ANALISIS ESTRUCTURAL EDIFICIO ADMINISTRATIVO

ANALISIS ESTRUCTURAL EDIFICIO ADMINISTRATIVOTAREA N1ANALISIS ESTRUCTURAL EDIFICIO ADMINISTRATIVO

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EQUIPO CALCULISTA:Juan VillalobosCatherine VallejosPatricio AcevedoFlavio RojasCatalina NezEQUIPO REVISOR:Profesor Javier Ziga

Santiago, 27 de Julio 2015

INDICEN PAG.1. INDICE... 1

2. INTRODUCCIN . 2

3. ALCANCE . 3

4. BASES DE CLCULO... 44.1.- Normas y documentos de referencia.. 44.2.- Calidad de los materiales. 44.3.- Estados de carga. 4

5. MEMORIA DE CLCULO.5-10

5.1.- MODELACIN ESTRUCTURAL 55.1.1.- Aspectos generales. 5

5.2.- Hiptesis de clculo... 55.3.- Cargas verticales... 55.3.1.- Criterios de estructuracin.. 6-75.3.2.- Sistema de carga y comportamiento 8105.3.3.- Sobrecargas (Q) 10

6. CLCULO MODELO ESTRUCTURAL POR GENERACIN DIRECTA.11-146.1.- Calculo de matriz de rigidez...11-126.2.- Momento de empotramiento perfecto..13-14

7. ANEXO DE DISEO DE ELEMENTOS-Anexo 1.-Anexo 2.

2. INTRODUCCION.El siguiente documento corresponde al clculo estructural y antissmico del segundo piso de un edificio administrativo desarrollado para la asignatura de Estructuras Dos de la Universidad Tecnolgica Metropolitana.La edificacin situada en la localidad de Osorno, en el extremo norte de la X regin de los lagos, ubicada a una cuadra del centro de la ciudad ser construida en su parte estructural de hormign armado. La superficie del proyecto es de 373,36 m. Se emplazara en un suelo de fundacin tipo 3, de acuerdo a la clasificacin de suelos de la Nch 433 Of.96.Para este proyecto se utilizara solo hormign armado tanto para muros estructurales, vigas y pilares, ya que por las dimensiones de algunos elementos no se podra construir de otro material. La categora del edificio es A, destinado a servicios pblicos o de utilidad pblica. En la siguiente figura, se muestra la planta del segundo piso del edificio analizado, con los elementos estructurales escogidos.

3. ALCANCE.El informe consta de dos partes, la primera es el clculo de la estructura, esto es definir a partir de la arquitectura los elementos resistentes que mantendrn estable la estructura (muros, columnas y pilares). La segunda parte es obtener la rigidez del edificio, mediante el mtodo de rigidez directa, identificando grados de libertad de la estructura, estados de carga actuante sobre la estructura y la obtencin de momentos de empotramientos perfectos para los estados de carga.

4. BASES DE CLCULO.

4.1.- Normas y documentos de referencia.

- ACI 318S-05 : Requisitos de reglamento para concreto estructural- NCh432 Of. 71 : Clculo de accin del viento sobre las construcciones- NCh433 Of. 96 : Diseo ssmico de edificios- NCh1537 Of. 86 : Diseo estructural de edificios - Cargas permanentes y sobrecargas de uso- NCh 430 Of. 08 : Hormign armado - Requisitos de diseo y clculo- Ordenanza general de urbanismo y construccin.- NCh 2369 Of. 2003: Diseo ssmico de estructuras e instalaciones industriales.- Apuntes clase estructuras dos.

4.2.- Calidad de los materiales.

a) Hormign: estructura H-35, grado del hormign con 10% de fraccin defectuosa, resistencia especificada de 300 [Kg/cm2], densidad gh = 2,4 [Ton/m3]b) Acero: A 63-42 Hc) Modulo de Young:- Hormign armado: E = 282.370 gh1,50,043

4.3.- Estados de carga.

Para efectos de este trabajo utilizaremos:

Carga eventual de Viento: La carga de viento es de 100 kg/m segn Nch432. Direccin noreste.Tipo de suelo: suelo de fundacin tipo 3.Cargas permanentes (CP): Peso estructura, mobiliario permanente.Sobrecargas de uso (SC): Son consideradas en CP.

OBS: El mobiliario pasa a ser permanente, ya que son elementos que siempre estarn en el mismo lugar.

5. Memoria de clculo

5.1.- MODELACIN ESTRUCTURAL.

5.1.1.- Aspectos generales.

El sistema estructural del edificio corresponde hormign armado, categora A.

La determinacin de resistencia del material se realiz de acuerdo a las dimensiones de los muros y las especificaciones de resistencias mnimas para un grosor determinado de muro.

5.2.- Hiptesis de clculo.Antes de comenzar a realizar el estudio de esta edificacin, se hiso un revisin exhaustiva de cada norma influyente en la forma de disear y distribuir los elementos estructurales en una construccin, luego se analiz los planos enviados y se estudi la forma ms conveniente de situar los elementos estructurales.

5.3.- Cargas verticales.

Estas cargas son el peso propio de la estructura y las sobrecargas de uso solo del segundo piso.Las fuerzas verticales se determinaron considerando las reas colaborantes expuestas en la figura que hay a continuacin.

Fig. 1: Planta de Arquitectura.5.3.1.- CRITERIOS DE ESTRUCTURACINComo la inercia del edificio es de suma importancia para la estructuracin de este mismo se decidi por retirar lo ms posible los elementos no estructurales ya que estos aportan peso. Se ha estructurado para reducir la inercia y hacerlo ms ligero. De igual manera el edificio se configuro de tal manera que se aportara rigidez y simetra al sistema atreves de muros y vigas, todo esto para procurar darle flujo a las emergentes fuerzas ssmicas (por ambos ejes). La distribucin de estos elementos resistentes fueron pensando en evitar la excentricidad entre el centro de masa y de torsin (Fig.2).

Fig. 2

Adems de tener presente la simetra encontramos dentro del proyecto un ascensor, su shaft y una escalera (fig. 3) a los cuales se les ha considerado como configuracin de ncleo centrales el cual tiene que ir reforzada por un sistema estructural rgido siendo esta obligatoria. Teniendo presente lo anterior tambin se procur dar rigidez en las periferias para evitar posibles torsiones. Tambin el criterio que se consider para lo anterior era evitar concentrar la rigidez en estos pequeos grupos de elementos distribuyendo uniformemente muros en la planta. Esta solucin es posible ya que el proyecto no consta de varios pisos.

Fig. 3De esta manera nuestro criterio principal de estructuracin dada al sistema fue proporcionar sencillez, regularidad, simetra y continuidad.

5.3.2.- SISTEMA DE CARGA Y COMPORTAMIENTOLas cargas y las respuestas mximas se configuraron de la siguiente manera (ver Anexo 1, plano descarga de losa)

Las reas tributarias fueron concedidas bajo el siguiente criterio:Empotrado - Empotrado: 45 Apoyo fijo - Apoyo fijo: 45Empotrado - Apoyo fijo: 60 /30Apoyo fijo - Empotrado: 30/60

Sobre lo anterior las reas tributarias que cargaran sobre los elementos estructurales quedaron dadas por: (ver Anexo 1, reas tributarias).

Los elementos estructurales quedaron definidos de la siguiente manera (ver Anexo 1, plano de elementos).

5.3.3.-Sobrecargas (Q).Para el clculo de sobrecargas se considera la siguiente expresin.

Q

Sea: -q: Sobrecarga de uso.-A: rea tributaria.-L: Largo elemento.

Para el clculo de Sobrecargas revisar anexo 2.Nuestra planta debera soportar 32363,1512 (kgf/m).

6. CLCULO MODELO ESTRUCTURAL POR GENERACIN DIRECTA.En esta parte se utilizaran los datos obtenidos en la memoria de clculo para determinar mediante el mtodo de Rigidez Directa, la matriz de rigidez de la estructura, los grados de libertad y momentos de empotramiento perfecto.6.1.- Calculo de matriz de rigidez.

Datos

E (Ton/cm^2)282,37Altura de la seccin (cm)200

I (cm^4)13333333,3Base de la seccin (cm)20

L (cm)305

K113184,70357

K12-3184,70357

K130

K21-3184,70357

K226369,40713

K23-3184,70357

K310

K32-3184,70357

K336369,40713

3184,7-3184,70

Ktotal =-3184,76369,4-3184,7(Ton/cm)

0-3184,76369,4

6.2.- Momento de empotramiento perfecto.

Nudo 1Reaccin vertical (T)0

Reaccin horizontal (T)0,016

Momento (T*m)0,011

Nudo 2Reaccin vertical (T)80,91

Reaccin horizontal (T)0,103

Momento (T*m)-67,444

Nudo 3Reaccin vertical (T)80,91

Reaccin horizontal (T)0,204

Momento (T*m)-67,443

Nudo 4Reaccin vertical (T)80,91

Reaccin horizontal (T)0,137

Momento (T*m)-67,356

Nudo 5Reaccin vertical (T)80,91

Reaccin horizontal (T)-0,137

Momento (T*m)67,356

Nudo 6Reaccin vertical (T)80,91

Reaccin horizontal (T)-0,204

Momento (T*m)67,443

Nudo 7Reaccin vertical (T)80,91

Reaccin horizontal (T)-0,083

Momento (T*m)67,444

Nudo 8Reaccin vertical (T)0

Reaccin horizontal (T)-0,016

Momento (T*m)-0,011