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  1. 1. V A L D E S C O N S U L T O R E S Mauricio Valdés N. y otra; Rut 53.301.501-8 San Francisco 653, of. 201, Puerto Varas FONO 65-230818 mvaldes@valdesconsultores.cl w w w. v a l d e s c o n s u l t o r e s.c l MEMORIA DE CÁLCULO ESCUELA DE ENFERMERIA U A C H SECTOR PELLUCO – PUERTO MONTT REGION DE LOS LAGOS Mauricio Valdés N. Ingeniero Civil - UACH VALDES CONSULTORES PUERTO VARAS, MAYO de 2012
  2. 2. V A L D E S C O N S U L T O R E S Mauricio Valdés N. y otra; Rut 53.301.501-8 San Francisco 653, of. 201, Puerto Varas FONO 65-230818 mvaldes@valdesconsultores.cl w w w. v a l d e s c o n s u l t o r e s.c l BASES DE CÁLCULO. 1. Descripción General del proyecto El proyecto contempla el diseño estructural de la remodelación y restauración de un inmueble estructurado en base a muros de hormigón armado, tabiques de madera y envigado de piso con algunos refuerzos en acero estructural, la que cuenta con aproximadamente con 511 m2. El sistema de fundaciones es de cimiento corrido en el sector bajo muros de hormigón, radier de hormigón, además se incluyen muros de hormigón armado. 2. Descripción general del sistema sismorresistente El sistema sismorresistente de la estructura esta conformado por muros de hormigón armado de 20 cms de espesor en el subterráneo, tabiques diagonalizados y algunos marcos de acero que le permita resistir en forma adecuada las solicitaciones sísmicas. 3. Materiales utilizados, parámetros geomecánicos y sísmicos 3.1. Parámetros geomecánicos Se consideraron las siguientes propiedades mecánicas del suelo, las que serán verificadas por el informe de mecánica de suelos: Suelos Cargas estáticas qadm. Estático 1,50 kg/cm2 Cargas dinámicas qadm. Dinámico 2,00 kg/cm2 SE DEBERÁ RECTIFICAR EN TERRENO LA CAPACIDAD PROPUESTA. 3.2. Parámetros sísmicos Se realiza un análisis sísmico mediante el método pseudoestático dado por la NCh 433 of. 96 Mod.09, cuyas solicitaciones serán traspasadas a cada tabique o muro según su rigidez en el sistema.
  3. 3. V A L D E S C O N S U L T O R E S Mauricio Valdés N. y otra; Rut 53.301.501-8 San Francisco 653, of. 201, Puerto Varas FONO 65-230818 mvaldes@valdesconsultores.cl w w w. v a l d e s c o n s u l t o r e s.c l 3.3. Materiales utilizados Los materiales a utilizar en la construcción de esta edificación se describen a continuación: • • • • • Hormigón H5 para emplantillados (127,5kg cem/m3). Hormigón H25 90% nivel de confianza para elementos de hormigón armado Acero Estructural A42-27 ES para zonas de refuerzo y uniones. Madera Pino IPV o superior. Grado 1. Acero A63-42H como acero de refuerzo para todos los elementos estructurales de hormigón armado. 3.4. Propiedades mecánicas de los materiales 3.4.1. Hormigón ⇒ Hormigón Armado • Calidad • Resistencia sobre probeta cúbica • Modulo de elasticidad • Densidad E =235000 Kg/cm2 ρ = 2500 Kg/m3 • Modulo de corte G = 94000 Kg/cm2 • Modulo de Poisson H25 f c =250 Kg/cm2 ν = 0,2 3.4.2. Aceros i. Aceros de refuerzos ⇒ • • • • • • • Elementos de Hormigón Armado Calidad Densidad Modulo de elasticidad Modulo de corte Modulo de Poisson Fluencia Ruptura A-63-42H ρ = 7850 Kg/m3 E=2,1x106 Kg/cm2 G=8,4x105Kg/cm2 ν = 0,3 σy = 4200 Kg/cm2 f y =6300 Kg/cm2
  4. 4. V A L D E S C O N S U L T O R E S Mauricio Valdés N. y otra; Rut 53.301.501-8 San Francisco 653, of. 201, Puerto Varas FONO 65-230818 mvaldes@valdesconsultores.cl w w w. v a l d e s c o n s u l t o r e s.c l ii. Aceros para Uso Estructural ⇒ Acero para marcos y costaneras • • • A-42-27H ρ = 7850 Kg/m3 E=2,1x106 Kg/cm2 G=8,4x105Kg/cm2 ν = 0,3 σy = 2700 Kg/cm2 f y =4200 Kg/cm2 Calidad Densidad Modulo de elasticidad • Modulo de corte • Modulo de Poisson • Fluencia • Ruptura 4. Recubrimientos mínimos de armaduras ⇒ Recubrimiento armaduras • Muros y vigas • Fundaciones mínimo de 2,0 cm 4,0 cm 5. Método de diseño Se realiza un modelo bidimensional y tridimensional de la estructura mediante el software SAP 2000 Nonlinear (Versión 15.0) a dicho modelo se le aplicaran las cargas y sobrecargas indicadas en la normativa vigente, en otras ocasiones se realizará modelo de algunos elementos estructurales para su verificación y chequeo. De los modelos anteriormente descritos se obtendrán los esfuerzos correspondientes a cada combinación de cargas para que con dichos esfuerzos se realice el diseño de los distintos elementos estructurales, los que para estos efectos se realizarán con el mismo software señalado. El método de diseño a utilizar para los elementos de hormigón será el de la ruptura, la cual se realizará con el apoyo del software Hormigón H318 y tablas excel para evaluar las dimensiones de las fundaciones, las que entregan las solicitaciones para el diseño a la ruptura con el software H318.
  5. 5. V A L D E S C O N S U L T O R E S Mauricio Valdés N. y otra; Rut 53.301.501-8 San Francisco 653, of. 201, Puerto Varas FONO 65-230818 mvaldes@valdesconsultores.cl w w w. v a l d e s c o n s u l t o r e s.c l . 6. Normas y códigos Solicitaciones: • • • • • Nch 431 Of 77: “Construcción - Sobrecargas de Nieve”. Nch 432 Of 71: “Calculo de la acción del viento sobre las construcciones”. Nch 433 Of 96 Mod.09: “Diseño sísmico de edificios”. Nch 1537 Of 09: “Diseño estructural de edificios - Cargas permanentes y sobrecargas de uso”. NCh 3171 Of.10: “Combinaciones de Cargas” Maderas: • • • NCh1198 Of 06: “Madera- construcción en madera- cálculo” NCh1207 Of 90: “Pino radiata- Clasificación visual para uso estructuralEspecificaciones de los grados de calidad”. TPI 95: Truss plate institute Hormigón: • • • Nch 170 Of 85: “Hormigón - Requisitos generales”. Nch 430 Of 08: “Hormigón armado”. ACI 318-08 (American Concrete Institute): Código de diseño de Hormigón Armado. Acero: • Nch 203 Of 77: “Acero para uso estructural”. 7. Cargas y sobrecargas 7.1 Cargas permanentes • Cargas permanentes: Las masas de los materiales se calculan de acuerdo a la información entregada por los fabricantes y las recomendaciones indicadas en los anexos A y B de la norma Nch 1537.Of09 7.2 Cargas eventuales • Viento: La determinación de las cargas de viento se regirá según lo establecido en la norma chilena NCh 432 Of 71.
  6. 6. V A L D E S C O N S U L T O R E S Mauricio Valdés N. y otra; Rut 53.301.501-8 San Francisco 653, of. 201, Puerto Varas FONO 65-230818 mvaldes@valdesconsultores.cl w w w. v a l d e s c o n s u l t o r e s.c l Velocidad de diseño: 120 Km/Hr. Presión básica del viento: 69 Kg/m2 Factor de forma C: 1,2 C barlovento: 0,8 C sotavento: 0,4 • Sobrecargas de uso: Las sobrecargas de uso a considerar en el diseño son las siguientes: A nivel de techos se considerará una sobrecarga de 100 Kg/m 2. A nivel de pisos se considerará una sobrecarga de 250 Kg/m 2. • Nieve: 25 Kgf/m2 NCh 431 Of 77 • Sismo: Las solicitaciones sísmicas se calcularan por el método Pseudo-estático de acuerdo a lo establecido en la norma Nch 433.Of96 Mod.09 Categoría edificio: "II", coef. I = 1,0, Tabla 6.1 Zonificación sísmica " Zona 2", tabla 4.1 - Ao=0.30 g, Tabla 6.2 Tipo de suelo III, tabla 4.2 To=0.75 seg. - T'=0.85 seg - n=1,80 - p=1,0 S=1,2 Factor de modif. Respuesta R=3 y Ro=5 caso estructura metálica tabla 5.1 C>= Ao / 6g = 0.05 se utilizará Cmax = 0,216 8. Combinaciones de cargas 8.1. Combinaciones para diseño Las combinaciones de estados de cargas a considerar en el análisis por el método a la ruptura, tensiones admisibles y LRFD son los siguientes: Para comportamiento elástico, según tensiones admisibles: U U U U = D+L = D+S = D ±W =D±E U = 0.75 x( D + L ± E ) U = 0.75 x( D + L ±W ) U = 0.75 x( D + L ± S ) Para comportamiento último, según cargas mayoradas:
  7. 7. V A L D E S C O N S U L T O R E S Mauricio Valdés N. y otra; Rut 53.301.501-8 San Francisco 653, of. 201, Puerto Varas FONO 65-230818 mvaldes@valdesconsultores.cl w w w. v a l d e s c o n s u l t o r e s.c l U =1,4 xD +1,7 xL U = 0,75 × (1,4 × D +1,7 × L ±1,87 × E ) U = 0,9 × D ±1,43 × E Para Método de factores de carga y resistencia (LRFD) U U U U =1,4 xD =1,2 xD +1,6 xL =1,2 × D + 0,5 xL ±1,3 ×W =1,2 × D + 0,5 xL ±1,3 × E Donde: D: Esfuerzo por peso propio L: Solicitación por carga viva W: Solicitación por viento E: Solicitación por sismo 9. Flechas admisibles Las flechas que se consideran son: Vigas de techo: Pilares: 10. SC L/360 y PP+SC L/200 H/360 Hipótesis de cálculo 1. Las sobrecargas de uso se consideran uniformemente distribuidas para efectos de cálculo 2. La estructura resistirá sin daños a movimientos sísmicos de mediana intensidad 3. La estructura no colapsará durante sismos de intensidad excepcionalmente severa. 4. Los esfuerzos internos están en equilibrio 5. Las deformaciones de las armaduras y el hormigón son directamente proporcionales a la distancia del eje neutro 6. La deformación máxima del hormigón que se puede usar en la fibra comprimida mas distante del eje neutro es de 0,003 7. Existe completa adherencia entre acero y hormigón 8. Las secciones planas permanecen planas 9. La teoría de tensión – deformación (Ley de Hooke) es valida para los elementos de acero. 10. Se desprecia totalmente la presencia de tracción en el hormigón 11. El acero resiste la tracción en el hormigón armado 12. La permeabilidad del suelo de fundación es homogénea en ambas direcciones de análisis.
  8. 8. V A L D E S C O N S U L T O R E S Mauricio Valdés N. y otra; Rut 53.301.501-8 San Francisco 653, of. 201, Puerto Varas FONO 65-230818 mvaldes@valdesconsultores.cl w w w. v a l d e s c o n s u l t o r e s.c l VERIFICACION MARCO METALICO:
  9. 9. V A L D E S C O N S U L T O R E S Mauricio Valdés N. y otra; Rut 53.301.501-8 San Francisco 653, of. 201, Puerto Varas FONO 65-230818 mvaldes@valdesconsultores.cl w w w. v a l d e s c o n s u l t o r e s.c l
  10. 10. V A L D E S C O N S U L T O R E S Mauricio Valdés N. y otra; Rut 53.301.501-8 San Francisco 653, of. 201, Puerto Varas FONO 65-230818 mvaldes@valdesconsultores.cl w w w. v a l d e s c o n s u l t o r e s.c l
  11. 11. V A L D E S C O N S U L T O R E S Mauricio Valdés N. y otra; Rut 53.301.501-8 San Francisco 653, of. 201, Puerto Varas FONO 65-230818 mvaldes@valdesconsultores.cl w w w. v a l d e s c o n s u l t o r e s.c l VERIFICACION CERCHA + SOLICITADA: Diagrama esfuerzo axial en KN. Diagrama de Momentos en KN-mt
  12. 12. V A L D E S C O N S U L T O R E S Mauricio Valdés N. y otra; Rut 53.301.501-8 San Francisco 653, of. 201, Puerto Varas FONO 65-230818 mvaldes@valdesconsultores.cl w w w. v a l d e s c o n s u l t o r e s.c l VERIFICACION FUNDACIONES: Datos Zapata columna b columna l columna h zapata b zapata l zapata h mt 0,3 0,3 0,8 1,4 1,4 0,5 Sello fund. (mt) 1,3 Datos materiales fc' (hormigón) fy (fluencia acero) P.Esp.ha ton/mt 2000 42000 2,5 P.Esp. Suelo S. Suelo 2 15 Datos para el diseño Recubrimiento d' d S.max S.min S.critico S.borde col. Vu diseño T/m 0,05 0,45 18,332 14,952 18,091 17,004 2,5496 Solicitacione s Nd Mbd Vbd Nl Mbl Vbl SC uso Radier Suelo zapata ton/mt 6,25 0,02 0,4 8,2 0,01 0 0 0 1,6 1,25 S. Suelo disp 12,15 b/6 Area zapata 0,233 3 1,96 N=Nd+Nl M=Md+Ml e=M/N 14,45 0,03 0,002076125 Volcamiento b/6>e F.S. Volc. S.máx. S.máx.<S.disp. condición O.K. 337,1666667 7,438046647 O.K. Pd Pl Pu Mu 13,342 8,2 32,6188 0,773 e=Mu/Pu b/6>e 0,02369799 O.K. Vn=Vc= F.S. Vn>Vu/F.S. 47,22059085 0,85 O.K. Mu diseño 3,788164727 Mauricio Valdés N. Ingeniero Civil - UACH VALDES CONSULTORES

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