memoria de calculo2-a

MUNICIPALIDAD DISTRITAL GERENCIA DE DESARROLLO DISTRITALALTO DE LA ALIANZA SUB. GERENCIA DE ESTUDIOS

Memoria de Calculo 2, Mejoramiento y Construcción de Infraestructura Estadio Maracaná I Etapa – Sistemas estructurales

1.- Descripción del Proyecto.-La presente memoria de cálculo corresponde al diseño de las estructuras portantes, por encima de la cimentación.

La memoria de cálculo ha sido desarrollada en hojas de cálculo Excel adjuntas donde se ha considerado:1º Metrado de Cargas2º Análisis Estructural – Programa SAP 20003º Diseño del Elementos y Verificaciones

Los datos asumidos están indicados en las hojas de cálculo, y corresponden a la geometría de la Arquitectura, así como las características de la Zona y en conformidad con la Reglamentación de diseño Vigente.

2.- Estructuración.-El pabellón esta conformado por un edificio central y dos edificios laterales simétricos, separados por una junta sísmica que permite a cada uno de ellos tener un comportamiento independiente.Para la Estructuración se está considerando a la edificación como un sistema aporticado de columnas y vigas, rigidizado con placas de concreto armado.No se ha considerado un diafragma rígido por accíon de las graderías para el calculo de los desplazamientos. Todos los elementos no estructurales se han separado de la estructura principal por medio de juntas sísmicas de 1 ½” de espesor.El pabellón se ha analizado considerando una altura total de 1 piso. El diseño y detallado se realizó en concordancia con el proyecto Arquitectónico.

MODELO ESTRUCTURAL


3.- Resumen de los Parámetros Sísmicos.-Se han considerado los siguientes Parámetro Sísmicos

Sa Aceleración Espectral

Z Factor de Zona Z= 0.4 (Zona 3)U Factor de Categoría de

EdificaciónU=1.3 (Categoría “B”, Edificaciones

Importantes”)S Parámetro de Suelo S= 1.2 (Suelo tipo S2)

Tp= 0.6 segC Factor de Amplificación

Sísmica

R Coeficiente de Reducción Sistema Pórticos de Concreto Armado, R=8g Aceleración de la gravedad 981cm/seg2

A partir de estos valores se determinó el espectro inelástico de pseudos aceleraciones, los cuales permitirán realizar el análisis sísmico de las tribunas.

4.- Normas y Códigos.-Para el análisis y diseño se utilizaron los siguientes códigos y normas:

Norma Peruana E-020 – Cargas Norma Peruana E-030 – Diseño sismo Resistente Normas del American Concrete Institute ACI 318-99 Norma Peruana E-070 - Albañilería Norma Peruana E-060 – Concreto Armado y Comentarios Reglamento Nacional de Construcciones

5.- Cargas de Diseño.-Se ha considerado los pesos propios y la carga viva según reglamento (Ver memoria de Calculo 1)

Peso Unitario del Concreto 2400Kg/m3 Sobrecarga por m2 en graderías 500kg/m2 Cargas puntuales transmitidas a las columnas por los apoyos de los tijerales:

Cargas de servicio, sin mayoraro Pdy = 7,738 Kg; Pdz= 12,065 Kgo Ply = 5,256 Kg; Plz= 8,268 Kgo Psismoy = 16,417 Kg; Psismoz= 11,337 Kg

6.- Análisis y Diseño.-


El análisis estructural se efectuó por métodos elásticos, los mismos que consideraron el comportamiento de los materiales que conforman las diversas estructuras y sus capacidades para tomar cargas de gravedad y fuerzas sísmicas.

Para el análisis Sísmico se utilizo un programa de computadora que resuelve la estructura tridimensionalmente SAP 2000 v 10.1.0 , modelando la estructura matricialmente. Se adjuntan hojas con los resultados del análisis estructural.

El diseño en concreto armado y albañilería se realizó en concordancia a las normas técnicas correspondientes, utilizando hojas de calculo Excel las cuales se adjuntan a la presente memoria.

7.- Resultados.

7.1 Periodos de Vibración

Se definieron 6 periodos de vibración, 3 en cada dirección por cada tribuna (central y laterales). El primer modo es en la dirección Y-Y (ejes numéricos) en la tribuna central, donde se obtuvo un periodo de 0.324 seg. El segundo modo de vibración se presenta en la dirección X-X (ejes alfabéticos) en la tribuna lateral, el cual tiene un periodo de 0.308 seg. El tercer modo de vibración se presenta en la dirección Y-Y (ejes numéricos), con un periodo de 0.302 seg. En todos los caso se tiene un total de masa efectiva de 95%.

MODOS DE VIBRACION DE LA ESTRUCTURA

7.2 Desplazamientos Máximos Esperados

El máximo desplazamiento según la NTE E-030 se obtiene multiplicando el valor calculado por el 75% del factor de Reducción R. En las siguientes figuras se puede observar los desplazamientos calculados por el programa en centímetros, ante la fuerza sísmica de diseño. Los valores 1,2 y 3 del programa, corresponden a las direcciones X-X, Y-Y y Z-Z respectivamente.


DESPLAZAMIENTOS ABSOLUTOS – DIRECCION X-X

DESPLAZAMIENTOS ABSOLUTOS – DIRECCION Y-Y

En la presente tabla se resumen lso desplazamientos máximos totales y relativos en cada nivel, calculados según al norma vigente. Los valores listados con el encabezamiento Dirección X se refieren a los componentres de desplazamiento según X-x cuando el sismo actúa en esa


dirección. Análogamente, los valores con el encabezamiento Dirección Y, se refieren a las componentes de desplazamiento y-Y producidas por al acción sísmica en esa dirección.

DESPLAZAMIENTOS

PORTICODESPLAZAMIENTO DE

PISODESPLAZAMIENTO

RELATIVODISTORSION

DIRECC.X-X

DIRECC.Y-Y

DIRECC.X-X

DIRECC.Y-Y

DIRECC.X-X

DIRECC.Y-Y

CENTRAL .794x.75x8= 4.76cm

.668x.75x8= 4.008cm

4.76 4.01 0.0048 0.0040

LATERAL .615x.75x8 = 3.69cm

.122x.75x8 =0.732cm

3.69 0.73 0.0041 .00081

El desplazamiento máximo permitido por la norma en este caso es de 0.7% de la altura. En las dos ultimas columnas puede observarse las distorsiones en la dirección X-X e Y-Y, se tiene un valor máximo de 0.48% y 0.40% respectivamente. En conclusión, la estructura tiene rigidez suficiente para cumplir los requisitos de la norma E-030.

7.3 Cortante en la base.Del Análisis dinámico se obtiene cortantes en al base iguales a 246 Ton en la dirección X-X y 238 ton en la dirección Y-Y.Si comparamos estos valores con el 80 % de la fuerza cortante en al base, entonces no es necesario escalara estos resultados, ya que se cumple con lo mínimo indicado por al NTE E-030.Fuerza cortante en la base:

V= ZUSCP/R V 0.4x1.3x1.2x2.5/8 x 1500Ton = 292 Ton80% V = 234 Ton < 238 Ton (Análisis Dinámico) Correcto

7.4 Diseño de los elementos estructurales.Para el Diseño de los elementos estructurales se toma los valores del analisis estructural y se diseña de acuerdo a las normas de Concreto Armado E-060 y Sismo Resistente E-030. Se adjunta los cálculos correspondientes en hojas de Excel.

8.- Características mecánicas de los elementos.-Todos los elementos se han considerado homogéneos tanto en su forma como en su calidad.Resistencia a compresión del concreto f’c= 210 Kg/cm2Resistencia a la fluencia del Acero fy= 4200 Kg/cm2Modulo de elasticidad del Concreto Ec= 200,000 Kg/cm2Modulo de elasticidad del Acero Es = 2’000,000 Kg/cm2

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