MEMÓRIA DE CÁLCULO DE ESTRUCTURAS PROYECTO: “CONSTRUCCIÓN 02 AULAS, MÓDULO DE SS.HH.

I.E.I. VILLA DE CRISTO – YURA”

SISTEMA ESTRUCTURAL:

La edificación presenta un sistema estructural DUAL (muros de albañilería y sistema aporticado) en la dirección Y-Y y en la dirección X-X respectivamente, en la presente memoria de cálculo se procede a detallar el cálculo estructural de la infraestructura.

Para el análisis estructural respectivo se hicieron varias iteraciones con modelos computarizados y desarrollados en el programa computacional para análisis estructural y diseño denominado ETABS.

Para el desarrollo del modelo se consideró las características geométricas y mecánicas:

Elementos reticulares (vigas y columnas) tipo Frame, Se consideró un nudo maestro en cada nivel de 3 grados de libertad, con las

propiedades mecánicas de la losa en el caso de todos los sectores. Se considero entre las condiciones de contorno apoyos rígidos tipo

empotramiento. Se considera losa aligerada de 0.20m en los diferentes ambientes. La resistencia a la compresión del concreto para los elementos estructurales es

de f’c=210 Kg/cm2.

Se realizo el Análisis Sísmico de acuerdo a ala Norma Técnica peruana E-030 vigente.

CARGAS

Las cargas de la estructura son todas aquellas para las que un edificio debe ser diseñado y debe ser capas de resistir, estas pueden ser muertas, vivas y de sismo, existen otros tipos de cargas que son menos comunes como las cargas de viento, nieve, cargas por efectos térmicos, de acuerdo a la norma técnica de estructuras.

Carga MuertaPara el metrado de las cargas muertas se considera el peso real de los materiales que lo conforma y de los que deberá soportar la edificación calculados en base al peso unitario de cada material.

Carga Viva (Sobrecarga)La carga viva esta conformada por todas aquellas cargas que son aleatorias en la estructura, es decir de que pueden y no pueden estar, para la determinación de la carga viva apropiada para un sistema estructural se torna complicada debido a dos factores primordiales: 1) la incertidumbre de la magnitud de la carga en si misma y 2) el lugar sobre el que actúa la carga en cualquier instante dado.

PARAMETROS DE DISEÑO.-

Se ha empleado en el Análisis de las edificaciones la Norma E-030 para sistemas antisísmicos y la E-020 (cargas).

Para los elementos se ha considerado la Norma E-070 para el diseño de elementos de albañilería y el Reglamento Nacional de Edificaciones RNE, ACI, Comité 310-95 y Norma E060 para el caso de los elementos de concreto armado

PARAMETROS PARA CARGAS

De acuerdo a lo indicado en la norma E-30, las cargas de diseño se han incrementado con los siguientes coeficientes.

U = 1.4 CM + 1.7 CVU = 1.25 (CM + CV) ± CSXU = 1.25 (CM + CV) ± CSYU = 0.9 CM ± CSX.U = 0.9 CM ± CSY.

Donde U = Carga Ultima.

CM = Carga muertaCV = Carga viva (sobrecarga)CSX = Carga sísmica en X.CSY = Carga sísmica en Y.

PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS.

Se han empleado los valores recomendados en la Norma E-030, que considera los siguientes peraltes mínimos (para no chequear deflexiones).

h >= L/14 para las vigash >= L/25 para losas aligeradas.

Teniendo en consideración los predimensionamientos anteriores se plantean las secciones de los elementos estructurales tanto horizontales como verticales, tal como se muestran en los planos de obra.

Para el caso de las losas aligeradas se tiene un peralte de 20cm.

En el caso de los elementos de albañilería el espesor del muro se considera en base a la altura de este y los esfuerzos actuantes, refiriéndose a la norma E-070, el valor recomendado es de H/25, en nuestro caso se considera en el proyecto los espesores de 0.25m.

Para el caso de las columnas se han tenido en cuenta (en promedio) que estos contengan una rigidez mayor ó similar al del elemento que se apoya (viga).

SOBRECARGAS.-

De acuerdo a la Norma E- 020 (cargas) se tienen los siguientes valores de sobrecargas para el caso de Locales Públicos:

Sobrecarga (carga viva) en el interior : 300 kg/m2 Sobrecarga (carga viva) en el pasadizo : 400 kg/m2 Sobrecarga (carga viva) en el último nivel : 100 kg/m2

FUERZA SISMICA.-

Conforme indica la Norma E-030 para el caso de edificaciones y de acuerdo al sistema estructural se tiene que para calcular la fuerza sísmica se aplica la fórmula (análisis dinámico):

Sa = ZUCS (g) / R

Donde Z = Factor de Zona.U = Coeficiente según tipo de edificaciónC = Factor de amplificación sísmicaR = Coeficiente de reduccióng = aceleración gravedad

SISTEMAS DE PORTICOS DE CºAº Y MUROS DE CORTE (ALBAÑILERIA)

Z = 0.40 (Zona 3)U = 1.50 (Categoría A)C = 2.50 * (Tp/T) <= 2.5T = 0.60 segundosS = 1.20 (de acuerdo al tipo de suelo)R = 8.0 (Dirección X-X Aporticado)R = 7.0 (Dirección Y-Y Sistema Dual)Asimismo según la norma E-030 para diseño sismo resistente se recomienda limitar los desplazamientos de entrepiso según los siguientes valores:

Elementos de Concreto Armado 0.007Elementos de Albañilería 0.005

SUELOS

De acuerdo al estudio de suelo desarrollado en la zona se tiene una capacidad portante de 2.35 kg/cm2, se ha tomado estos valores para el diseño de cimentaciones.

CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS

Para verificar que nuestra estructura cumple con los desplazamientos laterales permisibles establecidos por la Norma Peruana Sismorresistente E-030, se procedió al modelamiento estructural.

Imagen de la estructuración

Desplazamientos y distorsiones:

La distorsión máxima a presentando un valor de 0.000604 en la dirección X-X y 0.000433 en la dirección Y-Y, que multiplicados por (3/4R) R=8 se tiene una distorsión de 0.003624 en X-X y multiplicado por (3/4R) R=7 se tiene una distorsión de 0.002273 en Y-Y, siendo menor a lo permisible (0.007 y 0.005 respectivamente).

Aplicación de cargas muertas, vivas y de sismoSi bien el programa calcula el peso propio de cada uno de los elementos estructurales, se debe calcular el peso de los elementos no estructurales y aplicar dichas cargas a los elementos que los soportan en adición a las cargas muertas calculadas por el programa.

Metrado de cargas muertas

Definición del centro de rigidez.

Diafragmas Rígidos.

Envolventes de diseñoUna vez aplicadas todas las cargas muertas, vivas y de sismo, se elaboran las distintas combinaciones de carga para que de esta manera hallemos la envolvente de diseño y así proceder a la comprobación del diseño estructural existente así como la culminación de los diseños restantes.

Combinaciones de cargasLa envolvente de diseño se calculo considerando las siguientes combinaciones de carga, estipuladas en la Norma E-060 de Concreto Armado.

U1 = 1.4 CM + 1.7 CVU2 = 1.25 ( CM + CV)+ CSX U3 = 1.25 ( CM + CV )- CSX U4 = 1.25 ( CM + CV )+ CSY U5 = 1.25 ( CM + CV )- CSY U6 = 0.9 CM + CSXU7 = 0.9 CM - CSXU8 = 0.9 CM + CSYU9 = 0.9 CM - CSY

CONTROL DE DEFLEXIONES Deflexión Máxima Permitida:

Dmax = L/180L : 580cmDmax =3.22cmDel resultado del modelamiento, se tiene una deflexión máxima de 0.242cm, dicha deflexión máxima se presenta en Viga Principal (V-101)

Deflexión Máxima en V-101

DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES:

1. LOSA ALIGERADA

h = 20 cm bw = 10 cm hf = 5 cm b = 40 cm

Carga muerta 1er Nivel:Peso Propio : 0.30 ton/m2Piso Terminado : 0.12 ton/m2 CM : 0.42 ton/m2

Carga viva interior:Sobrecarga : 0.30 ton/m2

Carga muerta 2do nivel:Peso Propio : 0.30 ton/m2Piso Terminado : 0.15 ton/m2 CM : 0.45 ton/m2

Carga viva AzoteaSobrecarga : 0.10 ton/m2

Carga viva PasadizoSobrecarga : 0.40 ton/m2

DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES:

Vigas, Columnas, Albañilería y otros.

Esfuerzos en columnas: nivel típico

Esfuerzos en Vigas: nivel típico

ESFUERZOS PARA EL DISEÑO DE ELEMENTOS VERTICALES

Envolvente de Momentos