para la determinación de las masas actuantes en el efecto sísmico se hace uso de lo especificado en la Norma E030, la misma que corresponde al 100% de las cargas Permanentes y 50% de las cargas Vivas para el Caso de Edificaciones Importantes.

Definición de las Masas actuantes para la Determinación de Efectos Sísmicos

La máxima respuesta esperada se establece en el artículo 18.1-c de la Norma E030 y responde a la siguiente expresión:

r=0.25∗∑i=1

m

|ri|+0.75∗√∑i=1

m

ri2

Alternativamente la norma E030 permite calcular la máxima respuesta sísmica, haciendo uso del modelo de Combinación Cuadrática Completa (CQC), además de ser el modelo más recomendado por los usuarios del ETABS.

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Determinación de la respuesta Sísmica Máxima en el Sentido X, utilizando el método CQC (Combinación Cuadrática Completa)

Determinación de la respuesta Sísmica Máxima en el Sentido Y, utilizando el método CQC (Combinación Cuadrática Completa)

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DETERMINACION DE LAS COMBINACIONES DE CARGAS Y ENVOLVENTE DE DISEÑO.

La combinación de Cargas adoptada es la que se establece en la Norma E.060 del Reglamento Nacional de Edificaciones, siendo las mismas las siguientes:

1. U=1.4CM+1.7CV2. U=1.25(CM+CV)+CSx3. U=1.25(CM+CV)-CSx4. U=1.25(CM+CV)+CSy5. U=1.25(CM+CV)-CSy6. U=0.9CM+CSx7. U=0.9CM-CSx8. U=0.9CM+CSy9. U=0.9CM-CSy10. U=1.4CM+1.7CV+1.7CE11. U=0.9CM+1.7CE

Donde:

CM=Carga MuertaCV=Carga VivaCSx=Carga Sismica en XCSy=Carga Sismica en YCE=Empuje de Tierras

La envolvente de diseño se establece a partir de las otras 11 anteriores combinaciones.

Se establecen las combinaciones para la obtención de la Envolvente.

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RESULTADOS DEL ANALISIS SISMICO – BLOQUE 1

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RESULTADOS DEL ANALISIS SISMICO – BLOQUE 3

La norma E030 del R.N.E. indica que la Cortante Dinámica no podrá ser menor al 80% de la Cortante Estática para edificaciones regulares, y 90% para edificaciones irregulares.

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Habiendo verificado las Fuerzas Cortantes en la Base, y los Desplazamientos relativos de entrepiso, se procede a la verificación de los Diagramas de Corte y Momento que serán necesarios para el Diseño Posterior.

BLOQUE 1: DIAGRAMAS DE MOMENTOS POR CARGAS MUERTAS, VIVAS Y PRESIONES DE SUELO

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BLOQUE 1: DIAGRAMAS DE MOMENTOS POR CARGAS DINAMICAS DE SISMO EN X, SISMO EN Y Y ENVOLVENTE DE DISEÑO

BLOQUE 1: DIAGRAMAS DE CORTANTE POR CARGAS MUERTAS, VIVAS, EMPUJE LATERAL DE SUELOS Y SISMO EN X

BLOQUE 1: DIAGRAMAS DE MOMENTOS POR CARGAS DINAMICAS DE SISMO EN Y, ENVOLVENTE DE DISEÑO

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BLOQUE 1: REACCIONES POR CARGA MUERTA, VIVA Y EMPUJE LATERAL DE SUELOS

MODELO TRIDIMENSIONAL DE LA CIMENTACION DEL PRIMER NIVEL DEL ARCHIVO HISTORICO, BLOQUE 1 - APLICACIÓN DE LAS REACCIONES HALLADAS CON ETABS PARA EL ANALISIS DE CIMENTACIONES EN SAFE (CIMENTACION SOTANO)

MODELO TRIDIMENSIONAL DE LA CIMENTACION DEL PRIMER NIVEL DEL ARCHIVO HISTORICO, BLOQUE 1 : IZQUIERDA, ASENTAMIENTO INMEDIATO [cm] – DERECHA: PRESION PRODUCIDA POR CARGAS ADMISIBLES D+L+E en [kg/cm2]

CIMENTACION DEL PRIMER NIVEL

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CIMENTACION DEL PRIMER NIVEL DEL ARCHIVO HISTORICO, BLOQUE 1: IZQUIERDA, ENVOLVENTE DE MOMENTOS EN DIAGRAMAS DE MOMENTOS EN VIGAS DE CIMENTACION T INVERTIDAS [TON-M], DERECHA: ENVOLVENTE DE CORTANTES EN

DIAGRAMAS DE MOMENTOS EN VIGAS DE CIMENTACION T INVERTIDAS [TON-M]

CIMENTACION DEL SEMISOTANO DEL ARCHIVO HISTORICO, BLOQUE 1 - APLICACIÓN DE LAS REACCIONES HALLADAS CON ETABS PARA EL ANALISIS DE CIMENTACIONES EN SAFE (CIMENTACION SEMISOTANO)

CIMENTACION SEMISOTANO DEL ARCHIVO HISTORICO, BLOQUE 1 : IZQUIERDA, ASENTAMIENTO INMEDIATO [cm] – DERECHA: PRESION PRODUCIDA POR CARGAS ADMISIBLES D+L+E en [kg/cm2] CIMENTACION DEL PRIMER NIVEL

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CIMENTACION DEL SEMISOTANO DEL ARCHIVO HISTORICO, BLOQUE 1: IZQUIERDA, ENVOLVENTE DE MOMENTOS EN DIAGRAMAS DE MOMENTOS EN VIGAS DE CIMENTACION T INVERTIDAS [TON-M], DERECHA: ENVOLVENTE DE CORTANTES EN

DIAGRAMAS DE MOMENTOS EN VIGAS DE CIMENTACION T INVERTIDAS [TON-M]

CIMENTACION DEL SOTANO DEL ARCHIVO HISTORICO, BLOQUE 1 - APLICACIÓN DE LAS REACCIONES HALLADAS CON ETABS PARA EL ANALISIS DE CIMENTACIONES EN SAFE (CIMENTACION SEMISOTANO)

CIMENTACION SOTANO DEL ARCHIVO HISTORICO, BLOQUE 1 : IZQUIERDA, ASENTAMIENTO INMEDIATO [cm] – DERECHA: PRESION PRODUCIDA POR CARGAS ADMISIBLES D+L+E en [kg/cm2] CIMENTACION DEL PRIMER NIVEL

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CIMENTACION DEL SOTANO DEL ARCHIVO HISTORICO, BLOQUE 1: IZQUIERDA, ENVOLVENTE DE MOMENTOS EN DIAGRAMAS DE MOMENTOS EN VIGAS DE CIMENTACION T INVERTIDAS [TON-M], DERECHA: ENVOLVENTE DE CORTANTES EN DIAGRAMAS

DE MOMENTOS EN VIGAS DE CIMENTACION T INVERTIDAS [TON-M]

BLOQUE 2: DIAGRAMAS DE MOMENTOS POR CARGAS MUERTAS, VIVAS Y PRESIONES DE SUELO

BLOQUE 2: DIAGRAMAS DE MOMENTOS POR CARGAS DINAMICAS DE SISMO EN X, SISMO EN Y Y ENVOLVENTE DE DISEÑO

Page 33: Memoria de Calculo Estructural-Archivo Historico

BLOQUE 1: DIAGRAMAS DE CORTANTE POR CARGAS MUERTAS, VIVAS, EMPUJE LATERAL DE SUELOS Y SISMO EN X

BLOQUE 1: DIAGRAMAS DE CORTANTES POR CARGAS DINAMICAS DE SISMO EN Y, ENVOLVENTE DE DISEÑO

BLOQUE 1: REACCIONES POR CARGA MUERTA, VIVA Y EMPUJE LATERAL DE SUELOS

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MODELO TRIDIMENSIONAL DE LA CIMENTACION DEL PRIMER NIVEL DEL ARCHIVO HISTORICO, BLOQUE 2 - APLICACIÓN DE LAS REACCIONES HALLADAS CON ETABS PARA EL ANALISIS DE CIMENTACIONES EN SAFE (CIMENTACION SOTANO)

CIMENTACION DEL PRIMER NIVEL DEL ARCHIVO HISTORICO, BLOQUE 2 : IZQUIERDA, ASENTAMIENTO INMEDIATO [cm] – DERECHA: PRESION PRODUCIDA POR CARGAS ADMISIBLES D+L+E en [kg/cm2] CIMENTACION DEL PRIMER NIVEL

CIMENTACION DEL PRIMER NIVEL DEL ARCHIVO HISTORICO, BLOQUE 1: IZQUIERDA, ENVOLVENTE DE MOMENTOS EN DIAGRAMAS DE MOMENTOS EN VIGAS DE CIMENTACION T INVERTIDAS [TON-M], DERECHA: ENVOLVENTE DE CORTANTES EN

DIAGRAMAS DE MOMENTOS EN VIGAS DE CIMENTACION T INVERTIDAS [TON-M]

Page 35: Memoria de Calculo Estructural-Archivo Historico

BLOQUE 3: DIAGRAMAS DE MOMENTOS POR CARGAS MUERTAS, VIVAS, SISMO X Y SISMO Y

BLOQUE 3: DIAGRAMAS DE CORTANTES POR CARGAS MUERTAS, VIVAS, SISMO X Y SISMO Y

BLOQUE 3: ENVOLVENTES DE DISEÑO, MOMENTOS Y CORTANTES

Page 36: Memoria de Calculo Estructural-Archivo Historico

BLOQUE 3: REACCIONES POR CARGA MUERTA Y VIVA

MODELO TRIDIMENSIONAL DE LA CIMENTACION SOTANO DEL ARCHIVO HISTORICO, BLOQUE 3 - APLICACIÓN DE LAS REACCIONES HALLADAS CON ETABS PARA EL ANALISIS DE CIMENTACIONES EN SAFE (CIMENTACION SOTANO)

CIMENTACION SOTANO ARCHIVO HISTORICO, BLOQUE 3 : IZQUIERDA, ASENTAMIENTO INMEDIATO [cm] – DERECHA: PRESION PRODUCIDA POR CARGAS ADMISIBLES D+L+E en [kg/cm2] CIMENTACION DEL PRIMER NIVEL

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CIMENTACION SOTANO ARCHIVO HISTORICO, BLOQUE 3: IZQUIERDA, ENVOLVENTE DE MOMENTOS EN DIAGRAMAS DE MOMENTOS EN VIGAS DE CIMENTACION T INVERTIDAS [TON-M], DERECHA: ENVOLVENTE DE CORTANTES EN DIAGRAMAS DE

MOMENTOS EN VIGAS DE CIMENTACION T INVERTIDAS [TON-M]

IV. DISEÑOS.

Para el Diseño de los elementos estructurales se hace uso del Software Etabs, para lo cual, se definen la norma de diseño y los factores de reducción ø.

El Programa Etabs, dispone de varios códigos de diseño en su base de datos, entre ellas se tiene el Código ACI 318-11, antes de proceder a diseñar con el Etabs, se verifican los factores de reducción ø con que cuenta este código y se adecúan con los establecidos en la norma E.060.

Según la Norma E060 del R.N.E. acápite 10.3.1, los factores ø de reducción para el diseño serán:

- Para flexión sin carga axial : ø = 0.90- Para flexión con carga axial de tracción : ø = 0.90- Para flexión con carga axial de compresión y para compresión sin flexión:

a. Elementos con refuerzo en espiral : ø = 0.75b. Otros elementos (estribos) : ø = 0.70

- Para cortante sin o con torsión : ø = 0.85- Para aplastamiento en el concreto : ø = 0.70

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Factores de Reducción ø para el Diseño de Elementos de Concreto Armado-ETABS

OBSERVACIONES:

Al efectuar el diseño con el código ACI 318-11, se observa que las áreas de acero mínimo de acero obtenidas para elementos en flexión se hallan por debajo de lo requerido por el RNE, por lo que su cálculo se realiza con la tabla de diseño de elementos sometidos a flexión anexa. La corrección se efectúa en los planos correspondientes en los que se detalla el armado final y definitivo. La diferencia en el área de acero requerida por el código ACI 318-11 y la norma E060, para elementos sujetos a flexión que se encuentran por encima del mínimo requerido es prácticamente nula, en elementos sujetos a flexocompresión, no existen mayores problemas, las áreas de acero encontradas para elementos a flexocompresión son referenciales para una primera distribución del acero longitudinal, establecido el primer armado se procede a ingresarlo nuevamente dentro del Etabs para proceder al chequeo de la sección propuesta, ello se convierte en un proceso iterativo hasta lograr que la Estructura cumpla con las verificaciones de flexión, tracción, cortante, combinaciones de las mismas y chequeo de nudos. Las áreas de acero de refuerzo reflejadas en los planos, sobre todo en el caso de vigas responde a criterios de refuerzo como el de evitar excentricidades en las secciones.

Con respecto a las cimentaciones el Diseño se realiza con el Software SAFE teniendo las mismas consideraciones que para los elementos en flexión descritos arriba, los mismos que se refrendan en las hoja de diseño de vigas T anexa al final para verificar dichos elementos.

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REQUERIMIENTO DE ACERO LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL O DE CORTE EN [CM2] Y [CM2/CM] RESPECTIVAMENTE EN ELEMENTOS LINEALES O FRAME – BLOQUE 1

REQUERIMIENTO DE ACERO LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL O DE CORTE EN [CM2] Y [CM2/CM] RESPECTIVAMENTE EN MUROS

LA ESCALA CROMATICA INDICA LA CANTIDAD DE ACERO REQUERIDA ADICIONAL A ø 5/8”@20CM PREVIAMENTE PROPUESTA PARA EL REFUERZO EN XX (IZQUIERDA) Y LA MISMA DISTRIBUCION CUMPLE PARA EL REFUERZO EN YY (DERECHA)

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REFUERZO REQUERIDO, LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL, PARA EL REFUERZO DETALLADO EN LOS PLANOS SE HACE USO DE LOS MINIMOS REQUERIDOS SEGÚN EL R.N.E. E-060

LA ESCALA CROMATICA INDICA LA CANTIDAD DE ACERO REQUERIDA ADICIONAL A ø 5/8”@10, 12 y 15, PREVIAMENTE PROPUESTA PARA EL REFUERZO EN XX (IZQUIERDA) Y LA MISMA DISTRIBUCION CUMPLE PARA EL REFUERZO EN YY (DERECHA),

EL REFUERZO FINAL SE DETALLA EN LOS PLANOS CORRESPONDIENTES

REFUERZO REQUERIDO, LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL, PARA EL REFUERZO DETALLADO EN LOS PLANOS SE HACE USO DE LOS MINIMOS REQUERIDOS SEGÚN EL R.N.E. E-060

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LA ESCALA CROMATICA INDICA LA CANTIDAD DE ACERO REQUERIDA ADICIONAL A ø 3/4”@15, PREVIAMENTE PROPUESTA PARA EL REFUERZO EN XX (IZQUIERDA) Y LA MISMA DISTRIBUCION CUMPLE PARA EL REFUERZO EN YY (DERECHA), EL

REFUERZO FINAL SE DETALLA EN LOS PLANOS CORRESPONDIENTES

REFUERZO REQUERIDO, LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL, PARA EL REFUERZO DETALLADO EN LOS PLANOS SE HACE USO DE LOS MINIMOS REQUERIDOS SEGÚN EL R.N.E. E-060

REQUERIMIENTO DE ACERO LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL O DE CORTE EN [CM2] Y [CM2/CM] RESPECTIVAMENTE EN ELEMENTOS LINEALES O FRAME – BLOQUE 1

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REQUERIMIENTO DE ACERO LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL O DE CORTE EN [CM2] Y [CM2/CM] RESPECTIVAMENTE EN MUROS

LA ESCALA CROMATICA INDICA LA CANTIDAD DE ACERO REQUERIDA ADICIONAL A ø 5/8”@125CM PREVIAMENTE PROPUESTA PARA EL REFUERZO EN XX (IZQUIERDA) Y LA MISMA DISTRIBUCION CUMPLE PARA EL REFUERZO EN YY (DERECHA)

REFUERZO REQUERIDO, LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL, PARA EL REFUERZO DETALLADO EN LOS PLANOS SE HACE USO DE LOS MINIMOS REQUERIDOS SEGÚN EL R.N.E. E-060

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REQUERIMIENTO DE ACERO LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL O DE CORTE EN [CM2] Y [CM2/CM] RESPECTIVAMENTE EN ELEMENTOS LINEALES O FRAME – BLOQUE 1

REQUERIMIENTO DE ACERO LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL O DE CORTE EN [CM2] Y [CM2/CM] RESPECTIVAMENTE EN MUROS

LA ESCALA CROMATICA INDICA LA CANTIDAD DE ACERO REQUERIDA ADICIONAL A ø 5/8”@15CM PREVIAMENTE PROPUESTA PARA EL REFUERZO EN XX (IZQUIERDA) Y LA MISMA DISTRIBUCION CUMPLE PARA EL REFUERZO EN YY (DERECHA)

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REFUERZO REQUERIDO, LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL, PARA EL REFUERZO DETALLADO EN LOS PLANOS SE HACE USO DE LOS MINIMOS REQUERIDOS SEGÚN EL R.N.E. E-060

V. CONCLUSIONES:

- Se concluye que la estructuración planteada es lo suficientemente rígida como para soportar esfuerzos laterales producto de un ocasional sismo en la zona y empujes de tierras.

- El peralte de las vigas es el adecuado, se verifica dicha conclusión observando las deformaciones combinadas de Cargas Vivas y Muertas, las mismas que se hallan dentro de los límites permisibles.

- El dimensonamiento de los elementos estructurales en ningún caso ocasionan problemas en la relación Viga-Columna.

- La cimentación planteada es lo suficientemente rígida de tal forma que la distribución de cargas en el suelo es uniforme, además la geometría permite presiones dentro de la capacidad admisible del suelo.

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ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS ALIGERADAS

NORMATIVIDAD EMPLEADA:

REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES – 2006 (VIGENTE A LA FECHA).

- N.T.E. E.020 “CARGAS”- N.T.E. E.060 “CONCRETO ARMADO”

AMERICAN CONCRETE INSTITUTE 318-2003.

ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS:

CONCRETO:

- Masa por unidad de Volúmen del Concreto : 244.6 Kg/m3- Peso por unidad de Volúmen del Concreto : 2400 Kg/m3- Módulo de Elasticidad del Concreto : 217000 kg/cm2- Coeficiente de Poisson : 0.20- Resistencia a la Compresión f’c : 210 kg/cm2

ACERO:

- Resistencia a la Fluencia fy : 4200 kg/cm2

RECUBRIMIENTOS MINIMOS:

- Losas Aligeradas y Escaleras : 2.5 cm

SOBRECARGAS:

BIBLIOTECAS – ALMACENES = 750kg/m2CORREDORES – ESCALERAS = 400kg/m2OFICINAS = 250kg/m2SALAS DE REUNION = 300kg/m2

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ALIGERADO A-1

DEFINICION DE LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO-SAP2000

DEFINICION DE LAS PROPIEDADES DEL ACERO DE REFUERZO - SAP2000

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ALIGERADO A-1 – GEOMETRIA BASICA (cm)

ALIGERADO A-1 – CARGAS MUERTAS.

ALIGERADO A-1 – CARGA VIVA CASO I.

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ALIGERADO A-1 – CARGA VIVA CASO II.

ALIGERADO A-1 – CARGA VIVA CASO III.

ALIGERADO A-1 – CARGA VIVA CASO IV.

ALIGERADO A-1 – CARGA VIVA CASO V.

ENVOLVENTE DE MOMENTOS PRODUCIDOS POR CARGA MUERTA Y VIVAS (TON-M)

AREAS DE ACERO REQUERIDAS SEGÚN SAP2000

Las áreas de acero encontradas son referenciales, el Armado final se detalla en los planos correspondientes, las mismas que fueron refrendadas con los aceros mínimos requeridos para secciones T sujetas a flexión.

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ALIGERADO A-2

DEFINICION DE LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO-SAP2000

DEFINICION DE LAS PROPIEDADES DEL ACERO DE REFUERZO - SAP2000

Page 63: Memoria de Calculo Estructural-Archivo Historico

ALIGERADO A-2 – GEOMETRIA BASICA (cm)

ALIGERADO A-2 – CARGAS MUERTAS.

ALIGERADO A-2 – CARGA VIVA CASO I.

Page 64: Memoria de Calculo Estructural-Archivo Historico

ALIGERADO A-2 – CARGA VIVA CASO II.

ALIGERADO A-2 – CARGA VIVA CASO III.

ALIGERADO A-2 – CARGA VIVA CASO IV.

ENVOLVENTE DE MOMENTOS PRODUCIDOS POR CARGA MUERTA Y VIVAS (TON-M)

AREAS DE ACERO REQUERIDAS SEGÚN SAP2000

Las áreas de acero encontradas son referenciales, el Armado final se detalla en los planos correspondientes, las mismas que fueron refrendadas con los aceros mínimos requeridos para secciones T sujetas a flexión.

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ESCALERA E-1

DEFINICION DE LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO-SAP2000

DEFINICION DE LAS PROPIEDADES DEL ACERO DE REFUERZO - SAP2000

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ESCALERA E-1 – GEOMETRIA BASICA (cm)

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ESCALERA E-1 – CARGAS MUERTAS.

ESCALERA E-1 – CARGA VIVA CASO I.

Page 68: Memoria de Calculo Estructural-Archivo Historico

ENVOLVENTE DE MOMENTOS PRODUCIDOS POR CARGA MUERTA Y VIVAS (TON-M)

AREAS DE ACERO REQUERIDAS SEGÚN SAP2000

Las áreas de acero encontradas son referenciales, el Armado final se detalla en los planos correspondientes, las mismas que fueron refrendadas con los aceros mínimos requeridos para secciones rectangulares sujetas a flexión y acero mínimo en losas (0.0018*b*h).