CALCULISTA ESTRUCTURAL LAGUNA VERDE

MEMORIA DE CÁLCULO
ESTRUCTURAL
VIVIENDA UNIFAMILIAR (CASA 2)
PROPIEDAD Rol: 200-80
RUTA E-35 S/N, LA HIGUERA PARCELA 9, EL INGENIO
COMUNA DE LA LIGUA
PROVINCIA DE PETORCA
REGIÓN DE VALPARAÍSO
PROFESIONAL ACTUANTE
JUAN LUIS MENARES RODRÍGUEZ
Patente PRO 207
juan.menares@ug.uchile.cl

ÍNDICE
1.- INTRODUCCIÓN 3
2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA 3
3.- NORMAS CONSIDERADAS 3
4.- ACCIONES CONSIDERADAS 3
4.1.- Gravitatorias 4
4.2.- Viento 4
4.3.- Sismo 4
4.3.1.- Datos generales de sismo 5
4.4.- Hipótesis de carga 5
5.- ESTADOS LÍMITE 6
6.- SITUACIONES DE PROYECTO 6
6.1.- Coeficientes parciales de seguridad () y coeficientes de combinación () 6
6.2.- Combinaciones 7
7.- DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS 9
8.- DATOS GEOMÉTRICOS DE PILARES, PANTALLAS Y MUROS 9
8.1.- Pilares 9
9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES DE PANDEO
PARA CADA PLANTA 10
10.- MATERIALES UTILIZADOS 10
10.1.- Hormigones 10
10.2.- Aceros por elemento y posición 11
10.2.1.- Aceros en barras 11
10.2.2.- Aceros en perfiles 11
10.2.3.- Maderas por elemento 11
11.- CONCLUSIÓN Y ALCANCES 11

1.- INTRODUCCIÓN
Se ha solicitado realizar el diseño estructural de vivienda unifamiliar, en lote ubicado en la zona
de la Higuera, comuna de La Ligua. La edificación se clasifica en categoría II -destino habitación
de uso privado-. El suelo es de clase B, en altos grados de compacidad, presencia de árido
granular y velocidad de propagación con ondas de corte in-situ (Vs) no mayor a 500 m/s.
Las obras proyectadas se elaboran en estructura primaria de marcos rígidos de madera, sobre
zapatas corridas de hormigón, contando con envolventes de carpintería de madera entre pies
derechos. En techumbre se estructura enteramente mediante diafragmas y reticulados de
madera.
2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA
La obra es de volumen único, en un piso de altura, sin niveles intermedios, sobre corte de
terreno –llano-, con exposición a los vientos tipo C. Estructurada en base a marcos rígidos de
madera, paneles y cubierta de igual materialidad y estructura de techumbre en base a vigas
reticuladas también en madera. Materiales según estándar vigente en NCHs aplicable.
Descansa sobre zapatas corridas de hormigón armado y cadenas de fundación -con vinculación
exterior- que acometen a las zanjas de hormigón armado de cimentaciones. La fundación de
hormigón armado reposa en suelos clase B, de la zona sísmica 3, según tablas de la Nch 433.
En su interior cuenta con pavimento de hormigón armado, de tipo radier en pisos directamente
sustentados por la rasante de suelos -debidamente compactada-. Ante la eventualidad de
arcillas expansivas, los pavimentos contarán con enmallado inferior según proyecto.
Para el cálculo de desempeño dinámico, las estructuras de soporte de la cubierta –reticulados de
madera- y el peso propio de sus paneles son consideradas como carga muerta. Se exceptúan las
vigas maestras de la planta de techumbre (marcos rígidos de remate) especificadas para
sustentar dichas cargas de manera eficaz -en la planta de estructuras correspondiente-.
Todas las obras se realizan sobre suelo natural, libre de rellenos y debidamente protegidas del
escurrimiento de aguas en general.
3.- NORMAS CONSIDERADAS
NCh427 Estructuras de acero - diseño y cálculo - laminados metálicos.
NCh430 Of2008 Hormigón armado - Requisitos de diseño y cálculo. INN, Chile.
NCh431 Of1977 Construcción – Sobrecargas de nieve. INN, Chile.
NCh432 Of1971 Cálculo de la acción del viento sobre las construcciones. INN, Chile.
NCh433 Of1996 Diseño sísmico de edificios. INN, Chile. NCh433 Of1996 modificada en 2009.
Decreto N°61, 2011.
NCh1198 Of2006 Madera – Construcciones en madera – Cálculo. INN, Chile.
NCh1537 Of2009 Diseño estructural de edificios – Cargas permanentes y sobrecargas de Uso. INN,
Chile.
NCh1928 Of1993 Albañilería Armada – Requisitos para el diseño y cálculo. INN, Chile. NCh1928
Of1993 modificada en 2003.
NCh3171 Of2010 Diseño estructural – Disposiciones generales y combinaciones de carga. INN, Chile.
ACI 318-08 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary.
AISC 2005 Specification for structural steel buildings. American Institute of Steel Construction.
ANSI 360-10 (LRFD) Aceros laminados y armados

4.- ACCIONES CONSIDERADAS
4.1.- Gravitatorias
Planta
S.C.U
(t/m²)
Cargas muertas
(t/m²)
remate (techumbre) 0.10 0.10
piso 1 0.20 0.20
cimentación 0.20 0.20
4.2.- Viento
NCh432-2010
Diseño estructural. Cargas de viento
Categoría del terreno: Categoría C
Velocidad básica del viento: 67.00 m/s
Categoría de uso: Categoría II
Tipo de terreno: Llano
Anchos de banda
Plantas
Ancho de banda Y
(m)
Ancho de banda X
(m)
En todas las plantas 10.00 13.00
No se realiza análisis de los efectos de 2º orden
Coeficientes de Cargas
+X: 1.00 -X:1.00
+Y: 1.00 -Y:1.00
Cargas de viento
Planta
Viento X
(t)
Viento Y
(t)
remate 2.660 3.605
piso 1 3.048 4.130
4.3.- Sismo
Norma utilizada: NCh433.Of1996 Mod.2009 (Dº nº61, de 2011)
Norma Chilena Oficial
Diseño Sísmico de Edificios
(Incluye modificaciones del decreto nº 61 (V. y U.) de 2011)
Método de cálculo: Análisis modal espectral (NCh433.Of1996 Mod.2009 (Dº nº61, de 2011), 6.3)

4.3.1.- Datos generales de sismo
Caracterización del emplazamiento
Zona sísmica (NCh433.Of1996 Mod.2009, 4.1): 3
Clase de suelo (Dº nº61 de 2011, Artículo 6):
Sistema estructural
R0X: Factor de modificación de respuesta (X) (NCh433.Of1996 Mod.2009, 5.7)
R0Y: Factor de modificación de respuesta (Y) (NCh433.Of1996 Mod.2009,
Categoría del edificio (NCh433.Of1996 Mod.2009, 4.3):
Parámetros de cálculo
Número de modos de vibración que intervienen en el análisis: Según norma
Fracción de sobrecarga de uso
Fracción de sobrecarga de nieve
Factor multiplicador del espectro
Verificación de la condición de cortante basal:
Criterio de armado a aplicar por ductilidad: Según NCh430.Of2008, Capítulo 21
Direcciones de análisis
Acción sísmica según X
Acción sísmica según Y
Proyección en planta de la obra
4.4.- Hipótesis de carga
Automáticas Peso propio
Cargas muertas
Sobrecarga de uso
Sismo X
Sismo Y
Viento +X exc.+
Viento +X exc.-
Viento -X exc.+
Viento -X exc.-
Viento +Y exc.+
Viento +Y exc.-
Viento -Y exc.+
Viento -Y exc.-
Datos generales de sismo
Caracterización del emplazamiento
Zona sísmica (NCh433.Of1996 Mod.2009, 4.1): 3
Clase de suelo (Dº nº61 de 2011, Artículo 6): B
: Factor de modificación de respuesta (X) (NCh433.Of1996 Mod.2009, 5.7)
: Factor de modificación de respuesta (Y) (NCh433.Of1996 Mod.2009, 5.7)
Categoría del edificio (NCh433.Of1996 Mod.2009, 4.3): Categoría II
Número de modos de vibración que intervienen en el análisis: Según norma
Verificación de la condición de cortante basal: Según norma
armado a aplicar por ductilidad: Según NCh430.Of2008, Capítulo 21
Página 5
R0X : 11.00
R0Y : 11.00
: 0.50
: 0.50
: 1.00

5.- ESTADOS LÍMITE
E.L.U. de rotura. Hormigón
E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones
ACI 318-99 (Chile)
Acero conformado
Tensiones sobre el terreno
Desplazamientos
Acciones características
6.- SITUACIONES DE PROYECTO
Para las distintas situaciones de proyecto, las combinaciones de acciones se definirán de acuerdo con los
siguientes criterios:
- Situaciones persistentes o transitorias
- Situaciones sísmicas
- Donde:
Gk Acción permanente
Pk Acción de pretensado
Qk Acción variable
AE Acción sísmica
G Coeficiente parcial de seguridad de las acciones permanentes
P Coeficiente parcial de seguridad de la acción de pretensado
Q,1 Coeficiente parcial de seguridad de la acción variable principal
Q,i Coeficiente parcial de seguridad de las acciones variables de acompañamiento
AE Coeficiente parcial de seguridad de la acción sísmica
6.1.- Coeficientes parciales de seguridad () y coeficientes de combinación ()
Para cada situación de proyecto y estado límite los coeficientes a utilizar serán:
E.L.U. de rotura. Hormigón: ACI 318-99 (Chile)
E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones: ACI 318-99 (Chile)
Situación 1
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 0.900 1.400
Sobrecarga (Q) 0.000 1.700
Viento (Q)
Situación 2
Viento (Q) 1.275 1.275
 
    
 
Gj kj P k Qi ki
j 1 i 1
G P Q
 
      
 
E
Gj kj P k A E Qi ki
j 1 i 1
G P A Q

Situación 3
Sobrecarga (Q)
Viento (Q) 1.300 1.300
Situación 4
Viento (Q)
Sismo (E) -1.400 1.400
Acero conformado: NCh427
Tensiones sobre el terreno
Acciones variables sin sismo
Viento (Q) 0.000 1.000
Sísmica
Viento (Q)
Sismo (E) -1.000 1.000
Desplazamientos
Acciones variables sin sismo
Viento (Q) 0.000 1.000
Sísmica
Viento (Q)
Sismo (E) -1.000 1.000

6.2.- Combinaciones
 Nombres de las hipótesis
PP Peso propio
CM Cargas muertas
Qa Sobrecarga de uso
V(+X exc.+) Viento +X exc.+
V(+X exc.-) Viento +X exc.-
V(-X exc.+) Viento -X exc.+
V(-X exc.-) Viento -X exc.-
V(+Y exc.+) Viento +Y exc.+
V(+Y exc.-) Viento +Y exc.-
V(-Y exc.+) Viento -Y exc.+
V(-Y exc.-) Viento -Y exc.-
SX Sismo X
SY Sismo Y
 E.L.U. de rotura. Hormigón
 E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones
Comb. PP CM Qa V(+X exc.+) V(+X exc.-) V(-X exc.+) V(-X exc.-) V(+Y exc.+) V(+Y exc.-) V(-Y exc.+) V(-Y exc.-) SX SY
1 0.900 0.900
2 1.400 1.400
3 0.900 0.900 1.700
4 1.400 1.400 1.700
5 1.050 1.050 1.275
6 1.050 1.050 1.275 1.275
7 1.050 1.050 1.275
8 1.050 1.050 1.275 1.275
9 1.050 1.050 1.275
10 1.050 1.050 1.275 1.275
11 1.050 1.050 1.275
12 1.050 1.050 1.275 1.275
13 1.050 1.050 1.275
14 1.050 1.050 1.275 1.275
15 1.050 1.050 1.275
16 1.050 1.050 1.275 1.275
17 1.050 1.050 1.275
18 1.050 1.050 1.275 1.275
19 1.050 1.050 1.275
20 1.050 1.050 1.275 1.275
21 0.900 0.900 1.300
22 0.900 0.900 1.300
23 0.900 0.900 1.300
24 0.900 0.900 1.300
25 0.900 0.900 1.300
26 0.900 0.900 1.300
27 0.900 0.900 1.300
28 0.900 0.900 1.300
29 0.900 0.900 -1.400
30 1.400 1.400 -1.400
31 0.900 0.900 1.400 -1.400
32 1.400 1.400 1.400 -1.400
33 0.900 0.900 1.400
34 1.400 1.400 1.400
35 0.900 0.900 1.400 1.400
36 1.400 1.400 1.400 1.400
37 0.900 0.900 -1.400
38 1.400 1.400 -1.400
39 0.900 0.900 1.400 -1.400

40 1.400 1.400 1.400 -1.400
41 0.900 0.900 1.400
42 1.400 1.400 1.400
43 0.900 0.900 1.400 1.400
44 1.400 1.400 1.400 1.400
 Acero conformado
 Tensiones sobre el terreno
 Desplazamientos
1 1.000 1.000
2 1.000 1.000 1.000
3 1.000 1.000 1.000
4 1.000 1.000 1.000 1.000
5 1.000 1.000 1.000
6 1.000 1.000 1.000 1.000
7 1.000 1.000 1.000
8 1.000 1.000 1.000 1.000
9 1.000 1.000 1.000
10 1.000 1.000 1.000 1.000
11 1.000 1.000 1.000
12 1.000 1.000 1.000 1.000
13 1.000 1.000 1.000
14 1.000 1.000 1.000 1.000
15 1.000 1.000 1.000
16 1.000 1.000 1.000 1.000
17 1.000 1.000 1.000
18 1.000 1.000 1.000 1.000
19 1.000 1.000 -1.000
20 1.000 1.000 1.000 -1.000
21 1.000 1.000 1.000
22 1.000 1.000 1.000 1.000
23 1.000 1.000 -1.000
24 1.000 1.000 1.000 -1.000
25 1.000 1.000 1.000
26 1.000 1.000 1.000 1.000
7.- DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS
Grupo Nombre del grupo Planta Nombre planta Altura Cota
2 remate 2 remate 2.40 2.75
1 piso 1 1 piso 1 0.35 0.35
0 Cimentación 0.00
8.- DATOS GEOMÉTRICOS DE PILARES, PANTALLAS Y MUROS
8.1.- Pilares
GI: grupo inicial
GF: grupo final
Ang: ángulo del pilar en grados sexagesimales

Datos de los pilares
Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF Vinculación exterior Ang. Punto fijo
C1 ( 5.35, 10.12) 1-2 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. izq.
C3 ( 8.57, 10.12) 1-2 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. der.
C9 ( 8.57, 1.85) 1-2 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. der.
C27 ( 1.20, 2.81) 1-2 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq.
C30 ( 4.87, -0.00) 1-2 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. der.
C31 ( 1.90, -0.00) 1-2 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq.
C32 ( 0.00, 0.00) 1-2 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq.
9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES
DE PANDEO PARA CADA PLANTA
Pilar Planta
Dimensiones
(cm)
Coeficiente de empotramiento Coeficiente de pandeo
Coeficiente de rigidez axil
Cabeza Pie X Y
Para todos los pilares 2 2x2"x4" 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00
10.- MATERIALES UTILIZADOS
10.1.- Hormigones
Elemento Hormigón
fck
(kp/cm²)
c
Tamaño máximo del árido
(mm)
Ec
(kp/cm²)
Todos H25 200 1.00 15 212132

10.2.- Aceros y maderas por elemento y posición
10.2.1.- Aceros en barras
Elemento Acero
fyk
(kp/cm²)
s
Todos A-63-42H 4200 1.00
10.2.2.- Aceros en perfiles
Tipo de acero para perfiles Acero
Límite elástico
(kp/cm²)
Módulo de elasticidad
(kp/cm²)
Acero conformado ASTM A36 2530 2100000
Acero laminado ASTM A 36 36 ksi 2548 2038736
10.2.3.- Maderas por elemento
Elemento Madera
fyk
(kp/cm²)
s
Todos Estructural MSD 2373 1.00
11.- CONCLUSIÓN Y ALCANCES
Para el análisis y diseño se utilizó el método estático que estipula la norma NCh 433 of 2011 vigente,
obteniendo los resultados reflejados en los planos estructurales. Todos los materiales según estándar y
normativa aplicable, en estado de fábrica y tratados ante humedad, corrosión y horadadores. Su calidad
será verificada por la constructora responsable en comunicación con el propietario.
Se realiza el estudio dinámico y se establece las soluciones requeridas -para el buen comportamiento
mecánico de estructuras-, en base a categorías de suelo y factores definidos según la región y uso, además
de informaciones previas extendidas por el mandante.
La inspección técnica de obras idónea, será subcontratada por el dueño a terceros. El mismo verificará el
grado profesional o certificación académica de los equipos correspondientes.
Se responsabilizan del correcto desempeño de estructuras los profesionales actuantes que corresponden a
cada etapa de ejecución de faenas. Se podrá especificar en obra accesorios estructurales de tipo
secundario y terciario, previo visto bueno del arquitecto proyectista y el calculista –con la correspondiente
declaración en el libro de obras-.
JUAN LUIS MENARES RODRÍGUEZ
ARQUITECTO U.T.F.S.M

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