Memoria de Calculo

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DANIELA

DANIELA TORO TORO GONZALEZ GONZALEZ 11

MEMORIA DE CALCULO DISEÑO

ESTRUCTURAL GALPÓN.

PROPIETARIO PROPIETARIO :: U UBBIICCAACCII NN :: CIUDAD

CIUDAD : CALAMA: CALAMA

COMUNA

COMUNA : CALAMA: CALAMA

PROYECTISTA

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DANIELA

1.- Generalidades 1.- Generalidades

El presente documento corresponde a la Memoria de Cálculos Estructural del

El presente documento corresponde a la Memoria de Cálculos Estructural del““_{Proyecto Demolición y}_{Proyecto Demolición y Ampliació}_Ampliación_n

Galpón y Oficina en Sala de Ve

Galpón y Oficina en Sala de Ventanta””_,_{, ubicado en la ciud}_{ubicado en la ciudad de Calama.}_{ad de Calama.}

El proyecto consiste en la construcción de un galpón nuevo, en base a perfiles metálicos de tipo Tubest de Cintac. El proyecto consiste en la construcción de un galpón nuevo, en base a perfiles metálicos de tipo Tubest de Cintac. Las dimensiones en pl

Las dimensiones en planta de la estructura proyectada esanta de la estructura proyectada es: Largo = : Largo = 18 m 18 m y Ancho = 18 y Ancho = 18 m, con ejes cada 4,0 m.m, con ejes cada 4,0 m. Se

Se consideran fconsideran fundaciones aisladas undaciones aisladas de de hormigón armado hormigón armado conectadas por conectadas por vigas vigas de de fundación fundación en en sentidosentido longitudinal.

longitudinal.

El piso de galpón está formado por un radier de piso para uso de personas apoyado en una base de 20cm de El piso de galpón está formado por un radier de piso para uso de personas apoyado en una base de 20cm de relleno granular compactado.

relleno granular compactado.

2.0 ANTECEDENTES 2.0 ANTECEDENTES 2.1 MATERIALES 2.1 MATERIALES



 Acero Estructural ASTM A36 ó equivalente (FAcero Estructural ASTM A36 ó equivalente (Fyy=2500 kg/cm=2500 kg/cm22, , FFuu = 4080 kg/cm= 4080 kg/cm22,, ss = 7850 kg/m= 7850 kg/m33)) 

 Acero Perfiles Acero Perfiles Tubest Tubest Cintac Cintac A42-27ES A42-27ES Fy Fy = = 4200 4200 kg/cm2kg/cm2 

 Pernos de conexión ASTM A325Pernos de conexión ASTM A325 

 Pernos de Anclaje ASTM A307Pernos de Anclaje ASTM A307 

 Soldadura E70 XXSoldadura E70 XX 

 En todos los elementos metálicos se consideran 3 mm de En todos los elementos metálicos se consideran 3 mm de espesor mínimo.espesor mínimo.

2.2

2.2 NORMAS NORMAS Y Y REFERENCIAREFERENCIASS La verificación de la estructura se

La verificación de la estructura se efectuará considerando las siguientes normas de diseño:efectuará considerando las siguientes normas de diseño:



 NCh 2369 Of 2003NCh 2369 Of 2003““Diseño Sísmico de Estructuras IndustrialDiseño Sísmico de Estructuras Industriales”es” 

 NCh 432 Of 71NCh 432 Of 71““Cálculo de la Acción del viento sobre las construcciCálculo de la Acción del viento sobre las construcciones”ones” 

 NCh 1537 Of 09NCh 1537 Of 09““Cargas Permanentes y Sobrecargas de UCargas Permanentes y Sobrecargas de Uso”so” 

 AISCAISC““Manual of Steel Construction ASD-1989Manual of Steel Construction ASD-1989”” 

 Catálogo de perfiles Tubest de CintacCatálogo de perfiles Tubest de Cintac 

 NCh 3171NCh 3171““Combinaciones de CargCombinaciones de Carga”a”

2.3

2.3 ESTADOS ESTADOS DE DE CARGACARGA

Para el análisis de la estructura se

Para el análisis de la estructura se han considerado los siguientes estados de carga:han considerado los siguientes estados de carga:

a) Carga muerta (D): Corresponde al peso propio de la estructura más los elementos que en forma permanente a) Carga muerta (D): Corresponde al peso propio de la estructura más los elementos que en forma permanente se encontraran apoyados en ella.

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DANIELA

b) Carga viva (L): Corresponden a las cargas producidas por el uso y ocupación del edificio o estructura. Estas b) Carga viva (L): Corresponden a las cargas producidas por el uso y ocupación del edificio o estructura. Estas incluyen el peso de las cargas móviles, incluyendo personal, herramientas. En este item se considera la incluyen el peso de las cargas móviles, incluyendo personal, herramientas. En este item se considera la sobrecarga de techo de la estructura.

sobrecarga de techo de la estructura.

c) Carga de Viento (W) c) Carga de Viento (W) La carga de viento se ap

La carga de viento se aplica de acuerdo a lica de acuerdo a dimensiones de cada dimensiones de cada estructura. estructura. La carga de viento se aplLa carga de viento se aplica en lasica en las direcciones prin

direcciones principales cipales de de la la estructura. estructura. La esLa estructura tructura se encuentra se encuentra parcialmente parcialmente protegida protegida del del viento viento debidodebido a las construcciones adyacentes por sus

a las construcciones adyacentes por sus costados, sin embargo, costados, sin embargo, para efpara efectos de ectos de diseño se consideradiseño se considera construcción en terreno abierto.

construcción en terreno abierto. d) Carga de Sismo (E)

d) Carga de Sismo (E) La

La carga carga de sismo de sismo se aplica se aplica de acuerdo de acuerdo a lo a lo indicado por indicado por la Norma la Norma NCh 2369, NCh 2369, zona zona sísmica sísmica 3, 3, para para lala localidad de

localidad de AntofagastaAntofagasta 2.4

2.4 COMBINACIONES COMBINACIONES DE DE CARGACARGA

Para el análisis de la estructura se han considerado las siguientes combinaciones de carga: Para el análisis de la estructura se han considerado las siguientes combinaciones de carga: Para acero: Para acero: D + L D + L D D + + L L + + WW D + W D + W D + E (se considera 33%

D + E (se considera 33% de aumento en tensiones admisibles)de aumento en tensiones admisibles) 0.9 D + E

0.9 D + E

2.5

2.5 DEFORMACIONEDEFORMACIONES S ADMISIBLESADMISIBLES

Se consideran las siguientes deformaciones: Se consideran las siguientes deformaciones: Deformaciones

Deformaciones verticales: verticales: Elementos Elementos principales L/360principales L/360 Elementos secundarios L/240 Elementos secundarios L/240

Deformaciones

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DANIELA

2.6

2.6 PLANOS PLANOS Y Y REFERENREFERENCIASCIAS

Se consideran los siguientes planos del proyecto: Se consideran los siguientes planos del proyecto:



 Plantas Fundación, Detalles y ArmaduraPlantas Fundación, Detalles y Armadura 

 Planta de Estructura y Planta de Estructura y ElevacionesElevaciones 

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DANIELA

3.2 Cargas 3.2 Cargas

a)

a) Peso PropioPeso Propio Techo

Techo y y otros otros 15 15 kg/mkg/m22 Costaneras

Costaneras 10 10 kg/mkg/m22 PP

PP = = 2525 kg/mkg/m b)

b) Sobrecarga TechoSobrecarga Techo SC

SC = = 30 30 kg/mkg/m22 (Sobrecarga base 100 kg/m2 reducida)(Sobrecarga base 100 kg/m2 reducida)

c)

c) SismoSismo De

De acuerdo acuerdo a a NCh NCh 2369 2369 se se tiene: tiene: Q Q = = C C I I PP

C

C = = Coeficiente Coeficiente SísmicoSísmico I

I = = Factor Factor de de ImportanciaImportancia P

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DANIELA

Para el Cálculo del Coeficiente Sísmico se considera: Para el Cálculo del Coeficiente Sísmico se considera:

Ubicación: Calama Ubicación: Calama Zona

Zona Sísmica: Sísmica: 33 Factor

Factor de de Modificación: Modificación: 5 5 Sistemas Sistemas ArriostradosArriostrados Ao/g

Ao/g = = 0,40,4 =

= 0,02 0,02 Marcos Marcos de de acero acero soldados soldados con con o o sin sin arriostramientoarriostramiento

Conservadoramente se considera el coeficiente sísmico Cmax de

Conservadoramente se considera el coeficiente sísmico Cmax de acuedo a Tabla 5.7:acuedo a Tabla 5.7:

Cmax = Cmax = 0,260,26 Luego: Luego: Q =Q = Area = Area = PP techo = PP techo = Q = Q = 0,26 Peso Propio 0,26 Peso Propio 324,00 324,00 m2m2 4800 4800 kg kg (aprox.)(aprox.)

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d)

d) VientoViento

La carga de viento se evalúa de acuerdo a NCh 432 Of 71.

La carga de viento se evalúa de acuerdo a NCh 432 Of 71. Se considera construcción en ciudad.Se considera construcción en ciudad.

Conservadoramente se considera: Conservadoramente se considera:

q

q básica básica = = 60 60 kg/mkg/m22 Fviento

Fviento = = C C x x q q x x AreaArea C

C = = Coeficiente Coeficiente de de formaforma Area

Area = = Area Area expuesta expuesta (m2)(m2)

La carga horizontal por empuje de viento se e

La carga horizontal por empuje de viento se e stima en:stima en:

Presión

Presión = = 72 72 kg/m2 kg/m2 Fza.viento Fza.viento = = 7776 7776 kg kg > > Fza. Fza. SismoSismo Altura Altura = = 4,54,5 mm Largo Largo = = 2424mm Area Area = = 108 108 m2m2   Controla carga de Controla carga devviieennttoo

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DANIELA

4 Análisis Estructural 4 Análisis Estructural 4.1 Modelo

4.1 Modelo Se efectúa

Se efectúa un modelo estructural utilizando programa de Análisis Sap2000un modelo estructural utilizando programa de Análisis Sap2000

Vigas

Vigas y y Columnas Columnas Tubest Tubest 250x150x3 250x150x3 Fy=2700 Fy=2700 kg/cm2 kg/cm2 (formado (formado por por 2 2 perfiles perfiles Signa Signa 250x75x3)250x75x3) Arriostramientos

Arriostramientos verticales verticales CJ CJ 75x75x375x75x3 Costaneras CA150x50x15x3 Costaneras CA150x50x15x3

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DANIELA

4.2

4.2 Diagrama de Carga ADiagrama de Carga Axialxial

Para la condición de PP + SC, se tiene: Para la condición de PP + SC, se tiene:

4.3

4.3 Diagrama de MomenDiagrama de Momentostos

Se presenta diagrama de Momentos para carga de viento por ser

Se presenta diagrama de Momentos para carga de viento por ser la más desfavorablela más desfavorable y se evalúan esfuerzos en la sección más cr

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DANIELA

4.4

4.4 Verificación ColumVerificación Columna Tubest 250x150x3na Tubest 250x150x3

Se considera el perfile TB

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Flexión: Flexión: M M = = 2,41 2,41 ton-mton-m Wx Wx = = 169 169 cm3cm3 fm fm = = 1426 1426 kg/cm2kg/cm2 Fy Fy = = 2700 2700 kg/cm2kg/cm2 0,6Fy 0,6Fy = = 1620 1620 kg/cm2kg/cm2 Mmax

Mmax = = 2,74 2,74 ton-mton-m Pr

Proo ieiedadadedes:s: Area = Area = Peso = Peso = 24,8 cm2 24,8 cm2 19,5 19,5 Wx = Wx = ix = ix = 169 cm3 169 cm3 9,21 cm 9,21 cm Wy = Wy = iy = iy = 122 cm3 122 cm3 6,08 cm 6,08 cm Calidad

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Cajón 75x75x3 Cajón 75x75x3 A = A = 8,338,33 cmcm22 ix ix = = 2,91 2,91 cm cm iy iy == Peso = Peso = Fy = Fy = 6,50 6,50 kg/mkg/m 2533 kg/cm 2533 kg/cm22 Compresión Compresión C C = = 0,5 0,5 tonton Area Area = = 24,8 24,8 cm2cm2 fc fc = = 20,2 20,2 kg/cm2kg/cm2 L = L = ix = ix = 4,5 m 4,5 m 9,2 cm 9,2 cm _{x =}_{x =} ₄₉₄₉ iy iy = = 6,1 6,1 cm cm y y == 7474 diseño = diseño = 7474,,00 Ce = Ce = 123123,,99 diseño/Ce = diseño/Ce = 00,,6060 FS FS = = 1,821,82 Fc Fc = = 1219 1219 kg/cm2kg/cm2 Cmax

Cmax = = 30,2 30,2 tonton

Interacción

Interacción Flexo-CompresFlexo-Compresiónión

fc

fc / / Fc Fc + + fm fm / / Fm Fm = = 0,90 0,90 < < 1 1 Ok Ok CumpleCumple

Disponer Vigas y Columnas TB 250x150x3 Disponer Vigas y Columnas TB 250x150x3

4.5

4.5 Arriostramiento Arriostramiento CajónCajón75x75x375x75x3

Se diseña el elemento sometido a mayor Se diseña el elemento sometido a mayor compresión:

compresión: Cmax Cmax = = 0,4 0,4 tonton

1 1 cmcm

fc

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2 2 Verificación Compresión Verificación Compresión Lx = Lx = ix = ix = K = K = 370 cm 370 cm 2,91 cm 2,91 cm 1 1_,,0000 Ly = Ly = iy = iy = K = K = 370 cm 370 cm 2,91 cm 2,91 cm 1,00 1,00 x= x= 127127 _y=_y= 127127 max= max= 127127 Ce = Ce = 127127_,,99 Si Si < < Ce:Ce: 1 1

F

Fy

11 2 2

Q

Ce

Si Si > > Ce:Ce:

F

_cc

FS

2 2

_E

2 2 FS FS = = 1,91,9 Q

Q = = Coeficiente de Coeficiente de Reducción Reducción de de Tensiones Tensiones por por pandeo pandeo = = Qa Qa x x QsQs Q = Q = 11 F FCC= = 669669 kg/cmkg/cm fc fc / / Fc Fc = = 0,07 0,07 < < 1 1 ==> ==> Ok Ok CompresiónCompresión 4.6

4.6 ArriostramientoArriostramientos en plantas en planta Se disponen barras d=16 mm

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DANIELA

4.7

4.7 Verificación dVerificación de Deformacionese Deformaciones

Deformación Horizontal Deformación Horizontal

Se presenta deformación en caso de viento. Se presenta deformación en caso de viento.

Dhor

Dhor = = 5,0 5,0 cmcm H

H = = 450,0 450,0 cmcm H/Dhor =

H/Dhor = 9090,,00 Ok Ok para para caso caso eventualeventual

Deformación Vertical Deformación Vertical

Se presenta deformación en caso de viento. Se presenta deformación en caso de viento.

Dhor

Dhor = = 2,6 2,6 cmcm Largo

Largo = = 1000,0 1000,0 cmcm H/Dhor

H/Dhor = = 384,6 384,6 Ok Ok para para caso caso eventualeventual ..

4.9

4.9 Diseño de Costanera Diseño de Costanera CA 150x50x20x3CA 150x50x20x3

La costanera se diseña para cargas de peso propio y sobrecarga: La costanera se diseña para cargas de peso propio y sobrecarga:

Angulo = 9° Angulo = 9°

PP

PP techo= techo= 5,00 5,00 kg/mkg/m22 Ancho colaborante Ancho colaborante = = 1,2 1,2 mm SC

SC techo= techo= 30,00 30,00 kg/mkg/m22 carga

carga total total = = 35,00 35,00 kg/mkg/m22 q q total total = = 42 42 kg/mkg/m

qx

qx = = q q total total x x cos cos = = 41,5 41,5 kg/mkg/m qy

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Se diseña como viga

Se diseña como viga simplemente apoyadasimplemente apoyada

Lx = Lx = 66 Ly = Ly = 22,,0000 Se consideran colgadores a 1/3 lu Se consideran colgadores a 1/3 lu Mx = Mx = qx * Lqx * L22 / 8 =/ 8 = 186,7 kg m186,7 kg m My = My = _{qy * L}_{qy * L2}_{2 / 8 =}_{/ 8 =} 3,3 kg m3,3 kg m CA 150x50x20x3 CA 150x50x20x3 A A = = 8,118,11 cmcm22 Inercia Inercia X X = = 265,0265,0cmcm44 ix ix = = 5,72 5,72 cm cm iy = iy = 1,82 1,82 cmcm Wx Wx = = 35,4035,40cmcm33 Wy_min =Wy_min = 7,787,78 cmcm33 Peso Peso = = 6,366,36 kg/m kg/m ia ia = = 1,54 1,54 cmcm Fy Fy = = 2530 2530 kg/cmkg/cm22 it it = = 2,39 2,39 cmcm Flexión en X-X: Flexión en X-X: fmx fmx = = 527527 kg/cmkg/cm22 a a = = 390 390 ===>===> _Fmc_FmcA_{A ==} 8282 kg/cm kg/cm22 t t = = 251 251 ===>===> _Fmc_FmcTT == 15181518 kg/cm kg/cm22 Fmx =

Fmx = _{max (Fmc}_{max (FmcA}A, F_{, F}_mc_mcTT

)) Fmx = Fmx = 15181518 kg/cm kg/cm22 Flexión en Y-Y: Flexión en Y-Y: fmy fmy = = 42 42 kg/cmkg/cm22 Fmy Fmy = = 0,6 0,6 Fy Fy == _{1518 kg/cm}_{1518 kg/cm2}2

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INGENIERO CONSTRUCTOR DANIELA TORO GONZÁLEZ INGENIERO CONSTRUCTOR DANIELA TORO GONZÁLEZ 968308451 968308451 [email protected] [email protected] Flexo-compresión Flexo-compresión fmx / Fmx + fmy / Fmy =

fmx / Fmx + fmy / Fmy = 0,38 < 0,38 < 1 1 => => Ok Ok CumpleCumple

Deformación Vertical costanera: Deformación Vertical costanera:

Verificación de

Verificación de Deformación VerticalDeformación Vertical

Dadmisible Dadmisible L/150 L/150 == 44 00 cm 00 cm Dver_max = Dver_max = ₅_{5 q}_{q LL}44 ₊₊ P PLL33 1 1 26 26 ++ 0 000 00 = = 11 26 26 cmcm Dver_max

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INGENIERO CONSTRUCTOR DANIELA TORO GONZÁLEZ INGENIERO CONSTRUCTOR DANIELA TORO GONZÁLEZ 968308451 968308451 [email protected] [email protected] 4.10 Reacciones 4.10 Reacciones Nudo 18

Nudo 18 NudoNudo 2222

Combinaciones de Carga: Combinaciones de Carga:

1

1 PP PP + + SC SC Peso Peso Propio Propio + + SobrecargaSobrecarga 2 PP

2 PP + + VTOx VTOx Peso Peso Propio Propio + + VientoViento 3 PP

3 PP + + VTOy VTOy Peso Peso Propio Propio - - VientoViento 4

4 PP PP + + Sx Sx Peso Propio Peso Propio + + Sismo Sismo XX 5

5 PP PP - - Sx Sx Peso Peso Propio Propio - - Sismo Sismo XX 6

6 PP PP + + Sy Sy Peso Peso Propio Propio + + Sismo Sismo YY 7

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INGENIERO CONSTRUCTOR DANIELA TORO GONZÁLEZ INGENIERO CONSTRUCTOR DANIELA TORO GONZÁLEZ 968308451

968308451

[email protected] [email protected]

TABLE:

TABLE: Joint Joint ReactionsReactions Joint

Joint OutputCaseOutputCase CaseTypeCaseType FxFx FyFy FzFz

Text

Text TextText TextText Tonf Tonf Tonf Tonf Tonf Tonf 18

18 C1 C1 - - PP+SC PP+SC CombinationCombination 18

18 C2 C2 - - VTO VTO CombinationCombination 18 18 C3 C3 Vt+ Vt+ CombinationCombination 18 18 C4 C4 -Sx(+) -Sx(+) CombinationCombination 18 18 C5 C5 -Sx(-) -Sx(-) CombinationCombination 18

18 C6-Sy(+) C6-Sy(+) CombinationCombination 18

18 C7 C7 Sy(-) Sy(-) CombinationCombination 22

22 C1 C1 - - PP+SC PP+SC CombinationCombination 22

22 C2 C2 - - VTO VTO CombinationCombination 22 22 C3 C3 Vt+ Vt+ CombinationCombination 0,38 0,01 1,58 0,38 0,01 1,58 -1,10 0,02 0,14 -1,10 0,02 0,14 0,15 -0,35 1,06 0,15 -0,35 1,06 0,03 -0,02 0,69 0,03 -0,02 0,69 0,27 -0,02 0,84 0,27 -0,02 0,84 0,15 -0,16 0,94 0,15 -0,16 0,94 0,14 0,12 0,60 0,14 0,12 0,60 -0,38 0,01 1,58 -0,38 0,01 1,58 -0,87 -0,01 0,70 -0,87 -0,01 0,70 -0,15 -0,35 1,06 -0,15 -0,35 1,06 Máximo Máximo Mínimo Mínimo 0 0,,3838 -1 10 -1 10 0 0,,1212 -0 35 -0 35 1 1,,5858 0 0 1414

Diseño de Pernos de Anclaje Diseño de Pernos de Anclaje

Cargas Cargas Cmax

Cmax = = 1,58 1,58 tonton De acuerdo a tabla de reacciones.De acuerdo a tabla de reacciones. Tmax

Tmax = = 0,00 0,00 tonton Qx

Qx = = 0,38 0,38 tonton Qy

Qy = = 0,12 0,12 tonton

Disponer 2+2 pernos 3/4" Calidad A307 Disponer 2+2 pernos 3/4" Calidad A307

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INGENIERO CONSTRUCTOR DANIELA TORO GONZÁLEZ INGENIERO CONSTRUCTOR DANIELA TORO GONZÁLEZ 968308451 968308451 [email protected] [email protected] Peso de fundación Peso de fundación Base Base 1,0m 1,0m x x 1,0m 1,0m x x 0,50m 0,50m x x 2,5 2,5 t/m3 t/m3 = = 1,251,25 Pedestal Pedestal = = 0,5m 0,5m x x 0,5m 0,5m x x 1,20m 1,20m x x 2,5t/m3 2,5t/m3 = = 0,750,75 Relleno Relleno = = (1,0 (1,0 x x 1,0 1,0 - - 0,5 0,5 x x 0,5) 0,5) x x 0,50m 0,50m x x 1,8 1,8 t/m3 t/m3 0,680,68 Peso

Peso = = 2,68 2,68 ton ton c/uc/u Verificación Compresión máxima: Verificación Compresión máxima:

Se verifica el efecto

Se verifica el efecto del aumento de carga sobre la fundación:del aumento de carga sobre la fundación: N

N = = Cmax Cmax + + WfundWfund N = N = Area = Area = 4,25 4,25 t para PP+SCt para PP+SC 1,00 1,00m2m2 _==>_{==> max}_{max =}₌ 4,3 t/ 4,3 t/mm22 ==> ==> max max == 0,430,43 El esfuerzo de

El esfuerzo de compresión bajocompresión bajo fundaciones está dentro de lo

fundaciones está dentro de lo admisibleadmisible para la capacidad del suelo natural. para la capacidad del suelo natural.