MEMORIA DE CÁLCULO
“PABELLON CHUÑUNAPAMPA”
Huancavelica - 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
“A”
por tratarse de un “CENTRO EDUCATIVO”. 1.2. MASA DE LA EDIFICACIÓN PARA EL DISEÑO SÍSMICO:P = PCM + α% PCV α = 50% Para edificaciones de las categorías A y B α = 25% Para edificaciones de la categoría C α = 80% Para Depósitos de Almacenaje
α = 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) 3 2 1 0.4 0.3 0.15 El presente proyecto se encuentra ubicado en:
Departamento : HUANCAVELICA Provincia : HUANCAVELICA Distrito : HUANCAVELICA Localidad : HUANCAVELICA Donde los factores a tomar son:
ZONA FACTOR Z(g)
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.) S
S1 S2 S3 S4
Roca o suelo muy rígidos Suelos intermedios
Suelos flexibles o con estratos de gran espesor Condiciones excepcionales 0.4 0.6 0.9 (*) 1.0 1.2 1.4 (*)
(*) 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.) S
S3 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 Acero
Pórticos dúctiles con uniones resistentes a momentos
Otras estructuras de acero Arriostres Excéntricos Arriostres en cruz 9.5 6.5 6.0 Concreto Armado
=
T
T
C
2
.
5
.
*
PC
≤
2
.
5
Pórticos Dual
De muro estructurales
Muros de ductibilidad limitada
8 7 6 4
Albañilería Armada o confinada 3
Madera (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.
Dirección X:
SISTEMA ESTRUCTURAL coeficiente de reducción R para estructuras regulares
Dual 7
Dirección Y:
SISTEMA ESTRUCTURAL coeficiente de reducción R para estructuras regulares
Albañilería Armada o confinada 3
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 Entrepiso Material Predominante (δi/Hi)
Concreto Armado Acero (*) Albañilería Madera 0.007 0.010 0.005 0.010
2. ESTRUCTURACIÓN DEL PROYECTO EXTRUIDO:
Aulas:
3. METRADO DE CARGAS: 3.1.- DE LOS MATERIALES Y
CONSIDERACIONES ESTRUCTURALES: 3.1.1.- Análisis
estructural:
Para el análisis estructural se usara las consideraciones del RNE (Reglamento Nacional de edificaciones).
E-010; para el diseño de las maderas
E-020; para las consideraciones de cargas
E-030; Para el diseño sísmico de la edificación
E-060; Para el diseño de concreto armado y con referencia a código ACI 318 usado en el programa ETABS.
3.1.2.- Del concreto :
f'c = 210 kg/cm2 Para vigas, aligerados y columnas
2100000 kg/m2 f'c = 175 kg/cm2 para cimentaciones Peso del concreto: 2400 kg/m3 2.3.- Del acero:
fy = 4200 kg/cm2 Esfuerzo de fluencia del acero
Peso del acero: 7681 kg/m3 3.1.3.-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/m3 Ymasa = 193.6799 185 s^2*Tn/m 3 0.194 s^2*Tn/ m3 3.14.- Características del terreno:
Según las características del terreno se trata de arenas arcillas mezcladas en capas.
Capacidad portante
del terreno: σt = 1.2 kg/cm2
Angulo de rozamiento
Cohesión: c = 0 * Según las características del terreno se trata de arenas limosas, arenas bien graduadas ,
que no presentan plasticidad y su clasificación SUCS es "SW-SM".
3.2.- CARGAS QUE SOPORTAN LOSAS ARMADAS EN UNA DIRECCIÓN
3.2.1.- CARGAS EN EL TECHO: Ladrillo Tipo: H12 12X30X30 Carga muerta(losa 17cm): Vol Concr. (kg/m 3): Peso Concr. (kg/m2) : Nro. Ladrill os (nro/m 2): Peso Ladrill os (kg/m2 ): Peso Aligerado(kg /m2): Peso del aligerado: 258 kg/m2 0.086 206.4 7.5 51 257.4 Peso de Acabados: 100 kg/m2 Peso de tabiquería : 0 kg/m2 Wd = 358 kg/m2 Carga viva: Sobrecarg a: WL1 = 100 Techo
Para la carga de agua sobre las vigas canal:
Tipo: Largo (m): Ancho (m): Densid ad (kg/m 3): Carga (kg/m2) : Agua: 0 0.35 1000 350 4. ANÁLISIS:
4.1. 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) - Aulas:
ESPECTRO DE RESPUESTA EN LA DIRECCIÓN X-X:
ESPECTRO DE SISMO SEGÚN NORMA E-030
Categoria Edificio A U 1.5
Zona Sísmica 2 Z 0.30
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 0.2250 0.02 2.50 0.2250 0.04 2.50 0.2250 0.06 2.50 0.2250 0.08 2.50 0.2250 0.10 2.50 0.2250 0.12 2.50 0.2250 0.14 2.50 0.2250 mica) cación Sís de Amplifi Factor C C T T x C Espectral n Aceleració xg R ZUCS S P a ( 5 . 2 ; 5 . 2 ) ( = ≤ = =
0.16 2.50 0.2250 0.18 2.50 0.2250 0.20 2.50 0.2250 0.25 2.50 0.2250 0.30 2.50 0.2250 0.40 2.50 0.2250 0.50 2.50 0.2250 0.60 2.50 0.2250 0.70 2.50 0.2250 0.80 2.50 0.2250 0.90 2.50 0.2250 1.00 2.25 0.2025 1.05 2.14 0.1929 1.10 2.05 0.1841 2.00 1.13 0.1013 2.50 0.90 0.0810 3.00 0.75 0.0675 4.00 0.56 0.0506 5.00 0.45 0.0405 6.00 0.38 0.0338 7.00 0.32 0.0289 8.00 0.28 0.0253 9.00 0.25 0.0225 10.00 0.23 0.0203
ESPECTRO DE RESPUESTA EN LA DIRECCIÓN Y-Y:
ESPECTRO DE SISMO SEGÚN NORMA E-030
Categoria Edificio A U 1.5
Zona Sísmica 2 Z 0.30
Tipo de Suelo S3 Tp (s) 0.90 S 1.40
Coeficicente de red. Albañileria Armada o Confinada
R 3.0 EstructReg(1),Irreg(2) 1 R a usar = 3.000 factor a escalar 1.000 T (s) C ZUCS/R 0.00 2.50 0.5250 0.02 2.50 0.5250 0.04 2.50 0.5250 0.06 2.50 0.5250 0.08 2.50 0.5250 0.10 2.50 0.5250 0.12 2.50 0.5250 0.14 2.50 0.5250 0.16 2.50 0.5250 mica) cación Sís de Amplifi Factor C C T T x C Espectral n Aceleració xg R ZUCS S P a ( 5 . 2 ; 5 . 2 ) ( = ≤ = =
0.18 2.50 0.5250 0.20 2.50 0.5250 0.25 2.50 0.5250 0.30 2.50 0.5250 0.35 2.50 0.5250 0.40 2.50 0.5250 0.50 2.50 0.5250 0.60 2.50 0.5250 0.70 2.50 0.5250 0.80 2.50 0.5250 0.90 2.50 0.5250 1.00 2.25 0.4725 1.10 2.05 0.4295 2.00 1.13 0.2363 2.50 0.90 0.1890 3.00 0.75 0.1575 4.00 0.56 0.1181 5.00 0.45 0.0945 6.00 0.38 0.0788 7.00 0.32 0.0675 8.00 0.28 0.0591 9.00 0.25 0.0525 10.00 0.23 0.0473 4.3. DESPLAZAMIENTOS 4.3.1. SISMO EN X (cm): Aulas:
4.3.2. SISMO EN Y (cm):
4. CUADRO DE VERIFICACIÓN DE DESPLAZAMIENTOS:
Teniendo en nuestra estructura los siguientes desplazamientos: Aulas:
Comprobando desplazamientos en el sentido X-X: R = 7 ENTREP ISO Di (dezpl. Centro de masa) (cm) ∆i=Di*0.75*R (cm) (Desplazamie nto global de entrepiso) i=∆i+1-∆i δ (Desplazami ento local o relativo de entrepiso) Hi _ Altura de entrep iso (cm) = ŷ i/Hi<=0. δ 007 Control: STORY 1 0.0127 0.07 0.07 435 0.00015 Ok
Comprobando desplazamientos en el sentido Y-Y: R = 3 ENTREP ISO (dezpl. Di Centro de masa) ∆i=Di*0.75*R (cm) (Desplazamie nto global de entrepiso) i=∆i+1-∆i δ (Desplazami ento local de entrepiso) Hi _ Altura de entrep iso = ŷ i/Hi<=0. δ 007 Contr ol:
(cm) (cm)
STORY 1 0.0164 0.04 0.04 435 0.00008 Ok
Con lo que estamos dentro de los parámetros de diseño exigidos por el RNE.
5. DIAGRAMA DE ESFUERZOS
5.1. DIAGRAMA DE MOMENTOS FLECTORES:
5.1.1. ENVOLVENTE PARA EL DISEÑO DE CONCRETO REFORZADO: Aulas – Elementos tipo frame:
Aulas – Elementos tipo Shell (M22):
5.2. DIAGRAMA DE ESFUERZOS CORTANTES:
5.1.1. ENVOLVENTE PARA EL DISEÑO DE CONCRETO REFORZADO: Aulas – Elementos tipo frame:
6.- RESULTADOS:
- Para todos los resultados del diseño se han realizado los planos correspondientes donde aparecen en detalle los aceros utilizados, además de eso se muestra en detalles los aceros resultantes de los diseños hechos para los distintos esfuerzos.