diseño estructural, cargas gravitacionales, sismicas y viento

INTRODUCCION

EN ESTA MEMORIA DE CALCULO SE ENCUENTRAN LOS REQUISITOS GENERALES DE LA CONSTRUCCION LOS CUALES SE ESPECIFICARAN MAS ADELANTE.

ALGUNOS DE ELLOS COMO LA LOCALIZACION, DISEÑO ARQUITECTONICO, DISEÑO ESTRUCTURAL, YA SEA POR BAJA DE CARGAS GRAVITACIONALES, ANALISIS SISMICO Y ANALISIS POR VIENTO, TODO TOMANDO EN CUENTA LAS NORMAS DE LA LEY DE EDIFICACION DEL ESTADO DE BAJA CALIFORNIA.

EL OBJETIVO DE ESTA MEMORIA ES DARLE AL CLIENTE LA MEJOR OPCION CONFORME A UN CALCUO MUY PRECISO DE LAS SOLICITACIONES QUE ACTUARAN EN LA ESTRUCTURA Y A LA VEZ UNTILIZANDO FACTORES DE SEGURIDAD QUE ESTAN EN LAS NORMAS DE NUESTRO ESTADO.

ESTOS REGLAMENTOS HARAN A LA ESTRUCTURA SEGURA Y CON UN RANGO ECONOMICO PERMISIBLE, UTILIZANDO FACTORES DE SEGURIDAD LO SUFICIENTEMENTE ALTOS PARA ASEGURAR LA SEGURIDAD PERO LO SUFICIENTEMENTE BAJOS PARA ASEGURAR QUE LA ESTRUCTURA SERA COSTEABLE.

EL ALCANCE DE ESTA OBRA ES MUY GRANDE, YA QUE UTILIZAMOS LOS REGLAMENTOS MAS ACTUALES Y COMO YA LO MENCIONAMOS ANTES, SOLO UTILIZAMOS LAS CARAS QUE EN VERDAD AFECTARAN LA ESTRCTURA SIN SOBRE DISEÑAR ESTA, ASI AHORRARLE COSTOS ADICIONALES AL CLIENTE, ESTA OBRA PROMETE SER LO QUE REQUIERE SER Y DEJAR AL CLIENTE CON 100% SATISFACCION.

LOCALIZACION

NUESTRA ESTRUCTURA ESTARA LOCALIZADA EN LA CIUDAD DE ENSENADA, BAJA CALIFORNIA, EN EL BLVD. COSTERO, A UN COSTADO DE LA CALLE DIAMENTE, ESTA ES MUY BUENA ZONA, CON GRAN FLUJO VEHICULAR CON GRAN VISTA, CENTRICA Y SEGURA, LO CUAL ES MUY IMPORTANTE YA QUE SE TRATA DE UN EDIFICIO DE OFICINAS PARTICULARES, EL TIPO DE SUELO Y NUESTRO COEFICIENTE SISMICO DEDUCIDOS POR LA ZONA EN QUE CONSTRUIREMOS, SON BAJOS Y POR LO TANTO NOS HARAN A NUESTRA ESTRUCTURA MAS BARATA.

VISTA EN PLANTA DEL LOTE EN DONDE ESTARAN SITUADAS LAS OFICINAS.

EN ESTA FOTO PODEMOS OBSERVAR UNA VISTA DE PERFIL DE NUESTRO TERRENO, EN DONDE SE LLEVARA ACABO LA CONSTRUCCION DE LAS OFICINAS. USANDO LA APLICACION GOOGLE MAPS, OBSERVAMOS EL FRENTE

DE NUESTRAS OFICINAS, ZONA COMERCIAL DE FRENTE Y ZONA RESIDENCIAL POSTERIOR, UNA EXCELENTE ZONA, DE FACIL LOCALIZACION, ACCESO, SEGURIDA.

DISEÑO ARQUITECTONICO

EL DISEÑO ARQUITECTONICO PARA ESTE EDIFICIO DE OFICINAS SERA UNO MUY MODERNO, LO CUAL NO VEMOS MUY AMENUDO EN LA CIUDAD DE ENSENADA, PERO QUEREMOS QUE EL CLIENTE ESTE SATISFECCHO Y CREEMOS QUE NUESTRO DISENO ARQUITECTONICO LO VA A LOGRAR.

YA QUE SE TRATA DE OFICINAS NECESITAMOS MUCHO ESPACIO PARA CUBICULOS Y SALAS DE CONFERENCIAS EN ESTA, Y GRACIAS A QUE ES UNA ESTRUCTURA A BASE DE MARCOS TRIDIMIENSIONALES, PODREMOS APROVECHAR AL MAXIMO LOS ESPACIOS, DEJANDO AL CLIENTE FELIZ Y SATISFECHO YA QUE CUMPLIMOS CON TODOS LOS REQUISITOS QUE NOS PIDIO.

EN LA PRIMERA PLANTA TENEMOS UNA GRAN RECEPCION, CON UN HERMOSO VOLADO, AL MOMENTO DE ENTRAR TENEMOS LA SALA DE ESPERA UN PAR DE BAÑOS Y OFICINASA ADMINISTRATIVAS.

EN LA SEGUNDA PLANTA TENEMOS OFICINAS DE LOS DUEÑOS DE ESTA EMPRESA, CADA QUIEN CON SU OFICINA PARTICULAR Y UNA SALA DE CONFERENCIAS, LA CUAL ES DE UN TAMAÑO TREMENDO, ESPACIOSO, CON TELEVISION UNA GRAN VISTA CON UN MURO DE CANCELERIA HACIA EL MAR, UNA PEQUEÑA SALA DE ESPERA Y OTRO PAR DE BAÑOS, QUE HARA A LOS CLIENTES Y VISITANTES DE ESTAS OFICINAS, SE PREGUNTEN QUIEN DISEÑO TAL ESTRUCTURA.

PLANTA DEL PRIMER NIVEL

CONTINUACION TENEMOS NUESTRA VISTA EN PLANTA INTERIOR DEL PRIMER NIVEL, EN EL CUAL CONTAMOS CON UNA ENTRADA DESPUES DE NUESTRO VOLADO, SEGUIDO DE UN LOBBY CON UNA RECEPCION, CON SALA DE ESPERA Y BAÑOS ADYACENTES, AL FONDO TENEMOS UN ALMACEN DE TODO LOS ARCHIVOS Y PAPELEO, ASI COMO EQUIPOS COMO IMPRESORAS, ETC.

TENEMOS UNAS OFICINAS DE ADMINISTRACION SEGUDI AL FONDO DE LAS ESCALERAS QUE NOS LLEVARAN A NUESTRO SEGUNDO PISO.

PLANTA SEGUNDO NIVEL

EN NUESTRO SEGUNDO NIVEL CONTAMOS CON CUBICULOS HACIA AMBOS COSTADOS DE SUBIR NUESTRAS ESCALERAS, CAMINAMOS POR EL PASILLO Y LLEGAMOS A UNA GRAN SALA DE ESPERA CON UN PEQUEÑO COMEDOR CON CAFETERA, UN PAR DE BAÑOS Y ENFRENTE NUESTRA SALA DE JUNTAS, LA CUAL ES MUY GRANDE YA QUE ESTAS OFICINAS CORPORATIVAS NECESITAN DE ESPACIO PARA REUNIONES IMPORTANTES.

DISEÑO ESTRUCTURAL

PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL DE ESTAS OFICINAS, SE TOMARON EN CUENTA FACTORES QUE NOS PROPORCIONAN LOS REGLAMENTOS, COMO PESOS PARA CARGAS VIVAS EN AZOTEA Y ENTREPISO, DEPENDIENDO LA FUNCION DE DEL EDIFICIO, TAMBIEN NOS PROPOCIONA FACTORES PARA NUESTRO ANALISIS POR SISMO Y VIENTO.

LA ESTRUCTURA ES A BASE DE MARCOS TRIDIMENSIONALES DE CONCRETO ARMADO, CON UN F’C DE 210 KG/M2.LAS LOSAS SON TAMBIEN DE CONCRETO ARMADO DE 12 Y 14 CM DE ESPESOS PARA AZOTEA Y ENTREPISO RESPECTIVAMENTE.

CONTAMOS CON MUROS PERIMETRALES DE BLOCK COMUN Y CANCELERIA EN LOS EJES SEÑALADOS MAS ADELANTE, Y MUROS DIVISORIOS DE TABLA ROCA EN EL INTERIOR DE ESTE EDIFICIO.

A CONTINUACION SE MUESTRA UN RESUMEN DE LOS VALORES DE NUESTRA ESTRUCTURA EN PESOS, YA SEA POR METRO LINEAL Y METRO CUADRADO, CON EL CUAL CALCULAREMOS NUESTRAS CARGAS GRAVITACIONALES, LAS CUALES ESTAN MOSTRADAS ESQUEMATICAMENTE MAS ADELANTE EN ESTA MEMORIA.

CRITERIOS DE DISEÑO ESTRUCTURAL

LOS CRITERIOS QUE UTILIZAMOS PARA DISEÑAR ESTA ESTRUCTURA FUERON:

1.- EL TIPO DE USO QUE SE LE DARIA A ESTA, DADO QUE SON OFICINAS UTILIZAMOS CIERTOS CRITERIOS PARA DE ESTA MANERA NO SOBRE-DISEÑAR LA ESTRUCTURA Y DARLE AL CLIENTE EL MEJOR PRECIO, DE IGUAL MANERA CON ESTOS CRITERIOS ASEGUREMOS QUE LA ESTRUCTURA SERA SEGURA Y FUNCIONARA CORRECTAMENTE.

2.- EL TIPO DE SUELO ES UN FACTOR MUY IMPORTANTE, TAL VEZ UNO DE LOS MAS IMPORTANTES, YA QUE NO PODEMOS COLOCAR UNA ESTRUCTURA MUY RIGIDA EN UN SUELO MUY RIGIDO YA QUE ESTO CAUSARIA FALLAS EN LA ESTRUCTURA, DE IGUAL MANERA NO PODEMOS COLOCAR UNA ESTRUCTURA MUY DUCTIL EN UN SUELO DUCTIL, POR QUE AL MOMENTO DE UN SISMO PODRIA TENER UN COMPORTAMIENTO DE DESEADO.

3.- LA LOCALIZACION NOS AYUDA PARA TOMAR FACTORES SISMICOS DE CIERTAS ZONAS DEL PAIS, COMO ESTA ZONA DE ENSENADA ESTA CERCA DE LA FALLA DE SAN ANDRES, SE TENDRA EN CONSIDERACION, Y TAMBIEN SE CONSIDERA LOS EFECTOS POR VIENTO EN ESTA PARTE DEL PAIS PARA EL DISEÑO POR VIENTO.

REGLAMENTACION

LA REGLAMENTACION UTILIZADA CON LA CUAL NOS BASAMOS PARA NUESTROS CRITEROS DE DISEÑO ESTRUCTURAL SON LOS SEÑALADOS EN EL REGLAMENTE DE BAJA CALIFORNIA.

ESTE REGLAMENTO NOS BRINDA TABLAS CON LAS CARGAS VIVAS UNITARIAS, PARA DISTINTOS TIPOS DE EDIFICACIONES SEGUN SU USO.TAMBIEN NOS BRINDA LAS CARGAS VIVAS PARA DISEÑO ESTRUCTURAL POR CARGAS GRAVITACIONALES (WM), CARGAS VIVAS PARA DISEÑO DE SISMO Y VIENTO (WA)

TAMBIEN USAMOS CRITERIOS QUE NOS DA EL REGLAMENTO PARA OBTENER VALORES PARA NUESTRO ANALISIS POR SISMO COMO UN FACTOR DE REDUCCION POR DUCTILIDAD (Q), ESTOS CRITERIOS SE BASAN EN EL TIPO DE ESTRUCTURA QUE SE VA A CONTRUIR Y DEPENDIENDO SU DUCTILIDAD NOS DARA UN VALOR.

NUESTRO COEFICIENTE SISMICO QUE SE BASA SOBRE NUESTRO TIPO DE SUELO Y LA ZONA SISMICA EN LA QUE ESTAMOS (C) TAMBIEN PROVIENEN DE NUESTRO REGLAMENTEO, Y ESTO NOS AYUDARA A NO SOBRE-DISEÑAR LA ESTRUCTURA Y SIEMPRE ESTANDO EN LOS ESTANDARES DEL REGLAMENTO.

ANÁLISIS

ANÁLISIS POR CARGAS GRAVITACIONALES

A CONTINUACION SE MUESTRA UN RESUMEN DE LOS VALORES OBTENIDOS POR OS CRITERIOS Y LA REGLAMENTACION YA ANTES MENCIONADOS, CON LOS CUALES HAREMOS NUESTRO ANÀLISIS POR CARGAS GRAVITACIONALES.

CARGAS VIVAS: AZOTEA: 100 KG/M2 ENTREPISO: 250 KG/M2

CARGAS MUERTAS: AZOTEA: 384 KG/M2 ENTREPISO: 447 KG/M2

ELEMENTOS ESTRUCTURALES:

VIGAS: AZOTEA: EN EJE X: 25X55 (CM) EN EJE Y: 25X65 (CM) ENTREPISO: EN EJE X: 25X60 (CM) EN EJE Y: 25X70 (CM) COLUMNAS: TODAS: 40X45 (CM)

MUROS Y LOSAS:

LOSAS: AZOTEA: 12 CM ENTREPISO: 14 CM

MUROS BLOCK: 255 KG/M2 (EJES “A” Y “D”) CANCELERIA: 31 KG/M2 (EJES “1” Y “4”) DIVISIORIOS: 70 KG/M2 (INTERIOR DEL EDIFICIO)

F’C: 210 KG

CARGAS VIVAS

A CONTINUACION MOSTRAMOS EL EJEMPLO DE UN MARCO CALCULADO PARA CARGAS VIVAS USANDO LOS VALORES YA MOSTRADOS, PARA QUE SE OBSERVE DE QUE MANERA CALCULAMOS TODOS NUESTROS MARCOS:

LAS OPERACIONES QUE SE OBSERVAN SON SIMPLEMENTE LAS CARGAS VIVAS QUE ACTUAN EN EL MARCO A YA SEA PARA AZOTEA O ENTREPISO, Y ENTRE QUE EJES SE ESTA CALCULANDO, Y LA OPERACION REALIZADA ES MULTIPLICAR EL AREA TRIBUTARIA POR LA CARGA VIVA ENTRE LA LONGITUD DE LA VIGA EN ESE TRAMO, EL RESULTADO SERA LA CANTIDAD DE METROS LINEALES QUE ACTUARAN EN CADA UNA DE LAS VIGAS.

MARCO A:

AZOTEA:

Wva: (1-2) = (9M2)(100KG/M2)/6M = 75KG/M

Wva: (2-3) = (9M2)(100KG/M2)/6M = 75KG/M

Wva: (3-4) = (12M2)(100KG/M2)/7M = 64.3 KG/M

ENTREPISO:

Wve: (1-2) = (9M2)(250KG/M2)/6 = 187.5 KG/M

Wve: (2-3) = (9M2)(250KG/M2)/6 = 187.5 KG/M

Wve: (3-4) = (12M2)(250KG/M2)/7 = 160.7 KG/M

CARGAS MUERTAS

A CONTINUACION MOSTRAMOS EL EJEMPLO DE UN MARCO CALCULADO PARA CARGAS MUERTAS USANDO LOS VALORES YA MOSTRADOS, PARA QUE SE OBSERVE DE QUE MANERA CALCULAMOS TODOS NUESTROS MARCOS:

LAS OPERACIONES QUE SE OBSERVAN SON SIMPLEMENTE LAS CARGAS MUERTAS QUE ACTUAN EN EL MARCO A YA SEA PARA AZOTEA O ENTREPISO, Y ENTRE QUE EJES SE ESTA CALCULANDO, Y LA OPERACION REALIZADA ES MULTIPLICAR EL AREA TRIBUTARIA POR LA CARGA MUERTA ENTRE LA LONGITUD DE LA VIGA EN ESE TRAMO, APARTE SE LE AGREGA A LA LOSA EL PESO DE MUROS DIVISORIOS, A LA VIGA EL PESODE MUROS PERIMETRALES (SI HAY) Y EL PESO MISMO DE LA VIGA.EL RESULTADO SERA LA CANTIDAD DE METROS LINEALES QUE ACTUARAN EN CADA UNA DE LAS VIGAS.

MARCO A: AZOTEA: Wma (1-2) = (9m2)(384kg/m)/6 + 330kg/m = 906 kg/m

Wma (2-3) = (9m2)(384kg/m)/6 + 330kg/m = 906 kg/m

Wma (3-4) = (12m2)(384kg/m)/7 + 330kg/m = 988.3 kg/m

ENTREPISO: Wma (1-2) = (9m2)(478kg/m)/6 + 390kg/m + (255kg/m2)(3.5m) = 1999.5 kg/m

Wma (2-3) = (9m2)(472kg/m)/6 + 390kg/m + (255kg/m2)(3.5m) = 1990.5 kg/m

Wma (3-4) = (12m2)(474kg/m)/7 + 390kg/m + (255kg/m2)(3.5m) = 2095.1 kg/m

ANALISIS DE CARGA POR SISMO

1. PRIMERO OBTENEMOS EL PESO TOTAL DE NUESTRO EDIFICIO, UTILIZANDO FACTORES DE CARGA VIVA DIFERENTE PARA SISMO:

CARGAS VIVAS:

AZOTEA: 100 kg/m ENTREPISO: 250 kg/m

CARGAS MUERTAS:

LOSA AZOTEA: 384 kg/m LOSA ENTREPISO: 447 kg/m VIGAS AZOTEA: X: 330 kg/m Y: 390 kg/m VIGAS ENTREPISO: X: 360 kg/m Y: 420 kg/m

COLUMNAS: 432 kg/m

MUROS: BLOCK: 255 kg/m2 CANCELERIA: 31 kg/m2 DIVISORIOS: 70 kg/m2

2. CON ESTOS DATOS OBTENEMOS EL PESO TOTAL DE NUESTRO EDIFICIO, CON LAS ALTURAS TRIBUTARIAS Y CON EL AREA TOTAL DE EDIFICO, CARGAMOS NUESTRA ESTRUCTURA Y OBTENEMOS W2 = PESO DEL SEGUNDO NIVEL Y W1 = PESO DEL PRIMER NIVEL.

W1 = 201.55 TON

W2 = 261.34 TON

OTROS DATOS QUE NECESITAREMOS:

CORTANTE BASAL = Vs = (C/Q)WT

DONDE: C = COEFICIENTE SISMICO Q = FACTOR DE REDUCCION POR DUCTILIDAD WT = PESO TOTAL DEL EDIFICIO = W1 + W2 = 462.89 TON T1 = 0.30 T2 = 0.50

PROCEDEMOS A LLENAR NUESTR PRIMERA TABLA CON LA CUAL OBTENDREMOS UN CORTANTE, EL CUAL NOS SERVIRA PARA HACER NUESTRO ESPECTRO DE DISEÑO,Y CON ESTO VER SI PODEMOS REDUCIR NUESTRO COEFICIENTE SISMICO.

ANTES QUE NADA HAY QUE CALCULAR EL CORTANTE BASAL CON LA ECUACION MOSTRADA CON ANTERIORIDAD:

Vs = {(.24)(/3)}462.89 Vs = 37.03

CON EL CORTANTE BASAL PODEMOS PROCEDER A LLENAR NUESTRA PRIMERA TABLA. (1.1)

nivel wi hi wihi fi-‐p vi-‐p .95fi-‐p fi vi2 201.55 3.5 705.43 16.66 16.66 15.83 17.68 17.681 261.34 3.3 862.42 20.37 37.03 19.35 19.35 37.03

suma 462.89 1567.85 35.18

TABLA 1.1

CON ESTA TABLA OBTENEMOS NUESTRO CORTANTE EN AZOTEA Y ENTREPISO (V1)

AHORA NECESITAMOS OBTENER LA RIGIDEZ DE NUESTROS MARCOS, OBTENIENDO SUMATORIAS DE RIGIDECES DE TRABES Y COLUMNAS EN DIRECCION DEL EJE X Y EJE Y, SEGUIDO DE UNAS ECUACIONES PARA OBTENER LAS RIGIDECES DE AZOTEA Y ENTREPISO.

EN DIRECCION X:

∑KT2 = 1650.56 CM3∑KC2 = 2742.8 CM3∑KT1 = 2142.85 CM3∑KC1 = 2909.2 CM3

A. PARA EL PRIMER NIVEL:1. SUPONIENDO COL. EMPOTRADAS:

R1 = 43.29 TON/CM3

C. PISOS INTERMEDIOS: Rn = 26.46 TON/CM3

EN DIRECCION Y:

∑KT2 = 1907.12 CM3∑KC2 = 2603.50 CM3∑KT1 = 2382 CM3∑KC1 = 2761.26 CM3

PARA EL PRIMER NIVEL:SUPONIENDO COL. EMPOTRADAS:

R1 = 43.12 TON/CM3

PISOS INTERMEDIOS: Rn = 27.84 TON/CM3

YA OBTENIDAS NUESTRAS RIGIDECES EN AZOTEA Y ENTREPISO Y EN AMBAS DIRECCIONES DE LA ESTRUCTURA PROCEDEMOS AL LLENADO DE NUESTRA SEGUNDA TABLA (1.2) LA CUAL CUAL NOS BRINDARA LOS DATOS NECESARIO PARA PODER HACER NUESTRO ESPECTRO DE DISEÑO.

ESTOS CALCULOS SON UNICAMENTE PARA LA ESTRUCTURA ANALIZANDOLA EN LA DIRECCION EN EL EJE X.


suma 462.89 1567.85 35.18

TABLA 2.1

DIRECCION EN XDIRECCION EN XDIRECCION EN XDIRECCION EN XDIRECCION EN XK V/K Xi WiXi2 FiXi

79.38 0.22 0.52 54.50 9.19129.87 0.29 0.30 23.52 5.81

78.02 15.00

TABLA 2.2

DATOS DE IMPORTANCIA:

SUMATORIA WiXi2 = 78.02SUMATORIA FiXi = 15.00

AHORA HACEMOS LO MISMO PERO EN DIRECCION Y:

UTILIZAMOS LA TABLA (1.1) PARA PODER LLENAR NUESTRA TABLA (1.3) LA CUAL ES IGUAL A LA (1.2) PERO AHORA EN DIRECCION Y, Y DE IGUAL MANERA NOS SERVIRA PARA HACER NUESTRO ESPECTRO DE DISEÑO.


suma 462.89 1567.85 35.18

TABLA 2.1

DIRECCION EN YDIRECCION EN YDIRECCION EN YDIRECCION EN YDIRECCION EN Yk v/k yi wiyi2 fiyi

111.36 0.12 0.34 22.62 5.92172.48 0.22 0.22 12.65 4.26

35.27 10.18

TABLA 2.3

DATOS DE IMPORTANCIA:

SUMATORIA WiYi2 = 35.27SUMATORIA FiYi = 10.18

DE ESTA MANERA PROCEDEMOS A CALCULAR MEDIANTE LA FORMULA DE SCHWARTZ, NUESTRA T DE DISEÑO, CON LA CUAL HAREMOS NUESTRO ESPECTRO DE DISEÑO, Y VEREMOS SI PODEMOS REDUCIR NUESTRO COEFICIENTE SISMICO.

PARA DIRECCION EN X:

FORMULA DE SCHWARTZ:

1/T = 1/2Pi [ g ( FiXi/WiXi2) ] ^ 1/2

SUSTITUYENDO LOS VALORES CALCULADOS ANTERIRMENTE Y DESPEJANDO T DE LA ECUACION TENEMOS QUE:

T = O.46

AHORA PARA NUESTRO ESPECTRO DE DISEÑO, LE SUMAREMOS EL 33% A T Y LE RESTAREMOS EL 25% Y ESTE ES EL RANGO QUE VAMOS A MANEJAR EN NUESTRO ESPECTRO.

T + 33% = 0.61T - 25% = 0.35

RECORDANDO QUE NUESTROS VALORES DE T1 Y T2 ERAN:

T1 = .30T2 = .50

TENEMOS QUE:

T1 < T <T2

COMO T ESTA EN EL RANGO ENTRE T1 Y T2; POR LO TANTO NUESTRO COEFICIENTE SISMICO (C), SERA EL MAS DESFAVORABLE Y POR LO TANTO NO HABRA REDUCCIONES A ESTE.

C = C’ = 0.24

PARA DIRECCION EN Y:

FORMULA DE SCHWARTZ:

1/T = 1/2Pi [ g ( FiXi/WiXi2) ] ^ 1/2

SUSTITUYENDO LOS VALORES CALCULADOS ANTERIRMENTE Y DESPEJANDO T DE LA ECUACION TENEMOS QUE:

T = O.37

AHORA PARA NUESTRO ESPECTRO DE DISEÑO, LE SUMAREMOS EL 33% A T Y LE RESTAREMOS EL 25% Y ESTE ES EL RANGO QUE VAMOS A MANEJAR EN NUESTRO ESPECTRO.

T + 33% = 0.49T - 25% = 0.28

RECORDANDO QUE NUESTROS VALORES DE T1 Y T2 ERAN:

T1 = .30T2 = .50

TENEMOS QUE:

T1 < T <T2

COMO T ESTA EN EL RANGO ENTRE T1 Y T2; POR LO TANTO NUESTRO COEFICIENTE SISMICO (C), SERA EL MAS DESFAVORABLE Y POR LO TANTO NO HABRA REDUCCIONES A ESTE.

C = C’ = 0.24

YA HECHO EL ESPECTRO DE DISEÑO, Y COMO NO HUBO REDUCCIONES DE EL COEFICIENTE SISMICO, PROCEDEMOS A NUESTRO CALCULO DE EL CENTRO DE CORTANTE O CENTRO DE MASAS, ESTE ES EL PUNTO EN DONDE SE CONCENTRARA EL CORTANTE DEBIDO A LA DISTRIBUCION DE MASAS DE LA ESTRUCTURA DISEÑADA.

LA MANERA EN QUE SE HACE ESTO ES:

SE SUMAN LAS CARGAS QUE CARGA CADA COLUMNA EN EL EDIFICIO, YA SEA AZOTEA O ENTREPISO, LO CUAL SE MULTIPLICARA POR LA ALTURA TRIBUTARIA DE ESTA.

A CONTINUACION MOSTRAREMOS UN EJEMPLO DE AZOTEA PARA UNA SOLA COLUMNA, Y DAREMOS LAS CARGAS DE CADA COLUMNA SIGUIENTE.

EJEMPLO: COL (A1) = (384)(3X3) + (330)(3) + (390)(3) + 255(3)(1.75) + (31)(1.75)(3) + (432)(1.75) + (70)(3X3) = 8503.5 KG = 8.50 TON

EXPLICANDO CADA VALOR:COL (A1) = CARGA MUERTA + PESO VIGA X + PESO VIGA Y + PESO MURO BLOCK + PESO MURO CANCELERIA + CARGA VIVA = 8.50 TON

DE ESTA MANERA CALCULAMOS TODAS LAS 12 COLUMNAS DE LA ESTRUCTURA Y TENEMOS QUE:

(A2) = 15.74 TON

(A3) = 16.80 TON

(A4) = 10.56 TON

(B1) = 13.49 TON

(B2) = 22.40 TON

(B3) = 24.14 TON

(B4) = 14.50 TON

(C1) = 12.90 TON

(C2) = 23.87 TON

(C3) = 24.32 TON

(C4) = 14.33 TON

PARA COMPROBAR SI HEMOS CALCULADO CORRECTAMENTE LAS COLUMNAS LA SUMATORIA DE ESTAS DEBE DAR IGUAL AL PESO TOTAL DE ENTREPISO CALCULADO AL PRINCIPIO DE NUESTRO ANALISIS.W1 = 261.34 TON

YA QUE ESTAMOS SEGUROS DE QUE LAS COLUMNAS ESTAN CALCULADAS CORRECTAMENTE, PROCEDEMOS A UNA SUMATORIA DE FUERZAS ENTRE LOS PESOS QUE CARGA CADA COUMNA Y EL PESO TOTAL DE ESE ENTREPISO, Y ESTO NOS DARA COMO RESULTADO LA DISTANCIA O LAS COORDENADAS EN “X” Y “Y” EN DONDE SE

CONCENTRARA EL CORTANTE Y QUE LE LLAMAREMOS CENTRO DE CORTANTE O CENTRO DE MASAS.

PARA COORDENADA X:

MO = 34.89(0) + 62.01(6) + 65.26(12) + 39.39(19) - 201.55(X)

X = 9.45

PARA COORDENADA Y:

MO = 74.42(1.9) + 74.53(7.9) + 51.6(13.9) - 201.55(Y)

Y = 7.18

DE ESTA MANERA TENEMOS QUE PARA AZOTEA EL CENTRO DE CORTANTE SERA:

CC = ( 9.45 , 7.18 )

YA HECHO EL ESPECTRO DE DISEÑO, Y COMO NO HUBO REDUCCIONES DE EL COEFICIENTE SISMICO, PROCEDEMOS A NUESTRO CALCULO DE EL CENTRO DE CORTANTE O CENTRO DE MASAS, ESTE ES EL PUNTO EN DONDE SE CONCENTRARA EL CORTANTE DEBIDO A LA DISTRIBUCION DE MASAS DE LA ESTRUCTURA DISEÑADA.

LA MANERA EN QUE SE HACE ESTO ES:

SE SUMAN LAS CARGAS QUE CARGA CADA COLUMNA EN EL EDIFICIO, YA SEA AZOTEA O ENTREPISO, LO CUAL SE MULTIPLICARA POR LA ALTURA TRIBUTARIA DE ESTA.

A CONTINUACION MOSTRAREMOS UN EJEMPLO DE ENTREPISO PARA UNA SOLA COLUMNA, Y DAREMOS LAS CARGAS DE CADA COLUMNA SIGUIENTE.

EJEMPLO: COL (A1) = (447)(3X3) + (360)(3) + (420)(3) + 255(3)(3.4) + (31)(3.4)(3) + (432)(1.75) + (100)(3X3) = 8503.5 KG = 11.65 TON

EXPLICANDO CADA VALOR:COL (A1) = CARGA MUERTA + PESO VIGA X + PESO VIGA Y + PESO MURO BLOCK + PESO MURO CANCELERIA + CARGA VIVA = 11.65 TON

DE ESTA MANERA CALCULAMOS TODAS LAS 12 COLUMNAS DE LA ESTRUCTURA Y TENEMOS QUE:

A2) = 21.62 TON

(A3) = 23.04 TON

(A4) = 12.88 TON

(B1) = 17.89 TON

(B2) = 27.64 TON

(B3) = 28.44 TON

(B4) = 20.1 TON

(C1) = 16.1 TON

(C2) = 31.04 TON

(C3) = 31.96 TON

(C4) = 18.98 TON

PARA COMPROBAR SI HEMOS CALCULADO CORRECTAMENTE LAS COLUMNAS LA SUMATORIA DE ESTAS DEBE DAR IGUAL AL PESO TOTAL DE AZOTEA CALCULADO AL PRINCIPIO DE NUESTRO ANALISIS.

W2 = 261.34 TONYA QUE ESTAMOS SEGUROS DE QUE LAS COLUMNAS ESTAN CALCULADAS CORRECTAMENTE, PROCEDEMOS A UNA SUMATORIA DE FUERZAS ENTRE LOS PESOS QUE CARGA CADA COUMNA Y EL PESO TOTAL DE ESE ENTREPISO, Y ESTO NOS DARA COMO RESULTADO LA DISTANCIA O LAS COORDENADAS EN “X” Y “Y” EN DONDE SE CONCENTRARA EL CORTANTE Y QUE LE LLAMAREMOS CENTRO DE CORTANTE O CENTRO DE MASAS.

A DIFERENCIA DE LA AZOTEA, EN ENTREPISO LE VAMOS A AGREGAR EL PESO DE LAS COLUMNAS DE AZOTEA Y OBTENDREMOS LA X QUE MULTIPLICA A LA CARGA TOTAL DEL EDIFICIO QUE ES: 462.89 TON

PARA COORDENADA X:

MO = 80.53(0) + 142.3(6) + 148.7(12) + 91.39(19) - 462.89(X)

X = 9.45

PARA COORDENADA Y:

MO = 172.5(1.9) + 168.6(7.9) + 120.79(13.9) - 462.89(Y)

Y = 7.22

DE ESTA MANERA TENEMOS QUE PARA AZOTEA EL CENTRO DE CORTANTE SERA:

CC = ( 9.45 , 7.22 )

COMO CONCLUSION DE CALCULO DE LOS CENTRO DE CORTANTE, PODEMOS DECIR QUE NUESTRAS MASAS ESTAN BIEN DISTRIBUIDAS YA QUE NUESTROS CENTROS EN AZOTEA Y EN ENTREPISO SON PRACTICAMENTE LOS MISMOS.

AHORA PROCEDEMOS A CALCULAR LAS CARGAS VERDADERAS QUE ACTUARAN EN CADA UNO DE NUESTROS MARCOS,CON LA AYUDA DE FACTORES Y ECUACIONES, QUE A CONTINUACION DE MUESTRAN, OBTENEMOS V1 Y V2, SIENDO ESTOS LOS CORTANTES, TOMAREMOS LOS MAS DESFAVORABLES PARA CADA MARCO Y CON ESTO DISEÑAREMOS.

ENTREPISOENTREPISOENTREPISOTABLA 2,4 ENTREPISO DIRECCION XTABLA 2,4 ENTREPISO DIRECCION XTABLA 2,4 ENTREPISO DIRECCION XTABLA 2,4 ENTREPISO DIRECCION XTABLA 2,4 ENTREPISO DIRECCION XTABLA 2,4 ENTREPISO DIRECCION XTABLA 2,4 ENTREPISO DIRECCION XTABLA 2,4 ENTREPISO DIRECCION XTABLA 2,4 ENTREPISO DIRECCION XTABLA 2,4 ENTREPISO DIRECCION XTABLA 2,4 ENTREPISO DIRECCION XTABLA 2,4 ENTREPISO DIRECCION XTABLA 2,4 ENTREPISO DIRECCION XTABLA 2,4 ENTREPISO DIRECCION X

EJE R Yi Ryi d Rd Rd^2 MTXMTY(MA

X) VD VTX VTY V1 V2

A 43.29 13.9601.7

31 6259.7

41558.

4475.91

15 63.3212.343

331.687

11 1.414.45

045.609

13

B 43.29 7.9341.9

91 0 0 0 0 63.3212.343

33 0 012.34

33 3.703

C 43.29 1.982.25

1 -6-259.

741558.

44-26.29

1 63.3212.343

330.584

32 1.413.34

775.278

3

SUMA129.87 1025.

97 3116.8

8

Vie ed1 ed2 37.03 2.05 -0.71

TABLA 2.5 ENTREPISO DIRECCION Y TABLA 2.5 ENTREPISO DIRECCION Y TABLA 2.5 ENTREPISO DIRECCION Y TABLA 2.5 ENTREPISO DIRECCION Y TABLA 2.5 ENTREPISO DIRECCION Y TABLA 2.5 ENTREPISO DIRECCION Y TABLA 2.5 ENTREPISO DIRECCION Y TABLA 2.5 ENTREPISO DIRECCION Y TABLA 2.5 ENTREPISO DIRECCION Y TABLA 2.5 ENTREPISO DIRECCION Y TABLA 2.5 ENTREPISO DIRECCION Y TABLA 2.5 ENTREPISO DIRECCION Y TABLA 2.5 ENTREPISO DIRECCION Y TABLA 2.5 ENTREPISO DIRECCION Y

EJE R Xi Rxi d Rd Rd^2 MTYMTX(MA

X) VD VTY VTX V1 V2

1 43.12 0 0-9.2

5-398.

863689.

46-63.32

1 75.91 9.25752.161

07 2.5812.19

266.005

57

2 43.12 6258.7

2-3.2

5-140.

14455.4

55-63.32

1 75.91 9.25750.759

29 0.9710.30

783.975

04

3 43.12 12517.4

4 2.75118.5

8326.0

9549.24

99 75.91 9.25750.499

71 0.779.988

213.697

16

4 43.12 19819.2

8 9.75420.4

24099.

149.24

99 75.91 9.25751.771

68 2.7211.84

526.028

76

SUMA172.48 1595.

44 8570.

1 Vie ed1 ed2

37.03 1.33 -1.71

AZOTEAAZOTEAAZOTEATABLA 2.6 AZOTEA DIRECCION XTABLA 2.6 AZOTEA DIRECCION XTABLA 2.6 AZOTEA DIRECCION XTABLA 2.6 AZOTEA DIRECCION XTABLA 2.6 AZOTEA DIRECCION XTABLA 2.6 AZOTEA DIRECCION XTABLA 2.6 AZOTEA DIRECCION XTABLA 2.6 AZOTEA DIRECCION XTABLA 2.6 AZOTEA DIRECCION XTABLA 2.6 AZOTEA DIRECCION XTABLA 2.6 AZOTEA DIRECCION XTABLA 2.6 AZOTEA DIRECCION XTABLA 2.6 AZOTEA DIRECCION XTABLA 2.6 AZOTEA DIRECCION X

EJE R Yi Ryi d Rd Rd^2 MTXMTY(MA

X) VD VTX VTY V1 V2

A 26.46 13.9367.7

94 6158.7

6952.5

637.74

68 30.055.8933

330.805

65 0.646.890

982.649

69

B 26.46 7.9209.0

34 0 0 0 0 30.055.8933

33 0 05.893

33 1.768

C 26.46 1.950.27

4 -6-158.

76952.5

6-11.84

6 30.055.8933

330.252

83 0.646.338

162.483

85

SUMA 79.38 627.1

02 1905.

12

Vie ed1 ed2 17.68 2.135 -0.67

TABLA 2.7 AZOTEA DIRECCION YTABLA 2.7 AZOTEA DIRECCION YTABLA 2.7 AZOTEA DIRECCION YTABLA 2.7 AZOTEA DIRECCION YTABLA 2.7 AZOTEA DIRECCION YTABLA 2.7 AZOTEA DIRECCION YTABLA 2.7 AZOTEA DIRECCION YTABLA 2.7 AZOTEA DIRECCION YTABLA 2.7 AZOTEA DIRECCION YTABLA 2.7 AZOTEA DIRECCION YTABLA 2.7 AZOTEA DIRECCION YTABLA 2.7 AZOTEA DIRECCION YTABLA 2.7 AZOTEA DIRECCION YTABLA 2.7 AZOTEA DIRECCION Y

EJE R Xi Rxi d Rd Rd^2 MTYMTX(MA

X) VD VTY VTX V1 V2

1 27.84 0 0-9.2

5-257.

522382.

06-30.05

6 37.75 4.421.040

56 1.315.853

562.948

17

2 27.84 6167.0

4-3.2

5-90.4

8294.0

6-30.05

6 37.75 4.420.365

6 0.464.923

61.895

68

3 27.84 12334.0

8 2.75 76.56210.5

423.86

8 37.75 4.420.245

66 0.394.782

661.789

7

4 27.84 19528.9

6 9.75271.4

42646.

5423.86

8 37.75 4.420.870

99 1.385.704

992.967

3

SUMA 111.36 1030.

08 5533.

2 Vie ed1 ed2

17.68 1.35 -1.7

DE ESTAS TABLAS RESCATAMOS LOS ULTIMOS RESULTADOS QUE SON LOS IMPORTANTES QUE MOSTRAMOS A CONTINUACION.

PARA AZOTEA: DIRECCION X:

V1 V25.6091338 1.6827401

3.703 1.11095.2782951 1.5834885

TABLA 2.8.1

DIRECCION Y:

V1 V26.0055698 1.80167093.975038 1.1925114

3.6971618 1.10914856.0287554 1.8086266

TABLA 2.8.2

COMO YA MENCIONAMOS ANTES, TOMAMOS LOS VALORES MAS DESFAVORABLES Y SON LOS QUE HEMOS MARCADO EN NEGRITAS.

PARA ENTREPISO:

DIRECCION X:

V1 V22.649695 0.7949085

1.768 0.53042.4838481 0.7451544

TABLA 2.9.1

DIRECCION Y:

V1 V22.9481681 0.88445041.8956807 0.56870421.7896995 0.53690982.9672981 0.8901894

2.9.2

POR ULTIMO CON ESTOS VALORES CALCULAMOS LAS CARGAS PARA CADA NIVEL, EN CADA MARCO Y EN AMBAS DIRECCIONES Y LOS RESULTADOS SON LOS SIGUIENTES:

MARCO 1: AZOTEA: 2.95 TON ENTREPISO: 9.23 TON




MARCO A: AZOTEA:6.89 TON ENTREPISO: 14.44 TON

MARCO B: AZOTEA: 5.89 TON ENTREPISO: 12.34 TON

MARCO C: AZOTEA: 6.33 TON ENTREPISO: 13.34 TON

ANALISIS POR VIENTO

CALCULAR LAS FUERZAS HORIZONTALES DEL VIENTO EN EL EDIFICIO.

DATOS GENERALES:

LOCALIZACION: ENSENADA, B.C. USO: OFICINAS HSNM = ALTURA SOBRE EL NIVEL DEL MAR = 20M

DIMENSIONES EN PLANTA: X: 19M Y: 13.9M

1. CALCULAR LA VELOCIDAD BASICA.

VB = VoK1K2

DONDE: Vo = 110 km/h (PARA BAJA CALIFORNIA)

K1 = 1 . 1 5

(CENTRO DE CIUDAD) K2 = 1.0 (CONSTRUCCION TIPO B)

VB = 126.50 KM/H

2. VELOCIDAD DE DISEÑO

VZ = VB = 126.50 KM/H (ALTURA DE NUESTRO EDIFICIO ES DE 6.80M)

3. PRESIONES ESTATICAS

P = NCVZ^2

DONDE: P = PRESION EN KG/M2 N = 0.0048((8+HSNM)/(8+2HSNM)) HSNM = EN KM. VZ = 126.50 KM/H C = 1.43

CON ESTA FORMULA DESCRITA VAMOS A CALCULAR LA CARGA POR VIENTO EN NEUSTRO EDIFICIO, DE MANERA QUE HAREMOS UNA TABLA DONDE CALCULAREMOS LA CARGA POR ALTURAS TRIBUTARIAS.

NIVEL Z (m) Vz (km/h) P (kg/m2) F (ton)0 0 126.5 109.56 3.431 3.3 126.5 109.56 7.082 6.8 126.5 109.56 3.64

F = PxA donde: A = Área más desfavorableF = PxA donde: A = Área más desfavorableF = PxA donde: A = Área más desfavorableF = PxA donde: A = Área más desfavorableF = PxA donde: A = Área más desfavorable

TABLA 3.1

CON ESTO OBTENEMOS LAS CARGAS QUE ACTUARAN EN NUESTRA ESTRUCTURA POR EFECTOS DE VIENTO A LAS DISTINTAS ALTURAS.

diseño estructural, cargas gravitacionales, sismicas y viento

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