Memoria de Calculo Estructura

Memoria de Cálculo

Proyecto: “AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA EN LA I.E.P. ANTENOR ORREGO DE LA CIUDAD DE BELLAVISTA, DISTRITO DE BELLAVISTA-

JAEN - CAJAMARCA”

Fecha: Jaen, Febrero 2013.

INTRODUCCION.:

La infraestructura se consolidará en módulos o unidad física los cuales se detallan a continuación:

Componente 1 Construcción de laboratorio de biología y química, Laboratorio de física y matemática y escalera en el primer nivel, deposito de material bibliográfico, Almacén de material didáctico y sala de computo en el segundo nivel.

Componente 2 Construcción de dirección, secretaria, archivo, sala de profesores, taller 01, taller 02 y escalera en el primer nivel, construcción de minimuseo en el segundo nivel.

Componente 3 construcción de servicios higiénicos y servicios de usos múltiples en el primer nivel.

Componente 4 Construcción de una losa deportiva.Componente 5 Construcción de servicios higiénicos en el

segundo nivel.Componente 6 Construcción de cerco perimétrico tipo cara

vista.Componente 7 Construcción de cafetín.Componente 8 Adquisición de mobiliario y equipamiento.

NORMAS USADAS.:

Las normas usadas corresponden a las del Reglamento Nacional de edificaciones. Así tememos que:

Para la determinación de las cargas estáticas se han observado los requerimientos de la norma NTE-E-020.

Para la determinación de las fuerzas de sismo y el tipo de análisis se ha usado la norma NTE-E-030.

Los criterios usados para el diseño de la cimentación se han enmarcado dentro de lo especificado por la norma NTE-E-050.

En el diseño de concreto armado hemos usado para este fin la norma NTE-E-060.

MODELO.:

Lo modelos usados idealizan a los elementos como elementos prismáticos representados por su eje centroidal, unidos por nudos rígidos (transmiten momentos), a los ejes centroidales se les adjudican las propiedades geométricas de sección y las físicas de los materiales. Así los módulos de elasticidad que se han determinado son los siguientes en observancia al material usado.

Concreto Armado de 210 kg/cm²

o Ec = 15000 f´c = 15000 210 = 217 370 kg/cm²

Albañilería: dado que se está especificando un ladrillo tipo IV, con una resistencia promedio de f´b= 150 kg/cm²; tendríamos un f´m =65 Kg/cm², y el modulo de elasticidad será:

o Ec = 500 f´m = 500 (65) = 32 500 kg/cm²

El acero Estructural que es grado 30, cuenta con un modulo de elasticidad de

o Es = 29000 KSI

El modulo de Poisson se ha escogido siguiendo las recomendaciones de la bibliografía citada al final del documento.

Concreto : µc=0.20 Albañilería : µm=0.30 Acero Estructural : µs=0.20

PREDIMENCIONAMIENTO.

Pre dimensionamiento de Columnas.Se ha utilizado la siguiente clasificación de columnas para determinar una primera sección transversal mediante

A=KP/f´c n

Tipo Descripción P nC1 Interior 1.10 0.30C1 Interior 4 Pi Ul 1.10 0.25

C2-C3 Externas 1.25 0.25C4 Esquina 1.50 0.20

Columnas tipo C1

Carga 48620.00 kg.

Área de la columna 771.75 cm²Lado de la columna 30.87 cm

Columnas tipo C2 y C3

Carga 35250.00 kg.


Columnas tipo C4

Carga 35250.00 kg.


Pre dimensionamiento de Vigas

Luz entre apoyos L= 6.15 mAncho Tributario A= 4.00 m

Altura de sección necesaria h= 0.55 mAncho de sección necesaria b= 0.20 m

Si se usa un ancho de b= 0.30 mSe necesitaría una altura h= 0.48 m

Por lo que se asume una sección de 30 x 50 cm

Las vigas transversales tendrán la misma altura, como buena práctica para contribuir en la rigidez lateral.

Calculo de la longitud de placas en ambos sentidos.

Se ha igualado, para este fin la cortante basal definida por nuestro código, con la cortante resistente que proveerían las placas de concreto armado.

V=0.53xraiz(f´c)bd

P= 407 TnZ= 0.4 galU= 1.5C= 2.5S= 1R= 8

V= 76.31 Tn = 76313 kg

Ancho de placas de 25 cmLongitud de placas = 468 cm = 4.68 m

CARGAS DE GRAVEDAD.

En cuanto a las cargas consideradas estas se han calculado teniendo en cuenta la hipótesis de que las cargas se distribuyen hacia los elementos estructurales según el área tributaria de estos, para poder considerar el efecto de membrana de las losas aligeradas se ha hecho caso a la recomendación del Ing. San Bartolomé cuantificando un área tributaria de cuatro veces el espesor de las losas para las vigas paralelas a las viguetas. La carga muerta transmitida a las vigas por las son las que se han colocado únicamente puesto que el peso propio de los elementos lo considera automáticamente el programa. Para este fin se ha considerado las siguientes cargas.

Peso propio de las losa de espesor 20cm = 300 kg/m² Peso de las acabados = 100 kg/m² Peso unitario del concreto armado = 2400 kg/m³ Peso unitario de la albañilería = 1800 kg/m³

Módulo 01

Primer NIVEL Eje 1 = Eje 7Aulas -Carga muerta

Peso Propio (Considerado dentro del programa)Peso de la losa 0.60 tn/mpeso de muro 0.65 tn/mPeso de acabados 0.20 tn/m

1.45 tn/m -Carga viva

Sobrecarga 0.50 tn/mCorredores (en eje 3 eje ) -Carga muerta

Peso Propio (Considerado dentro del programa)Peso de la losa 0.60 tn/mPeso de acabados 0.20 tn/m


Sobrecarga 0.80 tn/m

Eje 2 = Eje 6 Aulas -Carga muerta



Sobrecarga 1.00 tn/mCorredores -Carga muerta




Eje 3 = Eje 4Aulas -Carga muerta

Peso Propio (Considerado dentro del programa)Peso de la losa 1.20 tn/mpeso de muro 0.65 tn/mPeso de acabados 0.40 tn/m


Sobrecarga 1.00 tn/mCorredores -Carga muerta




Eje A = Eje C

-Carga muertaPeso Propio (Considerado dentro del programa)Peso de la losa 0.24 tn/m

peso de muro 0.43 tn/mpeso de viga de confinamiento 0.04 tn/mPeso de acabados 0.08 tn/m


Sobrecarga 0.20 tn/mEje de corredores -Carga muerta

Peso Propio (Considerado dentro del programa)Peso de la losa 0.24 tn/mpeso de muro 0.24 tn/mpeso de viga de confinamiento 0.04 tn/mPeso de acabados 0.08 tn/m



CARGAS DE SISMOS

Las cargas de sismo usadas son las contempladas en nuestro código NTE-E-030 y corresponden a un análisis modal espectral, para lo cual el programa usado cuenta con un algoritmos con el cual calcula los principales modos de vibrar reportando las periodos correspondientes, estos los usa mediante el espectro de pseudoaceleraciones para calcular las aceleraciones las que a su vez utiliza para que con las masas adjudicadas, en las dos direcciones principales, generen las fuerzas sísmicas. El criterio de combinación utilizado por el programa corresponde a la combinación cuadrática completa, contemplado en nuestra norma [12.8 de NTE – E – 030].

Determinación de las masas.

Centroide X= 4.80 m Y= 11.48 m

Masas participantes

Area del diafragma A 203.50 m²Momento de Inercia Ix 1350.00 m4

Momento de Inercia Iy 9600.00 m4

Masa translacional Mx 18.67 Tn/m/s²Masa translacional My 18.67 Tn/m/s²Masa rotacional J= 1004.59 Tn.s²

Factores para el cálculo de las fuerzas sísmicas.Factor de zona Z= 0.40 (sismo severo)Factor de Uso U= 1.50 (Colegio)Factor de amplificación Sismica C= Variable C = 2.5 (Tp/T) <= 2.5

Factor de suelo S= 1.00 (S1)

Periodo fundamental del suelo Tp= 0.40 (S1)Coeficiente de Reducción R= 8.00 Sistema Dual

Espestro de pseudo aceleraciones

Periodo de la Estructura

Factor de amplificació

nAceleración Espectral

(seg) (g) - 2.50 1.84 0.40 2.50 1.84 0.60 1.67 1.23 1.00 1.00 0.74 1.25 0.80 0.59 1.50 0.67 0.49 1.75 0.57 0.42 2.00 0.50 0.37 2.25 0.44 0.33 2.50 0.40 0.29 3.00 0.33 0.25 3.50 0.29 0.21 4.00 0.25 0.18 4.50 0.22 0.16 5.00 0.20 0.15

Gráfica del espectro

- 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00

-

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

Espectro de Pseudo-aceleraciones

Periodos (Seg)

Pseu

do-a

cele

raci

ones

(m/s

²)

Este análisis nos permite encontrar los desplazamientos los que los reportamos en el siguiente acápite en el que además comprobamos si estos están dentro de lo especificado en nuestro código.

COMPROBACIONES.:

Módulo 01.

Sentido Piso

Altura de entrepiso Desplazamientos

CondiciónEntrepiso Programa Reales Relativos(m) (m) (m) (m/m)

xx 1 3.00 0.006840 0.041040 0.006700 Cumple1 3.60 0.003490 0.020940 0.005817 Cumple

yy 1 3.00 0.004500 0.027000 0.002800 Cumple1 3.60 0.003100 0.018600 0.005167 Cumple

DISEÑO.:

Envolvente de momentos de un pórtico transversal típico

Envolvente de cortante

Las combinaciones de carga que se han usado son las previstas en nuestro código y se presentas el reporte proporcionado por el programa

Los factores de reducción de resistencia usados son los siguientes:

Para flexión sin carga axial: = 0,90 Para flexión con carga axial de tracción: = 0,90 Para flexión con carga axial de compresión y para compresión

sin flexión, columnas = 0,70 Para cortante sin o con torsión: = 0,85 Para aplastamiento en el concreto: = 0,70

Acero calculado por flexión.

Las columnas se han modelado con la ayuda del programa Section Designer que a su vez lo utiliza el

-2000 0 2000 4000 6000 8000 10000

-800

-600

-400

-200

0

200

400

600

800

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