Memeoria Descriptiva -Aulas,Sum,Cocina,Administracion

MEMORIA DESCRIPTIVA Y DE CÁLCULO.

PROYECTO DE ESTRUCTURAS

Ing. Edward Alberto Quiroz RojasCIP 58633

2013

CONTENIDO

1. GENERALIDADES.- 1.1 NORMAS EMPLEADAS 1.2 ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS1.3 CARACTERISTICAS DEL TERRENO Y CONSIDERACIONES DE CIMENTACION1.4 ESTADOS DE CARGA1.5 REFERENCIAS

2. ESTRUCTURACION.-2.1 ESTRUCTURACION DE LOS PABELLONES: AULAS 2.2 ESTRUCTURACION DE LOS PABELLONES: SUM 2.3 ESTRUCTURACION DE LOS PABELLONES: COCINA 2.4 ESTRUCTURACION DE LOS PABELLONES: ADMINISTRACION

3. PREDIMENSIONAMIENTO.- 3.1 PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS PERALTADAS3.2 PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS

4. METRADO DE CARGAS. -

5. ANALISIS SISMICOS.- 5.1 MODELO ESTRUCTURAL 5.2 NORMAS Y PARAMETROS PARA EL ANALISIS SISMICO5.3 ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES DE DISEÑO5.4 MODELO DE ANALISIS Y CONTROL DE RESULTADOS DE DESPLAZAMIENTOS.

6. ANALISIS ESTATICO 6.1 DISTRIBUCIÓN DE FUERZA CORTANTE EN ELEVACIÓN6.2 FUERZA CORTANTE ESTATICO Y CORTANTE DINAMICO

7. DISEÑO DE COMPONENTES DE CONCRETO ARMADO.- 7.1 DISEÑO DE VIGAS 7.2 DISEÑO DE PLACAS Y COLUMNAS 7.3 DISEÑO DE CIMENTACION

1. GENERALIDADES

La presente Memoria corresponde al Análisis Sísmico y Calculo Estructural del Proyecto “AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE EDUCACION”, de Propiedad “MINISTERIO DE EDUCACION”; edificación conformada por 4 Pabellones de 2 niveles cada uno.

1.1 NORMAS EMPLEADAS Se sigue las disposiciones de los Reglamentos y Normas Nacionales e Internacionales descritos a continuación.

-Reglamento Nacional de Edificaciones (Perú) – Normas Técnicas de Edificación (N.T.E.):

-NTE E.020 “CARGAS” -NTE E.060 “CONCRETO ARMADO”-NTE E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” -NTE E.070 “ALBAÑILERIA”-NTE E.050 “SUELOS Y CIMENTACIONES”

- A.C.I. 318 – 2008 (American Concrete Institute) - Building Code Requirements for Structural Concrete- UBC 1997 Uniform Building Code

Se entiende que todos los Reglamentos y Normas están en vigencia y/o son de la última edición.

1.2 ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOSCONCRETO:

-Resistencia (f´c): 210 Kg/cm2 (todos los elementos)

-Modulo de Elasticida (E) : 217,300 Kg/cm2 (f´c = 210 Kg/cm2)

-Modulo de Poisson (u) : 0.20 -Peso Específico (γC): 2300 Kg/m3 (concreto simple); 2400 Kg/m3 (concreto

armado)

ACERO CORRUGADO (ASTM A605): -Resistencia a la fluencia (fy) : 4,200 Kg/cm2 (Gº 60): “E”: 2’100,000 Kg/cm2

COMPONENTES DE CONCRETO ARMADOCemento Pórtland.- El cemento a usarse para la preparación del concreto será Cemento Pórtland, el cual debe cumplir los requisitos impuestos por el ITINTEC para cemento Pórtland del Perú.Agua.- El agua a emplearse en la preparación del concreto debe encontrarse libre de materia orgánica, fango, sales ácidos y otras impurezas y si se tiene duda del agua a emplear realizar los ensayos químicos de determinación de la calidad.Agregados.- Son primordiales en los agregados las características de densidad, resistencia, porosidad y la distribución volumétrica de las partículas llamada también granulometría o gradación.Aditivos.- Se usarán de acuerdo a las modificaciones de las propiedades del concreto que uno desee menos la resistencia, los aditivos son muy sensitivos y dependen de la arena, piedra, agua y cemento que se utilicen.

ALBAÑILERIA CONFINADAMaterial estructural conformado por unidades de albañilería de características definidas asentadas con morteros especificados y que cuenta con refuerzos para el confinamiento adecuado de las unidades de albañileria . Dentro de los tipos de albañilería empleados en nuestro edificio tenemos los siguientes:

-Resistencia (f´m): 65 Kg/cm2 (todos los elementos)

-Modulo de Elasticida (E) : 250,000 Kg/cm2 (f´m = 65 Kg/cm2)

-Peso Específico (γC): 1800Kg/m3 (concreto simple)

COMPONENTES DE ALBAÑILERIA CONFINADA

Mortero.- Constituido por una mezcla de cemento y agregado en la siguiente proporción: cemento: arena 1: 4.

Unidades de albañilería.- Cada unidad de albañilería debe cumplir con los requerimientos mínimos dado en la actual Norma E.070 Albañilería.

RECUBRIMIENTOS MÍNIMOS (R): -Cimientos, zapatas, vigas de cimentación 7.50 cm -Columnas, Vigas, Placas, Muros (Cisternas, Tanques) 4.00 cm -Losas Aligeradas, Vigas chatas, Vigas de borde 3.00cm -Losas macizas, Escaleras 2.50 cm

1.3 CARACTERISTICAS DEL TERRENO Y CONSIDERACIONES DE CIMENTACION

Según especificaciones del Estudio de Mecánica de Suelos con fines de Cimentación, se determino que la presión admisible del terreno es de 1.57 kg/cm2, condición para el uso de zapatas aisaldas y zapatas conectadas para los pabellones Block 01, Block 02, Block 03, Block 04.La profundidad minima de cimentación es 2.00 mt .

1.4 ESTADOS DE CARGAS.-

La Norma Técnica E-020 recomienda valores mínimos para las cargas que se deben considerar en el diseño de una estructura, dependiendo del uso al cual está diseñada la misma. Las cargas a considerar son las denominadas: muertas, vivas y sismo.Consideramos como carga muerta (CM) al peso de los materiales, tabiques y otros elementos soportados por la estructura, incluyendo su peso propio que se suponen serán permanentes. Como carga viva (CV), al peso de los ocupantes, materiales equipo, muebles y otros elementos móviles. Finalmente las cargas de sismo (CS) son aquellas que se generan debido a la acción sísmica sobre la estructura.

Diseño en Concreto ArmadoPara determinar la resistencia nominal requerida, se emplearon las siguientes combinaciones de cargas:

1.4 M + 1.7 V M = carga muerta 1.25 ( M + V) + S V = carga viva 1.25 ( M + V) - S S = carga de sismo 0.90 M + S 0.90 M - S.

Además, el Reglamento establece factores de reducción de resistencia en los siguientes casos:

Solicitación Factor de Reducción

- Flexión 0.90

- Tracción y Tracción + Flexión 0.90

- Cortante 0.85

- Torsión 0.85

- Cortante y Torsión 0.85

- Compresión y Flexo compresión

Elementos con espirales 0.75

Elementos con Estribos 0.70

Resumiendo, para el diseño de los elementos estructurales se debe cumplir que:

Resistencia de Diseño Resistencia Requerida (U)Resistencia de Diseño = Resistencia Nominal

2. ESTRUCTURACIÓN

En la estructuración de estos bloques se definió la ubicación y las características de todos los elementos estructurales, tales como las losas aligeradas, losas macizas, vigas, columnas y placas de los pabellones nuevos de tal forma que los bloques tengan un comportamiento adecuado ante solicitaciones de cargas de gravedad y de sismo.Se siguió los siguientes parámetros de estructuración para lograr una estructura adecuada:

- Simplicidad y simetría- Resistencia y ductilidad- Hiperestaticidad y monolitismo - Uniformidad y continuidad de la estructura- Rigidez lateral- Existencia de diafragmas rígidos- Análisis de la influencia de los elementos no estructurales.

2.1. ESTRUCTURACION DE LOS PABELLONES BLOCK 01, BLOCK 02, BLOCK 03, BLOCK 04.

Estos pabellones tienen una configuración estructural en base a muros estructurales de concreto armado tanto en el eje X-X como Y-Y. Los elementos estructurales se localizan en planta de tal manera de cumplir con los requerimientos arquitectónicos y de diseño sismorresistente. Para el diseño se ha considerado sobrecargas como siguen:

AULAS Sobrecargas de 100 kg/m2.SUM Sobrecargas de 100 kg/m2.COCINA Sobrecargas de 100 kg/m2.ADMINISTRACION Sobrecargas de 100 kg/m2.

Los techos están conformados por losas macizas de h=12 cm .Las vigas peraltadas son de de 60cms, que descansan sobre columnas. Las columnas han sido dimensionadas según los requerimientos arquitectónicos y estructurales.

2.2 ESTRUCTURACION DEL PABELLON AULAS.

Se ha planteado para este pabellón una configuración estructural a pórticos de concreto armado. Los pórticos de concreto armado se han ubicado en planta en los ejes X e Y. Para el diseño se ha considerado una sobrecarga como de 100 kg/m2. Los techos inclinados están conformados por losas macizas de h=12 cm.

2.3 ESTRUCTURACION DE LOS PABELLON SUM.

Se ha planteado para este pabellón una configuración estructural a pórticos de concreto armado y muros de albañilería confinada. Los pórticos de concreto armado se han ubicado en planta en el eje X mientras que los muros de albañileira se ubican en el eje Y. Para el diseño se ha considerado una sobrecarga como de 100 kg/m2. Los techos inclinados están conformados por losas macizas de h=12 cm.

2.4 ESTRUCTURACION DE LOS PABELLON COCINA.


2.5 ESTRUCTURACION DE LOS PABELLON ADMINISTRACION.


3. PREDIMENSIONAMIENTO

Este predimensionamiento consistió en dar una dimensión tentativa o definitiva, de acuerdo a ciertos criterios y recomendaciones establecidos basándose en la práctica de muchos ingenieros y a lo estipulado en la Norma Técnica de Edificaciones NTE-060 de Concreto Armado y entre los Requisitos Arquitectónicos y de Ocupación. Luego del análisis de estos elementos se verá si las dimensiones asumidas son convenientes o tendrán que cambiarse para luego pasar al diseño de ellos.

3.1 PREDIMENSIONAMIENTO VIGAS PERALTADAS

Para predimensionar estas vigas, por lo general, se considera como regla práctica usar un peralte del orden del décimo, doceavo o catorceavo de la mayor luz libre entre apoyos. Para el ancho o base de la viga se debe considerar una longitud mayor que 0.3 del peralte, sin que llegue a ser menor de 25 cm. Se recomienda no tener un ancho mayor a 0.5 del peralte, debido a que el ancho es menos importante que el peralte para proporcionar inercia a la viga.

Resumiendo: ó ó

Cálculos del Dimensionamiento de las vigas peraltadas de los pabellones:

B(CM)Nombres Vigas L(M) L/12 L/10 ELEGIIDO <0.45xH

AULAS V2 6.52 0.54 0.65 0.60 0.25COCINA CORTE C-C 4.02 0.34 0.40 0.60 0.25

SUM V3 7.22 0.60 0.72 0.60 0.25ADMINISTRACION CORTE N-N 4.86 0.41 0.49 0.60 0.25

H(CM)RESUMEN

Las vigas paralelas a la dirección X serán de 60 cm de alto y una base de 25cm.Por otro lado, el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) en la NTE-060 en su acápite 10.4.1.3, dice que la condición para no verificar deflexiones en una viga es que el peralte debe ser mayor ò igual que el dieciseisavo de la luz libre.

Para Viga 1-V4: L= 7.22 m, L /16 = 0.45m H0.49m ok

h ln/10 h ln/12 h ln/14

4. METRADO DE CARGAS

En este capítulo, se mostrará el cálculo de las cargas de gravedad que se aplican a la estructura. Las cargas de gravedad son la Carga Muerta y la Carga Viva.

Como regla general, al metrar cargas se debe pensar en la manera como se apoya un elemento sobre otro, las cargas existentes en un nivel se transmiten a través de la losa del techo hacia las vigas que la soportan, luego estas vigas al apoyarse sobre las columnas, le transfieren su carga, posteriormente las columnas transfieren las cargas hacia sus elementos de apoyo que son las zapatas, finalmente las cargas pasan a actuar sobre el suelo de cimentación.El metrado se hará mediante el método de área tributaria o zonas de influencia separando la carga muerta de la carga viva. Los valores de cargas y pesos unitarios a usar son los siguientes y han sido tomados de la NTE E.020 de Cargas del Reglamento Nacional de Edificaciones.

LOSA MACIZA e=12cm 300 kg/m2PISO TERMINADO 100 kg/m2

CONCRETO ARMADO 2400 kg/m3ALBALIÑERIA 1800 kg/m3

TECHO 100 kg/m2

PESOS UNITARIOS

SOBRECARGAS

El análisis se ha desarrollado haciendo uso del programa ETABS Nonlinear v.9.7.2 elaborado por Computers and Estructures Inc. Y permite colocar las cargas de gravedad y definir la carga sísmica. Adicionalmente al colocar las dimensiones de los elementos y definir la densidad del concreto como parámetro nos permite modelar de una manera muy cercana a la realidad estos elementos.Como ejemplo se muestran a continuación la forma como se colocaron las cargas muertas y vivas en las losas con el programa ETABS 9.7.2. Este programa reparte las cargas colocadas en el Pabellon de AULAS,SUM,COCINA y ADMINISTRACION.

Carga Muerta (DEAD) Pabellon AULAS Carga Viva (LIVE) Pabellon AULAS

Carga Muerta (DEAD) Pabellon COCINA Carga Viva (LIVE) Pabellon COCINA

Carga Muerta (DEAD) Pabellon SUM Carga Viva (LIVE) Pabellon SUM

Carga Muerta (DEAD) ADMINISTRACION Carga Viva (LIVE) ADMINISTRACION

5. ANALISIS SISMICO

5.1 MODELO ESTRUCTURAL

El análisis se ha desarrollado haciendo uso del programa ETABS Nonlin v.9.7.2 elaborado por Computers and Estructures Inc. La carga sísmica total se ha calculado tomando el 100% de la Carga Muerta y el 50% de la carga viva (para centros de educación y/o capacitacion), tal como lo señala la norma NTE-030 de diseño Sismo resistente. El análisis sísmico se desarrolló de acuerdo a las indicaciones de la Norma Peruana de Diseño Sismorresistente NTE-030.Se empleo un modelo espacial con diafragmas rígidos en cada sistema de piso. Como coordenadas dinámicas se consideraron 3 traslaciones y 3 giros. De estos 6 grados de libertad, los desplazamientos horizontales y el giro en la vertical se establecieron dependientes del diafragma. Se consideraron la deformación por fuerza axial, cortante, flexión y torsión. La Norma NTE-030 señala que al realizar el análisis sísmico empleando el método de superposición espectral se debe considerar como criterio de superposición el ponderado entre la suma de absolutos y la media cuadrática según se indica en la siguiente ecuación:

Alternativamente se puede utilizar como criterio de superposición la combinación cuadrática completa (CQC). En el presente análisis se utilizó este último criterio.

5.2 NORMAS Y PARÁMETROS PARA EL ANÁLISIS SÍSMICO

El análisis sísmico se efectuó siguiendo las indicaciones de la Norma Peruana de Diseño Sismorresistente NTE.030 del 2006. La respuesta sísmica se determinó empleando el método de superposición espectral considerando como criterio la “Combinación Cuadrática Completa”, (CQC) de los efectos individuales de todos los modos.

Parámetros sísmicos para todos los Pabellones

Tal como lo indica la Norma E.030, y de acuerdo a la ubicación de la estructura y las consideraciones de suelo proporcionadas, los parámetros para definir el espectro de diseño fueron:

Zonificación: La zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las características generales de los movimientos sísmicos y la atenuación de estos con la distancia epicentral, así como en información geotécnica.El territorio nacional se encuentra dividido en tres zonas, a cada zona se le asigna un factor Z. Este factor se interpreta como la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años.La zona donde está ubicada la edificación según la zonificación de la norma E-030 es la zona 2 y su factor de zona es 0.3.

r=0 .25∑|ri|+0 .75√∑ ri2

Estudios de Sitio: Son estudios similares a los de micro zonificación, aunque no necesariamente en toda su extensión. Estos estudios están limitados al lugar del proyecto y suministran información sobre la posible modificación de las acciones sísmicas y otros fenómenos naturales por las condiciones locales. Su objetivo principal es determinar los parámetros de diseño.

Condiciones Geotectónicas: Para los efectos de esta norma los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta las propiedades mecánicas del suelo, el espesor del estrato, el periodo fundamental de vibración y la velocidad de propagación de las ondas de corte.Para efectos de la aplicación de la Norma E-030 de diseño sismo resistente se considera que el perfil de suelo es del tipo flexible (S2), el parámetro Tp asociado con este tipo de suelo es de 0.60 seg., y el factor de amplificación del suelo asociado se considera S=1.20.

Factor de amplificación sísmica: De acuerdo a las características de sitio, se define el factor de amplificación sísmica (C) por la siguiente expresión:

C = 2.5x(Tp/T); C<2.5

Categoría de las edificaciones: Cada estructura debe ser clasificada de acuerdo a la categoría de uso de la edificación, debido a que la edificación es de uso Educativo, se está considerando para el presente análisis U=1.5.

Sistemas estructurales: Los sistemas estructurales se clasificaran según los materiales usados y el sistema de estructuración sismo resistente predominante en cada dirección. Según la clasificación que se haga de una edificación se usara un coeficiente de reducción de fuerza sísmica (R).

Pabellon Estructuración según eje Factor de reducción(R).AULAS Aporticado de C.A.

Aporticado de C.A.X-X Rx=8Y-Y Ry=8

COCINA Aporticado de C.A.Aporticado de C.A.

X-X Rx=8Y-Y Ry=8

SUM Aporticado de C.A.Aporticado de C.A.

X-X Rx=8Y-Y Ry=8

ADMINISTRACION Aporticado de C.A.Aporticado de C.A.

X-X Rx=8Y-Y Ry=8

5.3 ESPECTROS DE PSEUDOACELERACIONES DE DISEÑO

Espectro de diseño con factor de reducción R=1

Z= 0.30 U= 1.50 Tp= 0.60 S= 1.20 R= 1.00

T C C/R Sa T C C/R Sa0.05 2.50 2.50 13.2435 1.30 1.15 1.15 6.1124

0.10 2.50 2.50 13.2435 1.35 1.11 1.11 5.8860

0.15 2.50 2.50 13.2435 1.40 1.07 1.07 5.6758

0.20 2.50 2.50 13.2435 1.45 1.03 1.03 5.4801

0.25 2.50 2.50 13.2435 1.50 1.00 1.00 5.2974

0.30 2.50 2.50 13.2435 1.55 0.97 0.97 5.1265

0.35 2.50 2.50 13.2435 1.60 0.94 0.94 4.9663

0.40 2.50 2.50 13.2435 1.65 0.91 0.91 4.8158

0.45 2.50 2.50 13.2435 1.70 0.88 0.88 4.6742

0.50 2.50 2.50 13.2435 1.75 0.86 0.86 4.5406

0.55 2.50 2.50 13.2435 1.80 0.83 0.83 4.4145

0.60 2.50 2.50 13.2435 1.85 0.81 0.81 4.2952

0.65 2.31 2.31 12.2248 1.90 0.79 0.79 4.1822

0.70 2.14 2.14 11.3516 1.95 0.77 0.77 4.0749

0.75 2.00 2.00 10.5948 2.00 0.75 0.75 3.9731

0.80 1.88 1.88 9.9326 2.05 0.73 0.73 3.8761

0.85 1.76 1.76 9.3484 2.10 0.71 0.71 3.7839

0.90 1.67 1.67 8.8290 2.15 0.70 0.70 3.6959

0.95 1.58 1.58 8.3643 2.20 0.68 0.68 3.6119

1.00 1.50 1.50 7.9461 2.25 0.67 0.67 3.5316

1.05 1.43 1.43 7.5677 2.30 0.65 0.65 3.4548

1.10 1.36 1.36 7.2237 2.35 0.64 0.64 3.3813

1.15 1.30 1.30 6.9097 2.40 0.63 0.63 3.3109

1.20 1.25 1.25 6.6218 2.45 0.61 0.61 3.2433

1.25 1.20 1.20 6.3569 2.50 0.60 0.60 3.1784

ESPECTRO DE DISEÑO E030

ESPECTRO

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00

Espectro de diseño con factor de reducción R=8

Z= 0.30 U= 1.50 Tp= 0.60 S= 1.20 R= 8.00

T C C/R Sa T C C/R Sa0.05 2.50 0.31 1.6554 1.30 1.15 0.14 0.7640

0.10 2.50 0.31 1.6554 1.35 1.11 0.14 0.7358

0.15 2.50 0.31 1.6554 1.40 1.07 0.13 0.7095

0.20 2.50 0.31 1.6554 1.45 1.03 0.13 0.6850

0.25 2.50 0.31 1.6554 1.50 1.00 0.13 0.6622

0.30 2.50 0.31 1.6554 1.55 0.97 0.12 0.6408

0.35 2.50 0.31 1.6554 1.60 0.94 0.12 0.6208

0.40 2.50 0.31 1.6554 1.65 0.91 0.11 0.6020

0.45 2.50 0.31 1.6554 1.70 0.88 0.11 0.5843

0.50 2.50 0.31 1.6554 1.75 0.86 0.11 0.5676

0.55 2.50 0.31 1.6554 1.80 0.83 0.10 0.5518

0.60 2.50 0.31 1.6554 1.85 0.81 0.10 0.5369

0.65 2.31 0.29 1.5281 1.90 0.79 0.10 0.5228

0.70 2.14 0.27 1.4189 1.95 0.77 0.10 0.5094

0.75 2.00 0.25 1.3244 2.00 0.75 0.09 0.4966

0.80 1.88 0.23 1.2416 2.05 0.73 0.09 0.4845

0.85 1.76 0.22 1.1685 2.10 0.71 0.09 0.4730

0.90 1.67 0.21 1.1036 2.15 0.70 0.09 0.4620

0.95 1.58 0.20 1.0455 2.20 0.68 0.09 0.4515

1.00 1.50 0.19 0.9933 2.25 0.67 0.08 0.4415

1.05 1.43 0.18 0.9460 2.30 0.65 0.08 0.4319

1.10 1.36 0.17 0.9030 2.35 0.64 0.08 0.4227

1.15 1.30 0.16 0.8637 2.40 0.63 0.08 0.4139

1.20 1.25 0.16 0.8277 2.45 0.61 0.08 0.4054

1.25 1.20 0.15 0.7946 2.50 0.60 0.08 0.3973

ESPECTRO DE DISEÑO E030

ESPECTRO

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00

5.4 Modelos de Análisis y Resultados de Desplazamiento

Para el análisis sísmico y de gravedad, los módulos se modelaron con elementos con deformaciones por flexión, fuerza cortante y carga axial. Para cada nudo se consideraron 6 grados de libertad estáticos y para el conjunto tres grados de libertad dinámicos correspondientes a dos traslaciones horizontales y a una rotación plana asumida como un diafragma rígido en cada nivel. El cálculo de los desplazamientos elásticos se realizó considerando todos los modos de vibración y 5 % de amortiguamiento en la Combinación Cuadrática Completa. Los desplazamientos inelásticos se estimaron multiplicando los desplazamientos de la respuesta elástica por el factor de reducción correspondiente, de acuerdo al esquema estructural adoptado en cada dirección.

Modelo Pabellon AULAS

A continuación se presentan los máximos desplazamientos en las dos direcciones obtenidos:

Nivel hi Rd 0.75*Rd Desp. Total Rd*Desp. Total Parcial Delta/hi Limite Obs.

(cm) (m) (m) (cm)

1 350 1 0.75 0.00040 0.000300 0.03000 0.00009 0.00700 OK

2 300 1 0.75 0.00200 0.001500 0.12000 0.00040 0.00700 OK


(cm) (m) (m) (cm)

1 350 1 0.75 0.00390 0.002925 0.29250 0.00084 0.00700 OK

2 300 1 0.75 0.00610 0.004575 0.16500 0.00055 0.00700 OK

Maximos Desplazamientos Eje X-X

Maximos Desplazamientos Eje Y-Y

Modelo Pabellon SUM



(cm) (m) (m) (cm)

1 350 1 0.75 0.00410 0.003075 0.30750 0.00088 0.00700 OK

2 300 1 0.75 0.00560 0.004200 0.11250 0.00038 0.00700 OK


(cm) (m) (m) (cm)

1 350 1 0.75 0.00030 0.000225 0.02250 0.00006 0.00700 OK

2 300 1 0.75 0.00150 0.001125 0.09000 0.00030 0.00700 OK



Modelo Pabellon COCINA



(cm) (m) (m) (cm)

1 350 1 0.75 0.00410 0.003075 0.30750 0.00088 0.00700 OK

2 300 1 0.75 0.00560 0.004200 0.11250 0.00038 0.00700 OK


(cm) (m) (m) (cm)

1 350 1 0.75 0.00030 0.000225 0.02250 0.00006 0.00700 OK

2 300 1 0.75 0.00150 0.001125 0.09000 0.00030 0.00700 OK



Modelo Pabellon ADMINISTRACION



(cm) (m) (m) (cm)

1 350 1 0.75 0.00050 0.000375 0.03750 0.00011 0.00700 OK

2 300 1 0.75 0.00230 0.001725 0.13500 0.00045 0.00700 OK


(cm) (m) (m) (cm)

1 350 1 0.75 0.00030 0.000225 0.02250 0.00006 0.00700 OK

2 300 1 0.75 0.00210 0.001575 0.13500 0.00045 0.00700 OK



6. DISEÑO DE COMPONENTES DE CONCRETO ARMADO .-

7.1 DISEÑO DE VIGAS

El concepto de diseño utilizado es conocido como diseño a la rotura que selecciona las dimensiones de las secciones de concreto y la cantidad de refuerzo, de manera que la resistencia sea adecuada para sostener fuerzas resultantes de ciertos estados hipotéticos de cargas, considerablemente mayores que las que se espera actúen realmente durante el servicio normal.

7.2.1 DISEÑO POR FLEXIÓNSe diseñará siguiendo el procedimiento de diseño para secciones rectangulares. Para calcular el área de acero (As) se seguirá el siguiente procedimiento:

Donde:Mu = Momento último.b = ancho de la viga definido en el predimensionamiento.d = (d = h – 4 cm) para vigas peraltadas; (d = h – 2.5 cm) para vigas chatas =0.9 (Por ser por flexión) = cuantía de acero necesaria para soportar el momento flector último f´c = 210 Kg/cm² fy = 4200 Kg/cm²

Las cantidades de acero máximo y mínimo son las siguientes:

As mínimo = 0 .70∗√ f ' c∗b∗d=0.70∗√210∗b∗d = 0.0024 b dAs máximo = 0.75*Asb = 0.0159 b d (Equivalente a decir que Ku > 49)

Las vigas están diseñadas para que tengan una falla dúctil que es provocada por la fluencia del acero, se presenta en forma gradual y esta precedida por signos visibles de peligro como por ejemplo el ensanchamiento y alargamiento de grietas y el aumento notorio de deflexiones, comportamiento que difiere significativamente de una falla frágil, la cual implica una falla iniciada por el aplastamiento del concreto, la cual es casi explosiva y ocurre sin ningún aviso.

Si, en los resultados del análisis estructural por cargas de gravedad, se notará que en los apoyos extremos los momentos son prácticamente nulos, para el diseño se considerará que existe un momento negativo igual a “wu Ln2/24” en estos puntos.

Mu(Ton-m)Ku = Mu / bd^2

C = Ku / ( F * f`c)W = (1- (1-4*0.59*C)^0.5) / (2*0.59)

= w*f`c/ fyAs (cm2) = * b * d

7.2.2 DISEÑO POR CORTE PARA VIGAS SISMORESISTENTES

Cuando las vigas no resisten cargas de sismo, vigas chatas o vigas peraltadas no sísmicas, la fuerza cortante última se calcula del diagrama de fuerzas cortantes, pero si las vigas son sismorresistentes se tendrá especial cuidado, para provocar la falla dúctil. Esto se logra dando mayor resistencia al corte que a la flexión. Para cumplir con este objetivo, se calcula la fuerza cortante última (Vu) mediante la suma de las fuerzas cortantes asociadas con el desarrollo de las resistencias nominales en flexión (Mn, momentos nominales) en los extremos de la luz libre del elemento y la fuerza cortante isostática calculada para las cargas permanentes. Entonces, la expresión a usar será:

“Mni” y “Mnd” son los momentos nominales a flexión reales del elemento en los extremos izquierdo y derecho, respectivamente; “ln” es la distancia de la luz libre del tramo de viga.

Se diseñará siguiendo el procedimiento de diseño para secciones rectangulares. Para calcular el espaciamiento de los estribos se seguirá el siguiente procedimiento:

Donde:Ф =0.85 (Por ser por Corte)Av = Área total de estribos (comúnmente utilizados 2 estribos de 3/8” = 2*0.71= 1.42 cm2)Vc = Resistencia al cortante proporcionada por el concretoVs = Resistencia al cortante proporcionado por refuerzo.Verificando que la Resistencia al cortante proporcionado por refuerzo sea menor a:

Se debe verificar los requisitos especiales para elementos sismorresistentes a flexión que exige la norma y asegure un comportamiento dúctil. Se requiere tener una zona de confinamiento igual a dos veces el peralte del elemento (2*h). En esta zona el espaciamiento máximo será el menor valor de los siguientes:

Vu a "d" caraVc = 0.53*f´c *b*d (ton)

Vu / Vs = Vu / Vc

S (cm) = Av * Fy * d / Vs

Vs max =2.1* f`c * b *d

Vs < Vsmax

S < d/4

S < 8db

S < 30 cm

Vu = Vu isostático + (Mni + Mnd) / ln

Donde:d = peralte efectivo, (d = h – 4 cm) para vigas peraltadas.db = Menor valor del diámetro de barra Notar que se escoge el menor valor de espaciamiento entre los tres señalados por la norma y el hallado por los cálculos.Fuera de la zona de confinamiento el espaciamiento máximo será:

Para el diseño final se colocará el primer estribo a 5cm de la cara y el resto según lo calculado.

7.2.3 CÁLCULO DEL MOMENTO ÚLTIMO Y DE LA CORTANTE ÚLTIMA

La norma NTE E-060 establece que momento último y la cortante última (Mu, Vu), para cargas muertas (CM), vivas (CV) y de sismo (CS) se obtendrá de la combinación más crítica, de las que a continuación se citan:

S = 0.5* d

U = 1.4 CM + 1.8 CV CM: carga muerta. U = 1.25 (CM + CV) ± CS CV: carga viva. U = 0.9 CM ± CS CS: carga de sismo.

Diseño de viga de pabellón AULAS :

Diseño de vigas de pórtico en eje L-L, tramo ubicado entre los ejes 4 y 7 (V3/25x60).

s/c= 100 kg/m2 (Techo conformado por losas macizas)

Características Geométricas: Base = 25 cm, Altura=60 cm, Peralte = 56cm.

El procedimiento de diseño empieza con la obtención de los resultados de las cargas viva y muerta, luego éstos se utilizan junto a las cargas de sismo para realizar las combinaciones de carga y hallar las envolventes de fuerza cortante y momento flector.

Diseño por Flexión:Del diagrama se tienen los siguientes datos:

Para el Primer piso:M(-) = -8.48tn-m en el apoyo izquierdo .M(-) = -8.49tn-m en el apoyo derecho.M(+) = 13.56tn-m en el centro del paño.

Para -8.48tn-m As =4.15cm2 usar 3Ф 5/8”, As= 6.00cm2.Para -8.49tn-m As = 4.16cm2 usar 3Ф 5/8, As= 6.00cm2.Para 13.56tn-m As = 6.79cm2 usar 3Ф 5/8”+1Ф 5/8”,As= 8.00cm2.

.90

Diseño de viga de pabellón SUM :

Diseño de vigas de pórtico en eje D-D, tramo ubicado entre los ejes 11 y 12 (V1/25x60).

s/c= 100 kg/m2 (Techo conformado por losas macizas)

Características Geométricas: Base = 25 cm, Altura=60 cm, Peralte = 56cm.

El procedimiento de diseño empieza con la obtención de los resultados de las cargas viva y muerta, luego éstos se utilizan junto a las cargas de sismo para realizar las combinaciones de carga y hallar las envolventes de fuerza cortante y momento flector.

Diseño por Flexión:Del diagrama se tienen los siguientes datos:

Para el Primer piso:M(-) = -8.62tn-m en el apoyo izquierdo .M(-) = -8.48tn-m en el apoyo derecho.M(+) = 10.68tn-m en el centro del paño.

Para -8.62tn-m As = 4.22cm2 usar 3Ф 5/8”, As= 6.00cm2.Para -8.48tn-m As = 4.15cm2 usar 3Ф 5/8”, As= 6.00cm2.Para 13.56tn-m As = 5.28cm2 usar 3Ф 5/8”+1Ф 5/8”,As= 8.00cm2.

7.2 DISEÑO DE COLUMNAS

COLUMNAS TIPICAS DE PABELONES DE AULAS,SUM,COCINA YADMINISTRACION.

Datos de Diseñob = cm Cargas actuantes en el eje X-X Cargas actuantes en el eje Y-Yd = cm Pcm = tn Pcm = tnf'c = Pcv = tn Pcv = tnh = m Pcs = tn Pcs = tnrec = cm Mcm = tn-m Mcm = tn-m

Mcv = tn-m Mcv = tn-mMcs = tn-m Mcs = tn-mVcm = tn Vcm = tnVcv = tn Vcv = tnVcs = tn Vcs = tn

1.4cm+1.7cv1.25(cm+cv)+cs1.25(cm+cv)-cs0.9cm+cs0.9cm-cs

1.4cm+1.7cv1.25(cm+cv)+cs1.25(cm+cv)-cs0.9cm+cs0.9cm-cs

4.00

DISEÑO POR FLEXOCOMPRESION BIAXIAL

DISEÑO POR FLEXOCOMPRESION

Eje X-X Eje y-yCombinaciones

14.53 2.37-86.9200

0.241622.68 4.20

15.37 2.10 0.1363

-94.0200-94.0200

15.37 3.85 0.2503

Pny0.2151

Pnx

-88.9000

Muy

2.88 0.1269

0.1216

-114.6200

22.68 0.185323.52 3.21 0.1363 23.52

Mux ex-91.2200-94.0200-91.2200

14.53 1.77

3.49 0.1322 26.43Puy ey

26.43

2.56

Vuy26.43

15.37 3.85 3.24

Pux

4.95

3.220.470.34

5.31

-88.9000

5.695.68

-88.90000.1629

23.52 5.68

Pux Mux Vux

22.68 4.20

5.69

4.27

1438

210 kg/cm2

26.43 3.49 3.26

2.153.50

16.611.870.42

16.611.87

0.290.16

Puy Muy

14.53 1.77 1.68

2.963.2123.52

15.37 1.92

Diseño por Flexocompresion

DISEÑO DE COLUMNA P1

0.270.12

14.53 2.37

22.68

2.00

2.722.10

0.423.450.500.74

2.88

Eje X-X Eje y-yCombinaciones

Combinaciones de Carga Norma E60

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

-30 -20 -10 0 10 20 30

DIAGRAMA DE INTERACCIOIN EJE X

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

-30 -20 -10 0 10 20 30

DIAGRAMA DE INTERACCION EJE Y

PnoPnyPnxPi 1111

<>1.4cm+1.7cv >1.25(cm+cv)+cs >1.25(cm+cv)-cs >0.9cm+cs >0.9cm-cs >

<> <>1.4cm+1.7cv > >1.25(cm+cv)+cs > >1.25(cm+cv)-cs > >0.9cm+cs > >0.9cm-cs > >

1 F + 3 F1 F + 3 F1 F + 3 F1 F + 3 F1 F + 3 F

<> <>1.4cm+1.7cv > >1.25(cm+cv)+cs > >1.25(cm+cv)-cs > >0.9cm+cs > >0.9cm-cs > >

1 F + 3 F1 F + 3 F1 F + 3 F1 F + 3 F1 F + 3 F


MinimoMinimoMinimo3/8 5.70

0.00

23.52

15.37

SMinimo

5.700.00

SMinimo

5.70Minimo

3/8

0.00 3/8

Av0.00VS

3/8

5.700.00 3/8

10.50 4.88

3/8

28.89 10.50 4.93

17.04 5.31 OK

5.3310.50 5.3823.52 44.21

5.70

14.53 27.3115.37 OK

17.04 2.56

26.43 49.69

17.04 3.2422.68 42.63 4.27

10.50 5.54

10.50

OK

OK17.0417.04 4.95

OK

DISEÑO POR RESISTENCIA EN EL EJE Y-YCombinaciones Pu Nu/Ag f'c/20 Vc Vu max Vu COND.

0.00

MinimoMinimoMinimoMinimo5.70

0.00 5.703/83/8

17.04 1.68 OK

0.00

5.70

5.703/83/8

3/83/8

17.04 1.92 OK

0.00 5.700.00

Nº EstribosVS Av3/8

OK

Vc

17.04 2.72 OK

10.50 17.04 3.26

42.63

10.50 4.88

Vu max Vu COND.OK5.54

17.04 2.96

DISEÑO POR RESISTENCIA EN EL EJE X-XCombinaciones Pu Nu/Ag f'c/20

14.53 27.31

10.50 5.3328.89

44.21 10.50 5.3826.43 49.69

10.50 4.9322.68

DISEÑO POR CAPACIDAD EN EL EJE X-X

DISEÑO POR FUERZA CORTANTE

Vc5.545.385.334.934.88

42.63

f'c/2049.69 10.5044.21 10.50

10.5027.31 10.50

SUMAOKOK

1/Pu0.054018.50

16.46OKOKOK

OBS.-0.0269-0.0285-0.0288

-0.0299139.2900

139.2900139.2900139.2900

-88.9000

0.0607

0.0983

-91.2200-94.0200-91.220015.88

10.76-86.9210.17

-94.02-94.02-88.90

-114.62

-88.9000 139.29000.06300.0930 -0.0297

PnxCombinaciones Pu PnoPnx

5.766.61

Mn1.04

11.80

6.54

Combinaciones F Mn0.734.58

6.74

5.23 7.478.239.44

Mpr1.308.18

15.37

Vpr0.744.675.345.88

14.53

FLEXOCOMPRESION BIAXIAL

Pu26.4323.5222.68

3/83/83/8

Nº Estribos3/83/83/8

3/8

9.3410.29 28.89

10.50

Nu/Ag

<>> 1 F + 0 F> 1 F + 0 F> 1 F + 0 F> 1 F + 0 F> 1 F + 0 F


<>> 1 F + 0 F> 1 F + 0 F> 1 F + 0 F> 1 F + 0 F> 1 F + 0 F

Minimo

17.04 5.8817.04 6.74 OK 3.05 3/8 1.433/8

OK 1.99 3/8

1.431.431.43

3/8

3/8

17.04

17.04 5.34 OK 0.95 3/8

3/8

3/8

3/83/8

Vu max Vpr

17.04 4.67 OK 0.000.74 OK 0.00

COND. VS

4.9310.50 4.88

Av

14.53 6.61 9.44 11.80 6.74

5.3323.52

27.3115.37 5.76 8.23 10.29 5.88 28.8922.68 5.23 7.47 9.34 5.34 42.63

4.58 6.54 8.18 4.67 44.21

Vc10.50 5.54

5.3826.43 0.73 1.04 1.30 0.74 49.69

DISEÑO POR CAPACIDAD EN EL EJE Y-YCombinaciones Pu F Mn Mn Mpr Vpr Nu/Ag

3/8

Av1.431.431.431.431.43

3/8

3/83/83/8

0.000.000.95

0.74

1.993.05

VS

5.345.886.74

COND.OKOKOKOKOK

17.0417.0417.0417.0417.04

Vu max Vpr

4.67

S

MinimoMinimo102.49

MinimoMinimo102.4966.68

SMinimo

f'c/20

10.50

10.50

1.43

10.50

66.68

Nº Estribos3/83/83/83/83/8

Nº Estribos

Memeoria Descriptiva -Aulas,Sum,Cocina,Administracion

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