memoria de calculo hotel2

7/25/2019 Memoria de Calculo Hotel2

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MEMORIA DECLCULO

ESTRUCTURAL

PROYECTO:

AMPLIACION DE MAISON PLAZAHOSTAL E.I.R.L

MOQUEGUA, JULIO DEL 2013


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PROYECTO: AMPLIACION DE HOTEL MAISON PLAZA HOSTAL E.I.R.L MEMORIA DE CALCULO

MEMORIA DE CLCULO ESTRUCTURAL

1. GENERALIDADES

1.1NOMBRE DEL PROYECTO

AMPLIACION DE HOTEL MAISON PLAZA HOSTAL E.I.R.L

1.2

OBJETIVO

Realizar el anlisis y diseo estructural de una edificacin destinada a brindar servicios dehospedaje en concordancia con las normas respectivas.

1.3

DESCRIPCION DEL BLOQUE ESTRUCTURAL

La estructura cuenta con dos niveles existentes de albailera estructural y sistemaaporticado.Para su ampliacin, se plantea 02 niveles superiores manteniendo el mismo sistema deprticos y muros de albailera confinada en dos direcciones. Dicha configuracinestructural adems presenta una losa aligerada de 0.20m de espesor ubicada en todos losniveles y una losa maciza ubicada en zonas de probable torsin de vigas, esto con el fin deasegurar la correcta transmisin de cargas.

Los criterios fundamentales con los que se ha concebido la estructura son losrecomendados por la estructuracin debido a la carga ssmica, los cuales son:

1.3.1 CONCEPCIN DE LA SUPERESTRUCTURA.Las vigas estructurales se han dimensionado segn los criterios prcticos (h=L/ 11a L/ 16) y posteriormente en base a los resultados de cmo trabajan, se ha reducidoo se han ampliado las secciones tpicas.Las columnas centrales que llevan pocos esfuerzos ssmicos (y grandes cargasaxiales) se han predimensionado ssmicamente considerando la necesidad de tenerpor lo menos el 80% del peralte de las vigas, de tal forma que durante los sismoseveros y cuando se puedan conformar rtulas plsticas, stas se formen en lasvigas y nunca en las columnas.Los muros de cortante se han orientado en ambas direcciones otorgando suficienterigidez lateral del edificio frente a las cargas ssmicas.

1.3.2 CONCEPCIN DE LOS ELEMENTOS NO ESTRUCTURALESLos elementos no estructurales son toda la carpintera metlica, madera y muros detabiquera con que contar la edificacin; debiendo aislarse todos los elementos noestructurales de la estructura para que tenga libre juego y pueda oscilar librementesin que la superestructura la deforme, para lograr ello se han colocado juntas deseparacin para garantizar un adecuado comportamiento. El aislamiento de lostabiques se har de acuerdo a los planos de estructuras, ademsarquitectnicamente debern hacerse bruas en las zonas donde existan juntas deseparacin con tecknopor.


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2. CARGAS

2.1

CARGA MUERTA

Peso especfico del concreto armado = 2400kg/ m

Peso Especfico de muros albailera = 1800kg/ mPeso de piso terminado = 100kg/ mPeso del aligerado = 300kg/ m

Aclaracin importante: En el anlisis con el programa Etabs Nonlinear v9.7.2, el peso propio de todos los

elementos estructurales estn incluidos automticamente a travs de la opcin SelfWeight Multiplier, el cual est escalado por 1.00 para tomar el 100% del pesopropio, ya que segn la definicin de materiales, se cuenta con la geometra y el pesounitario de los mismos. Adicionalmente a la losa aligerada se le ha colocado100kg/ m de piso terminado.

Como el estado de carga muerta DEAD se ha definido de tal manera que ste yaincluya el peso propio de la estructura, cuando se realice el anlisis ssmico de ambosbloques, sobre todo en lo referente a la inclusin de las participaciones de las masas(matriz diagonal de masas), sta se considere slo a partir de los estados de cargadefinidos (slo carga muerta 100% y 25% de carga viva) y ya no se incluya la opcinMass Definition from elements, puesto que se estara duplicando la masa de loselementos ya incluidos en el metrado del peso propio.

2.2

CARGA VIVA

De acuerdo con la norma E-020 de cargas se ha considerado:

Carga viva ambientes de hospedajes = 0.20 T/ m (200kg/ m) Carga viva en corredores y escaleras = 0.40 T/ m (400kg/ m) Carga viva mnima en azoteas = 0.10 T/ m (100kg/ m)

Las cargas vivas han sido directamente aplicadas sobre la losa aligerada y maciza de 0.20mde espesor respectivamente. La losa aligerada fue definida como un elemento tipo Deck

Figura 01Estados decarga muerta, carga viva, carga ssmica esttica y empujelateral del suelo

Etabs Nonlinear v9.7.2

CM : carga muerta

CV : carga viva

SX : sismo en X

SY : sismo en Y

PS : empuje lateral


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Section y la losa maciza fue definida como un elemento tipo Slab Section que traecomo opcin el programa Etabs Nonlinear v9.7.2

2.3CARGA SSMICA

Para la generacin del Espectro Ssmico de Aceleraciones segn el Reglamento E-030-2006, se usaran los siguientes coeficientes:

Z = 0.4 (zona 3 para la regin Moquegua)U = 1.0 (importancia fundamental de la estructura-TIPO C)

S = 1.2 (correspondiente a un suelo intermedio)Tp = 0.6 seg (periodo del suelo asociado al factor de suelo S)g = 9.81 m/seg (aceleracin que genera la fuerza de gravedad sobre las masas)

Factor de reduccin ssmica por ductilidadRx = 7 = 7.00 para XX Sistema dual de prticos y muros de corteRy = 7 = 7.00 para YY Sistema dual de prticos y muros de corte

Factor de Amplificacin ssmica FAD:Estos valores C(t) son dependientes del periodo asociado a la estructura y en todos loscasos deben ser C(t)


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En la figura 04 se observa el grafico de los valores tabulados

2.4

PARTICIPACION DE LA MASA

Para el bloque estructural del proyecto en mencin como se dijo anteriormente, se definela participacin de masas a partir nicamente de la masa procedente de los estados decarga, con un 100% de la masa obtenida por la carga muerta (que ya est incluido el peso

propio de la estructura y piso terminado) y con el 25% de participacin de la carga vivaaplicada sobre la losa aligerada y maciza segn sea el caso.En la figura 05 se observa el cuadro de definicin de participacin de la masa en laestructura.

3. CHEQUEOSREGLAMENTARIOS

3.1FUERZA BASAL MINIMA PARA EL ANALISIS SISMICO

De acuerdo con el Reglamento sismorresistente E-30 - 2006, la fuerza basal mnima parael anlisis dinmico de una estructura regular debe ser como mnimo un 80% de la fuerzabasal obtenida por el anlisis ssmico esttico. El cortante basal esttico es un porcentaje(%) del peso de la estructura, adems debemos verificar siempre que C/R > 0.125. Encaso de verificar lo anterior, deberemos amplificar la carga ssmica dinmica para cumplirla exigencia de la norma respectiva.

Figura 04EspectrodeAceleraciones del Bloque01


Figura 05Participacin demasa a partir delas cargas

aplicadas directamentea la estructuraEtabs Nonlinear v9.7.2


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3.2CHEQUEO DE LOS DESPLAZAMIENTOS MAXIMOS

La norma nos indica que la distorsin angular (deriva) escalada en el factor de reduccinR, debe ser inferior que 0.005 para muros de albailera estructural y en el caso demuros de concreto y prticos, este valor tambin debe ser inferior que 0.007

El desplazamiento inelstico, ser la tangente trigonomtrica del desplazamiento mximoelsticos y la altura en donde se produce tal desplazamiento.

Para ambos casos se generar una combinacin DESPXX y DESPYY, que contempla el100% de carga muerta, 25% carga viva y el 100% de la carga de sismo actuando en cadauna de las direcciones.

3.3PERIODOS DE LA ESTRUCTURA

Segn la norma sern crticos los 3 primeros periodos traslacin XX, traslacin YY,rotacin ZZ

3.4PARTICIPACION MODAL

Deber chequearse que la participacin modal esttica y dinmica supere el valor de 90%.Los 3 primeros modos son fundamentales y se reflejan en su participacin. El primermodo corresponde a la traslacin XX, el segundo modo a la traslacin YY y el tercermodo a la rotacin en planta ZZ

4. ESTADOSDE CARGASY COMBINACIONESDE DISEO

4.1ESTADOS DE CARGA EN LA ESTRUCTURA

Para el anlisis estructural del proyecto se ha establecido los siguientes estados de carga

D (dead) = carga muertaL (live) = carga vivaE (earthquake) = carga de sismo

4.2COMBINACIN DE ESFUERZOS

Los estados de carga han sido amplificados segn el reglamento, para poder ejecutar losdiseos en concreto armado, las combinaciones usadas son:

Comb1: U = 1.40 D + 1.70 LComb2X: U = 1.25 D + 1.25 L + 1.0 ExComb2Y: U = 1.25 D + 1.25 L + 1.0 Ey

Comb3X: U = 1.25 D + 1.25 L - 1.0 ExComb3Y: U = 1.25 D + 1.25 L - 1.0 EyComb4X: U = 0.90 D + 1.0 ExComb4Y: U = 0.90 D + 1.0 EyComb5X: U = 0.90 D - 1.0 ExComb5Y: U = 0.90 D - 1.0 Ey


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Debido a que la carga de sismo acta en dos direcciones Ex e Ey, estascombinaciones se establecen para cada direccin. Adems se han conformado lascombinaciones denominadas envolventes ENVOLX y ENVOLY de esfuerzos(fuerza axial, fuerza cortante y momento flector) que consideran los mximos valorespara el diseo en concreto armado de los elementos estructurales en XX e YY.

5. ANALISISESTRUCTURAL Y DISEO

5.1PROCEDIMIENTOS DEL ANLISIS SISMICO Y ESTRUCTURAL

El anlisis empleado est basado en el mtodo de rigideces por procedimientosmatriciales. El anlisis ssmico dinmico empleado en este trabajo est basado en elmtodo dinmico de la Aceleracin Espectral cuyos valores sern sacados de la NormaE-030-2006, se ha realizado un modelo de diafragma rgido considerando 3 grados delibertad por nivel (desplazamiento en XX e YY y la rotacin en ZZ)

El anlisis ssmico se ha elaborado mediante el programa de computadora ETABSNonlinear v9.7.2 (EXTENDED 3D ANALYSIS OF BUILDINGS SYSTEMS).

De acuerdo con las exigencias del reglamento E-030-2006, y teniendo en cuenta que esuna estructura irregular, se chequear que la carga mnima de Anlisis ssmico dinmicoreal para la estructura sea el 90% del cortante basal esttico.

Para cumplir esta exigencia se han encontrado factores de correccin o escalamiento de lacarga ssmica dinmica ya que siempre el cortante basal esttico ser mayor que eldinmico, ya que es un mtodo ms conservador. (Ms rstico)Respecto del modelaje Estructural: la losa aligerada (de 20cm de espesor) ha sidomodeladas como elemento tipo Deck y sobre ste han sido distribuidas las cargas muertasy las cargas vivas. Los muros de cortante de concreto y de albailera han sido modeladoscomo elementos laminares tipo Shell, mientras que las vigas y columnas de concretorestantes se modelaron como tipo Frame (elementos reticulares).Sobre este sistema completo se ejecutaron las combinaciones de cargas reglamentariastanto de servicio como en la rotura para ejecutar los chequeos y los diseosrespectivamente.

5.2DISEO

Todos los elementos estructurales se han verificado en base a todas las combinaciones deesfuerzos y para verificar la resistencia de los elementos estructurales se han empleado lasecuaciones proporcionales por la Norma E-060 de Concreto Armado y en algunos casosse ha empleado el cdigo de edificacin ACI-318-95.Para el diseo de los elementos estructurales se ha usado frmulas de concreto armado

para elementos en flexin (vigas) y flexocompresin (muros de concreto y columnas) conel diseo a la rotura en concreto armado y cargas de servicio para los dimensionamientosy chequeos.Para el diseo de los muros de cortante, se usar el mtodo de la comprobacin desecciones usando el programa CSICOL v8, teniendo como base la cuanta mnima en losncleos (columnas) de 1% como mnimo y el acero de reparticin en las almas de talesplacas.Los tabiques de cierre de albailera han sido diseados para soportar cargasperpendiculares a su plano usando el mtodo del ASD (diseo por esfuerzos permisibles)


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Los muros de albailera que estn distribuidos en las direcciones XX e YY, han sidomodelados como elementos tipo paredes Shell, y estos al igual que las placas de concretoarmado, toman un porcentaje del cortante de sismo y son diseados por corte teniendoen consideracin conformar ncleos de concreto (confinamientos verticales) en losextremos de los mismos como mnimo y confinamientos horizontales (vigas) que debenguardar relacin con las vigas y columnas estructurales que pertenecen a los prticos.

6. TRATAMIENTO ESTRUCTURAL

6.1

MODELAJE DE LA ESTRUCTURA

Considerando la Arquitectura del proyecto, se ha ejecutado una estructuracin siguiendolos lineamientos de la estructuracin por carga ssmica generndose el siguiente modelo:

En tal puede observarse la estructura con vigas y columnas (frame), la losa aligeradatipo Deck, y los muros de albailera confinada tipo Wall (Shell), los parapetos dealbailera fueron modelados como cargas distribuidas en los elementos reticulares.

6.2CORTANTE BASAL MINIMO REGLAMENTARIO PARA ANALISIS

De acuerdo con la Norma Peruana E-030-2006, debemos obtener un Cortante BasalDinmico para el Anlisis Ssmico aplicativo de tal manera que ste cortante no seainferior que el 80% del Cortante Ssmico Esttico, cuando se tiene una estructuraregular en planta, y 90% para el caso de estructura irregular (nuestro caso).Como es obvio, el Cortante Esttico que es ms conservador o rstico siempre va a sersuperior que el Cortante Dinmico directo, por lo tanto deber hacerse las correcciones oamplificaciones respectivas para cumplir con el requisito de equivalencia del 90% exigido(factores de escalamiento).El peso de la edificacin (cuyo porcentaje es el cortante esttico), se ha obtenido como la

suma de la carga muerta (peso propio + CM) y considerando un 50% de la carga vivaplena en todos los niveles.Los muros tabiques aislados (muros de soga) han sido considerados como carga muertaaplicada sobre las vigas correspondientes.

Nota:

La combinacin denominada PESO responde a asignacin del 100% de carga muerta y25% de carga viva. Mencionada combinacin fue definida como lo indica la Figura 08.

Figura 06Pesodela Estructura (1670.37Ton)



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El cortante basal esttico se calcula de acuerdo ala Norma E-030 del Reglamento Nacional deEdificaciones, mediante la frmula siguiente:

A continuacin se presenta el cortante basal esttico calculado por el softwareestructural

6.3

DESPLAZAMIENTOS MAXIMOS PERMISIBLES

Se ejecutaran los chequeos de los drifts (desplazamientos) para stas condiciones de100% carga muerta + 25% de carga viva + 100% de carga ssmica, en ambas direcciones.

Los desplazamientos laterales se calcularan multiplicando por 0.75R los resultadosobtenidos del anlisis lineal y elstico con lassolicitaciones ssmicas reducidas.

Z 0.40

U 1.00

C 2.50

S 1.20

Rx 7.00Ry 7.00

P 1670.37

PR

SCUZV *

***

estructuraladetotalpeso

sismicareducciondecoef.

suelodelfactor

sismicaionamplificacdecoef.

usodefactorzonadefactor

P

R

S

C

UZ

tonV

V

X

X

349.286

)37.1670(*00.7

)2.1)(5.2)(0.1)(40.0(

tonV

V

Y

Y

349.286

)37.1670(*00.7

)2.1)(5.2)(0.1)(40.0(

Figura 07Combinacion decarga PESO


Figura 08CortanteEstaticoVx=Vy=276.27Ton



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Los mximos desplazamientos elsticos en la estructura de concreto armado y albaileraestructural deben ser menores que 0.007 y 0.005 respectivamente

Chequeo de los desplazamientos permisibles:

Dxx=0.000424m*7.00/3.20m = 0.00069 < 0.007 Ok!! en la direccin XXDyy=0.000430m*7.00/3.20m = 0.00070 < 0.007 Ok!!en la direccin YY

6.4

PERIODOS DE LA ESTRUCTURA

Una vez ejecutado el anlisis ssmico dinmico con las cargas de sismo anteriores, seencontr los siguientes periodos para la estructura. El primer modo (1) corresponde a ladireccin XX, el segundo (2) a la direccin YY, y el tercer modo (3) es el modo rotacionalen el eje Z.

Figura 09Comoseobserva el mximodesplazamientoen XX seda en el nudo

263 yel mximodesplazamientoen YY seda en el nudo289Etabs Nonlinear v9.7.2


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PARTICIPACION MODAL

De acuerdo a norma, la participacin modal esttica y dinmica debe superar el 90%

StatPercent =Porcentaje de Participacin EstticaDynPercent =Porcentaje de Participacin Dinmica

6.6

DISTORSION ANGULAR

De acuerdo a las recomendaciones del Ing. Blanco Blasco, la relacin entre eldesplazamiento del centro de rigidez y centro de masa (en cada direccin) no debe sermayor que 1.3

Figura 10Periodos dela estructuraEtabs Nonlinear v9.7.2

Figura 11Participacin modal esttica y dinmica en la estructura > 90% OK!!



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Chequeo de distorsin angular:

DAxx=8.224/6.936 = 1.185 < 1.30 Ok!! en la direccin XXDAyy=19.210/15.639 = 1.229 < 1.30 Ok!!en la direccin YY

7. CONCLUSIONESY RECOMENDACIONES

Para el anlisis estructural de la edificacin se hizo uso del programa Etabs Nonlinear v9.7.2,con el cual se verifico los desplazamientos globales. As mismo para el diseo de la losaaligerada se hizo uso del programa SAP2000 v.15.000

La presente estructura cumple con los desplazamientos mnimos de acuerdo a lo estipulado enel Reglamento Nacional de Edificaciones E-030, as mismo la distorsin angular se encuentra

dentro de los parmetros mnimos permitidos.

Finalmente se utiliz el programa Safe12.3.1 para la verificacin de la cimentacin existente.Es en este sentido importante resaltar que se encontraron tracciones tolerables en lascimentaciones. Sin embargo, el clculo y verificacin de la cimentacin no es parte de lapresente memoria de clculo. Por lo tanto, de existir fallas debido a asentamientos diferencialesy/ o fallas de rigidez lateral en la sub estructura (por no tener sendas vigas de cimentacin)durante un sismo de periodo considerable, no sera responsabilidad del que suscribe,

Cualquier cambio sustancial y/o elemental del sistema estructural ameritar un ajuste de losclculos para la edificacin en mencin

Figura 12Centros deMasas y Centros deRigidez por nivel


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