seguridad estructural (db-se)

PROYECTO BÁSICO Y EJECUCIÓN DE

APARCAMIENTO SECTOR SUNC-O-LO.17 “REPSOL” (FASE 2)

MÁLAGA.

SEGURIDAD ESTRUCTURAL (DB-SE)

PROMOTOR:

ÁRQURA HOMES

P R O Y E C T I S T A S:

HCP ARQUITECTOS URBANISTAS S.L.P.

A R Q U I T E C T O S:

MARIO ROMERO GONZÁLEZ

JAVIER HIGUERA MATA

JUNIO 2020

Exp H-2313-14

Proyecto Básico y Ejecución de Aparcamiento Sector SUNC-O-LO.17 “REPSOL”. Málaga

Expediente: H-2313-14

Seguridad Estructural (DB-SE) 1

ÍNDICE.

1.- ANTECEDENTES...................................................................................................................................... 3

2.- NORMATIVA Y BIBLIOGRAFÍA EMPLEADA........................................................................................... 3

3.- CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES. ............................................................................................. 3

3.1.- HORMIGÓN ................................................................................................................................. 3 3.2.- ACERO ..................................................................................................................................... 3 3.3.- ACERO DE MALLAZOS PARA CAPA DE COMPRESIÓN ............................................................. 4 3.4.- ACERO ESTRUCTURAL .................................................................................................................. 4

4.- BASES DE CÁLCULO ORIENTADAS A LA DURABILIDAD. ..................................................................... 4

4.1.- CLASES GENERALES DE EXPOSICIÓN AMBIENTAL EN RELACIÓN CON LA CORROSIÓN DE

ARMADURAS ................................................................................................................................ 4 4.2.- CLASES ESPECÍFICAS DE EXPOSICIÓN AMBIENTAL EN RELACIÓN CON OTROS PROCESOS DE

DEGRADACIÓN DISTINTOS DE LA CORROSIÓN ........................................................................ 4

5.- BASES DE CÁLCULO ORIENTADAS A LA DURABILIDAD. ..................................................................... 4

5.1.- MAYORACIÓN DE ACCIONES .................................................................................................... 4 5.1.1 Estados límite últimos ................................................................................................. 4 5.1.2 Estados límite de servicio .......................................................................................... 4

5.2.- MINORACIÓN DE RESISTENCIA DE MATERIALES ........................................................................ 4 5.2.1 Estados límite últimos ................................................................................................. 5 5.2.2 Estados límite de servicio .......................................................................................... 5

5.3.- NIVELES DE CONTROL .................................................................................................................. 5

6.- DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA. ...................................................................................................... 5

6.1.- CARACTERÍSTICAS DE LOS FORJADOS ....................................................................................... 5 6.2.- JUSTIFICACIÓN DEL CANTO UTILIZADO ...................................................................................... 5 6.3.- CIMENTACIÓN ADOPTADA ........................................................................................................ 6 6.4.- JUNTAS DE DILATACIÓN .............................................................................................................. 6

7.- ACCIONES ADOPTADAS EN EL CÁLCULO. .......................................................................................... 6

7.1.- ACCIONES PERMANENTES .......................................................................................................... 6 7.1.1 Peso propio ................................................................................................................. 6 7.1.2 Acciones del terreno ................................................................................................. 7

7.2.- ACCIONES VARIABLES ................................................................................................................ 7 7.2.1 Sobrecarga de uso .................................................................................................... 7 7.2.2 Acciones sobre barandillas y elementos divisorios ................................................ 7 7.2.3 Viento .......................................................................................................................... 7 7.2.4 Acciones térmicas ..................................................................................................... 7 7.2.5 Nieve ........................................................................................................................... 7

7.3.- ACCIONES VARIABLES ................................................................................................................ 7 7.3.1 Sismo ............................................................................................................................ 7 7.3.2 Incendio ...................................................................................................................... 9 7.3.3 Impacto .................................................................................................................... 10

7.4.- CARGAS GRAVITATORIAS ACTUANTES SOBRE CADA FORJADO ........................................... 10

8.- COMBINACIÓN DE ACCIONES. ........................................................................................................ 10

8.1.- CARGAS GRAVITATORIAS ACTUANTES SOBRE CADA FORJADO ........................................... 10 8.2.- ESTADOS LÍMITE DE SERVICIO .................................................................................................... 10

9.- MÉTODOS DE CÁLCULO. .................................................................................................................... 11

9.1.- SISTEMA DE CÁLCULO DE CYPE INGENIEROS .......................................................................... 11 9.1.1 Modelización ............................................................................................................ 11 9.1.2 Método de comprobación a pandeo .................................................................. 13 9.1.3 Hormigón armado ................................................................................................... 14 9.1.4 Acero laminado y conformado ............................................................................. 15 9.1.5 Muros de fábrica de ladrillo y de bloques ............................................................ 15




10.- CÁLCULOS DE PANTALLAS DE H.A. .................................................................................................... 15

10.1.- NORMA Y MATERIALES ............................................................................................................. 15 10.2.- ACCIONES ................................................................................................................................ 15 10.3.- DATOS GENERALES ................................................................................................................... 16 10.4.- DESCRIPCIÓN DEL TERRENO .................................................................................................... 16 10.5.- GEOMETRÍA .............................................................................................................................. 16 10.6.- ESQUEMA DE LAS FASES ........................................................................................................... 16 10.7.- CARGAS .................................................................................................................................... 38

11.- DISEÑO DE LOS ANCLAJES ................................................................................................................. 38

11.1.- INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................... 38 11.2.- CRITERIOS DE ESTABILIDAD A CONSIDERAR ........................................................................... 38

11.2.1 Equilibrio global ................................................................................................... 38 11.2.2 Equilibrio local ..................................................................................................... 39

12.- JUSTIFICACIÓN ESTRUCTURAL PROTECCIÓN CONTRA EL FUEGO ................................................... 39




ANEJO DE CÁLCULO DE ESTRUCTURAS

1.- ANTECEDENTES.

La presente memoria tiene por objeto informar sobre los valores de cálculo de la cimentación

y de la estructura de la obra “APARCAMIENTO PU SECTOR SUNC-R-LO.17, REPSOL, FASE 2,

MÁLAGA”.

Los resultados obtenidos quedan reflejados en los planos correspondientes, con dimensiones,

armados, despieces y detalles constructivos necesarios para la correcta ejecución de la

estructura. Además se indican las características de los materiales empleados, acciones,

coeficientes de seguridad, hipótesis utilizadas en el cálculo, durabilidad (ambiente, relación

agua/cemento, contenido mínimo de cemento, recubrimiento, etc.), etc.

2.- NORMATIVA Y BIBLIOGRAFÍA EMPLEADA.

Para la confección del presente cálculo se ha tenido en cuenta las siguientes normativas:

- Normas Tecnológicas de la Edificación (NTE).

- Código Técnico de la Edificación (CTE).

- Normas de Construcción Sismorresistente: Parte General y Edificación (NCSE-02).

- Normas Básicas de la Edificación (NBE).

- Norma UNE 36-097-81 (parte 1).

- Instrucción para recepción de cementos (RC-03).

ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN ARMADO:

- Instrucción de hormigón estructural (EHE-08).

- CTE DB-SE C y CTE DB-SE.

ESTRUCTURAS METÁLICAS:

- CTE DB-SE A y CTE DB-SE

ESTRUCTURAS DE MURO DE CARGA:

- CTE DB-SE F y CTE DB-SE

3.- CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES.

3.1.- HORMIGÓN

Cimentación...................................................................... HA-30/P/20/IIa+Qa

Muros………….................................................................... HA-30/P/20/IIa+Qa

Pantalla H.A........................................................................ HA-30/P/20/IIa+Qa

Pilares y forjados................................................................ HA-25/B/20/IIa

3.2.- ACERO

Toda la obra...................................................................... B-500-SD




3.3.- ACERO DE MALLAZOS PARA CAPA DE COMPRESIÓN

Toda la obra...................................................................... B-500-SD

3.4.- ACERO ESTRUCTURAL

Designación: S275J0

Características:

Módulo de elasticidad (E): 210.000 N/mm2

Módulo de elasticidad transversal (G): 81.000 N/mm2

Coeficiente de Poisson (v): 0,30

Coeficiente de dilatación térmica (): 0,000012 ºC -1

Densidad (ρ): 7.850 kg/m3

4.- BASES DE CÁLCULO ORIENTADAS A LA DURABILIDAD.

Según Artículo 8.2 EHE-08

4.1.- CLASES GENERALES DE EXPOSICIÓN AMBIENTAL EN RELACIÓN CON LA CORROSIÓN DE

ARMADURAS

Cimentación.............................................................................................. Qa+IIa

Pilares y forjados protegidos..................................................................... IIa

Pilares y forjados a la intemperie.............................................................. IIa

4.2.- CLASES ESPECÍFICAS DE EXPOSICIÓN AMBIENTAL EN RELACIÓN CON OTROS PROCESOS DE

DEGRADACIÓN DISTINTOS DE LA CORROSIÓN

Según el análisis realizado en la parcela, no se prevé agresividad del medio, pero por

experiencia en prospecciones colindantes, hay constancia de posibilidad de ataques químicos

con agresividad débil por sulfatos; clase de exposición tipo Qa.

5.- BASES DE CÁLCULO ORIENTADAS A LA DURABILIDAD.

5.1.- MAYORACIÓN DE ACCIONES

Según Artículo 12 EHE-08

5.1.1 Estados límite últimos

Mayoración de acciones permanentes........................................... G = 1,50

Mayoración de acciones variables.................................................. Q = 1,60

Mayoración de acciones accidentales............................................ A = 1,00

5.1.2 Estados límite de servicio

Mayoración de acciones permanentes........................................... G = 1,00

Mayoración de acciones variables.................................................. Q = 1,00

5.2.- MINORACIÓN DE RESISTENCIA DE MATERIALES

Según Artículo 15 EHE-08.




5.2.1 Estados límite últimos

Hormigón (Situación persistente o transitoria).............................. c = 1,50

Hormigón (Situación accidental)................................................... c = 1,30

Acero (Situación persistente o transitoria).................................... s = 1,15

Acero (Situación accidental)......................................................... s = 1,00

5.2.2 Estados límite de servicio

Hormigón...................................................................................... c = 1,00

Acero............................................................................................ s = 1,00

5.3.- NIVELES DE CONTROL

Según Artículos 95, 88 y 90 EHE-08.

Ejecución..................................................................................... Normal

Hormigón..................................................................................... Estadístico

Acero........................................................................................... Normal

6.- DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA.

Dadas las características del proyecto, se ha considerado que el tipo de estructura optimo es la

de losa de hormigón maciza, apoyadas en pilares, también de hormigón armado.

En planos aparecen las indicaciones necesarias para identificar cada elemento (pilar, viga,

zuncho, etc…) mediante referencias.

6.1.- CARACTERÍSTICAS DE LOS FORJADOS

Forjado Tipo

Separación

entre ejes

(cm)

Espesor

básico del

nervio (cm)

Canto

total

Capa de

compresión

Base mínima

de los

zunchos

LOSA H.A. (25) 25 - - 250 - 30

LOSA H.A. (30) 30 - - 30 - 30

LOSA H.A. (40) 40 - - 40 - 30

6.2.- JUSTIFICACIÓN DEL CANTO UTILIZADO

La elección del canto del forjado se hace siempre sobre la base de que las flechas de la

estructura en servicio, sean compatibles con el perfecto funcionamiento del edificio.

En nuestro caso estas limitaciones se cumplen, no siendo de prever en absoluto la aparición de

fisuras en tabiques o cerramientos debidas a esta causa, siempre y cuando el proceso de carga

de la estructura se lleve a cabo de forma correcta y como se indica en los planos.

PARA FORJADOS LOSAS MACIZAS en general, en edificaciones normales, a falta de exigencias

más precisas que resulten de condiciones particulares, se puede establecer como valor límite

para la flecha total, en términos relativos a la longitud L del elemento que se comprueba, L/250.

A falta de criterios más precisos para la flecha activa, en términos relativos a la longitud del

elemento que se comprueba, L/400.

En todo caso, casos reales de patología, indican que, para evitar problemas de fisuración en

tabiques, la flecha activa no debe ser superior a 1,0 cm.




6.3.- CIMENTACIÓN ADOPTADA

De los datos del informe geotécnico y de acuerdo con las prescripciones de la Dirección

Facultativa y con el CTE DB-SE C, la cimentación más idónea es la formada por una losa de

cimentación de hormigón de 1,00 m. de canto adoptando un coeficiente de balasto para la

placa rectangular de 0,420 Kg/cm3 y K30 = 8,0 Kg/cm3 (según Informe Geotécnico).

Empresa que realiza el informe geotécnico: GEOSPHERA CONSULTORES S.L.

Número de expediente: R129B-2015

Fecha de realización: 12 MARZO 2015

Autor/es: CLAUDIO JIMENEZ RODRIGUEZ

6.4.- JUNTAS DE DILATACIÓN

De acuerdo con la NCSE-02 apartado 4.2.5., las juntas de dilatación deben estar separadas de

las colindantes una distancia mínima para mitigar los efectos del choque durante los

movimientos sísmicos.

Toda construcción se separará de las lindes edificables de propiedad adyacentes y en toda su

altura no menos que el desplazamiento lateral máximo por sismo, u, ni menos de 1,5 cm., a fin

de evitar el choque con las estructuras contiguas durante los movimientos sísmicos.

Para edificios de hasta diez plantas, el desplazamiento lateral máximo, u, en centímetros puede

obtenerse mediante la expresión:

u = 33 · α1 · (ac/g) · TF2 = 33 · 2,5 · (0,133) · 0,32 = 0,987 cm ≈ 1 cm.

donde α1, ac, TF y g son los parámetros definidos en 1.7.3.1

Las juntas entre cuerpos de edificios deben ser preferentemente planos verticales y con una

anchura de, al menos, la suma de los desplazamientos laterales máximos, u, de los dos cuerpos.

No se instalarán conducciones generales atravesando planos de junta, salvo que dispongan de

enlaces flexibles adecuados.

7.- ACCIONES ADOPTADAS EN EL CÁLCULO.

Según el Anexo A de la EHE-08 y el CTE DB-AE.

7.1.- ACCIONES PERMANENTES

7.1.1 Peso propio

Peso propio del forjado LOSA (c=40cm)..................................... 10,00 KN/m2



Pavimento y enlucido.................................................................... 1,50 KN/m2

Tabiquería........................................................................................ 1,00 KN/m2

Cerramientos exteriores................................................................. 7,00 KN/m

Densidad de hormigón armado (art.10 EHE-08)......................... 2500 Kg/m3

Densidad de hormigón en masa (art.10 EHE-08)........................ 2300 Kg/m3

Densidad del terreno en jardineras (Tabla C.5 DB_SE-AE)......... 20,00 KN/m3

El valor característico del peso propio de los equipos e instalaciones fijas considerados, tales

como calderas colectivas, transformadores, aparatos de elevación, o torres de refrigeración

aparecen indicados en los planos.




7.1.2 Acciones del terreno

Las acciones derivadas del empuje del terreno, tanto las procedentes de su peso como de otras

acciones que actúan sobre él, o las acciones debidas a sus desplazamientos y deformaciones,

se evalúan y tratan según establece el CTE DB-SE C.

7.2.- ACCIONES VARIABLES

7.2.1 Sobrecarga de uso

Los valores característicos de las sobrecargas de uso se han tomado de la tabla 3.1 del CTE DB-

AE.

7.2.2 Acciones sobre barandillas y elementos divisorios

Se consideran las estás acciones según indica el art. 3.2 del CTE-DB AE.

7.2.3 Viento

Puesto que el emplazamiento geográfico de la obra es la ZONA A según el anejo D del CTE-DB

AE, la presión dinámica considerada es de 0,42 KN/m2 y la velocidad básica es de 26 m/s.

7.2.4 Acciones térmicas

Puesto que la estructura proyectada es un edificio con elementos estructurales de hormigón o

acero, no se consideran las acciones térmicas ya que se disponen juntas de dilatación en las

unidades estructurales que puedan verse afectadas por cambios geométricos debidos a las

variaciones de la temperatura exterior (forjado Pta. Baja), de forma que no existen elementos

continuos de más de 40m de longitud que puedan verse afectados por dichos cambios. Existen

elementos continuos de más de 40 m de longitud en unidades estructurales protegidas de

cambios de temperatura (forjados Ptas. Sótanos).

7.2.5 Nieve

Como valor de carga de nieve por unidad de superficie en proyección horizontal, qn, se ha

tomado:

qn = µ · Sk

Siendo: µ coeficiente de forma de la cubierta según el art. 3.5.3 del CTE DB-AE.

Sk el valor característico de la carga de nieve sobre un terreno horizontal

según el art. 3.5.2 del CTE DB-AE.

7.3.- ACCIONES VARIABLES

7.3.1 Sismo

Según NCSE-02

La aplicación de esta Norma es obligatoria en las construcciones recogidas en el artículo 1.2.1,

excepto en las construcciones de importancia normal con pórticos bien arriostrados entre sí en

todas las direcciones (forjado reticular) cuando la aceleración sísmica básica ab (art. 2.1) sea

inferior a 0,08g. No obstante, la Norma será de aplicación en los edificios de más de siete plantas

si la aceleración sísmica de cálculo, ac (art. 2.2) es igual o mayor de 0,08g.

Clasificación de la edificación: IMPORTANCIA NORMAL.

Aceleración sísmica de cálculo:

La aceleración sísmica de cálculo ac, se define como el producto:

ac = S··ab




S = coeficiente de amplificación del terreno definido en 2.2. NCSE-02

= coeficiente adimensional de riesgo

ab = aceleración sísmica básica

Para MÁLAGA, ab = 0,11g y por el tipo de edificio = 1.

TIPO DE CONSTRUCCIÓN

De importancia normal 1

De importancia especial 1,30

Según la tabla C 2.1, S toma el valor de: 1,201

ac = 1,201· 1 · 0,11g = 0,133g

Espectro elástico de respuesta:

Coeficiente del terreno: C = 1,51 El coeficiente del terreno se ha obtenido según

los niveles geotécnicos definidos en el Informe

Geotécnico.

Coeficiente de contribución: k = 1,0

Esta norma establece un espectro normalizado de respuesta elástica en la superficie libre del

terreno, para aceleraciones horizontales, correspondientes a un oscilador lineal simple con un

amortiguamiento de referencia del 5% respecto al crítico, definido por los siguientes valores:

Si T < TA α(T) = 1 + 1,5 · T/TA

Si TA ≤ T ≤ TB α(T) = 2,5

Si T > TB α(T) = K · C/T

siendo,

α(T) Valor del espectro normalizado de respuesta elástica

T Periodo propio del oscilador en segundos

K Coeficiente de contribución, referido en art. 2.1. NCSE-02

TA, TB Períodos característicos del espectro de respuesta, de valores:

TA = K · C / 10

TB = K · C / 2,5

Período fundamental del edificio:

Al tratarse de una estructura de hormigón armado de “n” plantas

TF= 0,09 x n seg.

Nº de modos considerados:

Los modos de vibración en modelos de planos de estructuras de pisos según la figura 3.2 de la

NCSE-02, se consideran en base al período fundamental de la construcción (TF).

El primer modo, si TF ≤ 0.75 s

El primero y segundo modo, si 0.75 s < TF ≤ 1.25 s

Los tres primeros modos, si TF > 1.25 s




Para la consideración de los efectos de los distintos modos, se aceptan las siguientes relaciones

entre los periodos del modo i, Ti, y del modo fundamental, TF:

Ti = TF/ (2i-1)

Nº mínimo de modos a considerar:

En cada caso se considerará el número de modos de vibración con contribución significativa en

el resultado, y como mínimo se considerarán:

- tres modos en el caso de modelos planos de estructuras de pisos (Figura 3.1. NCSE-02)

- cuatro modos en el caso de modelos espaciales de estructura, dos traslacionales y otros dos

rotacionales.

- Todos los modos de período superior a TA (apartado 2.3. NCSE-02)

Cálculo de las características modales de la construcción:

Las características de la construcción (período propio y coeficiente de forma de cada modo de

vibración, y amortiguamiento) se determinan con las Fórmulas aproximadas indicadas en los

epígrafes 3.7.2.2. y 3.7.3.2. de la NCSE-02.

Determinación de las fuerzas sísmicas:

Las fuerzas sísmicas se determinan de la siguiente expresión:

Fik = sik · Pk

Donde Pk es el peso correspondiente a la masa de la planta k (ver epígrafe 3.2. NCSE-02) y sik es

un coeficiente sísmico adimensional correspondiente a la planta k en el modo i, de valor:

sik = (ac / g) · i · · ik

Siendo:

(ac / g) = S · · (ab / g)

i un coeficiente de valor:

Para Ti ≤ TB i = 2,5

Para Ti < TB i = 2,5 · (TB / Ti)

Siendo Ti el Período del modo considerado y TB el Período característico del espectro

Coeficiente de respuesta = según la Tabla 3.1. de la NCSE-02

ik es el factor de distribución correspondiente a la planta k, en el modo i, definido en el art.

3.7.3.2. de la NCSE-02.

=

==n

k

ikk

n

k

ikk

ikik

m

m

1

2

1

·

·

·

7.3.2 Incendio

Las acciones debidas a la agresión térmica del incendio están consideradas según el CTE DB-SI.

En las zonas de tránsito de vehículos destinados a los servicios de protección contra incendios, se

considera una acción de 2T/m2 dispuesta en una superficie de 3m de ancho por 8m de largo,

en cualquiera de las posiciones de una banda de 5m de ancho, y las zonas de maniobra, por

donde se prevé el paso de este tipo de vehículos.




7.3.3 Impacto

Esta estructura ha sido calculada considerando sólo las acciones debidas a impactos

accidentales de vehículos de la siguiente forma:

Se ha introducido una carga de 5T en la dirección paralela a la vía por donde pueden circular

los vehículos y otra de 2,5T en la dirección perpendicular, no actuando simultáneamente. La

fuerza equivalente de impacto se considera actuando en un plano horizontal y se aplica sobre

una superficie rectangular de 0,25m de altura y una anchura de 1,5m, o la anchura del

elemento si es menor, y una altura de 0,6m por encima del nivel de rodadura, en el caso de

elementos verticales, o la altura del elemento, si es menor de 1,8m en los horizontales.

7.4.- CARGAS GRAVITATORIAS ACTUANTES SOBRE CADA FORJADO

Las cargas gravitatorias actuantes sobre cada forjado y la losa de cimentación están indicadas

en el plano de cimentación y estructura correspondiente.

8.- COMBINACIÓN DE ACCIONES.

Según Articulo 13 EHE-08.

Gk,j Valor característico de las acciones permanentes.

Qk,1 Valor característico de la acción variable determinante. Qk,i Valor característico de la acción variable. AK Valor característico de la acción accidental. AE,K Valor característico de la acción sísmica.

Coeficientes de seguridad.

Las cargas gravitatorias actuantes sobre cada forjado y la losa de cimentación están indicadas

en el plano de cimentación y estructura correspondiente.

8.1.- CARGAS GRAVITATORIAS ACTUANTES SOBRE CADA FORJADO

• SITUACIONES PERSISTENTES O TRANSITORIAS

a) Situaciones con una sola acción variable Qk,1:

G,j Gk,j + Q,1 Qk,1

b) Situaciones con dos o más acciones variables Qk,i:

G,j Gk,j + 0.9 Q,i Qk,i

• SITUACIONES SÍSMICAS

G,j Gk,j + A AE,K + 0.8 Q,i Qk,i

8.2.- ESTADOS LÍMITE DE SERVICIO

• COMBINACIÓN POCO PROBABLE

a) Situaciones con una sola acción variable Qk,1:

G,j Gk,j + Q,1 Qk,1

b) Situaciones con dos o más acciones variables Qk,i:


• COMBINACIÓN CUASIPERMANENTE





9.- MÉTODOS DE CÁLCULO.

Las características de los programas utilizados son las siguientes:

• Título: CYPE INGENIEROS

Versión: ÚLTMA DISPONIBLE

Nombre de la empresa: Cype Ingenieros, S.A.

Avda. Eusebio Sempere, 5.

46020 ALICANTE – España

9.1.- SISTEMA DE CÁLCULO DE CYPE INGENIEROS

Este programa ha sido concebido para realizar el cálculo y dimensionado de estructuras de

hormigón armado y metálicas diseñado con forjados unidireccionales, reticulares y losas macizas

para edificios sometidos a acciones verticales y horizontales. Las vigas de forjados pueden ser de

hormigón y metálicas. Los soportes pueden ser pilares de hormigón armado, metálicos, pantallas

de hormigón armado, muros de hormigón armado con o sin empujes horizontales y muros de

fábrica. La cimentación puede ser fija (por zapatas o encepados) o flotante (mediante vigas y

losas de cimentación).

9.1.1 Modelización

El análisis de las solicitaciones se realiza mediante un cálculo espacial en 3D, por métodos

matriciales de rigidez formando todos los elementos que definen la estructura: pilares, pantallas

H.A., muros, vigas y forjados.

Se establece la compatibilidad de deformaciones en todos los nudos, considerando 6 grados de

libertad, y se crea la hipótesis de indeformabilidad del plano de cada planta, para simular el

comportamiento rígido del forjado, impidiendo los desplazamientos relativos entre nudos del

mismo. Por tanto, cada planta sólo podrá girar y desplazarse en su conjunto (3 grados de

libertad).

Para el cálculo de la estructura, el forjado se ha considerado como PISO RIGIDO.

Esta consideración de piso rígido para cada zona independiente de una planta se mantiene

aunque se introduzcan vigas y no forjados en la planta.

Cuando en una misma planta existan zonas independientes, se considerará cada una de éstas

como una parte distinta de cara a la indeformabilidad de esa zona, y no se tendrá en cuenta

en su conjunto. Por tanto, las plantas se comportarán como planos indeformables

independientes. Un pilar no conectado se considera zona independiente.

Para todos los estados de carga se realiza un cálculo estático, (excepto cuando se consideran

acciones dinámicas por sismo, en cuyo caso se emplea el análisis modal espectral), y se supone

un comportamiento lineal de los materiales y, por tanto, un cálculo de primer orden, de cara a

la obtención de desplazamientos y esfuerzos.

La estructura se discretiza en elementos tipo barra (estructuras 3D integradas), emparrillados de

barras y nudos, y elementos finitos triangulares de la siguiente manera:

1. Pilares: Son barras verticales entre cada planta, definiendo un nudo en arranque de

cimentación o en otro elemento, como una viga o forjado, y en la intersección de cada planta,

siendo su eje el de la sección transversal. Se consideran las excentricidades debidas a la

variación de dimensiones en altura. La longitud de la barra es la distancia libre a cara de otros

elementos.

2. Vigas: se definen en planta fijando nudos en la intersección con las caras de soportes (pilares,

pantallas o muros), así como en los puntos de corte con elementos de forjado o con otras vigas.

Siempre poseen tres grados de libertad, manteniendo la hipótesis de diafragma rígido entre

todos los elementos que se encuentren en contacto. Pueden ser de hormigón armado o

metálicas en perfiles seleccionados de biblioteca.




- 2.1. Simulación de apoyo en muro: se definen tres tipos de vigas simulando el apoyo en

muro (empotramiento, articulación fija o articulación con deslizamiento libre horizontal), el cual

se discretiza como una serie de apoyos coincidentes con los nudos de la discretización a lo largo

del apoyo en muro, al que se le aumenta su rigidez de forma considerable (x100). Es como una

viga continua muy rígida sobre apoyos con tramos de luces cortas.

- 2.2. Vigas de cimentación: son vigas flotantes apoyadas sobre suelo elástico,

discretizadas en nudos y barras, asignando a los nudos la constante de muelle definida a partir

del coeficiente de balasto (ver anexo de Losas y vigas de cimentación).

• 3. Vigas inclinadas: Se definen como barras entre dos puntos que pueden estar en un

mismo nivel o planta o en diferentes niveles, creándose dos nudos en dichas

intersecciones.

• 4. Forjados unidireccionales: Las viguetas son barras que se definen en los paños huecos

entre vigas o muros, y que crean nudos en las intersecciones de borde y eje

correspondientes de la viga que intersectan.

• 5. Forjados de Placas Aligeradas. Son forjados unidireccionales discretizados por barras

cada 40 cm. Las características geométricas y sus propiedades resistentes se definen en

una ficha de características del forjado.

• 6. Losas macizas: La discretización de los paños de losa maciza se realiza en mallas de

elementos tipo barra de tamaño máximo de 25 cm y se efectúa una condensación

estática (método exacto) de todos los grados de libertad. Se tiene en cuenta la

deformación por cortante y se mantiene la hipótesis de diafragma rígido. Se considera

la rigidez a torsión de los elementos.

- 6.1. Losas de cimentación: son losas macizas flotantes cuya discretización es idéntica

a las losas normales de planta, con muelles cuya constante se define a partir del

coeficiente de balasto.

• 7. Forjados reticulares: la discretización de los paños de forjado reticular se realiza en

mallas de elementos finitos tipo barra cuyo tamaño es de un tercio del intereje definido

entre nervios de la zona aligerada, y cuya inercia a flexión es la mitad de la zona

maciza, y la inercia a torsión el doble de la de flexión. La dimensión de la malla se

mantiene constante tanto en la zona aligerada como en la maciza, adoptando en

cada zona las inercias medias antes indicadas. Se tiene en cuenta la deformación por

cortante y se mantiene la hipótesis de diafragma rígido. Se considera la rigidez a torsión

de los elementos.

• 8. Pantallas H.A.: Son elementos verticales de sección transversal cualquiera, formada

por rectángulos múltiples entre cada planta, y definidas por un nivel inicial y un nivel

final. La dimensión de cada lado es constante en altura, pudiendo disminuirse su

espesor. En una pared (o pantalla) una de las dimensiones transversales de cada lado

debe ser mayor que cinco veces la otra dimensión, ya que si no se verifica esta

condición no es adecuada su discretización como elemento finito, y realmente se

puede considerar un pilar como elemento lineal.

• 9. Muros de hormigón armado y muros de sótano: Son elementos verticales de sección

transversal cualquiera, formada por rectángulos entre cada planta, y definidas por un

nivel inicial y un nivel final. La dimensión de cada lado puede ser diferente en cada

planta, pudiendo disminuirse su espesor en cada planta. En una pared (o muro) una de

las dimensiones transversales de cada lado debe ser mayor que cinco veces la otra

dimensión, ya que si no se verifica esta condición, no es adecuada su discretización

como elemento finito, y realmente se puede considerar un pilar, u otro elemento en

función de sus dimensiones.

Todo nudo generado corresponde con algún nodo de los triángulos.

La discretización efectuada es por elementos finitos tipo lámina gruesa tridimensional, que

considera la deformación por cortante. Están formados por seis nodos, en los vértices y en los

puntos medios de los lados con seis grados de libertad cada uno y su forma es triangular,

realizándose un mallado del muro en función de las dimensiones, geometría, huecos,




generándose un mallado con refinamiento en zonas críticas que reduce el tamaño de los

elementos en las proximidades de ángulos, bordes y singularidades.

Consideración del tamaño de los nudos

Se crea, por tanto, un conjunto de nudos generales rígidos de dimensión finita en la intersección

de pilares y vigas cuyos nudos asociados son los definidos en las intersecciones de los elementos

de los forjados en los bordes de las vigas y de todos ellos en las caras de los pilares.

Dado que están relacionados entre sí por la compatibilidad de deformaciones, supuesta la

deformación plana, se puede resolver la matriz de rigidez general y las asociadas y obtener los

desplazamientos y los esfuerzos en todos los elementos.

Como, en general, la reacción en el soporte es excéntrica, ya que normalmente se transmite axil

y momento al soporte, se adopta la consideración del tamaño de los nudos mediante la

introducción de elementos rígidos entre el eje del soporte y el final de la viga, lo cual se plasma

en las consideraciones que a continuación se detallan.

Dentro del soporte se supone una respuesta lineal como reacción de las cargas transmitidas por

el dintel y las aplicadas en el nudo, transmitidas por el resto de la estructura. Además, se supone

que el canto de las vigas aumenta de forma lineal, de acuerdo a una pendiente 1:3, hasta el

eje del soporte, por lo que la consideración conjunta del tamaño de los nudos, redondeo

parabólico de la ley de momentos y aumento de canto dentro del soporte, conduce a una

economía de la armadura longitudinal por flexión en las vigas, ya que el máximo de cuantías se

produce entre la cara y el eje del soporte. Lo más habitual es que el máximo sea en la cara, en

función de la geometría.

En el caso de una viga que apoya en un soporte alargado tipo pantalla o muro, las leyes de

momentos se prolongan en el soporte a partir de la cara de apoyo en una longitud de un canto.

Las armaduras se dimensionan hasta esa longitud y no se prolongan más allá de donde son

necesarias. Aunque la viga sea más ancha que el apoyo, ésta y su armadura se interrumpen

cuando ha penetrado un canto en la pantalla o muro.

9.1.2 Método de comprobación a pandeo

Para el cálculo a pandeo se expone a continuación los principios básicos utilizados por el

programa:

Coeficientes de pandeo por planta en cada dirección.

1. Pilares de hormigón.

2. Pilares de acero.

Estos coeficientes pueden definirse por planta y por cada pilar independientemente. El

programa asume el valor α = 1 (también llamado β) por defecto, debiéndolo variar según el tipo

de estructura y uniones del pilar con vigas y forjados en ambas direcciones. Recuerde que se

define un coeficiente de pandeo por planta y otro por pilar en cabeza y pie, que se multiplican,

obteniendo el coeficiente de cálculo definido.

La altura que se considera a efectos de cálculo a pandeo es la altura libre del pilar, es decir, la

altura de la planta menos la altura de la viga o forjado de mayor canto que acomete al pilar.




El valor final de α de un pilar es el producto del α de la planta por el α del tramo.

Queda a juicio del proyectista la variación de los valores de α en cada una de las direcciones

de los ejes locales de los pilares.

Consideración de Efectos de 2º Orden. De forma potestativa se considerará, cuando se defina

hipótesis de Viento o Sismo, el cálculo de la amplificación de esfuerzos producidos por la

actuación de dichas cargas horizontales.

El método está basado en el efecto P-delta debido a los desplazamientos producidos por las

acciones horizontales, abordando de forma sencilla los efectos de segundo orden a partir de un

cálculo de primer orden, y un comportamiento lineal de los materiales, con unas características

mecánicas calculadas con las secciones brutas de los materiales y su módulo de elasticidad

secante.

9.1.3 Hormigón armado

Para la obtención de las solicitaciones se ha considerado los principios de la Mecánica Racional

y las teorías clásicas de la Resistencia de Materiales y Elasticidad.

El método de cálculo aplicado es de los Estados Límites, en el que se pretende limitar que el

efecto de las acciones exteriores ponderadas por unos coeficientes, sea inferior a la respuesta

de la estructura, minorando las resistencias de los materiales.

En los estados límites últimos se comprueban los correspondientes a: equilibrio, agotamiento o

rotura, adherencia, anclaje y fatiga (si procede).

En los estados límites de utilización, se comprueba: deformaciones (flechas), y vibraciones (si

procede).

Definidos los estados de carga según su origen, se procede a calcular las combinaciones

posibles con los coeficientes de mayoración y minoración correspondientes de acuerdo a los

coeficientes de seguridad definidos en el art. 12º de la norma EHE-08 y las combinaciones de

hipótesis básicas definidas en el art 4º del CTE DB-SE.

Situaciones no sísmicas

Situaciones sísmicas

La obtención de los esfuerzos en las diferentes hipótesis simples del entramado estructural, se

harán de acuerdo a un cálculo lineal de primer orden, es decir admitiendo proporcionalidad

entre esfuerzos y deformaciones, el principio de superposición de acciones, y un

comportamiento lineal y geométrico de los materiales y la estructura.

Para la obtención de las solicitaciones determinantes en el dimensionado de los elementos de

los forjados (vigas, viguetas, losas, nervios) se obtendrán los diagramas envolventes para cada

esfuerzo.

Para el dimensionado de los soportes se comprueban para todas las combinaciones definidas.

+ + Gj kj Q1 p1 k1 Qi ai ki

j 1 i >1

G Q Q

+ + Gj kj A E Qi ai ki

j 1 i 1

G A Q




9.1.4 Acero laminado y conformado

Se dimensiona los elementos metálicos de acuerdo a la norma CTE SE-A (Seguridad estructural),

determinándose coeficientes de aprovechamiento y deformaciones, así como la estabilidad, de

acuerdo a los principios de la Mecánica Racional y la Resistencia de Materiales.

Se realiza un cálculo lineal de primer orden, admitiéndose localmente plastificaciones de

acuerdo a lo indicado en la norma.

La estructura se supone sometida a las acciones exteriores, ponderándose para la obtención de

los coeficientes de aprovechamiento y comprobación de secciones, y sin mayorar para las

comprobaciones de deformaciones, de acuerdo con los límites de agotamiento de tensiones y

límites de flecha establecidos.

Para el cálculo de los elementos comprimidos se tiene en cuenta el pandeo por compresión, y

para los flectados el pandeo lateral, de acuerdo a las indicaciones de la norma.

9.1.5 Muros de fábrica de ladrillo y de bloques

Para el cálculo y comprobación de tensiones de las fábricas de ladrillo se tendrá en cuenta lo

indicado en la norma CTE SE-F, y el Eurocódigo-6 en los bloques de hormigón.

El cálculo de solicitaciones se hará de acuerdo a los principios de la Mecánica Racional y la

Resistencia de Materiales.

Se efectúan las comprobaciones de estabilidad del conjunto de las paredes portantes frente a

acciones horizontales, así como el dimensionado de las cimentaciones de acuerdo con las

cargas excéntricas que le solicitan.

10.- CÁLCULOS DE PANTALLAS DE H.A.

Las características del programa utilizado para el cálculo de la pantalla de H.A. es el siguiente:

• Título: CYPE. Módulo Muros pantalla

Versión: Última disponible

Nombre de la empresa: Cype Ingenieros, S.A.

Avda. Eusebio Sempere, 5.

46020 ALICANTE – España

10.1.- NORMA Y MATERIALES

Norma de hormigón: EHE-08 / CTE (España)

Hormigón: HA-30, Control estadístico

Acero: B 500 SD, Control Normal

Clase de exposición: Clase IIa

Recubrimiento geométrico: 7.0 cm

Tamaño máximo del árido: 20 mm

10.2.- ACCIONES

Mayoración esfuerzos en construcción: 1.60

Mayoración esfuerzos en servicio: 1.60

Con análisis sísmico

Aceleración de cálculo: 0.13 g

No se considera el sismo en las fases constructivas

Mayoración esfuerzos en hipótesis sísmica: 1.00

Sin considerar acciones térmicas en puntales




10.3.- DATOS GENERALES

Cota de la rasante: 0.00 m

Altura del muro sobre la rasante: 0.00 m

Tipología: Muro pantalla de hormigón armado

10.4.- DESCRIPCIÓN DEL TERRENO

Referencias Cota

superior Descripción

1 - Rellenos 0.00 m Densidad aparente: 1.6 Kg/dm3

Densidad sumergida: 1.0 Kg/dm3

Ángulo rozamiento interno: 28 grados

Cohesión: 0.00 Tn/m2

2 - Arcilla -2.25 m Densidad aparente: 1.8 Kg/dm3




3 – Depósitos

granulares

-6.35 m Densidad aparente: 1.8 Kg/dm3




4 – Arcilla beige -14.45 m Densidad aparente: 1.7 Kg/dm3




5 – Arcilla gris -23.85 m Densidad aparente: 1.7 Kg/dm3




* Para el cálculo de la pantalla tipo E, la cota de coronación de la misma comienza en el nivel 2

de Arcillas a una cota de 3,55 m. respecto del nivel de la cota 0,00 m. del nivel de Rellenos.

10.5.- GEOMETRÍA

La geometría de la pantalla de H.A. es la siguiente:

Altura total: 29.00 m.

Pantallas C y R Espesor: 100 cm.

Longitud tramo: 2,50 m.

Altura total: 25.45 m.

Pantalla E Espesor: 100 cm.

Longitud tramo: 2,50 m.

10.6.- ESQUEMA DE LAS FASES

En el cálculo del muro pantalla de han distinguido tres tipos de pantallas de H.A., diferenciadas

según el plano correspondiente a pantallas, distinguiéndose las siguientes:

- Pantalla TIPO C. Correspondiente a la zona anexa a calle.

- Pantalla TIPO R. Correspondiente a la zona anexa a las rampas del parking.

- Pantalla tipo E. Correspondiente a la zona anexa a las zonas de entrada.




PANTALLA TIPO C

Referencias Nombre Descripción

Fase 1 Excavación hasta la cota:

-4.55 m

Tipo de fase: Constructiva

Cota de excavación: -4.55 m

Con nivel freático trasdós hasta la cota: -3.75 m

Con nivel freático intradós hasta la cota: -4.55 m


Fase 2 Colocación de anclaje

activo en la cota -3.85 m










-8.05 m

















-11.55 m
















Fase 7 Excavación hasta la cota: -14.05 m

Tipo de fase: Constructiva Cota de excavación: -14.05 m Con nivel freático trasdós hasta la cota: -3.75 m Con nivel freático intradós hasta la cota: -14.05 m













-15.85 m






Fase 10 Construcción de losa de cimentación (Cota: -14.85 m)

Tipo de fase: Constructiva Cota de excavación: -15.85 m Con nivel freático trasdós hasta la cota: -3.75 m Con nivel freático intradós hasta la cota: -15.85 m





Fase 11 Construcción de forjado

(Cota: -11.35 m)







(Cota: -7.85 m)










(Cota: -4.35 m)







(Cota: 0.00 m)









Fase 15 Fase de servicio Tipo de fase: Servicio




PANTALLA TIPO R


Fase 1 Excavación hasta la

cota: -4.55 m

















cota: -8.05 m

















cota: -11.55 m

















-14.05 m

















-15.85 m









Fase 10 Construcción de losa de

cimentación (Cota: -14.85 m)







(Cota: -11.35 m)










(Cota: -7.85 m)







(Cota: -4.35 m)










(Cota: 0.00 m)













PANTALLA TIPO E



-4.50 m

















-8.00 m

















-10.50 m

















-12.30 m






Fase 8 Construcción de losa de

cimentación (Cota: -11.30 m)










(Cota: -7.80 m)







(Cota: -4.30 m)










(Cota: -0.80 m)













10.7.- CARGAS

PANTALLA TIPO C

CARGAS EN EL TRASDÓS

Tipo Cota Datos Fase inicial Fase final

Uniforme En superficie Valor: 2.1 Tn/m2 Excavación hasta la

cota: -4,5 m Fase de servicio

PANTALLA TIPO R



Uniforme En superficie Valor: 2.1 Tn/m2 Excavación hasta la


PANTALLA TIPO E



Uniforme En superficie Valor: 2 Tn/m2 Excavación hasta la


11.- DISEÑO DE LOS ANCLAJES

11.1.- INTRODUCCIÓN

El diseño de un anclaje requiere conocer en primer lugar el valor y dirección de los esfuerzos

ejercidos por la estructura a anclar, denominadas cargas nominales (consideradas sin mayorar),

para poder en segundo lugar dimensionar las diferentes partes del anclaje (tirante, longitud libre

y longitud de bulbo). Ver Eurocódigo 1-parte 1-1 y el Eurocódigo 7-parte 1.

El proyecto de un anclaje requiere conocer el valor y dirección de los esfuerzos ejercidos por la

estructura a anclar. En este sentido se estará a lo especificado al respecto en la Guía de

cimentaciones en obras de carretera y en el art. 9 del CTE DB-SE C.

11.2.- CRITERIOS DE ESTABILIDAD A CONSIDERAR

En las estructuras ancladas se deberán tener en cuenta dos aspectos:

• La estabilidad global de la zona en que se encuentra la estructura anclada.

• El comportamiento de cada uno de los elementos de los anclajes y sus efectos sobre

el entorno más inmediato de los mismos (equilibrio local).

11.2.1 Equilibrio global

Lo referente al equilibrio o estabilidad global se abordará de conformidad con lo especificado

al respecto en la Guía de cimentaciones en obras de carretera.




11.2.2 Equilibrio local

Se debe asegurar el comportamiento individual de cada componente de los anclajes,

considerando:

• La rotura parcial de la cabeza del anclaje o de la estructura a anclar, por exceso de

tensión en los anclajes, o por fallo de alguno de estos últimos.

• La rotura del tirante a tracción y el deslizamiento del mismo dentro del bulbo.

• La pérdida de tensión en el anclaje por deslizamiento del bulbo contra el terreno.

12.- JUSTIFICACIÓN ESTRUCTURAL PROTECCIÓN CONTRA EL FUEGO

Cada uno de los elementos de la estructura cumple el conjunto de recomendaciones indiadas

en el anejo 7 de la EHE-08, por razones de seguridad general frente a incendios.

Para pilares, según tabla A.7.2 de anejo 7:

Resistencia al fuego

normalizada Dimensión mínima (mm) / Recubrimiento mecánico equivalente (mm)

R 90 250/30

R 120 250/40

Para muros portantes, según tabla A.7.4 de anejo 7:


normalizada

Dimensión mínima (mm) / Recubrimiento mecánico equivalente (mm)

Muro expuesto por una cara Muro expuesto por ambas caras

REI 90 140/20 160/25

REI 120 160/25 180/35

Para losas macizas, según tabla A.7.7 de anejo 7:


normalizada Espesor mínimo (mm) / Recubrimiento mecánico equivalente (mm)

REI 90 100/25

REI 120 120/35

Para losas nervadas o forjados reticulares, según tabla A.7.8 de anejo 7:


normalizada

Dimensión mínima (mm) / Recubrimiento

mecánico equivalente (mm)

Espesor mínimo de la capa

de compresión (mm)

R 90 120/40 80

R 120 160/50 100

Para el espesor de la capa de compresión, ancho del alma y ancho de nervio se podrán tener

en cuenta los espesores del solado y de las bovedillas no recuperables para R<=120. (En caso de

bovedillas cerámicas pueden considerarse como espesores adicionales de hormigón

equivalentes a 2 veces su espesor real).

seguridad estructural (db-se)

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