Memoria de Calculo Embovedado ESPAÑA

8/10/2019 Memoria de Calculo Embovedado ESPAA

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GOBIERNO AUTONOMO MUNICIPAL DE SUCRE

Sub Alcalda D-4

Departamento Tcnico D-4

MEMORIA DE CLCULO

1. Introduccin.

Se presenta conceptos fundamentales del proyecto de estructuras, el modelado, el diseoy las teoras que sustentan los mtodos.

2. Proceso de Anlisis de un Proyecto de Estructuras.

El anlisis de la estructura, luego de aplicar la ingeniera de requerimiento, consisteesencialmente en comprobar que se satisfacen las condiciones de equilibrio de esfuerzosy deformaciones.

a. Datos Generales.

Datos Generales

Luz, m L tramo diseo, m L total, m H suelo-bveda, m E solera, m3.2 5 45 3.5 0.30

3 Fases del Proceso.

La figura, muestra el proceso natural del clculo de la estructura.


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Proceso de clculo de la estructura.

3.1. EsquemaEstructural.

O Modelo Estructural, es la abstraccin del modelo estructural, para la simulacin, es lasimplificacin de la estructura real a efectos de clculo, fijando su disposicin general,forma de trabajo, dimensiones, condiciones de apoyo y otros aspectos de la abstraccin.

Esquema Estructural.


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3.2. Acciones.

Las acciones que actan sobre la estructura. Es tambin necesario en esta etapa

considerar las caractersticas del terreno de cimentacin, tensiones admisibles, asientos, ytodo el entorno del proyecto.

a. Peso Propio.

Embovedado Ho Ao

E embovedado, m L arco,m L diseo,m Ho Ao, kg/m3 P superficial, Kg/m

20.30 5.97 5 2400 840

Muro Contencin Lateral Ho Co

A transversal, m2 L diseo,m Ho Co, kg/m

3 P lineal, Kg/m1.39 5 2200 3058


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Mejoramiento Suelo

A transversal, m2 L diseo,m Ho Co, kg/m

3 P lineal, Kg/m

0.6 5 2200 1320

Peso Suelo Compactado

H max terreno, m L diseo,m suelo, kg/m

3 P superficial, Kg/m2

3.5 5 1900 6650


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c. Resumen Cargas.

Carga Muerta Superficial Sobre Embovedado

Descripcin Kg/m2

Peso propio Embovedado Ho Ao 840Peso Suelo Compactado 6650

Sub Total 7490Numero de Losas Discretizadas 200

Carga sobre Losa Discretizada 37

Sobre Carga en Muro Ho Co, Lineal

Descripcin Kg/m

Peso Propio Muro Contencin 3058

Peso Mejoramiento Suelo 6650Sub Total 9708

Numero de Losas Discretizadas 30

Carga sobre Losa Discretizada 324

3.1. Hiptesis de Carga.

Son las diferentes combinaciones de las acciones que debe soportar la estructura y debeelegirse de forma que se produzcan en ella los efectos ms desfavorables.


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3.2. Clculo de Esfuerzos.

La obtencin de cada hiptesis de carga, los esfuerzos en las secciones que componen la

estructura, considerando el equilibrio de fuerzas y compatibilidad de deformaciones. Vertabla de resultados.

3.3. Clculo de Secciones.

Denominado tambin diseo de elementos o secciones:

a. Dimensionamiento:de una seccin no definida completamente, para que puedasoportar tales solicitaciones.

3.4. Informe.

Est compuesta por la memoria de clculo, planos estructurales, ingeniera de detalle y lasespecificaciones tcnicas.

4. Mtodo de Diseo.

4.1 Clculo de Estructuras.

Los mtodos de clculo de estructuras

Mtodos de clculo de estructuras.


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3.1.2. Los Mtodos de Clculo en Rotura.

En los cuales se determinan las solicitaciones correspondientes a las cargas mayoradas yse comparan sus valores con las solicitaciones ultimas, que son las que agotaran la pieza

si los materiales tuviesen, en vez de las resistencias reales, las resistencias punto de vistaminoradas.

3.1.4. Los Mtodos Probabilistas.

En los cuales se consideran como aleatorias las diversas magnitudes que sirven de partidapara el clculo por lo que se admite que los valores con que se opera tienen unadeterminada probabilidad de ser o no alcanzadas por la realidad.

3.2. Calculo de Esfuerzos.

El clculo de esfuerzos puede efectuarse segn la EHE por los siguientes procedimientos:

3.2.1. Anlisis Lineal.

Suponiendo un comportamiento perfectamente elstico y hookeano de la estructura, conproporcionalidad entre acciones, solicitaciones y deformaciones. Este procedimiento es elms utilizado, especialmente en estructuras de edificaciones, la resolucin de la etapa delclculo de esfuerzos es prcticamente independiente del material de que est compuestala estructura, ya que este se introduce exclusivamente a travs de su mdulo deelasticidad. Esta etapa se resuelve aplicando los mtodos de la resistencia de materiales,

en el caso de que la estructura este formada por piezas lineales o barras y los de laelasticidad plano o tridimensional en el caso de que no sea as. El clculo elstico deestructuras no ha experimentado modernamente modificaciones de concepto aunque side tratamiento, gracias al empleo de ordenadores.

3.2.2. Anlisis No Lineal.

Considerando el comportamiento no lineal de los materiales, a partir de ciertos valores delas tensiones.

4. Conceptos de las Teoras de Diseo.

4.3. Diseo Por Rotura.

El diseo por rotura se fundamenta en la prediccin de la carga que ocasiona la falla delelemento en estudio y analiza el modo de colapso del mismo. En pruebas de laboratoriose ha podido comprobar que es posible predecir estas cargas con precisin suficiente. Este


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mtodo toma en consideracin el comportamiento inelstico del acero y el concreto y porlo tanto, se estima mejor la capacidad de carga de la pieza.

Figura 1.3. Diagrama esfuerzodeformacin del hormign.

5. Definicin de los Estados Lmites.

Toda estructura debe reunir las condiciones adecuadas de seguridad, funcionalidad ydurabilidad, con el objeto de que pueda rendir el servicio para el que ha sido proyectada.Se denomina estados lmites aquellas situaciones tales que, al ser rebasadas, colocan a laestructura fuera de servicio. Los estados lmites pueden clasificarse en:

Estados limites ltimos.

Estados lmites de servicio.

5.1. Estados Lmites ltimos.

Son los que corresponden a la mxima capacidad resistente de la estructura y serelacionan con la seguridad de la estructura y son independientes de la funcin que estacumpla. Los ms importantes y no dependen del material que constituye la estructura yson los de:

Equilibrio:caracterizado por la prdida de la estabilidad esttica como ser vuelco,deslizamiento, sub presin, se estudia a nivel de estructura o elementos

estructurales completos. Agotamiento: caracterizado por el agotamiento resistente de una o varias

secciones crticas, sea por rotura o por deformacin plstica excesiva. Se estudia anivel de seccin de elemento estructural.

Pandeo: sea de una parte o del conjunto de la estructura. Se estudia a nivel deelemento estructural o de toda la estructura.


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Fatiga:caracterizado por la rotura de uno o varios materiales de la estructura, porefecto de la fatiga bajo la accin de cargas repetidas. Se estudia a nivel de seccin.

Adherencia:caracterizado por la rotura de la adherencia entre las armaduras deacero y el hormign que las rodea. Se estudia a nivel de seccin.

Anclaje:caracterizado por el cedimiento de un anclaje. Se estudia de forma localen las zonas de anclaje.

5.2 Estados Lmites de Servicio.

Denominados tambin de utilizacin, corresponden a la mxima capacidad de servicio dela estructura, se relacionan con la funcionalidad, esttica y durabilidad dela estructura ydependen de la funcin que esta debe cumplir. Los ms importantes podemos mencionar:

Deformacin Excesiva:caracterizado por alcanzarse un determinado movimientocomo ser flechas, giros en un elemento de la estructura. Se estudia a nivel de

estructura o elemento estructural.

Fisuracin Excesiva:caracterizado por el hecho de que la abertura mxima de lasfisuras en una pieza alcance un determinado valor lmite, funcin de lascondiciones ambientales en que dicha pieza se encuentre y de las limitaciones deuso que correspondan a la estructura en cuestin. Se estudia a nivel de seccin.

Vibraciones Excesivas: caracterizado por la produccin en la estructura devibraciones de una determinada amplitud o frecuencia. Se estudia a nivel deestructura o elemento estructural.

6. Diseo de Secciones por Estados Lmites.

La forma simplificada de enfocar el problema justifica el nombre de Mtodo SemiProbabilista que se aplica al nivel 1 de diseo en Estados Limites, el cual conduce aresultados suficientemente concordantes con los del nivel 2 si se eligen adecuadamentelos valores caractersticos y los coeficientes de seguridad , a continuacin se detallan lasdistintas fase que compren este mtodo de diseo:

Para tener en cuenta la variabilidad aleatoria de las resistencias de los materialesse opera con la resistencia caracterstica fk, definida como aquella que tiene unaprobabilidad del 5 por 100 de que se presenten valores inferiores a ella.

Anlogamente, se define el valor caracterstico de las acciones, Fk, como aquel quetiene una probabilidad del 5 por 100 de ser rebasado durante la vida til de la

estructura. Para tener en cuenta los factores aleatorios restantes y reducir la probabilidad de

fallo, se opera con la resistencia de clculo de los materiales fd , que se obtienedividiendo la resistencia caracterstica por el coeficiente de seguridad del material,

m, es decir fd =

, y se opera tambin con el valor de clculo de las acciones, Fd,

que es el producto de la accin caracterstica por el coeficiente de seguridad de lasolicitacin, f, es decir Fd=f Fk.


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A partir de las acciones de clculo se determinan las solicitaciones de clculo nosreferimos a solicitaciones actuantes y a partir de las resistencias de clculo sedeterminan las solicitaciones ultimas o solicitaciones resistentes, tambindenominadas solicitaciones limites, que son las mximas que puede soportar la

estructura sin sobrepasar el estado limite considerado y en el supuesto de que losmateriales tuviesen, como resistencias reales, las de clculo.

La finalidad del clculo es comprobar que, para cada estado lmite posible, lassolicitaciones de clculo son inferiores o iguales a las solicitaciones ltimas.

Nota: Toda estructura, a lo largo de su vida til, puede encontrarse en tres tipos desituaciones diferentes:

Situaciones Persistentes: corresponden a las condiciones de uso normal de laestructura.

Situaciones Transitorias:que son las que se producen durante la construccin oreparacin de la estructura.

Situaciones Accidentales: que corresponden al caso en que la estructura seencuentra sometida a condiciones excepcionales.

Estas situaciones, influirn en la seleccin de los coeficientes parciales de seguridad paralos materiales en el clculo de Estados Limites ltimos.

6.1. La Resistencia del Hormign Mediante la Teora del Estados Lmites.

Se define como resistencia caracterstica del hormignfckaquella que presenta un nivel deconfianza del 95 por 100, es decir, que existe una probabilidad de 0,95 de que sepresenten valores individuales de resistencia, mediada por rotura de probeta ms altosquefck.

Figura 1.4. Definicin de Resistencia caracterstica fck

El valor de fck , se define como resistencia caracterstica de proyecto o resistenciaespecificada, que el proyectista adopta como base de sus clculos y especifica en losdocumentos del proyecto como ser memoria de clculo, planos estructurales yespecificaciones tcnicas.El anlisis de la resistencia del hormign est enmarcada en la distribucin normal de la

poblacin constituida por las resistencias de infinitas probetas sacadas de un mismo


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hormign, la resistencia caracterstica fck viene ligada a la resistencia media fcm,fck= fcm(1 1.64 ). Siendo el coeficiente de variacin de la poblacin desviada tpica divididapor la media aritmtica.La comprobacin de que el hormign realizado en obra tiene una resistencia caracterstica

no menor de la especificada en proyecto, se efecta mediante la rotura de probetas,aplicando un estimador a sus resultados.Para el control de calidad del hormign, se puede realizar mediante las siguientesmodalidades:

Control a nivel reducido.

Control al 100 por 100, caso en que se conoce la resistencia de todas las amasadasque componen cada lote.

Control estadstico, caso en el que solo se conoce la resistencia de una fraccin delas amasadas que componen cada lote.

7. Coeficientes de Ponderacin.

a. Coeficiente de Minoracin.

b. Coeficientes de Mayo racin de las Acciones. Estados Lmites ltimos.

c. Resumen de Factores. Estados ltimos.


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8. Diseo de Elementos.

8.a. Diseo de Elementos en Flexion del Embovedado Superior/Inferior.

Diseo de Elementos Longitudinales

Mmax

Ton/m

As, requer.cm

2

Seleccin

acero

Mmax

Ton/m

As, requer.cm

2

Seleccin

acero

Mmax

Ton/m

As, requer.cm

2

Seleccin

acero

2.52 3.77 6 mm

c/ 30 cm1.40 2.94

6 mm

c/ 30 cm0.84 1.21

6 mm

c/ 30 cm


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8.b. Diseo de Elementos en Corte del Embovedado Superior/Inferior.

Diseo de Elemento Transversales

Vmax

Ton

Seleccin

acero

Vmax

Ton

Seleccin

acero

Vmax

Ton

Seleccin

acero

2.1 8 mm

c/ 30 cm1.4

6 mm

c/ 30 cm1.05

6 mm

c/ 30 cm

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