Memoria Estructural jenner barros en Lote 5

03/25/2013

MODELO EN 3D

MACHALA EL ORO ECUADOR

EDIFICIO - 0073

MEMORIA DE CLCULO

ESTRUCTURAL

PROYECTO: Construccin de Vivienda Ariana

PROPIETARIO: Ing. Jhinson Machuca Loayza

SOLICIT: Ing. Civ. Vctor Domingo Mayorga Montes.

UBICACIN: Ciudad Verde: Mz. 31 - Machala

En lote N 5

MEMORIA DE CLCULO ESTRUCTURAL

ING. CIV. VCTOR D. MAYORGA MONTES Pgina 2

NDICE

1. UBICACIN .................................................................................................................. 4

2. DESCRIPCIN DE LA ESTRUCTURA ...................................................................... 4

2.1 Descripcin General. .................................................................................................... 4

2.2 Caractersticas de la Estructura: ................................................................................... 5

2.3 Propiedades de los Materiales: ..................................................................................... 5

2.4 Descripcin geomtrica:............................................................................................... 5

3. RIGIDEZ DE LA ESTRUCTURA ................................................................................ 6

4. CARGAS ACTUANTES EN LA ESTRUCTURA ....................................................... 6

4.1 Carga Viva: .................................................................................................................. 6

4.2 Carga Muerta: ............................................................................................................... 6

4.2.1 Peso de Pared:........................................................................................................ 6 4.2.2 Peso de la losa: ...................................................................................................... 7 4.2.3 Relacin Largo/Ancho: ......................................................................................... 7

4.2.4 Calculo del espesor mnimo de losa: ..................................................................... 8

4.3 Carga Ssmica Esttica ................................................................................................. 9

4.3.1 Coeficientes de configuracin estructural ............................................................. 9 4.3.2 Estimacin del periodo (Mtodo I)....................................................................... 9

4.3.3 Clculo de Ft y del Cortante Basal V:...9

5.1 Aceleracin Efectiva de Diseo ................................................................................. 10

5.1.1 Aceleracin pico Efectiva de Diseo: ................................................................. 10

5.1.2 Tipo de perfil de suelo y coeficiente de sitio: ...................................................... 10 5.1.3 Coeficiente de importacia: ................................................................................... 11 5.1.4 Espectro de Diseo: ............................................................................................. 11 5.1.5 Coeficiente de Capacidad de Disipacin de Energa: .......................................... 11

5.1.6 Masa traslacional e inercia rotacional del piso:..12

6.1 Comprobacin de la deriva mxima de piso: ............................................................. 13

7. DISEO ESTRUCTURAL .......................................................................................... 13

7.1 Combinaciones de Carga: .......................................................................................... 14

8.1.1 Diseo de Columnas por Flexocompresin biaxial ............................................. 14 8.1.2 Diseo de Columnas por Corte ............................................................................ 15

8.2 Diseo de Vigas ......................................................................................................... 16

8.2.1 Diseo de Vigas por Flexin ............................................................................... 16



8.2.2 Diseo de Vigas por Corte .................................................................................. 16 8.2.3 Longitud de desarrollo ......................................................................................... 18 8.2.4 Traslapes .............................................................................................................. 18

8.3 Diseo de Conexiones viga-columna ......................................................................... 19

8.4 Diseo de Escaleras .................................................................................................... 20

8.5 Diseo de Losa. .......................................................................................................... 22

8.5.1 Mtodo Ing. Marcelo Romo. ............................................................................... 22 8.5.2 Verificacin a Cortante de la losa. ...................................................................... 23

8.5.3 Armadura a temperatura y retraccin de fraguado24

9.1 Diseo de la Cimentacin. ....................................................................................... 224

9.1.1 Estudio de Suelos. ............................................................................................. 224

9.1.2 Reacciones de la Estructura ................................................................................. 25 9.1.3 Combinaciones por cargas de Servicio. ............................................................... 25 9.1.4 Diseo de Zapatas Aisladas. ................................................................................ 25

9.1.4.1 Determinacin del rea de desplante ............................................................ 25 9.1.4.2 Cortante en dos direcciones (punzonamiento). ............................................. 26

9.1.4.3 Comprobacin por cortante en una direccin (como viga) ........................... 26 9.1.5 Asentamientos ..................................................................................................... 27

10. CONCLUSIONES ........................................................................................................ 27

ANEXOS: ........................................................................................................................ 28



ANLISIS Y DISEO ESTRUCTURAL DE LA

RESIDENCIA ARIANA

1. UBICACIN

La presente MEMORIA ESTRUCTURAL, comprende el anlisis, diseo, elaboracin

de planos y detallado de la estructura para la edificacin denominada ARIANA, a

construirse en la Urbanizacin Ciudad Verde, en la calle A, entre la calle E, en la

manzana 31, Machala Provincia del Oro, para el efecto, se recibe LOS PLANOS DEL

DISEO ARQUITECTONICO Y DE INSTALACIONES ELCTRICAS Y

SANITARIAS y las normas de construccin.

1. DESCRIPCIN DE LA ESTRUCTURA

La vivienda a construirse ser de uso privado, de dos plantas altas. El rea a construir

tiene un rea de construccin de 147,96 m2; tiene 5 prticos en el sentido X y 3

prticos en el sentido Y.

En la estructura resultante de la propuesta arquitectnica se observa irregularidad en

planta y elevacin, situacin que conduce a reduccin de capacidad de disipacin de

energa por irregularidades en planta y altura recomendados por las disposiciones

sismorresistentes del cdigo de diseo NEC 2011

2.1 Descripcin General.

Lugar de emplazamiento: Zona Ssmica III. (Machala)

Terreno de Fundacin: Suelo Tipo S3.

Destino y Funciones: Edificio privado para vivienda.

2.2 Caractersticas de la Estructura:

Nmero de Pisos: 2 piso



Tipologa Estructural: Prticos Sismo-resistentes de Hormign

Armado.

2.3 Propiedades de los Materiales:

Vigas: fc = 280 kg/cm2. fy = 4200 kg/cm2

Columnas: fc = 280 kg/cm2. fy = 4200 kg/ cm2

Losas: fc = 280 kg/cm2. fy = 4200 kg/cm2

Sistema de losas nervadas armadas.

Escaleras: fc = 280 kg/cm2. fy = 4200 kg/ cm2

Cimentacin: fc = 280 kg/cm2. fy = 4200 kg/ cm2

Techo:

Mdulo de elasticidad: Ec=15000* c'f Es= 2000000 kg/ cm2

2.4Descripcin geomtrica:

PLANTA BAJA

PLANTA ALTA



3.- RIGIDEZ DE LA ESTRUCTURA

Para la determinacin de la rigidez de la estructura se utilizaron programas

computacionales tomando en cuenta los requerimientos establecidos por el Cdigo

Ecuatoriano de la Construccin CEC-2000 en donde se establece que se tiene que

trabajar con inercias agrietadas.

I vigas= 0.5 I gruesasI col= 0.8 I gruesas

4.- CARGAS ACTUANTES EN LA ESTRUCTURA

4.1Carga Viva:

Para la carga viva se consider un valor de 200 kg/m2

4.2 Carga Muerta:

4.2.1 Peso de Pared:

Para realizar un clculo estructural mas apegado a la realidad, se considera un peso

de pared estndar obtenido en base a la experiencia de clculos anteriores, el mismo

que ser de 120 kg/m2 y para la terraza un peso de 20 kg/m2.

4.2.2Peso de la losa:



Para determinar el peso de la losa, previamente se realiza un clculo en donde se

determina el espesor de la losa, como se dijo, ser una losa alivianada, con nervios

en las dos direcciones

RELACIN LARGO/ANCHO:

=

,

, = ,

s = 0.74

hmin 13.0 cm.


=

,

, = ,

s = 0.74

hmin 13.0 cm.




=

,

, = ,

s = 0.74 hmin 13.0 cm.

El espesor de la losa resulta 20 cm, por tanto se determina las cargas para 1m2.

Ln + fy

1

b

b : es Factor de relacin entre luces libres del vano mayor/menor

am: es el factor de rigidez losa/viga promedio

bs :1.0 panel interior bs :

bs :0.5 panel esquinero

Ln 800 + fy

+ b 1 + bs

Ln 800 + fyh min

0.0712

0.0712

0.0712

b

5000h min 36000

am 11

800

- +

( 1 )=h min36000

36000

5000 -+

( 2 )

1

relacin entre la longitud de los bordes continuos del panel

y el permetro del panel

bs

( 3 )

losa I

vIm a



4.3 Carga Ssmica Esttica

W = 118.53ton (Peso de la Estructura para Anlisis Ssmico)

4.3.1 Coeficientes de configuracin estructural

4.3.2 Estimacin del periodo (Mtodo I)

4.3.3 Clculo de Ft y del Cortante Basal V

Z3 = 0.30

I = 1.0

S3 = 1.5

Cm = 2.8

R = 10

W..R.

Z.I.C V

EP

Tabla 4.3.1.1, Valores de P y E.

DIRECCIN 1 2 3 4 5 6 EA EB EC E PA PB P

SISMO X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

SISMO Y 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

FP = FPA X FPB

FRMULA

FE = FEA X FEB X FEC

Perodo a priori: T = Ct (hn )3/4

Tabla 4.3.2.1 Cuadro de valores de Ct

Ct = 0.09 para prticos de acero

T =3/4

= sg Ct = 0.08 para prticos espaciales de hormign armado

Ct = 0.06

Tmx = 1.3 T a priori = sg

Perodo a usar: T = sg

0.5 < C < Cm 0.5 < C < 2.8

1.51.5

0.416

2.8=

0.416

1.25=

para prticos espaciales de hormign

armado con muros estructurales

0.08 0.3206.310

Usar:0.416

= C5.5T

S25.1C

S

R: Coeficiente de reduccin de respuesta estructural.

E y

P: Coeficientes de configuracin estructural en

elevacin y en planta. T: Periodo utilizado para el clculo del cortante basal total V. C: No debe exceder el valor de Cm en la tabla 3, no debe ser menor que 0.5 y puede utilizarse para cualquier estructura. S: Coeficiente de suelo, su valor y el de su exponente se obtiene de la tabla 3. Z: Factor Z en funcin de la zona ssmica. I: Tipo de uso, destino e importancia de la estructura.

WVE

..R.

Z.I.C

P



5.1.- ACELERACIN EFECTIVA DE DISEO:

5.1.1.- ACELERACIN PICO EFECTIVA HORIZONTAL DE DISEO (Aa):

Los movimientos ssmicos de diseo se han definido para una probabilidad del 10%

de ser excedidos en un lapso de 50 aos, en funcin de la aceleracin pico efectiva horizontal

de diseo (Aa). Es decir, desde el punto de vista prctico, el riesgo ssmico local lo

cuantificamos como la probabilidad de ocurrencia de por lo menos un evento crtico durante

50 aos.

El Ecuador posee un mapa de zonificacin ssmica con su correspondiente mapa de

aceleracin pico efectiva horizontal (Aa, expresada como funcin de la aceleracin de la

gravedad, g = 9.8 m/seg). De acuerdo a los estudios realizados por sismlogos nacionales,

cuyos resultados se expresan en la Tabla 2 Parte I del cdigo del INEN CEC 2002 y en el

ultimo cdigo llamado NEC 2011, la ciudad de Machala, est localizada en una zona con un

intermedio nivel de amenaza ssmica, la que de acuerdo al cdigo UBC 97 (Uniform

Building Code de California USA) sugieren coeficientes de sismicidad Cv = 0,84 y Ca =

0,36. Ver Pag. 16-40 y 16-41 del mencionado cdigo.

5.1.2.- EFECTOS LOCALES:

Los efectos locales de la respuesta ssmica de la edificacin se han evaluado con base

en los perfiles de suelo y coeficientes de sitio dados a continuacin:

5.1.2.a.-Tipo de Perfil de suelo:

Perfil Tipo SE (Perfil de Suelo SLIDO con velocidad de onda de cortante (Vs)

menor a 600 m/seg o suelos para un valor N de ensayo de penetracin standard menor a 15.

Cv = 0,84 (Tabla 16-R, pag 16-41)

5.1.2.b.- Coeficiente de Sitio (Ca):

Este coeficiente toma en cuenta los efectos locales. Para tipo de Perfil Tipo SE,

Ca = 0.36 (Tabla 16Q, pagina 16-40)

Ft = 0,07*T*V DONDE: Ft =

T < 0.7 Ft = 0 n = Nmero de pisos de la estructura

T > 0.7 Ft = 0.07 T*V T =

Tabla 4.3.2.2, Clculo del Cortante Basal "V" y de "Ft"

DIRECCIN

SISMO X

SISMO Y

factor

0.104 0.00

El perodo utilizado para el clculo del cortante

basal total V.

Sin embargo, Ft no necesita exceder el valor de 0,25 V, y puede considerarse nulo cuando T es

menor o igual a 0,7 s. La parte restante del cortante basal debe ser distribuido sobre la altura de

la estructura, incluyendo el nivel n, de acuerdo con la expresin:

0.104

V

La fuerza concentrada que se aplicar en la parte

ms alta de la estructura, constituyndose una

fuerza adicional a la fuerza en el ltimo piso.

Ft 0.25V

0.00 7.30

7.30

29.21

29.21

n

1i

t FiFV

NP

1i

ii

iit

i

)h*W(

h*W*)FV(F



5.1.3.- COEFICIENTE DE IMPORTANCIA (I):

Esta edificacin es utilizada para vivienda, por tanto est clasificada como estructura

de ocupacin normal. Entonces el factor que la califica como tal es:

I = 1.00

5.1.4.- ESPECTRO DE DISEO:

(A.2.6.1). La forma del espectro elstico de aceleraciones, para un coeficiente de

amortiguamiento crtico de 5%, en base a los coeficientes Ca y Cv sealados es la que

incluye el PROGRAMA SAP2000 VERSION 15 de acuerdo a:

TABLA CORRESPONDIENTE AL ESPECTRO ELSTICO DE DISEO:

Perodo (seg)

aceleracin (% g)

Espectro Elstico de Diseo

0,00 0,360

0,1867 0,900

0,9333 0,900

1.20 0,70

1,40 0,600

1,60 0,525

1,80 0,4667

2.00 0,4200

2.50 0.3360

3.00 0.2800

3.50 0.2400

4.00 0.2100

4.50 0.1867

5.00 0.1680

5.50 0.1527

El diseo de los elementos se efecta en base a las Fuerzas ssmicas de diseo (E). El

procedimiento a seguir es el que se indic en el apartado Combinaciones de carga para

elementos de hormign armado.

5.1.5.- OBTENCION DEL COEFICIENTE DE CAPACIDAD DE DISIPACION DE ENERGIA (R):

El coeficiente de capacidad de disipacin de energa (R) calculado considerando los

coeficientes de configuracin por irregularidad en planta 0.90 y elevacin 0.90 es de 8.

Ro = coeficiente de disipacin de energa bsico = 10.00 (para sistema estructural de

prtico resistente a momento con capacidad INTERMEDIA de disipacin de energa.



5.1.6.- Masa traslacional e Inercia Rotacional del piso:

Las losas de concreto reforzado se consideran prcticamente indeformable en su propio

plano y por lo tanto se comportan como un solo elemento para efecto de la respuesta al sismo

y tiene sus propiedades de masa concentradas en el centro de gravedad de la misma cuando

se trata de placas de concreto reforzado. Estas propiedades son la masa traslacional o sea

el peso de la placa y todos los elementos no estructurales que estn adheridos a ella y la

masa rotacional o momento de Inercia de masa.

Como en el presente caso se trata de un piso menos rgido por el tipo de material a usar,

vamos a considerar el efecto rotacional en funcin de las propiedades del material del piso.

Masa Traslacional (M):

M =P

g (Kg seg/m)

M =P

g (Kg seg/m)

Masa Rotacional (Mr):

Mr = M (Ix + Iy)

A (Kg seg m)

Mr = M (Ix + Iy)

A (Kg seg m)

Para una placa rectangular,

A = (a b) ; Ix =a b

3

12 ; Iy =

b a3

12

A = (a b) ; Ix =a b

3

12 ; Iy =

b a3

12

Por tanto, la ecuacin anterior se convierte en:

Mr =

1

12

M (a + b) (Kg seg m)

Mr =

1

12

M (a + b) (Kg seg m)

Siendo:

P = Peso de la placa y todos los elementos adheridos a ella.

g = Aceleracin de la gravedad = 9.81 m/seg

Ix = Momento de Inercia con respecto al eje x (eje horizontal centroidal de masas).

Iy = Momento de Inercia con respecto al eje y (eje horizontal centroidal de masas).

A = rea del plano de la losa.

a = dimensin menor de la losa en planta.

b = dimensin mayor de la losa en planta.

Aproximando el rea de las losas a rectngulos (las salientes estn dentro de lo permisible)

y sacando promedio de cargas unitarias en cada nivel, se obtuvo, aplicando las ecuaciones

anteriores, los valores de masa traslacional y rotacional para el piso de estudio.



6.- COMPROBACIN DE LA DERIVA MXIMA DE PISO:

En estructuras de concreto reforzado la deriva mxima evaluada en cualquier punto de

la misma, no puede exceder el valor de .02 hpi, donde hpi = altura del entrepiso i a partir del

nivel de terreno natural o base de la edificacin.-

Entonces tomamos:

Deriva mxima 2% hpi = 0,02 hpi

Con los resultados obtenidos se comprob que las respuestas dinmicas de desplazamiento

lateral de la estructura aporticada est dentro de los lmites permisibles. La verificacin se la

realiza tomando puntos correspondientes a diferentes niveles ubicados en un mismo eje de

columnas. Se recomienda ver la opcin de salida de resultados que ofrece el Software

Sap2000 VERSIN 15 para comprobar lo aseverado.

La conclusin sobre este tema es que tratndose de una edificacin de baja altura modulada

racionalmente, los desplazamientos laterales son aceptables. En cuanto a los efectos de

torsin en planta estos estn considerados en la definicin de estados de carga dinmica por

lo que la respuesta de la capacidad de los elementos estructurales demuestra que los mismos

son eficientes.

7.- DISEO ESTRUCTURAL

Para el diseo de los elementos estructurales, se utilizaron programas computacionales para

una fcil obtencin de los resultados, comprobando ciertos elementos para su verificacin.

7.1.- COMBINACIONES DE CARGAS.

Para este diseo se utilizaron algunas combinaciones de carga para disear en funcin de la

que cause los efectos ms desfavorables. No se utilizarn las combinaciones del Cdigo

ACI318-05 en su seccin 9.2 referente a la Resistencia requerida, ya que segn el criterio de

varios Ingenieros, las siguientes combinaciones son ms recomendables.

U1 1.2D+1.6L

U2 1.05D+1.275L+1.4025 SPECX

U3 1.05D+1.275L+1.4025 SPECY

U4 0.90D+1.4 SPECX

U5 0.90D+1.4 SPECY

U6 0.90D- 1.4 SPECX

U7 0.90D -1.4 SPECX

U8 ENVELOPE (ENVOLVENTE)



En ningn caso la resistencia de los elementos ser menor que la requerida para cargas

verticales.

En nuestro caso, el factor de respuesta estructural adoptado es R = 8 (explicado en el apartado

de anlisis ssmico).- El correspondiente factor de escala incorporado en las definiciones de

las cargas verticales y ssmicas se ha deducido a partir de este factor R.

El significado de los trminos de combinaciones de carga es:

U = Resistencia requerida para resistir las cargas de diseo (muerta, carga viva y/o ssmica)

o los esfuerzos internos (Momentos y Fuerzas cortantes o axiales) relacionados con

stas.

D = Carga muerta o sus esfuerzos internos relacionados.

L = Carga viva o sus esfuerzos internos relacionados.

SPECX = Efecto de la carga ssmica en direccin X, con factor de escala 1.15 mas 0.345

por el sismo en direccin Y (30% del efecto ortogonal en X)

El factor de escala es el cociente entre la aceleracin de la gravedad en m/seg2 y el factor R.

SPECY = Efecto de la carga ssmica en direccin Y, con factor de escala 1.15 mas 0.345

por el sismo en direccin X (30% del efecto ortogonal en Y)

R = coeficiente de capacidad de disipacin de energa (explicado en el apartado de Anlisis

ssmico).

8.1 Diseo de Columnas

8.1.1 Diseo de Columnas por

Flexocompresin biaxial.



Por un procedimiento manual, se determin el rea tributaria para cada columna, con dicha

carga se determin el rea de acero necesario para soportar dicha carga, a continuacin se

muestran las curvas de interaccin con el momento nominal y la carga que puede soportar

dichas columnas. Col X2YB, carga de 41.13 ton. M= 3ton-m (Cumple).

C20x30 612mm 2-3 X

C20 x 30 612mm 2-3 Y

8.1.2 Diseo de Columnas por Corte

Chequeo en el centro de la columna



Se utilizaron criterios del cdigo ACI 318-05, las columnas se las revis por corte para el

diseo de estribos dando como resultado que cumple con dichos requerimientos de

confinamiento, se realiz el mismo procedimiento para el centro de la columna.

Todas las columnas fueras diseadas, revisando que cumplan con los requisitos de cuantas

mnimas y mximas (1% < < 3%), sus detalles se los pueden apreciar en los planos estructurales.

8.2 Diseo de Vigas

A continuacin se muestra en resumen los momentos, cortantes y rea de acero producidos

para la combinacin de carga ms desfavorable que en este caso siempre resulta ser la

envolvente de todas las cargas.

Con estos valores se determin el rea de acero, as mismo se utiliz el cogido A.C.I 318-

05, diseando las vigas tanto por flexin como por corte, cumpliendo en todo lo establecido

por dicho cdigo.

A continuacin se mostrar el diseo manual de la viga con mayor momento flector de cada

piso tanto por flexin, como por corte.

8.2.1 Diseo de Vigas por Flexin

8.2.2 Diseo de Vigas por Corte

CALCULO DE LOS ESTRIBOS.

Vu = Vc + Vs.



Vu = Vc + S

dfyAv ** de donde S =

VcVu

dfyAv

**

El cortante Vu, es el cortante crtico que esta localizado a la distancia igual al peralte efectivo

de la viga a partir de la cara de la columna.

Se selecciona el mayor cortante crtico del claro.

Vc = dbcf **'*53.0

8.2.3 Longitud de desarrollo

Disposiciones del cdigo ACI referente a la longitud de desarrollo.

El cdigo ACI-05, en el captulo 12, que se refiere a: longitudes de desarrollo y traslapes del

acero de refuerzo, en su artculo 12.2.1 dice: La longitud de desarrollo ld, en trminos del dimetro db para varillas corrugadas y alambre corrugado sujetos a tensin, ser calculada

por medio de la seccin 12.2.2 la 12.2.3, pero ld no debe ser menor que 30 cm.

Artculo 12.2.2 Para varillas corrugadas o alambre corrugado, ld/ db deber ser como sigue:

Varilla N 6 y menores,

Y alambres corrugados

( 18 mm )

Varillas N 7 y

mayores

( 20 mm )

Espaciamiento libre de varillas que son

Desarrolladas o traslapadas no menos que

db, recubrimiento libre no menor que db, y

estribos o anillos a lo largo de ld en nmero

no menor que el mnimo de reglamento

Espaciamiento libre de varillas que son

desarrolladas o traslapadas no menos que 2db, y

recubrimiento libre no menor que db.

cf

fy

d

l

b

d

'3.5

*** ba

cf

fy

d

l

b

d

'6.6

*** ba

Otros casos.

cf

fy

d

l

b

d

'13

***3 ba

cf

fy

d

l

b

d

'6.10

***3 ba

12.2.3 Para varillas corrugadas o alambre corrugado, ld/ db deber ser:

b

trb

d

d

kccf

fy

d

l

'6.10

***3 ba



En donde el trmino

b

tr

d

kcno deber tomarse mayor de 2,5.

8.2.3.- Segn cdigo ACI en art. 12.5 Longitud de desarrollo de ganchos estndar en

tensin.

12.5.1 La longitud de desarrollo lhd, en centmetros, para varillas corrugadas en tensin, que

terminen en un gancho estndar (seccin 7.1) se debe calcular como el producto de la

longitud de desarrollo bsica lhd de la seccin 12.5.2 y los factores de modificacin

aplicables de la seccin 12.5.3, pero lhd no debe ser menor que 8 db ni menor que 15 cm.

12.5.2 La longitud de desarrollo bsica lhd para una varilla con gancho con fy igual a 4.200

Kg/cm 2 debe sercf

db

.'*318

8.2.4Traslapes

Se realiz el diseo para todas las vigas de la vivienda, del cual los resultados se muestran a

continuacin en un croquis para cada piso, resumiendo los resultados de diseos de columnas

y el de las conexiones viga-columna, diseo que se mostrar en la seccin siguiente.

Los detalles se los puede apreciar en los planos estructuras, en donde constan las longitudes

de traslapes, tanto en el lecho superior como en el lecho inferior, y los ganchos.

Tambin se realiz un chequeo de cuantas, cumpliendo con dichos requerimientos.

n db

< ) n n db

IZQ * 90 12 TRASLAPES:CENT * 90 12 L.S 65 db = cm

X2 X3 DER * 90 12 L.I 48 db = cm

IZQ * 90 12 TRASLAPES:CENT * 90 12 L.S 65 db = cm

X2 X3 DER * 90 12 L.I 48 db = cm

16.80 17.50 8.40 4.20

15.00

17.50

7.20

2

B13 30.72 16.80 17.50

YB 30.72 16.80 17.50

30.72

Long des. Long vert.

doblam.

(cm)

Doblez

usar

Ganchos

UB

IC

.

91.0

57.64.20

3.60

Radio de

4.20

91.0

67.2

(cm)

8.40

Doblam

Ganchosgancho

8.40

8.40 4.20

8.40 4.2017.50

1

30.72

(cm)

30.72 16.80

NI

VE

L

(cm)

16.80

26.33 14.40

B13

YB

VIGA Ganchos estnd.



8.3 Diseo de Conexiones viga-columna

Conexin Interior Conexin Exterior Conexin Esquinera

Para hacer un buen diseo sismorresistente, y para tener la seguridad que la estructura est

bien diseada, se chequeo las conexiones viga-columna de todos los pisos, sin excepcin

Se realiz el siguiente diseo y control:

- Diseo por Corte.

- Diseo por Confinamiento

- Por deterioro de Adherencia y Anclaje

- Chequeo de Columna fuerte- Viga dbil.

Todas las conexiones viga-columna cumplen con todos los requerimientos, por lo tanto

quedan establecidas como definitivas las secciones de vigas y columnas, as como el rea de

acero longitudinal.

Los detalles de las conexiones se pueden observar en los planos estructurales y sus

resultados.



8.4 Diseo de Escaleras

As como en el diseo de vigas y columnas, se dise la escalera que en esta estructura se

presenta como escalera tipo, se dise como si fuera una viga, y se verifica por corte, el

resultado final se lo puede ver en los planos estructurales.



Modelo Estructural de la Escalera y Reacciones de Apoyo:

Diagrama de Momentos Flectores:

Diagrama de Fuerzas Cortantes:



Se disea para el acero inferior, para los apoyos y el refuerzo transversal, cumpliendo con

las separaciones mnimas recomendadas.

El diseo final se lo puede apreciar en los planos estructurales.

8.5 Diseo de Losa.

8.5.1 Mtodo Ing. Marcelo Romo.

Modelo real de fisuracin Modelo idealizado de fisuracin

Para el diseo de losas armadas en dos direcciones, alivianadas, se utiliz el mtodo del Ing.

Marcelo Romo (ESPE), siendo uno de los mtodos ms confiables en el momento de disear.

Se obtuvieron los momentos por medio de unas tablas, para en lo posterior obtener el rea

de acero.

Se realiz el diseo para la losa que mayor carga tiene. Adems se verific la losa por

cortante dando como resultado la necesidad de aumentar el ancho de los nervios en el

permetro de ciertos paos, cumpliendo en si con todos los requerimientos. Los detalles se

los puede apreciar en los planos estructurales.

En clculo de los nervios se considera el rea de influencia el ancho de 0,70 m.

4

4

45



8.5.2.- Verificacin a Cortante de la Losa:

Se toma la seccin de diseo con ancho unitario (un metro de ancho). La carga ltima

superficial es: Wu = 1000 Kg/m2. La seccin de diseo est ubicada a d = 17.5 cm de la cara

de la viga; la cara de la viga est ubicada a 25 cm del eje de la viga, por lo que la seccin de

diseo se ubica a 42.5 cm del eje de la viga.

La fuerza cortante que acta sobre un metro de ancho de la zona crtica a cortante es:

Vu = 1.00 m x 1.575 m x 1000 Kg/m2 = 1575 Kg.

En un metro de losa se dispone de dos nervios de 10 cm de ancho (ancho total = 20 cm), por

lo que el esfuerzo cortante ltimo es:

=

; =

..= .

El esfuerzo cortante que puede soportar el hormign es:

=.=.=./



8.5.3.- Armadura de Temperatura y Retraccin de Fraguado:

Para absorber los esfuerzos generados en el hormign de la loseta de compresin, por

concepto de cambios de temperatura y retraccin de fraguado, y permitir un control eficiente

de la fisuracin, se puede utilizar una malla electrosoldada con esfuerzo de fluencia fy =

2800 Kg/cm2, requirindose la siguiente armadura mnima en las dos direcciones:

mn = 0.0020; Asmn = mn*b * h; Asmn = (0.0020) (100 cm) (2.0 cm) = 0.40 cm2 por metro de ancho

El mximo espaciamiento entre alambres de la malla electrosoldada es 5 veces el espesor de

la loseta o 45 cm, el que sea menor:

emx = 5 (5 cm) = 25 cm; emx = 45 cm; emx = 25 cm

Se puede escoger una malla con alambres de 4 mm de dimetro espaciados cada 25 cm, que

debe colocarse a media altura en la loseta de compresin.

9.1 Diseo de la Cimentacin.

9.1.1 Estudio de Suelos.

Capacidad admisible del suelo: 6.00 t/m2.

Se recomienda utilizar cimentacin directa por medio de zapatas aisladas.



9.1.2 Reacciones de la Estructura.

Con el programa SAP 2000, determinamos las cargas que van a la cimentacin, estn sern

las ms desfavorables considerando las cargas muertas, vivas y por sismo.

9.1.3 Combinaciones por cargas de Servicio.

Las combinaciones por carga de servicio a utilizarse se basan en el artculo SEI/ASCE 7-02

y son necesarias para el diseo de la cimentacin:

Ra1: D+F

Ra2: D+H+F+L+T

Ra3: D+H+F+(Lr o S o R)

Ra4: D+H+F+0.75(L+T)+0.75(Lr o S o R)

Ra5: D+H+F+(W o 0.7E)

Ra6: D+H+F+0.75(W o 0.7E)+0.75L+0.75(Lr o S o R)

Ra7: 0.6D+W+H

Ra8: 0.6D+0.7E+H

9.1.4 Diseo de Zapatas Aisladas.

9.1.4.1 Determinacin de la profundidad de desplante.

PROFUNDIDAD DE DESPLANTE DE LA CIMENTACION.- Cuando no hay nivel

fretico, adecuado por cambios de humedad en las arcillas, la profundidad mnima es:

D: Carga muerta L: Carga viva Lr: Carga viva en techo E: Carga sismo W: Carga de viento F: Carga debido al peso y presin de fluidos de densidad y altura mxima conocidos. H: Carga de presin del suelo o del agua en los suelos y otros materiales P: Carga de acumulacin de aguas en terrazas y tejas R: Carga de lluvia o acumulacin de granizo S: Carga de nieve T: Efectos trmicos.



)/(

4..*).01698.0827.0(3mt

PIPIh

n

Para las arenas h = 2.4 mts.

Cuando hay nivel fretico, h = 1.50 m., tanto para las arenas como para las arcillas.

9.1.4.2 Cortante en dos direcciones (punzonamiento).

Calculo del cortante:

Accin en dos direcciones para seccin crtica a d/2 del borde de la columna:

El esfuerzo a d/2:

Promediando los cortantes:

El esfuerzo ltimo: db

Vuvu

* < vc = * 1.1 cf '

=

0.85*1.1 280 = 15.65 Kg/cm2.

9.1.4.3 Comprobacin por cortante en una direccin

(como viga)

Accin como viga para la seccin crtica a d del borde de la columna.

Promediando los cortantes:

El esfuerzo ltimo: db

Vuvu

* < vc =*0.53 cf ' =

0.85*0.53* 280 = 7.54 Kg/cm2.

Transmisin de los esfuerzos de la columna a la zapata:

Presin de contacto: la presin de contacto por la carga

mayorada resulta de:

30*30

30*7.1fb = 0.057 t/ cm2, la cual debe ser menor que:

310/280*85.0*7.0*2'*85.0**2 cffb 0.33 t/cm2.

Longitud de desarrollo del refuerzo de la columna: la longitud de anclaje de los hierros

en la zapata debe ser mayor que la longitud de desarrollo necesaria para las varillas en

compresin, para varillas corrugadas es:



b

b

db dfycf

dfyL **004.0

'

**08.0

280

2.1*4200*08.0

'

**08.0

cf

dfy b 24.10 cm. 30 cm (se toma el valor mayor)

2.1*4200*004.0**004.0 bdfy 20.16 cm

En el presente caso es la longitud que hay desde la cara de la columna hasta el extremo = 95

cm.

9.1.5 Asentamientos

Para la determinacin de los asentamientos, se utiliz un programa computacional en el cual

se ingresaron las reacciones para los cuatro estados de cargas (Muerta, viva, sismo X, sismo

Y)

Para calcular la rigidez del resorte elstico que representa el suelo por metro cuadrado se usa

la siguiente ecuacin:

1620mton5.13*120*120m

k 2adm2

Nota:

En un primer anlisis, se considera solo las zapatas aisladas como condicin mas

desfavorable ante una envolvente de todas las cargas mayoradas (Ver seccin 6) con lo cual

se obtiene un asentamiento mximo de -1.50 cm, sin considerar la presencia de las vigas

(riostras) que vienen hacer una aportacin positiva al diseo.

10.- CONCLUSIONES

Al finalizar las etapas de Clculo y Diseo Estructural, se concluye que la estructura a sido

diseada sismorresistentemente, cumpliendo con todos los requerimientos establecidos por

El Cdigo Ecuatoriano de la Construccin NEC-2011 y por el Cdigo ACI318-05.

Todos los elementos estructurales fueron diseados bajo un criterio riguroso y en todos sus

aspectos, dando a la estructura la ductilidad necesaria para poder resistir el sismo.

Se finaliza la memoria de clculo, recordando que cualquier cambio en los planos a la hora

de construir debe ser consultado obligatoriamente con el Ingeniero que realiz este clculo.

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Ing. Civil Vctor Domingo Mayorga Montes

Reg. CICO # O - 099

Licencia. Mun. 0163 I



ANEXOS

PLANTA DEL PLANO DE LA LOSA

CASOS DE CARGA



APLICACIN FUNCION PARA APLICAR ESPECTROS

Escogemos UBC 97



Escogemos Modify Spectrum

En Funcion Name ponemos SPECTY; en Ca = 0,36 Y EN Cv = 0,84



En Define Load Cases modificamos SISMO X y SISMO Y en Load Case Type, tipeamos

Modfy Show Load Case

Desplegamos Load Case Type hasta localizar Response Spectrum



En Load Name desplegamos y ponemos U1 para el SISMO X, luego en SISMO Y, ser U2.

En Funcin buscamos la que creamos SPECTY



Colocamos los valores de 1,15 para la direccin X (U1), y 0,345 para la direccin Y (U2)

A SISMO Y, tambin modificamos de igual forma:



El valor de 1,15 es en la direccin del sismo y 0,345 en la perpendicular



Hay que unificar los paos divididos por las vigas de color rojo (hay que eliminar las lneas

rojas

Para lo cual marcamos los dos paos continuos y nos vamos Edit/ Edit Areas/Merge Areas,

nos saldr un mensaje para la unificacin y aceptamos



Unificados los paos nos sale como vemos.

Vamos a colocar los nervios considerando aproximadamente la divisin para 0,70 m, de la

distancia prevista y tendremos el # de nervios.



CARGAS EN VIGAS DE CUBIERTA:

WL = 0,150 t/m; WD = 0,110 t/m.

Las cargas en la los 1 P. A.



Carga viva WL = 0,2 t/m2; Carga muerta WD = 0,567 t/m2 para la losa de 20 cm de espesor



Para ver la carga viva asignada a la losa

Escogemos el eje Z.



De igual la carga muerta WD = 0,567 t/m2.



Para unificar la losa



COMBINACIONES DE CARGAS



Ponemos todos los combos en el casillero derecho para que los considere el programa.



Escogemos el cdigo ACI 318-05

Buscamos la categora B



Corremos el programa.



Desplazamiento de 0,0435 cm (U2) por sismo en Y.

Desplazamiento de 0,0215 cm (U1) por sismo en direccin X.



Diagramas de momentos por carga muerta.

Diagrama de momentos por carga viva.



Diagrama de momentos del combo # 8, que corresponde a los mayores valores

Diagrama de cortantes en vigas y columnas por carga viva



Diagrama de cortantes por carga muerta

Presentacin en 3D y 2D de la estructura.



Descarga a la cimentacin con el combo # 8 (las mayores descargas posibles considerando

las cargas muertas, vivas y por sismo).

Determinacin de las reas de hierro en toda la estructura y en el prtico central longitudinal.

Documents

Memoria Estructural jenner barros en Lote 5