Memoria de Cálculo SANTA ROSA.doc

7/21/2019 Memoria de Cálculo SANTA ROSA.doc

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MEMORIA DE CÁLCULO DE ESTRUCTURAS

PROYECTO:

EDIFICIO “SANTA ROSA”(CUSCO – CUSCO – CUSCO)

Contenido1. CRITERIOS DE DISEÑO......................................................................................................2

1.1 HIPOTESIS DE ANALISIS............................................................................................2

1.2 NORMAS APLICABLES...............................................................................................2

1.3 ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS......................................................................2

1.4 PARAMETROS DE DISEÑO.........................................................................................22. ANALISIS SISMICO.............................................................................................................3

2.1. PARAMETROS SÍSMICOS................................................................................................3

2.2. COMBINACIONES DE CARGA.......................................................................................4

2.3. MODELAMIENTO SÍSMICO DEL LA EDIFICACION..................................................5

2.4. ESTIMACIÓN DE MASAS................................................................................................6

2.5. MODOS DE VIBRACIÓN..................................................................................................

2.5. DESPLA!AMIENTOS " DISTORSIONES....................................................................1#

3. DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES...............................................................11

3.1. DISEÑO DE VIGAS.........................................................................................................12

3.2. DISEÑO COLUMNAS.....................................................................................................16

3.2. DISEÑO MUROS DE CORTE.........................................................................................1$



Memoria de Cálculo de Estructuras

Proyecto: Edificio “Santa Rosa" (Cusco – Cusco – Cusco)

1. CRITERIOS DE DISEÑO

1.1 HIPOTESIS DE ANALISIS

Los diversos módulos fueron analizados con modelos tridimensionales, 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. Los muros de corte son representados en el modelo con

elementos área. El conjunto se analizó considerando sólo los elementos estructurales,

sin embargo, los elementos no estructurales han sido ingresados en el modelo como

solicitaciones de carga debido a que aquellos no son importantes en la contribución de

la rigidez y resistencia de la edificación.

1.2 NORMAS APLICABLES• orma !"cnica de Edificación E.#$#% Cargas

&eglamento acional de Edificaciones '&E(

• orma !"cnica de Edificación E.#)#% Diseño Sismorresistente


• orma !"cnica de Edificación E.#*#% Concreto Armado


1.3 ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS

+ara el diseo de la cimentación se considero los resultados obtenidos en el Estudio

de -ecánica de uelos.

Este estudio plantea como condiciones generales de cimentación las siguientes%

• Estrato de apoyo de la cimentación% /rcilla limosa '0L(

• +rofundidad de 0imentación% $.## m mínimo

• 0apacidad +ortante /dmisible% #.12 3g4cm$

• /sentamiento diferencial% $.2 mm

• /gresividad del suelo a la cimentación% Leve, usar cemento +ortland tipo 5

1. PARAMETROS DE DISEÑO

C!"!#$%"&'$#!' % *+' M!$%"!*%'

2





+ara efectos del análisis realizado tanto a las edificaciones nuevas como a las

e6istentes, se han adoptado para los elementos estructurales nuevos los valores

indicados a continuación%

• 0oncreto armado% f7c 8 $9# 3g4cm$ 'E 8 $9: ):# 3g4cm$(

• /cero de refuerzo% fy 8 ;$## 3g4cm$

• /lbailería% f7m 8 *2 3g4cm$ 'E 8 )$ 2## 3g4cm$(

C!",!' % ,"!-%!

Las cargas verticales se evaluaron conforme a la orma de Estructuras E.#$# Cargas.

Los pesos de los elementos no estructurales se estimaron a partir de sus dimensiones

reales con su correspondiente peso específico. / continuación se detallan las cargastípicas 'muertas y vivas( consideradas en el análisis%

• 0argas -uertas '<(%

+eso de /cabados% 9$# 3g4m$

• 0argas =ivas 'L(%

=ivienda % $## 3g4m$

+asadizos % $2# 3g4m$

Escaleras % $2# 3g4m$

/zotea % $## 3g4m$

+ara el cálculo del peso total de la edificación se uso el 9##> de la carga muerta más

el $2> de la carga viva seg?n lo indicado en la orma de Estructuras E.#)# Diseño

Sismorresistente correspondiente a las edificaciones categoría 0 'Edificaciones

0omunes(.

2. ANALISIS SISMICO

2.1. PARAMETROS SSMICOS

En análisis sísmico de las estructuras se realizó siguiendo los criterios de la orma de

diseo sismo resistente E.#)# mediante el procedimiento de superposición modal

espectral. La respuesta má6ima elástica esperada se determinó mediante la

combinación cuadrática completa 0@0%

Los parámetros sísmicos considerados para el análisis de las estructuras son los

siguientes%

3





• Aactor de zona B 8 #.)# 'Bona $(

• Aactor de uso e importancia C 8 9.## '0ategoría 0(

• Aactor de suelo 8 9.$# 'eg?n Estudio de uelos(

• +eriodo de =ibración !s 8 #.*# seg 'eg?n Estudio de uelos(

• Aactor de amplificación sísmica 0 8 $.2#

• Aactor de reducción & 8 * '-uros Estructurales(

Dráfico 9% Espectro considerado en el modelo

2.2. COMBINACIONES DE CAR/A

La verificación de la capacidad de los elementos de concreto armado se basó en el

procedimiento de cargas factoradas conforme a la actual orma de Estructuras E.#*#

Concreto Armado y al código /05 )91FG2. Las combinaciones de carga analizadas

fueron las siguientes%

• C 8 9.; < H 9.: L

• C 8 9.$2 '< H L( I +J

• C 8 9.$2 '< H L( I +K

• C 8 #.G < I +J

• C 8 #.G < I +K

<onde%

4





< % 0argas muertas

L % 0argas vivas

+J, +K % cargas sísmicas espectrales en las direcciones J e K

2.3. MODELAMIENTO SSMICO DEL LA EDIFICACION

El modelo estructural del edificio muestra a continuación 'Aiguras #$ K #)(, en el cual

se incluyeron los parámetros indicados en el capítulo anterior y se tomaron en

consideración las hipótesis de análisis indicadas anteriormente.

Dráfico $% -odelo !ridimensional del Edificio /nalizado

5





Dráfico )% +lanta !ípica del Edificio /nalizado

2.. ESTIMACI0N DE MASAS

Las masas se evaluaron seg?n lo especificado en la orma E.#)# Diseño

Sismorresistente y en la orma E.#$# Cargas. e incluyeron las masas de las losas,

vigas, columnas, tabiquería, acabados de piso y techo y el $2> de la sobrecarga

má6ima.

NivelMasa

Centro deMasa

Centro deRigidez

(Tn.seg

2

/m) XCM YCM XCR YCRSTOR

Y1 5.1104 4.454 3.972 6.271 5.368STOR

Y2 5.1104 4.454 3.972 6.276 5.025STOR

Y3 5.1104 4.454 3.972 6.101 5.021STOR

Y4 5.1104 4.454 3.972 5.92 5.158STOR

Y5 5.1104 4.454 3.972 5.747 5.332

STOR 4.0776 4.101 3.875 5.592 5.486

6





Y6

!abla 9% 0entro de -asas y &igideces de la Edificación

2.. MODOS DE IBRACI0N

La !abla siguiente indica los resultados obtenido para períodos y frecuencias

naturales, así como las masas efectivas en cada dirección.

PeriodoFrecuen

ciaMasa !ectiva

Total (")(seg) (#z) $umRX $umRY

0.3797142.633561

05 13.892 47.795

0.337892.959543

05 72.380 83.270

0.212334.709650

07 98.315 98.374

0.09795410.20887

36 98.592 98.773

0.07640913.08746

35 98.947 99.624

0.047426

21.08548

05 99.723 99.723

0.04666721.42841

84 99.771 99.730

0.03289530.39975

68 99.832 99.924

0.029446 33.96047 99.847 99.924

0.02102547.56242

57 99.851 99.929

0.02067548.36759

37 99.957 99.942

0.019167

52.17300

57 99.968 99.977

0.01611162.06939

36 99.969 99.978

0.0132375.58578

99 99.984 99.987

0.01274678.45598

62 99.993 99.994

0.01030497.04968

94 99.996 99.996

0.009391106.4849

32 99.999 99.999

0.007756 128.9324 100.000 100.000





39

!abla $% -odos, +eriodos y Arecuencias de =ibración

/ continuación se muestran los desplazamientos y rotaciones de los primeros modos

de vibración.

$





Dráfico ;% =ista del -odelo en su +rimer -odo de =ibración !8#.):G:9; seg.

%





Dráfico 2% =ista del -odelo en su egundo -odo de =ibración !8#.)):1G seg.

1#





Dráfico *% =ista del -odelo en su !ercer -odo de =ibración !8#.$9$)) seg.

2.. DESPLAAMIENTOS Y DISTORSIONES

En la !abla #9 siguiente indica los desplazamientos y distorsiones en planta de los

diafragmas de cada nivel. Estos valores fueron determinados multiplicando los

resultados obtenidos en el programa de análisis por #.:2 &, conforme se especifica en

la orma E.#)# Diseño Sismorresistente.

11





T!4*! 51D%'6*!7!8%9$+' 8;8+' +4$%9+'

-ódulos 9M y $M '$ iveles(

Nivel

Altura

e!"la#a$iento! %$&

e!"la#a$iento!Corr. %$&

i!tor!i'n eriva

%$& () (Y () (Y *) *Y *)+, *Y+,

6 2.70 0.0082 0.0068 0.0369 0.03060.0072

0.0058

0.00267

0.00217

5 2.70 0.0066 0.0055 0.0297 0.024750.0077

0.0059

0.00283

0.00217

4 2.70 0.0049 0.0042 0.02205 0.01890.0072

0.0063

0.00267

0.00233

3 2.70 0.0033 0.0028 0.01485 0.0126 0.0068 0.0059 0.00250 0.00217

2 2.70 0.0018 0.0015 0.0081 0.006750.0054

0.0045

0.00200

0.00167

1 2.70 0.0006 0.0005 0.0027 0.002250.0027

0.0023

0.00100

0.00083

!abla )% -á6imas <efle6iones +ermitidas

<e acuerdo a los resultados obtenidos relacionados con los desplazamientos relativos

de entrepiso, se concluye que la estructura cumple con los requisitos dedesplazamiento e6igidos por la orma E.#)# Diseño Sismo Resistente pues todas las

derivas son menores de #.##: e6igido para edificaciones de concreto armado

3. DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

El diseo de elementos estructurales está regido por la norma E.#*# de 0oncreto

/rmado, del &eglamento acional de Edificaciones y toma en consideración los

siguientes valores de reducción.

Dráfico :% =alores de &educción de &esistencia

12





3.1. DISEÑO DE I/AS

0on los momentos má6imos de la envolvente se procede a determinar la cantidad de acero requeridapor fle6ión, para ello se utilizó las siguientes e6presiones%

+ara el caso de secciones rectangulares sometidas a fle6ión, la norma EF#*# seala el acero mínimoy má6imo seg?n las siguientes e6presiones%

+ara el acero mínimo%

+ara el acero má6imo%

<5ENO +O& 0O&!E

La capacidad en corte de las vigas viene dada por la suma del aporte del concreto =c más el aportedel refuerzo transversal =s 'estribos(.

!enemos% =u P-=n, por lo tanto% =u P -'=c H =s(

En caso que se requiera refuerzo debido al corte =s, de las e6presiones anteriores usamos lasiguiente%

=s 8 =u4- F =c

Entonces el espaciamiento QQ utilizando estribos simples #)41Q, en una sección ubicada a unadistancia QdQ de la cara será%

+or ?ltimo los requerimientos de la norma E.#*#, el refuerzo transversal cumplirá las siguientescondiciones sismoresistentes%

13





Dráfico 1% &equerimientos de estribos en vigas

<e lo anterior se procedió a disear todas las vigas. En los siguientes cuadros se presenta

el diseo de las vigas más solicitadas por cargas de servicio.

14





3.2. DISEÑO MUROS DE CORTE

El diseo de placas o muros estructurales se basaran en las disposiciones especiales para

elementos sismoFresistentes del capítulo $9 de la orma E.#*# &eferente a -uros

Estructurales de 0oncreto /rmado.

&EACE&BO <5!&5RC5<O =E&!50/L K SO&5BO!/L -55-O

La orma E.#*#, establece que cuando la fuerza cortante ?ltima =u sea menor que

#.$:raiz'f7c( 6 /cT 'en 3g4cm$(, el refuerzo distribuido será de acuerdo con los siguientes

mínimos%

U La cuantía de refuerzo horizontal no será menor que #.##$.

U La cuantía de refuerzo vertical no será menor que #.##92.

El espaciamiento del refuerzo en cada dirección no deberá e6ceder de tres veces el espesor

del muro ni de ;#cm.

15





/sí mismo si la relación entre la altura total y el largo de la placa 'hm4lm( no e6cede de $.#,

la cuantía de refuerzo vertical pv, no debe ser menor que la cuantía de refuerzo horizontal

phV por lo tanto, tenemos que para el acero de refuerzo vertical como para el horizontal la

cuantía mínima será% pW#.##$.

0uando el espesor del muro sea mayor que $#cm deberá distribuirse el refuerzo horizontal y

vertical por cortante en las dos caras del muro.

0uando el muro tiene un espesor menor se recomienda una capa de refuerzo vertical y

horizontal, que se ubique en el centro de la placa, con el fin de evitar aglomeración de

refuerzo.

<5ENO +O& ALEJO0O-+&E5O

e colocara el refuerzo vertical distribuido a lo largo de la longitud del muro y concentrado

en los e6tremos 'n?cleos( y en las zonas donde llegan vigas perpendiculares al plano de la

placa.

El diseo de las placas de la edificación se presenta a continuación%

Stor

/ierl

dear

ndar

ndS"n

ReRatio

CurrRatio

e)1

e Y1

e)2

e Y2

SearAv

oneen

6 /1 :4 :4 20 0.0033 0.0031237.

5787.

5317.

5787.

5 0.295 12

5 /1 :4 :4 20 0.0025 0.0031237.

5787.

5317.

5787.

5 0.295

4 /1 :4 :4 20 0.0033 0.0031237.

5787.

5317.

5787.

5 0.295 12

3 /1 :4 :4 20 0.0032 0.0031237.

5787.

5317.

5787.

5 0.295 12

2 /1 :4 :4 20 0.003 0.0031237.

5787.

5317.

5787.

5 0.295 13.322

1 /1 :4 :4 20 0.0025 0.0031237.

5787.

5317.

5787.

5 0.295 14.777

6 /2 :4 :4 20 0.0025 0.0029500.

5787.

5737.

5787.

5 0.295

5 /2 :4 :4 20 0.0025 0.0029500.

5787.

5737.

5787.

5 0.295

4 /2 :4 :4 20 0.0025 0.0029

500.

5

787.

5

737.

5

787.

5 0.295

3 /2 :4 :4 20 0.0025 0.0029500.

5787.

5737.

5787.

5 0.295

2 /2 :4 :4 20 0.0025 0.0029500.

5787.

5737.

5787.

5 0.295

1 /2 :4 :4 20 0.0036 0.0029500.

5787.

5737.

5787.

5 0.295

6 /3 :4 :4 20 0.0046 0.0031237.

5462.

5237.

5542.

5 0.295

5 /3 :4 :4 20 0.0025 0.0031237.

5462.

5237.

5542.

5 0.295

4 /3 :4 :4 20 0.0025 0.0031237.

5462.

5237.

5542.

5 0.295 12

3 /3 :4 :4 20 0.0025 0.0031

237.

5

462.

5

237.

5

542.

5 0.295 12.944

16





2 /3 :4 :4 20 0.0025 0.0031237.

5462.

5237.

5542.

5 0.295 14.774

1 /3 :4 :4 20 0.0025 0.0031237.

5462.

5237.

5542.

5 0.295 16.645

6 /4 :4 :4 20 0.0041 0.0031

237.

5

112.

5

237.

5

192.

5 0.295 12

5 /4 :4 :4 20 0.0025 0.0031237.

5112.

5237.

5192.

5 0.295 12

4 /4 :4 :4 20 0.0025 0.0031237.

5112.

5237.

5192.

5 0.295 12.336

3 /4 :4 :4 20 0.0025 0.0031237.

5112.

5237.

5192.

5 0.295 14.571

2 /4 :4 :4 20 0.0025 0.0031237.

5112.

5237.

5192.

5 0.295 16.743

1 /4 :4 :4 20 0.0025 0.0031237.

5112.

5237.

5192.

5 0.295 18.823

6 /5 :4 :4 20 0.0025 0.0044737.

5112.

5737.

5462.

5 0.295

5 /5 :4 :4 20 0.0025 0.0044

737.

5

112.

5

737.

5

462.

5 0.295

4 /5 :4 :4 20 0.0025 0.0044737.

5112.

5737.

5462.

5 0.295

3 /5 :4 :4 20 0.0025 0.0044737.

5112.

5737.

5462.

5 0.295

2 /5 :4 :4 20 0.0043 0.0044737.

5112.

5737.

5462.

5 0.295

1 /5 :4 :4 20 0.0064 0.0044737.

5112.

5737.

5462.

5 0.295

6 /6 :4 :4 20 0.0025 0.0028 560292.

5737.

5292.

5 0.295

5 /6 :4 :4 20 0.0025 0.0028 560292.

5737.

5292.

5 0.295

4 /6 :4 :4 20 0.0025 0.0028 560

292.

5

737.

5

292.

5 0.295

3 /6 :4 :4 20 0.0025 0.0028 560292.

5737.

5292.

5 0.295

2 /6 :4 :4 20 0.0025 0.0028 560292.

5737.

5292.

5 0.295

1 /6 :4 :4 20 0.0025 0.0028 560292.

5737.

5292.

5 0.295

6 /7 :4 :4 20 0.0025 0.0037 560292.

5 560462.

5 0.236

5 /7 :4 :4 20 0.0025 0.0037 560292.

5 560462.

5 0.236

4 /7 :4 :4 20 0.0025 0.0037 560292.

5 560462.

5 0.236

3 /7 :4 :4 20 0.0035 0.0037 560

292.

5 560

462.

5 0.236

2 /7 :4 :4 20 0.0055 0.0037 560292.

5 560462.

5 0.236 25.5

1 /7 :4 :4 20 0.0074 0.0037 560292.

5 560462.

5 0.236 28.5

6 /8 :4 :4 20 0.0025 0.0047 560462.

5 600462.

5 0.295 6

5 /8 :4 :4 20 0.0025 0.0047 560462.

5 600462.

5 0.295 6

4 /8 :4 :4 20 0.0037 0.0047 560462.

5 600462.

5 0.295 6

3 /8 :4 :4 20 0.0049 0.0047 560462.

5 600462.

5 0.295 6

2 /8 :4 :4 20 0.0082 0.0047 560462.

5 600462.

5 0.295 6

1





1 /8 :4 :4 20 0.0117 0.0047 560462.

5 600462.

5 0.295 6.171

%&T'$ % & 'MTR*&MUROS CONCRETO

$< $2.# cm =># $9# 3g4cm$

$= $2.# cm ?9 #.12#

L< 9##.# cm E#$9:):93g4cm$

" $.# cm

ACERO

=@ ;$## 3g4cm$

E' $###### 3g4cm$

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DATOS DE LA/EOMETRIA

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MOMENTOS DE INERCIA DE MURO DE CORTE C

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ERIFICAR TRACCION SE/N LA NORMA E55DIRECCIO

N Y$ 2=>#G5. ERIFICAR

YY 9$# 91.$# $1.G1 OX

ERIFICAR COMPRESION SE/N NORMA ACI 31 5

DIRECCION

Y$ 5.2=># ERIFICAR

YY 9$# );.19 ;$.## OX

ERIFICAR SI SE REJUIERE REFUERO EN DOS CAPAS O UNA CAPA

DIRECCION

A#- 5.3=>#A#- REJUIERE

YY )1;# $G.;G F9*.);# $ 0apa

1$





CALCULO DE ACERO EN ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO

TRACCION

MOMENTO POSITIO MOMENTO NE/ATIO

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241Q

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COMPROAR PUNTOS DEL ANALISISI ESTAN DENTRO DELDIA/RAMA DE INTERACCION

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CONTORNO DEL P DE DISEÑO DEL DIA/RAMA DE INTERACCION

21





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22





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23





EN LA DIRECCION DE LON/ITUD MENOR

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EN LA DIRECCION DE LON/ITUD MAYOR

4# A, 4 S

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$:$ 92.#2 9.$) #.*1 1.23U'!9+ A4 A' U'!"

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