MEMORIA DE CÁLCULO

“MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E. N 36206 DEL CENTRO POBLADO MENOR DE

HUANACOPAMPA, DISTRITO DE PAUCARA-ACOBAMBA- HUANCAVELICA”

Huancavelica - Perú

Marzo - 2014

1. PARÁMETROS SISMORRESISTENTES

El tipo de análisis realizado a la estructura es el de análisis dinámico de superposición modal espectral.

1.1. CATEGORÍA DE LA EDIFICACIÓN:

Categoría “A” por tratarse de un “CENTRO EDUCATIVO”.

1.2. MASA DE LA EDIFICACIÓN PARA EL DISEÑO SÍSMICO:

P = PCM + α% PCV

α = 50% Para edificaciones de las categorías A y Bα = 25% Para edificaciones de la categoría Cα = 80% Para Depósitos de Almacenajeα = 25% Para estructuras como TANQUES, SILOS y SIMILARES.

Para el presente proyecto viene a ser:

P = PCM + 50% PCV

1.3. FACTOR DE ZONA (Z):

El territorio nacional se encuentra dividido en tres zonas, esta zonificación se

basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las

características generales de los movimientos sísmicos y la atenuación de

éstos con la distancia epicentral, así como en información geotectónica.

ZONA FACTOR Z(g)

321

0.40.30.15

El presente proyecto se encuentra ubicado en:

Departamento : HUANCAVELICA Provincia : ACOBAMBA Distrito : PAUCARA Localidad : HUANACOPAMPA

Donde los factores a tomar son:

ZONA FACTOR Z(g)

2 0.3

1.4. FACTOR DE USO (U):

Por el tipo de edificación el factor de uso es: U=1.3

1.5. FACTOR DE SUELO (S):

TIPO DESCRIPCIÓN Tp (seg.) SS1S2S3S4

Roca o suelo muy rígidosSuelos intermediosSuelos flexibles o con estratos de gran espesorCondiciones excepcionales

0.40.60.9(*)

1.01.21.4(*)

(*) Los valores de Tp y S para este caso serán establecidos por el especialista, pero en ningún caso serán menores que los especificados para el perfil tipo S3

Por el tipo de suelo que se cuenta los parámetros a tomar son (suelo intermedio):

TIPO DESCRIPCIÓN Tp (seg.) SS3 Suelos flexibles o con estratos de gran espesor 0.9 1.4

1.6. COEFICIENTE DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA (C):

De acuerdo a las características de sitio se define el factor de amplificación

sísmica (C) por la siguiente expresión:

Este coeficiente se interpreta como el factor de amplificación de la respuesta

estructural respecto a la aceleración en el suelo.

Puesto que aquí realizaremos únicamente un análisis dinámico este valor

estará sujeto a la variación del tiempo.

1.7. COEFICIENTE DE REDUCCIÓN POR DUCTILIDAD (R)

SISTEMA ESTRUCTURAL coeficiente de reducción R para estructuras regulares

AceroPórticos dúctiles con uniones resistentes a momentosOtras estructuras de aceroArriostres ExcéntricosArriostres en cruz

9.5

6.56.0

Concreto Armado

PórticosDualDe muro estructuralesMuros de ductibilidad limitada

8764

Albañilería Armada o confinada 3Madera (Por esfuerzos admisibles) 7

Para el presente proyecto el factor de reducción R que se tomara es 7, por tratarse de un sistema de pórticos de concreto armado y muros portantes los que resisten los efectos del sismo.

SISTEMA ESTRUCTURAL coeficiente de reducción R para estructuras regulares

Dual 7

1.8. DESPLAZAMIENTOS:

El máximo desplazamiento relativo de entrepiso, calculado con el análisis

estructural realizado con el ETABS, esta no deberá exceder la fracción de la altura

de entrepiso que se indica:

Límites para desplazamiento Lateral de EntrepisoMaterial Predominante (δi/Hi)

Concreto ArmadoAcero (*)AlbañileríaMadera

0.0070.0100.0050.010

(*) Estos límites no son aplicables a naves industriales.

2. ESTRUCTURACIÓN DEL PROYECTO EXTRUIDO:

Aulas:

Caja de escaleras:

Elementos tipo frame en aulas:

Elementos tipo frame en caja de escaleras:

3. METRADO DE CARGAS:

3.1.- DE LOS MATERIALES Y CONSIDERACIONES ESTRUCTURALES:

3.1.1.- Análisis estructural:Para el análisis estructural se usara las consideraciones del RNE (Reglamento Nacional de edificaciones).E-010; para el diseño de las maderasE-020; para las consideraciones de cargasE-030; Para el diseño sísmico de la edificaciónE-060; Para el diseño de concreto armado y con referencia a código ACI 318 usado en el programa ETABS.3.1.2.- Del concreto:f'c = 210 kg/cm2 Para vigas, aligerados y columnas

2100000 kg/m2f'c = 175 kg/cm2 para cimentacionesPeso del concreto: 2400 kg/m33.1.3.- Del acero:fy = 4200 kg/cm2 Esfuerzo de fluencia del aceroPeso del acero: 7681 kg/m33.1.4.-Mamposteria de ladrillos KK:

Características de la mampostería(solida):f'm = 45 kg/cm2 450 T/m2

E = 500*f'm 22500 kg/cm2 225000 T/m2Ypeso = 1900 kg/m3 1.9 Tn/m3Ymasa = 193.679918 s^2*Tn/m3 0.194 s^2*Tn/m3

Para la carga de las mamposterías directamente sobre las vigas:Tipo: Altura (m): Espesor (m): Carga (kg/m):

Cabeza: 0.00 0.25 0.00Soga: 1.40 0.15 399.00 EscaleraSoga: 2.40 0.25 1140.00 Escalera

Para la carga de elementos de concreto armadoTipo: Largo (m): Ancho (m): Alto (kg/m): Carga (kg):

Parapetos de concreto: 0.25 0.2 1.3 156

Para la carga de elementos de concreto armadoTipo: Altura (m): Espesor (m): Carga (kg/m):

Parapetos de concreto: Area 0.26 624

3.1.5.- Características del terreno:

Según las características del terreno se trata de arenas arcillas mezcladas en capas.

Capacidad portante del terreno: σt = 1.2 kg/cm2Angulo de rozamiento interno: Ѳ = 27.24 °CCohesión: c = 0* Según las características del terreno se trata de arenas limosas, arenas bien graduadas , que no presentan plasticidad y su clasificación SUCS es "SW-SM".

3.2.- CARGAS QUE SOPORTAN LOSAS ARMADAS EN UNA DIRECCIÓN

3.2.1.- CARGAS EN LOS PRIMEROS NIVELES:

Carga muerta(losa 20cm):Peso del aligerado: 250 kg/m2Peso de Acabados: 100 kg/m2Peso de tabiquería: 0 kg/m2Wd = 350 kg/m2Parapetos:Parapetos: 20 kg/m

Carga viva:

Sobrecarga:WL1 = 750 Salas de almacenaje con estantes fijos (no apilables)WL2 = 250 kg/m2 Oficinas - AulasWL3 = 400 kg/m2 Escaleras, pasadizos

3.2.2.- CARGAS EN EL TECHO:

Carga muerta(losa 17cm):Peso del aligerado: 230 kg/m2Peso de Acabados: 100 kg/m2Peso de tabiquería: 0 kg/m2Wd = 330 kg/m2

Carga viva:

Sobrecarga:WL1 = 100 Techo

Para la carga de agua sobre las vigas canal:

Tipo: Largo (m): Ancho (m): Densidad (kg/m3):Carga

(kg/m2):Agua: 0 0.25 1000 250

4. ANÁLISIS:

4.1. GRAFICOS DE LAS CARGAS EN EL MODELO

SOBRE LA CARGA VIVA Y LA MUERTA CONSIDERADA SOBRE LAS LOSAS ALIGERADAS: Estas cargas están dadas en m2 y fueron aplicados directamente sobre una cobertura y entrepiso que a su vez transmitirá los esfuerzos a los demás elementos estructurales, para finalmente llegar todas las cargas sobre el cimiento.

*Carga muerta considerada (Kg/m2) - Aulas:

*Carga muerta considerada (Tn/m2) – Caja de escaleras:

*Carga viva considerada (kg/m2) - Aulas:

*Carga viva considerada (Tn/m2) – Caja de escaleras:

4.2. ESPECTRO DE SISMO SEGÚN NORMA E-030

Categoria Edificio A   U 1.5  

Zona Sísmica 2   Z 0.30  

Tipo de Suelo S3  Tp (s) 0.90  

    S 1.40

Coeficicente de red. Concreto Armado, Dual

R 7.0

EstructReg(1),Irreg(2) 1  

R a usar = 7.000  

factor a escalar 1.000

T (s) C ZUCS/R

0.00 2.50 0.2250

0.02 2.50 0.2250

0.04 2.50 0.2250

0.06 2.50 0.2250

0.08 2.50 0.2250

0.10 2.50 0.2250

0.12 2.50 0.2250

0.14 2.50 0.2250

0.16 2.50 0.2250

0.18 2.50 0.2250

0.20 2.50 0.2250

0.30 2.50 0.2250

0.40 2.50 0.2250

0.50 2.50 0.2250

0.60 2.50 0.2250

0.70 2.50 0.2250

0.80 2.50 0.2250

0.90 2.50 0.2250

1.00 2.25 0.2025

1.05 2.14 0.1929

1.10 2.05 0.1841

2.00 1.13 0.1013

2.50 0.90 0.0810

3.00 0.75 0.0675

4.00 0.56 0.0506

5.00 0.45 0.0405

6.00 0.38 0.0338

7.00 0.32 0.0289

8.00 0.28 0.0253

9.00 0.25 0.0225

10.00 0.23 0.0203

NOTA: EN LA DIRECCION Y SE USO EL MISMO ESPECTRO

4.3. DESPLAZAMIENTOS

mica)cación Sísde AmplifiFactorCCT

TxC

EspectralnAceleracióxgR

ZUCSS

P

a

( 5.2 ;5.2

) (

4.3.1. SISMO EN X (cm):

Aulas:

Caja de escaleras:

3.8. SISMO EN Y (cm):

Aulas:

Caja de escaleras:

4. CUADRO DE VERIFICACIÓN DE DESPLAZAMIENTOS:

Teniendo en nuestra estructura los siguientes desplazamientos:

Aulas:

Comprobando desplazamientos en el sentido X-X:

R = 7

ENTREPISODi (dezpl. Centro

de masa)(cm)

∆i=Di*0.75*R(cm) (Desplazamiento

global de entrepiso)

δi=∆i+1-∆i (Desplazamiento local o relativo de

entrepiso)Hi _ Altura de entrepiso (cm)

ŷ = δi/Hi<=0.007 Control:

STORY 1 0.3205 1.68 1.68 510 0.00330 Ok

STORY 2 0.5865 3.08 1.40 340 0.0041 Ok

Comprobando desplazamientos en el sentido Y-Y:

R = 7

ENTREPISODi (dezpl. Centro

de masa)(cm)

∆i=Di*0.75*R(cm) (Desplazamiento

global de entrepiso)

δi=∆i+1-∆i (Desplazamiento

local de entrepiso)Hi _ Altura de entrepiso (cm)

ŷ = δi/Hi<=0.007 Control:

STORY 1 0.1573 0.83 0.83 510 0.00162 Ok

STORY 2 0.5865 3.08 2.25 340 0.00663 Ok

Caja de escaleras:

Comprobando desplazamientos en el sentido X-X:

R = 7

ENTREPISODi (dezpl. Centro

de masa)(cm)

∆i=Di*0.75*R(cm) (Desplazamiento

global de entrepiso)

δi=∆i+1-∆i (Desplazamiento local o relativo de

entrepiso)Hi _ Altura de entrepiso (cm)

ŷ = δi/Hi<=0.007 Control:

STORY 1 0.0834 0.44 0.44 331.9 0.00132 Ok

STORY 2 0.2385 1.25 0.81 178.1 0.0046 Ok

STORY 3 0.4218 2.21 0.96 177.9 0.005 Ok

Comprobando desplazamientos en el sentido Y-Y:

R = 7

ENTREPISODi (dezpl. Centro

de masa)(cm)

∆i=Di*0.75*R(cm) (Desplazamiento

global de entrepiso)

δi=∆i+1-∆i (Desplazamiento

local de entrepiso)Hi _ Altura de entrepiso (cm)

ŷ = δi/Hi<=0.007 Control:

STORY 1 0.0612 0.32 0.32 331.9 0.00097 Ok

STORY 2 0.1794 0.94 0.62 178.1 0.00348 Ok

STORY 3 0.4061 2.13 1.19 177.9 0.007 Ok

Con lo que estamos dentro de los parámetros de diseño exigidos por el RNE.

5. DIAGRAMA DE ESFUERZOS

5.1. DIAGRAMA DE MOMENTOS FLECTORES:

5.1.1. ENVOLVENTE PARA EL DISEÑO DE CONCRETO REFORZADO:

Aulas – Elementos tipo frame:

Aulas – Elementos tipo Shell (M22):

Caja de escaleras – Elementos tipo frame:

5.2. DIAGRAMA DE ESFUERZOS CORTANTES:

5.1.1. ENVOLVENTE PARA EL DISEÑO DE CONCRETO REFORZADO:

Aulas – Elementos tipo frame:

Caja de escaleras – Elementos tipo frame:

6.- RESULTADOS:

- Para todos los resultados del diseño se han realizado los planos correspondientes donde aparecen en detalle los aceros utilizados.

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