Memoria de Cálculo - Iglesia Kimbiri

MEMORIA DE CÁLCULO - “MULTIFAMILIAR MERCEDES CABELLO”

MEMORIA DE CÁLCULO

“MULTIFAMILIAR MERCEDES CABELLO”

LIMA – PERÚ

2012


1. PARÁMETROS SISMORRESISTENTES

El tipo de análisis realizado a la estructura es el de análisis dinámico de superposición modal espectral.

1.1. CATEGORÍA DE LA EDIFICACIÓN:

Categoría “B” por tratarse de un “VIVIENDA”.

1.2. MASA DE LA EDIFICACIÓN PARA EL DISEÑO SÍSMICO:

P = PCM + α% PCV

α = 50% Para edificaciones de las categorías A y Bα = 25% Para edificaciones de la categoría Cα = 80% Para Depósitos de Almacenajeα = 25% Para estructuras como TANQUES, SILOS y SIMILARES.

Para el presente proyecto viene a ser:

P = PCM + 50% PCV

1.3. FACTOR DE ZONA (Z):

El territorio nacional se encuentra dividido en tres zonas, esta zonificación se

basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las

características generales de los movimientos sísmicos y la atenuación de

éstos con la distancia epicentral, así como en información geotectónica.

ZONA FACTOR Z(g)

321

0.40.30.15

El presente proyecto se encuentra ubicado en:

Departamento : LIMA Distrito : LA MOLINA Localización : URB. COVIMA.

Donde los factores a tomar son:

ZONA FACTOR Z(g)

3 0.4


1.4. FACTOR DE USO (U):

Por el tipo de edificación el factor de uso es: U=1.3

1.5. FACTOR DE SUELO (S):

TIPO DESCRIPCIÓN Tp (seg.) SS1S2S3S4

Roca o suelo muy rígidosSuelos intermediosSuelos flexibles o con estratos de gran espesorCondiciones excepcionales

0.40.60.9(*)

1.01.21.4(*)

(*) Los valores de Tp y S para este caso serán establecidos por el especialista, pero en ningún caso serán menores que los especificados para el perfil tipo S3

Por el tipo de suelo que se cuenta los parámetros a tomar son (suelo intermedio):

TIPO DESCRIPCIÓN Tp (seg.) SS3 Suelos flexibles o con estratos de gran espesor 0.9 1.4

1.6. COEFICIENTE DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA (C):

De acuerdo a las características de sitio se define el factor de amplificación

sísmica (C) por la siguiente expresión:

Este coeficiente se interpreta como el factor de amplificación de la respuesta

estructural respecto a la aceleración en el suelo.

Puesto que aquí realizaremos únicamente un análisis dinámico este valor

estará sujeto a la variación del tiempo.

1.7. COEFICIENTE DE REDUCCIÓN POR DUCTILIDAD (R)

SISTEMA ESTRUCTURAL coeficiente de reducción R para estructuras regulares

AceroPórticos dúctiles con uniones resistentes a momentosOtras estructuras de aceroArriostres ExcéntricosArriostres en cruz

9.5

6.56.0

Concreto ArmadoPórticos 8


DualDe muro estructuralesMuros de ductibilidad limitada

764

Albañilería Armada o confinada 3Madera (Por esfuerzos admisibles) 7

Para el presente proyecto el factor de reducción R que se tomara es 7, por tratarse de un sistema de pórticos de concreto armado y muros portantes los que resisten los efectos del sismo.

SISTEMA ESTRUCTURAL coeficiente de reducción R para estructuras regulares

Dual 7

1.8. DESPLAZAMIENTOS:

El máximo desplazamiento relativo de entrepiso, calculado con el análisis

estructural realizado con el ETABS, esta no deberá exceder la fracción de la altura

de entrepiso que se indica:

Límites para desplazamiento Lateral de EntrepisoMaterial Predominante (δi/Hi)

Concreto ArmadoAcero (*)AlbañileríaMadera

0.0070.0100.0050.010

(*) Estos límites no son aplicables a naves industriales.


2. ESTRUCTURACIÓN DEL PROYECTO:

El proyecto presenta la siguiente estructuración para el modelamiento.

Vista Extruida:

Vista global de los miembros de la estructura:


Vista de los elementos tipo área usadas en el modelamiento:

3.- DE LOS MATERIALES Y CONSIDERACIONES ESTRUCTURALES:

3.1.- Análisis estructural:Para el análisis estructural se usara las consideraciones del RNE (Reglamento Nacional de edificaciones).E-010; para el diseño de las maderasE-020; para las consideraciones de cargasE-030; Para el diseño sísmico de la edificaciónE-060; Para el diseño de concreto armado y con referencia a código ACI 318 usado en el programa ETABS.3.2.- Del concreto:

f'c = 210 kg/cm2Para vigas, aligerados y columnas

2100000 kg/m2f'c = 175 kg/cm2 para cimentacionesPeso del concreto: 2400 kg/m33.3.- Del acero:

fy = 4200 kg/cm2Esfuerzo de fluencia del acero

Peso del acero: 7681 kg/m33.4.-Mamposteria de ladrillos KK:

Características de la mampostería(solida):f'm = 45 kg/cm2 450 T/m2

E = 500*f'm 22500 kg/cm2 225000 T/m2


Ypeso = 1900 kg/m3 1.9 Tn/m3Ymasa = 193.6799185 s^2*Tn/m3 0.194 s^2*Tn/m3

Para la carga de las mamposterías directamente sobre las vigas:Tipo: Altura (m): Espesor (m): Carga (kg/m):

Cabeza: 2.50 0.25 1187.50Soga: 2.50 0.15 712.50Soga: 0.95 0.15 270.75Soga: 0.90 0.15 256.50Soga: 0.00 0.15 0.00

3.6.- Características del terreno:Según las características del terreno se trata de arenas arcillas mezcladas en capas.

Capacidad portante del terreno: σt = 1.20 kg/cm2Angulo de rozamiento interno: Ѳ = 16.3 °SCohesión: c = 0.9 Tn/m2

4.- CARGAS QUE SOPORTAN LOSAS ARMADAS EN UNA DIRECCIÓN

4.1.- CARGAS EN LOS PRIMEROS NIVELES:Losa:Carga muerta(losa 20cm):Peso del aligerado: 300 kg/m2Peso de Acabados: 100 kg/m2Peso de tabiquería: 25 kg/m2Wd = 425 kg/m2

Carga viva:VIVIENDA:WL1 = 250 kg/m2 ViviendaWL2 = 400 kg/m2 Pasadisos y escaleras

4.2.- CARGAS PARA EL TECHO:Losa:Carga muerta(losa 20cm):Peso del aligerado: 300 kg/m2Peso de Acabados: 100 kg/m2Peso de tabiquería: 0 kg/m2Wd = 400 kg/m2

Carga viva:VIVIENDA:


WL1 = 100 kg/m2 Vivienda

4.3.- Calculo del coeficiente C - Analisis estatico:

T = hn/Ct

Ct = 45 E-030 - 17.2Periodo fundamental de la estructura

hn = 12.72 mT = 0.282666667Entonces según el espectro de respuesta que tenemos para esta edificación:

C = ZUCS/R = 0.195

4.4.- Calculo de los pesos adicionales de los tanques de agua:

Radio= 0.93 mAltura= 1.7 mVol. Agua tanque= 2.717 m3Peso del agua= 1000 kg/m3Peso de agua en taque= 2717.16 kgNro Tanques= 2Peso total= 5434.33 kgArea de la losa sosten= 7.94 m2Peso por area equiv. = 684.64 kg/m2

4.4. GRAFICOS DE LAS CARGAS EN EL MODELO

SOBRE LA CARGA VIVA Y LA MUERTA CONSIDERADA SOBRE LAS LOSAS ALIGERADAS: Estas cargas están dadas en m2 y fueron aplicados directamente sobre una cobertura y entrepiso que a su vez transmitirá los esfuerzos a los demás elementos estructurales, para finalmente llegar todas las cargas sobre el cimiento.


*Carga muerta considerada (kg/m2):

*Carga viva considerada (kg/m2):


4.5. ESPECTRO DE SISMO SEGÚN NORMA E-030

Proyecto:

MULTIFAMILIAR MERCEDES CABELLO

LUGAR: CALLE MERCEDES CABELLO MZ A1 LOTE 8

URB. COVIMA. DISTRITO LA MOLINA, LIMA.

Categoria Edificio B U 1.3

Zona Sísmica 3 Z 0.40

Tipo de Suelo S3 Tp (s) 0.90

S 1.40

Coeficicente de red. Concreto Armado, Dual

R 7.0

EstructReg(1),Irreg(2) 1

R a usar = 7.000

factor a escalar 1.000

T (s) C ZUCS/R

0.00 2.50 0.2600

0.02 2.50 0.2600

0.04 2.50 0.2600

0.06 2.50 0.2600

0.08 2.50 0.2600

0.10 2.50 0.2600

0.12 2.50 0.2600

0.14 2.50 0.2600

0.16 2.50 0.2600

0.18 2.50 0.2600

0.20 2.50 0.2600

0.30 2.50 0.2600

0.40 2.50 0.2600

0.50 2.50 0.2600

0.60 2.50 0.2600

0.70 2.50 0.2600

0.80 2.50 0.2600

0.90 2.50 0.2600

1.00 2.25 0.2340

1.10 2.05 0.2127

2.00 1.13 0.1170

2.50 0.90 0.0936

3.00 0.75 0.0780

4.00 0.56 0.0585

5.00 0.45 0.0468

6.00 0.38 0.0390

7.00 0.32 0.0334

8.00 0.28 0.0293

9.00 0.25 0.0260

mica)cación Sísde AmplifiFactorCCT

TxC

EspectralnAceleracióxgR

ZUCSS

P

a

( 5.2 ;5.2

) (


10.00 0.23 0.0234

Nota: Se usó el mismo espectro en ambas direcciones X e Y

5.- RESULTADOS DEL ANALISIS:

5.1. DESPLAZAMIENTOS

5.1.1. SISMO EN X:

5.1.2. SISMO EN Y:


5.1.3. CUADRO DE VERIFICACIÓN DE DESPLAZAMIENTOS:

Teniendo en nuestra estructura los siguientes desplazamientos:

Comprobando desplazamientos en el sentido X-X:R = 7

ENTREPISO

Di (dezpl. Centro de masa)(cm)

∆i=Di*0.75*R(cm) (Desplazamiento

global de entrepiso)

δi=∆i+1-∆i (Desplazamiento local o relativo

de entrepiso)

Hi _ Altura de entrepiso

(cm)ŷ =

δi/Hi<=0.007 Control:STORY 1 0.1722 0.90 0.90 408 0.00222 OkSTORY 2 0.3734 1.96 1.06 288 0.0037 OkSTORY 3 0.5853 3.07 1.11 288 0.00386 OkSTORY 4 0.7889 4.14 1.07 288 0.0037 OkSTORY 5 0.9381 4.93 0.78 145 0.0054 Ok

Comprobando desplazamientos en el sentido Y-Y:R = 7

ENTREPISO

Di (dezpl. Centro de masa)(cm)

∆i=Di*0.75*R(cm) (Desplazamiento

global de entrepiso)

δi=∆i+1-∆i (Desplazamient

o local de entrepiso)

Hi _ Altura de entrepiso

(cm)ŷ =

δi/Hi<=0.007 Control:STORY 1 0.3677 1.93 1.93 408 0.00473 OkSTORY 2 0.6881 3.61 1.68 288 0.00584 OkSTORY 3 0.9493 4.98 1.37 288 0.005 OkSTORY 4 1.1091 5.82 0.84 288 0.003 Ok

STORY 5 1.5485 8.13 2.31 145 0.016

Rigidizar las estructura

* Las partes de Story 5 no tienen necesidad de ser rigidizadas más pues se tratan del sostén del tanque de agua, y que por haber sido analizado con agua llena no se tomara en cuenta en el análisis de las derivas sino más bien en el diseño de sus vigas de sostén.

Con lo que estamos dentro de los parámetros de diseño exigidos por el RNE.


6. DIAGRAMA DE ESFUERZOS

6.1. DIAGRAMA DE MOMENTOS FLECTORES:

6.1.1. ENVOLVENTE PARA EL DISEÑO DE CONCRETO REFORZADO:

- Elementos tipo frame (ENV):


Elementos tipo Shell (M22 – Env.):

6.1.2. DIAGRAMA DE ESFUERZOS CORTANTES:

5.1.1. ENVOLVENTE PARA EL DISEÑO DE CONCRETO REFORZADO:


6.- RESULTADOS:

- Para todos los resultados del diseño se han realizado los planos correspondientes donde aparecen en detalle los aceros utilizados, así también los esfuerzos más importantes a los que está sometida la estructura.

- Además de eso los diagramas de esfuerzos correspondientes al diseño, se muestran en los planos respectivos; y los cuales pueden servir para verificar los diseños hechos y que se muestran en los planos de estructuras.

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