memoria de cÁlculo 001

8/13/2019 MEMORIA DE CLCULO 001

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MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE CHILCA MEMORIA DE CLCULO

MEMORIA DE CLCULO

COLEGIO - CHILCA


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MEMORIA DE CLCULO

ANLISIS SSMICO DINAMICO

1. GENERALIDADES

El diseo del Clculo Estructural desarrollado corresponde al Proyecto: MEJORAMIENTO DEL

SERVICIO EDUCATIVO DE LA LOCALIDAD DE CHILCA,el que se construir conforme lo detallado a

continuacin:

2. DESCRIPCIONDEL PROYECTO.

El proyecto comprende los ambientes descritos en el cuadro 01:

CUADRO 01: Ambientes del colegio..

AMBIENTES CANTIDADN DE

NIVELES

USO

1 Nivel 2 Nivel

PABELLON A

ADMINISTRATIVO01 02

Zona

AdministrativaAulas

PABELLON B: AULAS 02 02 Aulas Aulas

PABELLON C: AULAS 01 02 Aulas Aulas

PABELLON E: SERVICIOS 01 01 Servicios -------

SALON DE USOS MULTIPLOS 01 01 SUM

ESCALERAS 04 02

S.H. 02 02 S.H. S.H.

El anlisis estructural de cada ambiente del colegio se realizo de acuerdo a los parmetros de la Norma

Sismorresistente E-030 (Sistema Estructural, Uso, Tipo de suelo, Zona, Factor de Reduccin); el

sistema estructural empleado es el recomendado en E030 para colegios: Sistema Mixto o dual, (placas y

muros de Albaileria).

Las losas aligeradas del primer nivel son horizontales de 0.20cm de espesor, y en el segundo nivel son

losas aligeradas de 0.17cm de espesor con cobertura liviana (calamina).

La cimentacin ha sido diseada tomando en cuenta el estudio de Mecnica de Suelos, considerando

una capacidad portante de 1.00 Kg. /cm2 y una profundidad mnima para los elementos portantes de

1.00 m., se ha considerado el empleo de zapatas reforzadas conectadas con vigas de conexin, ya que

existe problemas de asentamientos diferenciales y dando cumplimiento adems a lo establecido en la


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norma sismorresistente. Debe indicarse que se est empleando una solado de 0.10 m. para lograr la

superficie adecuada indicada en el estudio de cimentacin.

El diseo de las estructuras se ha efectuado con las frmulas de Resistencia ltima indicados en el

CODIGO ACI-318-99 y las NORMAS E-060. Emplendose un concreto de resistencia fc= 210Kg/cm2. y

acero de fy= 4200 kg/cm2.

Para el anlisis Ssmico se ha utilizado los parmetros Ssmicos para la ciudad de Huancayo, indicados

en la Norma Sismo resistente E-030.

Factor de Zona: Z = 0.30 Factor de Uso: U= 1.50 (Centro Educativo) Factor de Suelo: S= 1.4 Tp = 0.6 Coeficiente de Amplificacin Ssmica: C= 2.5 y Factor de Reduccin: Sistema de Albaileria: R= 3

Sistema mixto: R=7

Los recubrimientos, empalmes, sobrecargas, resistencias del concreto, etc. Se encuentran indicados en

los planos y especificaciones Tcnicas.

Las Normas utilizadas en el anlisis y diseo son: E-020 NORMA DE CARGAS E-070 NORMAS DE ALBAILERIA E-030 NORMAS SISMORESISTENTES E-060 NORMAS DE CONCRETO REFORZADO ACI-318-2000.

3. ANLISIS y DISEO ESTRUCTURAL

El diseo de las estructuras se ha efectuado con las frmulas de Resistencia ltima indicados en el

CODIGO de ACI318-99 y las Normas Peruanas E-60 y con la ayuda del programa de Cmputo CSI-

SAP-2000 basado en el Anlisis Estructural de Elementos Finitos.

El concreto estructural usado es fc= 210 Kg./cm2 y Acero de fy=4200 Kg./cm2.

En todos los casos las estructuras han sido analizadas independientemente, luego se ha tipificado hasta

cierto punto de acuerdo a su similitud.


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3.1. ANLISIS ESTRUCTURAL

3.1.1 ALCANCES.

De acuerdo a los criterios que establece la norma E-30 Diseo Sismo resistente, establece los requisitos

mnimos para que la CONSTRUCCION tenga un adecuado comportamiento ssmico con elfin de reducir

el riesgo de prdidas de vidas y daos materiales, y posibilitar que las estructuras esenciales puedan

seguir funcionando durante y despus de un sismo.

Esta norma se aplica al diseo de todas las edificaciones nuevas, a la evaluacin y reforzamiento de las

edificaciones e industrias existentes y a la reparacin de las edificaciones e industrias que resultan

daadas por acciones de los sismos.

3.1.2FILOSOFA DEL DISEO SISMO RESISTENTE.

El proyecto deber de desarrollarse con la finalidad de garantizar un comportamiento que haga

posible:

Resistir sismos leves sin dao. Resistir sismos moderados considerando la posibilidad de daos estructurales leves. Resistir sismos severos con posibilidad de daos estructurales importantes, evitando el colapso

de la edificacin.

3.1.3 PARMETROS DE SITIO.

a) Zonificacin.

El territorio nacional se encuentra dividido en tres zonas, esta zonificacin se basa en la

distribucin espacial de la sismicidad observada, las caractersticas generales de los

movimientos ssmicos y la atenuacin de stos con la distancia epicentral, as como en

informacin neotectnica.

A cada zona se le asigna un factor Z segn se indica en la tabla N 01, este factor se interpreta

como la aceleracin mxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50

aos.


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Cuadro 02: FACTORES DE ZONA

ZONA FACTOR DE ZONA - Z (g)

3

2

1

0.4

0.3

0.15

El presente proyecto se encuentre ubicado en el departamento de Junn, Provincia de Huancayo

perteneciente a la zona 2 cuyo factor de zona Z=0.3

b) Condiciones Locales

b.1) Microzonificacin Ssmica y Estudios de Sitio

Microzonificacin Ssmica.Son estudios multidisciplinarios, que investigan los efectos de sismo y fenmenos asociados

como licuacin de suelos, deslizamientos, tsunamis, etc. Sobre el rea de inters. Los estudios

suministran informacin sobre la posible modificacin de las acciones ssmicas por causa de las

condiciones locales y otros fenmenos naturales, as como las limitaciones y exigencias que

como consecuencias de los estudios se considere para el diseo y construccin de edificaciones

y otras obras.Ser requisito la realizacin de estudios de microzonificacin en los siguientes casos:

reas de expansin de ciudades. Complejos industriales o similares. Reconstruccin de reas destruidas por sismos y fenmenos asociados.Los resultados de estudios de microzonificacin sern aprobados por la autoridad competente,

pudiendo sta solicitar informaciones o justificaciones complementarias en caso lo considere

necesario.

Estudios de Sitio.Son estudios similares a los de microzonificacin, aunque no necesariamente en toda su

extensin. Estos estudios estn limitados al lugar del proyecto y suministran informacin sobre la

posible modificacin de las acciones ssmicas y otros fenmenos naturales por las condiciones

locales, siendo su objetivo principal la determinacin de los parmetros de diseo.

Ser necesario realizar estudios de sitio para edificaciones del grupo A el nivel de exigencia y de

detalle ser a criterio del proyectista.

No se considerar parmetros de diseo inferiores a los indicados en esta norma.


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b.2) Condiciones Geotcnicas.

Para los efectos de esta Norma, los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta las

propiedades mecnicas del suelo, el espesor del estrato, el periodo fundamental de vibracin y la

velocidad de propagacin de las ondas de corte.

Los tipos de perfiles de suelo son cuatro:

a) Perfil tipo S1: Roca o suelos muy Rgidos.

A este tipo corresponden las rocas y suelos muy rgidos con velocidades de

propagacin de onda de corte similar al de una roca, en los que el periodo fundamental

para vibraciones de baja amplitud no excede de 0.25s.

b) Perfil tipo S2: Suelos intermedios.

Se clasifican como de este tipo los sitios con caractersticas intermedias entre las

indicadas para los perfiles S1 y S3.

c) Perfil tipo S3: Suelos flexibles o con estratos de gran espesor.

Corresponden a este tipo los suelos flexibles o estratos de gran espesor en los que el

periodo fundamental, para vibraciones de baja amplitud, es mayor que 0.6s,

incluyndose los casos en los que el espesor del estrato de suelo excede los valores

siguientes:

Suelos cohesivosResistencia al corte Tpica en condicin no

drenada (kPa)

Espesor del estrato

(m) (*)

Blandos

Medianamente

compactos

Compactos

Muy compactos

< 25

25 - 50

50 - 100

100 - 200

20

25

40

60

Suelos granulares

Valores N tpicos en

ensayos de penetracin

estndar (SPT)

Espesor del estrato

(m)(*)

Sueltos

Medianamente densos

Densos

4-10

10-30

Mayor que 30

40

45

100

(*) Suelo con velocidad de onda de corte menor que el de una roca.


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d) Perfil tipo S4: Condiciones excepcionales.

A este tipo corresponden los suelos excepcionalmente flexibles y los sitios donde las

condiciones geologas y/o topogrficas sean particularmente desfavorables.

Deber considerarse el tipo de perfil que mejor describa las condiciones locales, utilizando los

correspondientes valores de T p, Y el factor de amplificacin del suelo S, dado en la siguiente

En los sitios donde las propiedades del suelo sean poco conocidas se podrn usar los valores

correspondientes al perfil tipo S3. Solo ser necesario considerar un perfil tipo S4 cuando los

estudios geotcnicos as lo determinen.

Cuadro 03:PARMETROS DE SUELO

Tipo Descripcin Tp(s) S

S1

S2

S3

S4

Roca o suelos muy rgidos

Suelos intermedios

Suelo flexibles o con estratos de gran espesor

Condiciones excepcionales

0.4

0.6

0.9

*

1.0

1.2

1.4

*

((**)) LLoossvvaalloorreess TTpp yy SS ppaarraa eesstteeccaassoo sseerrnn eessttaabblleecciiddooss ppoorr eell eessppeecciiaalliissttaa ppeerroo eenn

nniinnggnnccaassoosseerrnnmmeennoorreessqquueeaalloosseessppeecciiffiiccaaddoossppaarraaeellppeerrffiillttiippooSS33..

Para la edificacin en estudio los parmetros de suelo pertenecen al tipo S3 (suelos

intermedios).

Tp(s) = 0.6 Y S = 1.4

c) Factor de Amplificacin Ssmica.

De acuerdo a las caractersticas de sitio se define el factor de amplificacin ssmica (C) por la

siguiente expresin:

C 2.5

Este coeficiente se interpreta como el factor de amplificacin de la respuesta estructural

respecto a la aceleracin en el suelo.

T es el periodo fundamental, que para cada direccin se estimar con la siguiente expresin:

T

TC

P*.5.2


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Donde:

CT = 35 para edificios cuyos elementos resistentes en la direccin considerada sea nicamente prticos

CT = 45 para edificios de concreto armado cuyos elementos sismorresistentes sean

prticos y las cajas de ascensores y escaleras.

CT = 60 para estructuras de mampostera y para todos los edificios de concreto

armado cuyos elementos sismorresistentes sean fundamentalmente muros

de corte.

3.1.4 REQUISITOS GENERALES.

a) Aspectos Generales.

Toda la edificacin y cada una de sus partes sern diseadas y construidas para resistir lassolicitaciones ssmicas determinadas en la forma prescrita en las normas sismorresistentes.

Deber de considerarse el posible efecto de los elementos no estructurales en elcomportamiento ssmico de la estructura y al anlisis y detallado del refuerzo de anclaje

deber hacerse acorde con esta consideracin.

Se considerar que las solicitaciones ssmicas horizontales actan segn las dosdirecciones principales de la estructura o en las direcciones que resulten ms desfavorables.

La fuerza ssmica vertical se considerar que actan en los elementos simultneamente conla fuerza ssmica horizontal y en el sentido ms desfavorable para el anlisis.

No es necesario considerar simultneamente los efectos de sismo y viento. Cuando un solo elemento de la estructura, muro o prtico resistente, una fuerza de 30% o

ms del total de la fuerza horizontal en cualquier nivel, dicho elemento deber disearse

para el 25% de dicha fuerza.

b) Concepcin Estructural Sismorresistente

Debe considerarse que el comportamiento ssmico de las edificaciones mejora cuando seobservan las siguientes condiciones:

Simetra, tanto en la distribucin de masas como en las rigideces. Peso mnimo, especialmente en los pisos altos. Seleccin y uso adecuado de los materiales de construccin. Resistencia adecuada. Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevacin. Ductilidad como requisito indispensable para un comportamiento satisfactorio.

t

n

C

hT


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Deformacin limitada ya que en caso contrario los daos en los elementos no estructuralespodrn ser desproporcionados.

Ilusin de lneas sucesivas de resistencia. Consideracin de las condiciones locales de suelo en el proyecto. Buena prctica constructiva e inspeccin estructural rigurosa.

c) Categora de las Edificaciones.

Cada estructura debe ser clasificada de acuerdo a las categoras indicadas en la tabla N 03 de

la Norma Sismoresistente E30.

La edificacin que se disea pertenece a la categora A(edificaciones Escencial) cuyo factor U

es 1.5

d) Configuracin Estructural.

Las estructuras deben ser clasificadas como regulares o irregulares con el fin de determinar el

procedimiento adecuado de anlisis y los valores apropiados del factor de reduccin de fuerza

ssmica. (Tabla N 06 de la Normas Sismorresistente).

e) Sistema Estructural.Los sistemas estructurales se clasificarn segn los materiales usados y el sistema de

estructuracin sismorresistente predominante en cada direccin tal como se indica en la tabla N

06. Para la presente Sistema Estructural le corresponde porticos de concreto Armado (Las

acciones ssmicas son resistidas por columnas y vigas de concreto armado, prtico), cuyo

coeficiente de reduccin R, para estructuras regulares es R = 8


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3.1.5 DESPLAZAMIENTOS LATERALES.

a) Desplazamientos laterales Permisibles.

El mximo desplazamiento relativo de entrepiso, calculado con el anlisis estructural realizado

con el ETABS y SAP 2000 No lineal, esta no deber exceder la fraccin de la altura de entrepiso

que se indica en la tabla N 08 de la Norma Sismorresistente.

Cuadro 04: Lmites para desplazamiento Lateral de Entrepiso

Lmites para desplazamiento Lateral de Entrepiso

Material Predominante ( i / he)

Concreto Armado

Acero (*)Albailera

Madera

0.007

0.0100.005

0.010

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

b) Juntas de Separacin Ssmica.

Toda estructura debe estar separada de las estructuras vecinas una distancia mnima ("s") para

evitar el contacto durante un movimiento ssmico.

Esta distancia mnima no ser menor que los 2/3 de la suma de los desplazamientos mximos

de los bloques adyacentes ni menor que:

S = 3 + 0.004 (h - 500) (h y s en centmetros)

S > 3 cm

Donde h es la altura medida desde el nivel del terreno natural hasta el nivel considerado para

evaluar.

c) Control de giros en planta.

En cada una de las direcciones de anlisis el desplazamiento relativo mximo entre dos pisos

consecutivos, no debe ser mayor que 1.75 veces el desplazamiento relativo de los centros de

masas.


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3.1.6 ANLISIS DE LOS EDIFICIOS.

a) Solicitaciones Ssmicas y Anlisis.

En concordancia con la filosofa de diseo sismorresistente se acepta que lasedificaciones tendrn incursiones inelsticas frente a solicitaciones ssmicas severas.

Por tanto las solicitaciones ssmicas de diseo se considerarn corno una fraccin de la

solicitacin ssmica mxima elstica.

El anlisis podr desarrollarse usando las solicitaciones ssmicas reducidas con unmodelo de comportamiento elstico para la estructura.

El anlisis podr hacerse independientemente en cada direccin y para el total de lafuerza ssmica en cada caso.

b) Peso de la Edificacin.

El peso (P), se calcular adicionando a la carga permanente y total de la edificacin un

porcentaje de la carga viva o sobrecarga que se determinar segn lo establecido en la norma;

para edificaciones de categora A _ Centro Educativo se tomar el 50% de la carga viva.


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PABELLON B AULAS.

ESC 1/50

4.05 4.05 4.05 4.05 4.05 4.05

3.4

5

3.4

5

2.8

5

1.70 2.32 .30 3.76 .30 3.75 .30 3.75 .30 3.75 .30 2 .33 1.70

4.05 4.05 4.05 4.05 4.05 4.05

1.00

PABELLON "C"ESC 1/50

VP- ARR( 0.2 0x0. 90) VP-ARR( 0. 20x0 .90 ) VP-ARR( 0.2 0x0 .90) VP- ARR( 0.2 0x0. 90) VP-ARR( 0.2 0x0 .90) VP- ARR( 0.2 0x0. 90)

VP-(0.20x0.40)

VP(0.2

5x0

.30)

VP(0.2

5x0.3

0)

VP(0.2

5x0

.30)

VP(0.2

5x0.3

0)

VP(0.2

5x0

.30)

VP(0.2

5x0.3

0)

VP(0.2

5x0

.30)

VP(0.2

5x0.3

0)

V P- AR R( 0. 20 x0 .9 0) V P- AR R( 0. 20 x0 .9 0) V P- AR R( 0. 20 x0 .9 0) V P- AR R( 0. 20 x0 .9 0) V P- AR R( 0. 20 x0 .9 0) VP -A RR (0 .2 0x 0. 90 )

VP(0.2

5x0.4

0)

VP(0.2

5x0.4

0)

VP(0.2

5x0.4

0)

VP(0.2

5x0.4

0)

VP(0.2

5x0.4

0)

VP(0.2

5x0.4

0)

VP(0.2

5x0.4

0)

VP(0.2

5x0.4

0)

VP(0.2

5x0.4

0)

VP(0.2

5x0.4

0)

VP-(0.20x0.40) VP-(0.20x0.40) VP-(0.20x0.40) VP-(0.20x0.40) VP-(0.20x0.40)


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ANALISIS ESTRUCTURALETABS


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MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE CHILCA MEMORIA DE C LCULO

CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS:

DERIV S

h piso 1 = 450 cm

h piso 2 = 310 cm

NTE-030

Story Point Load X Y Z DriftX DriftY DIX *1000 DIY *1000

STORY2 D2 DINAMICOXX MAX 0.0022 0.006 6.7742E-06 0.00004STORY2 D2 DINAMICOXX MIN -0.0022 -0.006

STORY2 D2 DINAMICOYY MAX 0.0029 0.361 0.000774194 0.00406

STORY2 D2 DINAMICOYY MIN -0.0029 -0.361

STORY1 D1 DINAMICOXX MAX 0.0001 0.0036 2.2222E-07 0.00000

STORY1 D1 DINAMICOXX MIN -0.0001 -0.0036

STORY1 D1 DINAMICOYY MAX 0.0012 0.121 0.000268889 0.00141

STORY1 D1 DINAMICOYY MIN -0.0012 -0.121

MAX. VALOR 0.00004 0.00406

DIRECCION XX: SISTEMA DE ALBAILERIA (LIMITE DE DESPLAZAMIENTO LATERAL = 5)

DIRECCION YY: SISTEMA MIXTO (LIMITE DE DESPLAZAMIENTO LATERAL =7)


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memoria de cÁlculo 001

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