INICIAL EN LA I.E. “DULCE NOMBRE DE MARIA” EN INICIAL EN LA I.E. “DULCE NOMBRE DE MARIA” EN
EL CENTRO POBLADO LA PEÑA, DISTRITO DE
EL CENTRO POBLADO LA PEÑA, DISTRITO DE
QUERECOTI
QUERECOTILLO, PROVINCIA
LLO, PROVINCIA DE SULLANA,
DE SULLANA,
DEPARTAMENTO DE PIURA
INDICE
INDICE
1.0 INTRODUCCION
1.0 INTRODUCCION
2.0 PROPUESTA ARQUITECTONICA
2.0 PROPUESTA ARQUITECTONICA
3.0 INTERPRETACION ESTRUCTURAL
3.0 INTERPRETACION ESTRUCTURAL
4.0 DISEÑO ESTRUCTURAL PRELIMINAR
4.0 DISEÑO ESTRUCTURAL PRELIMINAR
5.0 PREDIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA ESTRUCTURAL
5.0 PREDIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA ESTRUCTURAL
6.0 ESTRUCTURACION FINAL
6.0 ESTRUCTURACION FINAL
7.0 CARGAS DE DISEÑO
7.0 CARGAS DE DISEÑO
8.0 COMBINACIONES DE CARGA
8.0 COMBINACIONES DE CARGA
9.0 METRADO DE CARGAS
9.0 METRADO DE CARGAS
10.0 ANALISIS ESTRUCTURAL
10.0 ANALISIS ESTRUCTURAL
11.0 DISEÑO ESTRUCTURAL
11.0 DISEÑO ESTRUCTURAL
13.0.- OBSERVACIONES
13.0.- OBSERVACIONES
14.0.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
14.0.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
1.0 INTRODUCC ION
El diseño planteado tiene como objetivo realizar cálculos estructurales de edificaciones de uno y dos niveles. Las arquitecturas y el estudio de suelos han sido proporcionados por el solicitante.
Así mismo se indica que para el diseño en general de los diferentes elementos de las estructuras indicadas han sido modeladas en un conocido software de cálculo estructural y sometidos bajo los requerimientos exigidos en la norma sismo resistente y de concreto armado que rige en nuestro país.
2.0 P R OP UE S TA A R QUI TE CTONI C A
Las estructuras objeto de la presente memoria de cálculo, será básicamente utilizada la geometría de los ejes que se definen por los diferentes ambientes que conforman la estructura planteada.
3.0 INTE R PR E TA CION E S TR UC TUR A L
El sistema estructural planteado para este proyecto es una Estructura con muros de albañilería, columnas y una losa aligerada de concreto armado que descansa en los muros y columnas del sistema estructural. En el sentido longitudinal será sistema aporticado y en la longitud más corta será sistema dual (muros de albañilería y pórticos)
4.0 DISE ÑO ESTR UCTURA L PR ELIMINAR
El objetivo del diseño estructural es garantizar la seguridad de las personas que habitaran en la edificación durante su atención y la cual deberá soportar cargas sísmicas.
5.0 P R E DIME NS IO NA MIE NTO DE L S IS TE MA E S TR UC TUR A L
Después de haber fijado la forma, ubicación y distribución de los elementos estructurales, es necesario partir inicialmente de dimensiones que se acerquen lo más posible a las dimensiones finales requeridas por el diseño.
Un buen pre dimensionamiento nos evitará sucesivos análisis, como de diseño, hasta que las dimensiones satisfagan los requerimientos de las normas de diseño.
Existen muchos criterios para pre dimensionar los elementos estructurales, unos más empíricos que otros pero finalmente la experiencia y el buen criterio primaran en la elección de algunos criterios.
Los criterios que asumiremos en adelante serán tratando de cumplir los requerimientos del Reglamento Nacional de Edificaciones en sus capitulo E.020, E0.30, E0.50, E0.60 y E.070.
PR EDIMENSIONAMIENTO DE MUROS
Existen criterios prácticos para determinar el espesor de los muros que dan buenos resultados, y que con las fuerzas de las cargas puedan soportar sin causar daño. Los muros son elementos sometidos a flexión en sus dos sentidos de su plano, el peralte entonces deberá estar en función de la longitud y la carga.
La norma de diseño E-070 y demás bibliografía consultada nos da unos requisitos que debe cumplir la sección, para asegurar el buen comportamiento estructural de un muro sismo-resistente de albañilería, así como también para controlar la deflexión considerando como parámetro base la densidad de muros en cada dirección de análisis.
Al someterlos a la teoría estructural obtenemos que para las dimensiones proporcionadas en la arquitectura, podemos elegir un espesor de 25 cm para los muros principales. Por lo tanto podemos dar como un avance que los elementos estructurales, cumplen estos requisitos, de esta forma se pre dimensionarán todos los demás muro o también de la siguiente manera
20 h t
PR EDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS
Los criterios para pre dimensionar columnas, están basados en su comportamiento, flexo-compresión, tratando de evaluar cual de los dos es el más crítico en el dimensionamiento.
C f P Ac ' * 9 . 0 *
PR EDIMENSIONAMIENTO DE VIGA S
Existen criterios prácticos para determinar el peralte de vigas, que dan buenos resultados, con cargas vivas no excesivas. Las vigas son elementos sometidos a flexión, el peralte deberá estar entonces en función de la longitud y la carga.
La norma de diseño E-060 y demás bibliografía consultada nos da unos requisitos que debe cumplir la sección, para asegurar el buen comportamiento estructural de una viga sismo-resistente, así como también para controlar la deflexión.
Al someterlos a la teoría se procederá e cálculo de peralte Luz/10 o luz/12, su base Base = 0.3 H @ 0.5 H y como mínimo de ancho 25 cm. En sistemas sismorresitentes, además la norma E-060 recomienda un peralte mínimo de luz/16. Por lo tanto podemos dar como un avance que los elementos estructurales de la estructura, cumplen estos requisitos, de esta forma se pre dimensionarán todas las demás vigas.
LOSAS
Transmiten las cargas por flexión y corte. Cumplen la función de diafragma rígido. Aportan un buen porcentaje (más de 40%) a la masa total de la estructura por lo que su
aligeramiento es un factor importante a considerar.
Pueden ser losas aligeradas en una y dos direcciones, macizas, nervadas, etc. Aligerados en una dirección:
La recomendación práctica para su dimensionamiento es el siguiente:
Luz (m) H (cm)
L < 4.0 m 17
4.0 m < L < 5.5 m 20
5.0 m < L < 6.0 m 25
6.0 m < L < 7.5 m 30
La Norma E-040 Concreto Armado indica que para sobrecargas menores a 300 kg/m2 y luces menores a 7.5 m., el peralte H puede ser:
6.0 E STR UCTUR AC ION FINAL
La estructuración final cumple con todos los requisitos de continuidad, ductilidad, rigidez lateral, así mismo los elementos estructurales cumplen satisfactoriamente las secciones propuestas para su posterior análisis estructural, en el proceso de análisis se ha ido
mejorando el modelo a analizar.
Para estructuras de Concreto Armado, el desarrollo del presente trabajo se basa en las siguientes normas y reglamentos:
Norma Técnica de Edificación de Cargas E.020
Norma Técnica de Diseño Sismorresistente E.030
Norma Técnica de Suelos y Cimentación E.050
Norma Técnica de Edificación de Concreto Armado E.060
Norma Técnica de Albañilería E.070
7.0 CAR GA S DE DISEÑO
El análisis de los elementos estructurales se ha realizado con las siguientes cargas:
Carga Permanente o Muerta (D), que incluye el peso propio de la estructura. Carga Viva (L), o carga no permanente que será de acuerdo al ambiente.
Carga de Sismo (Q), que consiste en establecer las fuerzas horizontales que actuaran
en la edificación, de acuerdo a los parámetros establecidos en las Normas Peruanas de Estructuras – Norma E-30.
8.0 COMBINAC IONES DE CA RG A
Para Es tructuras de Concreto A rmado:
La norma E-060 nos da no solo las combinaciones necesarias sino también los factores de amplificación (resistencia requerida por cargas últimas) estas son:
1.40 (D+E) + 1.70 L 1.25 (D+E) + 1.25 L ± CS
9.0 METRADO DE CAR GA S CAR GA MUER TA
Para el diseño de este proyecto se adoptó lo establecido según la norma E-020 del RNE que nos proporciona los pesos unitarios para calcular la carga muerta:
Concreto armado 2400 kg/m3
CARG A VIVA
La carga de piso que se va a aplicar a un área determinada de una edificación depende de su pretendida utilización u ocupación. La norma E020 nos da cargas distribuidas a considerar en aulas (250 kg/m2), laboratorios (300 kg/m2), zonas de almacenaje (500 kg/m2) ,corredores y escaleras (400 kg/m2); tomando como mínimo la de azoteas (100 kg/m2) debido a que no es una estructura tipo edificación donde se congrega reunión de personas.
CARG A SISMICA
El análisis para fuerzas laterales de sismo fue realizado considerando los lineamientos y parámetros de la Norma de Diseño Sismorresistente vigente E-030.
10.0 ANA LISIS ES TRUCTUR AL
ES TRUCTURA PRINCIPAL
El modelo matemático para la estructura principal consiste en un sistema tridimensional de elementos verticales y horizontales (elementos en flexo compresión), que tienen como condiciones de borde un sistema apoyado como se aprecia en el modelo presentado.
B LOQUE PRINCIPAL:
Modelo Matemático - vista lateral isométrica
El análisis se ha realizado para los casos de carga y combinaciones descritas anteriormente.
11.0 DISE ÑO ES TRUCTUR AL A nális is E s tructural
Para cada elemento de todo el sistema estructural se diseñado de acuerdo al Reglamento de construcciones, para el diseño de vigas, columnas, espaciamiento de estribos, etc. Según los siguientes cuadros de calculo que se muestran a continuación.
B LOQUE 01:
Carga Viva (Ton/m)
Resultados
Análisis Sísmico
Desplazamiento Elástico por carga sísmica Y-Y (m)
Evaluación de Desplazamientos Sísmicos
TABLE: Story Drifts Story
Load
Case/Combo Item Drift
Desplazamient o lateral
Desplazamiento según Regla.
STORY2 SX Max Max Drift X 0.000440 0.002640 < 0.007………. OK!
STORY2 SX Max Max Drift Y 0.000008 0.000048 < 0.007………. OK!
STORY2 SY Max Max Drift X 0.000186 0.000977 < 0.005………. OK!
STORY2 SY Max Max Drift Y 0.000059 0.000310 < 0.005………. OK!
STORY1 SX Max Max Drift X 0.000986 0.005916 < 0.007………. OK!
STORY1 SX Max Max Drift Y 0.000037 0.000222 < 0.007………. OK!
Periodos y frecuencias
TABLE: Modal Periods and Frequencies
Case Mode Period Frequency Circular Frequency Eigenvalue sec cyc/sec rad/sec rad²/sec² Modal 1 0.267 3.743 23.5159 552.9973 Modal 2 0.088 11.404 71.6513 5133.9023 Modal 3 0.087 11.527 72.4238 5245.2 Modal 4 0.075 13.25 83.2551 6931.4171 Modal 5 0.037 26.782 168.2762 28316.868 Modal 6 0.03 33.437 210.0932 44139.1588
Diagrama de Momentos
Dis eño de columna
COLUMNA C-2
Column Element Details (Flexural Details)
Level Element Unique Name Section ID Combo ID Station Loc Length (cm) LLRF Type
STORY1 C37 43 C25X75 ENV 86 86 1 Sway Special
Section Properties b (cm) h (cm) dc (cm) Cover (Torsion) (cm) 25 75 5.675 2.657 Material Properties Ec (kgf/cm²) f'c (kgf/cm²) Lt.Wt Factor (Unitless) f y (kgf/cm²) f ys (kgf/cm²) 217370.65 210 1 4218.42 4218.42
Design Code Parameters
ΦT ΦCTied ΦCSpiral ΦVns ΦVs ΦVjoint
0.9 0.65 0.75 0.75 0.6 0.85
Axial Force and Biaxial Moment Design For Pu , Mu2 , Mu3
Design Pu kgf Design Mu2 kgf-cm Design Mu3 kgf-cm Minimum M2 kgf-cm Minimum M3 kgf-cm Rebar % % Capacity Ratio Unitless 22513.8 -51196.39 610216.66 51196.39 84967.09 1.07 0.233
Factored & Minimum Biaxial Moments NonSway Mns kgf-cm Sway Ms kgf-cm Factored Mu kgf-cm Minimum Mmin kgf-cm Minimum Eccentricity cm
Major Bending(Mu3) 54152.53 552739.28 606891.81 84967.09 3.774
Minor Bending(Mu2) 9230.43 -17379.08 -8148.65 51196.39 2.274
Cm Factor Unitless δns Factor Unitless δs Factor Unitless K Factor Unitless Effective Length cm Major Bend(M3) 1 1.005478 1 1 370 Minor Bend(M2) 0.367952 1 1 1 86
Shear Design for Vu2, Vu3
Rebar Av /s cm² /cm Design Vu kgf Design Pu kgf Design Mu kgf-cm ΦVc kgf ΦVs kgf ΦVn kgf Major Shear(V2) 0.0401 7041.27 3667.88 606891.81 0 7041.27 7041.27 Minor Shear(V3) 0.0079 385.84 3667.88 20445.43 0 385.84 385.84 Design Forces Factored Vu kgf Factored Pu kgf Factored Mu kgf-cm Capacity Vp kgf Major Shear(V2) 7041.27 3667.88 -529781.96 0 Minor Shear(V3) 385.84 3667.88 -8148.65 0
Capacity Shear (Part 1 of 2) Shear Vp kgf Long.Rebar As(Bot) % Long.Rebar As(Top) % Cap.Moment MposBot kgf-cm Major Shear(V2) 0 1.07 1.07 3199030.33 Minor Shear(V3) 0 1.07 1.07 947256.39
Capacity Shear (Part 2 of 2) Cap.Moment MnegTop kgf-cm Cap.Moment MnegBot kgf-cm Cap.Moment MposTop kgf-cm 3199030.33 3199030.33 3199030.33 947256.39 947256.39 947256.39 Design Basis Shr Reduc Factor Unitless Strength f ys kgf/cm² Strength f cs kgf/cm² Area Ag cm² 1 4218.42 210 1875
Concrete Shear Capacity Design Vu kgf Conc.Area Acu cm² Tensn.Rein Ast cm² Major Shear(V2) 7041.27 1733.1 10 Minor Shear(V3) 385.84 1449.4 10
Stress v kgf/cm² Conc.Cpcty vc kgf/cm² Uppr.Limit vmax kgf/cm² Φvc kgf/cm² Φvmax kgf/cm² RebarArea Av /s cm² /cm Major Shear(V2) 4.06 7.79 30.74 4.68 18.44 0.0401 Minor Shear(V3) 0.27 7.79 30.74 4.68 18.44 0.0079
Cimentación
13.0.- OBSERVACIONES
La memoria de cálculo estructural ha sido a petición del jefe de proyecto, el cual ha
proporcionado la arquitectura y Estudio de Suelos aprobada por la profesional responsable.
El diseño estructural ha sido elaborado de acuerdo a la información (estudio de
suelos y arquitectura) alcanzado en fotocopia y archivo digital (planos), los cuales fueron devuelto al proyectista.
La presente memoria de cálculo es válida solo para este proyecto titulado “MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE EDUCACION INICIAL EN LA I.E. “DULCE NOMBRE DE MARIA” EN EL CENTRO POBLADO LA PEÑA, DISTRITO DE QUERECOTILLO, PROVINCIA DE SULLANA, DEPARTAMENTO DE PIUR A”
Cualquier modificación que se haga al proyecto debe ser informada al suscrito, caso
contrario este, no se hace responsable de los daños materiales o económicos que ocurran.
El presente documento no deberá reproducirse sin autorización escrita (Guía
14.0.- CONCLUSIONES Y R E COME NDACIONE S
La presente memoria de cálculo es el resumen de diseño de los elementos
estructurales que han sido plasmados en los planos de estructuras.
El diseño estructural está en función a los parámetros de los estudios de suelos, por
lo tanto cualquier mal resultado o falla en dicho estudio no hace responsable al cálculo estructural.
El diseño estructural ha sido elaborado para la condición más desfavorable en lo que
refiere a parte sísmica, por lo tanto se debe reforzar los elementos estructurales tal como se ha indicado en el diseño alcanzado.
El diseño de la subestructura (cimentaciones) está calculada para soportar cargas
de las placas y columnas, por lo tanto se debe tener cuidado en los trabajos que se realicen.
Se deben respetar todas las indicaciones y recomendaciones que se indican en el
estudio de suelos, en especial las profundidades de cimentación.
Se alcanza la siguiente memoria de cálculo en físico que consta de 24 páginas firmadas, para que sea revisada y aprobada por el profesional correspondiente.
