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1.25

PROYECTO: CONSTRUCCION DE AULAS I.E.I CAJONAHUAYLLA CALCULO DISEÑO ESTRUCTURAL VIGAS Y COLUMNAS

MEMORIA DE CALCULO DEL DISEÑO ESTRUCTURAL 1.

ESTRUCTURACIÓN Y PREDIMENSIONAMIENTO Para el diseño estructural de esta edificacion se ha considerado emplear un sistema de porticos conformado por vigas y columnas de diferentes dimensiones La cimentacion estara conformada por zapatas unidas por vigas de cimentación Se asumira un sistema de techo de losa tipo cascaron de 15cm de peralte.

-

Predimensionamiento de vigas Principales Ancho de vigas b=B/20

B:ancho tributario B= b= basum=

Peralte de vigas

Ln= Wu= B= α= Φ= f'c= fy= ρ= b= ωn= ω=

4.08 m 0.204 m 0.25 m

6.64 m 1160 Kg/m2 5m 16 0.9 210 Kg/cm2 4200 Kg/cm2 0.007 0.25 m 0.14 0.14 Kg/m2

Longitud libre del paño carga por unidad de área Ancho tributario coeficiente de momento reduccion por flexion resistencia del concreto fluencia del acero cuantia ancho de viga

h= 56.450849 cm hasum= 60.00 cm -

Predimensionamiento de vigas Principales Ancho de vigas b=B/20

B:ancho tributario B= b= basum=

Peralte de vigas

2m 0.100 m 0.15 m

56.5376 30.3975

0.664 0.55333

3.57 1160

25

60

30 56.462162

ZUTSC

PROYECTO: CONSTRUCCION DE AULAS I.E.I CAJONAHUAYLLA CALCULO DISEÑO ESTRUCTURAL VIGAS Y COLUMNAS

Ln= Wu= B= α= Φ= f'c= fy= ρ= b= ωn= ω=

2.25 m 200 Kg/m2 2m 16 0.9 210 Kg/cm2 4200 Kg/cm2 0.007 0.15 m 100 0.14 Kg/m2

Longitud libre del paño carga por unidad de área Ancho tributario coeficiente de momento reduccion por flexion resistencia del concreto fluencia del acero cuantia ancho de viga

d= 0.2205955 m dasum= 0.25 m -

Predimensionamiento de columnas Se tendran columnas de diferentes dimenciones de acuardo a las cargas que recibirán asi se tiene:: Todas Las columnas serán de 0.25x0.25m Estas dimensiones fueron compobradas al realizarse su diseño como se mostrará mas adelante.

2.

PROPIEDADES MECANICAS DE LOS MATERIALES Concreto f´c = Ec = Acero fy = Es =

3.

210 210000

Kg/cm² Kg/cm²

4200 2100000

Kg/cm² Kg/cm²

( Concreto Armado)

ANALISIS ESTATICO

El analisis estatico fue realizado para dos pocisiones de carga, una considerando el peso propio de la edificación (carga muerta) y otra considerando la sobrecarga (carga viva) El metrado de cargas se realizó considerando los siguiente pesos unitarios de los materiales:

TP

PROYECTO: CONSTRUCCION DE AULAS I.E.I CAJONAHUAYLLA CALCULO DISEÑO ESTRUCTURAL VIGAS Y COLUMNAS Concreto armado Losa tipo cascaron (e = 0.12) Tabique de ladrillo e = 0.15

2400 280 500

Kg/m3 Kg/m2 Kg/m2

Sobrecarga Sobrecarga techo

100 100

Kg/m2 Kg/m2

Este analisis se realizo utilizando el programa ETABS cuyos resultados se muestran en los archivos de respuesta adjuntos. 4.

ANALISIS SISMICO Fuerza cortante en la base del edificio

V  donde :

ZUSC P R  TP    T 

C  2 .5   C=

C  2 .5

7.50

Se asumirá C=

2.5

Factor Zona (Z) Factor Uso (U) Factor Suelo (S) Coeficiente de reducción R Periodo del suelo (Tp)

0.30 1.50 1.20 8.00 0.60 0.20

Periodo de la estructura (T)

T

hn CT

hn = Ct =

7 35

Alrura total del edificio en metros para edificios cuyos elementos resistentes sean unicamente porticos

P es el peso del edifico que fue calculada usando los pesos unitario antes mencionados y considerando el 50% de de acuerdo con el RNC CARGAS LOSA ALIGERADA TABIQUERIA ACABADO PESO VIGA PESO COLUMNAS CARGA VIVA PESO UNITARIO Área piso 1

200 Kg/m2 250 Kg/m2 0 Kg/m2 100 Kg/m2 60 Kg/m2 100 Kg/m2 0.71 Tn/m2 23.5 m2

16.685 Ton

VC2.5P

PROYECTO: CONSTRUCCION DE AULAS I.E.I CAJONAHUAYLLA CALCULO DISEÑO ESTRUCTURAL VIGAS Y COLUMNAS Área piso 2

3.75 m3

2.6625 Ton

VC2.5P

PROYECTO: CONSTRUCCION DE AULAS I.E.I CAJONAHUAYLLA CALCULO DISEÑO ESTRUCTURAL VIGAS Y COLUMNAS P

19.3475 Ton

Distribucion de la fuerza cortante en la altura del edificio:

Fi 

Pi hi

n

 Ph i 1

Si T > 0.7 => Si T < 0.7 =>

V=

 V  Fa 

i i

Fa  0.07TV  0.15V Fa = 0 3.26

Ton

Pi 16.685 2.6625

hi 4 3

Pi.hi 66.74 7.99 74.73

Fi 2.92 0.35

EXCENTRICIDADADES ACCIDENTALES El RNC estipula que se debe considerar una excentricidad accidental cuyo valos es el 5% de la dimension de la edificacion en el sentido perpendicular al analisispara este caso se tiene Ly= Lx=

ey = ex =

2.5 m 9.25 m

0.13 0.46

m m

CHEQUEO DE LOS DESPLAZAMIENTOS LATERALES DE ENTREPISO POR SISMO Según la norma de Diseño sismo resistente la relacion del desplazamiento lateral de entrepiso entre la altura de entrepiso (Di/hei) no debe ser mayor a 0.007 para edificio de Concreto Armado. Los desplazamientos inelasticos fueron calculados multiplicando los desplazamientos elasticos, obtenidos del análisis sísmico, por el 75% de R Di (m) =d i x 0.75 x R

Sismo en direccion X-X

di (ETABS) Nivel 1 0.00127 2 0.00224 3 0.00276 Sismo en direccion Y-Y 5.

DESP 0.00127 0.00097 0.00052

R 8 8 8

Di (m)

hei (m)

Di/hei

0.00762 0.00582 0.00312

4.00 3.00 4.00

0.0019 0.0019 0.0008

di (ETABS) Di (m) hei (m) Di/hei Nivel DESP R 1 0.00068 0.00068 8 0.00408 4.00 0.0010 2 0.00131 0.00063 8 0.00378 3.00 0.0013 3 0.00176 0.00045 8 0.00270 4.00 0.0007 Se observa que todos los desplazamientos laterales son menores de los máximos permisibles,



PROYECTO: CONSTRUCCION DE AULAS I.E.I CAJONAHUAYLLA CALCULO DISEÑO ESTRUCTURAL VIGAS Y COLUMNAS COMBINACION DE CARGAS



PROYECTO: CONSTRUCCION DE AULAS I.E.I CAJONAHUAYLLA CALCULO DISEÑO ESTRUCTURAL VIGAS Y COLUMNAS

Las solIcitaciones últimas de diseño fueron calculadas combinando los resultados obtenidos de los análisis mediante las siguientes ecuaciones: U = 1.4D+1.7L U = 1.25( D + L + S) U = 0.9D + 1.25S Donde: D: L: S: U:

Del caso de carga muerta (peso propio Del caso de carga viva (sobrecarga) Del Análisis Sismico Solicitación última o de diseño (envolvente)

DISEÑO DE VIGAS DISEÑO POR FLEXIÓN Una vez obtenidos los momentos últimos de diseño el área de acero se calcula mediante las siguientes fórmulas:

AS =

MU

 f y (d -

a=

a ) 2

AS f y 0.85 f c b

Cuantía mínima de acero

p min 

0. 7 f ' c fy

ρ min =

0.0024

Por lo tanto se sumira un área de acero minimo igual a:

Asmin = pminbd VIGA VP-101, VP-102, VP-103, VP-104, VP-105, VP-106 DISEÑO DE VIGAS ACARTELADAS 30X60, 30X40

Asmin = Asmin =

3.99

cm2

2.54

cm3

30 55

Se considerará como acero mínimo para vigas 2 F 5/8" que equivale a un área de 4.00 cm² En la siguiente tabla se muestra el calculo de momentos resistentes para armados tipicos, los cuales fueron usados de acuerdo al los valores de momentos úlltimos calculados Mu Mo110390 Mo2+ 7750 Mo311234 Mo4+ 870 Mo5666.78 Mo1- 8008.28576095

b 30 30 30 30 30 30

d 55 35 55 35 35 55

aasum 4.070 4.944 4.415 0.520 0.398 3.120

As 5.1896 6.3030 5.6295 0.6625 0.5069 3.9644

areal 4.070 4.944 4.415 0.520 0.398 3.109

Φ1 5/8 3/4 5/8 1/2 1/2 5/8

cant 3 2 3 2 2 3

Φ2 3/8 1/2 1/2 3/8 3/8 3/8

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nsiderando el 50% de la sobrecarga

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os, obtenidos

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de los análisis

s cuales fueron

cant 0 1 0 0 0 0

As total 6.00 6.99 6.00 2.58 2.58 6.00

BIEN BIEN BIEN BIEN BIEN BIEN