Memoria de-calculo-estructuras

“VIVIENDA MULTIFAMILAR – TACNA - TACNA”
MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL
“VIVIENDA UNIFAMILIAR”
DESARROLLADO POR:
ING. JOSE LUIS CHUCUYA MANNI
TACNA
OCTUBRE 2018
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INDICE
I. Generalidades
II. Análisis sísmico
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I. GENERALIDADES
1.1Alcances
La presente Memoria corresponde al análisis sísmico del proyecto “VIVIENDA
MULTIFAMILIAR PROMUVI VIÑANI AMP. I ETAPA, MZ-553 LOTE-20 -
GREGORIO ALBARRACIN LANCHIPA - TACNA”. El cual es propietario el
señor: German tarqui garcia.
1.2Objetivos
El objetivo de la presenta memoria de cálculo es la verificación de los cálculos
realizados para el proyecto “VIVIENDA MULTIFAMILIAR”, para asegurar que
las estructuras desarrollen un comportamiento sismo resistente satisfactorio
en conformidad con la Normatividad vigente.
1.3 Programas de Computo
Los esfuerzos generados por los movimientos sísmicos y las cargas verticales
se estiman asumiendo un sistema de cargas aplicado a la estructura. Estas
fuerzas deben ser definidas de modo que representan lo más cercano al
fenómeno real. Existen diversos métodos para su determinación, desde los
más sencillos hasta los más complejos que sólo pueden ser desarrollados con
la ayuda de un software.
Para el análisis del edificio se empleó el programa ETABS2015 (Extended 3D
Analysis of Building Systems). Este es un programa para análisis estructural y
diseño de estructuras que incluye las mejores técnicas actualmente
disponibles.
Para el cálculo de la cimentación y los muros de albañilería se ha hecho uso
de una hoja de cálculo en Excel, en donde se ha introducido todos los
resultados del programa ETABS.
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1.4 Propiedades mecánicas de los materiales
Para el análisis y diseño del edificio se han tomado los siguientes datos:
CONCRETO.
Características del concreto reforzado para el diseño estructural
- Resistencia nominal a compresión = f'c = 210 kg/cm2
- Módulo de elasticidad = Ec = 217,000 kg/cm2
- Modulo de Ruptura = fr = 28 Kg/cm2
- Curva de comportamiento. Se asumirá el modelo esfuerzo –
deformación de Whitney.
Figura 1.1 Modelo de comportamiento esfuerzo – deformación del concreto
no confinado, Whitney.
- Deformación Unitaria Máxima εc = 0.003
ACERO DE REFUERZO.
- Corrugado, grado 60, esfuerzo de fluencia ( fy )= 4200 kg/cm2 = 4.2
ton/cm2
- Módulo de elasticidad = Es = 2´000,000 kg/cm2
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- Deformación al inicio de la fluencia =0.0021
- Curva de comportamiento: Se simplificara idealizándola como dos
líneas rectas (Park, Pauley1
) ignorando la resistencia superior de
cedencia y el aumento en el esfuerzo debido al endurecimiento por
deformación.
Figura 1.2 Modelo de comportamiento esfuerzo – deformación del acero
ALBAÑILERIA CONFINADA.
- Clase de Unidad: Ladrillo Tipo IV
- Resistencia de la unidad a compresión axial (fb) = 130 Kg/cm2
- Resistencia característica a compresión axial de la albañilería (f’m) =
65 Kg/cm2
- Resistencia característica de la albañilería al corte (v’m)=8.1 Kg/cm2
- Módulo de elasticidad = Es = 500 f’m = 32500 kg/cm2
1.5 Normatividad:
En todo el proceso de análisis y diseño se utilizarán las normas
comprendidas en el Reglamento Nacional de Edificaciones (R.N.E.):
- Metrado de cargas Norma E-020
- Diseño sismorresistente Norma E-030 - 2015
- Concreto Armado Norma E-050
- Suelos y cimentaciones Norma E-050
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- Albañilería Confinada Norma E-060
- Acero Estructural Norma E-090
-
II. ANALISIS SISMICO
2.1 Descripción de las Estructuras
Las estructuras propuestas son 1 edificio de 1 piso, de configuración
estructural regular e está destinado a Vivienda. Por lo general casi en su
totalidad se ha empleado un sistema estructural aporticado.
Según el estudio de suelos, la zona donde se proyectará el edificio posee un
suelo intermedio.
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Figura nro. 01, Distribución de las estructuras
2.2 Parámetros sísmicos
Para el análisis estático o dinámico, la NTE E-030 Aprobado por Decreto
Supremo N° 003 -2016 establece ciertas fórmulas que requieren de ciertos
parámetros denominados “Parámetros sísmico”. Para nuestra edificación se
ha obtenido los siguientes valores:
a) Zonificación
A cada zona del Perú se le asigna un factor Z este factor se interpreta como
la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser
excedida en 50 años
Está ubicado en Tacna en la zona sur de la costa peruana por lo
consiguiente se encuentra ubicado en la zona 3 y le corresponde un factor
de zona Z=0.35.
b) Condiciones Locales
Todos los perfiles de suelos se clasifican tomando en cuenta las propiedades
mecánicas del suelo, el espesor del estrato, el periodo fundamental de
vibración y la propagación de las ondas de corte.
De acuerdo al estudio de suelos, nuestra estructura se encuentra sobre un
suelo Tipo S3 que corresponde a un suelo intermedio, por consiguiente, los
parámetros de suelos son:
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Factor de suelo S = 1.20
Periodo de la plataforma del espectro Tp = 0.6
c) Factores de amplificación sísmica
De acuerdo a las características de sitio, se define el factor de
amplificación sísmica (C) por la siguiente expresión:
Este coeficiente se interpreta como el factor de amplificación de la
respuesta estructural respecto de la aceleración en el suelo.
En donde T es el periodo fundamental, y su determinación está dada bajo
la siguiente fórmula:
T = hn/Ct
a. Ct es 35 para edificios cuyos elementos resistentes en la dirección
considerada sea únicamente:
i. Pórticos de concreto armado sin muros de corte.
ii. Porticos ductiles de acero con uniones resistentes a
momentos, sin arriostramiento.
b. Ct es 45 Para edifcios cuyos elementos resistentes en la dirección
considerada sean:
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i. Pórticos de concreto Armado con Muros en las cajas de
ascensores y escaleras.
ii. Pórticos de aceros arriostrados.
c. Ct es 60 para edificios de albañilería y para todos los edificios de
concreto armado cuales, de muros estructurales, muros de
ductilidad limitada.
i. Porticos de concreto Armado con Muros en las cajas de
ascensores y escaleras.
ii. Pórticos de aceros arriostrados.
d) Categoría, Sistema Estructural y Regularidad de las edificaciones
Cada edificación debe ser clasificada de acuerdo a su uso e importancia. En
nuestro caso, la edificación corresponde a la categoría C (edificación
esencial), por lo tanto, su factor U será de 1.
Regularidad estructural
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e) Configuración Estructural
Los sistemas estructurales se clasifican según los materiales usados y el
sistema de estructuración sismorresistente predominante en cada dirección.
Según su clasificación se usará los siguientes parámetros:
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A partir de estos valores se determino el espectro de pseudo aceleraciones,
como se ve en la figura.
Sismo X-X
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Sismo Y-Y
2.3 Estimación de las Masas
Las masas se evaluaron según los lineamientos de la norma de Diseño Sismo
Resistente E-030 y de la norma de Cargas E-020, que forman parte del
Reglamento Nacional de Edificaciones.
Para efectos del análisis, las masas de los elementos modelados como
columnas, muros, y vigas fueron estimados por el programa ETABS, mientras
que las masas de los demás elementos se estimaron a partir de los siguientes
pesos:
CARGAS MUERTAS:
Peso de los acabados: 100 Kg/m2 (hay que notar que el espesor del
piso terminado es de 4 cm, por tal motivo la
norma E.020 considera 80kg/m2, pero para
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efectos prácticos y extremos se ha considerado
5cm de acabado con lo que se tiene 100 kg/m2)
Peso de tabiquería: 270Kg/m2xh como carga repartida sobre vigas.
Peso de losa aligerada h=020m: 300Kg/m2
CARGAS VIVAS:
Para 1: 250 Kg/m2
Para Techos: 100Kg/m2
Las cargas para el análisis sísmico serán reducidas al 50% en el caso de la
carga de techo, como lo indica la norma E.030.
2.4 Resultados
a. Periodos y Modos de Vibración
Con estas cargas y con las propiedades de las secciones transversales, se
puede determinar los periodos de vibrar.
En las tablas siguientes se observa que el periodo fundamental en su mayoría
se presenta en la dirección paralela al sistema dual de concreto armado.
La NTE E-030, indica también que se debe considerar sólo aquellos modos de
vibración cuya suma de masas efectivas sea por lo menos el 90% de la masa
de la estructura. Se puede observar en las tablas adjuntas, que la suma
participativa sobrepasa el 90%, siendo los modos suficientes para representar
la respuesta del análisis espectral.
a. Desplazamientos y Distorsiones Máximas
Según la NTE E-030, los desplazamientos laterales se calcularán multiplicando
por 0.75R los resultados obtenidos del análisis lineal y elástico con las
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solicitaciones sísmicas reducidas. También en la referida norma, se indica que el
desplazamiento relativo de entrepiso no deberá exceder la fracción de la altura de
entrepiso 0.005 para la mampostería.
En las tablas siguientes se resumen las distorsiones máximas en cada nivel,
calculados por el programa ETABS.
DISTORSIONES EN X-X
DISTORSIONES EN Y-Y
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
 Como se observa en todos los resultados las distorsiones son Menores a lo
máximo permitido por la NT E-030, por lo que se concluye que la estructura
tiene rigidez suficiente como para soportar un sismo moderado a severo.
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