reporte memoria revision estructural pedro loyola

Mrmol #154 Fracc. Costa Azul, Ensenada, B.C. 22890 1 Ing. Fernando Lpez Hale Cel. 646-1281521, Nxtl 152*15*17660 [email protected] Ced. Fed. 2663161-Perito No. 441

INTRODUCCION

Se efecta la presente Memoria de Revisin Estructural del proyecto denominado EXTRA PEDRO LOYOLA a peticin del Ing. Jorge Alberto Magaa Daz de la empresa Magvel Construcciones con el objeto de asegurar la estabilidad de la obra y en su caso modificar las posibles discrepancias encontradas entre lo resultante del clculo estructural objeto de ste estudio en base al Reglamento de la Ley de Edificaciones del Estado de Baja California y los resultados del clculo estructural obtenido por la empresa ATK GRUPO INMOBILIARIO Y CONSTRUCTOR DEL CENTRO S.A. DE C.V, la cual funge como principal proyectista estructural. La ubicacin de la obra a ejecutar ser en Pedro Loyola s/n FA-030-030., Col. Acapulco. C.P. 22897, Ensenada, Baja California.

Fig. 1 Planta estructural de nave


DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA PROYECTADA

Tal como se muestra en los planos y tal como se menciona en la memoria de clculo estructural elaborada por ATK GRUPO INMOBILIARIO Y CONSTRUCTOR DEL CENTRO S.A. DE C.V, se trata de un local comercial el cual se ubica sobre una superficie rectangular de terreno de un solo nivel, con dimensiones de 17.85 m. de ancho por 11.55 m. de largo y una altura libre es de 3.00 m. El local se encuentra desplantado sobre una losa de cimentacin de 12 cm de espesor con un pequeo chafln en la esquina de la interseccin de los ejes 1B bajo los muros de carga. Sobre la losa de cimentacin se apoyan estos muros perimetrales de block confinado con medidas de 15x20x40 cms reforzados con dalas y castillos de concreto armado. En los muros donde se colocar la cancelera llevara una trabe de concreto armado de diferentes dimensiones. Esta estructura lleva 2 armaduras las cuales funcionan de apoyo a la cubierta de la nave. La cubierta es a base de panel Multytecho de 1 " calibre 26, la cual tendr como soportes largueros con perfiles metlicos HSS 6x2x, que se apoyaran en las armaduras intermedias ARR-1. El claro de la armadura es de 11.55 m. La estructura de la armadura est compuesta con dos ngulos LI de 64X6 mm para las cuerdas superior e inferior espalda con espalda y con montantes OR de 51X3 mm. Las diagonales de sta armadura son tambin dos ngulos LI de 51X5 mm espalda con espalda. La cuerda superior de la armadura tendr una pendiente del 5.1% hacia la parte posterior. Arriba de esta cubierta se colocar una plataforma estructurada con perfiles IR metlicos y con piso de rejilla Irving.

ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES

Concreto

Concreto fc = 250 kg/cm en cimentacin, castillos, cadenas, contratrabes con un revenimiento de 7.5 cms.

Concreto fc = 200 kg/cm para celdas coladas de muros de block confinado de 15 x 20 x 40 cms.

Concreto fc = 100 kg/cm para plantilla de cimentacin de 5 cms de espesor.

El concreto ser elaborado a base de cemento Portland Puzolnico Normal. Tamao mximo del agregado .

Mezclado

Todo el concreto se deber mezclar hasta que se logre una distribucin uniforme de los materiales, y se deber descargar completamente antes de que se vuelva a cargar la mezcladora.


El concreto premezclado se deber mezclar y entregar de acuerdo con los requisitos de la norma Specification for Ready-Mixed Concrete (ASTM C-94) o la Specification for Concrete Made by Volumetric Batching and Continuous Mixing (ASTM C 685).

El concreto mezclado en obra se mezclar de acuerdo a lo siguiente:

a) El mezclado deber hacerse en una mezcladora del tipo aprobado. b) La mezcladora deber hacerse girar a la velocidad recomendada por el fabricante. c) El mezclado deber prolongarse por lo menos durante 1.5 min despus de que todos los

materiales estn dentro del tambor, a menos que se demuestre que un tiempo menor es satisfactorio mediante las pruebas de uniformidad en el mezclado, segn la norma Specification for Ready-Mixed Concrete (ASTM C-94).

d) El manejo, la dosificacin y el mezclado de los materiales deben cumplir con las disposiciones aplicables de la norma Specification for Ready-Mixed Concrete (ASTM C-94).

e) Debe llevarse un registro detallado para identificar: el nmero de mezcladoras producidas, las proporciones de los materiales empleados, la ubicacin aproximada del depsito final en la estructura y la fecha y hora del mezclado y del colado.

Transporte

El concreto se deber transportar de la mezcladora al sitio final de colocacin, empleando mtodos que eviten la segregacin o la prdida de materiales.

El equipo de transporte debe ser capaz de llevar el suministro de concreto al sitio de colocacin sin segregacin, y sin interrupciones que pudieran causar prdidas de plasticidad entre colados sucesivos.

Colocacin

El concreto se debe depositar lo ms cerca posible de u ubicacin final para evitar la segregacin debido al recolocado o al flujo.

El colado se debe efectuar a tal ritmo, que el concreto conserve su estado plstico en todo momento y fluya fcilmente dentro de los espacios entre las varillas de refuerzo.

No debe colocarse en la estructura el concreto que se haya endurecido parcialmente, o que se haya contaminado con materiales extraos.

El concreto retemplado o aquel que se haya remezclado despus del fraguado inicial no se debe utilizar, a menos que el ingeniero lo apruebe.


Una vez iniciado el colado, ste se deber efectuar en una operacin continua hasta que se termine el colado del elemento o la seccin, de acuerdo con sus propios lmites o juntas predeterminadas.

La superficie superior de las capas coladas verticalmente por lo general debe estar a nivel.

Las vigas, trabes o losas que se apoyen en columnas y muros no se deben colar o montar, sino hasta que el concreto de los elementos verticales de apoyo haya dejado de ser plstico.

Las vigas, trabes, cartelas, bacos y capiteles se debern colar monolticamente, como parte del sistema de losas, a no ser que se indique lo contrario en los planos de diseo o en las especificaciones.

Antes de efectuar el colado deben limpiarse los elementos de transporte que eviten la segregacin o prdida de sus componentes. No se permite trasladar el concreto mediante el vibrado. El curado del concreto deber hacerse inmediatamente despus del fraguado inicial. El concreto deber ser vibrado evitando la segregacin.

Todo concreto se deber compactar cuidadosamente por los medios adecuados durante la colocacin, y acomodar por completo alrededor del refuerzo y de las instalaciones ahogadas, y dentro de las esquinas de las cimbras.

Curado

El concreto se deber mantener a una temperatura arriba de 10C y en condiciones de humedad por lo menos durante los primeros 7 das despus de colado (con excepcin del concreto de resistencia rpida).

El concreto de resistencia rpida se debe mantener arriba de 10C y en condiciones de humedad por lo menos los primeros 3 das.

Mortero

A base de cemento-arena 1:3 fc = 125 kg/cm. La consistencia del mortero se ajustar tratando de que alcance la mnima fluidez compatible con una fcil colocacin. Los materiales se mezclarn en un recipiente no absorbente, prefirindose siempre que sea posible, un mezclado mecnico. El tiempo de mezclado, una vez que el agua se agrega, no debe ser menor de 3 minutos. El espesor del junteado entre hiladas ser de 1 cm. Los morteros a base de cemento normal debern usarse dentro del lapso de 2.5 horas a partir del mezclado inicial.


Block

Block de concreto de 15 x 20 x 40 cms, f*m = 40 kg/cm. Las piezas empleadas debern estar secas, limpias y sin rajaduras. La colocacin de las piezas de block ser tal que entre hiladas sta sea de forma cuatrapeada. No se admitir el traslape de barras de refuerzo colocadas en juntas horizontales.

En ningn punto el eje de un muro que tenga una funcin estructural distar ms de 2 cm del de proyecto. El desplome de un muro no ser mayor que 0.004 veces su altura ni 1.5 cm.

Acero de refuerzo

ASTM A615/A 615M fy = 2800 kg/cm para varillas del #2, fy = 4200 kg/cm para varillas del #3 y mayores y fy = 6000 kg/cm para varillas adicionales en el sistema de entrepisos y cubierta nicamente. Todo el refuerzo deber doblarse en fro. Para dobleces no comunes puede requerirse una fabricacin especial que incluya el calentamiento, en cuyo caso el Director de Obra deber aprobar las tcnicas utilizadas. En el momento de colocar el concreto, el acero de refuerzo debe estar libre de lodo, aceite u otros recubrimientos no metlicos, que puedan disminuir su capacidad de adherencia. Excepto en los cables de presfuerzo, el acero de refuerzo con xido, escamas o una combinacin de ambos, se debe considerar satisfactorio si las dimensiones mnimas (incluyendo la altura de las corrugaciones) y el peso de un especmen de prueba cepillado a mano, no son menores de lo que se requiere en las especificaciones aplicables ASTM. La separacin libre mnima entre varillas paralelas en un lecho debe ser db, pero no menor de 2.5 cm. El recubrimiento mnimo de concreto al acero de refuerzo es de 7.5 cm en concreto colado en contacto con el suelo, tal como en cimentaciones y de 4 cm en losas, trabes y columnas. Las longitudes de dobleces para ganchos estndar son de acuerdo a las siguientes especificaciones: Doblez de 90 mas una extensin de 12db del extremo libre de la varilla.


Para estribos y ganchos de amarre:

Varilla del #5 y menor, doblez a 90 ms 6 db de extensin del extremo libre de la varilla

Cimbra

Inmediatamente antes del colado deben limpiarse los moldes cuidadosamente. La cimbra de madera o de algn otro material absorbente debe estar hmeda durante un perodo mnimo de dos horas antes del colado. Se recomienda cubrir los moldes con algn lubricante para protegerlos y facilitar el descimbrado.

Acero estructural

El acero en anclas, ngulos, redondos y perfiles en cajn ser ASTM A36 fy = 36 ksi.

El acero en placas para conexiones, placas base y atiesadores ser ASTM A50 fy = 50 ksi.

El acero en perfiles IR y HSS verticales ser ASTM A572 fy = 50 ksi.

Soldadura para conexiones E7018.

Tornillos de alta resistencia ASTM A-307.

Tornillos de alta resistencia ASTM A-325.


Las soldaduras se harn de acuerdo a la norma AWS D1.1 y se utilizarn electrodos E70XX. La armadura

y placa base llevarn una base de pintura anticorrosiva y un acabado con pintura mon-mer color gris o

similar.

MECANICA DE SUELOS

Se realiza un anlisis del esfuerzo de compresin que transmite la losa de cimentacin al suelo, con el fin de determinar la capacidad de carga necesaria mnima que el suelo debe de resistir para estabilizar la construccin. Se deber garantizar la capacidad de carga mnima necesaria para el desplante de la losa de cimentacin, as como las recomendaciones correspondientes de acuerdo a un Estudio de Mecnica de Suelos.

REGLAMENTO, ANALISIS Y REVISION ESTRUCTURAL

Se utiliz el Reglamento de la Ley de Edificaciones del Estado de Baja California de 1992 para el criterio de anlisis y aplicacin de cargas.

La estructura fue revisada bajo dos casos de carga que son el gravitacional y el ssmico.

Las estructuras de concreto fueron analizadas y revisadas por medio de un programa basado en elementos finitos llamado SAP2000 v11 utilizando el Reglamento ACI 318-05 e IBC-2003.

Las estructuras de acero fueron analizadas y revisadas utilizando el mismo programa que en el caso anterior pero utilizando el Reglamento AISC-LRFD99.

Para el diseo ssmico se utilizaron factores de ductilidad Q = 1.50 debido a que los elementos verticales son a base de muros de mampostera confinada en ambas direcciones. Se considera una estructura del grupo B, en terreno tipo II, zona ssmica C con un coeficiente ssmico C = 0.30.

La cimentacin se revis actuando como zapata invertida con una presin admisible calculada = 8.223 ton/m.

En la presente revisin estructural se incluirn slamente los cambios que por concepto de la revisin estructural resulten en secciones estructurales mayores a las originales.


ANALISIS DE CARGAS

CARGAS MUERTAS PARA AZOTEA

Material Peso (kg/m) Multitecho 11.50 Instalaciones 15.00 Falso plafond 10.00 Total 36.50

CARGAS VIVAS PARA AZOTEA

Descripcin W (kg/m) Techo con s > 5% Gravitacional 60 Sismo 20

PESO UNITARIO POR METRO DE ALTURA

MATERIAL Wm (kg/m) Muro de block 15x20x40 255.00 Celdas coladas@80 cms 48.90

Emplaste 21.00 Total 324.90

CARGAS MUERTAS PARA REJILLA IS-05 (4.8x25.4)

TIPO DE CARGA W (kg/m) MUERTA 35.20 VIVA 200.00


REVISION DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

CUBIERTA A BASE DE CANAL LIGERO

La estructura de la cubierta original est formada a base de una seccin compuesta 2 canales ligeros empatados formados en fro como se muestra a continuacin:

Fig. 2 Seccin de doble canal empatado para cubierta ASTM A653 SQ Grado 33 (Dimensiones en mm)

Las cargas distribuidas actuantes sobre stas vigas son de:

Separacin mxima entre canales = 2.35 m

Claro mximo = 6.04 m

Wm = (36.50)(2.35) = 85.78 kg/m

Wv = (60.00)(2.35) = 141.00 kg/m

WD = 1.2(85.78) + 1.6(141.00) = 328.54 kg/m = 18.39 lb/in

Fig. 3 Diagrama de cortantes para un claro de 6.04 m para la seccin CF


Fig. 4 Diagrama de momentos para un claro de 6.04 m para la seccin CF

De los diagramas anteriormente mostrados se tiene que

Mmax = -1547.93 kg.m

Vmax = -1282.33 kg

La deflexin maxima se presenta a una distancia X = 3.62 m del apoyo izquierdo del eje 3 hacia el eje 4

del claro de la viga y es max = 4 cms.

De acuerdo al Manual Tcnico de Steel Stud Manufacturers Association las propiedades geomtricas y los valores admisibles de un perfil similar al analizado en cuestin es el 800S200-97 y dichos valores son los siguientes:

tf = 0.1017 in

b = 2

Sxx = 2.801 in3

Ixx = 11.203 in4

MR = 65.12 k.in = 750.94 kg.m < Mmax = 1547.93 kg.m

VR = 9,037 lb = 4,102.80 kg

E = 29000 ksi

R = = = 0.025 m = 2.5 cms

Como se puede apreciar la seccin equivalente a la analizada no es suficiente para resistir el momento actuante, por lo tanto es necesario cambiar la seccin.


Se propone utilizar secciones a base de tubo rectangular o PTR de 6x2x de acero ASTM A36. A

continuacin se muestran los resultados del anlisis y diseo estructural de la nueva seccin utilizando SAP2000.


Fig. 5 Seccin final a usar en soportes de cubierta PTR 6x2x (Dimensiones en mm)

Adicionalmente se requieren arriostramientos laterales para reducir el efecto de pandeo lateral por

cargas ssmicas; para esto se proponen utilizar redondos lisos de colocados a los tercios del

elemento, tal como se muestra:

Fig. 6 Distribucin de arriostramientos en planta entre 2 soportes PTR 6x2xen cubierta


MUROS DE MAMPOSTERIA

El sistema original de muros se clasifica como mampostera confinada debido a que est compuesta de castillos y cerramientos .

Debido a que la resistencia a compresin f*m = 40 kg/cm del block es relativamente baja comparada con la del concreto fc = 250 kg/cm, se decide rellenar las celdas con concreto fc = 200 kg/cm, para aumentar la resistencia a carga vertical del muro an cuando ste es confinado con dalas y castillos, as tambin para aumentar su resistencia a flexin del mismo.

La carga vertical resistente se calcula mediante la siguiente frmula:

ec. (1)

Se analizar unos de los tableros de muro situado en el eje 5 el cual recibe largueros L-1 de la azotea de ambos lados para una altura de 4.30 m.

Wmuro = (324.90)(4.30) = 1397.07 kg/m

Wtrabes = (2400)(0.15)(0.30)(3) = 324 kg/m

Carga puntual de azotea

P = 2371.38 kg

Al distribuir sta carga en la longitud del tablero del muro L = 3 m se tiene que W = = 1009.10

kg/m

La carga total actuante sobre el muro es W 1397.07 + 324 + 1009.10 = 2730.17 kg/m, que al ser factorizada de acuerdo al reglamento ACI 318-05 resulta ser de W = 1.2(2730.17) = 3276.20 kg/m.

Ahora calculando la resistencia a carga vertical del muro, se proponen celdas coladas a cada 80 cms con vr #3 en el sentido vertical, para lo cual se tienen las siguientes constantes:

As = 0.71 cm

n = 1/0.80 = 1.25 pzas

Astotal = 0.89 cm

FR = 0.60


FE =

e = ec +

ec = 0

H = 2.15 m, t = 0.15 m, K = 1, L = 3

FE = 0.144

Analizando un metro lineal de muro se tiene que AT = 15(100) = 1500 cm, y sustituyendo los valores conocidos en la ec (1) se tiene que la resistencia a carga vertical es de:

PR = 5,493.64 kg/m > 3,276.20 kg/m.

La fuerza cortante resistente de diseo de la mampostera se calcula mediante la siguiente frmula:

ec. (2)

FR = 0.70

= 3.5 kg/cm

AT = 15(300) = 4500 cm (Tablero de muro de 3 m de largo)

Debido a que no todos los tableros de mampostera estn cargando una fuerza P, que les ayude a estabilizar los empujes horizontales, se supondr que P = 0.

Entonces sustituyendo los valores conocidos en la ec. (2) se tiene que VMR = 9,371 kg. De acuerdo al anlisis ssmico en la direccin corta de la edificacin del centro comercial BRONCE, se tiene que la mxima fuerza cortante presentada es de VMAX = 7,315.37 kg, la cual es menor que la resistencia a carga horizontal. Para fines prcticos se toma como base ste parmetro debido a que el rea de construccin del centro comercial BRONCE es 1356 m y el rea de la construccin de la edificacin que se analiza es de 813 m, por lo tanto es aproximadamente 70% mayor el peso tomado como base que el actual.


La seccin final de muro de mampostera a utilizar es la que se muestra a continuacin:

Fig. 7 Seccin de muro de block a utilizar

CIMENTACION

Revisando el firme de la losa de 12 cms de espesor, utilizando malla electrosoldada 6x6-8/8, el acero mnimo por temperatura, es de:

b = 100 cms, h = 12 cm, r = 3 cm, d = 9 cm

Asmin = 0.002 b d = 0.0020 (100)(9) = 1.26 cm

El rea de acero de la malla electrosoldada 6 x 6 8/8 es de 0.871 cm/m, la cual no es suficiente para contrarrestar los esfuerzos por contraccin.

Para esto se propone utilizar una malla que tenga mayor rea de acero, que para ste caso se propone la malla 6 x 6 -6/6, con un rea de As = 1.227 cm/m.

Zapata invertida de lindero


De acuerdo a la mxima descarga factorizada en el lindero del eje A se tiene que W = 6,578.52 kg/m:

Fig. 8 Geometra de zapata invertida de lindero

Proponiendo un ancho b = 80 cm, se tiene que el esfuerzo sobre el terreno es de:

= = = 8,223.15 kg/m, la cual es la capacidad de carga que se debe garantizar a la

profundidad de desplante de la zapata invertida de 20 cms.

El momento mximo que genera el esfuerzo de compresin a la distancia crtica L= 60 cms es de

Mmax = = = 1,480.17 kg.m

El acero de acero necesaria para ese momento se calcula con la siguiente ecuacin

As =

FR = 0.90, j = 0.89, h = 15 cm, d = 7 cm, fy = 4200 kg/cm

Por lo tanto se tiene que el rea de acero es de As = 6.29 cm; proponiendo vrs de #4, con Ab = 1.27 cm

se tiene que la separacin es de s = x 100 = 20.20 cms.

Se propone bastones #4@20 cms.

El cortante resistente de la seccin es:


VR = 0.5 b d = (0.85)(0.50) (100)(7) = 4,703.89 kg

El cortante mximo a una distancia d del pao de la cimentacin es de:

Vu = 8223(0.60 0.07) = 4,358.19 kg

VR > Vu OK!!

Debido a que en el castillo que intersecta el eje A-2, se presenta la descarga mxima de la edificacin, se toma como base ste valor para el diseo de la zapata invertida centrada; slo que el momento actuante ser menor debido a que el brazo de palanca L = 40 cms, pero para fines prcticos se conservar el mismo diseo.

Fig. 9 Seccin final de zapata invertida perimetral


Fig. 10 Seccin final de zapata invertida centrada

reporte memoria revision estructural pedro loyola

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