memorias de diseño estructural

MEMORIAS DE DISEÑO VIVIENDA MULTIFAMILIAR

MEMORIAS DE DISEÑO ESTRUCTURALSEGÚN NSR-2010

VIVIENDA MULTIFAMILIAR

PROYECTOVIVIENDA MULTIFAMILIAR

XXXXXXXXXXXXXXXING. CIVIL

M.P. 52202-XXXXX (NRÑ)CONSULTOR

NARIÑO, JUNIO 2014


ANALISIS ESTRUCTURAL

PROYECTO: VIVIENDA MULTIFAMILIAR

El presente diseño estructural se realizó bajo las Normas de Diseño y

Construcción Sismo Resistente, ley 400 de 1997, decreto 926 de 2010.

El sistema planteado será mediante mampostería estructural que soportan las

cargas provenientes de las losas en concreto (losa maciza) las cargas resultantes

son trasmitidas a la cimentación.

Se empleara de análisis dinámico a partir del espectro elástico de diseño de la

norma NSR-10.

Las derivas se controlan con el límite máximo permisible del 1% de la altura del

piso, considerando acciones de flexión, efectos P delta y solicitaciones torsionales.

Se suscribe atentamente para cualquier aclaración o complemento del presente

análisis estructural:

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

INGENIERO CIVIL

M.P. xxxxxxxxxxxxxxx NRÑ


Para el diseño estructural se consideró el sistema constructivo de losa maciza apoyado en sobre muros estructurales. El sistema portante es de pórticos resistentes a momentos muros en mampostería estructural (De acuerdo al título D de la NSR-10) de cortante en concreto reforzado y la cimentación se diseña con el sistema de zapatas corridas de forma cuadrada o rectangular en concreto reforzado.

La Capacidad portante para el diseño de acuerdo al estudio de suelos es de 12.0 Ton/m2.

Para el diseño de cimentación, chequeo de esfuerzos de contacto, se trabajó con las combinaciones de carga por el método de esfuerzos de trabajo. De acuerdo al Apéndice C-G.2.2. Es posible dimensionarse para el 75% de la capacidad requerida en otras partes del apéndice C-G, cuando se consideran fuerzas de viento o sísmicas combinadas con otras cargas, siempre y cuando la sección que resulte no sea menor que la requerida para la combinación de carga viva y muerta. Inicialmente se dimensiona para cargas muerta y viva únicamente y posteriormente se chequea los esfuerzos de contacto con las combinaciones que incluyen fuerzas sísmicas incrementando la capacidad portante en el 25% de acuerdo a lo descrito en C-G.2.2.

La norma empleada para el diseño estructural es El Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NRS-10, expedida mediante decreto 926 de marzo de 2010. La modelación estructural fue elaborada utilizando el software SAP-2000 Versión 14.2.4 en el cual se modeló la estructura tridimensional, teniendo en cuenta un análisis dinámico con base en las masas de la estructura y para el diseño de la cimentación se utiliza el software MODULO CIMENTACIONES.

Para el análisis dinámico se tuvo en cuenta la masa proporcionada por la carga muerta y por el peso propio de los elementos que son tomadas directamente por el programa de análisis.

Para el diseño de elementos prismáticos, tales como vigas, se tomó la modelación como una estructura esquelética (elementos FRAME como los denomina el programa de análisis de estructuras).

Este tipo de estructura es catalogada como una construcción del grupo de importancia I, es decir, son aquellas estructuras de ocupación normal.

A continuación se presenta en forma detallada las especificaciones generales, parámetros de diseño y resistencia de los materiales a emplear, las memorias de cálculo estructural y planos en medio magnético e impreso.

Especificaciones generales de diseño:

La densidad del concreto se tomó igual 2400 kgf/m3

La carga viva para placa de entrepiso se consideró igual a 180 kgf/m2 para entrepisos, y de 300 kgf/m2 para escaleras.

Los materiales empleados para el análisis son los siguientes:


ESTRUCTURA EN CONCRETO:

Concreto: f´c=210 kg/cm2 a los 28 días. Densidad del concreto = 2.4 T/m3

Acero: fy=4200 kg/cm2, deberá cumplir con C.3.5.3 — Refuerzo corrugado.

ESTRUCTURA METÁLICA:

Losa: Concreto f’c 210 kgf/cm2

Malla electro-soldada 0.15x0.15_5mm

A continuación se presentan en forma detallada los cálculos de diseño.


II ANALISIS SISMICO

Método de análisis para evaluación de carga sísmica. Se utiliza el Análisis

Dinámico Elástico.

Sistema de aceleración de masas. Se toma para el análisis las masas correspondientes a Cargas Muertas, peso propio de elementos estructurales y carga de viento para la estructura.

ESPECTRO DE DISEÑO

A continuación se presenta los parámetros para la elaboración del espectro elástico de diseño:

1. LOCALIZACION Y AMENAZA

Ciudad: Tambo

Zona de amenaza sísmica: Alta (Apéndice A-4)

Aa= 0.25

Av= 0.25

1.3 Número de pisos= 2

1.4 Altura total= 8.9 m

2. DEFINICION DE LOS MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISEÑO

Tipo de suelo (Tabla A.2.4-1): Suelo tipo D

Coeficientes de amplificación:

Fa (Tabla A.2.4-3) : 1.3

2.2.2 Fv (Tabla A.2.4-4) : 1.9


Coeficiente de importancia (A.2.5)

Para vivienda de grupo de uso I (Estructuras de ocupación normal, según A.2.5.1)

Coeficiente de importancia I = 1.00

3. ESPECTRO DE DISEÑO (A.2.6)

Sa = 2.5 * Aa * Fa * I = 0.813

Sa = (1.2 * Av * Fv * I) / T

Sa = (1.2 * Av * Fv * Tl * I) / T2

Tl = 2.4*Fv = 4.56

Tc = 0.48 * (Av * Fv) / (Aa * Fa) = 0.702 seg

Aa * Fa * I = 0.325

To = 0.10 * (Av * Fv) / (Aa * Fa) = 0.146 seg

Sa = 2.5 * Aa * Fa * I (0.4 + 0.6 (T/To))

- 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

T(seg)

Sa

(g)


4. SISTEMA ESTRUCTURAL (Tabla A.3-3)

Sistema estructural de pórtico resistente a momentos

Pórticos resistentes a momentos con capacidad especial de energía (DES)

Sistema de resistencia sísmica para fuerzas horizontales: Pórticos de concreto (DES)

Sistema de resistencia sísmica para cargas verticales: Pórticos de concreto (DES)

5. GRADO DE DISIPACION DE ENERGIA (Tabla A.3-2)

6.1 Coef. de disipación de energía Ro = 7.0

7. IRREGULARIDADES DE LA ESTRUCTURA

7.1 Irregularidad en planta (Tabla A.3-6): 1aP Irregularidad torsional externa Φp = 0.9

7.2 Irregularidad en altura (Tabla A.3-7): - Φa = 0.9

8. GRADO DE AUSENCIA DE REDUNDANCIA (A.3.3.8)

- 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

T(seg)

Sa

(g)


No presenta Φr = 1.00

9. REDUCCION DE R PARA ESTRUCTURAS IRREGULARES Y CON AUSENCIA

DE REDUNDANCIA (A.3.3.3)

R = Φp * Φa * Φr * Ro = 5.7

10. PROCEDIMIENTO DE ANALISIS (A.3.4.2)

10.1 Método de la fuerza horizontal equivalente.

10.2 Método de análisis dinámico elástico.

13. METODO DE LA FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE (CAP A.4):

13.1 Periodo Fundamental de la Edificación T=Ct xhα

T=Ct xhα =


0.28

a.) k = 1 Para T menor o igual a 0.5seg.

K= 1.00 b.) k = 0.75+0.5T Para T entre 0.5 - 2.5 seg

c.) k = 2 Para T mayor que 2.5seg.

MODOS DE VIBRACIÓN.

El número de modos empleados es de 100, tal que por lo menos el 90% de la masa participe en el cálculo de la respuesta sísmica.

Después de realizar el análisis con los modos de vibración, se obtiene un 100% de participación en el sentido X y de 100% en el sentido Y para el bloque A y un 100% de participación en el sentido X y de 100% en el sentido Y

Table: Modal Load Participation RatiosTable: Modal Load Participation Ratios

OutputCase ItemType Item Static Dynamic

Percent Percent

MODAL Acceleration UX 100.0000 99.9977

MODAL Acceleration UY 100.0000 99.9991

Table: Modal Participating Mass Ratios, Part 1 of 3OutputCase StepNum Period UX UY UZ SumUX SumUY

Sec

MODAL 1.000000 0.378350 0.8906 0.0547 4.681E-07 0.8906 0.0547

MODAL 2.000000 0.364887 0.0557 0.9055 7.080E-07 0.9463 0.9602

MODAL 3.000000 0.177013 0.0097 8.225E-04 1.323E-07 0.9560 0.9610


OutputCase StepNum Period UX UY UZ SumUX SumUY

Sec

MODAL 4.000000 0.141482 0.0409 0.0027 1.514E-06 0.9969 0.9637

MODAL 5.000000 0.136766 0.0026 0.0362 3.265E-06 0.9994 0.9999

MODAL 6.000000 0.068829 5.344E-04 8.427E-05 5.767E-07 1.0000 1.0000

Table: Modal Participating Mass Ratios, Part 2 of 3OutputCase StepNum SumUZ RX RY RZ SumRX SumRY

MODAL 1.000000 4.681E-07 0.0472 0.8771 0.6334 0.0472 0.8771

MODAL 2.000000 1.176E-06 0.7868 0.0551 0.0254 0.8340 0.9322

MODAL 3.000000 1.308E-06 0.0021 0.0145 0.2879 0.8362 0.9467

MODAL 4.000000 2.823E-06 6.933E-04 0.0097 0.0420 0.8368 0.9564

MODAL 5.000000 6.087E-06 0.0113 0.0010 0.0017 0.8482 0.9574

MODAL 6.000000 6.664E-06 3.765E-05 3.072E-04 0.0095 0.8482 0.9577

Table: Modal Participating Mass Ratios, Part 3 of 3Table: Modal Participating Mass Ratios, Part 3 of 3

OutputCase StepType StepNum SumRZ

MODAL Mode 1.000000 0.6334

MODAL Mode 2.000000 0.6588

MODAL Mode 3.000000 0.9468

MODAL Mode 4.000000 0.9888

MODAL Mode 5.000000 0.9905

MODAL Mode 6.000000 1.0000

EVALUACIÓN DE LAS DERIVAS.

Se verifica las derivas para que no exceda 0.01 hpi equivalente al 1% de la altura de piso. El análisis de los desplazamientos se calcula con las fuerzas sísmicas producidas por el espectro elástico para un 100% del sismo en sentido “X” y en sentido “Y”.


Según el software de cálculo se tiene:

Table: Joint Displacements, Part 1 of 2Joint OutputCase CaseType U1 U2 U3 R1 R2

in in in Radians Radians

1 ESPECX LinRespSpec

0.003138 0.000795 0.000049 8.209E-08 7.048E-07

1 ESPECY LinRespSpec

0.001016 0.002346 0.000040 2.564E-07 2.262E-07


0.002296 0.000832 0.000027 8.209E-08 7.048E-07


0.000744 0.002508 0.000011 2.564E-07 2.262E-07


0.001913 0.000795 0.000048 8.209E-08 7.048E-07


0.000662 0.002346 0.000035 2.564E-07 2.262E-07


0.001913 0.000892 0.000049 8.209E-08 7.048E-07


0.000662 0.002555 0.000033 2.564E-07 2.262E-07


0.001913 0.000832 0.000029 8.209E-08 7.048E-07


0.000662 0.002508 0.000031 2.564E-07 2.262E-07


0.003138 0.000892 0.000048 8.209E-08 7.048E-07


0.001016 0.002555 0.000043 2.564E-07 2.262E-07


0.004722 0.001187 0.000061 1.022E-07 8.780E-07


0.001525 0.003512 0.000050 3.192E-07 2.818E-07


0.002207 0.000892 0.000048 8.209E-08 7.048E-07


0.000721 0.002555 0.000019 2.564E-07 2.262E-07


0.002935 0.001187 0.000059 1.022E-07 8.780E-07


0.001007 0.003512 0.000043 3.192E-07 2.818E-07


0.002935 0.001324 0.000061 1.022E-07 8.780E-07


0.001007 0.003806 0.000040 3.192E-07 2.818E-07


0.002207 0.000795 0.000047 8.209E-08 7.048E-07


0.000721 0.002346 0.000021 2.564E-07 2.262E-07


0.004722 0.001324 0.000060 1.022E-07 8.780E-07


Joint OutputCase CaseType U1 U2 U3 R1 R2



0.001525 0.003806 0.000053 3.192E-07 2.818E-07


0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000


0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000


0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000


0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000


0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000


0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000


0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000


0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000


0.002296 0.000795 0.000047 8.209E-08 7.048E-07


0.000744 0.002346 0.000018 2.564E-07 2.262E-07


0.002296 0.000998 0.000075 8.209E-08 7.048E-07


0.000744 0.002619 0.000025 2.564E-07 2.262E-07


0.003335 0.000998 0.000076 8.209E-08 7.048E-07


0.001090 0.002619 0.000057 2.564E-07 2.262E-07


0.003335 0.000779 0.000017 8.209E-08 7.048E-07


0.001090 0.002436 0.000049 2.564E-07 2.262E-07


0.002296 0.000892 0.000047 8.209E-08 7.048E-07


0.000744 0.002555 0.000017 2.564E-07 2.262E-07


0.003138 0.000779 0.000014 8.209E-08 7.048E-07


0.001016 0.002436 0.000038 2.564E-07 2.262E-07


0.002657 0.000998 0.000075 8.209E-08 7.048E-07


0.000849 0.002619 0.000028 2.564E-07 2.262E-07


0.003138 0.001031 0.000083 8.209E-08 7.048E-07


0.001016 0.002638 0.000049 2.564E-07 2.262E-07


0.003335 0.000892 0.000049 8.209E-08 7.048E-07


0.001090 0.002555 0.000053 2.564E-07 2.262E-07


0.002593 0.000794 8.090E-06 8.209E-08 7.048E-07


Joint OutputCase CaseType U1 U2 U3 R1 R2



0.000829 0.002466 8.821E-06 2.564E-07 2.262E-07


0.003929 0.001185 0.000010 1.022E-07 8.780E-07


0.001256 0.003680 0.000011 3.192E-07 2.818E-07


0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000


0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000


0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000


0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000


0.003495 0.001324 0.000059 1.022E-07 8.780E-07


0.001131 0.003806 0.000021 3.192E-07 2.818E-07


0.003495 0.001187 0.000059 1.022E-07 8.780E-07


0.001131 0.003512 0.000022 3.192E-07 2.818E-07

Table: Joint Displacements, Part 2 of 2Table: Joint Displacements, Part 2 of 2

Joint OutputCase StepType R3

Radians

1 ESPECX Max 4.703E-06

1 ESPECY Max 2.168E-06























13 ESPECX Max 0.000000


Table: Joint Displacements, Part 2 of 2

Joint OutputCase StepType R3

Radians

13 ESPECY Max 0.000000





































Table: Base Reactions, Part 1 of 3Table: Base Reactions, Part 1 of 3

OutputCase CaseType GlobalFX GlobalFY GlobalFZ GlobalMX GlobalMY GlobalMZ GlobalX

Tonf Tonf Tonf Tonf-cm Tonf-cm Tonf-cm cm

DEAD LinStatic -9.820E-16 2.927E-16 142.2229 23170.694 -9994.942 3.530E-13 0.000

VIVA LinStatic -3.084E-16 1.983E-16 12.9295 3556.008 -1985.111 1.471E-13 0.000



OutputCase GlobalY GlobalZ XCentroidFX

YCentroidFX

ZCentroidFX

XCentroidFY

YCentroidFY

ZCentroidFY

cm cm cm cm cm cm cm cm

DEAD 0.000 0.000 170.000 332.115 0.000 109.677 381.667 0.000

VIVA 0.000 0.000 170.000 373.878 0.000 161.905 381.667 0.000


OutputCase XCentroidFZ

YCentroidFZ

ZCentroidFZ

cm cm cm

DEAD 144.505 334.803 0.000

VIVA 133.136 238.424 0.000

CORTANTE ESTATICO EN LA BASE (Ver numeral II-12)

Vs = 103.67 ton-f

CORTANTE DINAMICO

Table: Base Reactions

OutputCase CaseType GlobalFZ

Tonf

MUERTA LinStatic 142

VIVA LinStatic 12.0

Condición:

CORTANTE ESTATICO <= CORTANTE DINAMICO

103.67 < 116.8 OK!!


ANEXOS

memorias de diseño estructural

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