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• Emerson Barreto

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Memoria descriptiva del proyecto estructural

Estructura para uso de oficinas Febrero 2019 Memoria descriptiva del proyecto estructural

Estructura para uso de oficinas Febrero 2019 Memoria descriptiva del proyecto estructural

Propietario: Conambiente S.R.L Uso del inmueble: Edificio de oficinas Ubicación: Ancón Peru Ruc :20534122463

Introducción

El presente trabajo estará enmarcado en la elaboración de un proyecto estructural en acero estructural, el proyecto consta de un edificio de tres niveles para el uso de oficinas, las estructuras están ubicadas Ancón Perú. El análisis consta de un procedimiento analítico que está basado en la teoría de la rotura para el diseño de secciones en concreto reforzado y en acero estructural. Para la determinación de las acciones sísmicas se tomaron en cuenta algunos aspectos como la ubicación y el uso de la estructura. Las acciones gravitatorias se estimaron mediante un análisis de carga, estas acciones sumadas a las acciones provenientes del análisis sísmico, al diseño de las secciones y elementos que conforman el modelo analítico serán revisadas y discutidas por el profesional responsable del proyecto estructural. Los pasos a seguir para la realización del trabajo fueron los siguientes.

Pasos para elaborar el proyecto estructural

1- Revisión y discusión de los planos de estructurales para proponer la mejor configuración estructural (Modelo analítico). 2- Geometría tanto en planta como en elevación, distancias de loa ejes, altura y números de pisos. 3- Secciones, material y el tipo de losa a utilizar en el proyecto. 4- Casos de cargas estáticas. 5- Análisis de carga gravitatoria para cada piso según la NTE E.020, norma técnica de edificaciones – cargas. 6- Análisis sísmico según la Norma Sismorresistente E.030. 7- Resultados del análisis sísmico, análisis modal, propiedades dinámicas, masas participativas, frecuencias y periodo fundamental. 8- Resultados del análisis y diseño de los elementos estructurales. 9- Proyecto de cimentación, planchas bases, anclajes y conexiones.

Calidad de los Materiales Concreto: F´c= 250 kgf/cm2 Acero de refuerzo: Fy= 4200 kgf/cm2 (ASTM 615 grado 60) Acero estructural: grado50)

Fy = 3515 kgf/cm2 (ASTM 572, acero de alta resistencia

Acero estructural: Fy = 2530 kgf/cm2 (ASTM A36, acero corriente)

Hipótesis

- Modelo Discreto, se considera que las masas se concentran en los niveles de piso. -

Se consideran 3 grados de libertad por nivel, referidos al centro de Las losas de piso se comportan como un diafragma rígido. Empotramiento en la base. Nodos con rigidez infinita. Modelo Linealmente Elástico. Modelo Matemático sin Paredes.

Normas de Cálculos NTP E.020 Norma Técnica de Edificaciones - Cargas. NTP E.090 Norma Técnica de Edificaciones - Estructuras Metálicas. NTP E.030 Norma Diseño sismorresistente.

Normas extranjeras de apoyo para la evaluación AISC 360-10, Instituto Americano del acero estructural

Referencia bibliográfica Manual de perfiles Tubulares, Aceros Arequipa Manual de perfiles W, Gerdau Corsa

Programas empleados para el análisis y diseño Programa de análisis y diseño estructural, serie IP-3, Cad V 4.0, Cimentación V 3.0.

1. Modelo analítico

El siguiente modelo está conformado por un sistema estructural de pórticos viga – columna en acero estructural de tres niveles con perfiles W, la estructura está destinada al uso de oficinas, los sistemas de pisos están constituidos de losas tipo encofrado colaborante para los tres niveles, las correas son de perfiles tubulares Arequipa, las cimentación y vigas de riostra son de concreto reforzado. El tipo de vinculación en la base se asume para el análisis como empotramiento perfecto. Se fijaron las propiedades de los materiales del sistema resistente a cargas gravitatorias y cargas sísmicas, se crearon los casos de cargas estáticas y se adoptó la hipótesis de diafragma rígido en las losas de los niveles correspondientes. También se creó el espectro de diseño para determinar las cargas sísmicas en ambas direcciones ortogonales, por último, se verifico la resistencia, rigidez y ductilidad del sistema estructural.

2. Geometría

2.1. Números y alturas de los pisos. N = 3 niveles H1, H2 y H3 = 2.80mts, altura de los pisos

Elevación Portico 1

Portico B

Las figuras muestran los porticos correspondientes a la direccion X y Y respectivamente.

2.2. Distancias entre ejes y números de líneas resistentes en x, y. Las plantas están conformadas de 6 líneas resistentes en la dirección Y, y 4 líneas resistentes en la dirección X.

Planta P1, P2 y P3

Modulo de escalera

3. Materiales Los materiales utilizados en el análisis se muestran a continuación en las siguientes graficas

Fuente: programa de análisis y diseño estructural Para el diseño estructural se tomaron las características del material como lo indica la figura, la resistencia cedente del acero Fy =3515Kgf/cm2 y Fy = 2530Kgf/cm2, para el concreto se tiene una resistencia a la rotura de F´c = 250Kgf/cm2 el módulo de elasticidad Ec = 238752kgf/cm2 y Es = 2100000Kgf/cm2, el acero de refuerzo para las zapatas y vigas de riostra es de un Fy = 4200Kgf/cm2.

3.1. Tipos de losa Para todos los niveles, se utilizaron losas tipo placa colaborantes de 10cm de espesor.

3.2. Tipos de secciones en acero estructural, en mm. En los pórticos se muestran las características de las secciones en acero estructural que se utilizaron para los distintos elementos estructurales que conforman el modelo, estas secciones son creadas y asignadas previamente en el modelo analítico, las columnas estarán conformadas por perfiles W12x58, las vigas del P1 y P2 están constituidas de perfiles W10x15 y las del P3 por

W6x9, las correas de tubos de 200x100x4 para el P1 y P2 y tubos de 150x100x4 para el P3, por ultimo las diagonales con tubos de 100x100x6. También se muestran los perfiles estructurales utilizados en el módulo de la escalera.

Portico 1

Portico B

Modulo de escaleras

Cuadro de tipos de secciones en perfiles estructurales Denominación

Altura (H) cm

Base (B) cm

Uso estructural

Tubo de 200x100x4 Tubo de 150x100x4 W6x9 W10x15 W12x58 Tubo de 100x100x6

20 15 15 25 31 10

10 10 10 10 25 10

Correas P1 y P2 Correas P3 Vigas P3 Vigas P1 y P2 Columnas Diagonales

Estos perfiles tubulares se utilizaron para realizar el analisis sismico, donde las caracteristicas estaticas fueron tomadas del Manual de perfiles Tubulares, Aceros Arequipa y el Manual de perfiles W, Gerdau Corsa.

4. Casos de cargas estáticas Cargas permanentes (Cp), este caso de carga lo asume el programa por defecto y corresponden a las vigas, columna y correas. Sobrecargas permanentes (Scp), este caso de carga lo crea el ingeniero y corresponden a los sobre pisos, losas, paredes y otros. Sobrecargas variables (Cv), este caso de carga lo asume el programa por defecto y corresponden a la ocupación, en este caso para uso de oficinas. Sobrecarga variable techo (Cvt), este caso de carga lo crea el ingeniero y corresponden a la carga del techo sin acceso. A continuación, se muestra una figura donde especifica los casos de cargas o patrones de cargas.

Figura de patrones de cagas estáticas

Fuente: programa de análisis y diseño estructural

Estos casos de cargas se utilizaron para el análisis estructural.

5. Análisis de cargas con la Norma NTE E.020 - Cargas Pesos en kg/m2 Nivel

Pp Losas

Sobre pisos

Paredes

Manto

Otros

Scp

Cv/Cvt

Tipo de losa

1

180

100

200

X

X

480

250

2

180

100

200

X

2X

480

250

3

180

100

X

15

X

295

100

Escalera

180

100

X

X

300

580

100

placa colaborante placa colaborante placa colaborante placa colaborante

El cuadro indica las cargas gravitatorias en los niveles, donde (Scp) es la suma total del peso de la losa piso, paredes, mantos, la (Cv) es la carga que corresponde a la ocupación (oficinas), y (Cvt) corresponde a azoteas sin acceso, la carga de escalera de 300Kg/m2 corresponde a los escalones.

Figuras de análisis de cagas gravitatorias

Fuente: programa de análisis y diseño estructural

Pesos sísmicos, para el peso sísmico se consideró el 100% de la carga permanente y un 25% de la carga variable y carga variable techo, como lo indica la figura.

Figura de porcentajes (%) de pesos sísmicos

6. Análisis sísmico con la Norma E.030 Para realizar el análisis sísmico se tomaron en cuenta una serie de aspectos relacionados con la ubicación de la edificación, el uso, el tipo de suelo y el nivel de diseño requerido, estos aspectos se representan el siguiente cuadro.

6.1. Datos Sísmicos. Ubicación: Ancón Peru Uso: Estructura para uso de oficinas Tipo de suelo: por no tener estudio de suelo se asumió S3

Cuadro de datos sísmicos o parámetros de atenuación Datos

Zona 4

Z S Tp TL U R

0.45g

Suelo S3

Categoría C

Pórticos de acero estructural

1.10 1sg 1.6sg 1 8

El cuadro indica los parámetros de atenuación de las ondas de corte, la estructura está ubicada en una zona sísmica 4 con un coeficiente de aceleración del terreno (PGA) de 0.45g, la categoría es C corresponde al uso de oficinas, la clase de suelo es S3. El factor de reducción de respuesta R depende del tipo de sistema estructural, el cual se asume como R requerido igual a 8x0.75 = 6 por ser una estructura irregular en planta, el sistema estructural requerido corresponde a un SMF, sistema de pórticos especiales a momento.

Zonificación sísmica

La provincia de Ancón corresponde a una zona 4.

6.2. Clasificación sismorresistente. Para clasificar a la estructura desde el punto de vista sismorresistente se deberán verificar una serie de requerimientos propuestos por la Norma AISC 360-10 (LRFD), para el nivel de diseño requerido, de no cumplir con dichos requerimientos la edificación será penalizada con un nivel de diseño inferior al requerido por la Norma E.030 Edificaciones sismorresistentes, modificando el valor del factor de reducción de la respuesta (R).

Categoría y amenaza sísmica Grupo

Amenaza sísmica

Categoría sismorresistente

Sistema Estructural

I II III

Baja Moderada Alta

A B C D E F

OMF IMF SMF OCBF SCBF

El siguiente cuadro muestra que para un grupo I, para una amenaza elevada y una categoría D, el sistema requerido a emplear es un SMF sistema de pórticos especiales a momentos combinados con arrostramiento concéntrico (SCBF). Se espera que para un sistema SMF y un sistema SCBF las deformaciones inelásticas sean elevadas, esto significa que tanto los elementos vigas, columnas, arrostramientos y las conexiones deberán cumplir con una serie de requisitos: Los miembros de arrostramiento tendrán una relación Lb/ry < 5.79x‫ץ‬y. La demanda de resistencia a la compresión no excederá de ϕcNt. Las conexiones se diseñarán a momento con una resistencia mayor al 25% de la resistencia de la viga.

6.2.1. Clasificación de las secciones comprimidas pandeo local, (Norma AISC 360-10). Para un sistema SMF y SCBF las vigas deberán cumplir para una sección sísmicamente compacta, que la relación ancho-espesor no exceda λpd, y las columnas y arriostramientos se diseñaran para una sección sísmica o sección compacta, dependiendo esta ultima de algunas condiciones de relación de resistencia de la unión viga- columna, donde la relación ancho-espesor no excederá λpd o λp.

6.2.1.1. Límites de relación ancho/espesor de los elementos comprimidos para perfiles W y tubulares, según la Norma AISC 360-10.

Tabla (4-1) N-AISC 360-10 Perfiles W Compresión bf/2tf o h/tw Flexión bf/2tf λpd (Sísmica)

λp ( compacto)

λr (No-compacto)

0.30γy

0.38γy

0.83 γy

Flexión h/tw λpd (Sísmica)

λp ( compacto)

λr (No-compacto)

3γy

3.76 γy

5.70 γy

γy = √E/Fy = √2100000/2530 = 28.81 γy = 28.81

Perfiles Tubulares Compresión b/t o h/t Flexión b/t λpd (Sísmica)

λp ( compacto)

λr (No-compacto)

0.64γy

1.12 γy

1.40 γy

Flexión h/t λpd (Sísmica)

λp ( compacto)

λr (No-compacto)

0.64γy

2.42 γy

5.72 γy

γy = √E/Fy = √2100000/3515 = 24.44 γy = 24.44

Cuadro de clasificación de las secciones comprimidas Perfiles W12x48 ©

λpd 8.64

λp 10.95

λr 23.91

b/t 7.67

Clasificación Sísmica

Verificación Cumple para SMF

W6x9(Vigas)

8.64

10.95

23.91

9.15

Compacta

Cumple para IMF

W10x15(Vigas)

8.64

10.95

23.91

7.25

Sísmica

Cumple para SMF

T-100x100x6 (Diagonal)

13.44

27.38/59.1

34.2/139.3

12.01

Sísmica

Cumple para SCBF

Como se puede observar en el cuadro de secciones comprimidas, como las columnas y vigas conformadas por perfiles W y los perfiles de las diagonales T- 100x100x6 se clasifican como secciones sísmicamente compactas, estas secciones poseen elevada ductilidad, debido a pueden desarrollar el momento plástico sin que ocurra el pandeo local. Sistema estructural requerido por la norma E.030, es un SMF y SCBF, sistema estructural utilizado en el análisis es un SMF y SCBF.

6.3. Análisis dinámico de superposición modal espectral de 3gdld por nivel. Para el análisis sísmico se empleó el método dinámico de 3gdld por nivel, propuesto por la Norma E.030, debido a las irregularidades estructurales que posee la edificación, por ejemplo, como problemas de torsión debido al acoplamiento dinámico de la matriz de rigidez, los 3gdld corresponden a dos desplazamientos y un giro en el eje z referidos al centro de masa.

6.3.1. Tipo de análisis Modal → Analítico Matricial. El análisis modal consiste en una solución de carácter analítico donde se determinan las propiedades dinámicas del sistema estructural por medio del cálculo matricial de los valores característicos, a partir de allí se obtienen las frecuencias circulares y modos de vibración. Debido

a la condición de diafragma rígido la estructura posee 3gdld por nivel, haciendo un total de 9gdld y un total de 9 modos de vibración.

6.3.2. Espectro de diseño.

Espectro de diseño

El espectro de diseño es generado por los datos sísmico de la Norma E.030, con un valor del factor R = 8, el valor de R, sirve para estimar la demanda de ductilidad global de la estructura y para determinar el nivel de fuerza sísmica en el diseño de los elementos estructurales, en este caso una ductilidad de 8, indica que la demanda de deformación inelástica es elevada.

6.3.3. Casos de cargas sísmicas. Se crearon dos casos de cargas sísmicas, en dirección X y en la dirección Y.

Caso de carga sísmica (SH), espectral

El método CQC consiste en que el combinado modal es el resultado de la combinación cuadrática completa, de allí se obtiene la respuesta máxima probable del sistema estructural. El combinado direccional consiste en el valor absoluto del 100% de la dirección analizada más el 30% de la otra dirección de análisis. Se asume el 5% de la excentricidad accidental según el capítulo 4 (4.5.5) de la Norma E.030.

7. Resultado del análisis sísmico 7.1. Propiedades dinámicas resultados. El cuadro representa los periodos de vibración, las masas participativas que corresponden a cada modo. El periodo predominante corresponde a la dirección Y, siendo esta dirección la que presenta mayor flexibilidad. También se puede notar como la suma de las masas de los seis últimos modos suman más del 90% de la masa participativa.

Propiedades dinámicas para un amortiguamiento estructural del 5% Modos 1 2 3 4 5 6

Periodo (T) (sg)

Masas X (%)x100

Masas Y (%)x100

0.241 0.201 0.148 0.085 0.069 0.056

0.0816 0.7438 0.027 0.009 0.1135 0.0027

0.7821 0.0666 0.024 0.0986 0.0086 0.0125

T Fundamental E.030)(sg) 0.24

Datos suministrados por el programa de análisis y diseño estructural Se tomaron los 6 modos de vibración para la representación de los resultados, el análisis toma los primeros modos que suman más del 90% de la masa total de la edificación para el combinado modal. También se puede observar que el periodo fundamental del primer modo de vibración calculado por el análisis dinámico coincide con el periodo fundamental calculado por T = hn/Ct, donde Ct es igual 35 en el capítulo 4 de la E.030, donde T = 8.4/35 = 0.24sg.

7.2. Modos de vibración

A continuación, se muestran los tres primeros modos de vibración, el primero corresponde a la translación en la dirección Y, el segundo corresponde a la translación en X, y el tercero a la rotación alrededor del eje Z.

(Modo de vibración 1) T1 = 0.241sg

(Modo de vibración 2) T2 = 0.201sg

(Modo de vibración 3) T3 = 0.148sg

7.3. Fuerzas Cortantes y derivas de piso. A continuación, se presentan las fuerzas cortantes por sismo en las siguientes gráficas, también se presentan las derivas inelásticas por nivel.

7.3.1. Fuerza de corte sísmica en la dirección X y Y. Grafica de fuerzas de corte por nivel

Corte basal (sismo en x) total = 47129kg

Corte basal (sismo en y) total = 48706kg

El cortante basal es la suma de todas las fuerzas cortantes de cada nivel.

7.3.2. Fuerza cortante mínima (capitulo 4, 4.6.4) La fuerza de corte mínima en ambas direcciones, no será menor que el 80% de la fuerza de corte estática calculada en el apartado 4.5 de la Norma E.030, para estructuras regulares y el 90% para estructuras irregulares, de lo contrario se deberá escalar el cortante dinámico hasta igualarse al cortante estático.

V = (ZUCS/R) P El valor de C/R no debe considerarse menor que C/R > 0.125 C es el factor de amplificación sísmica, y se calcula de acuerdo al valor del periodo fundamental, el periodo fundamental T = hn/Ct, donde hn es la altura de la estructura y Ct, depende del material y el sistema estructural.

T = 8.4m/35 = 0.24sg Entonces, T < Tp, C = 2.5 Lo que indica C/R = 2.5/6 = 0.416 > 0.125 Ok.

Corrección del cortante mínimo Cortante basal V Cortante V dinámico 90% Cortante V estático

Dirección X 47129 Kg 48725 Kg

Dirección Y 48706 Kg 48725 Kg

Corrección X 1.034

Corrección Y 1.00

Datos suministrados por el programa de análisis y diseño estructural

Grafica corrección del cortante dinámico 49000

48725

48706 48725

48500 48000 47500

V Dinamico

47129

V Estatico

47000 46500 46000 Direccion X

Direccion Y

Solo se corrige el cortante dinámico en la dirección X, 981 cm/sg2 por 1.034 igual a 1014 cm/sg2.

7.3.3. Derivas inelásticas (capitulo 5 E.030) Las derivas inelásticas en cada nivel no deben exceder los siguientes valores:

Grafica de derivas inelasticas por nivel

Cuadro de derivas inelásticas Nivel

Deriva Inelástica

Deriva Limite para estructuras en acero

Verificación

1 2 3

0.00408 0.00428 0.00283

0.010 0.010 0.010

Ok Ok Ok

Datos suministrados por el programa de análisis y diseño estructural

Las derivas plásticas de los niveles cumplen con los limites presentes en el capítulo 5 de la Norma E.030 Edificaciones Sismorresistente.

Cuadros de desplazamientos máximos permitidos Norma

Desplazamiento máximo permitido (%)

Periodo Fundamental T

Norma E-0.30 ( Perú)

D. Relativo < 0.010h (1.00%)

T < h/Ct

Norma

Desplazamiento relativo máximo (cm)

Periodo T Fundamental (Sg)

Norma E-0.30 ( Perú)

D. máximo = 0.010x280 = 2.80

T = 0.24

Desplazamientos máximos en dirección X y Y en cm 3 2.8

2.8

2.5 2 D. relativo por nivel 1.5 1.198 1

0.893

D. maximo por nivel (2.80cm)

0.5 0 Direccion X

Direccion Y

Ambas direcciones cumplen con el desplazamiento máximo permitido por la N-E.030, los desplazamientos y derivas son tomados con respecto al centro de masa de cada nivel.

8. Resultados del análisis y diseño de los elementos Los resultados del análisis y diseño de las secciones en acero estructural están representados por el programa de análisis y diseño estructural, estos resultados se muestran a continuación en los siguientes pórticos.

8.1. Solicitaciones de diseño. Pórtico 1

Diagramas de momentos flectores (combinación 3)

Pórtico B

Diagramas de momentos flectores (combinación 3)

Pórtico 1

Diagramas de fuerza axial (combinación 3)

Pórtico B

Diagramas de fuerza axial (combinación 3)

8.2. Verificación de la relación demanda/capacidad. Para verificar la relación demanda/capacidad se utilizó la Norma AISC 360-10, también se presentan las combinaciones de cargas en los siguientes cuadros.

Diseño a flexión: Mp = ϕFyZx > Mu Φ = factor de minoración en flexión

Zx = módulo de sección plástico

Mp = momento plástico de la sección

Fy = resistencia cedente

Mu = momento ultimo mayorado Relación a flexión: Mu/ϕMp < 1

Diseño a flexo-compresión, si Nu / (ϕNt) > 0.2 se aplica: Nu / (ϕNt) + 8/9(Mux/ϕMpx + Muy/ϕMpy) < 1 Si, Nu / (ϕNt) < 0.2 se aplica; Nu /2 (ϕNt) + (Mux/ϕMpx + Muy/ϕMpy) < 1 Nu = fuerza axial mayorada ϕNt = Resistencia a compresión

Cuadro de combinaciones de cargas (Norma E.030) Combinaciones

Carga permanente

Carga variable

Carga variable techo

1 2 3 4

1.4Cp 1.2Cp 1.2Cp 0.9Cp

1.6Cv 0.50Cv

1.6Cvt

Sismo (H)

SH SH

Para determinar la relación D/C de los elementos en acero estructural se utilizó la Norma AISC 360-10, a su vez se realizaron verificaciones para el nivel de diseño establecido por la misma norma, diseño por estados límites de agotamiento resistente método (LRFD).

8.2.1. Resultados de la demanda vs capacidad de los elementos. Pórtico 1

Combinación de diseño 3 (1.2cp + 0.5Cv + SH) Pórtico B

Combinación de diseño 3 (1.2cp + 0.5Cv + SH)

Correas P1 y P2

Combinación de diseño 2 (1.2cp + 1.6Cv)

Correas P3

Combinación de diseño 1 (1.4cp)

Módulo de escaleras

Combinación de diseño 3 (1.2cp + 0.5Cv + SH)

La relación demanda/capacidad de los elementos de viga, columnas, diagonales y corres están por debajo de 1, esta relación expresa que la capacidad resistente a flexión en vigas, compresión y tensión en los elementos de las diagonales y a flexo-compresión en columnas están por encima de la demanda de solicitaciones aplicadas en los elementos. De esta manera se cumple con la resistencia de diseño.

8.3. Criterio de columna fuerte y viga debil (AISC 360-10,LRFD). En un sistema SMF las juntas deberan cumplir con el criterio de columna fuerte y viga debil, este criterio permite que las propiciar el mecanismo de falla ductil, donde se plastifiquen primero las vigas y luego las columnas, este criterio se cumple cuando ∑Mpb/∑Mpc < 1, donde ∑Mpb es la sumatoria de los momentos probables de las vigas que convergen en un mismo nodo y ∑ Mpb = 1.1RyMp + Mv), donde Mp es el momento plastico alcanzado por la seccion y Mv es el momento adicional por plastificacion del corte desde la ubicación de la articulacion plastica al eje de la columna y la ∑Mpc es la sumatoria de los momentos probables en las columnas que convergen en un mismo nodo.

Pórtico 2

Pórtico B

En las figuras de los pórticos se observa como los nodos cumplen con el criterio, debido a que la ∑Mpb/∑Mpc < 1, esto unido al cumplimiento de los requerimiento de diseño sismorresistente tanto de las seeciones como de las conexiones de las vigas, columnas y arriostramientos, y otras condiciones de geotecnia para el diseño de cimentación, se puede concluir que la estrutura posee ductiliadad adecuada para disipar energia en el rango inelastico de deformaciones en zonas de elevada amenaza sismica, la combinacion de carga se empleo para comprobar el criterio fue la

combinacion 4, (0.9cp + - SH).

9. Diseño de cimentación superficiales, planchas bases anclajes y conexiones Debido a la falta del estudio geotécnico se recomienda utilizar cimentación superficiales tipo zapatas, con una profundidad de 1.50mts. La capacidad admisible del suelo se asumió igual a 1.00Kg/cm2 y para determinar el acero de refuerzo se utilizaron las solicitaciones de momentos y cargas axiales que arrojo el programa de análisis y diseño estructural, se revisó la combinación más desfavorable y con esa se diseñó la cimentación, la viga de riostra se diseñó con el 10% de la mayor carga axial que llegan a las cimentación. Nota: debido a la falta de estudio geotécnico el ingeniero estructural no se hace responsable si ocurriese alguna falla en la estructura atribuida al sistema de cimentación.

9.1. Solicitaciones en cimentación

(Combinación 3, 1.2Cp + 0.5Cv +-SH)

Los tipos de cimentación se diseñan para las mayores solicitaciones de momentos y fuerzas axiales que llegan a la cimentación. Se diseñaron cimentación concéntricas, excéntricas y combinadas.

9.2. Diseño de zapatas (IP-Cimentación) Las cimentaciones que se utilizaron, corresponden a cimentación directas tipo zapatas aisladas y combinadas, las zapatas aisladas se dividieron en dos céntricas centrales, una excéntrica de borde y una esquinera, como lo indican las figuras.

F-1 (zapata concéntrica)

F-4 (zapata concéntrica)

Acero longitudinal en viga de riostra VR = 10%Pu/0.40Fy = 0.10x38400/0.40x4200 = 2.28cm2 VR = Tensor = 10193Kg

As = 13.11cm2

F-2 (zapata excéntrica)

F-3 (zapata excéntrica)

F-5 (zapatas combinadas)

F-6 (zapatas combinadas)

F-7 (zapatas combinadas)

F-8 (zapatas combinadas)

9.2.1. Solicitaciones en las zapatas combinadas

Para el cálculo definitivo del acero de refuerzo en las vigas de riostras se tomó la mayor fuerza de tensión en las cimentaciones excéntricas, donde T = 10193Kg y el As = 13.11cm2, los detalles se encuentran en los planos.

9.3.

Diseño de anclaje, planchas bases y conexiones.

A continuación, se muestra el cuadro de la plancha base y los anclajes de los perfiles W12x58 anclados al pedestal de concreto. Para el diseño de las planchas bases y anclajes se tomaron en cuentas las columnas de perfiles W12x58. El material para las planchas es un acero corriente con una resistencia cedente Fy = 2500Kg/cm2. La soldadura de la columna a la plancha será una soldadura de Filete de 6mm de espesor en ambas caras con electrodos E70XX. La característica de la plancha base es de 40x45cm

Plantas bases y anclajes W12x58 DATOS W12x58 L FC K r

280 250 1 13.42

A FYPLANCHA FUANCLAJ D L PL

110 2500 3700 30 40

FORMULAS KL/r 20.86438152 Fcr 2078 Nc 228580 H Anclaje 22858 A1 2500 A2 Np fb X

2500 318750 91.432 5.75

M 1511.48525 t 1.639233018 Utilizar PL 10mm Anclaje Ab 20.59279279 Utilizar 8 Pernos 3/4 pulg A-325

Detalle de la plancha base y anclajes

Conexiones a momento TR (W6x9 con W12x58) DATOS VIGA ZX TF DB BF

DATOS COLUMNA DC TF BP ZX A

W6x9 102 0.546 15 10

W12x58 31 1.63 25.4 1420 110

DATOS CP CV

CARGA 1204 408

Resultados

VP

22.13 DO DI 4645.08 TEB 284.4733506 AB AB/2 824.4 TP 1108.873351

MF

4709.560985

SN MPR VPR VPR2

19.727 9.181 8145.774501 1.024368021 0.51218401 0.460941119

USAR PERNOS A-325 1/2 PULG USAR PL 250X390X10

Detalle de la conexión a momento

DATOS FY CPR RY LN

2530 1.2 1.5 3310

Conexiones a momento TR (W10x15 con W12x58) DATOS VIGA ZX TF DB BF

DATOS COLUMNA DC TF BP ZX A

W10x15 263 0.686 25 10

W12x58 31 1.63 25.4 1420 110

DATOS CP CV

CARGA 1944 1013

Resultados

VP

25.46333333 DO DI 11977.02 TEB 734.9954281 AB AB/2 1419.65 TP 2154.645428

MF

12174.13415

SN MPR VPR VPR2

29.657 18.971 12517.61757 1.574147079 0.787073539 0.708328551

USAR PERNOS A-325 5/8 PULG USAR PL 250X554X10

Detalle de la conexión a momento

DATOS FY CPR RY LN

2530 1.2 1.5 3310

Detalle de la conexión del arriostramiento 1

Detalle de la conexión del arriostramiento 2

Detalle de la conexión de correas

9.3.1 Diseño y detallado del pedestal y viga de riostra El acero de refuerzo en el pedestal se diseño con el 1% de laseccion de concreto, donde As = 0.01x40x45 = 18cm2.

Detalle del pedestal

Viga de riostra Para el cálculo definitivo del acero de refuerzo en las vigas de riostras se tomó la mayor fuerza de tensión en las cimentaciones excéntricas, donde T = 10193Kg y el As = 13.11cm2, los detalles se encuentran en los planos.

Detalle de la viga de riostra