MEMORIA DE CÁLCULO DE ESTRUCTURAS CONTENIDO 1. CRITERIOS DE ANÁLISIS Y DISEÑO 2. ESQUEMA ESTRUCTURAL SISMO RESISTENTE 3. DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES 3.1. COLUMNAS 3.2. VIGAS 3.3. TECHOS Y COBERTURAS 3.4. DIMENSIONES EN ALTURA Y EN PLANTA 4. METRADO DE CARGAS 4.1. PESOS UNITARIOS 4.2. CARGAS VERTICALES 4.3. CARGAS HORIZONTALES (SISMO) 5. ANALISIS ESTRUCTURAL 5.1. SISTEMAS DE CARGAS 5.2. CARGA ÚLTIMA 5.3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS 5.4. DIAGRAMAS DE MOMENTO FLECTOR (DMF) Y DIAGRAMAS DE FUERZA CORTANTE (DFC) 5.5. REACCIONES EN LOS APOYOS 5.6. DESPLAZAMIENTOS LATERALES 6. DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES 6.1. VIGAS 6.2. COLUMNAS 6.3. CIMENTACION
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
MEMORIA DE CÁLCULO DE ESTRUCTURAS
CONTENIDO
1. CRITERIOS DE ANÁLISIS Y DISEÑO
2. ESQUEMA ESTRUCTURAL SISMO RESISTENTE
3. DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
3.1. COLUMNAS
3.2. VIGAS
3.3. TECHOS Y COBERTURAS
3.4. DIMENSIONES EN ALTURA Y EN PLANTA
4. METRADO DE CARGAS
4.1. PESOS UNITARIOS
4.2. CARGAS VERTICALES
4.3. CARGAS HORIZONTALES (SISMO)
5. ANALISIS ESTRUCTURAL
5.1. SISTEMAS DE CARGAS
5.2. CARGA ÚLTIMA
5.3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
5.4. DIAGRAMAS DE MOMENTO FLECTOR (DMF) Y DIAGRAMAS DE FUERZA
CORTANTE (DFC)
5.5. REACCIONES EN LOS APOYOS
5.6. DESPLAZAMIENTOS LATERALES
6. DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
6.1. VIGAS
6.2. COLUMNAS
6.3. CIMENTACION
7. DISEÑO DE TIJERALES
8. CONCLUSIONES
1. CRITERIOS DE ANÁLISIS Y DISEÑO
El desarrollo del presente proyecto es analizar y diseñar en la especialidad de
estructuras de los Pabellones principales de la Institucion Educativa Agropecuario
Miguel Grau-B en la CC.NN. Caco Macaya, Iparia - Ucayali, los cuales deben cumplir
con los requisitos mínimos considerados en las Normas de Cargas, de Concreto, de
Albañilería y de Sismo, a fin de que durante su viga útil pueda soportar las
solicitaciones a la que estará sometida en forma permanente y a eventos externos e
imprevistos (sismos).
La estructura planteada corresponde a un sistema netamente aporticado en el sentido
de las X, y a un sistema de muro portante en el sentido transversal en el cual se ha
mejorado la rigidez lateral mediante el empleo de columnas de forma rectangular
distribuidas uniformemente, así también se tienen placas como sobrecimientos
armados que restringen los desplazamientos laterales debido a la altura de las
columnas del primer nivel, mejorando el comportamiento de la estructura frente a
solicitaciones horizontales
Para el análisis sísmico se ha aplicará la Norma Técnica de Edificación E-030 Diseño
Sismorresistente, por las características de la edificación se utilizará el método de
Análisis Estático.
Una vez determinada las cargas actuantes en la estructura, para el análisis estructural
se ha aplicará el programa SAP2000 V14, con el cual se ha analizado la estructura
espacialmente. Es bueno indicar que para la determinación de la carga muerta no se
considera el peso propio de las estructuras, dado a que el programa de cómputo en
mención lo considera cuando se define el tipo de material de las estructuras.
Siguiendo con la lógica del programa, para el modelado de las estructuras se ha
empleado, elementos marco (frame), empleándose para las cartelas y vigas de
sección variable, elementos marco inclinados con una pendiente igual a la de la
variación de la sección: para las placas y muros portantes sea empleado los
elementos tipo Shell.
Para el diseño de estructuras de concreto armado se aplicará la norma E-060, con lo
cual se hallarán las diferentes áreas de acero de los elementos de cuatro pórticos
Para el análisis se ha tomado en consideración que la estructura esta cimentado
sobre suelo flexible y su estructura corresponde al de un SISTEMA APORTICADO.
2.1.12.1.1 BLOQUE 01 – PLANTA DEL PRIMER NIVELBLOQUE 01 – PLANTA DEL PRIMER NIVEL
El esquema estructural y las características geométricas de la primera planta del
Bloque 01 son:
VIGA = VA-1=.25x.35
3.9
41.
61
1.6
13.
81
2.2
3
1
2
3
4
5
6
4.13 3.57
A B' C
Poyeccio
n d
e C
obertu
ra V
egeta
l
Poyecc
ion d
e C
obert
ura
Vegeta
l
VIGA = VA-1=.25x.35
VIGA = VA-1=.38x.35VIGA = VA-1=.25x.35
VIGA = VA-1=.25x.35VIGA = VA-1=.25x.35
VIG
A =
VP-1
=.2
5x.3
5V
IGA
= V
P-1
=.2
5x.3
5
VIG
A =
VP-1
=.2
5x.3
5V
IGA
= V
P-1
=.2
5x.3
5V
IGA
= V
P-1
=.2
5x.3
5
VIG
A =
VP-1
=.2
5x.3
5
VIG
A =
VP-1
=.2
5x.3
5
VIG
A =
VP-1
=.2
5x.3
5
VIG
A =
VP-1
=.2
5x.3
5
VIG
A =
VP-1
=.2
5x.3
5
VIG
A =
VP-1
=.2
5x.3
5
CU
MB
RE
RA
DE
FIB
RA
VE
GE
TA
L
" T1 "
" T1 "
" T1 "
" T1 "
" T2 "
" T2 "
" T2 "
" T2 "
" T
3 "
" T
3 "
2"x3
"
2"x3
"
2"x3
"
2"x3
"
2"x3
"
2"x3
"
2"x3
"
2"x3
"
2"x3
"
2"x3
"
2"x3
"
2"x3
"
2"x3
"
2"x3
"
2"x3
"
2"x3
"
2"x3
"
2"x3
"
2"x3
"
2"x3"
2"x3"
2"x3"
2"x3"
2"x3"
2"x3"
2"x3"
2"x3"
2"x3"
2"x3"
2"x3"
2"x3"
2"x3"
2"x3"
CUMBRERA DE FIBRA VEGETAL CUMBRERA DE FIBRA VEGETAL
CUMBRERA DE FIBRA VEGETAL
CUMBRERA DE FIBRA VEGETAL
" T
4 "
" T
4 "
" T
4 "
" T
4 "
VER DETALLE DE UNION DETI J ERALES UT-01Y UT-03
VER PLANO Nº E-04
VER DETALLE DE UNION DETI J ERALES UT-01 Y UT-03
VER PLANO Nº E-04
VER DETALLE DE UNION DETI J ERALES UT-02 Y UT-04
VER PLANO Nº E-04
VER DETALLE DE UNION DETI J ERALES UT-02 Y UT-04
VER PLANO Nº E-04
VER DETALLE DE UNION DETI J ERALES UT-02 Y UT-04
VER PLANO Nº E-04
VER DETALLE DE UNION DETI J ERALES UT-02 Y UT-04
VER PLANO Nº E-04
Altura de entrepiso (Primer nivel) =3.60 m.
Espesor de muros en la dirección Y-Y =0.15 m.
Vigas de los ejes A-A, C-C =0.25m x 0.35m.
Vigas de los ejes 1-1, 2-2 y 6-6 =0.25m x 0.35m.
Columna C-01 =0.25m x 0.25m.
Columneta CA-01 =0.15m x 0.20m
Columneta CA-02 =0.15m x 0.25m
Cobertura Liviana =pendiente = 38.00 %
PORTICOS 1, 2 y 6
PORTICOS 3 y 5
PORTICO A y C
3. DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
CARGAS MUERTAS
Peso cobertura liviana 0.15 ton/m2
Peso de vigas 0.13 ton/m2 (para predimensionar
elementos)
Peso de columnas 0.03 ton/m2 (para predimensionar
elementos)
CARGAS VIVAS
Sobre carga en techo inclinado 0.05 ton/m2
PESOS
Tabique 1.80 ton/m3
Concreto armado 2.40 ton/m3
3.1 COLUMNAS
1º NIVEL
C-1b= 0.25 mt= 0.25 mCA-1b= 0.15 mt= 0.20 m C-1
CA-2b= 0.15 mt= 0.25 m
CA-1 CA-2
1.02 COLUMNASSegún ensayos experimentales en Japon: n>1/3 Falla frágil por aplastamiento debido
a cargas axiales excesivasn<1/3 Falla dúctil
Las columnas se predimensionan con:
D= dimensión de la sección en la dirección del análisis sísmico de la columnab= la otra dimensión de la sección de la columnaP= carga total que soporta la columna (ver tabla)n= valor que depende del tipo de columna y se obtiene de la tablaf'c= resistencia del concreto a la compresión simple
PG= es el peso total de cargas de gravedad que soporta la columna
Columna interior P=1.10 PG
(para los primeros pisos) n=0.30
Columna interior P=1.10 PG
(para los 4 últimos pisos n=0.25superiores)
Columnas extremas de P=1.25 PG
pórticos interiores n=0.25
Columna de esquina P=1.50 PG
n=0.20Nota: se considera primeros pisos a los restantes de los 4 últimos pisos
a) COLUMNA TIPO C1 (interior de pórtico) :
Area tributaria At= 10.75 m2 (promedio 1er nivel)Número de pisos Np = 1.00
n= 0.30 (ver tabla)f'c= 210.00 kg/cm2
W=WD +WL= 0.38 ton/m2 (carga por piso)
PG=W(At)(Np)= 4.06 ton (peso total en la columna)
bD=1.10PG/(nf'c)= 70.88 cm2
b= 25.00 cmD= 2.84 cm
Usamos b= 0.25 md= 0.25 m
Usar Columnas : 0.25x0.25 todos los niveles
b) COLUMNA TIPO C2 (extremas de pórtico interiores) :
Area tributaria At= 18.30 m2 (promedio 1er nivel)Número de pisos Np = 1.00
n= 0.25 (ver tabla)f'c= 210.00 kg/cm2
W=WD +WL= 0.38 ton/m2 (carga por piso)
PG=W(At)(Np)= 6.91 ton (peso total en la columna)
bD=1.25PG/(nf'c)= 164.53 cm2
b= 25.00 cmD= 6.58 cm
Usamos b= 0.25 md= 0.25 m
Usar Columnas : 0.25x0.25 todos los niveles
Tipo C4
Tipo C1
Tipo C1
Tipo C2, C3
bDc'f
Pn
c'fn
PbD
c) COLUMNA TIPO C3 (extremas de pórtico interiores) :
Area tributaria At= 10.59 m2 (promedio 1er nivel)Número de pisos Np = 1.00
n= 0.25 (ver tabla)f'c= 210.00 kg/cm2
W=WD +WL= 0.38 ton/m2 (carga por piso)
PG=W(At)(Np)= 4.00 ton (peso total en la columna)
bD=1.25PG/(nf'c)= 95.21 cm2
b= 25.00 cmD= 3.81 cm
Usamos b= 0.25 md= 0.25 m
Usar Columnas : 0.25x0.25 todos los niveles
d) COLUMNA TIPO C4 (columna esquina) :
Area tributaria At= 9.93 m2 (promedio 1er nivel)Número de pisos Np = 1.00
n= 0.20 (ver tabla)f'c= 210.00 kg/cm2
W=WD +WL= 0.38 ton/m2 (carga por piso)
PG=W(At)(Np)= 3.75 ton (peso total en la columna)
bD=1.5PG/(nf'c)= 133.92 cm2
b= 25.00 cmD= 5.36 cm
Usamos b= 0.25 md= 0.25 m
Usar Columnas : 0.25x0.25 todos los niveles
3.2 VIGAS
PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS
3.2.1 VIGAS (VA-1) Ejes 1-1, 2-2 Y 6-6
Ancho tributario B = 2.50 m Carga por unidad de área:
Longitud libre Ln = 3.75 m WD = 0.05 ton/m2
Base de la viga b=B/20= 0.13 m WL = 0.05 ton/m2
a =4/(Wu)^0.5 = 32.13 Wu=1.4WD+1.7WL = 0.16 ton/m2
Altura de la viga h=Ln/a =0.12 m
Asuminos viga de: b = 0.25 m
h = 0.35 m
Modificación de las dimensiónes de la viga tomando bo = 0.35 m
Criterio de igualdad de cuantía bh^2=boho^2, ho = 0.30 m
Criterio de igualdad de rigideces bh^3=boho^3, ho= 0.31 m
Usamos : b = 0.25 m
D = 0.35 m
Usar vigas :0.25x0.35 primer nivel en portico VA-1
3.2.2 VIGAS (VP-1) Ejes A-A y C-C
Ancho tributario B= 5.36 m Carga por unidad de área:
Longitud libre Ln= 3.56 m WD = 0.05 ton/m2
Base de la viga b=B/20= 0.27 m WL = 0.05 ton/m2
a =4/(Wu)^0.5= 32.13 Wu=1.4WD+1.7WL = 0.16 ton/m2
Altura de la viga h=Ln/a =0.11 m
Asuminos viga de: b= 0.25 m
h= 0.35 m
Modificación de las dimensiónes de la viga tomando bo= 0.35 m
Criterio de igualdad de cuantía bh^2=boho^2, ho= 0.30 m
Criterio de igualdad de rigideces bh^3=boho^3, ho= 0.31 m
Usamos : b = 0.25 m
D = 0.35 m
Usar vigas :0.25x0.35 primer nivel en portico VP-1