Memorias Calculo

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Edificación de la Señora Gladys Janeth– Barrio Urbanización Valle. Ing. Calculista Julián Franco. 1 MEMORIA DE CALCULOS DISEÑO ESTRUCTURAL ANALISIS Y DISEÑO PROYECTO CONSTRUCCION EDIFICAIÓN DE TRES PISOS CALI –VALLE DEL CAUCA DIRECCION: CARRERA 97 B ENTRE CALLES 42 Y 45 CALCULÓ: Ing. JULIAN PASTOR FRANCO TELLO Carrera 64 A No 12 A- 100 El Limonar Tel: 380 21 38 – Cel. 316 -564 80 23 e-mail: [email protected]
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Edificacin de la Seora Gladys Janeth Barrio Urbanizacin Valle. Ing. Calculista Julin Franco.1

MEMORIA DE CALCULOS

DISEO ESTRUCTURAL

ANALISIS Y DISEO PROYECTO CONSTRUCCION EDIFICAIN DE TRES PISOS CALI VALLE DEL CAUCA DIRECCION: CARRERA 97 B ENTRE CALLES 42 Y 45CALCUL:

Ing. JULIAN PASTOR FRANCO TELLO

Cali, Julio de 2.011.

Carrera 64 A No 12 A- 100 El Limonar Tel: 380 21 38 Cel. 316 -564 80 23 e-mail: [email protected]

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MEMORIA ESTRUCTURALINTRODUCCIN La presente memoria tcnica contiene el clculo estructural para la construccin de la Edificacin en concreto reforzado de la Seora Gladys Janeth Snchez Zapata localizado en la ciudad de Cali - Valle. La estructura consiste en una losa conformada por viguetas en concreto en forma de I apoyadas sobre las vigas de carga las cuales se apoyan sobre las columnas, las vigas de amarre en la cimentacin van en el mismo sentido que las vigas. Las vigas de carga y a las columnas conforman los prticos, los que a su vez forman la estructura tridimensional. El sistema de resistencia tanto ssmica como para cargas verticales utilizado es el de Prticos de concreto resistentes a momentos con capacidad especial de disipacin de energa (DES). Las cargas de la losa se transmiten a las vigas de carga y de stas a las columnas, las cargas en la base son transmitidas de las columnas al sistema de cimentacin, zapatas en concreto reforzado amarradas con vigas de amarre a nivel de cimentacin y de stas al suelo de cimentacin.

CRITERIO DE DISEO De acuerdo con las NORMAS COLOMBIANAS DE DISEO Y CONSTRUCCION SISMO RESISTENTE, NSR 10, la estructura aqu diseada, es capaz de resistir, adems de las fuerzas que le impone su uso, los temblores pequeos o de poca intensidad sin dao, temblores moderados sin dao estructural, pero posiblemente con algn dao en los elementos no estructurales, y un temblor fuerte con daos a elementos estructurales y no estructurales pero sin colapso de la estructura, con un riesgo mnimo de la prdida de vidas humanas. NORMAS DE DISEO Y CONSTRUCCION El presente estudio, se realiza de acuerdo con las Normas contenidas en la Ley 400 de 1997 y el Decreto 926 de 2010 o NORMAS COLOMBIANAS DE DISEO Y CONSTRUCCION SISMO RESISTENTE, NSR 10. El cuidado tanto en el diseo como en la construccin y la interventora, son fundamentales para que la estructura sea Sismo Resistente.

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El estudio estructural est constituido por las presentes MEMORIAS DE CALCULO Y PLANOS ESTRUCTURALES que se acompaan, los cuales contienen toda la informacin sobre los materiales a utilizar, secciones, tamao y localizacin de todos los elementos estructurales con sus dimensiones y refuerzo. Si por alguna circunstancia existe alguna variacin en ellos, que impliquen modificaciones al proyecto estructural, se deber hacer conocer al suscrito para estudiar su incidencia y definir la solucin ms adecuada. NORMAS Y PARAMETROS DE DISEO Norma de diseo: NSR-10 Captulos de diseo: A (Anlisis ssmico) B (Cargas) C (Concreto reforzado) J (Requisitos de Proteccin contraincendios) Localizacin: Cali Valle del Cauca. Direccin: Carrera 97 B entre calles 42 y 45. Altura de la edificacin: 8.40 mt en el punto mas alto. Amenaza ssmica: Alta Tipo de suelo: D Tipo de uso: Estructura de ocupacin Residencial. CARGAS MUERTAS Y VIVAS Las cargas muertas se calculan de acuerdo con los pesos propios de los elementos considerados a partir de la densidad de masa como lo establece el Cdigo NSR-10 en el Captulo B3; y las cargas vivas de acuerdo al captulo B4. NIVEL DE AMENAZA SISMICA Y MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISEO Las caractersticas del movimiento ssmico de diseo se representan por medio del espectro elstico de aceleraciones, realizado de acuerdo con A.2.6, segn los siguientes parmetros: Localizacin de la edificacin: Cali. Zona de amenaza ssmica: Alta Regin de amenaza ssmica: 5 Coeficiente de aceleracin pico efectiva (Aa): 0.25 Coeficiente de Velocidad pico efectiva (Av): 0.25

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Edificacin de la Seora Gladys Janeth Barrio Urbanizacin Valle. Ing. Calculista Julin Franco.4 Coeficiente de amplificacin periodos cortos (Fa): 1,30 Coeficiente de amplificacin periodos intermedios (Fv): 1,90 Efectos locales Tipo de perfil de suelo: D4 Coeficiente de sitio (S): 1.2 Coeficiente de importancia : 1 Grupo de uso: Grupo I Estructuras de ocupacin normal. Con los datos anteriores se tabula el espectro elstico de diseo, definido segn la norma NSR-10 y se ingresa en el Programa SAP 2000 para el diseo. Finalmente usamos el espectro de la microzonificacin ssmica de Cali, segn recomendacin del estudio de suelos. CARACTERISTICAS DE LA EDIFICACIN Y DEL MATERIAL ESTRUCTURAL EMPLEADO Se clasifica la edificacin en uno de los sistemas de estructuracin y se define el grado de disipacin de energa requerido: Sistema de resistencia ssmica (fuerzas horizontales): Prticos de concreto resistentes a momentos con capacidad especial de disipacin de energa (DES). Sistema de resistencia para cargas verticales: Prticos de concreto resistentes a momentos con capacidad especial de disipacin de energa (DES). Coeficiente de capacidad de disipacin de energa bsico: Estructuras de pndulo invertido Ro = 7.00 Configuracin estructural de la edificacin: Irregularidad en planta: Si Coeficiente de reduccin de la capacidad de disipacin de energa: p =0.90 Irregularidad en altura: No Coeficiente de reduccin de la capacidad de disipacin de energa: a = 1.00 Coeficiente de reduccin total de la capacidad de disipacin de energa: = 0.81 Coeficiente de capacidad de disipacin de energa para diseo: R = 5,67

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FUERZAS SSMICAS DE DISEO Y PROCEDIMIENTOS DE ANLISIS Mediante el uso del programa de computacin SAP 2000 se analiza la estructura tridimensionalmente. El programa calcula inicialmente la matriz de rigidez, considerando deformaciones axiales y de corte. Para la obtencin de las fuerzas ssmicas de diseo se utiliza el mtodo de Anlisis Dinmico Elstico Espectral, incluyendo en el anlisis dinmico todos los modos de vibracin que contribuyan de una manera significativa a la respuesta dinmica de la estructura, demostrando que con el nmero de modos empleados, se ha incluido en el clculo de la respuesta de cada una de las direcciones horizontales principales, por lo menos el 80% de la masa participante de la estructura. Adems se revisa que una vez obtenido el valor del cortante dinmico total en la base despus de realizar la combinacin modal, para cualquiera de las direcciones principales, no sea menor que el valor del cortante ssmico en la base calculado de acuerdo al mtodo de la Fuerza Horizontal Equivalente, teniendo en cuenta el porcentaje segn la irregularidad de la estructura, que por ser ste caso una edificacin clasificada como regular se toma el 80% del valor total. En los anexos correspondientes se presentan los clculos y resultados de los chequeos mencionados. CALCULO DE LOS DESPLAZAMIENTOS HORIZONTALES Y EVALUACION DE LA DERIVA MAXIMA Se realiza el anlisis de la estructura utilizando las fuerzas ssmicas actuantes sobre ella. Una vez obtenidos los desplazamientos horizontales se chequean las derivas mximas en cada direccin bajo estudio y en cada piso de la edificacin. Ver anexo del chequeo de derivas al final del presente documento. COMBINACIONES DE CARGA Las combinaciones de carga con las cuales se obtiene la envolvente mxima de esfuerzos en los miembros estructurales, para este caso se tomaron las siguientes, como lo recomienda el Cdigo NSR-10 en el Captulo B.2. Para el diseo de los elementos estructurales de concreto:

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N Tipo de combinacin Nombre de la Combinacin 1.-1.40 CM 2.-1.2 CM + 1.60 CV +-EX +-EY 3.-1.2 CM + 1.00 CV +- EX+-EY 4.-1.2 CM + CV +- EX+-EY 5.-0.90 CM +- EX+-EY 6.- Envolvente diseo COMBOS Con las anteriores combinaciones se averigua el efecto de producido por las cargas con los signos de Sismo positivo y negativo. Para el diseo de la cimentacin: N Tipo de combinacin Nombre de la Combinacin 7.-CM + CV En donde: CM: Carga muerta, la cual incluye el peso propio de los elementos CV: Carga Viva Ex: Sismo en la direccin X Ey: Sismo en la direccin Y Envolvente diseo: Envolvente crtica de diseo de los estructurales. Servicio: Combo de diseo de la cimentacin COMBO SERVICIO

elementos

Para el diseo de los elementos estructurales metlicos de la cubierta: N Tipo de combinacin Nombre de la Combinacin 1.-1.40 CM DSTL1 2.-1.20 CM + 0.50 Lr DSTL2 3.-1.20 CM + 1.60 Lr + 0.80 W DSTL3 4.-1.20 CM + 1.60 Lr -0.80 W DSTL4 5.-1.20 CM + 0.50 Lr + 1.30 W DSTL5 6.-1.20 CM + 0.50 Lr -1.30 W DSTL6 7.-0.90 CM + 1.30 W DSTL7 8.-0.90 CM -1.30 W DSTL8 9.-1.20 CM + 0.18 EQx DSTL9 10.-1.20 CM -0.18 EQx DSTL10

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Edificacin de la Seora Gladys Janeth Barrio Urbanizacin Valle. Ing. Calculista Julin Franco.7 11.-1.20 12.-1.20 13.-0.90 14.-0.90 15.-0.90 16.-0.90 CM CM CM CM CM CM + 0.18 EQy DSTL11 -0.18 EQy DSTL12 + 0.18 EQx DSTL13 -0.18 EQx DSTL14 + 0.18 EQy DSTL15 -0.18 EQy DSTL16

En donde: CM: Carga muerta, la cual incluye el peso propio de los elementos Lr : Carga Viva sobre la cubierta W : Carga de viento EQx: Sismo en la direccin X EQy: Sismo en la direccin Y DISEO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES A partir de los resultados ajustados y chequeados del anlisis, se aplican las cargas correspondientes teniendo en cuenta las combinaciones de carga para las envolventes mximas, se procede con la resolucin de toda la estructura obteniendo los siguientes resultados: desplazamientos y giros en los nudos, fuerzas axiales, cortantes y momentos en los miembros y reacciones y momentos en los Apoyos para el correspondiente diseo. Se disean los elementos estructurales utilizando el Mtodo de la Resistencia ltima, de conformidad con lo establecido en el captulo C de la norma NSR10, aplicada para concreto reforzado. Para el grado especial de disipacin de energa (DES) se utiliza de manera especial el captulo C-21. CIMENTACION Parmetros del Estudio Geotcnico: Ver Pgina 4. Sistema de cimentacin: Zapatas de concreto reforzado amarradas por medio de Vigas de rigidez o de amarre a nivel de cimentacin. Nivel fretico: No se encontr. La estructura de cimentacin se disea segn los parmetros dados en el Estudio Geotcnico realizado por el Ingeniero Walter Daz de la Ciudad de Cali.

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El diseo de todos los elementos de cimentacin se realizan utilizando el Mtodo de la Resistencia ltima, de conformidad con lo establecido en el Cdigo NSR-10.

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ESPECIFICACIONES DE MATERIALES Los materiales con los cuales se realiza el presente estudio corresponder a los que se utilizarn en la construccin de la obra son: CIMENTACIN Y ESTRUCTURA EN CONCRETO REFORZADO: Concretos fc = 210 kg/cm2: Columnas, vigas de carga y de amarre, viguetas, losas, escaleras, zapatas, vigas de amarre en cimentacin. Concretos de limpieza fc = 141 kg/cm2 Refuerzo: Mampostera: >= 3/8 Fy = 4.200 kg/cm2 < 3/8 Fy = 4.200 kg/cm2 Muros en ladrillo farol o panel yeso y/o Superboard. deben

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Edificacin de la Seora Gladys Janeth Barrio Urbanizacin Valle. Ing. Calculista Julin Franco.10 CALCULO DE LAS FUERZAS SISMICAS POR EL METODO DE LA FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE. Para obtener las fuerzas ssmicas horizontales equivalentes en cada nivel, es necesario evaluar para cada uno de ellos, la masa total que est colocada en dicho nivel y que es igual a la masa correspondiente de la estructura, ms la masa de aquellos elementos tales como muros divisorios, particiones y acabados, en fin el conjunto que conforma la carga muerta; en bodegas y depsitos deber incluirse adems un 25% de la masa correspondiente a los elementos que componen la carga viva del piso. Periodo Fundamental de la Edificacin T

(A.4.2.1.) T 1.20 Cu = 1.75 1.2 x 0.25 x 1.9 = 1.75 0.57 = 1.18, controla 1.20 As tenemos: T