MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAS - ESTADIO MUINICIPAL DE CIUDAD ETEN.doc

"MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA DEPORTIVA MUNICIPAL "ESTADIO PEDRO RUIZ
GALLO" DISTRITO DE CIUDAD ETEN - CHICLAYO - LAMBAYEQUE"
MEMORIA DE CÁLCULO Página 1
MEMORIA DE CÁLCULO
ESTRUCTURAL
PROYECTO:
"MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA DEPORTIVA
MUNICIPAL "ESTADIO PEDRO RUIZ GALLO" DISTRITO DE
CIUDAD ETEN - CHICLAYO - LAMBAYEQUE"
GENERALIDADES
La presente memoria corresponde al análisis sísmico y diseño estructural del proyecto: "
MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA DEPORTIVA MUNICIPAL "ESTADIO
PEDRO RUIZ GALLO" DISTRITO DE CIUDAD ETEN - CHICLAYO - LAMBAYEQUE", en
el que tenemos 7 estructuras que serán analizadas y diseñadas de tal manera que
cumplan con las normas vigentes.
Las estructuras que serán evaluadas son las siguientes:
 BLOQUE I (TRIBUNA OCCIDENTE)
 BLOQUE II (TRIBUNA OCCIDENTE)
 BLOQUE I (TRIBUNA ORIENTE
 BLOQUE II (TRIBUNA ORIENTE)
 GRUPO ELECTRÓGENO
 CUARTO DE BOMBAS, CISTERNA Y TANQUE ELEVADO
 CERCHA METÁLICA

1. NORMAS EMPLEADAS
Se sigue las disposiciones de los Reglamentos y Normas Nacionales e Internacionales
descritos a continuación:
 Reglamento Nacional de Edificaciones (Perú) – Norma Técnicas de Edificaciones
(N.T.E):
- N.T.E. 0.20 “CARGAS”
- N.T.E. 0.30 “DISEÑO SISMORESISTENTE”
- N.T.E. 0.50 “SUELOS Y CIMENTACIONES”
- N.T.E. 0.60 “CONCRETO ARMADO”
- N.T.E. 0.90 “ESTRUCTURAS METÁLICAS”
 A.C.I. 318-2008 (American Concrete Institute) – Building Code Requirements for
Structural Concrete.
2. ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS
2.1. CONCRETO f’c=210 Kg/cm2
Definición del concreto 210 Kg/cm2 en software ETABS 2016.

2.2. ACERO CORRUGADO fy=4,200 Kg/cm2
Definición del acero corrugado fy = 4200 Kg/cm2 en software ETABS 2016.
2.3. ACERO A500 Gr B
Definición del acero para tubos de cercha metálica en software SAP2000 V.16

2.4. RECUBRIMIENTOS MINIMOS
- Vigas continuas de cimentación : 7.50 cm.
- Columnas, Vigas Peraltadas : 4.00 cm.
- Muros de concreto armado : 4.00 cm.
- Losas Aligeradas, Vigas chatas : 2.00 cm.
- Escaleras : 2.50 cm.
- Muros de Cisterna : 2.50 cm
- Muros de ascensor : 4.00 cm.
3. CARACTERISTICAS DEL TERRENO Y CONSIDERACIONES DE LA
CIMENTACIÓN
La cimentación estará apoyada sobre un estrato en donde predominan arcillas y limos,
la cual posee una Capacidad Portante (σt): 0.70 Kg/cm2, para una profundidad mínima
de cimentación de 1.20 m., medida a partir del terreno natural. De acuerdo al Estudio
de Mecánica de Suelos se recomienda colocar un mejoramiento de terreno con
afirmado seleccionado de un espesor de h = 0.20 m.
 TRIBUNAS OCCIDENTE Y ORIENTE: La cimentación está conformada por Vigas
continuas de cimentación (Tee invertida, las alas conforma las zapatas y el alma la
viga de cimentación).
 GRUPO ELECTRÓGENO: La cimentación está conformada por zapatas
conectadas con vigas de cimentación.
 CUARTO DE BOMBAS: La cimentación está conformada por una platea de
cimentación que forma parte de la losa de fondo de la cisterna.
4. ANÁLISIS SÍSMICO DINÁMICO
4.1. FACTORES PARA EL ANÁLISIS
El Análisis Sísmico para toda las estructuras del proyecto se ha realizado utilizando
un modelo matemático tridimensional en donde los elementos verticales están
conectados con diafragmas rígidos, los cuales se suponen infinitamente rígidos en
sus planos, Los parámetros sísmicos que estipula la norma de DISEÑO SISMICO
RESISTENTE (NTE E0.30) considerados para el Análisis en el Edificio son los
siguientes.

4.2. ANÁLISIS DINÁMICO (ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES)

4.3. PARTICIPACIÓN DE MASA SÍSMICA
4.4. DEFINICIÓN SISMO DINÁMICO: 0.25 SISMO ABS. + 0.75 SISMO SRSS

5. CÀLCULOS EN ESTRUCTURAS METÁLICAS
ANCHO TRUBUTARIO DE LA CERCHA TIPO ARCO: 3.90 m.
ANCHO TRIBUTARIO PARA UN NUDO INTERIOR 1.05 m.
ANCHO TRIBUTARIO PARA UN NUDO EXTERIOR 0.53 m.
1. CARGA EN NUDOS INTERIORES
1.1 CARGA MUERTA
Se considerará el peso de las viguetas canal U 3"x4 Lb/pie que se apoyan en la cercha metálica, así
como también el peso de la cobertura de PLANCHA ALVEOLAR DE POLICARBONATO. El peso propio
de la cercha metálica lo toma el programa SAP2000 v16, con su patron de cargas DEAD.
A. CANALES U: VIGUETAS
Peso de la Vigueta
DISEÑO DE CERCHA METÁLICA - ESTADIO

En 1.00 m 4.100 Lb/pie = 6.114 Kg/m
El peso por parte de la vigueta es: 6.11 x 3.90
Pvc = 23.85 Kg.
B. COBERTURA ALVEOLAR DE POLICARBONATO
Cobertura Alveolar de Policarbonato e= 6 mm peso 1.30 kg/m2
Peso de Cob. en la cercha metálica es: 1.30 x 3.90 x 1.05
Pca = 5.32 Kg.
Peso por carga muerta total: Pvc = 23.85 Kg.
Pca = 5.32 Kg.
Nudo interior: Pm = 29.17 kg.
Nudo exterior: Pm = 14.58 kg.
1.2 CARGA VIVA
La Norma E.020 Cargas, especifica lo siguiente
a) Para los techos curvos la carga será 50 kg/m2.
Peso por carga viva según Norma E.020 50.00 Kg/m2
Por lo tanto El peso por carga viva es: 50.00 x 3.90 x 1.05
Nudo interior: Pv = 204.75 Kg.
Nudo exterior: Pv = 102.38 Kg.
1.3 CARGA DE VIENTO
La carga exterior (presión o succión) ejercida por elviento se supondrá estática y perpendicular a la
superficie sobre la cual actúa. Se calculará mediante la expresión:
donde
Ph: presión o succión del viento a una altura h en Kg/m2
C: factor de forma adimensional indicado en la Tabla 4
Vh: velocidad de diseño a la altura h, en Km/h, definida en el Artículo 12 (12.3)
Ph = 0,005 C Vh2

Vh velocidad de diseño
h = 11.62 m
V = 25.00 km/h de mapa eolico
Vh = 25.84 km/h
MAPA EOLICO DEL PERU Factor de forma C
BARLOVENTO
- Ph = 0,005 * 0.80
Ph = kg/m2
por lo tanto Ph = 2.67
SOTAVENTO
- Ph = 0,005 * -0.50 25.84
Ph = kg/m2
por lo tanto Ph = 1.67
El area afectada por el viento será
4.095 m2
CARGAS EN LOS NUDOS PARA EVALUAR LA ARMADURA
BARLOVENTO
Nudo interior = 2.67 x 3.90 x 1.05 = Nudo interior = 10.94 kg
Nudo exterior = 2.67 x 3.90 x 0.53 = Nudo exterior = 5.47 kg
SOTAVENTO
Nudo interior = 1.67 x 3.90 x 1.05 = Nudo interior = 6.84 kg
Nudo exterior = 1.67 x 3.90 x 0.53 = Nudo exterior = 3.42 kg
angulo de inclinación: 5° En radianes: 0.087
BARLOVENTO vertical horizontal
Nudo interior = 0.95 Kg. 10.90 Kg.
Nudo exterior = 0.48 Kg. 5.45 Kg.
SOTAVENTO
Nudo interior = 0.60 Kg. 6.81 Kg.
Nudo exterior = 0.30 Kg. 3.40 Kg.
kg/m2
-1.67
25.84
25.84
2.67
25.84
kg/m2
La velocidad de diseño del viento hasta 10 m de altura será la velocidad Máxima
adecuada a la zona de ubicación de la edificación pero No menos de 75 Km/h. La
velocidad de diseño del viento en cada altura de la Edificación se obtendrá de la
Ph = 0,005 C Vh2

6. COMBINACIONES DE CARGA
Las combinaciones para el diseño de la cimentación, los elementos de Concreto
Armado serán las mencionadas según R.N.E. E.060.
CARGA DE SERVICIO : CM+CV
COMBINACIÓN SISMO DINÁMICO
- S DINX : 0.25 S.ABS X + 0.75 S.SRSS X
- S DIN Y : 0.25 S.ABS Y + 0.75 S.SRSS Y
-
COMBINACIÓN DE DISEÑO EN CONCRETO ARMADO
- COMBINACIÓN 01 : 1.40 CM + 1.7 CV
- COMBINACIÓN 02 : 1.25 (CM + CV+ CViento1)
- COMBINACIÓN 03 : 1.25 (CM + CV+ CViento2)
- COMBINACIÓN 04 : 0.9 CM + 1.25 CViento1
- COMBINACIÓN 05 : 0.9 CM + 1.25 CViento2
- COMBINACIÓN 06 : 1.25 (CM + CV) + SDX
- COMBINACIÓN 07 : 1.25 (CM + CV) + SDY
- COMBINACIÓN 08 : 0.9 CM + SDX
- COMBINACIÓN 09 : 0.9 CM + SDY
- ENVOLVENTE : ENV (COM. 01, COM. 02, COM. 03, COM. 04, COM. 05,
COM. 06, COM. 07, COM. 08, COM. 09)
COMBINACIÓN DE DISEÑO EN ESTRUCTURAS METÁLICAS
- COMBINACIÓN 01 : 1.40 CM
- COMBINACIÓN 02 : VIENTO W: BARLOVENTO + SOTAVENTO
- COMBINACIÓN 03 : 1.20 CM + 0.50 CV TECHO
- COMBINACIÓN 04 : 1.20 CM + 1.60 CV TECHO + 0.80 VIENTO W
- COMBINACIÓN 05 : 0.90 CM + 1.60 VIENTO W
- COMBINACIÓN 06 : 0.90 CM
- ENVOLVENTE : ENV (COM. 01, COM. 02, COM. 03, COM. 04, COM. 05,
COM. 06)
CARGAS PARA DESPLAZAMIENTOS
- COMBINACIÓN 01 : 0.75.R.SDX

- COMBINACIÓN 02 : 0.75.R.SDY
CARGAS PARA DESPLAZAMIENTOS
- COMBINACIÓN 01 : 0.75.R.SDX
- COMBINACIÓN 01 : 0.75.R.SDY
7. MODELAMIENTO DE LAS ESTRUCTURAS EN ETABS 2016 Y SAP2000 V16
7.1. TRIBUNAS DE OCCIDENTE Y ORIENTE
- Modelamiento de la tribuna típica en ETABS 2016 - Pórticos

- Modelamiento de la tribuna típica en ETABS 2016 - Cimentación
- Creación de las secciones de columnas
- Creación de las secciones de vigas

- Creación de las secciones para la cimentación de zapata corrida
- Definición de los espectro de aceleración en las direcciones X e Y.

- Definición de la Masa Sísmica
- Definición de Patrón de cargas
- Definición de Combinaciones de Carga para Verificación y Diseño

- Definición de la Zapata Corrida y Vigas de Conexión
- Carga viva y muerta
- Carga producida por la cercha metálica (carga muerta, viva, barlovento y
sotavento)

7.2. GRUPO ELECTRÓGENO
- Modelamiento en ETABS 2016 - Pórticos
- Modelamiento en ETABS 2016 - Cimentación

- Carga muerta y Viva
7.3. CUARTO DE BOMBAS, CISTERNA Y TANQUE ELEVADO
- Modelamiento en ETABS 2016 - Pórticos

- Modelamiento en ETABS 2016 - Cimentación

- Carga muerta y Viva

7.4. CERCHA METÁLICA
- Modelamiento de CERCHA METALICA en SAP2000 V16
- Creación de las secciones de TUBOS RECTANGULARES

- Carga MUERTA, VIVA, BARLOVENTO Y SOTAVENTO

8. RESULTADOS DEL ANÁLISIS
8.1. DESPLAZAMIENTOS LATERALES
De acuerdo a la Norma NTE. 0.30, para el control de los desplazamientos laterales
de Entrepiso, los resultados deberán ser multiplicados por el valor de 0.75 R, para
calcular los máximos desplazamientos laterales de la estructura. Se tomaron los
desplazamientos del centro de masa. Los resultados se muestran en la siguiente
tabla para cada dirección de análisis.
Dónde : ΔiX/hex (Max.) = 0.007 (máximo permisible concreto armado)
: ΔiY/hey (Max.) = 0.007 (máximo permisible concreto armado)
TRIBUNAS DE OCCIDENTE Y ORIENTE
DESPLAZAMIENTOS EN DIRECCIÒN X
DESPLAZAMIENTOS EN DIRECCIÒN Y

A continuación presentamos los desplazamientos de X e Y de cada nivel y las
derivas respectivas comparando con lo establecido por la norma como límite.
TABLE: Story Drifts
Story Load Case/Combo Direction Drift Label X Y Z
m m m
Techo 1.1 Despla: 0.75RSX Max X 0.003972 10 2.14 18.62 10.64
Techo 1.1 Despla: 0.75RSY Max X 0.001077 2 2.14 6.92 10.64
Techo1.0 Despla: 0.75RSX Max X 0.004086 11 0 18.62 10.26
Techo1.0 Despla: 0.75RSY Max X 0.00108 1 0 6.92 10.26
Story2 Despla: 0.75RSX Max X 0.002476 51 0.5757 18.62 7.5
Story2 Despla: 0.75RSY Max X 0.000963 26 0.5757 6.92 7.5
Las Derivas (Drift) en la dirección X son menores a 0.007 (Concreto Armado), por lo
tanto cumple con la NORMA E.030 DISEÑO SISMORESISTENTE.
TABLE: Story Drifts
m m m
Techo 1.1 Despla: 0.75RSX Max Y 0.002182 10 2.14 18.62 10.64
Techo 1.1 Despla: 0.75RSY Max Y 0.002087 10 2.14 18.62 10.64
Techo1.0 Despla: 0.75RSX Max Y 0.002449 1 0 6.92 10.26
Techo1.0 Despla: 0.75RSY Max Y 0.002337 5 0 10.82 10.26
Story2 Despla: 0.75RSX Max Y 0.005059 26 0.5757 6.92 7.5
Story2 Despla: 0.75RSY Max Y 0.004905 26 0.5757 6.92 7.5
Story1 Despla: 0.75RSX Max Y 0.007391 65 1.1597 26.42 4.7
Las Derivas (Drift) en la dirección Y son menores a 0.007 (Concreto Armado), por lo

GRUPO ELECTRÓGENO
DESPLAZAMIENTOS EN DIRECCIÓN X
DESPLAZAMIENTOS EN DIRECCIÓN Y

TABLE: Story Drifts
m m m
Story1 Despla: 0.75RSX Max X 0.003019 431 3.3 21.72 4
TABLE: Story Drifts
m m m
Story1 Despla: 0.75RSY Max Y 0.002696 426 0 21.72 4
CUARTO DE BOMBAS, CISTERNA Y TANQUE ELEVADO
DESPLAZAMIENTOS EN DIRECCIÓN X
DESPLAZAMIENTOS EN DIRECCIÓN Y

TABLE: Story Drifts
m m m
Story1 Despla: 0.75RSX Max X 0.000086 9 0 6.92 1.8
TABLE: Story Drifts
m m m

CERCHA METÁLICA
Con los tubos de acero establecidos en los ítems anteriores para la cercha metálica
y siendo afectada por las cargas de servicio incluyendo el viento, obtenemos un
desplazamiento máximo de 0.40 cm. Por lo que concluimos que estamos dentro de
la deflexión permitida por la norma de estructuras metálicas.
8.2. ESFUERZOS EN LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES
- Deformación de la estructura

- Diagrama de esfuerzos Axiales en la Estructura.
- Diagrama de Esfuerzos cortantes en la Estructura.
- Diagrama de Momentos Flectores en la Estructura.

GRUPO ELECTRÓGENO

CERCHA METÁLICA

- Diagrama de esfuerzos Axiales (TENSION Y COMPRESIÓN) en la Estructura.
- Diagrama a TENSIÓN del tubo rectangular

8.3. RESULTADOS MODALES (CORTANTE BASAL, PERIODOS,
FRECUENCIA Y PARTICIPACIÓN DE LA MASA)
TABLE: Modal Periods and Frequencies
Case Mode Period Frequency Circular Frequency Eigenvalue
sec cyc/sec rad/sec rad²/sec²
Modal 1 0.366 2.734 17.178 295.0844
Modal 2 0.23 4.356 27.3713 749.1883
Modal 3 0.214 4.681 29.4102 864.9623
Modal 4 0.197 5.068 31.844 1014.0374
Modal 5 0.184 5.436 34.1549 1166.56
Modal 6 0.163 6.132 38.5259 1484.2485
TABLE: Modal Participating Mass Ratios
Case Mode Period UX UY UZ Sum UX Sum UY Sum UZ
sec
Modal 1 0.366 0 0.8465 0 0 0.8465 0
Modal 2 0.23 0.8863 0 0 0.8863 0.8465 0
Modal 3 0.214 0 0.0527 0 0.8863 0.8992 0
Modal 4 0.197 0 0.0548 0 0.8863 0.954 0
Modal 5 0.184 0.0357 0 0 0.922 0.954 0
Modal 6 0.163 0 0.0005 0 0.922 0.9545 0

GRUPO ELECTRÓGENO
Modal 1 0.234 4.269 26.8252 719.5897
Modal 2 0.221 4.518 28.3874 805.8433
Modal 3 0.202 4.96 31.1617 971.0507
sec
Modal 1 0.234 1 0 0 1 0 0
Modal 2 0.221 0 1 0 1 1 0
Modal 3 0.202 0 0 0 1 1 0

Modal 1 0.112 8.949 56.2287 3161.6704
Modal 2 0.104 9.638 60.5563 3667.0672
Modal 3 0.084 11.857 74.4985 5550.0236
Modal 4 0.015 68.057 427.6156 182855.1084
Modal 5 0.013 74.99 471.1763 222007.0963
Modal 6 0.012 85.806 539.1356 290667.1418
sec
Modal 1 0.112 0.3675 0 0 0.3675 0 0
Modal 2 0.104 0 0.3646 0 0.3675 0.3646 0
Modal 3 0.084 0 0.0001 0 0.3675 0.3647 0
Modal 4 0.015 0.0262 0 0 0.3937 0.3647 0
Modal 5 0.013 0.2492 0 0 0.6429 0.3647 0
Modal 6 0.012 0 0.2798 0 0.6429 0.6445 0
De los 4 primeros modos de la estructura podemos ver en el cuadro que hay más del
85% de participación de la estructura. Por lo tanto No hay efectos de torsión que
pongan en riesgo la estructura.

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