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• Luis Angel Coyla

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MEMORIA DE CÁLCULO CONTENIDO 1.

PROYECTO ESTRUCTURAL ............................................................................................................. 2

1.1

CARGAS ............................................................................................................................................... 6

1.1.1. CARGA MUERTA ................................................................................................................................... 6 1.1.2. CARGA VIVA ....................................................................................................................................... 10 1.1.3. CARGA POR SISMO ............................................................................................................................ 11 1.2

COMBINACIONES DE CARGA ............................................................................................................. 14

1.3

DESPLAZAMIENTOS PERIODOS DE VIBRACIÓN Y FRECUENCIAS MODALES. ................................... 17

1.4

JUNTA DE SEPARACION SISMICA ....................................................................................................... 22

1.5

DIAFRAGMA RIGIDO. .......................................................................................................................... 23

2.

DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES ....................................................................................... 24

2.1

DISEÑO DE VIGAS ............................................................................................................................. 24

2.2

DISEÑO DE LA COLUMNAS ................................................................................................................. 30

2.3

DISEÑO DE LOSA ALIGERADA. ........................................................................................................... 33

2.4

DISEÑO DE ZAPATAS.......................................................................................................................... 37

2.5

DISEÑO DE MURO DE CONTENCION. ................................................................................................. 48

3.

CONCLUSIONES ................................................................................................................................. 57

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MEMORIA DE CÁLCULO 1.

PROYECTO ESTRUCTURAL

ESTRUCTURACIÓN DEL EDIFICIO Para darle la adecuada rigidez lateral y resistencia sísmica, la estructura del edificio está compuesta por, columnas y vigas de concreto armado, ubicados en ambos sentidos, formando pórticos simples y mixtos. COLUMNAS. Las columnas son elementos principalmente sometidos a esfuerzos de compresión y simultáneamente a los de flexión y corte. Las columnas se plantearon las siguientes dimensiones y su acero. Conforme con la arquitectura, en la estructuración del edificio se han planteado principalmente columnas que tengan la sección óptima para evitar desplazamiento alto y que no exceda a los del RNE, que le da una rigidez óptima para que no se de desplazamientos mayores según reglamento. En este caso se reforzó en la dirección Y para que sus derivas no sean mayores a 0.007.

Mostramos un ejemplo del pre dimensionamiento: Se supone un peso por piso de 1 ton / m2. - Columna interior C2 eje 2: Número de pisos = 5 Área tributaria: (4.15 * 2.90) = 12.035 m2 Peso total (ton) = 1.0 ton / m2 * 12.035 m2 * 5 pisos = 60.175Ton Área de la columna =636.773 cm2 Se escoge columna de sección 25 * 40 cm2 25 * 40 = 1000 > 636.773 OK! Este tipo de columna ha sido ubicado y orientado adecuadamente en la estructura, para lograr un comportamiento estructural adecuado y evitando desplazamientos mayores según reglamento. RESTO DE COLUMNAS Y PLACAS

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MEMORIA DE CÁLCULO LOSAS ALIGERADAS.

El pre dimensionamiento se realizó a través de la expresión: h=ln/25, considerando la luz libre mayor, las cuales son menores a 7.5m, el peralte calculado fue de 0.20m en todos los tramos. 

Losas aligeradas continuas Ln ≤ 7.50m

ℎ=

𝑳𝒏

𝒉 = 𝟐𝟓

2.35𝑚 = 0.10𝑚 = 𝟐𝟎𝒄𝒎 25

VIGAS. El pre dimensionamiento del peralte de las vigas generalmente se hace con las expresiones h=ln/10, h=ln/11o h=ln/12, esta altura incluye el espesor de losa de techo o piso. El ancho de las vigas generalmente se pre dimensiona como b=h /2. Sin embargo la Norma E.060 de Concreto Armado indica que para vigas que forman parte de pórticos o elementos sismo resistente, éstas deben tener un ancho mínimo de 25cm. Vigas principales: Peralte h=ln/11 ln=luz máxima libre Considerando la luz libre máxima de 5.22m EJE 5, podemos asumir un peralte de viga de 0.40m. Base b= 0.50 x peralte de la viga entonces tenemos 0.25m.

Considerando la luz libre máxima de 4.90m EJE 7, podemos asumir un peralte de viga de 0.40m. Base b= 0.50 x peralte de la viga entonces tenemos 0.25m.

Como indica los planos.

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MEMORIA DE CÁLCULO La Norma E.060 de Concreto Armado indica que no será necesaria la verificación de deflexiones si se cumple con el siguiente criterio: h=ln/16, entonces realizando la verificación para la viga de mayor luz se obtiene: 5.22m/16=0.33m, valor menor que 0.40m, que es el peralte de las vigas, se concluye que no es necesaria la verificación de deflexiones en ninguna de las vigas. RESTO DE VIGAS

Especificaciones.  Losa aligerada h=20cm  Tabique de soga tarrajeado: e= 15cm El análisis estructural se elabora para cada condición de carga, a saber: carga muerta, carga viva que sería la sobrecarga, y análisis dinámico con espectro de respuesta. La edificación es de concreto armado y se realizara el diseño y el análisis con ayuda del programa ETABS. CONFIGURACIÓN DEL EDIFICIO. El sistema estructural de las edificaciones de albañilería confinada, estará compuesto por el sistema columnas, placas, vigas y losa dispuestos en las direcciones principales del edificio, integrados por los diafragmas especificados y arriostrados indicados previamente.

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MEMORIA DE CÁLCULO

BLOQUE N°1

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MEMORIA DE CÁLCULO

BLOQUE N°2 Fig. 01 Modelo Tridimensional de la Estructura 1.1

CARGAS

Se han considerado las cargas de diseño de acuerdo a la zona su orografía, topografía, clima, suelo y el sitio para cargas sísmicas y base a ello se ha calculado todas las cargas que actuaran posiblemente sobre la estructura y sus columnas de soporte además se contempló la carga viva por montaje y las cargas consideradas se detallan a continuación: 1.1.1.

CARGA MUERTA

Para el valor de la carga muerta se ha determinado el área tributaria para cada nudo los materiales empleados y con sus pesos. El material utilizado en las columnas y vigas es de concreto armado peso = 2.4ton/m3. Peso del aligerado h= 0.20m es igual a 300kg/m2. Piso terminado = 100 kg/m2. Altura entre piso es igual a h= 2.70m. Albañilería con enlucido = 1900 kg/m3

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MEMORIA DE CÁLCULO

Muro portante de albañilería 0.15m

Direccion del aligerado 1° nivel.

Placa espesor de 0.25m

Muro portante de albañilería 0.15m

Direccion del aligerado 2° nivel.

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MEMORIA DE CÁLCULO

BLOQUE N°1

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MEMORIA DE CÁLCULO

BLOQUE N°2 Fig. 02 Asignación de Carga Muerta tabiquería de 0.15m y piso terminado

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MEMORIA DE CÁLCULO 1.1.2.

CARGA VIVA Dentro de los alcances del proyecto está la presencia de una carga según reglamento nacional de edificaciones E 0.20 la carga viva. Piso típico = 200 kg/m2 Piso ultimo azotea = 150 kg/m2

BLOQUE N°1

BLOQUE N°2 Fig. 03 Asignación de Carga Viva.

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MEMORIA DE CÁLCULO 1.1.3.

CARGA POR SISMO El análisis sísmico se realiza de acuerdo a la NTE 030 de diseño sismo-resistente y en base al método espectral y para ello se calcula el espectro de respuesta de aceleración de diseño para el coliseo. Es oportuno destacar aquí que la fuerza inercial inducida por los sismo son mínimas debido a que la estructura es ligero y por su masa mínima. Esta norma se aplica al diseño de todas las edificaciones nuevas, a la evaluación y reforzamiento de las edificaciones existentes y a la reparación de las edificaciones que resultaran dañadas por la acción de los sismos. Siendo los objetivos:  Resistir sismos leves sin daño.  Resistir sismos moderados considerando la posibilidad de daños estructurales leves.  Resistir sismos severos con posibilidad de daños estructurales importantes, evitando el colapso de la edificación. Parámetros de sitio: Zonificación: el Perú se encuentra dividido en tres zonas, según se muestra en la figura adjunta al final. Esta división está de acuerdo a la distribución de la sismicidad observada y la atenuación de éstos con la distancia epicentro. A cada zona se le asigna un factor Z según se indica en la tabla1. Este factor es la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años. TABLA 1 FACTORES DE ZONA ZONA FACTOR DE ZONA-Z (g) 3 0.4 2 0.3 1 0.15 Será requisito la realización de los estudios de microzonificación (son estudios multidisciplinarios que investigan los fenómenos de sismo y otros fenómenos asociados) en los siguientes casos:  Áreas de expansión de ciudades.  Complejos industriales o similares.  Reconstrucción de áreas urbanas destruidas por sismos y fenómenos asociados. Para los efectos de esa norma, los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta las propiedades mecánicas del suelo, el espesor del estrato, el periodo fundamental de vibración y la velocidad de propagación de las ondas de corte. Los tipos de perfiles del suelo son cuatro:    

Perfil tipo S1: roca o suelos muy rígidos. Perfil tipo S2: suelos intermedios. Perfil tipo S3: suelos flexibles o con estratos de gran espesor. Perfil tipo S4: condiciones excepcionales.

Deberá considerarse el tipo de perfil que mejor describa las condiciones locales, utilizándose los correspondientes valores de Tp, y del factor de amplificación del suelo S, dados en la tabla Nº2.

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MEMORIA DE CÁLCULO Tabla Nº2 Tipo

Descripción

Tp(s) S

S1

Roca o suelos muy rígidos

0.4

1.0

S2

Suelos intermedios.

0.6

1.2

S3

Suelos flexibles o con estratos de gran espesor 0.9

1.4

S4

Condiciones excepcionales

*

*

El factor de amplificación sísmica de acuerdo a las características de sitio, se define el factor de amplificación sísmica (C) por la siguiente expresión: C=2.5[Tp/T]1.25, C