Memoria de Calculo Vivienda Adobe

8/9/2019 Memoria de Calculo Vivienda Adobe

http://slidepdf.com/reader/full/memoria-de-calculo-vivienda-adobe 1/26

AET.CORPARQUITECTURA DISEÑO INGENIERIA CONSTRUCCION

MEMORIA DE CÁLCULO

AET.CORPARQUITECTURA DISENO INGENIERIA CONSTRUCCION

ARRIENDO DE VEHICULOS Y MAQUINARIALOS NOGALES N°165/74669703

www.aetcorp.cl

MEMORIA DE CALCULO – MAYO 2013 - Página 1 de 26

MEMORIA DE CÁLCULO

PROPIETARIO : SINSA PARRAGUEZ GALARCE

PROYECTO : RECONSTRUCCION VIVIENDA

LOCALIDAD : RUTA I - 410

COMUNA : PICHILEMU

PROVINCIA : CARDENAL CARO

REGION : SEXTA

A.- GENERALIDADES:

Se contempla la reparación y regularización de la vivienda según las características que a continuación se describen.

Compuesta por fundaciones de pirca según dimensiones indicadas en planos de estructura.Albañilería de ladrillos de adobe puestos en soga con escuadras en esquinas según construcción típica de viviendasde adobe.

Cadeneta superior de madera fijada mediante espárragos de fierro a la albañilería de adobe, cubierta de techumbrecompuesta por tijerales y cubierta de teja de arcilla pegadas con adobe al ensardinado. Puertas de madera.

La presente MEMORIA DE CALCULO constara de 2 partes fundamentales.

A1.- PARTE I - ANALISIS VIVIENDA DE ADOBE

Se realizara cálculos matemáticos para analizar la condición y características constructivas de la vivienda en lascondiciones existentes, la cual estará fundada en normativas extranjeras, básicamente Norma Peruanas e italiana.

No obstante esto solo tendrá carácter de referencial para entender de mejor manera la solución de reforzamientoestructural de la vivienda en cuestión.

Finalmente servirá como una evaluación de daños para poder medir lo comprometido de la estructura siendo

complementario con el informe de daño adjunto y planimetría referente a este mismo ítem.

A2.- PARTE 2 - SOLUCION PLANTEADA REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL VIVIENDA DE ADOBE YANALISIS ESTRUCTURAL SOLUCION PROPUESTA

Se plantea solución de malla de fierro eletrosoldada tipo ACMA C-139, la cual se instalara una vez retirado todo elrevestimiento de adobe. Se amarrara por ambas caras mediante alambre galvanizado N°18 para posterior aplicar revoque dehormigón tipo mortero.




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


ZONA SISMICA SEGUN NCH 433: 3 CLASIFICACION DE SUELO SEGÚN NCH 433: III CLASIFICACION DE SUELO SEGÚN DS 61: C FACTOR MODIFICACION RESPUESTA SEGÚN NCH 433: 4 CLASIFICACION DE LA ESTRUCTURA SEGÚN OGUC: F CLASIFICACION DE LA ESTRUCTURA POST APLICACIÓN SOLUCION: MIXTA A - F TENSION ADMISIBLE DEL TERRENO: 1,2 Kg/cm2 Estático y 1,6 Kg/cm2 Dinámico ESTRATO Y CLASIFICACION SEGÚN USCS o AASHTO: ARCILLAS LIMOSAS (OL)

B.- PLANTA VIVIENDA IDENTIFICACION DE DAÑOS




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


C.- PARTE 1

C.2.- BASE DEL ANALISIS VIVIENDA DE ADOBE

C.2.1.- RECOMENDACIONES PARA LA ELABORACION DE NORMAS TECNICAS DE EDIFICACIONESDE ADOBE Y TAPIA Y BTC. Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo (CYTED) RedTemática XIV. A. HABITERRA – La Paz, Bolivia 1995

C.2.2.- NORMA PERUANA NTE 080 (MTC 2006)

C.2.3.- CARACTERISTICAS MECANICAS DEL ADOBE, TAPIAL Y QUINCHA. Ensayos Departamento deIngeniería Civil-Pontificia Universidad Católica del Perú-LEDI (Blondet et al 1986, Otazzi 1981, Otazzi 1995 y Vargas1978). Universidad Nacional de Ingeniería CISMID (Kuroiwa 1972 y Pique 1992)

C.3.- ANALISIS SISMICO DE ESTRUCTURAS DE ADOBE

El análisis sísmico consiste en determinar modelos de análisis de las viviendas evaluadas sobre los cuales seaplica un sismo de análisis. Se calculan los esfuerzos actuantes y resistentes en los elementos estructurales de lasviviendas estudiadas para obtener los factores de capacidad/demanda (C/D).

Los modelos sísmicos se determinan en base a las fallas típicas presentadas en eventos sísmicos pasados sobrelos elementos estructurales de viviendas.

Tipo de vivienda Tipo de falla en

elementos estructurales Flexión

Vivienda de adobe CorteVolteo

Vivienda de tapial CorteVolteo

Vivienda de quincha Corte

Vivienda republicana Corte

Otros tipos de falla poco comunes que podrían presentarse en los elementos estructurales (paneles, muros) son lafalla a compresión o la falla por torsión. Debe verificarse en los modelos de análisis la posibilidad de que se presenten estetipo de fallas.




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


C.4.- ESCALA DE VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES

La clasificación determinada se verifica con la clasificación propuesta por el EERI, basada en la EscalaMacrosísmica Europea.

Nivel de Descripción Valor referencial

desempeño

Completamente No hay daño. Rigidez dentro del rango elástico Factor C/D >>1

Operacional No hay pérdida de rigidez

Daño ligero

Operacional Rigidez dentro del rango elástico Existe una ligera pérdida de rigidez. Factor C/D >>1 Agrietamiento menor de los elementos estructurales

Daño ligero a moderado

Supervivencia Pierde rigidez original

Factor C/D >1 Conserva resistencia lateral y de carga Mantiene un margen contra el colapso

Daño moderado a grave Pierde rigidez y resistencia

Cerca al Colapso Los elementos siguen soportando cargas

Factor C/D <1 de gravedad

No colapsa el piso pero hay deformaciones permanentes

Colapso Colapso parcial o total pérdida de

Factor C/D <<1 soporte de carga de gravedad

C.5.- IDENTIFICACION DE MATERIALES INTERVINIETES

C.5.1.- ADOBE:

El adobe es un bloque macizo de tierra sin cocer que puede contener paja u otro material que mejore suestabilidad frente a agentes externos. El suelo ideal contiene proporciones adecuadas de gravilla, arena (de 55 a 75%) yarcilla (de 25 a 45%), mantiene un bajo nivel de sales y no presenta materia orgánica que degrade la resistencia final. Esusual la elaboración de los adobes con el suelo del terreno sobre el que se va a construir. En su mayoría, éstos son suelosde chacra con alto contenido de materia orgánica.




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


C.5.1.1.- CARACTERISTICAS MECANICASC.5.1.1.1.- RESISTENCIA AL CORTE

A partir del ajuste lineal mostrado en la figura anterior se obtiene la ecuación 4.1 que relaciona los esfuerzos

axiales y de corte para muros sometidos a cargas axiales:

τ = 0,09 + 0,55σ (4.1a)

τ : Esfuerzo cortante última (kgf/cm2)

σ : Esfuerzo de compresión aplicada (kgf/cm2)

En unidades del Sistema Internacional:

τ = 8,82 + 0,55σ (4.1b)

τ : Esfuerzo cor tante (kPa)σ : Esfuerzo de compresión (kPa)

C.5.1.1.2.- RESISTENCIA A LA FLEXION

La resistencia de un muro de adobe ante fuerzas ortogonales a su plano se calcula para la zona crítica del muroubicada en sus esquinas superiores. Las fuerzas horizontales generan flexión en los muros, lo que ocasiona grietas en lasesquinas superiores que luego se propagan hacia abajo. Estas grietas se deben a la poca resistencia del adobe a la tracción.

El momento resistente Mres en los extremos de un muro de adobe se puede calcular con la ecuación 4.2:




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


M res = f t x t

2

/ 6 (4.2)f t : esfuerzo a tracción por flexión último (kPa)t : espesor del muro (m)

A partir de los resultados de ensayos realizados en el Perú, se toma como valor promedio del esfuerzo último detracción por flexión del adobe (f t) 245 kPa (Ottazzi y Meli 1981).

C.5.1.1.3.- RESISTENCIA AL VOLTEO

La resistencia de un muro de adobe ante fuerzas ortogonales al plano se determina asumiendo que el muro secomporta como un sólido rígido (Loaiza 2002). En la Figura 4.4 se muestra un diagrama de fuerza – desplazamiento de unmuro ensayado. En el diagrama se observa que al alcanzar la fuerza ortogonal el valor P1, el desplazamiento en la partesuperior del muro es igual a δ1 (punto A). A partir de este punto, el muro presenta mayores desplazamientos hasta alcanzarel valor δ2 (punto B). El incremento de desplazamientos se debe al giro del muro al comportarse como un sólido rígido.

Finalmente, el muro no es capaz de soportar mayores deformaciones y colapsa por volteo (punto C).

DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE MURO DE ADOBE SOMETIDO A UNA FUERZA DE VOLTEO P




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


Para todos los casos el muro se comportara como un sólido rígido que gira en torno a un punto (O). La carga P, perpendicular al plano del muro, se aplica a una distancia “d” del nivel del suelo. La carga “W” representa el peso delmuro, mientras que las fuerzas “H” y “V” son las reacciones generadas en su base. Si se logra v encer al momentoresistente del sólido entonces se concluye que el muro volcará o colapsará (Vargas y Blondet 1978).

La resistencia al volteo del muro de adobe es provista por el peso propio del muro. La ecuación 4.3 permite calcular el

momento resistente en la base del muro (M res).

M res = W x e= γ x b² x h/2 (4.3)

M res : Momento Resistente del muro en la base (kN/m - m) W : peso del muro (kN/m)

e : punto de aplicación de la fuerza de volteo (m) γ : peso específico del adobe (kN/m3)

h : altura del muro (m) b : espesor del muro (m)

C.6.- ESFUERZO ADMISIBLES ADOBE

El esfuerzo admisible a compresión de los muros de adobe Fc será:Fc = 0,4.fp.FrFp = resistencia a compresiónFr = factor de reducción por excentricidad de cargas y esbeltez del muro, que se tomara como 0,7, para

muros interiores que soporten techos con claros que no difieran en más del 50% y 0,6 para muros exteriores o

interiores con claros que difieran en más del 50%.Cuando no haya información, el esfuerzo admisible a compresión en mampostería de adobe con morteros tipo I

o II, será:Fc = 0,2 Mpa = 2kg/cm2

C.6.1.- ESFUERZOS ADMISIBLE DE COMPRESIÓN POR APLASTAMIENTO

El esfuerzo admisible de compresión por aplastamiento, será un 25% mayor, que el determinado anteriormente.




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


C.6.2.- ESFUERZO ADMISIBLE DE CORTE

Para cargas contenidos en el plano del muroVm = 0,4.v.FeFe = V.l/M (0,3 <=Fe<=1)v = esfuerzo cortante de ensayoFe = Factor de reducción por esbeltez de muro o de la zona del muro (mochetas)V y M (Fuerza cortante y momento flector actuantes)l = Longitud del muro o mocheta.

Para muros de un solo nivel, el factor Fe, puede calcularse como el cociente l/h (siendo h, la altura del muro)

V.l = VtotalV.h = M

C.6.3.- MORTEROS TIPO I y IICuando no se disponga de información, se adoptaran para morteros tipo I y II:

Vm = 0,03.Fe Mpa (0,3 Fe kg/cm2)

C.6.4.- ESFUERZO ADMISIBLE DE TRACCIÓN POR FLEXIÓN

El esfuerzo admisible de tracción por flexión (Ft) para cargas perpendiculares al plano, se determinara deacuerdo a:

Ft = 0,4 .ft

Cuando no se disponga de información experimental

Ft = 0,04 Mpa (0,4 kg/cm2)

C.6.4.1.- ESFUERZO ADMISIBLE DE COMPRESIÓN POR FLEXIÓN

El esfuerzo admisible de compresión por flexión, se determinara:

Fm =0,4. Fp

Cuando no se disponga de información

Fm = 0,3 Mpa (3 kg/cm2)

C.6.5.- ESFUERZOS COMBINADOS

En muros sometidos a flexo compresión combinada, por carga vertical y momento flexor, se deberá satisfacer:

fc/Fc + fm/Fm <= 1fc = Esfuerzo de compresión producido por carga verticalFc = Esfuerzo admisible de compresión por carga verticalfm = Esfuerzo de compresión por flexiónFm = Esfuerzo admisible de compresión por flexión.




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


C.6.6.- MÓDULO DE ELASTICIDAD

Si no se determina mediante ensayo:

Para mortero TIPO I (E = 500 Mpa 5.000 kg/cm2)Para mortero TIPO II (E = 200 Mpa 2.000 kg/cm2)

C.6.7.- MÓDULO DE RIGIDEZ A CORTE

Si no se determina mediante ensayo:

G = 0,4. E

C.6.8.- PESO VOLUMÉTRICOC.6.8.1.- ADOBE

Adoptar 1.600 kg/m3

C.6.8.2.- MADERA

Adoptar 800 kg/m3

C.6.8.3.- ESTUCO ADOBE

TIPO I Adoptar 200kg/m3TIPO II Adoptar 300 kg/m3

C.7.- DISEÑO DE MUROS TRANSVERSALES

Los muros de adobe, sometidos a cargas perpendiculares a su plano, serán diseñados utilizando el métodoelástico. Los muros se analizaran con las teorías clásicas de losas o placas elásticas, considerando el borde inferior (En

contacto con la cimentación) como simplemente apoyado. El borde superior se considerara como libre en ausencia desolera o simplemente apoyado si existe solera. Los bordes verticales se supondrán empotrados para el caso de encuentrosen T o en cruz y como semi-empotrados para encuentros en esquina. Alternativamente podrá utilizarse el Procedimientode las líneas de Fractura o Agrietamiento, aplicable a materiales frágiles como la mampostería de adobe, o en su defecto el

procedimiento de las líneas de fluencia, que si bien estrictamente no es aplicable a materiales frágiles, prediceaceptablemente las cargas de falla y permite introducir de manera sencilla la ortotropia de resistencia, las condiciones derestricción parcial en los apoyos y la presencia de aberturas en los muros.

C.7.1.- DISEÑO DE MUROS LONGITUDINALES

El cálculo del esfuerzo cortante se hará sobre el área transversal crítica de cada muro (descontando el área devanos si los hubiera). En el caso de muros con vanos (Fig), la distribución de la fuerza por cortante entre los distintossegmentos o zonas de muro, se hará en proporción a su rigidez. En el cálculo de la rigidez de cada segmento, deberánconsiderarse las deformaciones por fuerza cortante.




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


D.- ANÁLISIS SÍSMICO

El análisis de esfuerzos en general, para las construcciones de adobe, tiene el problema de su casi nularesistencia a la tracción, con el consiguiente impedimento para aplicar métodos elásticos de análisis, y la incertidumbresobre si es validos o no, realizar un análisis sísmico considerando diafragma rígido. Con el uso de las malla electrosoldadacomo refuerzo, se abre la posibilidad de utilizar los diversos programas de análisis elástico para determinar la respuestadinámica sísmica, de este tipo de construcciones, para lo cual es necesario un trabajo previo de validar modelos en base alas características de las mallas que se utilicen.

D.1.- HIPOTESIS DE DISEÑO

En el análisis sísmico de edificaciones en general, el tipo de análisis depende entre otros factores, de ladistribución de masas en el edificio, así, se pueden considerar dos tipos de análisis, el de las masas concentradas en los

pisos, típicos de las construcciones a porticadas y el de la masa distribuida por zonas de influencia de muros . Para elcaso de edificaciones de adobe, el tipo apropiado es el mencionado en último término, debido a que las paredes de adobecontribuyen con un porcentaje importante de la masa total.

D.2.- ESTIMACION DEL DIAFRAGMA RIGIDO

Otra consideración importante para el análisis es determinar si se debe realizar un análisis considerandodiafragma de techo rígido o flexible. Normalmente los techos en las construcciones de tierra son de madera y se consideraque un techo de este tipo no puede asegurar un comportamiento de diafragma rígido, olvidando que el concepto dediafragma rígido es relativo y depende también de la rigidez de los elementos verticales, en nuestro caso, los muros deadobe.

Cuando las viviendas tienen diafragmas que no son rígidos, se debe considerar los efectos de un diafragmaflexible en la distribución de cargas sísmicas (FEMA 2004). En construcciones con diafragmas flexibles, los elementosverticales pueden analizarse independientemente, con fuerzas sísmicas proporcionales al área tributaria que corresponde acada muro. La fuerza cortante basal estimada con la ecuación 5.1 se distribuye en cada muro de manera proporcional a lacarga que soporta.

V = S x U x C x Z x P / R (5.1)

V : Fuerza cortante basal en la estructura (kN)S : Factor de sueloU : Factor de usoC : Coeficiente de amplificación. Depende del periodo (T)C= 2.5 x (Tp/T); C< 2.5 (5.2)Tp : período que determina el fin de la plataforma de aceleración constante en el espectro de

aceleraciones. (Fig 5.2)Z : Aceleración del suelo (g)P : Peso que carga la estructura (Carga muerta + 50%Carga Viva) (kN)R : Coeficiente de reducción de solicitaciones sísmicas

Fig 5.2




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


Las Figuras 5.3a y 5.3b muestran la diferencia entre la distribución de fuerzas cuando la vivienda tiene undiafragma rígido (Figura 5.3a) y cuanto tiene un diafragma flexible (Figura 5.3b). En el caso de tener diafragma rígido, lacarga sísmica (W) se distribuye en razón a la rigidez de los muros; si el diafragma es flexible, la distribución se hace en

base a la carga que soporta cada muro.

Fig 5.3a y 5.3b

W : fuerza sísmica distribuidaRig. : Rigidez del muroΔv,d : desplazamiento del muro o del diafragma

La distribución vertical de la fuerza sísmica puede ser rectangular o triangular invertida, de acuerdo con lascaracterísticas dinámicas de la estructura. Para construcciones de uno o de dos pisos, que por lo general tienen periodoscortos, el primer modo de respuesta es el que controla el movimiento. La distribución de carga que más se aproxima a larespuesta de un muro es la distribución triangular invertida (Tejada 2001), que se muestra en la Figura 5.4.

La carga sísmica triangular (W) se calcula de acuerdo a la siguiente ecuación:

W = 2V / H (5.2)V : cortante basal según el sismo de análisisH : altura total

Determinada la solicitación sísmica y su distribución se procede al análisis de las estructuras.

D.3.- DETERMINACION DEL CORTE BASAL

El cálculo del cortante basal para muros de adobe reforzados con malla electrosoldada,, por un lado existe unaamplificación de la respuesta estructural, que no se producía con otros tipos de refuerzo y por otro una capacidad de




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


disipación de energía que justifica el uso de un factor de reducción R en forma similar a otros materiales convencionales.Otra variable importante a tener en cuenta, es el valor del amortiguamiento en la etapa pos elástica, que en el caso deadobe o tierra en general, es más alto que en los materiales convencionales. Como se comentó al inicio de la presentememoria, carecemos en Chile, de una norma o recomendación que regule la utilización del adobe como elementoestructural. En consecuencia, se pueden utilizar los coeficientes que fija la norma INPRES-CIRSOC 103, en su parte III,construcciones de albañilería, (Coeficiente sísmico normalizado para mampostería de ladrillos macizos), los coeficientesde destino, establecidos en la parte I de la misma norma, y los criterios y consideraciones de la norma peruana NTE 080.Debido a que se trata de un análisis de equilibrio y no de resistencia, es factible utilizar como coeficiente sísmico el valor0,20; que es el valor máximo utilizado por la norma NTE 0.80, para zonas con sismo de diseño superiores a los que fijanuestra normativa.(Zona sísmica III)

D.4.- PROCEDIMIENTO PARA DISEÑO

Una vez hallada las fuerzas en cada muro, el procedimiento para diseñar el refuerzo con malla electrosoldada, esel siguiente:

1. Con la fuerza cortante en el plano de cada muro, se determina el valor de la tensión cortante, dividiendo lamencionada fuerza, por la sección transversal neta del muro, restando las aberturas de puerta y ventanas, dondecorresponda.

2. Si el esfuerzo cortante resulta menor que 0,02 MPa (0,2 kg/cm2), se acepta que el muro se comportaraelásticamente y el refuerzo tiene la condición de refuerzo mínimo.

3. Si el esfuerzo cortante resulta entre 0,02 y 0,04 MPa (0,2 y 0,4 kg/cm2), significara que se ha sobrepasado ellímite elástico inicial y el refuerzo de malla electrosoldad va a tomar de forma conservadora, el corte máximoque puede soportar el muro reforzado para lo cual se utiliza la expresión:

fg = (S).(vu).(b).(1/N)

4. Si el esfuerzo cortante, es mayor a 0,04 MPa, el muro entrara en el rango inelástico con deterioro significativo

del muro de adobe, lo cual se asegura usando el refuerzo estipulado, con la misma expresión del punto 3.

5. Una vez definida la resistencia a tracción del refuerzo, se determina el momento resistente de la sección porunidad de longitud según la expresión:

Se verifica que sea mayor que los momentos generados por las aceleraciones perpendiculares al plano del muro.

6. Si los momentos flexores actuantes por efectos de las fuerzas fuera del plano, son mayores al momentoresistente, se colocara capas de malla adicional.

7. Como se podrá comprobar, estos criterios, aseguran el comportamiento de la estructura en el campo inelástico,con control del colapso, cumpliendo con los actuales criterios de sismo resistencia. (Criterio por desempeñoestructural). La verificación está más centrada en la estabilidad de la construcción y no en su resistencia.




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


E.- CALCULO MATEMATICO VIVIENDA DE ADOBE

Independiente de los resultados que arroje los procedimiento que a continuación se muestran, para todo eventose considerar que la estructura no cumple, para proceder al reforzamiento con mallas electrosoldadas C-139 y revoque enhormigo según descripción en Especificaciones Técnicas Arquitectónicas.

Se tomara como referencia de cálculo los muros portantes de la envolvente ya que son los que tienen mayorsolicitud estructural.

Según la Norma Peruana NTE 080 (2007), el valor para Vm (Esfuerzos Cortantes Sísmicos) en muros de adobeserá:

Vm: ≤ 0.25 kg/cm2




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl





MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


NOTA:

Se puede concluir según los cálculos matemáticos que la vivienda puede resistir el terremoto condaños de menor gravedad, no obstante se considera que n cumple.

F.- PARTE II

F.- SOLUCION PLANTEADA REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL VIVIENDA DE ADOBE Y ANALISISESTRUCTURAL SOLUCION PROPUESTA

F.1.- METODOLOGIA

Se procederá a retirar revoque de barro u hormigón según corresponda, hasta llegar al sustrato del muro dealbañilería de adobe.

Se instalaran soleras superior e inferior de tal forma de generar arriostre y ayudar a estructuralmente los dintelestanto de puertas como ventanas.

Procederá a enmallar por ambas caras de los muros con Malla ACMA C-139 AT 56-50H se fijaran mediantefijaciones de alambre galvanizado N°18 las cuales traspasaran el muro y amarradas por ambos lados fijando esta nueva

piel. Posterior se estucara ambas caras según Especificaciones Técnicas Arquitectónicas.

F.1.1.- CRITERIOS PARA EL CÁLCULOF.1.2.- NORMATIVA

Normativa para el cálculo de los materiales y de la solución constructiva aplicada a la vivienda de adobe




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


F.1.2.1.- NORMAS GENERALES CÁLCULO

NCH 433 Of 1996 2009 – DISEÑO SISMICO DE EDIFICIOS DECRETO SUPREMO N°61 – MODIFICACIONES NCH 433 NCH 432 2010 – CARGAS DE VIENTO NCH 431 2010 – VARGAS DE NIEVE NCH 1537 2009 – CARGAS PERMANENTES Y CARGAS DE USO NCH 3171 2010 – DISPOSICIONES GENERALES Y COMBINACIONES DE CARGA

F.1.2.2.- NORMAS DE ACERO

NCH 698 Of 74 – ACERO. BARRAS Y PERFILES LIVIANOS REQUICITOS GENERALES NCH 203 Of 77 – ACERO ESTRUCTURAL NCH 204 Of 78 – ACERO, DISPOCICIONES GENERALES NCH 3260 2012 – ACERO GALVANIZADO REQUICITOS NCH 1186 1997 – ELEMENTOS DE FIJACION, PERNOS Y TUERCAS, TERMINOLOGIA Y

DESIGNACION DE DIMENSIONES NCH 1420 1997 – ELEMENTOS DE FIJACION, PERNOS, LONGITUDES NOMINALES Y LONGITUD

ROSCADA DE PERNOS PARA USOS GENERALES NCH 301 1963 – PERNOS DE ACERO CON CABEZA Y TUERCA HEXAGONALES NCH 227 1962 - ALAMBRES DE ACERO PARA USOS GENERALES NCH 218 2009 – ACERO MALLAS ELECTROSOLDADAS DE ALAMBRE PARA HORMIGON Y

MORTERO ESPECIFICACIONES

F.1.2.3.- HORMIGON – MORTEROS

NCH 2256/1 – MORTEROS PARTE 1 REQUISITOS GENERALES NCH 2471 2000 – MORTEROS, ADHERENCIA METODO DE TRACCION DIRECTA NCH 2257/1 1996 – MORTEROS CONSISTENCIA RECOMENDADA NCH 2259 1996 – MORTEROS RETENTIVIDAD RECOMENDADA NCH 1498 2012 – HORMIGON Y MORTEROS – AGUA DE AMASADO NCH 1174 1977 – CONSTRUCCION – ALAMBRE ACERO LISO O CON ENTALLADURAS DE GRADO

AT56-50H NCH 1173 2010 – ALAMBRE DE ACERO AT56-50H PARA USO EN HORMIGON O MORTERO NCH 3260 2012 – ACERO – ACERO GALVANIZADO PARA HORMIGON ARMADO, REQUICITOS

GENERALES NCH 163 1979 – ARIDOS PARA MORTEROOS Y HORMIGONES REQUICITOS GENERALES NCH 2261 2010 – MORTEROS CONFECCION DE PROBETAS EN OBRA DETERMINACION DE LA

RESISTENCIA A COMPRESION NCH 2182 2010 – MORTERO Y HORMIGON, ADITIVOS, CLASIFICACION Y REQUISITOS NCH 1443 2012 – HORMIGON Y MORTERO, AGUA DE AMASADO EXTRACCION DE MUESTRA

F.1.2.4.- NORMAS DE MADERA

NCH 1970/1 1988 – MADERAS PARTE 1 NCH 1970/2 1988 – MADERAS PARTE 2 NCH 819 2012 – MADERA PRESERVADA, PINO RADIATA, CLASIFICACION SEGÚN RIESGO DE

DETERIORO EN SERVICIO Y MUESTREO NCH 1207 Of 90 – PINO RADIATA, CLASIFICACION VISUAL PARA USO ESTRUCTURAL NCH 1102 Of 90 – PINO RADIATA CLASIFICACION ESTRUCURAL Y SUS GRADOS NCH 1990 2006 – MADERA TENSION ADMISIBLE PARA MADERAS ESTRUCTURALES NCH 1198 2006 – CONSTRUCCION EN MADERAS – CALCULO




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


F.2.- CALCULO SOLUCION PROPUESTA DE REFORZAMIENTO.F.2.1.- MORTERO

Método resistencia última diagrama parábola.Deberá cumplir con la NCH 2256/1 en sus requisitos generales.En cuanto a requisitos Principales deberá cumplir lo indicado en la TABLA I de la Nch 2256/1.Resistencia a la Compresión Mínima a los 28 días 2,5Mpa y su espesor será de 5cm tanto al interior

como exterior de los muros. Deberá aplicar la Nch 158.Adherencia mínima a los 28 días 0,2Mpa. Deberá aplicar la Nch 2471.Consistencia Recomendada será de 500mm tanto interior como exterior de los muros. Deberá aplicar

la Nch 2257/1.Retentividad mínima será en porcentaje 60% para mortero exterior y 70% para mortero interior.Para recubrimiento de superficies con malla metálica deberá aplicar lo indicado en la TABLA II de

la Nch 2256/1, superficie Tipo IV esto para medir el nivel de absorbencia y velocidad de absorción. El procedimiento para medir el nivel de la absorbencia deberá ser el indicado según la ANEXO A de la Nch ya

citadaCon todo lo anterior deberá cumplir según corresponda a todo lo indicado en el punto F.1.2.3 de las

presentes especificaciones técnicas.

Nota:1) Para morteros colocados sobre superficies nuevas..2) Para estucos colocados manualmente, cuando se empleen equipos mecanizados (mortero proyectado,

estucadoras mecánicas, entre otros) es necesario estudiar cada caso en particular3) Si el ambiente de exposición es adverso durante la colocación (altas temperatura, fuertes vientos,

radiación solar directa) se recomienda valores de retentividad cercanos al 70%4) En ambientes rigurosos es conveniente que la retentividad sea superior a 60% y también cuando la

absorbencia del parámetro es alta (según tabla 2).

F.2.2.- SECCIONES DE ACERO MALLA ELECTROSOLDAD TIPO AT56 – 50H

La metodología de cálculo estará basada en Tensiones Admisibles ASD, estipulada en el manual de diseño basado en tensiones admisibles, novena edición y la Nch 1173 del 2010.

Además de lo ya mencionado deberá cumplir con lo que indique las Nch 3260 para definir los requisitosgenerales y la Nch 218 para definir sus especificaciones técnicas.

Se proyecta la solución constructiva con malla electrosoldad tipo C-139 marca ACMA calidad del fierro deberáser AT56 – 50H, la cual deberá estar por ambos lados del muro, tanto interior como exterior, la metodología de amarreserá alambre de fierro galvanizado la cual se aplicara según los criterio de la Nch 227.

F.2.3.- PERNOS DE ACERO

Los pernos para el desarrollo de las piezas de refuerzos en intersección de muros están basados en el cálculo deTensiones Admisibles ASD y lo dispuesto en la Nch 1186 y la Nch 1420.

La calidad de los pernos, tuercas y golillas deberá ser A42 – 23, además deberán cumplir con la Nch 300 y 301,serán de fierro galvanizado o en su defecto zincado.

Las distancias del centro de los agujeros para pernos al borde de cualquier elemento de conexión serán según la Nch 427.

F.2.4.- MADERAS

La totalidad de las piezas de maderas deberá cumplir con la Nch 819 y Nch 1970 parte I y II. Su diseño encuanto a las piezas deberá cumplir la Nch 1990. Su metodología de cálculo será según Tensiones Admisibles.




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


F.3.- PROGRAMA PARA LA SIMULACION APLICACIÓN SISMICA A LA ESTRUCTURA

Se usa el Ram Elements 12.5 que permite modelar el comportamiento de la estructura bajo la acción de lasdiferentes combinaciones de carga. Este programa se basa en la utilización de elementos del tipo barra de seis grados delibertad por nodo, a nivel elemental permite definir secciones y materiales diferentes para cada barra. El programa trabajaasumiendo que en los elementos componentes de la estructura, se cumplen las siguientes hipótesis:

1. Una relación entre desplazamientos y deformaciones de primer orden.2. Una relación entre tensiones y deformaciones del tipo elástica lineal e isotrópica.3. Con relación al análisis sísmico de la estructura, éste se considera mediante análisis estático equivalente.4. Como resultado del análisis estructural se determinan los esfuerzos en cada una de las barras, niveles de

desplazamientos y rotación que alcanza la estructura en cada estado de carga.Con esta información se procede a seleccionar los elementos más críticos desde el punto de vista de las solicitaciones y arealizar la verificación de la capacidad resistente de los mismos de acuerdo con los criterios definidos por las normas Nch1198 (madera estructural), NCH 2256/1, NCH 1174, NCH 1173 (hormigón armado con alambre electrosoldada tipo AT56

– 50H), y NCH 698 Of 74, NCH 203 Of 77, NCH 3260 2012, NCH 218 2009 ( Norma de Acero), especificaciones del

AISC.5. El programa es capaz de diseñar elementos metálicos, basadas en el diseño de tensiones admisibles y también en

el método de carga y factores de resistencia LRFD.El programa también calcula elementos de madera según la Norma Americana ASD y las compruebas usando las NCH1970/1, NCH 1198, NCH 1990.

F.3.1.- COMBINACIONES DE CARGA

Para el diseño de madera, acero, estabilidad de fundaciones y análisis de deformaciones:

PP + SCPP + VPP + SPP+ 0.75SC + 0.75V

PP+0.75SC + 0.75S

Dónde:

PP = Peso de la estructura más las cargas permanentes.SC = Sobrecarga de uso.S = Sismo en dos direcciones ortogonales.V = Viento en dos direcciones ortogonales.

Para el diseño de hormigón armado y fundaciones, consideramos:

1.4PP + 1.4S1.2PP + 1.6S1.2PP + S+1.6V1.4PP + 1.7SC1.4PP + 1.4SC + 1.4S1.05PP + 1.275SC + 1.275 V

F.4.- PROCEDIMIENTO

La Malla ACMA C-139 tiene 1,39 cm2/m de acero, lo que significa que resiste la tracción máxima con fluenciade material de 6.950 kilos.




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


Para iniciar se modeló numéricamente un “obelisco o machón”, con una sección de 95X25 cm. y una altura de270 cm. Las dimensiones dependieron del ancho de la dimensión de las hojas de la malla metálica que se encuentra en elmercado y del espesor y la altura de la dimensión media de los muros de adobe. El “obelisco o machon”, calculado con el

sistema de STRAUS7, con un esquema estático de encaje perfecto en el pie, ha sido sometido a las acciones horizontales paramétricas distribuidas, aplicadas alternativamente al lado corto y al lado largo de la sección y posteriormente a amboslados contemporáneamente.

Como podremos apreciar a continuación se analizaron diversos casos para llegar al más idóneo a la realidad del programa y nuestras características morfológicas y geográficas.

1. Obelisco o Machón no confinado2. Obelisco o Machón Confinado3. Obelisco confinado con elementos diatónicos de enlace transversal

Se ha considerado muy significativo para los objetivos del análisis el desplazamiento horizontal a la cabeza del obelisco.

1.- OBELISCO O MACHON SIMPLE

CARGA DISTRIBUIDA HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE EL LADO CORTO

Desplazamiento a la cabeza del obelisco o machon:Obelisco no confinado = micron 3.21Obelisco confinado = micron 3.18Obelisco confinado y diatones = micron 3.03




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


1.1.- OBELISCO O MACHON CONFINADO CON ELEMENTOS DIATONICOS O MALLACARGA DISTRIBUIDA HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE EL LADO CORTO

Desplazamiento a la cabeza del obelisco o machon:Obelisco no confinado = micron 41.84Obelisco confinado = micron 37.61Obelisco confinado y diatones = micron 35.92

1.2.- CARGA DISTRIBUIDA HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE LOS LADOS CORTO YLARGO

Desplazamiento a la cabeza del obelisco o machon:Obelisco no confinado = micron 41.95Obelisco confinado = micron 37.72Obelisco confinado e diatones = micron 35.83

CONCLUSION OBELISCO O MACHON SIMPLE CON Y SIN REFUERZO

El caso n.1 no resulta significativo porque la acción de las fuerzas se encuentran en el sentido de la máximadimensión del obelisco.

En los casos 2 y 3 el aporte de la malla se traduce en un mejoramiento del 11%, mientras que los elementosdiatónicos aumentan además el beneficio en una medida del 6 %.

Sucesivamente se ha enriquecido la geometría del obelisco considerando dos obeliscos conjuntos formando unángulo. Se han reproducido las mismas condiciones de carga. Los dos obeliscos no han sido amarrados.




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


2.- OBELISCO O MACHON COMPUESTOCARGA DISTRIBUIDO HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE EL LADO “A”

Desplazamiento a la cabeza del obelisco:Obelisco no confinado = cm. 0.42Obelisco confinado = cm. 0.077Obelisco confinado y diatones = cm. 0.072

CARGA DISTRIBUIDA HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE EL LADO B

Desplazamiento a la cabeza del obelisco o machon:Obelisco no confinado = cm. 0.42Obelisco confinado = cm. 0.21Obelisco confinado y diatones = cm. 0.20

CARGA DISTRIBUIDA HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE LOS LADOS A y B

Desplazamiento a la cabeza del obelisco:Obelisco no confinado = cm. 0.43Obelisco confinado = cm. 0.22Obelisco confinado y diatones = cm. 0.20




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


CONCLUSION OBELISCO O MACHON COMPUESTO SIN AMARRAR CON Y SIN REFUERZO

Se observa que en el caso 1 la acción de confinamiento es notablemente positiva, pero solo porque las fuerzasestán dirigidas en el sentido más favorable a la resistencia de los muros. En los casos 2 y 3 el mejoramiento prestacionalva entorno del 50%. Sin embargo parece evidente que el comportamiento del obelisco o machon compuesto se veaafectado por la falta de amarramiento de los muros en los ángulos. Se ha procedido entonces a repetir las simulacionesnuméricas considerando los dos muros amarrados en los ángulos.

3.- OBELISCO O MACHON COMPUESTO AMARRADOCARGA DISTRIBUIDA HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE EL LADO A

Desplazamientos a la cabeza del obelisco o machon:Obelisco no confinado = cm. 0.045Obelisco confinado = cm. 0.043Obelisco confinado y diatones = cm. 0.041

CARGA DISTRIBUIDA HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE EL LADO BDesplazamientos a la cabeza del obelisco o machon:Obelisco no confinado = cm. 0.045Obelisco confinado = cm. 0.043Obelisco confinado y diatones = cm. 0.041

CARGA DISTRIBUIDA HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE EL LADO A y B

Desplazamientos a la cabeza del obelisco o machon:Obelisco no confinado = cm. 0.058Obelisco confinado = cm. 0.053Obelisco confinado y diatones = cm. 0.052




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


CONCLUSIONES OBELISCO O MACHON COMPUESTO AMARRADO

Lo que aparece evidente es cuanto, a paridad de acciones externas el simple amarramiento de las paredes reducelos desplazamientos en modo determinante, llevándolos a sólo el 10% de los desplazamientos relevados en el caso de

paredes no amarradas. Al benéfico efecto del amarramiento el confinamiento produce un ulterior efecto benéfico del 10%.Como conclusión se pude deducir que el confinamiento ayuda notablemente al comportamiento de la albañilería, en loslugares donde los muros no fueron amarrados; el amarramiento de los muros produce por sí mismo un aumento notable dela resistencia frente a un sismo, en este caso tanto el confinamiento como los elementos diatónicos, tendrían la función decontenimiento del material terroso en fase de colapso, aumentando aunque mínimamente la ductibilidad de la estructura.

Para una ulterior confirmación de las deducciones precedentemente indicadas se ha realizado la modelación deuna simple construcción de un vano de 3x3m. Se consideraron los siguientes casos:

• Paredes no amarradas• Paredes no amarradas y confinadas • Paredes amarradas

• Paredes amarradas y confinadas Se ha ejecutado un análisis estático y mecánico, simulando el terremoto del 20010. Es estimulante poder afirmar

y concluir lo que hemos reiterado. El papel del confinamiento es fundamental en el caso de paredes no amarradas,contribuyendo también en el caso de paredes amarradas, especialmente en la fase de colapso de las estructuras. Es denuestra opinión que se debería utilizar los dos tipos de intervenciones contemporáneamente: intervención de “cosido ydescosido” para amarrar los ángulos y sucesivamente el con amarramiento con malla metálica.

MODELOS DINAMICOS

1.- Estructura con Paredes no amarradas y confinada 2.- Estructura con Paredes no amarradas y no confinadas




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl


3.- Estructura de Paredes amarradas y no confinadas 4.- Estructura de Paredes amarradas y confinadas

El coeficiente sísmico tiene un valor de C=0.264




MEMORIA DE CÁLCULO



www.aetcorp.cl

G.- OBSERVACIONES

La primera parte de esta memoria de cálculo es de carácter referencia y solo deberá ser considerada como uninforme de evaluación de daños en la vivienda aplicado con fórmulas numéricas y no forma parte de la soluciónestructural y el análisis estático y mecánico de cada uno de los casos antes descritos

H.- CONCLUSION

Observamos que las tensiones máximas que se producen tiene un valor muy cercano al límite elástico del adobeque es de 0,2 k/cm2, a partir del cual se empieza a fisurar llegando como máximo a una valor de 0,4, valor a partir del cuallas fisuras se transforman en grietas por colapso de la tensión de corte en el adobe. Esto nos indica que la vivienda bienconstruida puede resistir la acción sísmica con muy poco daño como tuvo en la práctica y la resolución de reparación pasaa ser entonces de reforzamiento de la estructura.

Analizando los modelos realizados en el punto F.4 en adelante, se puede apreciar que realizando debidosamarres y reforzamientos con la malla propuesta y su sistema constructivo descrito se puede asegurar un adecuado

comportamiento a eventos de sismo en escala RIGHTER 7 grados y superior.

I.- NOTA

Agradecimientos al Sr Francisco Yaya, Ingeniero Civil Estructural de la Pontificia Universidad Católica delPerú, por su colaboración en el desarrollo de la presente memoria de calculo

AET.CORP

ARQUITECTURA DISEÑO INGENIERIA CONSTRUCCIONwww.aetcorp.cl

ARQUITECTO

FRANCISCO RUIZ TAGLE

Memoria de Calculo Vivienda Adobe

Documents

Transcript of Memoria de Calculo Vivienda Adobe