MEMORIA DE CALCU

1. Memoria de Cálculo “mejoramiento de los Servicios Educativos en la I.E. de Nivel
Primaria y secundaria N° 64353 “Hipólito Unanue” C.F.B. Km 15- Distrito de Yarinacocha_
Provincia de Coronel Portillo- Departamento de Ucayali”
SISTEMA ARCOTECHO
MEMORIA DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO Y
CONSTRUCCIÓN DE CUBIERTA
AUTOPORTANTE SISTEMA ARCOTECHO
PROYECTO:
MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS EN LA I.E. DE
NIVEL PRIMARIA Y SECUNDARIA N°64353 “HIPOLITO UNANUE”
C.F.B. KM 15- DISTRITO DE YARINACOCHA – PROVINCIA DE
CORONEL PORTILLO – DEPARTAMENTO DE UCAYALI
2015

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Primaria y secundaria N° 64353 “Hipólito Unanue” C.F.B. Km 15- Distrito de Yarinacocha_
Provincia de Coronel Portillo- Departamento de Ucayali”
MEMORIA DE CÁLCULO
1. GENERALIDADES
La presente memoria, corresponde al proyecto “DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN
DE CUBIERTA AUTOPORTANTE SISTEMA ARCOTECHO”, del proyecto:
MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS EN LA I.E. DE NIVEL
PRIMARIA Y SECUNDARIA N° 64353, C.F.B KM 15 – DISTRITO DE
YARINACOCHA – PROVINCIADE CORONEL PORTILLO- DEPARTAMENTO
DE UCAYALI.
El proyecto consiste en el análisis de la cubierta Auto Soportada de acero
estructural (sistema Arcotecho).
2. UBICACION
El proyecto se ubica en el Departamento de Ucayali, Provincia Coronel Portillo.
Distrito de Yarinacocha.
3. ALCANCES
El alcance de esta memoria de cálculo es sustentar el comportamiento
adecuado de la cubierta autoportante bajo las condiciones de cargas a la cual
estará sometida, además de cumplir con los requisitos que exige el
Reglamento Nacional de Edificaciones.
4. CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES
El sistema estructural adoptado para el presente proyecto esta formulado en
base a elementos de concreto armado resistentes a las cargas estáticas y
sísmicas, entre los cuales tenemos:
- Cimentación con Zapatas y Cimientos corridos.
- Placas, vigas y columnas de C°A°.
- Muros de albañilería confinada.
- Cubierta metálica Autoportante.
Los elementos estructurales mencionados dan rigidez suficiente y controlan las
distorsiones en el caso de un sismo.
Las cargas se encuentran distribuidas de acuerdo a su ubicación.

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Primaria y secundaria N° 64353 “Hipólito Unanue” C.F.B. Km 15- Distrito de Yarinacocha_
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Material
Lámina de acero galvanizado pre-pintada de acuerdo a la Norma Internacional
ASTM A-653, Grado 40, Capa G-90°. Pintado en línea continua a base de
resinas sintéticas, pigmentos y aditivos que proporcionan un acabado de alta
calidad y gran resistencia al medio ambiente
Espesor de la lámina de acero:
- Calibre 18 – 1.50 mm (Aproximadamente)
Pintura:
- Espesor de Capa primario 0.2 ml: Primer, permite tener la flexibilidad
suficiente para posteriores procesos a los que se aplica la lamina,
además de estar diseñada como una barrera para contener humedad,
químicos y sal del medio ambiente, dándole mayor tiempo de vida a la
lamina.
- Espesor de Capa acabado 0.8 ml: Top, tiene muy buena adherencia a
la capa de pintura “primer”, y está diseñada para dar la apariencia final
a la lámina en color blanco. Proceso de cura en horno de convección.
Densidad del Acero: 7,850 Kg/m3
Modulo de elasticidad del acero: 2’100,000 Kg/cm2
CARACTERISTICAS FISICO MECANICAS DEL PERFIL
Ancho efectivo: 609.6mm
Peralte: 203.0mm
Material: Acero Galvanizado Pre-pintado
5. REGLAMENTACION Y NORMAS DE DISEÑO
Para el desarrollo estructural del proyecto se ha tenido en cuenta:
Norma Técnica de Edificación E-0.20: Cargas
Norma Técnica de Edificación E-030: Diseño Sismo resistente.
ACI – 318 American Concrete Institute – Concreto Estructural.
AISC - LRFD American Iron Steel Institute

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Primaria y secundaria N° 64353 “Hipólito Unanue” C.F.B. Km 15- Distrito de Yarinacocha_
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6. CARGAS Y SOBRECARGAS.
6.1 CARGAS Y SOBRECARGAS – TECHOS AUTOSOPORTADOS
CARGA MUERTA:
NAVE 1:
 P.P. COBERTURAARCO METALICO - CALIBRE 24… …7.18 kg/m2
 P.P. ILUMINARIAS……………. ………………………………7.0 kg/m2
TOTAL: 14.18 kg/m2
CARGA VIVA:
P.P. de sobrecarga viva ..RNC-2006 …………………..……S/C= 30 Kg/m2
CARGA VIENTO:
Presión del viento 6.50 m de altura – Pucallpa – mapa Eólica…. 75 km/h

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Primaria y secundaria N° 64353 “Hipólito Unanue” C.F.B. Km 15- Distrito de Yarinacocha_
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7. COMBINACIONES DE CARGA
Las combinaciones de carga han sido tomadas de los reglamentos respectivos
para su empleo en el diseño. Estas combinaciones para los elementos de
concreto armado son las siguientes:
 Comb1 (1.4D+1.7L)
 Comb2 (1.25D+1.25L)+E
 Comb3 (1.25D+1.25L)-1.25E
 Comb4 (1.25D+1.25L)+1.25W)
 Comb5 (1.25D+1.25L-1.25W)
 Comb6 (0.9D+1.25E)
 Comb7 (0.9D-1.25E)
 Comb8 (0.9D+1.25W)
 Comb9 (0.9D-1.25W)
Para las estructuras de acero como el techo en arco autosoportado, se
consideran la aplicación del método AISC – LRFD 99, con las siguientes
combinaciones:
 Comb1 : 1.4D
 Comb2 : 1.2D+1.6L+0.5(Lr o S o R)
 Comb3 : 1.2D+1.6(Lr o S o R) + (0.5L o 0.8W)
 Comb4 : 1.2D + 1.3W + 0.5L + 0.5(Lr o S o R)
 Comb5 : 0.9D +/- (1.3W o 1.0E))
Donde:
D: Carga muerta
L: Carga viva
E: Cargas de sismo en dirección x e y, respectivamente
W: Carga viento

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integrada – Crnel Portillo Pucallpa- Ucayali
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8. ANALISIS SISMICO
El análisis estructural y los diseños se realizan independientemente para cada
caso, de acuerdo a la Norma Peruana de Diseño Sismo Resistente E-030, por
tanto se han considerado los siguientes parámetros:
 Factor de Zona
Se trata de un edificio ubicado en el Departamento de Ucayali
Zona 2 entonces: Z = 0.3
 Factor de Uso
Edificaciones importantes: U = 1.3
 Factor de Amplificación del suelo:
Suelo tipo S3: S = 1.4
 Factor de Reducción de Fuerza Sísmica
Rx=8 (Pórtico de concreto)
Ry=8 (Pórtico de concreto)
8.1 ESPECTRO DE RESPUESTA
Se puede apreciar que los 2 espectros de respuesta elástica para cada sentido
son iguales.
ESPECT RO DE ACELERACIONES
Factor : Paráme tros sísmicos
Zona= 0.30 Sue lo= 1.40 Zona
Uso= 1.30 Rd= 8.00 categoria
Ct= 35 Ri= 1.00 Tp= 0.6 tipo de suelo
Sistema estructural Rx
Altura del edificio H = 5 m Sistema estructural Ry
Elementos resistentes
Pe riodo T 0.14 s
Orde nada e spe ctral C 2.5
Ace le racion e spe ctral Sa 1.67 m/s2
Cs = Sism o de diseño o de m anda de dise ño ( Par a el analis is estatico equivale nte e n el softw ar e)
Sa = SUZC/R X g
Tp Limite : 2.5 se g
T Sx Sy
0.00 1.67 1.67
0.60 1.67 1.67
0.80 1.67 1.67
1.00 1.67 1.67
1.20 1.67 1.67
1.40 1.68 1.68
1.60 1.47 1.47

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________________________________________________________________________________________________________
T ctro Direccectro Direccion Y
0.00 1.96 1.96
0.60 1.96 1.96
0.80 1.96 1.96
1.00 1.96 1.96
1.20 1.96 1.96
1.40 1.68 1.68
1.60 1.47 1.47
1.80 1.31 1.31
2.00 1.18 1.18
2.2 1.07 1.07
2.4 0.98 0.98
2.5 0.94 0.94
AceleracionEspectral
m/s2
Cs = Sis m o de dis e ño o de m anda de dis e ño ( Para e l analis is e s tatico e quivale nte e n e l s oftw are )
Sa = SUZC/R X g
Tp Limite : 2.5 seg
T Sx Sy
0.00
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
2.2
2.4
2.5
1.67
1.67
1.67
1.67
1.67
1.68
1.47
1.31
1.18
1.070
0.980
0.940
1.67
1.67
1.67
1.67
1.67
1.68
1.47
1.31
1.18
1.07
0.98
0.94
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
Periodo T (seg.)
Espectro Direccion X Espectro Direccion Y

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Luz libre
Largo
25.80 m
33.54 m
Es pes or de la cobert u ra 0.93 mm
Pes o de la cobert u ra 11.13 kg/m
2
% Flech a 20 %
Flech a 5.16 m
A ltura Es tructu ras de Soport e 6.50 m
Radio 18.71 m
Longit u d del arco 28.47 m
A ngulo de Inclin acio n 44 °
Pes o total de la cobert u ra 10,624 kg
Datos de carga
Carga viva 30 kg/m
2
Carga Nieve 0 kg/m
2
Pes o de lumin arias / otros 5 kg/m
2
Velo cid ad máxima de vient o
aplicad a a la es tructura
75.0 km/h
Pres ión de vient o 37.61 kg/m
2
Barlovento
0.3
1.3
1.4
2.5
8
9. RESULTADO DEL PROGRAMA.
REACCIONES DE LOS TECHOS AUTOSOPORTADOS
REACCIONES DEL ARCO - NAVE 1
23.51 kg/m
2
S otave nto
Reacci ones del arco en los apoyos en k g/m *
Carg as Verti ca l es
Carg a muert a 222.9 kg/m
Carg a viva 387.0 kg/m
Carg a de vient o 194.1 kg/m
Carg as Hori zo nta l es
Carg a muert a 278.6 kg/m
Carg a viva 483.8 kg/m
Carg a de vient o 210.3 kg/m
*Las cargas deberá ser factoradas para diseñar los elem entos estructurales.
ANALIS IS S IS MICO Calculando el Cortante Basal
Z
U
P = CM + 0.25 (CV) 319.63 Kg S
C
R
V = 54.5 Kg
C argas de bidas al Sis mo (En am bas di re cci ones)
Para las cargas en los EXT ERIORES de la estructura:
CM 222.9
CV 387.0
PES O W= 319.6 kg
CORTANTE V= 54.5 kg
FUERZA S IS MICA NODAL F= 27.268 kg

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10. ANALISIS ESTRUCTURAL
ESFUERZOS ORIGINADOS EN LA COBERTURA
Para el techo #1:
Los máximos ratios de esfuerzos acorde a las especificaciones de AISI son menores
que 1.00 el cual indica un diseño conforme.
Ratios de esfuerzos:
Cortante 0.42
Cortante y compresión 0.72
Flexo compresión 0.95

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11. CONCLUSIONES.
 De los resultados obtenidos en los análisis estructurales de las
cubiertas metálicas autosoportadas, determina que se utilizara para el
techo de la losa deportiva un calibre 24 (0.60 mm nominal) el techo
con una resistencia del acero de 25 kg/mm2
bajo los requerimientos
por compresión, corte y Flexo-compresión, se obtienen ratios de
esfuerzos menores que la unidad, lo que indica que no se producen
esfuerzos que superen el máximo esfuerzo de diseño permitido.
 La fuerza de sismo obtenida mediante un análisis sísmico estático
debido a los pesos permanentes sobre las cubiertas mas el 50% del
peso de la sobrecarga dan como resultado una fuerza distribuida para
el techo autosoportado de la losa deportiva es de 297.5 kg/m, los cuales
deben ser considerados para el análisis y diseño de los elementos de
apoyo (Columnas).
 La fuerza de sismo obtenida mediante un análisis sísmico estático
debido a los pesos permanentes sobre las cubiertas mas el 50% del
peso de la sobrecarga dan como resultado una fuerza distribuida para
los techos autosoportados del patio recreativo y la zona de juegos es
de 175.6 kg/m, los cuales deben ser considerados para el análisis y
diseño de los elementos de apoyo (Columnas).
 Las estructuras autosoportadas son del tipo membrana, las cuales tiene
una tolerancia de desplazamiento lo cual ayuda ante un sismo.
 De los resultados obtenidos en el análisis, todos los arcos objetos del
presente informe son capaces de soportar los esfuerzos a los que van a
ser sometidos. Se ha limitado los esfuerzos en el arco al rango lineal
elástico, es decir, que en ningún caso han superado el modulo de
fluencia Fy (40 Ksi).
 Es importante mencionar que para el modelamiento de la estructura no
se han considerado ni los atiesadores, ni las estriaciones del perfil
(techo autosoportado), estas estriaciones acompañan al perfil en toda
su longitud proporcionando una mayor resistencia a la estructura en
conjunto.
Lima 23 de Febrero del 2016