Memoria de Calculo Estructuras - Proyecto Vivienda

8/16/2019 Memoria de Calculo Estructuras - Proyecto Vivienda

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MEMORIA DE CÁLCULO

PROYECTO “VIVIENDA FAMILIAR / LUIS ADALBERTOORIHUELA SANTIVAÑEZ – HUANCAYO - JUNIN”


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1. INTRODUCCION

1.1. OBJETIVO

La presente Memoria de Cálculo corresponde al análisis y diseño de elementos de una

vivienda familiar, conforme con los planos del proyecto arquitectónico.

1.. ALCANCE

El proyecto estructural a desarrollar se basará en proponer medidas óptimas para el buen

desempeño de las edificaciones a diseñar sometidas a cargas de gravedad y solicitaciones

sísmicas. Estas edificaciones serán modeladas segn los parámetros de la actual !orma de

Estructuras vigente y teniendo en consideración las "ipótesis de análisis asumidas indicadas

en el Capítulo # correspondiente a los Criterios de $iseño.

2. DESCRIPCION DEL PLANTAMIENTO ESTRUCTURAL

La estructura consta de % niveles& respecto a su configuración estructural, en ambas

direcciones pertenece a una albañilería confinada en el cual las acciones sísmicas son

resistidas principalmente por muros de albañilería con columnas de confinamiento.

3. CRITERIOS DE DISEÑO

3.1. HIPOTESIS DE ANALISIS

El análisis sísmico de la edificación se reali'ó con el programa E()*+ -ersión ./0. La

estructura fue anali'ada mediante un modelo tridimensional, suponiendo losas infinitamente

rígidas frente a acciones en su plano. En el análisis se supuso comportamiento lineal y

elástico. Los elementos de concreto armado se representaron con elementos lineales. Las

losas de concreto armado se modelaron con elementos tipo Membrana, los muros como

elementos +"ell y las columnas y vigas como tipo frame. El presente modelo se anali'ó

considerando sólo los elementos estructurales, sin embargo, los elementos no estructurales

"an sido ingresados en el modelo como solicitaciones de carga debido a que aquellos no son

importantes en la contribución de la rigide' y resistencia de la edificación.


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3.2. NORMAS APLICABLES

• !orma (1cnica de Edificación E.2#23 Cargas.

4eglamento !acional de Edificaciones 4!E0

• !orma (1cnica de Edificación E.2523 Diseño Sismo resistente.


• !orma (1cnica de Edificación E.2623 Concreto Armado.


• !orma (1cnica de Edificación E.2/23 Albañilería.


3.3. ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS

7ara el diseño de la cimentación se consideró los resultados obtenidos en el Estudio de

Mecánica de +uelos, obteni1ndose datos para el análisis3

• Capacidad 7ortante de +uelo3 #.25 8g9cm#

• Coeficiente )ctivo3 2.52

• 7eso específico de terreno3 :./%ton9m5

3.4. PARÁMETROS EMPLEADOS EN EL DISEÑO

a. Categoría de las edificaciones3 Categoría ;;C:.2

b. +uelo de fundación de acuerdo al 4!E, el código de $iseño +ismo resistente clasifica

como suelo con perfil +#, con un factor +>:.#2, (p>2.6 seg. y (L>#.22 seg.

c. =bicación de la obra, depende de la 'ona sísmica donde está ubicada la edificación,

por estar en la provincia de ?uancayo, departamento de @unín está clasificado como

'ona # y factor de 'ona A>2.52

d. Bactor de ductilidad o coeficiente de reducción de la respuesta, se describirá enseguida3

Ee D +istema )lbañilería confinada rregular0 4>#.#%.

Ee D +istema )lbañilería confinada rregular0 4>#.#%.


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3.5. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES

7ara efectos del análisis reali'ado a las edificaciones nuevas se "an adoptado para los

elementos estructurales los valores indicados a continuación3

a. Concreto )rmado3 f;c > #:2 8g9cm# E> #:/ 5/2 8g9cm#0.

b. )cero de refuer'o3 fy > F#22 8g9cm# E> # 222 222 8g9cm#0.

c. )lbañilería3 E>%22fm

d. )cero estructural3 )+(M )56

4. CARGAS

La !orma (1cnica EG2#2 recomienda valores mínimos para las cargas que se deben

considerar en el diseño de una estructura, dependiendo del uso al cual está diseñada la

misma. Las cargas a considerar son las denominadas3 muertas, vivas y sismo.

Consideramos como carga muerta CM0 al peso de los materiales, equipos, tabiques y otros

elementos soportados por la estructura, incluyendo su peso propio que se suponen serán

permanentes y como carga viva C-0, al peso de los ocupantes, materiales equipo, muebles y

otros elementos móviles. Binalmente, las cargas de sismo +0 son aquellas que se generan

debido a la acción sísmica sobre la estructura.

4.1.CARGAS VERTICALES:

Las cargas permanentes y sobrecargas son aquellas que indican el 4!E, !orma de Cargas

EG2#2.

CARGA MUERTA. - Considerado como el peso propio de cada elemento de la edificación.

• 7eso del concreto > #F22 8g9m5.

• 7eso albañilería > :H22 8g9m5.

• 7eso de acabados > :22 8g9m#.

• 7eso de losa maci'a e>2.#2 m > FH2 8g9m#.

• 7eso de losa aligerada > #H2 8g9m#

• 7eso de acero > /H22 8g9m5.

CARGA VIVA. - Las cargas vivas utili'adas segn norma tuvieron que ser afectadas por el

factor de reducción de 2.#% para el análisis sísmico3


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• +obrecarga de #%2 Ig9m#

4.2.CARGAS HORIZONTALES:

SISMO. - +e "a elaborado de acuerdo a las normas de $iseño +ismoG4esistentes EG252.

4.3.COMBINACIONES DE CARGAS DE DISEÑO EN CONCRETO ARMADO

7ara determinar la resistencia nominal requerida, se emplearon las siguientes

combinaciones de cargas3

Combinación :3 :.F CM J :./ C- CM > carga muerta

Combinación #3 :.#% CM J C-0 J + C- > carga viva

Combinación 53 :.#% CM J C-0 G + + > carga de sismo

Combinación F3 2.2 CM J +

Combinación %3 2.2 CM G +.

)demás, el 4eglamento establece factores de reducción de resistencia en los siguientes

casos3

(abla !K:3 Bactores de reducción de resistencia

5. ANALISIS ESTRCUTURAL DE LA EDIICACION.

+olicitación Bactor φ de 4educción

G Bleión 2.2

G (racción y (racción J Bleión 2.2

G Cortante 2.H%

G (orsión 2.H%

G Cortante y (orsión 2.H%

G Compresión y Bleo compresión 2./2


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5.1.ESTRUCTURACION ! PREDIMENSIONAMIENTO.

LOSAS:

+e optó por emplear una losa aligerada cuyo predimensionamiento es la siguiente

epresión3

Luz/25

" %20 9 #% > #2.56 cm

+e optó por tomar losas de #2cm de peralte.

VIGAS:

El predimensionamiento de vigas de concreto armado se da por la siguiente epresión3

Luz/14

%6%9 :F > F2.56 cm.

+e optó por vigas principales de F%cm de peralte para evitar problemas de defleión.

5.2.MODELAMIENTO.

El modelo estructural del edificio se muestra a continuación, en el cual se incluyó los

parámetros indicados en el capítulo anterior y se tomaron en consideración las "ipótesis

de análisis indicadas en el punto #.:.

(1cnica de modelamiento3 Elementos Binitos

7ara la cual se procedió a3

• Modelar columnas y vigas como elementos B4)ME.

• Losas maci'as con elementos membrana.

• Muros como elementos +"ell.

5.3.ASIGNACION ! METRADO DE CARGAS.

+e asignó las cargas de gravedad tanto como carga muerta y viva, los cuales incluyen el

peso propio de losa y acabados y la sobrecarga de tec"o.

5.4.ANALISIS SISMICO.

7ara determinar los despla'amientos y fuer'as cortantes que el sismo impone sobre la


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estructura, se "a efectuado el "#$%&'&' ($)&*+ determinando la masa del nivel de piso

correspondiente. +e "a utili'ado un programa de cómputo para determinar las rigideces

de piso y calcular las frecuencias naturales y modos de vibración de la estructura. En el

análisis tridimensional se "a empleado la superposición de 5 primeros modos de vibración

de la estructura considerándose 5 grados de libertad por piso, esto es, traslación en dos

direcciones y una rotación torsional con más del 2N de participación de masa en

direcciones indicadas, controlando la distorsión de entre piso a /9:222 segn la !orma EG

252. +e "a considerado para el espectro de diseño los parámetros referentes a un

espectro elástico de pseudoGaceleraciones +a0 definido por3

Sa = ZUSC *g donde: SC es la función

R

Dónde:

A> 2.#% Aona #, Lima0

=> :.2 Edificaciones comunes0

+> :.#2 (p > 2.6 s0 (L > #.22 s0

4> #.#%

4y> #.#%

g> .H: m9s# aceleración de la gravedad0

C> Bactor de amplificación sísmica

(> 7eriodo fundamental de la estructura.

(p, (L>7eriodo predominante del suelo.

!. MODELAMIENTO DE LA EDIFICACION MEDIANTE EL PRO"RAMAETABS #.$.%.&


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%. MODOS DE VIBRACION DE LA ESTRUCTURA'. ANALISIS SISMICO ESTATICO Y DINAMICO CON LA NORMA E-()(

DE DISEÑO SISMORESISTENTE*

Factores de zona

ZONA Z

1 0.152 0.30

3 0.40

Factor de suelo "S"

Tipo Descripcion T P (S) S

S1 Roca o suelos mu r!"i#os 0.4 1.0

S2 Suelos in$erme#ios 0.% 1.2


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S3 Suelos &le'iles 0. 1.4

S4 *on#iciones e'cepcionales + +

Categoria de las Edificaciones

*a$e"oria ,

A -#i&icaciones -scenciales 1.5

-#i&icaciones /mpor$an$es 1.30

* -#i&icaciones *omunes 1.00

D -#i&icaciones enores +

'.1 ANALISIS SISMICO ESTATICO

Tp= 0.6

COEFICIENTESPARA ELETABS

Z= 0.3U= 1

PESO

CORTANTE

ESTATICAS 1.2

Cxx2.867399

96 Tx=0.5231

22Vxx=(Z*U*C*S)/Rx 0.113

1892.8032 212.94

Cyy4.918452

06 Ty=0.3049

74Vyy=(Z*U*C*S)/Ry 0.300

1892.8032 567.84

Rx 8Ry 3


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'. FACTOR DE MASA PARTICIPATIVA*

M+, P+, U0 UY RZ S2R0 S2RY S2RZ

1

0.52312

2 68.9151 0.0262 4.2926 0.0345 93.2675 4.2926

0.30497

4 0.0002 83.5792 1.3723 98.3552 93.2699 5.6649

)0.27503

3 2.0278 1.048 76.3569 99.5053 97.8637 82.0219

&0.13230

5 16.0421 0.0051 0.418 99.506 99.33 82.4399

30.10177

7 0.0002 10.4797 0.0008 99.7696 99.3314 82.4406

!0.08105

6 2.0994 0.0176 12.1415 99.77 99.5376 94.5821

% 0.068757 5.2795 0.0123 0 99.7711 99.8548 94.5822

'0.06089

7 0.0035 2.4671 0.0085 99.9772 99.8551 94.5907

$0.04833

7 0.435 0.0259 0.9314 99.9772 99.8626 95.5221

1(0.04545

1 0.0075 0.7368 0.0012 99.9839 99.8626 95.5233

110.03802

8 2.285 0.0451 1.8337 99.9857 99.9494 97.3571

10.03775

3 0.4096 0.145 0.1312 99.9938 99.9643 97.4883

'.) PESO DE LA EDIFICACION

S4+5D6786

92M6::0 M6::Y MMI 0M YM

PESO0PISO

TECHO3

D3 26.4212 26.4212 2221.789

2 8.483 10.38

3$.1$1$%

TECHO&

D& 37.1003 37.1003 3052.093

5 8.396 10.276

)!).$3)$&)

TECHO)

D) 37.1745 37.1745 3064.5333

8.382 10.298 )!&.!'1'&3

TECHO

D 37.1745 37.1745 3064.533

3 8.382 10.298

)!&.!'1'&3

TECHO1

D1 36.6906 36.6906 2959.358

8 8.38 10.34

)3$.$)&%'!

MEZANINE

MEZANINE

18.3852 18.3852 1551.908

8 6.487 10.23

1'(.)3''1

MASA1$.$&!

)1$.$&!

)

PESO1'$.'(

)

1'$.'(

) T+;


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'.& ANÁLISIS SISMICO DINAMICO- ESPECTRO DE RESPUESTA DE LANORMA E-()( DE DISEÑO SISMORESISTENTE

Per&il #e Suelo S2

Zona S!smica Z3*a$e"oria *

Z 0.3

T P (S) 0.%

ac$or #e suelo S 1.20

ac$or #e ,so , 1.00

E-()(-(()

E0302003

T (s) CS

0 3

0.1 3.00

0.2 3.00

0.3 3.000.4 3.00

0.5 3.00

0.% 3.00

0. 3.00

0. 2.25

0. 2.00

1 1.0

1.1 1.%4

1.2 1.501.3 1.3


12/24

1.4 1.2

1.5 1.20

1.% 1.13

1. 1.0%

1. 1.001. 0.5

2 0.0

2.1 0.%

2.2 0.2

2.3 0.

2.4 0.5

2.5 0.2

2.% 0.%

2. 0.%

2. 0.%4

C696;,+ < E:7=4+ E()( 6< 7+9626 ETABS #$.%.&

$. RESULTADO

S DEL ANALISIS SISMICO

DIAFRAMA MOMENTO FLECTOR> DIA"RAMA DE FUERZA CORTANTE Y DIA"RAMA DE FUERZA A0IAL*

1(. VERIFICACION DE DESPLAZAMIENTOS Y DRIFT SE"?N LA

NORMA E()( DE DISEÑO SISMORESISTENTE


13/24

VERIFICACION DE LAS DERIVAS EN DIRECCION 00

Story Item Load Point X Y Z DriftX VERIFICACION

TECHO 5 a! Drift X DX 16 17.25 0 17.75 "#""5 PS!!!TECHO $ a! Drift X DX 66 1".6# 0 1".6 "#""% PS!!!

TECHO & a! Drift X DX 66 1".6# 0 11."5 "#""% PS!!!TECHO ' a! Drift X DX 66 1".6# 0 #.$ "#""% PS!!!TECHO ( a! Drift X DX 16 17.25 0 5.15 "#""$ PS!!!

EZANINE a! Drift X DX 16 17.25 0 2.775 "#""' PS!!!

VERIFICACION DE LAS DERIVAS EN DIRECCION YY

Story Item Load Point X Y Z DriftY VERIFICACION

TECHO 5 a! Drift Y DY 20 17.25 21.0" 17.75 0.001 PS!!!TECHO $ a! Drift Y DY 5# 17.25 6."# 1".6 0.001 PS!!!TECHO & a! Drift Y DY 20 17.25 21.0" 11."5 0.002 PS!!!TECHO ' a! Drift Y DY 5# 17.25 6."# #.$ 0.002 PS!!!TECHO ( a! Drift Y DY 20 17.25 21.0" 5.15 0.002 PS!!!

EZANINE a! Drift Y DY 20 17.25 21.0" 2.775 0.001 PS!!!

11. DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

11.1 DISEÑO DE VI"AS


14/24

VI"A 30&3*

VI"A 30&3

11. DISEÑO DE COLUMNAS*

COLUMNA C1 USAR* &@)/&”' @3/'”


15/24

SISMO 00-M))

C!"#!S 0$"33 180$"33

C!"#!S 90$"22 270$"22

SISMO 00-M

COLUMNA C1 USAR* &@)/&”' @3/'”


16/24

C!"#!S 0$"33 180$"33

SISMO YY-M))

C!"#!S 90$"22 270$"22

SISMO YY-M


17/24

COLUMNA C USAR* '@3/'”

C!"#!S 0$"33 180$"33

SISMO 00-M))


18/24

C!"#!S 90$"22 270$"22

SISMO 00-M

COLUMNA C USAR* '@3/'”

C!"#!S 0$"33 180$"33

SISMO YY-M))


19/24

C!"#!S 90$"22 270$"22

SISMO YY-M

11.) DISEÑO DE LOS MUROS* USAR A=+ V4=6< @)/'”(.(2>

A=+ H++;46< @)/'”(.(2

C!"#!S 0$"33 180$"33

SISMO 00-M))


20/24

C!"#!S 90$"22 270$"22

SISMO 00-M

DISEÑO DE LA CIMENTACION

%&SE'! %E L ZT 3

DATOS

PD) 12" %onPV) 2& %on

terre) 2.0$ 'g(c)2

f*) 210 'g(c)2

fy) "200 'g(c)2

Df) 1.5 )

+f) 1.6 )

S,*) "00 'g()2

-) 1.#

*) 2." m 2.05 %on()$

(# ESF.ERZO NETO DE DISE/O ;

n= 16."" %on()

'# AREA DE LA ZAPATA EN PLANTA

= 7.2& )2


21/24

VERIFICACION DEL S.ELO

e!) 0."5 )

Y) 1$.275 %on*)

ey) 0."5 )

X) 1$.275 %on*)

P) 2&.5 %on;


22/24

CORTANTE ACT.ANTE

U= a d de la ca,a

U= 11.2&$$$$$ %on 223V*) CUP34 %on()2

11.2&$$$$$ %on

4# VERIFICACIO POR P.NZONAIENTO

CR4 R4SS44 0.#5

o) 1.7

V*) 1$5."&"$7$

V=G 115.170217

CR4 CU4

P1) "2.$5

Ao) 0.7225

V1) 2#.750&"""++8c=CUP34!!!

6# DISE/O POR FLEXION

71) 1#.#222222 %on()2

*) 0.& )

L) 1.5 )

1) 11."$"5 %on*)

f*) 210

fy) "200

8+i) 0.&) 1.5

d) 0.5

7) 0.016$2$7$

*1antia 0.000#161& A- re91e 6.121$&6& c)2

C1antia minima 0.001# A- minim 1$.5 c)2

.SAR) 1$.5 c)2

ACERO EN LA DIRECCION LON:IT.DINAL

Rec 7.5 c)


23/24

3= 1.5 )

9= 1.5 )

*Suonga)os ce,o 5(#;

Dia) 1.5& c)


24/24

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