4.1.1. Memoria Descriptiva y Cálculo de Cerco Perimétrico

7/22/2019 4.1.1. Memoria Descriptiva y Cálculo de Cerco Perimétrico

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ESPECIALIDAD : ESTRUCTURAS – CERCO PERIMÉTRICO 2010

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ÍNDICEPág.

1.0 Descripción de Estructura y Descripción de Materiales 2

1.1 Materiales 2

1.1.1 Cemento 2

1.1.2 Acero 2

1.1.3 Ladrillo 2

1.1.4 Agregados 3

1.1.5 Agua 3

1.1.6 Pintura 3

1.2 Cimentación 3

1.2.1 Tipo de cimentación 3

1.2.2 Profundidad de Desplante 3

1.2.3 Tipo de suelo 3

1.3 Diseño Estructural 3

1.3.1 Método de Diseño 3

1.3.2 Resistencia del Diseño 3

1.3.3 Análisis de Cargas 4

1.4 Análisis de Elementos Estructurales 8

2.0 Diseño de Cimentación Corrida para Cerco Perimétrico 9

2.1.1 Datos Generales 9

2.1.2 Metrado de Cargas 10

2.1.3 Dimensionamiento de Cimentación 10

2.1.4 Verificación de Peralte Asumido 12

3.0 Columna de Confinamiento del Cerco Perimétrico 14

3.1.1 Columna Tipo C- 1 14




4.0 Viga Collarín del Cerco Perimétrico 17

4.1.1 Viga VA 17




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PROYECTO : “RECONSTRUCCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA EDUCATIVA EN LA I.E. N°10202, DISTRITO DE PACORA, PROVINCIA DE LAMBAYEQUE – LAMBAYEQUE”

ESPECIALIDAD : ESTRUCTURAS – CERCO PERIMÉTRICO

PROPIETARIO : MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE LAMBAYEQUE

1.0 Descripción de Estructura y Descripción de Materiales

Se construirá un cerco perimétrico de 171.65 m. aproximadamente de largo, y una altura de 3metros. Este muro tendrá sus columnas y vigas de confinamiento.

Los trabajos a ejecutar serán:

- Trabajos Preliminares, se realizarán trabajos de trazo, nivelación y replanteo; y el cartel deobra respectivo.

- Movimiento de tierras, que contempla la nivelación del terreno, excavación de zanjas y losrellenos correspondientes.

- Obras de concreto Simple, como cimientos corridos y sobre cimientos.

- Obras de Concreto Armado, como Columnas y Vigas.

- Muros y Tabiques de Albañilería, de Soga.

1.1 Materiales

1.1.1 Cemento

El cemento a usar será Pórtland tipo MS envasado, comercializado en bolsas de 42.50 Kg. ycumplirá las especificaciones de la norma ASTM C-150.

1.1.2 Acero

Será corrugado con un esfuerzo de Fy =4,200 Kg/cm2.

1.1.3 Ladrillo

Deberá tener las siguientes características:

Resistencia a la Compresión : f’m = 45 Kg/cm2

Unidades de Albañilería : King Kong de 18 huecos 9x12x24

Mortero : 1:4 (cemento: arena)

Juntas : 1.00 a 1.50 cm.




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1.1.4 Agregados

El agregado a usarse será fino (arena) y grueso (piedra partida o grava), los agregados

seleccionados deberán ser procesados, transportados y manipulados de manera que segarantice que la pérdida de finos será mínima, que se tendrá la uniformidad de los mismos,no se producirá contaminación por sustancias extrañas y no se presentará rotura osegregación importante en ellos. Para mayor seguridad se recomienda elaborar un diseño demezcla para obtener la calidad de concreto requerido.

1.1.5 Agua

Será libre de sales, ácidos o cualquier sustancia nociva para el concreto.

1.1.6 Pintura

Los tipos de pintura a emplear como látex, esmalte, imprimante, etc., deberán ser de calidadreconocida.

1.2 Cimentación

Ha sido diseñada según los análisis correspondientes, utilizando como valor de la capacidadportante de 0.84 kg/cm2, (dato obtenido del Estudio de Mecánica de Suelos) así como delanálisis del proyecto y de la estructura.

1.2.1 Tipo de cimentación

Cimentación Corrida de concreto simple.

1.2.2 Profundidad de Desplante

La profundidad es de 0.95 m.

1.2.3 Tipo de suelo

Capacidad de carga admisible del terreno: 8.4 Ton/m2.

1.3 Diseño Estructural

1.3.1 Método de Diseño

Los diferentes elementos estructurales se han diseñado, considerando el Método a la Rotura,realizando las combinaciones de Carga Muerta, Carga Viva y Cargas de sismo, de acuerdo a lasestipulaciones dadas en las Normas Técnicas de Concreto Armado E. 060 y Normas de DiseñoSismo Resistente E. 030 del Reglamento Nacional de Edificaciones.

1.3.2 Resistencia del Diseño

Son las resistencias nominales calculadas mediante la teoría general de la resistencia de

materiales y de diseño del concreto. Por lo que las resistencias de diseño serán iguales omayores a los efectos.




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1.3.3 Análisis de Cargas

1.3.3.1. Cargas de Servicio

Cargas especificadas por el Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú.

Las cargas serán las siguientes:

Carga: Fuerza u otras acciones que resulten del peso de los materiales de construcción,ocupantes y sus pertenencias, efectos del medio ambiente, movimientos diferenciales ycambios dimensionales restringidos.

Carga Muerta: Es el peso de los materiales, dispositivos de servicio, equipos, tabiques yotros elementos soportados por la edificación, incluyendo su peso propio, que seanpermanentes o con una variación en su magnitud, pequeña en el tiempo.

Carga Viva: Es el peso de todos los ocupantes, materiales, equipos, muebles y otroselementos movibles soportados por la edificación.

Cargas:

Concreto armado : 2,400 Kg/m3

Concreto Ciclópeo : 2,300 Kg/m3

Albañilería : 1,800 Kg/m3

Sobrecarga : Indicadas

1.3.3.2. Datos del Reglamento Nacional de Edificaciones sobre Cargas de Servicio

Carga Viva de Piso

a) Cargas vivas mínimas repartidas por ocupación o uso (Kg/m2)

Almacenaje (Ver nota 1) 500.00

Baños (Ver nota 2)

Bibliotecas (Ver nota 1)

- Salas de lectura 300.00

- Salas de Almacenaje 750.00

- Corredores y escaleras 400.00

Centros de Educación

- Aulas 300

- Talleres (ver nota 1) 350

- Laboratorios (Ver nota 1) 300

- Corredores y escaleras 400




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Garajes

- Para parqueo exclusivo de automóviles con altura de entrada menor de 2.40

m. 250- Para otros vehículos (ver nota 1)

Hospitales

- Salas de operación, laboratorios y áreas de servicio 300

- Cuartos 200


Hoteles

- Cuartos 200

- Almacenaje y servicios 500


Industria (ver nota 1)

Instituciones Penales

- Zona de habitación 200


Lugares de Asamblea

- Con asientos fijos 300

- Con asientos móviles 400

- Salones de baile, restaurantes, museos, gimnasios 400

- Graderías y tribunas 500


Oficinas

- Exceptuando salas de archivo y computación 250

- Salas de archivo 500

- Salas de computación 350


Teatros

- Vestidores 200

- Cuarto de proyección 500

- Escenario 750




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Tiendas


Viviendas

Corredores y escaleras 200

b) Carga Viva concentrada

Cuando exista una carga viva concentrada, se colocará la carga viva repartidaestablecida en la tabla anterior de manera que se produzcan los esfuerzosmáximos.

Los pisos que soporten cualquier tipo de maquinaria u otras cargas vivas

concentradas en exceso de 500 Kg (incluido el peso de los apoyos o bases), serándiseñados para poder soportar tal peso como una carga concentrada o comogrupo de cargas concentradas.

Cuando exista una carga viva concentrada, se puede omitir la carga viva repartidaen la zona ocupada por la carga concentrada.

Notas:

1. Para determinar si la magnitud de la carga viva real es conforme con la carga vivamínima repartida, se hará una aproximación de la carga viva repartida real

promediando la carga total que en efecto se aplica sobre un área rectangularrepresentativa de 15 metros cuadrados que no tenga ningún lado menor a 2.50metros.

2. Igual a la carga principal del resto del área

Carga Viva para Aceras, Pistas, Barandas, Parapetos y Columnas en Zonas deEstacionamiento

a) Aceras y Pistas

Todas las aceras y pistas o partes de las mismas que no se apoyen sobre el suelo se

diseñarán para una carga mínima repartida de 500 Kg/m2.

Cuando las aceras y pistas estén sujetas a la carga de rueda de camiones,intencional o accidentalmente, se diseñarán tales tramos de aceras o pistas para lacarga vehicular máxima que se pueda imponer; las cargas mínimas y sudistribución cumplirán con los requisitos aplicables a puentes carreteros.

b) Barandas

Las barandas y parapetos alrededor de los pozos para escaleras, balcones y techosen general, con exclusión de las ubicadas en teatros, lugares de asamblea y

viviendas unifamiliares, serán diseñados para resistir la aplicación simultánea deuna fuerza horizontal y una vertical de 60 Kg/m, aplicadas en su parte superior.




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Las barandas y parapetos de los balcones de teatros y lugares de asamblea serándiseñados para una fuerza horizontal de 75 Kg/m y una vertical de 150 kg/m,aplicadas en su parte superior.

Las barandas y parapetos en viviendas unifamiliares se diseñarán para una fuerzahorizontal y una vertical de 30 Kg/m, aplicadas en su parte superior.

La fuerza horizontal total y la fuerza vertical total en todos los casos serán de porlo menos 100 kg cada una.

Cuando las barandas y parapetos soporten equipos o instalaciones se tomarán encuenta las cargas adicionales que éstos impongan.

Las barandas, parapetos o topes que se usan en zonas de estacionamiento pararesistir el impacto de los vehículos en movimiento, serán diseñados para soportar

una carga horizontal de 500 Kg/m, aplicada por lo menos 60 cm encima de la pista;pero en ningún caso esta carga será inferior a los 1,500 Kg/vehículo.

c) Columnas en Zonas de Estacionamiento

De no protegerse de manera especial, las columnas en las zonas deestacionamiento o que estén expuestas a impacto de vehículos en movimiento,serán diseñadas para resistir la carga lateral debida al impacto de vehículos; paralos vehículos de pasajeros, esta carga será como mínimo 1,500 Kg aplicada por lomenos 60 cm encima de la pista.

Carga Viva del Techo

Se diseñarán los techos y las marquesinas tomando en cuenta las cargas vivas: las desismo, viento y otras prescritas a continuación.

a) Cargas vivas mínimas

- Para los techos con una inclinación hasta de 3° con relación a la horizontal, 100Kg/m2.

- Para los techos con inclinación mayor de 3°, 100 Kg/m2, reducida en 5 Kg/m2 porcada grado de pendiente por encima de 3° hasta un mínimo de 50 Kg/m2.

- Para techos curvos, 50 kg/m2.

- Para techos con coberturas livianas de asbesto cemento, calamina, fibrocemento otela para toldos y doseles, cualquiera sea su pendiente, 30 kg/m2, excepto cuandopuede haber acumulación de nieve, en cuyo caso la carga será establecida por elproyectista, justificándola ante las autoridades competentes.

b) Cargas concentradas

- Cuando exista una carga viva concentrada, se colocará la carga viva repartida

establecida en la tabla anterior de manera que se produzcan los esfuerzosmáximos.




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- Los pisos que soporten cualquier tipo de maquinaria u otras cargas vivasconcentradas en exceso de 500 Kg (incluido el peso de los apoyos o bases), serándiseñados para poder soportar tal peso como una carga concentrada o como

grupo de cargas concentradas.

- Cuando exista una carga viva concentrada, se puede omitir la carga viva repartidaen la zona ocupada por la carga concentrada.

c) Cargas especiales

- Si se trata de malecones o terrazas se aplicará la carga viva mínimacorrespondiente al uso particular, según la tabla correspondiente a cargas mínimasrepartidas de piso.

- Cuando los techos tengan jardines, la carga viva mínima de diseño de las porciones

con jardín será de 100 kg/m2.

- El peso de los materiales del jardín será considerado como carga muerta y se haráéste cómputo sobre la base de tierra saturada.

- Las zonas adyacentes de las porciones con jardín serán consideradas como áreasde asamblea, a no ser que hayan disposiciones específicas permanentes queimpidan su uso.

- Cuando se coloque algún anuncio o equipo en un techo, el diseño tomará encuenta todas las acciones que dicho anuncio o equipo ocasionen.

1.4 Análisis de Elementos Estructurales

Todos los elementos estructurales como muros, columnas, vigas, losas y cimientos Se handimensionado de tal forma que cumplan con las necesidades del proyecto apegadas al criteriodel diseño, pero principalmente sometidos a la combinación más crítica de cargas y bajo todoslos estados posibles de esfuerzos (flexión, carga axial. cortante, torsionante, etc.). Por lo cual,fueron analizados de acuerdo a la teoría general actual de la resistencia de materiales,proporcionándonos este criterio un margen de seguridad en la estructura.

Ya que para determinar la resistencia requerida a flexión por cargas muertas y vivas se partió

de:

Donde:

Md = momento por carga muerta.

Ml = momento por carga viva.

Mientras que la resistencia de diseño se determinó multiplicando la resistencia nominal por elfactor correspondiente de reducción de resistencia. Es conveniente aclarar que suelen ocurrir

sobrecargas en los elementos estructurales, así como variaciones en los materiales lo querepercutirá en la estructura.




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Las magnitudes de las cargas pueden variar de las ya supuestas como consecuencia delvolumen de los elementos principalmente. Las cargas vivas varían considerablemente con eltiempo y de un edificio a otro, de manera que se recomienda un control de calidad adecuado

a los materiales que intervienen en la estructura para que el diseño de la misma trabaje deacuerdo al proyecto realizado.

2.0 Diseño de Cimentación Corrida para Cerco Perimétrico

2.1.1 Datos Generales

2.1.1.1. Carga Viva sobre Cimentación

Carga Máxima S/C : 100.00 Kg/cm2

2.1.1.2. Datos de Cálculo y Descripción de Variables

h1 = 0.80m Altura de Cimentación

h2 = 0.15m Altura de Relleno Mat. Propio

h3 = 0.30m Altura de Zócalo

h4 = 2.45m Altura de Muro

b = 0.50m Ancho de Plantilla de la Cimentación

Df = 0.95m Altura de Cimentación

H = 0.45m Altura de Sobrecimientoe1 = 0.15m Espesor del Muro y Sobrecimiento

Otros:

γ = 1,635 Kg/m3 Peso Específico del Suelo

β = 2,400 Kg/m3 Peso Específico del Concreto

γa = 1,000 Kg/m3 Peso Específico del Agua

f'c = 140 Kg/cm2 Resistencia del Concreto a los

28 días

fy = 4,200 Kg/cm2 Resistencia del Acero

σ = 8.40 Tn/m2 Esfuerzo Admisible delTerreno

s/c = 0.10 Tn/m Sobrecarga en el terreno acimentar




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2.1.2 Metrado de Cargas

2.1.2.1. Carga Por Piso

Cargas Muertas (CM)

Peso de Muro 661.50 Kg/m

Peso de Viga

Peso de Sobrecimiento

90.00 Kg/m

155.25 Kg/m

WCM 906.75 Kg/m

Peso Propio (CM) PP = 920.00 Kg/m

Carga Viva (CV)

La carga trasmitida por los alumnos de la institución educativa:

PCV = 100.00 Kg/m2

WCV = 100.00 Kg/m

Carga de Diseño W1

Según el R.N.E.:

W1 = 2,920.13 Kg/m Carga Distribuida en la Cimentación.

2.1.3 Dimensionamiento de Cimentación

2.1.3.1. Cargas Verticales

Cargas

CM (Tn/m) CV (Tn/m)

0.91 0.10

Donde se obtiene:

Pcm = 1.37 Tn/m

Pcv = 0.18 Tn/m

Peso de Cimentación: Pp = 0.92 Tn/m

Total = 2.47 Tn/m

Carga Última de Diseño:




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Pu = 3.76 Tn

2.1.3.2. Dimensionamiento

Asumimos: h = 0.50 m (Después Verificamos)

2.1.3.3. Presión Neta Disponible del Terreno

σ nt = Presión neta del Terreno

σ nt = Esfuerzo Admisible – Sobrecarga – Peso de la Cimentación – Peso de Piso – Peso delSuelo

σ nt = (8.4 – 0.10 – 0.92 – 1.64) Tn/m2

σ nt = 5.74 Tn/m2

2.1.3.4. Área de la Cimentación Corrida

0.43 m2

Donde:

L x B = 0.43 m2

L = 1.00 m

Además : B x L = Área de la Cimentación.

Entonces: B = 0.43 m

Luego asumimos:

B = 0.50 m

L = 1.00 m

2.1.3.5. Chequeo de Presiones del Suelo

⁄

⁄

Reemplazando Valores: Mx = My = 0

4.94 Tn/m2

Donde:

Esfuerzo Admisible > Esfuerzo Actuante Máximo

5.74 Tn/m2 > 4.94 Tn/m2




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Ok, los valores de B y L son Correctos

2.1.3.6. Presión Máxima Factorizada

Factor de mayoración: []

fg = 1.522

σ g = 7.52 Tn/m2

σ g = Presión última actuante

2.1.4

Verificación de Peralte Asumido

2.1.4.1. Verificación de Peralte

Por Fuerza Cortante

De la Figura: ⁄ = 0.175 m

Como: d = 50.00 cm; entonces x = -0.325 m

Cortante en la Sección Crítica

= -2.44 Tn




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Pero:

; con Vs = 0

√ = 3.46 Tn

; entonces: = 2.94 Tn

Luego:

Vud = -2.44 Tn < = 2.94 Tn

El Valor de “h” es Correcto

2.1.4.2. Verificación del Corte por Punzonamiento

Perímetro : bo

Bo = 4.30 m

Área : Ao

Ao = 0.975 m2

Cortante Actuante por Punzonamiento:

Vup = 5.80 Tn

El cortante tomado por el concreto:

√ ….(I)

√ ….(II)

Donde:

b = b/t = 1.43

De I: Vcp = 355.11 Tn




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De II: Vcp = 342.69 Tn

Tomamos: Vcp = 342.69 Tn; el menor valor

Calculamos: ØVcp = 291.29 Tn

Verificando: -5.80 Tn < 291.29 Tn Ok Cumple

En Conclusión: El peralte asumido es correcto.

SEGÚN R.N.E.:

La profundidad de cimentación de zapatas y cimientos corridos, es la distancia desde el nivelde la superficie del terreno a la base de la cimentación.

La profundidad de cimentación estará condicionada a cambios de volumen porhumedecimiento-secado, hielo deshielo o condiciones particulares de uso de la estructura, nodebiendo ser menor de 0.80 m en el caso de zapatas y cimientos corridos.

Por lo tanto se tomara el valor del peralte igual a h = 0.80 m.

3.0 Columna de Confinamiento del Cerco Perimétrico

3.1.1 Columna Tipo C- 1

3.1.1.1. Datos Generales:

Donde:

b = 0.15 m. y h = 0.25 m.

Refuerzo 4 Ø ½ “

Estribos Ø 3/8”, 1 @ .05, 6 @ .10, 4 @ .15, Rsto @ .25 c/e

Ag = Área de la sección bruta

Ag = b x h

Ag = 375 cm2.

3.1.1.2. Refuerzo Maximo y Minimo en Columnas:

Refuerzo Máximo

Ast = 0.08 Ag

Ast = 30.00 cm2

Refuerzo Mínimo

Ast = 0.01 Ag

b

h




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Ast = 3.75 cm2

Área del Refuerzo = 5.08 cm2

Refuerzo Mínimo < Área del Refuerzo < Refuerzo Máximo

3.75 cm2 < Área del Refuerzo = 5.08 cm2 < 30.00 cm2 Ok Cumple



Donde:




Ag = 525 cm2.

3.1.2.2. Refuerzo Máximo y Mínimo en Columnas:

Refuerzo Máximo

Ast = 0.08 Ag

Ast = 42.00 cm2

Refuerzo Mínimo

Ast = 0.01 Ag

Ast = 5.25 cm2






0.15

0.25

0.25




Página 16

Donde:




Ag = 679.06 cm2


Refuerzo Máximo

Ast = 0.08 Ag

Ast = 54.32 cm2

Refuerzo Mínimo

Ast = 0.01 Ag

Ast = 6.79 cm2






Donde:




Ag = 625 cm2.


Refuerzo Máximo

0.15

0.15

0.25

0.25

0.25

0.25




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Ast = 0.08 Ag

Ast = 50.00 cm2

Refuerzo Mínimo

Ast = 0.01 Ag

Ast = 6.25 cm2




4.0 Viga Collarín del Cerco Perimétrico

4.1.1 Viga VA


Donde:

Refuerzo 4 Ø 3/8 “


As = 1.42 cm2

B = 15.00 cm

D = 22.01 cm

4.1.1.2. Límites de Cuantía para el Diseño de Vigas:

(

)

ρb = 0.02125

Cuantía Máxima

ρmax = 0.75 ρb

ρmax = 0.0159

Cuantía Mínima

Se tomará el mayor valor de las dos siguientes expresiones:

0.15

0.25




√

ρmin= 0.0033 ρmin= 0.0028

Entonces:

ρmin = 0.0033

Cuantía :

Ρ = 0.0043

0.0033 < ρ = 0.0043 < 0.0159 Ok Cumple

4.1.1. Memoria Descriptiva y Cálculo de Cerco Perimétrico

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