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MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL • PROYECTO

:

MEJORAMIENTO DEL SERVICIO EDUCATIVO EN LA I.E. 101127 EL PORVENIR

• DISTRITO

:

QUEROCOTO

• PROVINCIA

:

CHOTA

• DEPARTAMENTO

:

CAJAMARCA

• ING. PROYECTISTA

:

ING. CARLOS ALBERTO PAREDES CHUMPEN

• ASISTENTE 1

:

BACH. ING. CIVIL JAVIER GUEVARA DAVILA

• ASISTENTE 2

:

BACH. ING. CIVIL ANA JULIA BECERRA HERNANDEZ

MARZO DEL 2016

PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS * VP 204(En direccion del sistema de muro portantes) Ln B

= 3.57 m = 3.70 m

h=

h

=

S/C (kg/m2) 200 250 500 750 1000

0.30 m

α 12 11 10 9 8

/20 b= 0.40ℎ 0.

b b b

= = =

0.19 m 0.12 m 0.25 m Viga VP : b x h

=

0.25 m

x

0.30 m

Viga VP : b x h

=

0.25 m

x

0.40 m

Adoptado por aumento de rigidez:

* VP 205(En direccion del sistema de muro portantes) Ln B

= 3.58 m = 3.81 m

h=

h

=

S/C (kg/m2) 200 250 500 750 1000

0.30 m

/20 b= 0.40ℎ 0.

b b b

= = =

0.19 m 0.12 m 0.25 m Viga VP : b x h

=

0.25 m

x

0.30 m

Viga VP : b x h

=

0.25 m

x

0.50 m

Adoptado por aumento de rigidez:

α 12 11 10 9 8

* VS 201(En direccion del sistema aporticado) Ln B

= 2.95 m = 2.04 m

h=

h

=

S/C (kg/m2) 200 250 500 750 1000

0.25 m

α 12 11 10 9 8

/20 b= 0.40ℎ 0.

b b b

= = =

0.10 m 0.10 m 0.25 m Viga VS : b x h

=

0.25 m

x

0.25 m

Viga VS : b x h

=

0.25 m

x

0.55 m

Adoptado por aumento de rigidez:

* VS 203(En direccion del sistema aporticado) Ln B

= 3.45 m = 0.60 m

h=

h

=

S/C (kg/m2) 200 250 500 750 1000

0.29 m

/20 b= 0.40ℎ 0.

b b b

= = =

0.03 m 0.12 m 0.25 m Viga VS : b x h

=

0.25 m

x

0.17 m

=

0.20 m

x

variable

Adoptado por aumento de rigidez y arquitectura:

Viga VS : b x h

α 12 11 10 9 8

* VS 203´(En direccion del sistema aporticado) Ln B

= 3.45 m = 1.50 m

h=

h

=

S/C (kg/m2) 200 250 500 750 1000

0.29 m

α 12 11 10 9 8

/20 b= 0.40ℎ 0.

b b b

= = =

0.08 m 0.12 m 0.25 m Viga VS : b x h

=

0.25 m

x

0.30 m

Viga VS : b x h

=

0.15 m

x

0.20 m

Adoptado por arquitectura:

* VT 202(En direccion del sistema aporticado) Ln B

= 3.55 m = 4.33 m

h=

h

=

S/C (kg/m2) 200 250 500 750 1000

0.30 m

/20 b= 0.40ℎ 0.

b b b

= = =

0.22 m 0.12 m 0.25 m Viga VT : b x h

=

0.25 m

x

0.30 m

Viga VT : b x h

=

0.25 m

x

0.50 m

Adoptado por arquitectura:

α 12 11 10 9 8

* VV 206(En direccion del sistema aporticado) Ln B

= 2.85 m = 1.35 m

h=

h

=

S/C (kg/m2) 200 250 500 750 1000

0.18 m

α 12 11 10 9 8

/20 b= 0.40ℎ 0.

b b b

= = =

0.07 m 0.07 m 0.25 m Viga VV : b x h

=

0.25 m

x

0.20 m

Viga VV : b x h

=

0.25 m

x

0.20 m

Adoptado por arquitectura:

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS * Predimensionamiento Columna 1 - Predimensionamiento del alma Método japonés (sin placa) Ubicación

Tipo

Nº de pisos

c

n

Extremos

C1

Todos los pisos

1.5

0.2

Cargas

Incidencia

Carga muerta

1

Carga viva

1

Aportes Aligerado Acabados VP-204 VS-201 Columna Techos

L (m) 1.73 1.73 3.57 2.85 2.85 1.73

b (m) 2.16 2.16 0.25 0.25 0.5 2.16

h (m)

0.4 0.55 0.5

Nº veces 1 1 1 1 1 1

Carga 300 120 2400 2400 2400 50 Total

P (Kg.) 1121.04 448.416 2142 1710 3420 186.84 9028.30 kg

b

x

d

=

322.44 cm2

Asumiendo: Asumir:

Asumimos alma de:

0.25 m x

b d d

= 0.30cm = 0.11cm = 0.20cm

0.50 m ,para brindar mayor rigidez ante eventos sismicos.

- Predimensionamiento del ala

Donde: h: Dimensión peraltada de la columna Vs: Fuerza cortante en la base H: Altura del muro portante nc: Número de columnas η: Factor de desplazamiento permisible Ec: Módulo de eslasticidad del concreto t: Espesor del ala Vs=(ZUCS)*P

Se observa que la fuerza cortante no se divide entre R, pues las columnas se predimensionarán por deformación y no por resistencia Datos: Z = 0.4 Zona 3 U = 1.5 Edificaciones esenciales S = 1.4 Suelos intermedios C= 2.5 Hn = 4.65 m Altura de la columna Se asume peso de la estructura

Pest.unitario

Area de la edificación Peso total de estructura Vbasal

H: nc: η: Ec: t: h=

= 1.12 T/m2 = 228.66 m2 = 256099.20 Kg = 537808.32 Kg

4.65 m 16 0.007 217,371 Kg/cm2

25.00 cm 48.96 cm

Asumimos ala

=

50.00 cm 0.25 m

x

0.50 m

Columna C1:

* Predimensionamiento Columna 2 - Predimensionamiento del alma Método japonés (sin placa) Ubicación

Tipo

Nº de pisos

c

n

Extremos

C1

Todos los pisos

1.25

0.25

Cargas

Incidencia

Carga muerta

1

Carga viva

1

b

x

Aportes Aligerado Acabados VP-204 VS-201 Columna Techos

d

=

L (m) 3.7 3.7 3.57 2.85 2.85 3.7

b (m) 1.91 1.91 0.25 0.25 0.75 1.91

333.65 cm2

h (m)

0.4 0.55 0.5

Nº veces 1 1 1 2 1 1

Asumiendo: Asumir:

Asumimos alma de:

0.25 m x

- Predimensionamiento del ala

Carga 300 120 2400 2400 2400 50 Total

b d d

P (Kg.) 2120.1 848.04 2142 3420 5130 353.35 14013.49 kg

= 0.30cm = 0.11cm = 0.20cm

0.50 m ,para brindar mayor rigidez ante eventos sismicos.

Donde: h: Dimensión peraltada de la columna Vs: Fuerza cortante en la base H: Altura del muro portante nc: Número de columnas η: Factor de desplazamiento permisible Ec: Módulo de eslasticidad del concreto t: Espesor del ala Vs=(ZUCS)*P

Se observa que la fuerza cortante no se divide entre R, pues las columnas se predimensionarán por deformación y no por resistencia Datos: Z = 0.4 Zona 3 U = 1.5 Edificaciones esenciales S = 1.4 Suelos intermedios C= 2.5 Hn = 4.65 m Altura de la columna Se asume peso de la estructura

= 1.12 T/m2

Pest.unitario

Area de la edificación

=

228.66 m2

Peso total de estructura

=

256099.20 Kg

Vbasal

=

537808.32 Kg

H: nc: η: Ec: t:

4.50 m 16 0.007 217,371 Kg/cm2

h=

25.00 cm 56.35 cm

Asumimos ala Columna C2:

=

60.00 cm 0.25 m

x

0.70 m

* Predimensionamiento Columna 3 - Predimensionamiento del alma Método japonés (sin placa) Ubicación

Tipo

Nº de pisos

c

n

Extremos

C1

Todos los pisos

1.1

0.25

Cargas

Incidencia

Carga muerta

1

Carga viva

1

b

x

Aportes Aligerado Acabados VP-204 VS-201 Columna Techos

d

=

L (m) 4.02 4.02 3.57 2.85 2.85 4.02

b (m) 4.33 4.33 0.25 0.25 0.25 4.33

368.66 cm2

h (m)

0.4 0.5 0.5

Nº veces 1 1 2 2 1 1

Asumiendo: Asumir:

Asumimos alma de:

0.25 m x

Carga 300 120 2400 2400 2400 50 Total b d d

P (Kg.) 5221.98 2088.792 4284 3420 1710 870.33 17595.10 kg

= 0.30cm = 0.12cm = 0.20cm

0.50 m ,para brindar mayor rigidez ante eventos sismicos.

GENERALIDADES

1.1. NORMATIVA EMPLEADA Para el diseño de la vivienda unifamiliar de 4 pisos se sigue las disposisiones de los Reglamentos y Normas Nacionales e Internacionales descritos a continuación: -Reglamento Nacional de Edificaciones (Perú) -NTE E.020 “CARGAS” -NTE E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” -NTE E.050 “SUELOS Y CIMENTACIONES -NTE E.060 “CONCRETO ARMADO” -NTE E.070 “ALBAÑILERIA” Se entiende que todos los Reglamentos y Normas están en vigencia y/o son de la última edición.

1.2. ESPECIFICACIONES DE MATERIALES EMPLEADOS 1.2.1. CONCRETO ARMADO -Resistencia: f´c=210 kg/cm2 -Módulo de elasticidad: E=217370.65 kg/cm2 -Peso Específico:γ= 2400 Kg/m3 1.2.2. ACERO CORRUGADO (ASTM A605) -Resistencia a la fluencia: fy= 4 200 Kg/cm2 (Gº 60) -Módulo de elasticidad: E= 2 100 000 Kg/cm2 1.2.3. ALBAÑILERIA PORTANTE -Ladrillo tipo IV (9x12.5x23): f'm=45 Kg/m2 1.2.4. RECUBRIMIENTOS MINIMOS -Cimientos, zapatas conectadas= 5.00 cm (caras) , 7.5 cm (fondo) -Columnas, Vigas= 4.00 cm -Losas Aligeradas, Vigas chatas, Vigas de borde= 2.00cm -Losas macizas, Escaleras,Cisterna= 2.50 cm

1.3. CARACTERISTICAS DEL TERRENO Y CONSIDERACIONES DE CIMENTACION -Peso Específico:γ = 1900 Kg/m3 1.007g/cm2 -Capacidad admisible: ´adm= σ -Desplante de cimiente: DF= 1.30 m -Cimentación considerada: Zapatas aisladas con vigas de conexion y Cimientos Corridos

ANALISIS VERTICAL

2.1. REFERENCIAS 2.1.1. ARQUITECTURA Y CONFIGURACION GEOMETRICA E-02

A

C

B

D

6

5

4

3

2

E

P-01

V-02

V-04

I

H

1

P-01

1

G

F

P-01

V-01

V-02

1

V-01

V-02

V-01

V-04

P-02

P-02

E-03

E-04

2

2 P-04

P-04

P-04

P-04

P-03 V-03

V-01

V-01

3

6

A

B

J

K

V-01

5

4

3

2

V-01

V-01

3

E

D

C

V-01

1

E-01

F

H

G

I

E-02

L

M

1

2 3

4

N

V-01

R

5 6

P-01

4

Q

P

O

P-01

V-02

P-01

V-01

V-02

V-01

4

V-02

P-02

V-02

E-03

E-04

5

5

P-03 V-01

V-01

V-01

6

1

J

K

L

2 3

4

M

V-01

V-01

V-01

V-03

6

5 6

N

E-01

O

P

Q

R

2.1.2. ESQUEMA DE ESTRUCTURACION A

VS - 203' (.15X.20)

VS-201(.25X.55)

VS - 203' (.15X.20)

C-2

E

VS - 203' (.15X.20)

C-2

VS-201(.25X.55)

G

F

VS - 203' (.15X.20)

C-1

VS-201(.25X.55)

C-1

C-2

VS-201(.25X.55)

C-3

VT- 202 (.25x.50)

VT- 202 (.25x.50)

VT- 202 (.25x.50)

VT- 202 (.25x.50)

VP - 204 (.25x.40)

2

C-3

VT- 202 (.25x.50)

@ 0.25 DOBLADOS EN AMBOS EXTREMOS A 0.25

VP - 204 (.25x.40)

VP - 204 (.25x.40)

AS Ø1/4"DE TEMPERATURA

1.00

VS-201(.25X.55)

J

K

VS - 203' (.15X.20)

C-1

L

VS - 203 (.15 X Var.)

D

C

M

C-1

C-1

Q

VS - 203' (.15X.20)

C-2

VS - 203' (.15X.20)

C-2

VS-201(.25X.55)

I

VS-201(.25X.55)

R

VS - 203' (.15X.20)

C-2

VS-201(.25X.55)

C-1

4

1.00

VS-201(.25X.55)

1.00

C-2

H

P

3

C-1

VS-201(.25X.55)

VS - 203 (.15 X Var.)

G

O

VS - 203' (.15X.20)

C-2

VS-201(.25X.55)

VS - 203 (.15 X Var.)

F

N

VS-201(.25X.55)

C-2

VS-201(.25X.55)

VS - 203 (.15 X Var.)

E

VS - 203' (.15X.20)

VS-201(.25X.55)

C-2

VS-201(.25X.55)

VS - 203 (.15 X Var.)

VS - 203' (.15X.20)

C-2

C-1

VS-201(.25X.55)

VS - 203 (.15 X Var.)

B

VS-201(.25X.55)

VP - 204 (.25x.40)

VP - 204 (.25x.40)

VP - 204 (.25x.40)

@ 0.25 DOBLADOS EN AMBOS EXTREMOS A 0.25

VP - 204 (.25x.40)

VP - 204 (.25x.40)

VP - 204 (.25x.40)

AS Ø1/4"DE TEMPERATURA

.15

VP - 204 (.25x.40)

@ 0.25 DOBLADOS EN AMBOS EXTREMOS A 0.25

C-3

VT- 202 (.25x.50)

1.00

C-2

A

C-1

AS Ø1/4"DE TEMPERATURA

1.40

.15

VS-201(.25X.55)

VS - 203 (.15 X Var.)

4

1

C-1

VS-201(.25X.55)

VP VP -- 204 201(.25x.40) (.25x.40)

VP - 204 (.25x.40)

VP - 204 (.25x.40)

C-3 C-3

VT- 202 (.25x.50)

1.40

C-1

C-2

VS-201(.25X.55)

1.40

C-3

3

C-2

VS - 203' (.15X.20)

.15

VP - 204 (.25x.40)

VP - 204 (.25x.40)

VP - 204 (.25x.40)

VP - 204 (.25x.40)

@ 0.25 DOBLADOS EN AMBOS EXTREMOS A 0.25

.15

VP - 204 (.25x.40)

AS Ø1/4"DE TEMPERATURA

1.40

2

VS - 203' (.15X.20)

VS-201(.25X.55)

I

H

VS - 203' (.15X.20)

1.00

C-1

D

1.00

1

C

B

AS Ø1/4"DE TEMPERATURA @ 0.25 DOBLADOS EN

5

.15 1.40

1.40

.15

AMBOS EXTREMOS A 0.25

C-3

VT- 202 (.25x.50)

C-3 C-3

VT- 202 (.25x.50)

VT- 202 (.25x.50)

VT- 202 (.25x.50)

VT- 202 (.25x.50)

VT- 202 (.25x.50)

C-3

VT-.202 (.25x.50)

C-3

5

1.40

1.40

.15

.15

AS Ø1/4"DE TEMPERATURA @ 0.25 DOBLADOS EN AMBOS EXTREMOS A 0.25

C-1

VS-201(.25X.55)

C-2

VS - 203 (.15 X Var.)

L

K

0,25

M

CA

VS-201(.25X.55)

C-2

VS - 203 (.15 X Var.)

N

VS-201(.25X.55)

C-2

VS-201(.25X.55)

VS - 203 (.15 X Var.)

P

CA

VB-01

Ø1/2"

Ø1/2"

CA

VB-01

CA

TANQUE ELEVADO LOSA ALIGERADA, H=0.17M. ESCALA 1/25

C-2

VS - 203 (.15 X Var.)

O

VB-01

J

C-1

VS-201(.25X.55)

VS - 203 (.15 X Var.)

VB-01

C-2

1,50 2,00

VS-201(.25X.55)

VS - 203 (.15 X Var.)

0,25

C-1

1.00

1.00

6

VS-201(.25X.55)

C-1

VS - 203 (.15 X Var.)

Q

R

6

V

V

1, 2, 0,25

Ø1/2"

CA

VB-01

CA

TANQUE ELEVADO LOSA ALIGERADA, H=0.17M. ESCALA 1/25

2.1.3. CONFIGURACION ESTRUCTURAL 2.1.3.1. Centro Educativo -Altura 1er piso: h=4.50 m

-Bloque 1: Aulas 01-02 Direccion x-x: Sistema Aporticado (regular) Direccion y-y:Sistema de Albañileria Confinada (regular) -Bloque 2: Sala de computo Direccion x-x: Sistema Aporticado (regular) Direccion y-y:Sistema de Albañileria Confinada (regular) -Bloque 3: Salon de usos multiples,Deposito y Direccion Direccion x-x: Sistema Aporticado (regular) Direccion y-y:Sistema de Albañileria Confinada (regular) -Bloque 1: Comedor estudiantil Direccion x-x: Sistema Aporticado (regular) Direccion y-y:Sistema de Albañileria Confinada (regular) -Vigas: VP204= .25x.40 (seccion rectangular) VP205= .25x.50 (seccion rectangular) VS201= .25x.55 (seccion rectangular) VT202= .25x.50 (seccion irregular) VS203= .25x.var (seccion irregular) VS203'= .15x.20 (seccion rectangular) VV206= .25x.20 (seccion rectangular)

-Columnas: C1= .25x.50 (seccion L) C2= .25x.50 (seccion T) C3= .50x.25 (seccion rectangular) -Losa aligerada: h= .20 m

2.1.3.2. Tanque Elevado -Altura 1er nivel: h=2.05 m -Altura 2do nivel: h=3.05 m -Sistemas estructurales Direccion x-x: Sistema Aporticado (regular) Direccion y-y: Sistema Aporticado (regular) -Vigas: VB= .25x.25 (seccion rectangular) -Columnas: CA= .25x.25 (seccion rectangular)

-Losa aligerada: h= .17 m

2.1.4. MODELADO ASISTIDO POR COMPUTADORA -Para el calculo estructural de la edificacion a diseñar se utilizo el programa ETABS 2015, el cual brinda una vision en 3 dimensiones de la estructura en general, generando sus respectivos esfuerzos en cada uno de sus elemetos estructurales. El modelado quedo definido de la siguiente forma:

BLOQUE 1-AULAS 01 Y 02

BLOQUE 2-SALA DE COMPUTO

BLOQUE 3-SUM, DEPOSITO Y DIRECCION

BLOQUE 4-COMEDOR ESTUDIANTIL

SISTEMA APORTICADO DE TANQUE ELEVADO

2.2. ESTADOS DE CARGA 2.2.1. CARGAS MUERTAS -Carga/m2 en techo inclinado (CM): Acabados : CM :

120.00 kg/m2 120.00 kg/m2

2.2.2. CARGAS VIVAS -Carga/m2 en techo inclinado: Techo inclinado : LIVE UP :

50.00 kg/m2 50.00 kg/m2

2.3. COMBINACIONES DE CARGA Para la obtencion de los maximos esfuerzos en cada uno de los elementos estructurales, se usaran las combinaciones de carga dispuestas en NTE E.030 DISEÑO SISMORRESISTENTE del RNE: • 1.4(DEAD+CM) + 1.7(LIVE+LIVE UP) • 1.25(DEAD+CM) + 1.25(LIVE+LIVE UP) + SISMO XX DIN • 1.25(DEAD+CM) + 1.25(LIVE+LIVE UP) + SISMO YY DIN • 0.9(DEAD+CM) + SISMO XX DIN • 0.9(DEAD+CM) + SISMO YY DIN • ENVOLVENTE DE COMBINACIONES

ANALISIS SISMICO

3.1. PESO DE LA ESTRUCTURA El Etabs hace el cálculo de los distintos casos de carga, pero según las Normas de Diseño Sismico se toman los casos de carga con porcentajes de participación. En el caso de NTE E-030, se tiene los siguientes requisitos: Carga Muerta Carga Viva

: :

100% 50%

3.2. FACTORES DE ANALISIS El Análisis Sísmico se realiza utilizando un modelo matemático tridimensional en donde los elementos verticales están conectados con un diafragma horizontal,el cual se suponen infinitamente rígidos en sus planos. Además, para cada dirección, se ha considerado una excentricidad accidental de 0.05 veces la dimensión del edificio en la dirección perpendicular a la acción de la fuerza. Los parámetros sísmicos que estipula la Norma de Diseño Sismorresistente (NTE E.030) considerados para el Análisis en el Edificio son los siguientes: FACTOR

NOMENCLATURA

CLASIFICACION CATEGORIA/TIPO

VALOR

JUSTIFICACION

ZONA

Z

3

0.4

Zona Sísmica 1: Cajamarca

USO

U

A

1.5

Colegio

SUELO

S

S2 Tp

1.2 0.6

Arcilla Gravosa

Rx

Aporticada

8

Ry

Albañileria Confinada

3

COEFICIENTE DE REDUCCION

Sistema viga-col de C.A. Muros de corte de Mamposteria

3.3. ANALISIS SISMICO ESTATICO Para el método de Fuerzas Horizontales Equivalentes definimos cuatro casos de carga, ya que la excentricidad de las fuerzas aplicadas puede ser positivas o negativas, para cada dirección de análisis se tendrán dos casos. La distribución de las fuerzas en los entrepisos y el valor de “K” se pueden apreciar en la siguiente forma:

= ∑(

)

.(V-Fa)

3.4. ANALISIS SISMICO DINAMICO Para el Análisis Dinámico de la Estructura se utiliza un Espectro de respuesta según la NTE - E.030, para comparar la fuerza cortante mínima en la base y compararlos con los resultados de un análisis estático Todo esto para cada dirección de la Edificación en planta (X e Y)

ESPECTRO DE DISEÑO PARA SISMO XX NTE E.030

T 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Sa 0.2250 0.2250 0.2250 0.2250 0.2250 0.2250 0.2250 0.2250 0.2250 0.2250 0.2250 0.2250 0.2250 0.2250 0.2250 0.1929 0.1688 0.1500 0.1350 0.0675 0.0450 0.0338 0.0270 0.0225 0.0193 0.0169 0.0150 0.0135 ZUS/R

C 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.14 1.88 1.67 1.50 0.75 0.50 0.38 0.30 0.25 0.21 0.19 0.17 0.15 0.09

Sa 0.2500 0.2000 0.1500 0.1000 0.0500 0.0000 0

2

4

6

8

10

12

ESPECTRO DE DISEÑO PARA SISMO YY NTE E.030

T 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Sa 0.6000 0.6000 0.6000 0.6000 0.6000 0.6000 0.6000 0.6000 0.6000 0.6000 0.6000 0.6000 0.6000 0.6000 0.6000 0.5143 0.4500 0.4000 0.3600 0.1800 0.1200 0.0900 0.0720 0.0600 0.0514 0.0450 0.0400 0.0360 ZUS/R

C 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.14 1.88 1.67 1.50 0.75 0.50 0.38 0.30 0.25 0.21 0.19 0.17 0.15 0.24

Sa 0.2500 0.2000 0.1500 0.1000 0.0500 0.0000 0

2

4

6

8

10

12

EVALUACION

4.1. CONTROL DE FUERZA CORTANTE PARA DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES La respuesta maxima dinamica esperada para el coratante basal se calculo utilizand el criterio de combinacion cuadratica completa para los modos de vibracion calculado (3 por nivel) De acuerdo a la norma vigente, el cortante dinamico no debe de ser menor al 85% del cortante estatico para edificios regulares y 90% para edificios irregulares.De acuerdo a esto se comparan los resultados obtenidos. 4.1.1. Bloque 1-Aulas

Resumen de valores obtenidos Centro Educativo Descripcion Tn Peso total de la edificacion 109.25 Aceleracion XX Analisis Estatico 0.225 Aceleracion YY Analisis Estatico 0.6 Cortante XX en la base Analisis Estatico 24.58 Cortante YY en la base Analisis Estatico 65.55 Cortante XX en la base la 80% Analisis Estatico 20.893 Cortante YY en la base la 80% Analisis Estatico 55.7175 Cortante en XX Analisis Dinamico 20.89 Cortante en YY Analisis Dinamico 59.37 Factor de escalar en XX 11.71 Factor de escalar en YY 9.81

OK OK

4.1.2. Bloque 2-Sala de Computo

Resumen de valores obtenidos Centro Educativo Descripcion Tn Peso total de la edificacion 96.89 Aceleracion XX Analisis Estatico 0.225 Aceleracion YY Analisis Estatico 0.6 Cortante XX en la base Analisis Estatico 21.8 Cortante YY en la base Analisis Estatico 58.13 Cortante XX en la base la 80% Analisis Estatico 18.53 Cortante YY en la base la 80% Analisis Estatico 49.41 Cortante en XX Analisis Dinamico 19.46 Cortante en YY Analisis Dinamico 52.24 Factor de escalar en XX 9.81 Factor de escalar en YY 9.81

OK OK

4.1.3. Bloque 3-SUM,Deposito y Direccion

Resumen de valores obtenidos Centro Educativo Descripcion Tn Peso total de la edificacion 132.81 Aceleracion XX Analisis Estatico 0.225 Aceleracion YY Analisis Estatico 0.6 Cortante XX en la base Analisis Estatico 29.88 Cortante YY en la base Analisis Estatico 79.69 Cortante XX en la base la 80% Analisis Estatico 25.398 Cortante YY en la base la 80% Analisis Estatico 67.7365 Cortante en XX Analisis Dinamico 25.4 Cortante en YY Analisis Dinamico 72.7 Factor de escalar en XX 11.72 Factor de escalar en YY 9.81

OK OK

4.1.4. Bloque 4-Comedor Estudiantil

Resumen de valores obtenidos Centro Educativo Descripcion Tn Peso total de la edificacion 65.69 Aceleracion XX Analisis Estatico 0.225 Aceleracion YY Analisis Estatico 0.6 Cortante XX en la base Analisis Estatico 14.78 Cortante YY en la base Analisis Estatico 39.41 Cortante XX en la base la 80% Analisis Estatico 12.563 Cortante YY en la base la 80% Analisis Estatico 33.4985 Cortante en XX Analisis Dinamico 13.42 Cortante en YY Analisis Dinamico 35.53 Factor de escalar en XX 11.71 Factor de escalar en YY 9.81

OK OK

4.1.5. Sistema Aporticado de Tanque Elevado

Resumen de valores obtenidos Centro Educativo Descripcion Tn Peso total de la edificacion 6.33 Aceleracion XX Analisis Estatico 0.225 Aceleracion YY Analisis Estatico 0.225 Cortante XX en la base Analisis Estatico 1.43 Cortante YY en la base Analisis Estatico 1.43 Cortante XX en la base la 80% Analisis Estatico 1.2155 Cortante YY en la base la 80% Analisis Estatico 1.2155 Cortante en XX Analisis Dinamico 1.22 Cortante en YY Analisis Dinamico 1.22 Factor de escalar en XX 10.12 Factor de escalar en YY 10.12

OK OK

4.2.CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES De acuerdo a la Norma NTE. E030, para el control de los desplazamientos laterales, los resultados deberan ser multiplicados por el valor de 0.75R para calcular los máximos desplazamientos laterales de la estructura. Se tomaron los desplazamientos de los centros de masa y del eje mas alejado. Los resultados se muestran en cada tabla, para cada analisis. Donde:

∆i/he = Desplazamiento relativo de entrepiso ∆iX/heX (máx.) = 0.0070 (máximo permisible Concreto Armado, NTE E.030 – 3.8) ∆iY/heY (máx.) = 0.0050 (máximo permisible Alba ñilería confinada, NTE E.030 – 3.8)

4.2.1. Bloque 1- Aulas 01 y 02

NIVEL 1ERO

DESPLAZAMIENTO RELATIVO DE ENTREPISO DEL CENTRO DE MASA DIRECCION X-X DIRECCION Y-Y ∆ix/he 0.75R(∆ix/he) OBS. ∆iy/he 0.75R(∆iY/he) OBS. 0.000077

0.00046

OK

0.000283

0.00064

OK

4.2.2. Bloque 2- Sala de computo

NIVEL 1ERO

DESPLAZAMIENTO RELATIVO DE ENTREPISO DEL CENTRO DE MASA DIRECCION X-X DIRECCION Y-Y ∆ix/he 0.75R(∆ix/he) OBS. ∆iy/he 0.75R(∆iY/he) OBS. 0.000077

0.00015

OK

0.00027

0.00061

OK

4.2.3. Bloque 3- SUM,Deposito y Direccion

NIVEL 1ERO

DESPLAZAMIENTO RELATIVO DE ENTREPISO DEL CENTRO DE MASA DIRECCION X-X DIRECCION Y-Y ∆ix/he 0.75R(∆ix/he) OBS. ∆iy/he 0.75R(∆iY/he) OBS. 0.000078

0.00047

OK

0.000351

0.00079

OK

4.2.4. Bloque 4- Comedor Estudiantil

NIVEL 1ERO

DESPLAZAMIENTO RELATIVO DE ENTREPISO DEL CENTRO DE MASA DIRECCION X-X DIRECCION Y-Y ∆ix/he 0.75R(∆ix/he) OBS. ∆iy/he 0.75R(∆iY/he) OBS. 0.000098

0.00059

OK

0.000256

0.00058

OK

4.2.5.Sistema aporticado de Tanque Elevado

NIVEL 1ERO

DESPLAZAMIENTO RELATIVO DE ENTREPISO DEL CENTRO DE MASA DIRECCION X-X DIRECCION Y-Y ∆ix/he 0.75R(∆ix/he) OBS. ∆iy/he 0.75R(∆iY/he) OBS. 0.000451

0.00271

OK

0.000442

0.00265

OK

RESULTADOS

5.1.DIAGRAMA DE ESFUERZOS EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES 5.1.1. Bloque 1-Aulas 01 y 02

DIAGRAMAS DE FUERZAS CORTANTES

DIAGRAMAS DE MOMENTOS FLECTORES

5.1.2. Bloque 2-Sala de computo

DIAGRAMAS DE FUERZAS CORTANTES

DIAGRAMAS DE MOMENTOS FLECTORES

5.1.3. Bloque 3-SUM, Deposito y Direccion

DIAGRAMAS DE FUERZAS CORTANTES

DIAGRAMAS DE MOMENTOS FLECTORES

5.1.4. Bloque 4-Comedor Estudiantil

DIAGRAMAS DE FUERZAS CORTANTES

DIAGRAMAS DE MOMENTOS FLECTORES

5.1.4. Sistema aporticado de Tanque Elevado

DIAGRAMAS DE FUERZAS CORTANTES

DIAGRAMAS DE MOMENTOS FLECTORES

5.2. ACERO DE REFUERZO EN ESTRUCTURA 5.2.1. Bloque 1- Aulas 01 y 02

CANTIDAD DE ACERO POR ELEMENTO PROPUESTO POR EL PROGRAMA ETABS 2015 5.2.2. Bloque 2- Sala de computo

CANTIDAD DE ACERO POR ELEMENTO PROPUESTO POR EL PROGRAMA ETABS 2015

5.2.3. Bloque 3- SUM, Deposito y Direccion

CANTIDAD DE ACERO POR ELEMENTO PROPUESTO POR EL PROGRAMA ETABS 2015 5.2.4. Bloque 4- Comedor estudiantil

CANTIDAD DE ACERO POR ELEMENTO PROPUESTO POR EL PROGRAMA ETABS 2015

5.2.5. Sistema Aporticado de Tanque Elevado

CANTIDAD DE ACERO POR ELEMENTO PROPUESTO POR EL PROGRAMA ETABS 2015

DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

DISEÑO DE CIMENTACION CENTRO EDUCATIVO

DISEÑO DE ZAPATA AISLADA Z1 DATOS: σt = Ko = S/C = f´c = fy = NPT= NFZ = Col 01 Cargas PD = PL =

1.07 kg/cm2 2200.00 T/m3 50.00 kg/m2 210.00 kg/cm2 4200.00 kg/cm2 0.15 m 1.05 m (-)

-6.16 T

Direccion Longitudinal MD = -0.60 T.m

Direccion Transversal MD = -0.26 T.m

-0.31 T

ML =

0.01 T.m

ML =

-0.01 T.m

MSX =

1.18 T.m

MSY =

0.04 T.m

PSX =

0.79 T

PSy =

3.74 T

1) ESFUERZO NETO DEL TERRENO σnt = σnt =

σt-S/C-γprom*hf 8.25 T/m2

σnt = σnt =

1.3*σt-S/C-γprom*hf 11.46 T/m2

2) DIMENSIONAMIENTO EN PLANTA A

=

Ps = σn

6.47 T 8.25 T/m2

Aumentamos

0.78 m2

1.60 m

x

25.00%

A

=

A

=

B

B

=

1.75*L

L

= 0.75 m

B

= 1.31 m B

=

0.98 m2

x

x

L

L

=

1.60 m

Col 01: 0.50 m x 0.50 m bw = 0.25 m

3) PRESIONES DEL TERRENO a.Cargas de gravedad -0.59 T.m -0.27 T.m

-6.47 T =

σmax = σmin =

±

±

1.27 T/m2

(OK)

2.06 T/m2

(OK)

b.Cargas de gravedad y sismo longitudinal horario 0.59 T.m -0.27 T.m

-5.68 T =

σmax = σmin =

±

±

2.70 T/m2

(OK)

3.48 T/m2

(OK)

c.Cargas de gravedad y sismo longitudinal antihorario -1.77 T.m -0.27 T.m

-7.26 T =

σmax = σmin =

±

±

-0.15 T/m2

(OK)

0.63 T/m2

(OK)

d.Cargas de gravedad y sismo transversal horario -0.59 T.m -0.22 T.m

-2.73 T

=

σmax = σmin =

±

±

-0.13 T/m2

(OK)

0.53 T/m2

(OK)

e.Cargas de gravedad y sismo transversal antihorario -0.59 T.m -0.31 T.m

-10.21 T =

σmin = σmax =

±

±

2.68 T/m2

(OK)

4.41 T/m2

(OK)

Dimensionesfinales

:

BxL

=

1.60 m

4) CARGAS Y ESFUERZOS ULTIMOS a.Cargas de gravedad σ

=

1.55

* σmax =

6.83 T/m2

b.Cargas de gravedad y sismo longitudinal horario σ

=

1.25

* σmax =

5.51 T/m2

c.Cargas de gravedad y sismo transversal antihorario σ

=

1.25

* σmax =

5.51 T/m2

d.Presiones últimas La combinacion de diseño es cargas de gravedad y sismo longitudinal horario Pu1

=

-7.29 T

MLU1

=

0.44 T.m

MTU1

=

-0.33 T.m

x

1.60 m

0.44 T.m -0.33 T.m

-7.29 T =

σmax = σmin =

±

±

3.02 T/m2 3.99 T/m2

5) DIMENSIONAMIENTO EN ALTURA ⇒

Kc

= 2.2 ×

=

⇒

E Lv Η

+ 30

1.71 kg/cm3

Lv≤ 1.88

= 15000*√f´c = = 0.55 m ≥ 7.09 cm

⇒

Η

×(

≥

)

217370.65 kg/cm2

Lv≤

27.44 cm

De los anteriores criterios tomamos el mayor valor, por lo tanto: Η

≥

27.44 cm

=

50.00 cm

6) VERIFICACION POR CORTE ⇒ ⇒

Vud

≤

Ø Vn

Vud=Wu*x

d = x = Wu = Vud =

44.37 cm 10.51 cm 4.82 T/m 0.51 T

Vc

ØVn= ∅0.53

. .

= 54.51 T ØVc = 46.33 T ⇒

Vud

≤

Ø Vn

(OK)

7) VERIFICACION POR PUNZONAMIENTO

Vup Vpc



Vup=Pu-uAo

Col 01: 0.50 m x Pu = 7.29 T d = 43.73 cm Ao = 0.88 m2 bo = 3.75 m Vup = ∅

0.50 m

4.64 T

= ∅ × 0.53 +

∅Vpc =

1.1 × ( / )

×

×

329.18 T

Vup Vpc

OK

8) DISEÑO POR FLEXION • Acero Minimo

ɸ (pulg) 3/8´´ 1/2´´ 5/8´´ 3/4´´ 1´´

d

AS min= 0.0018

d= 43.73 cm B= 1.60 m Asmin = 12.59 cm2 S

=

Usar:

15.02 cm 1 φ

5/8´´ @

15.00 cm

As (cm2) 0.71 1.27 1.98 2.85 5.07

• Acero Longitudinal Wu =

x d B Mu As

= = = =

4.82 T/m 54.88 cm 43.73 cm 159.98 cm 0.73 T.m = 0.22 cm2

Por lo tanto As As S Usar:

= =

=

comparando con Astemp → As =

12.59 cm2

12.59 cm2 15.00 cm

1 φ

5/8'' @

15.00 cm

• Acero Transversal

Mu=

d2= 41.19 cm x= 54.88 cm Wu = σu X Mu = L = d = As = Asmin

L

=

4.82 T/m

0.73 T.m 159.75 cm 41.19 T.m 4.51 cm2 = 11.84 cm2

Usando Usar:

∅ 1/2´´ 1 

Uso: s=

17.13 cm

5/8" @

15.00 cm

As =

11.84 cm2

12.59 cm2

9) VERIFICACION POR APLASTAMIENTO < ⇒ faplastamiento

Acol = Az fuap

=

fuap

=

=

Pu = Acol 0.10


Vc

(SI requiere estribos)

−

24.53 T

1.06

×

×

= 16.81 T

2.12

×

×

= 33.62 T

1.06

×

×