memorias de cálculo

5/14/2018 memorias de cálculo - slidepdf.com

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AUTORIZADO POR: …. DISEÑADO POR: Juan Sebastián Monsalve G.

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REVISADO POR: Irvin AlbertoMosquera

PROYECTO:DISEÑO ESTRUCTURAL VIVIENDA DE TRES PLANTAS

INTERESADO:YHOJAN GONZALEZ VARGAS

LOCALIZACIÓN:CALLE EL MATADERO N°6-18, REMEDIOS-ANTIOQUIA

CONTIENE:MEMORIAS DE CÁLCULO

DISEÑÓ:Juan Sebastián Monsalve Giraldo

REVISÓ:Irvin Alberto Mosquera Mosquera

AUTORIZÓ:…

FEBRERO DE 2012




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DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ESTRUCTURAL.

El proyecto planea construir una edificio de 3 niveles en el municipio de Remediosperteneciente al departamento de Antioquia.

La estructura portante ante cargas verticales y horizontales es un pórticotridimensional en concreto reforzado, compuesto de columnas de 20cm x 40cm,vigas principales de 30cm x 30cm, vigas de fundación de 30cm x 30cm. Las vigasde amarre de la estructura están conformadas por vigas de 30cmx 30 cm.

Para la cubierta se propone un entramado de vigas sobre los muros. El pórtico sediseña para capacidad moderada de disipación de energía (DMO) con un

coeficiente R0= 5. La estructura está ubicada en zona de amenaza sísmica media.El sistema de entrepiso estará conformado por losa aligerada en dos direcciones encasetón recuperable que actúan como diafragma rígido en la estructuraotorgándole a la estructura un mejor comportamiento ante cargas sísmicas, elproyecto estructural propone un sistema aporticado en concreto reforzado, conmuros divisorios y de fachadas en bloques de mampostería convencional.

La estructura se cimentará en zapatas de 1.5m x 1.5m en concreto reforzado conprofundidad de 30 cm, esta cimentación es capaz de transmitir de maneraadecuada las cargas al suelo de fundación.

Todo el sistema se analizó y diseñó, cumpliendo con el Reglamento Colombiano deConstrucciones Sismo Resistente (NSR-10). Para el análisis de los elementosestructurales se utilizó el programa “SAP 2000 V.14”.

El pre- dimensionado de los elementos estructurales, se realizó con base a lastablas existentes en el Título C (Capítulo vigas y capítulo columnas) y finalmentefueron chequeadas las cuantías de refuerzo, para que estuvieran dentro de loslímites establecidos por las norma.

Para el chequeo de las “Derivas” se elaboró una hoja de cálculo en Excel que

incluía los parámetros y recomendaciones del Título A de las norma sismoresistente.

El análisis sísmico se realizó por el método dinámico espectral.




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GENERALIDADES

2.1. CARGAS DE MAYORADAS Y DE SERVICIO

Las cargas de servicio fueron calculadas según lo expuesto en los capítulos B.3 yB.4 de la NSR-10 en cada nivel de la estructura.

Carga típica de la estructura.

LOSA EN DOS DIRECCIONES

CARGAS MUERTAS (D) kN/m2- Loseta 1.20- Nervio 1.44- Casetón recuperable 0.25- Particiones 1.50- Acabados 1.50

- Recubrimiento inferior 0.10TOTAL CARGA MUERTA 6.0

CARGAS VIVAS (L) 1.8

CARGA DE SERVICIO (D+L) 7.8

CARGA MAYORADA (1.2D+1.6L) 10.1

Carga en las cubiertas

CARGAS MUERTAS (D) kN/m2- Teja de barro 0.80

-Alistado de la cubierta 0.18

-Impermeabilización 0.15

Cielo Falso 0.15TOTAL CARGA MUERTA 1.3

CARGAS VIVAS (L) 0.35




4


CARGA DE SERVICIO (D+L) 1.6

CARGA MAYORADA (1.2D+1.6L) 2.1

2.2. PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

.

Los elementos de concreto reforzado sometidos a flexión deben diseñarse para quetengan una rigidez adecuada con el fin de limitar cualquier deflexión que pudieseafectar adversamente la resistencia o el funcionamiento de la estructura. Tomandola condición de una viga con extremos continúo de la tabla C.9.5.a

Para

h = L/21

=> h= 0.25m

Los peraltes utilizados en las diferentes vigas y nervios superan en mínimo.

REQUISITOS GENERALES DEL DISEÑO SISMO RESISTENTE

3.1 ZONA DE AMENAZA SISMICASegún la tabla A.2.3-1 NSR-10 la edificación del proyecto se encuentra en zona deamenaza sísmica media.

3.2 COEFICIENTES (Aa) y (Av)Los coeficientes de aceleración horizontal pico efectiva y de velocidad horizontalpico efectiva fueron seleccionados de las Fig A.2.3-2 Y A.2.3-3 NSR-10, y son losque se presentan a continuación:

Aceleración horizontal pico efectiva(Aa): 0.15Velocidad horizontal pico efectiva(Av): 0.20




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3.3 DEFINICIÓN DEL TIPO DE PERFIL DE SUELO Y DE LOS COEFICIENTES Fay FvSegún la tabla A.2.4-1 NSR-10 el perfil de suelo correspondiente al perfil tipo C.

Teniendo definidos el tipo de suelo y los valores de Aa y Av se puede obtener losvalores Fa y Fv de las tablas A.2.4-3 Y A.2.4-4.

La capacidad portante por punta del terreno según el estudio de suelo es de 15Ton/m². A continuación se presentan los valores obtenidos.

Tipo de perfil de suelo C

Coeficiente de amplificación delsuelo para periodos cortos (Fa):

1.2

Coeficiente de amplificación delsuelo para periodos intermedios(Fv):

1.65

3.4 COEFICIENTE DE IMPORTANCIA (I)

Según la tabla A.2.5-1 NSR-10. Clasifica la importancia de la edificación conrespecto para clasificarlo según su importancia en la atención y recuperación de laspersonas después de la ocurrencia de un sismo. El coeficiente de importanciacorrespondiente a los proyectos de edificaciones con ocupación residencial esI=1.0.

3.5 ESPECTRO ELASTICO DE ACELERACIÓN DE DISEÑOLa forma del espectro elástico de aceleraciones, Sa expresada como fracción de lagravedad, para un coeficiente del 5% del amortiguamiento crítico, que se debeutilizar en el diseño se da en la figura A.2.6-1 NSR-10, con sus correspondientesecuaciones. Para la estructura en cuestión y según los factores anteriormentedefinidos, el espectro elástico de Diseño correspondiente se presenta en la figurasiguiente.

Según el literal A.4.2-2 NSR-10 el valor T del periodo puede ser igual al periodoaproximado, Ta, que se obtenga por medio de la ecuación A.4.2




6


Uso de la Estructura I = 1.00

Perfil del Suelo S = C

Coeficiente de amplificación del suelo para periodos cortos (Fa):1.20

Coeficiente de amplificación del suelo para periodos intermedios(Fv): 1.65

Aceleración pico esperada Aa = 0.15

Velocidad horizonta pico efectiva (Av): 0.20

ESPECTROT

[s] Sa [g]

0.00 0.45

0.05 0.45

0.10 0.45

0.15 0.45

0.20 0.45

0.25 0.450.30 0.45

0.35 0.45

0.40 0.45

0.45 0.45

0.50 0.45

0.55 0.45

0.60 0.45

0.65 0.45

0.70 0.45

0.75 0.45

0.80 0.45

0.85 0.45

0.90 0.44




7


0.95 0.4168421

1.00 0.396

1.05 0.3771429

1.10 0.36

1.15 0.3443478

1.20 0.33

1.25 0.31681.30 0.3046154

1.35 0.2933333

1.40 0.2828571

1.45 0.2731034

1.50 0.264

1.55 0.25548391.60 0.2475

1.65 0.24

1.70 0.2329412

1.75 0.2262857

1.80 0.22

1.85 0.2140541

1.90 0.2084211

1.95 0.2030769

2.000.1982.05 0.1931707

2.10 0.1885714

2.15 0.184186

2.20 0.18

2.25 0.176

2.30 0.17217392.35 0.16851062.40 0.1652.45 0.1616327

2.50 0.15842.55 0.15529412.60 0.15230772.65 0.1494342.70 0.14666672.75 0.1442.80 0.1414286




8


2.85 0.13894742.90 0.13655172.95 0.1342373

3.00 0.1323.05 0.12983613.10 0.12774193.15 0.12571433.20 0.123753.25 0.12184623.30 0.123.35 0.1182093.40 0.11647063.45 0.1147826

3.50 0.11314293.55 0.11154933.60 0.113.65 0.10849323.70 0.1070273.75 0.10563.80 0.10421053.85 0.10285713.90 0.10153853.92 0.1010204

3.95 0.10025324.00 0.098014.05 0.09560494.10 0.09328734.15 0.0910534.20 0.0888984.25 0.08681854.30 0.08481124.35 0.08287284.40 0.0814.45 0.079194.50 0.077444.55 0.07574744.60 0.07410964.65 0.07252454.70 0.07098964.75 0.0695029




9


4.80 0.06806254.85 0.06666644.90 0.0653128

4.95 0.0645.00 0.06272645.05 0.06149045.10 0.06029075.15 0.05912565.20 0.05799415.25 0.05689475.30 0.05582635.35 0.05478775.40 0.0537778

5.45 0.05279565.50 0.051845.55 0.05091025.60 0.05000515.65 0.0491245.70 0.04826595.75 0.04743025.80 0.04661595.85 0.04582255.90 0.0450491

5.95 0.04429526.00 0.043566.05 0.0428436.10 0.04214356.15 0.0414616.20 0.0407956.25 0.04014496.30 0.03951026.35 0.03889046.40 0.03828526.45 0.03769396.50 0.03711626.55 0.03655176.60 0.0366.65 0.03546076.70 0.03493346.75 0.0344178




1


6.80 0.03391356.85 0.03342026.90 0.0329376

6.95 0.03246547.00 0.03200337.05 0.03155097.10 0.03110817.15 0.03067467.20 0.030257.25 0.02983427.30 0.02942697.35 0.02902797.40 0.028637

7.45 0.02825397.50 0.02787847.55 0.02751047.60 0.02714967.65 0.02679587.70 0.0264497.75 0.02610887.80 0.02577517.85 0.02544787.90 0.0251267

7.95 0.02481178.00 0.02450258.05 0.02419918.10 0.02390128.15 0.02360898.20 0.02332188.25 0.023048.30 0.02276328.35 0.02249148.40 0.02222458.45 0.02196238.50 0.02170468.55 0.02145158.60 0.02120288.65 0.02095848.70 0.02071828.75 0.0204821




1


8.80 0.020258.85 0.02002188.90 0.0197975

8.95 0.01957699.00 0.01936

En la figura se presenta el espectro elástico de diseño correspondiente a lascaracterísticas de la edificación y del terreno definidas anteriormente.

Figura . Espectro elástico de Diseño.




1


3.6 TIPO DE SISTEMA ESTRUCTURAL

Según las tablas A.3.2.1, A.3.2, A.3.3 Y A.3.4 de la NSR-10 se reconocen cuatrosistemas estructurales; los cuales se diferencian según los tipos de elementosverticales utilizados para resistir las fuerzas sísmicas y el grado de capacidad dedisipación de energía.

El sistema estructural a utilizar es un sistema de pórticos espaciales, resistente amomentos, esencialmente completo, sin diagonales, que resiste todas las cargasverticales y fuerza horizontales.

3.7 COEFICIENTE DE DISIPACION DE ENERGIA (R)

Según tabla A.3.7 NSR-10. El diseño de los elementos estructurales y susconexiones se realiza cumpliendo los requisitos exigidos para el grado decapacidad de disipación de energía requerido de los materiales. Cuando unaestructura es irregular en planta ó en altura y tenga ausencia de redundancia, el

valor de R, debe reducirse multiplicando por el valor de , dichos valoresse obtienen de la tabla A.3.5 y A.3.6, y del literal A.3.3.8.

Para nuestro caso no existe irregularidad en planta, ni en altura; por tanto loscoeficientes quedan definidos como se muestra a continuación.

Irregularidad en plantaФp: 1 Regular Irregularidad en AlturaФa: 1 Regular

Ausencia de redundancia Фr: 1 Regular Tipo de Estructura: Regular

Coeficiente de capacidad dedisipación de energía para el diseño

(R):

5




1


3.9 ANALISIS DE DERIVAS ( )i

∆

La evaluación de las derivas se realizó según lo estipulado en el numeral A.6.3.1.2NSR-10; donde se define la deriva máxima en cualquier punto del piso i, como la

diferencia entre los desplazamientos totales máximos, de acuerdo con A.6.2.4, delpunto en el piso i y los desplazamientos horizontales totales máximos de un puntolocalizado en el mismo eje vertical en el piso inmediatamente inferior (i-1), por medio de la siguiente ecuación:

En el numeral A.6.4 de la NSR-10 se estipulan los límites de deriva según la

tipología estructural. Para este proyecto en particular se tiene una estructura enconcreto reforzado y su correspondiente deriva máxima se define como el 1% ó el0.010 de la altura de piso correspondiente.

DERIVAS MÁXIMAS CALCULADAS:

NIVEL 1:

DERIVA MÁXIMA PERMITIDA EN (CM) 2.7

DESPLAZAMIENTO MAXIMO CALCULADO EN DIRECCION X (CM) 0.89

DESPLAZAMIENTO MAXIMO CALCULADO EN DIRECCION Y (CM) 0.70

DESPLAZAMIENTO MAXIMO CALCULADO (CM) 1.13

NIVEL 2:DERIVA MÁXIMA PERMITIDA EN (CM) 2.7


DESPLAZAMIENTO MAXIMO CALCULADO EN DIRECCION Y (CM) 0.74DESPLAZAMIENTO MAXIMO CALCULADO (CM) 1.20

NIVEL 3:DERIVA MÁXIMA PERMITIDA EN (CM) 2.7





1


DESPLAZAMIENTO MAXIMO CALCULADO EN DIRECCION Y (CM) 0.39

DESPLAZAMIENTO MAXIMO CALCULADO (CM) 0.59

COMBINACIONES DE CARGA

Las combinaciones de diseño se definen según lo estipulado en el capítulo B.2.4.2de la NSR-10, y se presentan en la tabla 4.1.

DIRECCIÓN DE APLICACIÓN DE LAS FUERZAS SÍSMICAS — En zonas deamenaza sísmica intermedia o alta deben considerarse los efectos ortogonales,

salvo que (1) la estructura tenga diafragmas flexibles o (2) se trate de edificios deun piso (naves industriales o similares) en los cuales no haya irregularidades enplanta del tipo 5P. Los efectos ortogonales pueden tenerse en cuenta suponiendola concurrencia simultánea del 100% de las fuerzas sísmicas en una dirección y el30% de las fuerzas sísmicas en la dirección perpendicular. Debe utilizarse lacombinación que requiera la mayor resistencia del elemento.

De acuerdo a lo definido en el numeral B.2.3.2.1 de la NSR-10; para evaluar lasderivas obtenidas de las deflexiones horizontales causadas por el sismo de diseño,deben utilizarse los requisitos del Capítulo A.6, los cuales exigen que las derivas severifiquen para las fuerzas sísmicas Fs, sin haber sido divididas por R, empleando

1E en vez de 0.7 en las ecuaciones que incluyen E en B.2.3. En la tabla 4.2 sepresentan los combos para la revisión de derivas.

Tabla 4.2 Combos Para la revisión de derivas

COMBOS PARA LA REVISIÓN DEDERIVASDerivaX Carga Muerta +-1.0 sismoxDerivaY Carga Muerta +-1.0 sismoy

Tabla 4.1 Combinaciones de diseño usando el método de resistencia.TABLE: CombinationDefinitions

ComboNameComboT

ypeAutoDes

ign CaseNameScaleFa

ctor Text Text Yes/No Text Unitless

1.4D Linear No DEAD 1.4




1


Add

1.2D+1.6LLinearAdd No DEAD 1.2

1.2D+1.6L viva 1.61.2D+L+0.27Ex+0.08Ey

LinearAdd No DEAD 1.2

1.2D+L+0.27Ex+0.08Ey viva 11.2D+L+0.27Ex+0.08Ey Sismo x 0.271.2D+L+0.27Ex+0.08Ey Sismo y 0.081.2D+L+0.27Ex-0.08Ey


1.2D+L+0.27Ex-

0.08Ey viva 11.2D+L+0.27Ex-0.08Ey Sismo x 0.271.2D+L+0.27Ex-0.08Ey Sismo y -0.081.2D+L-0.27Ex-0.08Ey


1.2D+L-0.27Ex-0.08Ey viva 11.2D+L-0.27Ex-0.08Ey Sismo x -0.271.2D+L-0.27Ex-

0.08Ey Sismo y -0.081.2D+L-0.27Ex+0.08Ey


1.2D+L-0.27Ex+0.08Ey viva 11.2D+L-0.27Ex+0.08Ey Sismo x -0.271.2D+L-0.27Ex+0.08Ey Sismo y 0.081.2D+L+0.27Ey+0.08Ex


1.2D+L+0.27Ey+0

.08Ex viva 11.2D+L+0.27Ey+0.08Ex Sismo x 0.081.2D+L+0.27Ey+0.08Ex Sismo y 0.271.2D+L+0.27Ey-0.08Ex





1


1.2D+L+0.27Ey-0.08Ex viva 11.2D+L+0.27Ey-0.08Ex Sismo x -0.081.2D+L+0.27Ey-0.08Ex Sismo y 0.271.2D+L-0.27Ey-0.08Ex


1.2D+L-0.27Ey-0.08Ex viva 11.2D+L-0.27Ey-0.08Ex Sismo x -0.081.2D+L-0.27Ey-0.08Ex Sismo y -0.271.2D+L-0.27Ey+0.08Ex


1.2D+L-0.27Ey+0.08Ex viva 11.2D+L-0.27Ey+0.08Ex Sismo x 0.081.2D+L-0.27Ey+0.08Ex Sismo y -0.270.9D+0.08Ex-0.27Ey


0.9D+0.08Ex-0.27Ey Sismo x 0.080.9D+0.08Ex-

0.27Ey Sismo y -0.270.9D+0.27Ex+0.08Ey


0.9D+0.27Ex+0.08Ey Sismo x 0.270.9D+0.27Ex+0.08Ey Sismo y 0.080.9D+0.27Ex-0.08Ey


0.9D+0.27Ex-0.08Ey Sismo x 0.270.9D+0.27Ex-

0.08Ey Sismo y -0.080.9D-0.08Ex+0.27Ey


0.9D-0.08Ex+0.27Ey Sismo x -0.080.9D-0.08Ex+0.27Ey Sismo y 0.270.9D-0.08Ex- Linear No DEAD 0.9




1


0.27Ey Add0.9D-0.08Ex-0.27Ey Sismo x -0.08

0.9D-0.08Ex-0.27Ey Sismo y -0.270.9D-0.27Ex+0.08Ey


0.9D-0.27Ex+0.08Ey Sismo x -0.270.9D-0.27Ex+0.08Ey Sismo y 0.080.9D-0.27Ex-0.08Ey


0.9D-0.27Ex-0.08Ey Sismo x -0.27

0.9D-0.27Ex-0.08Ey Sismo y -0.08

Envolvente Envelope No 1.2D+1.6L 1

Envolvente1.2D+L+0.27Ex+0.08Ey 1

Envolvente1.2D+L+0.27Ex-0.08Ey 1

Envolvente1.2D+L+0.27Ey+0.08Ex 1

Envolvente1.2D+L+0.27Ey-0.08Ex 1

Envolvente

1.2D+L-

0.27Ex+0.08Ey 1

Envolvente1.2D+L-0.27Ex-0.08Ey 1

Envolvente1.2D+L-0.27Ey+0.08Ex 1

Envolvente1.2D+L-0.27Ey-0.08Ex 1

Envolvente 1.4D 1

Envolvente0.9D+0.08Ex-0.27Ey 1

Envolvente0.9D+0.27Ex+0.08Ey 1

Envolvente0.9D+0.27Ex-0.08Ey 1

Envolvente0.9D-0.08Ex+0.27Ey 1

Envolvente0.9D-0.08Ex-0.27Ey 1

Envolvente 0.9D- 1




1


0.27Ex+0.08Ey

Envolvente0.9D-0.27Ex-0.08Ey 1

1.2D+L+Ex+0.3Ey LinearAdd No DEAD 1.2

1.2D+L+Ex+0.3Ey viva 1

1.2D+L+Ex+0.3Ey Sismo x 1

1.2D+L+Ex+0.3Ey Sismo y 0.3

1.2D+L+Ex-0.3EyLinearAdd No DEAD 1.2

1.2D+L+Ex-0.3Ey viva 1

1.2D+L+Ex-0.3Ey Sismo x 1

1.2D+L+Ex-0.3Ey Sismo y -0.3

1.2D+L-Ex-0.03Ey

Linear

Add No DEAD 1.21.2D+L-Ex-0.03Ey viva 1

1.2D+L-Ex-0.03Ey Sismo x -1

1.2D+L-Ex-0.03Ey Sismo y -0.3

1.2D+L-Ex+0.3EyLinearAdd No DEAD 1.2

1.2D+L-Ex+0.3Ey viva 1

1.2D+L-Ex+0.3Ey Sismo x -1

1.2D+L-Ex+0.3Ey Sismo y 0.3

1.2D+L+Ey+0.3ExLinearAdd No DEAD 1.2

1.2D+L+Ey+0.3Ex viva 11.2D+L+Ey+0.3Ex Sismo x 0.3

1.2D+L+Ey+0.3Ex Sismo y 1

1.2D+L+Ey-0.3ExLinearAdd No DEAD 1.2

1.2D+L+Ey-0.3Ex viva 1

1.2D+L+Ey-0.3Ex Sismo x -0.3

1.2D+L+Ey-0.3Ex Sismo y 1

1.2D+L-Ey-0.3ExLinearAdd No DEAD 1.2

1.2D+L-Ey-0.3Ex viva 1

1.2D+L-Ey-0.3Ex Sismo x -0.31.2D+L-Ey-0.3Ex Sismo y -1

1.2D+L-Ey+0.3ExLinearAdd No DEAD 1.2

1.2D+L-Ey+0.3Ex viva 1

1.2D+L-Ey+0.3Ex Sismo x 0.3

1.2D+L-Ey+0.3Ex Sismo y -1




1


0.9D+Ex+0.3EyLinearAdd No DEAD 0.9

0.9D+Ex+0.3Ey Sismo x 1

0.9D+Ex+0.3Ey Sismo y 0.3

0.9D+Ex-0.3EyLinearAdd No DEAD 0.9

0.9D+Ex-0.3Ey Sismo x 1

0.9D+Ex-0.3Ey Sismo y -0.3

0.9D-Ex-0.3EyLinearAdd No DEAD 0.9

0.9D-Ex-0.3Ey Sismo x -1

0.9D-Ex-0.3Ey Sismo y -0.3

0.9D-Ex+0.3EyLinearAdd No DEAD 0.9

0.9D-Ex+0.3Ey Sismo x -10.9D-Ex+0.3Ey Sismo y 0.3

0.9D+0.3Ex+EyLinearAdd No DEAD 0.9

0.9D+0.3Ex+Ey Sismo x 0.3

0.9D+0.3Ex+Ey Sismo y 1

0.9D+0.3Ex-EyLinearAdd No DEAD 0.9

0.9D+0.3Ex-Ey Sismo x 0.3

0.9D+0.3Ex-Ey Sismo y -1

0.9D-0.3Ex-Ey

Linear

Add No DEAD 0.90.9D-0.3Ex-Ey Sismo x -0.3

0.9D-0.3Ex-Ey Sismo y -1

0.9D-0.3Ex+EyLinearAdd No DEAD 0.9

0.9D-0.3Ex+Ey Sismo x -0.3

0.9D-0.3Ex+Ey Sismo y 10.9D+0.08Ex+0.27Ey


0.9D+0.08Ex+0.27Ey Sismo x 0.080.9D+0.08Ex+0.27Ey Sismo y 0.27

serv D+LLinearAdd No DEAD 1

serv D+L viva 1

serv D+0.7ExLinearAdd No DEAD 1

serv D+0.7Ex Sismo x 0.7




2


serv D+0.7EyLinearAdd No DEAD 1

serv D+0.7Ey Sismo y 0.7

D+0.525Ex+0.75L LinearAdd No DEAD 1

D+0.525Ex+0.75L Sismo x 0.525

D+0.525Ex+0.75L viva 0.75

D+0.525Ey+0.75LLinearAdd No DEAD 1

D+0.525Ey+0.75L Sismo y 0.525

D+0.525Ey+0.75L viva 0.75envolvente deservicio Envelope No DEAD 1envolvente deservicio serv D+L 1envolvente deservicio serv D+0.7Ey 1envolvente deservicio serv D+0.7Ex 1envolvente deservicio 0.9D+0.3Ex+Ey 1envolvente deservicio 0.9D+0.3Ex-Ey 1envolvente deservicio 0.9D+Ex+0.3Ey 1envolvente deservicio 0.9D+Ex-0.3Ey 1envolvente deservicio 0.9D-0.3Ex+Ey 1envolvente deservicio 0.9D-0.3Ex-Ey 1envolvente deservicio 0.9D-Ex+0.3Ey 1envolvente deservicio 0.9D-Ex-0.3Ey 1

PROGRAMAS DE ANALISIS Y DISEÑO




2


PROGRAMA SAP 2000Para la modelación de estructuras empleamos el programa SAP, para lo cual sedebe ingresar información tales como:

Geometría: esta se toma del plano arquitectónico y estructural, tomando distanciasentre ejes de elementos y alturas.Especificaciones de diseño: tales como espesores de vigas y losas obtenidas enel pre-dimensionamiento previo del proyecto.Cargas: se trabajan con cargas vivas y muertas obtenidas en el numeral 2.1 cargasde servicio tanto de losas como de cubierta dependiendo el proyecto.El método de análisis empleado es fuerza horizontal equivalente, por medio delcual obtenemos las fuerzas producidas por el sismo en cada uno de los niveles dela edificación y cuyos valores se muestran en la tabla 1.1 para fuerza horizontalequivalente.

Resultados: una vez ingresada la información se verifican las derivas de cada nively el área de acero obtenida.




2


ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCIÓN

Materiales

CementoEl cemento utilizado para la fabricación de concretos, morteros, lechadas y soladosde limpieza, deberá cumplir con los estándares de la normativa NTC 121, NTC 321y ASTM 150.que indica los lineamientos de su fabricación.AgregadosLos agregados para la fabricación del concreto, deben cumplir las normasestipuladas en el código NTC 174. El tamaño máximo de agregado no debe ser superior a 1”, para controlar la formación de hormigueos y vacios los elementosestructurales.

AguaEl agua utilizada para el mezclado y proceso de fabricación del concretoestructural, es necesario que cumpla con los lineamientos planteados en la normaNTC 3459, para garantizar la no contaminación de la misma.Concreto estructuralEl concreto debe cumplir con una resistencia a la compresión obtenida a los 28días de vaciado no menor a 210Kg/cm², rectificando este valor con ensayos a lacompresión de cilindros de concreto obtenido en obra, al momento del vaciado, talcomo se establece en el numeral C.5.6.3 del Reglamento Colombiano deConstrucción Sismo Resistente NSR-10.Acero de refuerzo

El acero de refuerzo está compuesto por barras corrugadas dispuestas de tal formaque atiendan los esfuerzos presentes en los elementos estructurales, ya sea por condiciones de carga o temperatura. Este material debe cumplir con la normativaNTC 2289. La resistencia a la fluencia no debe ser menor a 4200Kg/cm². Para loselementos losa, el acero de refuerzo se dispondrá en mallas electro-soldadas dealambre liso, que tenga una resistencia a la fluencia no menor a 4200Kg/cm². En elmomento de la colocación de concreto, es necesario que el acero de refuerzo estélibre de agentes contaminantes que impidan la adherencia.AditivosEn caso de utilizarse aditivos estos deben ser previamente aprobados por eldiseñador, y cumplir con el numeral C.3.6 del Reglamento Colombiano de

Construcción Sismo Resistente NSR-10.

Recubrimiento de concretoConcreto colocado contra el suelo y expuestopermanentemente a el

75mm

Concreto expuesto a suelo o a la intemperie 40-50mm




2


Concreto no expuesto a la intemperie ni encontacto con el suelo

10-40mm

Estructuras en Concreto reforzado

Todas las estructuras construidas en concreto reforzado, indicadas en los planos,deberán cumplir con las especificaciones de los materiales, así como sufabricación, colocación y curado. Todas las estructuras deben ser ubicadas talcomo lo disponen los planos estructurales y arquitectónicos.Todas las superficies de concreto se protegerán adecuadamente del sol. Elconcreto fresco se protegerá de las lluvias, del agua corriente o de los elementosmecánicos que puedan hacerle daño todo el concreto deben mantenerse húmedopor el periodo no menor de 14 días, regándolo constantemente para que lasuperficie siempre se encuentre mojada.

Muros en mampostería

Los bloques de mampostería pueden ser de perforación vertical, de perforaciónhorizontal o maciza, cumpliendo con las normas NTC 4026, NTC 4076, NTC 4205 yNTC 922. El mortero de pega debe tener buena plasticidad y consistencia, y debengarantizar la retención del agua mínima para la hidratación del cemento. Su funciónprincipal es adherir las unidades de mampostería. Su resistencia mínima a lacompresión a los 28 días debe ser de 75Kg/cm². Su dosificación no puede ser inferior a 1:4 en volumen.

Este último cumplirá la norma ICONTEC correspondiente en cuanto a preparación,componentes y aplicación. En los muros que deberán ir ala vista, se deberáescoger el mejor lado del ladrillo y se asentará de tal forma que quede totalmentelimpio dejando su correspondiente junta, ya sea repellada, estriada o con juntaperdida según indiquen los planos. Debe cuidarse que quede alineado y a plomo,cada 60 cm o cada tres hiladas. Se utilizará ladrillo de calidad y tamañoespecificado, pegado con mortero 1:4 arena de peña, debidamente trabado, hilado,nivelado y plomado. Las juntas horizontales y verticales si las hay serán de unpromedio de 1,5 cm de ancho.




2


ANEXOS

A.1 GEOMETRIA




2


A.2 DESPLAZAMIENTOS

A.2.1 DESPLAZAMIENTO DE LA ESTRUCTURA

El análisis es realizado con cargas de sismo en los dos sentidos.

Sismo en X




2


Sismo en Y




2


A.3 DISEÑO DE FUNDACIONES

A.3.1 REACCION EN APOYOS (con cargas de servicio)




2


A.3.2 DISEÑO DE ZAPATAS

Zapata Equinera

adσ 8000.00 kgf/m2

Pserv 16900 Kgf

e 0.02 m

σcol 11.59 Kgf/cm2(σcol/f'c)<30% 5.52 cumple

0,85f'c(bФh) 144585 cumple

B prop 0.1 m

B 1.0 m

L 1.1 m

uσ 7172.83 kgf/m2

maxσ 8000.0 kgf/m2 cumple

minσ 6345.7 kgf/m2

d 0.23 m

vu1 0.73 kgf/m2 cumple


vp 2.14 kgf/m2 cumple

Diseño a flexión

ρmin

0.00276026

ρmax

0.0159375

Refuerzo ensentido L

Mu 2401.46 kgf-m

ρ 0.0028

As 6.35 cm2

Refuerzo ensentido B

Mu 1027.94 kgf-m

ρ 0.0028

As 7.10 cm2

Refuerzo por




2


temperaturaρ 0.0018

As 4.14 cm2

ZapatasMedianer

a

adσ 8000.00 kgf/m2

Pserv 20700 Kgf

e 0.01 m

colσ 20.13 Kgf/cm2( col/f'c)σ <30% 9.59 cumple


B prop 0.1

B 1.3

L 1.4

uσ 7618.78 kgf/m2

maxσ 8000.0 cumple

minσ 7237.6

d 0.23




Diseño a flexión

ρmin

0.00276026

ρmax

0.0159375

Refuerzo ensentido L

Mu 1517.09 kgf-m

ρ 0.0028

As 8.25 cm2


Mu 2752.06 kgf-m




3


ρ 0.0028

As 8.93 cm2

Refuerzo portemperatura

ρ 0.0018

As 5.38 cm2

ZapatasConcéntri

ca

adσ 8000.00 kgf/m2

Pserv 30000 Kgf

e 0.01 m

colσ 28.30 Kgf/cm2( col/f'c)σ <30% 13.47 cumple


B prop 0.0

B 1.6

L 1.6

uσ7763.969

81 kgf/m2

maxσ 8000.0 cumpleminσ 7527.9

d 0.23




Diseño a flexión

ρmin

0.00276026

ρmax

0.015937

5Refuerzo ensentido L

Mu 2531.95 kgf-m

ρ 0.0028

As 10.16 cm2




3



Mu 5266.17 kgf-m

ρ 0.0028As 10.01 cm2

Refuerzo portemperatura

ρ 0.0018

As 6.62 cm2

A.4 DISEÑO

A.4.1 REFUERZOS EN ELEMENTOS

El análisis es realizado con las 17 combinaciones de cargas descritas en el TÍTULOB DE LAS N.S.R. 10. en el caso de columnas y vigas. Para el caso de las viguetassolo se analizaron con 1.2D y 1.6L. Para las fundaciones se tuvieron en cuenta:muertas, vivas y últimas.

Para cada uno de los elementos a diseñar, tuvimos en cuenta las cuantías mínimasy máximas que establecen las normas, por ejemplo; para las columnas entre el 1%y 4%; para vigas, entre 0.0033 por el área bruta y 0.0160 por el área neta, al igualque para las viguetas, de igual forma, también fueron tenidas en cuenta para elresto de elementos de concreto reforzado.

VIGAS

TABLE: Concrete Design 2 - Beam Summary Data - ACI318-05/IBC2003Frame

DesignSect

FTopCombo

FTopArea

FBotArea VRebar

Text Text Text cm2 cm2 cm2/cm

8 Vf 0.3x0.3 Envolvente 0.3492 0.116 0

87VC0.2x0.25 Envolvente 1.157 0.3793 0

102 Vf 0.3x0.3 Envolvente 0.0991 0.033 0103 Vf 0.3x0.3 Envolvente 0.4485 0.1489 0

104 Vf 0.3x0.3 Envolvente 0.3376 0.1122 0

105 Vf 0.3x0.3 Envolvente 0.3551 0.118 0

106 Vf 0.3x0.3 Envolvente 0.3492 0.116 0

107 Vf 0.3x0.3 Envolvente 0.2421 0.0805 0

108 Vf 0.3x0.3 Envolvente 0.2421 0.0805 0




3


109 Vf 0.3x0.3 Envolvente 0.3492 0.116 0

110 Vf 0.3x0.3 Envolvente 0.3551 0.118 0

111 Vf 0.3x0.3 Envolvente 0.3376 0.1122 0

112 Vf 0.3x0.3 Envolvente 0.3376 0.1122 0113 Vf 0.3x0.3 Envolvente 0.5179 0.1719 0

114 Vf 0.3x0.3 Envolvente 0.3403 0.1131 0

116 Vf 0.3x0.3 Envolvente 0.2422 0.0806 0

117 Vf 0.3x0.3 Envolvente 0.4485 0.1489 0

118 Vf 0.3x0.3 Envolvente 0.0991 0.033 0

313 V 0.3x0.3 Envolvente 2.2351 1.1016 0

317 V 0.3x0.3 Envolvente 2.1937 1.0303 0

321 V 0.3x0.3 Envolvente 2.3576 1.1966 0

324 V 0.3x0.3 Envolvente 2.1574 1.5893 0

327 V 0.3x0.3 Envolvente 2.6 1.012 0.0076332 V 0.3x0.3 Envolvente 2.6 1.4877 0

335 V 0.3x0.3 Envolvente 2.3318 1.1142 0

339 V 0.3x0.3 Envolvente 2.425 1.1654 0

343 V 0.3x0.3 Envolvente 0.6009 0.1994 0

344 V 0.3x0.3 Envolvente 2.6 1.6677 0.0024

347 V 0.3x0.3 Envolvente 2.6 0.9059 0.025

352 V 0.3x0.3 Envolvente 2.6 0.9962 0.0075

356 V 0.3x0.3 Envolvente 2.6981 1.4204 0

360 V 0.3x0.3 Envolvente 2.5389 0.8298 0

364 V 0.3x0.3 Envolvente 2.6 1.8613 0.025366 V 0.3x0.3 Envolvente 2.678 1.1573 0.0048

371 V 0.3x0.3 Envolvente 2.6 1.1024 0.0082

374 V 0.3x0.3 Envolvente 2.6 1.0065 0

379 V 0.3x0.3 Envolvente 1.823 0.5992 0

383 V 0.3x0.3 Envolvente 1.7795 0.5851 0

387 V 0.3x0.3 Envolvente 1.6965 0.7603 0

389 V 0.3x0.3 Envolvente 1.515 0.9256 0

392 V 0.3x0.3 Envolvente 2.6 0.8843 0.0087

397 V 0.3x0.3 Envolvente 2.0514 0.7887 0

400 V 0.3x0.3 Envolvente 1.748 0.6866 0

404 V 0.3x0.3 Envolvente 1.8146 0.6352 0

408 V 0.3x0.3 Envolvente 0.5649 0.1875 0.0058

409 V 0.3x0.3 Envolvente 2.1085 0.8457 0.007

412 V 0.3x0.3 Envolvente 2.1664 0.7101 0.025





3


1

425 V 0.3x0.3 Envolvente 2.1234 0.6963 0

429 V 0.3x0.3 Envolvente 1.7577 1.1434 0


439 V 0.3x0.3 Envolvente 2.6 0.9008 0

465VC0.2x0.25 Envolvente 0.6974 0.2713 0

466VC0.2x0.25 Envolvente 0.4098 0.399 0

467VC0.2x0.25 Envolvente 0.7764 0.256 0

468VC0.2x0.25 Envolvente 1.1105 0.3643 0

469VC0.2x0.25 Envolvente 1.1118 0.3647 0

470VC0.2x0.25 Envolvente 0.6413 0.2118 0

471VC0.2x0.25 Envolvente 0.2436 0.5481 0

472VC0.2x0.25 Envolvente 0.6721 0.2281 0

473VC0.2x0.25 Envolvente 0.7874 0.2596 0

474VC0.2x0.25 Envolvente 0.9083 0.2989 0

475 VC0.2x0.25 Envolvente 1.1487 0.3766 0

477VC0.2x0.25 Envolvente 0.5638 0.3415 0

478VC0.2x0.25 Envolvente 0.7951 0.3215 0

479VC0.2x0.25 Envolvente 0.4688 0.2265 0

480VC0.2x0.25 Envolvente 1.0614 0.3484 0

481VC0.2x0.25 Envolvente 1.4 0.5113 0.0167

Las columnas cumplen con cuantía mínima para un momento máximo de 21 KN-m y unacarga axial de 293 KN, se utilizarán 8 barras # 4 que dan una cuantía del 1.15%, eldiagrama de interacción es el siguiente:




3


A.4.2 ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES

Los elementos no estructurales y sus anclajes se diseñan siguiendo los criterios dediseño enunciados en el capitulo A.9 de la NSR-10.

Grado de desempeño (A.9.2.1): El grado de desempeño describe elcomportamiento de los elementos no estructurales ante la ocurrencia del sismo dediseño. La norma clasifica el grado desempeño en 3: Superior, bueno y bajo.

Grado de desempeño mínimo (A.9.2-1): Como mínimo debe cumplirse el gradode desempeño de acuerdo al uso definido en A.2.5.1 de la NSR-10.




3


Especificaciones de los materiales: Los materiales utilizados en la construccióndeben cumplir los requisitos de calidad especificados en el capítulo D.3. de la NSR-10.

Criterios de diseño (A.9.4): Los no estructurales se deben disponer de tal formaque admitan las deformaciones de la estructura. Se debe tener en cuenta elpotencial efecto nocivo sobre la estructura que pueda tener la interacción entre loselementos no estructurales y estructurales.

Fuerzas sísmicas de diseño (A.9.4): Las fuerzas sísmicas horizontales reducidasde diseño que actúan sobre cualquier elemento no estructural se calculanutilizando la siguiente ecuación:

Aceleración en el punto de soporte del elemento, ax (A.9.4.2.1) : Aceleración enel punto de soporte del elemento. Corresponde a la aceleración horizontal queocurre en el punto donde el elemento no estructural está soportado, o anclado, alsistema estructural de la edificación. Esta aceleración depende de lascaracterísticas dinámicas del sistema de resistencia sísmica de la edificación y dela localización del elemento dentro de ella.




3


heq= puede estimarse como heq=0.75hn

Amplificación dinámica del elemento no estructural ap (A.9.4.2.2): Dependiendode la rigidez, distribución de su masa y características de apoyo sobre la estructura,el elemento no estructural amplifica las aceleraciones que se presentan en su puntode soporte debido a efectos de resonancia. En ausencia de éstos, puedenemplearse los valores aproximados dados en las tablas A.9.5-1 y A.9.6-1, donde

los valores de ap varían entre 1.0 y 2.5.

Capacidad de disipación de energía en el rango inelastico del elemento noestructural, Rp (A.9.4.2.3): Este coeficiente representa, en conjunto, la capacidadde disipación de energía en el rango inelástico de respuesta del elemento en sí yde su sistema de anclaje o amarre a la estructura de la edificación. Un valor de Rp

bajo, cercano a la unidad, indica fragilidad, poca capacidad de disipación deenergía, y anclajes o amarres a la estructura con poca capacidad de deformarseinelásticamente. En las tablas A.9.5-1 y A.9.6-1, se dan las condiciones para los




3


valores de Rp , mínimos permitidos para cada grado de desempeño, los cualesvarían entre 0.5 y 6.0.

Diseño de mampostería estructural por el método de los esfuerzos de trabajoadmisibles.

D-1.5.2 — ESFUERZOS ADMISIBLES PARA COMPRESIÓN AXIAL — Los esfuerzosadmisibles de compresión axial ( ) Fa no deben exceder los valores siguientes:

Muros de mampostería

Fa = 0.20 f m ′ Re

Donde:

REDUCCIÓN DE RESISTENCIA AXIAL POR ESBELTEZ — El efecto de la esbeltez delmuro en la Resistencia nominal para carga axial se obtiene por medio delparámetro Re :

ESFUERZOS ADMISIBLES PARA COMPRESIÓN POR FLEXIÓN: El valor para elesfuerzo máximo admisible de trabajo para compresión por flexión ( ) Fb se debetomar como 0.33fm′, pero no puede ser mayor que 14 MPa.

Fb = 0.33 fm′ ≤ 14 MPa




3


ESFUERZOS COMBINADOS — ECUACIÓN FUNDAMENTAL (D-1.5.5):

Cuando se combinen esfuerzos de compresión por carga axial y por flexión, se

debe utilizar un procedimiento apropiado basado en los principios de la mecánicade sólidos. En su defecto se pueden verificar los esfuerzos por medio de lasiguiente ecuación.

El Esfuerzos en compresión el concreto:

Donde

Para las secciones con refuerzo a tracción:

El esfuerzo actuante a compresión sobre el muro esta dado por la siguienteexpresión:

e

u

a A

N f =

Donde

Ae es el área efectiva a compresión.

Esfuerzos admisibles para cortante en muros (D-1.5.7)

Esfuerzo cortante solicitado:




3


Esfuerzo cortante admisible en muros de mampostería con refuerzo:

ESFUERZOS ADMISIBLES EN EL REFUERZO (D-1.5.10) Se tomarán lossiguientes valores para los esfuerzos máximos en el refuerzo ( ) Fs.:

Esfuerzos en el acero de refuerzo en tracción:

memorias de cálculo

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