Pg.1
MEMORIA DE
CALCULO ESTRUCTURAL
PROYECTO:
“REHABILITACION Y MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE SALUD DEL PUESTO DE SALUD DEL DISTRITO DE MALVAS, PROVINCIA DE HUARMEY-
ANCASH”
DICIEMBRE– 2017
CONTEN I DO
Pag
I. GENERALIDADES ……… 3
1.1.ESTRUCTURACION
1.2.ESPECIFICACIONES– MATERIALESEMPLEADOS
1.3 CARACTERISTICASDELTERRENOYCONSIDERACIONESDECIMENTACION 1.4.CONFIGURACIONGEOMETRICAY ESTRUCTURACION
II. ESTADOSDECARGASYCOMBINACIONESDECARGAS……….. 5 2.1.ESTADOSDECARGAS:
2.2.COMBINACIONESDECARGA:
2.3.CARGASAPLICADASALAESTRUCTURA 2.4.ALTERNANCIADECARGAS
2.4.1.AlternanciadeCargasModulo01 2.4.2AlternanciadecargasModulo02:
III.ANALISISSISMICO ……… 9 3.1.FACTORESPARAELANALISIS
3.1.1.FUERZASSISMICASVERTICALES 3.2 ANALISISDINAMICO
3.2.1ESPECTRODEPSEUDOACELERACIONES 3.2.2.MASAPARTICIPANTE
3.2.3.FUERZASCORTANTESENELEVACION.
IV.CONTROLDEDESPLAZAMIENTOSLATERALES ……….. 16 4.1.CONTROLDEDESPLAZAMIENTOSDELMODULO01:
4.2.CONTROLDEDESPLAZAMIENTOSDELMODULO02:
V.DISEÑODECOMPONENTESDECONCRETOARMADO
5.1 DISEÑODEVIGASYCOLUMNASDECONCRETOARMADO 5.1.1.DiseñoderefuerzosenVigasy Columnas
VI.DISEÑODEZAPATAS ……….. 22 5.1.DEFINICIONDE MATERIALESY CARACTERISTICASDELASZAPATAS
5.2.DIMENSIONAMIENTOYREFUERZODEZAPATAS 5.2.1.ZAPATA-Z1:1.30mx 1.30m
5.2.2.ZAPATA–Z2:1.50mX1.60m 5.2.3.ZAPATA-Z31.60x1.60m:
5.2.4.ZAPATA–Z41.50x1.50m
VI.ANEXODEARCHIVOSDELETABSYSAFE……… 27 5.1.ARCHIVOSETABSVERSION9.7.2
5.2.ARCHIVOSSAFEVERSION12.3.1
I.GENER A LIDADES.
La presente Memoria corresponde al análisis sísmico y cálculo estructural del proyecto:
Construcción del Puesto de Salud del distrito de Malvas-Provincia de Huarmey- Ancash.
1.1 ESTRUCTURACION
La altura proyectada de los sectores es 2.80 m del 1° piso al 2do° piso; con una cobertura a dos aguas.
El sistema estructural planteado consiste en un Sistema Aporticado (en ambas direcciones de la Edifcación).La estructura se adapto a la arquitectura de la edifcación y por ello se tiene diversas secciones de columna; columnas T de 0.50x0.50m y espesor 0.25m, columnas L de 0.50x0.50 y espesor de 0.25m, rectangulares de 0.25x0.50m,0.25x0.40m,0.25x0.25m, mientras que las vigas son V. Principales 25x50cm, VI 25x40cm, V. Secundarias de 25x45cm. El Proyecto se ha separado en dos módulos para un mejor comportamiento sísmico y regularidad.
El diafragma rígido lo conforma una losa aligerada en un sentido de peralte 20 cm solo en el primer nivel, en el segundo nivel solo lo conforman vigas y cielo raso prefabricado y cobertura de teja andina. Las vigas de techo trabajan solo como confnamiento de muros y en la modelación sísmica actúan como carga muerta, no aportando rigideza la estructura. La rigidez de la estructura la aportaran las columnas, vigas principales y secundarias.
1.2 ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS CONCRETO:
-Resistencia (f´c):210Kg/cm2 (zapatas, cimientos armados) -Resistencia (f´c):210Kg/cm2 (columnas, vigas y losas) -Módulo de Elasticidad (E): 217370Kg/cm2 (f´c=210Kg/cm2) -Módulo de Poisson (u):0.20
-Peso Específico (γc):2400Kg/m3 (concreto armado) ACERO CORRUGADO (ASTMA605):
-Resistencia a la fluencia (fy):4,200Kg/cm2(Gº60): “E”:2’100,000Kg/cm2 RECUBRIMIENTOS MÍNIMOS (R):
-Cimientos, zapatas, vigas de cimentación 7.50cm -Columnas, Vigas 4.00cm
-Losas Aligeradas, Vigas chatas, Vigas de borde 3.00cm -Escaleras, Rampa 2.50cm
1.3.CONFIGURACION GEOMETRICA Y ESTRUCTURACION:
Se realizo utilizando el programa CSI-ETABS versión 9.7.2.
1.3.1. MODULO 01:
1.3.2.MODULO02:
II.ESTADOS DE C A R GAS Y COMBI N ACI O NES DE CA R GAS 2.1. ESTADOS DE CARGAS:
Se realizo de acuerdo a las Normas NTE .E.020,E 060 y al reglamento ACI318-08, seconsideran los siguientes estados de Carga en la estructura:
Donde:
CM: Carga muerta.
Para la alternancia de cargas:
CV1:Cargaviva1. CT1:CargavivadeTecho1 CV2:CargaViva2 CT2:CargaVivadeTecho2
Los subíndices 1y2 hacen referencia a las cargas alternadas.
2.2. COMBINACIONES DE CARGA:
A partir de la NTEE060 1.4CM+ 1.7CV1 1.4CM+ 1.7CV2 1.25(CM+CV1)+ CSX
1.25(CM+CV1)- CSX 1.25(CM+CV2)+ CSX 1.25(CM+CV2)- CSX 1.25(CM+CV1)+ CSY 1.25(CM+CV1)- CSY 1.25(CM+CV2)+ CSY 1.25(CM+CV2)- CSY
0.9CM+ CSX 0.9CM- CSX 0.9CM+ CSY 0.9CM- CSY
Combinaciones de carga añadidos en el Etabs.
Se utilize la envolvente de todas las combinaciones de cargas.
2.3. CARGAS APLICADAS A LA ESTRUCTURA CARGAS MUERTAS
Primer nivel
Descripción Carga
Aligerado ladrillohueco25cm 320kg/m2
Aligerado ladrillohueco20cm 280kg/m2
Albañilería mas acabados espesor 15cm 1170kg/m
Acabados losa 100kg/m2
Techo
Descripción Carga
Cobertura Teja Andina se consideró 50kg/m2
CARGAS VIVAS
Descripción Carga
Salasdeoperación,laboratoriosyzonasde servicio
300kg/m2
Cuartos 200kg/m2
Escalerasycorredores 400kg/m2
Techoinclinaciónmayora3º 50kg/m2
2.4 ALTERNANCIA DE CARGAS
La carga viva se separa en CV1, CV2, CVT1 y CVT2, esto es debido a que en el primer nivel actúa una carga viva de 300kg/m2 y en el techo 50kg/m2, pero para el análisis sísmico las cargas del primer nivel, en centros de salud tienen un factor de participación de 50% y las del techo de 25%
2.4.1. Alternancia de Cargas Modulo01
SemuestralaalternanciadecargasCV1quecorrespondealacarga
vivade300kg/m2yCVT1quecorrespondealacargavivadetecho50kg/m2
DemanerasimilarserealizalaalternanciadecargasdeCV2yCVT2enelmódulo01yenel módulo02(veranexodearchivosadjuntos)
2.4.2 Alternancia decargas Modulo 02:
Semuestralaalternanciadecargasdela cargaviva2 (CV2).
III. ANALISIS SISMICO 3.1.FACTORES PARA EL ANALISIS
ElAnálisisSísmicoserealizautilizandounmodelomatemáticotridimensional endondelos elementosverticalesestánconectadoscondiafragmashorizontales,
loscualessesuponeninfnitamenterígidosen susplanos. Además, paracadadirección, se ha consideradouna
excentricidadaccidentalde0.05vecesladimensióndeledificioenladirecciónperpendiculara
laaccióndela fuerza.Losparámetrossísmicosqueestipulala NormadeDiseñoSismoresistente (NTEE.030)consideradosparaelAnálisisenelEdificiosonlossiguientes:
Factor Nomenclatura Clasificación categóricaTipo
Valor Justificación
Zona Z 3 0,4 ZonaSísmica3:Ancash
Uso U A 1,5 Edifcacionesesenciales:
CentrodeSalud
Suelo S S2
Tp(s)
1,2
0.6 SueloSC(E.M.S)
Coefciente deReducción
Rx
Concreto ArmadoSist emaAportic ado
8.0 Pórticosdeconcreto Armado(regular)
Ry
Concreto ArmadoSist emaAportic ado
8.0 Pórticosdeconcreto Armado(regular)
3.1.1. FUERZAS SISMICAS VERTICALES
Elfactor de Zona de la Edifcación clasifca como “Z3”.Por tanto, según la NTE-E.030, las fuerzas sísmicas verticales se consideraran como una fracción de 2/3 del valor de la fuerza sísmica horizontal
3.2 ANALISIS D IN A MICO
3.2.1 ESPECTRO DE PSEUDOS ACELERACIONES
ParaelAnálisisDinámicodelaEstructuraseutilizaunEspectroderespuestasegúnlaNTE- E.030,para compararlafuerzacortantemínimaenlabaseycompararlos conlosresultadosde unanálisisestático.TodoestoparacadadireccióndelaEdifcaciónenplanta(XeY).
ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES NTEE030 T(s) SaX(M2/S) SaY(M2/S)
0.05 2.2073 2.2073
0.10 2.2073 2.2073
0.15 2.2073 2.2073
0.20 2.2073 2.2073
0.25 2.2073 2.2073
0.30 2.2073 2.2073
0.35 2.2073 2.2073
0.40 2.2073 2.2073
0.45 2.2073 2.2073
0.50 2.2073 2.2073
0.55 2.2073 2.2073
0.60 2.2073 2.2073
0.65 2.0375 2.0375
0.70 1.8919 1.8919
0.75 1.7658 1.7658
0.80 1.6554 1.6554
0.85 1.5581 1.5581
0.90 1.4715 1.4715
0.95 1.3941 1.3941
1.00 1.3244 1.3244
1.05 1.2613 1.2613
1.10 1.2040 1.2040
1.15 1.1516 1.1516
1.20 1.1036 1.1036
1.25 1.0595 1.0595
1.30 1.0187 1.0187
1.35 0.9810 0.9810
1.40 0.9460 0.9460
1.45 0.9133 0.9133
1.50 0.8829 0.8829
1.55 0.8544 0.8544
1.60 0.8277 0.8277
1.65 0.8026 0.8026
1.70 0.7790 0.7790
1.75 0.7568 0.7568
1.80 0.7358 0.7358
1.85 0.7159 0.7159
1.90 0.6970 0.6970
1.95 0.6792 0.6792
2.00 0.6622 0.6622
EnEtabs9.7.2sedefinieronlosespectrosdeanálisis:
CSX:EspectroderespuestaenladirecciónX CSY:EspectroderespuestaenladirecciónY
3.2.2.MASAPARTICIPANTE
Losperiodosylamasaparticipantecalculadosmedianteunanálisisdinámicopara12modosde vibración(3modosporcadanivel),sepresentanacontinuación:
Modulo01:
Severifcaqueesmayoral90%delamasaparticipante.
Modulo02
3.2.3. FUERZAS CORTANTES EN ELEVACION.
Lasunidadesestándadasentoneladas.
Fuerzas co r tan t esene l ev a ción M odulo 0 1 : DebidoalespectroderespuestaCSX:
En el primer nivel la fuerza cortante total es de 94.44 ton debido a la fuerza sísmica generada por el espectro de respuesta CSX
Debido al espectro de respuesta CSY.
Fuerzas C orta n tesEnEle v aciónMódulo02:
IV. CO N TR O L D E DES P LAZAMIENT O S L ATERA L ES
De acuerdoala Norma NTE.E030, para el control de los desplazamientos laterales, los resultados deberán ser multiplicados por el valor de 0.75R y estos deben ser menor esa 0.007 para estructuras aporticadas para calcular los máximos desplazamientos laterales de la estructura. Se tomaron los desplazamientos del centro de masa y del eje más alejado
4.1.CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS DEL MODULO 01:
Desplazamientos de centros de masa y extremos de diafragmas por niveles.
Desplazamientos máximos Drifts del diafragma del primer nivel:
Como el segundo nivel no cuenta con aligerado, esta se modela como membrana flexible, no existe diafragma para evaluar los desplazamientos, entonces, se verifcara los Drifts de los puntos con mayor desplazamiento.
Dirección Nivel DriftX DriftY 0.75*R*Drift Verifcación
CSX Piso1 0.001009 0.006054 <0.007
CSX Piso1 0.000058 0.000348 <0.007
CSY Piso1 0.000185 0.00111 <0.007
CSY Piso1 0.000965 0.00579 <0.007
Desplazamientos máximos (Drifts) de todos los puntos de la estructura.
Del Etabs obtenemos:
4.2.CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS DEL MODULO 02:
Dirección Nivel DriftX DriftY 0.75*R*Drift Verificación
CSX Piso1 0.000976 0.005856 <0.007
CSX Piso1 0.000505 0.00303 <0.007
CSY Piso1 0.000466 0.002796 <0.007
CSY Piso1 0.000676 0.004056 <0.007
Los desplazamientos de los centros de masa son menores al o establecido por la NTE.
V. DISEÑO DE C OM PON E NTES D E C O NCRETO A R MADO SeutilizoelprogramaETABS9.7.2.
5.1 DISEÑO DE VIGAS Y COLUMNAS DE CONCRETO ARMADO
Diseñoderefuerzolongitudinalentodoslosmiembros(frame)deC°A°.Seindicanáreas(As)en cm2.SemuestraunareferenciadelosdiseñosobtenidosutilizandoelcódigoACI-2008.
5.1.1.Diseño de refuerzos en Vigas y Columnas- Modulo 01
Se muestra el área de refuerzo positivo y negativo que se requiere en las vigas y las columnas del pórtico del eje (B).
EldiseñoporflexióndelavigaPISO1 entreejes(3)y(4)
El diseño por corte de la viga PISO1 entre ejes (3)y (4)
El diseño de la columna del primer nivel del Eje(4): Columna de sección “L”
La columnaes “L” pero se presentacircularloqueindicaquesetomainerciasequivalentesdeLa circular.
(VerelarchivoEtabsAnexo).
VI.DISEÑO D E ZAPATAS
Para el diseño de zapatas se considero modelarlos como zapatas individuales através del programa SAFEversión12.3.1.
Las cargas quesetrasmitenalaszapatasseobtienendel ETABS detrasmisióndecargasmuertasy cargasvivas:degravedadydelosmomentosenambasdireccionesXeYenlaBase.
5.1.DEFINICION DE MATERIALES Y CARACTERISTICAS DE LAS ZAPATAS Estosdatosseingresaronenel programaSafe12.3.1
5.2. DIMENS I O N AMIEN T O Y RE F U E R ZO DE ZAPATAS 5.2.1. ZAPATA- Z1:1.30mx1.30m
La Z1correspondeala zapatadeesquina,se observaquelacapacidadportantedelterrenoante lacargatrasmitidaporlacolumnaesmenora1.61kg/cm2,porlotantoeltamañoesadecuado.
5.2.2. ZAPATA– Z2:1.50mX1.60m
Las dimensiones permiten que la presión trasmitida sea menor a la capacidad portante del terreno 1.61kg/cm2
EL diseño de refuerzos indica que requiere 3 barras de 5/8” en cada extremo en el a la mayor, este Diseño se verifco por refuerzo mínimo en todos los casos:
Refuerzo mínimo:
Asmin2 0.0018T hz
Asmin2 14.4 2 Queescubiertopor8 barrasde5/8”
Laverifcaciónporcortedepunzonamientoes0.4416<1porlotantoelespesorde0.50mdela zapataeseladecuado.
cm
5.2.3. ZAPATA-Z31.60x1.60m:
5.2.4.ZAPATA– Z4:1.50x1.50m
5.2.5.ZAPATA- Z51.20x1.20m
VI. ANEXO D E AR C HIVOS DEL E TA B S Y SAFE
Seanexanlosarchivosdemodeladodelaestructura.
5.1.ARCHIVOS ETABS VERSION 9.7.2
Unidad 01_Centro_Salud_Maya.EDB Unidad 02_Centro_Salud_Maya.EDB 5.2. ARCHIVOS SAFE VERSION 12.3.1
Z1.FDB Z2.FDB Z3.FDB Z4.FDB Z5.FDB
