Memoria calculo estructural grass acobambilla

“CREACION DEL SERVICIO DE RECREACION ACTIVA EN EL BARRIO PROGRESO DE LA LOCALIDAD DE SAN
JOSE DE ACOBAMBILLA DISTRITO DE ACOBAMBILLA, PROVINCIA DE HUANCAVELICA, REGION
HUANCAVELICA”
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ANÁLISIS ESTRUCTURAL
MEMORIA DE
CALCULO ESTRUCTURAL
PROYECTO: “CREACION DEL SERVICIO DE
RECREACION ACTIVA EN EL BARRIO PROGRESO DE
LA LOCALIDAD DE SAN JOSE DE ACOBAMBILLA
DISTRITO DE ACOBAMBILLA, PROVINCIA DE
HUANCAVELICA, REGION HUANCAVELICA”
DEPARTAMENTO: HUANCAVELICA
PROVINCIA: HUANCAVELICA
DISTRITO: SAN JOSE DE
ACOBAMBILLA
PROPIETARIO: MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE
ACOBAMBILLA
OCTUBRE - 2015

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CONTENIDO
1. GENERALIDADES
- Objetivo
- Descripción de la estructura a instalar
- Normatividad
2. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
- Análisis de Desplazamiento
- Verificación de esfuerzos
3. CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA
- Característica de los materiales.
- Resumen del tipo de refuerzo
4. ESTADOS DE CARGAS
- Cargas por peso propio
- Cargas Vivas
- Cargas de Viento
5. ANALISIS Y DISEÑO DE VIGUETA METALICA
5.1. Introducción de datos al SAP
5.2. Analisis
6. ANALISIS Y DISEÑO DE ARCOS METALICOS
6.1 Datos generales de la Estructura
6.2 Diseño de Arco Metalico AM-01
6.2.1 Predimensionamiento
6.2.2 Estados de carga
6.2.3 Metrados de Carga
6.2.4 Combinaciones de Carga
6.2.5 Analisis
6.2.6 Diseño de Elementos de acero
Diseño de elementos en compresión
Diseño de elementos en tracción
6.3 Diseño de Arco Metálico AM-01
6.3.1 Predimensionamiento
6.3.2 Estados de carga
6.3.3 Metrados de Carga
6.3.4 Combinaciones de Carga
6.3.5 Analisis
6.3.6 Diseño de Elementos de acero
Diseño de elementos en compresión
Diseño de elementos en tracción

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7. DISEÑO DE CIMENTACION
1. GENERALIDADES
Objetivo: La finalidad del presente documento es realizar los cálculos justificativos del diseño
estructural de las Estructuras Metalicaas: ARCO y VIGUETA de la COBERTURA.
 Descripción de la Estructura: La estructura a calcular es una vigueta metalica de
18.75m de luz, 0.70m de peralte, 0.30m de ancho.
 NORMATIVIDAD
Se considera en la VERIFICACION ESTRUCTURAL la normatividad:
o RNE, Capítulo E020 Cargas.
o RNE, Capítulo E090 ACERO
2. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
 Análisis de desplazamientos: Se verificará los desplazamientos obtenidos en el
programa SAP2000 V16.01 tomando como referencia los establecidos en la Norma
correspondiente.
 Verificación de esfuerzos: Entre los parámetros que intervienen en la VERIFICACIÓN
ESTRUCTURAL se encuentran la resistencia al corte, flexión, carga axial en los perfiles de la
cobertura.
Se ha considerado para su diseño cargas propias, cargas vivas, cargas de viento, cargas de
nieve.
3. CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA
 Características de los materiales:
o Resistencia mecánica del concreto f’c = 210 Kg/cm2
o Módulo de Elasticidad del concreto E = 2173700.0 Kg/cm2
o Resistencia a la fluencia del acero grado 60, fy = 4200 Kg/cm2
o Perfiles Laminados, ASTM A36, Fy= 36 KSI
Elementos de Acero:
 Viga de 3”x3”x1/4”.
 Reticulado 1”x1”x1/8”.
4. ESTADOS DE CARGAS
 Cargas por peso propio:
Son cargas provenientes del peso de los materiales, luminarias, instalaciones, etc.
 Cargas vivas:

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Cargas que provienen de los pesos no permanentes en la estructura, y de montaje.
 Cargas producidas por viento:
Análisis de las cargas producidas por la acción de ráfagas de viento sobre la estructura
metálica.
P=Cq x Cr x q (Kg/m2)
Donde:
P = Presión del viento
Cp= Coeficiente de presión
Cr= coeficiente de ráfaga
q= presión dinámica
Cp= Cpe - Cpi
q= 0.005 v
2
(kg/m2)
j A B C D E F
0° 0.9 -0.5 -0.7 -0.7 * -0.7
90° -0.1 -0.7 0.9 -0.5 -1 -1
q 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Cpe -1 -0.8 -0.4 0 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
* Coef. Presión Cpe para la cubierta de barlovento E
j=0 j=90 n
±0.3 ±0.4 0%
0.8 -0.5
-0.5 -0.5
-0.5
-0.5 -0.5
n= porcentaje de abertura en el muro
>30%
Coeficiente de Presión interior: Cpi
Abertura uniformemente distribuidas
Abertura predominantes en el lado A
Abertura predominantes en el lado B
Abertura predominantes en el lado C
Abertura predominantes en el lado D
E
F
+
Coeficiente de presión exterior Cpe
A

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 Resumen de Cargas:
oCargas Muertas (WD):
Peso propio de concreto armado = 2400 Kg/m3
Cobertura = 5.05 kg/m2.
Sistema de Luminarias cenital = 1 Kg.
oCargas Vivas (WL):
Sobrecarga de cobertura = 30 Kg/m2
oCargas de Viento (W):
Se toma de referencia la Norma E.020 y ASCE 7-98.
5.ANALISIS Y DISEÑO DE VIGUETA METALICA
5.1.Introducción Gráfica de Cargas al SAP2000:
Debido a que el programa SAP2000 hace la distribución automática de las cargas muertas de
perfiles, se introdujeron las cargas vivas por metro cuadrado sobre la cobertura.
Se aprecia en las siguientes figuras las cargas sobre la cobertura.
Carga Muerta 5 kg/m2

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Carga Viva Distribuida de Cobertura 0.020Tn/m2
5.2.Analisis
De acuerdo al estudio realizado, se observaron algunos puntos críticos en la estructura, los
cuales serán analizados en esta sección para determinar que se cumpla con lo exigido en el
Reglamento Nacional de Edificaciones.
Geometría de la Vigueta 1
Modelo Estructural

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5.3.Introducción de datos al SAP2000
 Combinaciones de Cargas Empleadas:
Las combinaciones de cargas usadas para encontrar la envolvente de esfuerzos sobre los
elementos de la estructura son las siguientes:
COMB1 : 1.4 D
COMB2 : 1.25 D +1.60 L
COMB3, COMB4 : 1.25 D + 1.60 L ± 0.8W
COMB5, COMB6 : 1.25 D + 0.5 L ± 1.3W
COMB7, COMB8 : 0.9D ± 1.3W
Donde:
D: Carga permanente.
L: Carga Viva.
W: Viento.
5.4.Verificación de Estructuras Metálicas
CARACTERISTICAS DE MATERIALES
Las propiedades mínimas para los materiales considerados en este estudio son los
siguientes:
Acero Estructural
 Perfiles Laminados, ASTM A36 Fy= 36 kip
CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO
 La selección de los elementos se hizo considerando el método de Diseño LRFD
considerado en AISC 2005, Manual of Steel Construction Allowable Stress Design.
American Institute of Steel Construction.
 Para el cálculo estructural con la geometría en 3D de la planta, se utilizó el software
SAP2000.
Reporte L1”x1”x1/8”:
Se presenta el reporte del elemento más esforzado.

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El elemento es adecuado tiene un ratio de 0.874

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DISEÑO DE PERFILES DE ACERO
7. DISEÑO DE CIMENTACION DE CºAº
7.1 PARAMETROS DE DIMENCIONAMIENTO DE CIMENTACION
Considerando que el diseño de las cimentaciones se realiza para absorber esfuerzo de
corte y flexión así como algunas verificaciones como las de punzonamiento, adherencia
y anclaje, transmisión de esfuerzos, etc. El diseño considera las expresiones indicadas
en la Norma de Concreto Armado y Concreto Armado Comentarios en su sección 11
Flexión, sección 13 Corte y Torsión y sección 16 Zapata; Así mismo, se deberá tomar en
cuenta algunas disposiciones para el diseño sísmico como las mencionadas en la Norma
ACI 318 – 08 en su sección 21.8 Cimentaciones.
Para el análisis de cimentaciones se emplea el programa SAFE, exportando las cargas
directamente desde el programa de análisis y diseño de Edificaciones ETABS,
empleando el Método de los Elementos Finitos, con modelamiento en los apoyos tipo
resorte según el módulo de balasto del terreno.
Pre-dimensionamiento
Del análisis de la superestructura se obtienen las reacciones en todos los apoyos, siendo
estos valores los datos necesarios para la asignación de las dimensiones de las
cimentaciones, teniendo como primera etapa el pre-dimensionamiento correspondiente.
Verificación de esfuerzos
Para el presente estudio, el suelo indica un esfuerzo admisible para zapatas
rectangulares mínimo de 1.35 kg/cm², que equivale a 2.83 kg/cm³ (Winkler) siendo éste
dato importante para el análisis de la cimentación.

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La verificación de los resultados obedece a las combinaciones según el reglamento que
exige, se crea una combinación de SERVICIO con el fin de comprobar los esfuerzos del
terreno y esfuerzos en la estructura según las dimensiones geométricas de las zapatas
asignadas.
Tabla 1: Esfuerzo admisible versus módulo de balasto
Verificación Por punzonamiento
El procedimiento que lleva el programa SAFE para los cálculos al corte por
punzonamiento son bastante rigurosos y usa las fórmulas siguientes.
Ratio: Expresa la relación entre el esfuerzo de corte por punzonamiento (valor máximo)
y la capacidad del esfuerzo de corte por punzonamiento con el factor incluido.
La Capacidad del esfuerzo de corte máximo (Vcap) viene a ser las tres últimas
ecuaciones presentadas anteriormente; cabe mencionar que, el programa SAFE los
representa como esfuerzos, es decir, fuerza sobre área y las ecuaciones en el sistema
Inglés son:
Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler Esf Adm Winkler
(Kg/Cm2
) (Kg/Cm3
) (Kg/Cm2
) (Kg/Cm3
) (Kg/Cm2
) (Kg/Cm3
)
0.25 0.65 1.55 3.19 2.85 5.70
0.30 0.78 1.60 3.28 2.90 5.80
0.35 0.91 1.65 3.37 2.95 5.90
0.40 1.04 1.70 3.46 3.00 6.00
0.45 1.17 1.75 3.55 3.05 6.10
0.50 1.30 1.80 3.64 3.10 6.20
0.55 1.39 1.85 3.73 3.15 6.30
0.60 1.48 1.90 3.82 3.20 6.40
0.65 1.57 1.95 3.91 3.25 6.50
0.70 1.66 2.00 4.00 3.30 6.60
0.75 1.75 2.05 4.10 3.35 6.70
0.80 1.84 2.10 4.20 3.40 6.80
0.85 1.93 2.15 4.30 3.45 6.90
0.90 2.02 2.20 4.40 3.50 7.00
0.95 2.11 2.25 4.50 3.55 7.10
1.00 2.20 2.30 4.60 3.60 7.20
1.05 2.29 2.35 4.70 3.65 7.30
1.10 2.38 2.40 4.80 3.70 7.40
1.15 2.47 2.45 4.90 3.75 7.50
1.20 2.56 2.50 5.00 3.80 7.60
1.25 2.65 2.55 5.10 3.85 7.70
1.30 2.74 2.60 5.20 3.90 7.80
1.35 2.83 2.65 5.30 3.95 7.90
1.40 2.92 2.70 5.40 4.00 8.00
1.45 3.01 2.75 5.50
1.50 3.10 2.80 5.60





 


=
L
e
LS
P
q
6
11 




 


=
L
e
LS
P
q
6
12

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_______________________________________________________________
__________13
cap
máx
C
u
V
V
Øv
v
RatioShear ==
11.12.2.1).....(ACI
'4
'2
'
4
2






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
















=
cf
cf
b
d
cf
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o
s
c










=
.20
.30
.40
EsquinerasColumnasPara
LateralesColumnasPara
InterioresColumnasPara
s
Donde β es la relación de las dimensiones de la sección crítica, bo es el
perímetro de la sección crítica y αs es un factor con respecto a la ubicación de la
sección crítica.

“CREACION DEL SERVICIO DE RECREACION ACTIVA EN EL BARRIO PROGRESO DE LA LOCALIDAD DE SAN JOSE DE ACOBAMBILLA DISTRITO DE ACOBAMBILLA, PROVINCIA
DE HUANCAVELICA, REGION HUANCAVELICA”
pág. 14
Modelo para el análisis
Figura 1: SAFE, Dimensiones de zapatas.

pág. 15
Verificación por punzonamiento
Figura 2: SAFE, Verificación por punzonamiento de Zapatas.

pág. 16
Verificación de esfuerzos
Figura 3: SAFE, Presiones en el suelo de las zapatas.(kg/cm2).

pág. 17
Diseño de Zapatas
Figura 4: SAFE, Cálculo de Refuerzo en Zapatas.

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