MEMORIA DE CÁLCULO PARA EDIFICIO DE CONDOMINIOS EN CHANCAY No. 19 COLONIA

TEPEYAC INSURGENTES EN MÉXICO D.F.

Solicito: ARQ. MÓNICA MARTÍNEZ.

Realizó: LAC MECÁNICA DE SUELOS Y CIMENTACIONES S.A. DE C.V.

MÉXICO D.F. JULIO DE 2009.

OBJETIVO.

Definir la estructuración, los materiales, el análisis y el diseño de la cimentación y la estructura para el EDIFICIO DE DEPARTAMENTOS EN CONDOMINIO, localizado Calle Chancay No.19 Col. Tepeyac Insurgentes Deleg. Gustavo A. Madero México D. F. C.P. 07020

ALCANCE.

Este documento ampara el análisis, diseño y consideraciones para la estructura y cimentación del EDIFICIO DE DEPARTAMENTOS EN CONDOMINIO de acuerdo a las bases y criterios de diseño del proyecto.

REFERENCIAS.

Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal y Normas Técnicas Comple-mentarias Respectivas.

Reporte de Mecánica de suelos para la cimentación incluye la capacidad de carga, asentamientos probables.

ANEXOS.

- Anexo A. Parámetros de Diseño de Mecánica de Suelos. - Anexo B planos arquitectónicos del edificio de departamentos.

PREE REQUISITOS.

Estudio de Mecánica de Suelos realizado por LAC Planos arquitectónicos del proyecto. Bases de Diseño del Proyecto.

ANÁLISIS Y DISEÑO.

INTRODUCCIÓN

El edificio está formado por 5 niveles y una planta de semisótano donde se aloja el estacionamiento.

La estructuración del edificio será a base muros de carga con mampostería reforzada con castillos y dalas.La cimentación será a base de un cajón en concreto reforzado desplantado a 2.80m de pro-fundidad en donde la losa del piso del mismo estará a 2.80m de profundidad y con una altura de 1.90m donde se encontrará la losa del estacionamiento según conclusiones del estudio de mecá-nica de suelos.

La cimentación será a base cajón de cimentación reforzado con contra trabes de concreto reforzado con su losa de fondo de 25 cm de espesor. Aun nivel de desplante de -2.80m y a la losa del piso del estacionamiento a un NPT -0.90 m

Las losas serán de concreto reforzado con los espesores indicados.

ESTRUCTURACIÓN

La estructuración será la indicada en los párrafos anteriores, las dimensiones y armados de los distintos elementos estructurales quedarán regidos por los siguientes factores:

- Las recomendaciones del Estudio de Mecánica de suelos (capacidad de carga del suelo, profundidad de desplante, momentos de volteo, etc.)

- Requerimientos de Resistencia ante condiciones Estáticas y Accidentales, así como a la combinación critica de estas acciones.

- Requerimientos de Servicio ante condiciones normales de operación (deflexio-nes).

- El diseño de concreto reforzado se realizará por el método de factores de carga y resistencia última (Diseño Plástico).

CONSIDERACIONES DE ANÁLISIS.

Se realizará un análisis estructural elástico idealizando la estructura del EDIFICIO en forma tridimensional, considerando a la estructura apoyada en resortes elásticos equivalentes a las propiedades elásticas del suelo en la zona correspondiente.

ANÁLISIS DE CARGAS.

Cargas verticales:

Se considerarán las siguientes cargas verticales:

Carga Muerta debida al peso propio de la estructura Muros de mampostería y entrepisos con losa de concreto incluyendo acabados.

Carga Muerta de entrepisos: 550k/m2

Cargas vivas según Reglamento de construcciones del Distrito Federal:

Cargas Vivas Máximas: Wm.

Niveles de entrepiso: 170 k/m2Nivel de azotea: 100 K/m2

Cargas Vivas Media: Wa:

Niveles de entrepiso: 90 k/m2Nivel de azotea: 70 K/m2

Cargas horizontales:

Se considerarán las siguientes cargas horizontales:

Cargas debidas a la acción del sismo.

Donde se realizo aun análisis dinámico de la estructura tomando en cuenta la zona y des-tino de la construcción en la cual se definieron los siguientes parámetros para definir el es-pectro de diseño.

Zona c ao Ta 1 Tb 1 rIIIa 0.40 0.10 0.53 1.8 2

CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES Y CONSTANTES DE DISEÑO.

Concreto: f’c = 200 Kg/cm2 Concreto: f´c = 100 kg/cm2 en plantillas. Acero de refuerzo: fy = 4200 kg/cm2

ESPECIFICACIONES GENERALES.

El Análisis y Diseño Estructural está basado en los siguientes reglamentos o manuales:

a) Reglamento de construcciones para el Distrito Federal 2204.

b) Normas Técnicas Complementarias de diseño en Mampostería. 2004

c) Normas Técnicas Complementarias de diseño en Concreto 2004.

GEOMETRÍA CONSIDERADA.

CARGAS EN EL MODELO

COMBINACIONES DE CARGA PARA DISEÑO.

Se realizaron 8 combinaciones de diseño las cuales consideraron los factores de carga

reglamentarios y se aplico un factor de comportamiento sísmico Q=1.5 esto debido a que el edificio

es IRREGULAR y además de MAMPOSTERÍA, las cuales se muestran a continuación:

LOAD COMB 8 PESO EDIFICIO

1 1.0 2 1.0 4 1.0

LOAD COMB 9 CARGA VERTICAL ÚLTIMA

1 1.4 2 1.4 4 1.4 5 1.4

LOAD COMB 11 CARGA VERTICAL +SISMOX+0.3SISMOZ

1 1.1 2 1.1 4 1.1 5 1.1 6 0.73 7 0.22

LOAD COMB 12 CARGA VERTICAL -SISMOX+0.3SISMOZ

1 1.1 2 1.1 4 1.1 5 1.1 6 -0.73 7 0.22

LOAD COMB 13 CARGA VERTICAL +SISMOX-0.3SISMOZ

1 1.1 2 1.1 4 1.1 5 1.1 6 0.73 7 -0.22

LOAD COMB 14 CARGA VERTICAL -SISMOX-0.3SISMOZ

1 1.1 2 1.1 4 1.1 5 1.1 6 -0.73 7 -0.22

LOAD COMB 15 CARGA VERTICAL +SISMOZ+0.3SISMOX

1 1.1 2 1.1 4 1.1 5 1.1 7 0.73 6 0.22

LOAD COMB 16 CARGA VERTICAL -SISMOZ+0.3SISMOX

1 1.1 2 1.1 4 1.1 5 1.1 7 -0.73 6 0.22

LOAD COMB 17 CARGA VERTICAL +SISMOZ-0.3SISMOX

1 1.1 2 1.1 4 1.1 5 1.1 7 0.73 6 -0.22

LOAD COMB 18 CARGA VERTICAL -SISMOZ-0.3SISMOX

1 1.1 2 1.1 4 1.1 5 1.1 7 -0.73 6 -0.22

Después de realizar el análisis estos fueron los resultados más relevantes para el diseño.

DISEÑO DE CIMENTACIÓN Y REVISIÓN DE ESFUERZOS AL TERRENO

PARÁMETROS DE DISEÑO.

PARÁMETROS DEL SUELO

De acuerdo con el estudio de Mecánica de Suelos realizado por nuestro departamento de mecánica de suelos el área donde se proyecta la construcción del Edificio de vivienda dentro del área se tienen los siguientes parámetros del terreno (ver estudio de mecánica de suelos correspondiente):

Capacidad de Carga del Suelo:______________10.75 Ton/m2

Peso Volumétrico:________________________1.37 Ton/m3

PARÁMETROS SÍSMICOS

Las fuerzas sísmicas se determinarán de acuerdo a las normas técnicas complementarias de diseño por sismo-

Grupo:__________________________________ B

Zona Sísmica:____________________________ IIIa

Tipo de Suelo:____________________________ III

Coeficiente Sísmico:_______________________ 0.40

Resultados de la corrida para diseño de cimentación de losa de fondo con elementos finitos.

RESULTADOS ÚLTIMOS DE LA COMBINACIÓN 9 CARGA VERTICAL ULTIMA

(CON FACTOR DE CARGA) DEL EDIFICIO CON CIMENTACIÓN: 1349.65 TON.

ÁREA DE CIMENTACIÓN: 103.55M2

El esfuerzo en la losa de fondo es mayor en los bordes siendo este a en promedio en toda la losa de

fondo de 13.03 T/m2 SIN COMPENSACIÓN.

A NIVEL DE DESPLANTE PERO CONSIDERANDO LA COMPENSACIÓN QUE ES DE:

1.37x 3.10M = 4.25 T /M2

SE TIENE UN ESFUERZO NETO SOBRE EL SUELO DE:

13.03-4.25= 8.78 T/M2 EL CUAL ES MENOR QUE LA CAPACIDAD DE 10.75T/M2

REVISIÓN POR SISMO.

DIRECCIÓN XPeso edificio sin cimentación: 770 ton.V dinámico basal: 247 ton en dirección X (la dirección más desfavorable)Momento de Volteo = 247X 2/3(13.80) = 2272 t-mIx = 728.62 m4Iy = 1358.97M4Coordenadas de Centroide: (4.90, 6.8)Presiones por sismo debido a Momento de Volteo.qsismo= 2272(4.90)/728.62= 15.27 t/m2qsismo ultima= 15.27(1.1)/1.8=9.33/m2

q Neta total 1 = 964/103.55(1.1)-4.25+ 9.33= 15.33T/m2q Neta total 2 =964/103.55(1.1)-4.25 – 9.33= -3.33 T/m2

DIRECCIÓN YPeso edificio sin cimentación: 770 ton.V dinámico basal: 247 ton en dirección Y Momento de Volteo = 247X 2/3(13.80) = 2272 t-mIx = 728.62 m4Iy = 1358.97M4Coordenadas de Centroide: (5.86, 5.5)Presiones por sismo debido a Momento de Volteo.qsismo= 2272(7)/1358.97= 11.70 t/m2qsismo ultima= 11.70(1.1)/1.8=7.15 t/m2

q Neta total 1 = 964/103.55(1.1)-4.25 + 7.15= 1.75 T/m2q Neta total 2 =964/103.55(1.1)-4.25 – 7.15= -1.15 T/m2

Trabajo del muro de concreto con contra trabes en planta de semisótano.

Los esfuerzos son de 45 kg/cm2 en el muro de concreto de la planta del semisótano.

VISTA DE CONTRA TRABES EN CIMENTACIÓN

Contra trabe eje 3 entre D-H diagrama momentos flexionante y cortante.

Contra trabe eje 4 entre E-H diagrama momentos flexionante y cortante.

Contra trabe eje 5 entre B-E diagrama momentos flexionante y cortante.

Contra trabe eje 6 entre A-H diagrama momentos flexionante y cortante.

Contra trabe eje 7 entre F-H diagrama momentos flexionante y cortante.

Contra trabe eje 8 entre D-H diagrama momentos flexionante y cortante.

Contra trabe eje D entre 3-4 diagrama momentos flexionante y cortante.

Contra trabe eje F entre 3-8 diagrama momentos flexionante y cortante.

REVISIÓN DE ESFUERZOS EN LA MAMPOSTERÍA EN LA PLANTA BAJA.

ENVOLVENTE DE MÁXIMOS ESFUERZOS EN COMPRESIÓN -10 KG/CM2 ES MENOR QUE LA RESISTENCIA DE DISEÑO DE LA MAMPOSTERÍA DE 15 KG/CM2

CALCULO DE ÁREA DE REFUERZO DE MUROS EN PLANTA BAJA Y 1 NIVEL

VsR = FR η ph fyh ec. 5.9

Cálculo de VmR , de la ec. 5.7 :

TTmRTmRTmRAAvFAPvFAV*5.1)3.0*5.0(<+=

VmR = FR (0.5 vm*+ 0.3 fa) < 1.5 FR vm*

fa = Σ P / AT = 3.99 kg/cm²

FR = 0.7

vm* = 5.5 kg/cm²

VmR = 2.76 kg/cm² < 5.8 kg/cm²

Calculo de VsR

Suponiendo dos alambres horizontales de 5/32" de diámetro con fyh

= 6000 kg/cm²

Área de un alambre = 0.11 cm²

Área de dos alambres = 0.22 cm²

fyh = 6000 kg/cm²

Separación HORIZON-TAL =

dos hiladas = 26 cm

Espesor del Muro = 12 cm

Porcentaje de Acero ph = 0.00071

ph fyh = 4.2 kg/cm²

η = 0.6 ya que ph fyh < 6 kg/cm²

0.3/fyh = 0.00005 < ph = 0.00071 Bien

VRm / FR fyh = 0.00066

< ph = 0.00071

Bien

VsR = 1.78 kg/cm²

VmR+VsR = 4.54 kg/cm²

CONCLUSIÓN:COLOCAR ACERO EN CADA DOS HILADAS DE ACERO DE 5/32” DE DIÁMETRO Y FY= 6000 KG/CM2 EN MUROS DE PLANTA BAJA Y PRIMER NIVEL.

DESCARGAS DE COLUMNAS EN PLANTA BAJA

Trabes de losa de semisótano.

Trabes de semisótano diagramas de flexión y fuerza cortante.

Para cualquier duda al presente ó si las consideraciones aquí tomadas en cuenta difieren de las condiciones reales en campo, favor de comunicarse a este despacho.

A T E N T A M E N T E

_____________________________________M. C. HUMBERTO CUEVAS OCHOA

GERENTE GENERAL.