MEMORIA TÉCNICA DEL DISEÑO ESTRUCTURAL DEL · PDF fileing. david plÚa alvia memoria descriptiva del analisis y diseÑo estructural del proyecto: centro turÍstico cojimÍes 1. introducciÓn

ING. DAVID PLÚA ALVIA

MEMORIA TÉCNICA DEL DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PROYECTO:

CENTRO TURISTICO COJIMÍES

DISEÑO ESTRUCTURAL: ING. DAVID PLÚA ALVIA

PROPIETARIO (A): HEIFER ECUADOR

MANTA, DICIEMBRE DEL 2017.


MEMORIA DESCRIPTIVA DEL ANALISIS Y DISEÑO

ESTRUCTURAL DEL PROYECTO: CENTRO TURÍSTICO COJIMÍES

1. INTRODUCCIÓN

En el cantón Pedernales, se ha diseñado el Proyecto: Centro Turístico Cojimíes.. Los diseños

presentados por el mencionado arquitecto, servirán de base para el diseño estructural de

este proyecto a cargo del Ing. David Plúa Alvia.

Esta memoria de Análisis y Diseño Estructural, reúne los criterios y métodos de cálculo

registrados en el Norma Ecuatoriano de la Construcción – NEC 2016, los mismos que son

necesarios para determinar los diferentes tipos de carga y los efectos que se van a generar

sobre las estructuras. Con esta información podremos determinar las dimensiones de los

diferentes elementos estructurales que conforman el edificio.

El diseño definitivo de cada elemento analizado, se presenta en los respectivos planos

estructurales.

2. UBICACIÓN DEL PROYECTO

La ubicación del Proyecto es la siguiente:

Parroquia: Cojimíes.

Cantón: Pedernales.

Provincia: Manabí.


3. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ESTRUCTURAL

Este proyecto está conformado por un bloque estructural de dos niveles (planta baja y planta

alta), la planta baja y alta están destinadas comedores y cocinas.

Los parámetros básicos de diseño son los siguientes:

La estructura está conformada de columnas, vigas descolgadas, y losas metálicas, la

cimentación está diseñada con zapatas aisladas y combinadas.

La cimentación, columnas, vigas, losetas de piso serán construidas con hormigón

armado f’c = 240 Kg/cm².

Para el diseño de la cimentación del proyecto, se ha considerado el esfuerzo del suelo

qa = 11.00 T/m2, según el estudio de suelos.

4. CARGAS DE DISEÑO

4.1. CARGAS PERMANENTES (CARGA MUERTA)

Las cargas permanentes están constituidas por los pesos de todos los elementos

estructurales, tales como: muros, paredes, recubrimientos, instalaciones sanitarias,

eléctricas, mecánicas, máquinas y todo artefacto integrado permanentemente a la

estructura. Estos valores se ingresan en el modelo matemático creado en el Programa ETABS

V16.0.2, para luego adicionarlo al peso propio de los elementos estructurales y hacer las

combinaciones de carga que el NEC 2016 determina en el caso de elementos de hormigón

armado. Vale aclarar que el programa calcula el peco de los elementos estructurales, y los

demás son ingresados, los valores que se ingresan son los siguientes:


Tabla 1. Peso de Acabados en losa de entrepiso.

Elemento Calculo Carga

(Tn/m²)

Masillado 2.2Tn/m³(1m)(1m)(0.02m) 0.044

Acabado de Piso 2.2Tn/m³(1m)(1m)(0.02m) 0.022

Paredes Exteriores perimetrales 0.084

Instalaciones Eléctricas

(estimado)

0.010

Instalaciones

Sanitarias(estimado)

0.020

Paredes interiores de Gypsum 0.000

Tumbado de Gypsum 0.020

Peso Acabados 0.044+0.022+0.084+0.01+0.03+0.020 0.265

Fig. 1. Peso de Acabados en losa de entrepiso.


Tabla 2. Peso de Acabados en losa de cubierta.

Elemento Calculo Carga

(Tn/m²)

Masillado 2.2Tn/m³(1m)(1m)(0.02m) 0.044

Acabado de Piso 2.2Tn/m³(1m)(1m)(0.02m) 0.022

Paredes Exteriores perimetrales 0.084

Instalaciones Eléctricas

(estimado)

0.010

Instalaciones

Sanitarias(estimado)

0.020

Paredes interiores de Gypsum 0.000

Tumbado de Gypsum 0.020

Peso Acabados 0.044+0.022+0.084+0.01+0.03+0.020 0.265

Fig. 2. Peso de Acabados en losa de cubierta.


4.2. SOBRECARGAS DE USO (CARGA VIVA)

Las sobrecargas que se utilicen en el cálculo dependen de la ocupación a la que está destinada

la edificación y están conformadas por los pesos de personas, muebles, equipos y accesorios

móviles o temporales, mercadería en transición, y otras.

Las sobrecargas a considerar de acuerdo al NEC 2016 son las siguientes:

Tabla 3. Carga Viva.

Ocupación o Uso:

Residencia Carga Uniforme

Locales comerciales y

restaurantes 0.48Tn/m²

Locales comerciales y

restaurantes 0.48Tn/m²

Fig. 3. Peso de carga viva y carga de cubierta en losas de entrepiso y de cubierta.


5. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES

Para el diseño de los diferentes elementos estructurales en hormigón armado, se

consideraron las siguientes resistencias (NEC 2016):

Hormigón para cimentaciones, muros, columnas, vigas y losas f´c = 240 kg/cm².

Módulo de Elasticidad del Hormigón 𝐸𝑐 = 15000√𝑓′𝑐, se va a utilizar 𝐸𝑐 = 13750√𝑓′𝑐

de acuerdo a la Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC2016).

Acero de refuerzo para todos los elementos estructurales Fy = 4200 kg/cm².

Módulo de Elasticidad del Acero 𝐸𝑠 = 2100000kg/cm².


6. DIMENSIONES DE LOS ELEMENTOS DE LA ESTRUCTURA

En la Tabla 3 se presentan las dimenciones de columnas vigas ylosas que se van a emplear

para el analisis y diseño estructural.

Tabla 4. Secciones de Columnas, Vigas, y Losas.

IDENTIFICACIÓN SECCIÓN (cm)

Columnas 40

Viga 25x40

Losa Colaborante 13

6.1. Propiedades en Vigas


6.2. Propiedades en columnas


6.3. Propiedades en Losas

En el programa se ingresa los espesores de la losa y los nervios.

Tablas 5. Peso Propio de Losa.

Elemento Calculo Carga (Tn/m²)

Loseta de Compresión 2.4Tn/m³(1m)(1m)(0.05m) 0.12

Nervios 2.4Tn/m³(0.10m)(0.15m)(3.6m) 0.1296

Peso Propio de Losa 0.12+0.1296 0.2496

Luego de haber calculado el peso propio de la losa alivianada de hormigón, se hace la relación

que se presenta a continuación para obtener el espesor equivalente en losa maciza.

𝑒𝑙𝑜𝑠𝑎 =0.2496𝑇𝑛/𝑚²

2.4𝑇𝑛/𝑚³= 0.137 𝑚 = 13.7𝑐𝑚

Sin embargo, no se ingresará una losa maciza al programa, por criterio del calculista se ingresa

una losa con placa colaborante en una direcciones con los espesores indicados posteriormente,

que corresponden a la loseta de compresión y el espesor de la placa.


7. NORMATIVA SISMICA

De acuerdo a la Norma Ecuatoriana de la Construccion (NEC), el pais se encuentra

categorizado en 6 zonas sismicas, de acuerdo al mapa de riesgo sismico elaborado, la ciudad

de Portoviejo se encuentra ubicada en la Zona VI a la cual corresponde un valor de Z=0.5

según se puede apreciar en la figura adjunta, constituyendose en la zona de mas alto riesgo

sismico.

Otros parametros que intervienen en el calculo de las fuerzas sismicas tienen directa relacion con

las propiedades y consistencia del suelo y tienen que ver con la siguiente Tabla que relaciona el

tipo de suelo con la velocidad de las ondas sismicas en una prueba de sismica de refraccion.

Para el caso que nos compete, el perfil del suelo esta considerado como un suelo con un tipo D

correspondiente a suelos Blandos.


Los factores de amplificacion de la onda sismica Fa, Fd y Fs tienen relacion con el tipo de suelo y

con la zonificacion sismica del lugar en el que se encuentran y pueden ser estimados utilizando

las siguientes tablas.

Tipo de suelo y factor de sitio Fa. NEC Fa = 1.12

Tipo de suelo y factor de sitio Fd. NEC Fd = 1.30


Tipo de suelo y factor de sitio Fs. NEC Fs = 1.65

7.1. Espectro Elastico de Diseño

Para la preparacion del Espectro elastico de diseño como fraccion de la aceleracion

de la gravedad Sa, se utiliza los factores de amplificacion indicados arriba,

considerando una fraccion de amortigumiento con respecto al critico de 0.05, el factor

de zona sismica Z y el Periodo T de la estructura empleando las siguientes relaciones:

Sa = η Z Fa para 0 ≤ T ≤ Tc

Sa = η Z Fa (Tc/T) ʳ para T > Tc

En nuestro caso tenemos:

r = 1.5 para suelos tipo E

η = 1.80 (provincias de la Sierra, Esmeraldas y

Galapagos)

Con estos parametro se obtiene el espectro elastico que tiene la siguiente forma:


En la siguiente grafica se indica el grafico del espectro de diseño obtenido para nuestros

datos

8. ANALISIS ESTRUCTURAL

8.1.1. DESCRIPCION DEL PROCESO DE ANALISIS ESTRUCTURAL.

Para el análisis estructural del proyecto, se contempla un análisis riguroso, que permita

evaluar si la capacidad de los elementos estructurales propuestos en el diseño son los

adecuados para resistir las condiciones más desfavorables que pueden presentarse durante

la vida útil de la estructura.

Como efectos principales se ha considerado solicitaciones debidas a cargas verticales

(permanentes y sobrecargas), así como también solicitaciones debidas a sismo (cargas

laterales estáticas, análisis modal espectral y torsión en planta).

El análisis y diseño estructural cumple con las especificaciones NEC 2016, American Concrete

Institute ACI 318-14.

8.1.2. ANÁLISIS POR CARGA VERTICAL

Con los requisitos y suposiciones establecidas en el NEC 2016 en lo que respecta a carga

vertical, se modelan losas como elementos tipo placa, los mismos que transfieren su peso y


sobrecargas a los nervios y éstos a su vez transfieren todas las solicitaciones a las vigas.

Quedando modelado en forma eficiente la losa de la estructura.

8.1.3. ANÁLISIS SÍSMICO Y DE TORSIÓN EN PLANTA.

Para este análisis, se siguen los requisitos establecidos en el NEC 2016, el mismo que presenta

especificaciones mínimas de cálculo y procedimientos de diseño sismo resistente, para el

cortante basal, cálculo de fuerzas horizontales, control de derivas de piso y otros efectos,

tales como, deformaciones de segundo orden (efecto P delta) y análisis dinámico modal

espectral para el espectro inelástico.

Cabe anotar que en el análisis sísmico se consideran inercias agrietadas en los elementos

estructurales de hormigón como lo especifica NEC 2016.

8.1.4. DETERMINACIÓN DEL CORTANTE BASAL

𝑉 =𝐼 ∗ 𝑆𝑎

𝑅 ∗ ɸ𝑝 ∗ ɸ𝑒𝑊

Dónde:

𝐶 =𝐼 ∗ 𝑆𝑎

𝑅 ∗ ɸ𝑝 ∗ ɸ𝑒

Los valores para determinar se presentan en la Tabla 5.

Tabla 5. Valores para determinar el Coeficiente.

Parametro Descripción Valor

I Factor de Importancia 1

W Carga Reactiva 100%CM +25%CV

Sa Aceleración Espectral Elástica para

diseño 1.008

R Factor de Reducción de Respuesta

Estructural 6

ɸp Factor de Configuración Estructural en

Planta 1

ɸe Factor de Configuración Estructural en

Elevación 1


Por lo tanto 𝐶 = 0.168

El valor 1 de la casilla Builiding Height Exp., K, es un coeficiente para la distribución de las

fuerzas de sismos en los centros de masas de los pisos de la estructura.

𝐹𝑥 =𝑊𝑥ℎ𝑥

𝑘

∑(𝑤𝑖ℎ𝑖𝑘)

𝑉𝐵

El coeficiente 𝑘 está relacionado con el periodo de vibración de la estructura, se evalúa de la

siguiente manera:

Para valore de T ≤ 0.5 seg, k=1

Para valores 0.5 seg ≤ T ≤ 2.5 seg, k=0.75+0.50T

Para valores T > 2.5 seg, k=2

El periodo de vibración de la estructura se lo puede calcular de manera aproximada con la

siguiente expresión:

𝑇 = 𝐶𝑡 ∗ ℎ𝑛∝

Para pórticos espaciales de hormigón armado sin muros estructurales ni diagonales

rigidizadoras, Ct = 0.055 y α = 0.9

𝑇 = 0.047 ∗ 6.120.9

𝑇 = 0.24 𝑠𝑒𝑔

El periodo máximo de vibración de la estructura se lo corrige según la NEC 2016,

mayorando el periodo de vibración calculado en un 30%, cabe recalcar que el periodo

fundamental de la estructura debe ser menor a este.

𝑇 = 0.240 𝑠𝑒𝑔 ∗ 1.30 = 0.312 𝑠𝑒𝑔

Debido a que el valor de T es menor que 0.5 el valor de k se puede seleccionar 1.


8.1.5. DETERMINACIÓN DEL ESPECTRO DE DISEÑO

Las nuevas versiones del programa ETABS traen incorporado el capítulo de peligro sísmico de

la NEC 2016, por lo cual solo hay que ingresar los datos necesarios para que el Espectro de

diseño se genere, lo cual se lo muestra en la siguiente figura.

En la Figura anterior se ingreso como valor R=5.40, el valor es 6 pero el mismo esta

multiplicado por el factor de irregularidad en planta y elevación, como es una estructura

irregular y se multiplica por 0.9 el valor de R seguira se reduce a 5.40.


8.2. ANALISIS DE LOS RESULTADOS DEL CÁLCULO ESTRUCTURAL

8.2.1. CONTROL DE DERIVAS DE PISO MAXIMAS EN PORTICOS X y Y .

8.2.1.1. DERIVA DE PORTICO EN SENTIDO X.

El control de las derivas de piso se la realiza para controlar el daño que se puede producir en

una estructura por desplazamientos excesivos.

En la figura de la parte inferior se muestra la maxima deriva devida al sismo en x. El valor es

Drift=0.0020 se lo remplaza en la siguiente ecuacion para obtener la deriva inelastica que

tiene que ser menor que el 2%.

∆ine.= 0.75 ∗ R ∗ Drift

De la ecuacion anterior se obtiene: Δ=0.75*6*0.0020 *100=0.9%, por lo tanto cumple con la

exigencia del codigo.


8.2.1.2. DERIVA DE PORTICO EN SENTIDO Y.

El control de la deriva d piso se la realiza para controlar el daño que se puede producir en una

estructura por desplazamientos excesivos.

En la figura de la parte inferior se muestra la maxima deriva devida al sismo en y. El valor es

Drift=0.0025 se lo remplaza en la siguiente ecuacion para obtener la deriva inelastica que

tiene que ser menor que el 2%.

∆ine.= 0.75 ∗ R ∗ Drift

De la ecuacion anterior se obtiene: Δ=0.75*6*0.0026*100=1.2%, por lo tanto cumple con la

exigencia del codigo.

8.2.2. CONTROL DE PERIODOS DE VIBRACIÓN

Se recomienda analizar los dos primeros modos de vibración, ya que en estos dos modos se

verificará que mas del 70% de la masa participa en correspondiente dirección predominante

con una rotacion menor e igual del 10%, es decir se verifica que la estructura tenga un


movimiento traslacional y por ningún motivo torsión, de esta manera se evita la llamada torsion en planta que puede llevar al colapso del edificio

durante un sismo.

En la tabla de la parte inferior se muestra la el modo, periodo y la participacion de las masas en la misma.

Case Mode Period

UX UY UZ Sum UX Sum UY Sum UZ RX RY RZ Sum RX Sum RY Sum RZ sec

Modal 1 0.531 1.20% 88.66% 0.00% 0.00 0.89 0.00 15.15% 0.00% 1.20% 0.15 0.00 0.00

Modal 2 0.49 89.84% 2.30% 0.00% 0.90 0.89 0.00 0.00% 13.81% 3.20% 0.15 0.14 0.00

Modal 3 0.452 0.00% 0.00% 0.00% 0.90 0.89 0.00 0.00% 0.00% 90.25% 0.15 0.14 0.90

Modal 4 0.161 0.00% 11.34% 0.00% 0.90 1.00 0.00 84.85% 0.00% 0.00% 1.00 0.14 0.90

Modal 5 0.157 10.16% 0.00% 0.00% 1.00 1.00 0.00 0.00% 86.19% 0.00% 1.00 1.00 0.90

Modal 6 0.147 0.00% 0.00% 0.00% 1.00 1.00 0.00 0.00% 0.00% 9.75% 1.00 1.00 1.00

En la Tabla anterior se puede observar que la estructura cumple con los requisitos para que se produsca traslacion en X y Y en los dos primeros

modos, evitando asi los problemas de tosion en planta.


8.3. ANÁLISIS DINÁMICO

Una vez definido el espectro se debe asignar los casos de carga dinámica de la siguiente forma:


Para un sistema global cartesiano, U1, U2 y U3, coinciden con las direcciones X, Y, Z

respectivamente. Siendo un espectro de tipo elástico para una fracción de amortiguamiento del

5% respecto del crítico, se puede modificar el espectro de respuesta elástica en la casilla “Factor

de Escala”. En el método de superposición modal, se hallan las respuestas en cada modo de

vibración, y para encontrar la respuesta resultante se debe aplicar un criterio de combinación

modal, se utiliza el criterio “combinación cuadrática completa”, ya que da muy buenos resultados

aún si los modos tienen períodos muy cercanos. Es importante señalar también, que debido que

al ingresar el espectro de diseño se tomó el valor de Ad*g, el factor de escala toma el valor 1, por

otro lado si no se tomó en cuenta g, el factor de escala tomaría el valor de 9,81 m/s².

La fuente de masas se crea con la finalidad de establecer las cargas que participan en el sismo,

para así determinar el porcentaje de excitación de las masas al evaluar los modos de vibración

de la edificación.

La respuesta máxima dinámica esperada para el cortante basal se calcula utilizando el criterio de

combinación cuadrática completa para todos los modos de vibración calculados.

De acuerdo a la norma vigente, el cortante dinámico no deberá ser menor al 80% del cortante

estático para edificios regulares ni del 90% para edificios irregulares. De acuerdo a esto se

muestra una tabla donde se compara los resultados obtenidos. La edificación presenta una

configuración irregularidad Planta por lo que se considera el 90% del corte estático como valor

mínimo para el diseño estructural.


Story Load Case Shear X Drift X Stiffness X Shear Y Drift Y Stiffness Y

tonf m tonf/m tonf m tonf/m

Story2 SX 1 51.075 0.006 8216.648 0.000 0.000 0.000

Story1 SX 1 77.087 0.006 13417.503 0.000 0.000 0.000

Story2 SX 2 51.075 0.006 8216.648 0.000 0.000 0.000

Story1 SX 2 77.087 0.006 13417.503 0.000 0.000 0.000

Story2 SX 3 51.075 0.006 8216.648 0.000 0.000 0.000

Story1 SX 3 77.087 0.006 13417.503 0.000 0.000 0.000

Story2 SY 1 0.000 0.000 0.000 51.075 0.008 6409.081

Story1 SY 1 0.000 0.000 0.000 77.087 0.007 11459.097

Story2 SY 2 0.000 0.001 0.000 51.075 0.008 6409.198

Story1 SY 2 0.000 0.000 0.000 77.087 0.007 11459.252

Story2 SY 3 0.000 0.000 0.000 51.075 0.008 6408.964

Story1 SY 3 0.000 0.000 0.000 77.087 0.007 11458.942

Story2 EX 46.114 0.006 8308.334 0.004 0.000 0.000

Story1 EX 69.063 0.005 13492.788 0.007 0.000 0.000

Story2 EY 0.004 0.000 0.000 46.239 0.007 6522.864

Story1 EY 0.007 0.000 0.000 68.186 0.006 11500.451

DIRECCION ANALISIS ESTÁTICO ANALISIS DINÁMICO FUERZA DISEÑO

T(s) V EST (Tn)

80% V (Tn)

T(s) V Din (Tn)

X-X 0.53 77.087 62.30 0.53 69.063 69.063

Y-Y 0.49 77.087 62.30 0.49 68.183 68.183

Se puede corroborar que el cortante estático en dirección X con una reducción al 80%

cumple satisfactoriamente en función al cortante dinámico en la misma dirección.

Se puede corroborar que el cortante estático en dirección X con una reducción al 80%

cumple satisfactoriamente en función al cortante dinámico en la misma dirección. Bajo

el criterio del calculista se puede optar para este valor que se encuentra sobre el límite

mínimo permisible.


9. DISEÑO ESTRUCTURAL

9.1.1. ANALISIS COMBINADO DE ESTADOS DE CARGA

En la fase de inicial del análisis estructural, una vez que se ha obtenido un modelo

satisfactorio. Se determinan los momentos, cortantes, axiales en los elementos estructurales

para los diversos estados de carga. En la fase de diseño estructural, se procede a emplear

combinaciones de cargas factor izadas (mayoradas), de acuerdo a lo establecido en el ACI

318-14.

El dimensionado y cálculo del acero de refuerzo para cada uno de los elementos estructurales

de hormigón se lo realiza utilizando la teoría de última resistencia, para lo cual se utilizan las

siguientes combinaciones de carga según corresponda:

1. 1.4 D

2. 1.2 D + 1.6 L + 0.5 (Lr ó S ó R)

3. 1.2 D + 1.6 (Lr ó S ó R) + (L ó 0.5W)

4. 1.2 D + 1.0 W + L + 0.5 (Lr ó S ó R)

5. 1.2 D + 1.0 E + L + 0.2 S

6. 0.9 D + 1.0 W

7. 0.9 D + 1.0 E

Todas estas convinaciones se ingresan en el modelo realizado en ETABS y se pide al programa

la envolvente para trabajar con los valores correspondientes a las combinaciones criticas.

9.1.2. Factores de Reducción de Resistencia

La resistencia de diseño proporcionada por un elemento, sus conexiones con otros

elementos, así como sus secciones transversales, en términos de flexión, carga axial, cortante

y torsión, se toma como la resistencia nominal calculada de acuerdo con los requisitos y


dbAsmín 0033,0.

suposiciones establecidas en el código multiplicado por los factores de reducción de

resistencia:

Secciones controladas por tracción = 0.90

Secciones controladas por compresión:

a) Elementos con refuerzo en espiral =0.70

b) Otros elementos reforzados =0.65

Cortante y torsión =0.75

Aplastamiento en el concreto =0.65

10. METODOLOGÍA DEL DISEÑO

Todos los elementos estructurales se diseñan utilizando el Método de la Resistencia Última.

Para determinar los esfuerzos internos de los elementos estructurales, fue necesario el uso

del programa de computación ETABS V16.0.2. el cual analiza la estructura

tridimensionalmente.

El programa calcula inicialmente la matriz de rigidez, considerando losas como elementos

finitos.

Para la obtención de las fuerzas sísmicas de diseño se utilizó el método de Análisis Estático Y

Modal Espectral.

Para el caso de la flexión se utilizó la siguiente expresión:

59,01´2 cfbdMu

Obteniendo los peraltes necesarios y acero de refuerzo para las vigas y para losas.

En ningún caso el refuerzo de los elementos estructurales debe ser menor que el acero

mínimo propuesto por la NEC-2015 dado por la siguiente fórmula:

Para el diseño cortante en vigas y losas se utilizó la siguiente expresión:


.

5,3

yestf

bsAv

dbcfVc ´53,0 CuS VVV

CS VV

Donde el cortante necesario es:

Verificando que:

En los casos necesarios se utilizó para refuerzo de estribos la expresión:

Vs

dfAvs

yest

.

No mayor que: 2d

En los casos no necesarios se aplicó el acero de refuerzo mínimo según el ACI 318 - 14

10.1.1. DISEÑO DE VIGAS Y COLUMNAS

Para el diseño de vigas, columnas y en general cualquier elemento tipo, se siguen las

disposiciones del código ACI 318-14

10.1.1.1. Vigas

La sección de acero de refuerzo de las vigas se ha limitado, como valor máximo a

As= 0.0112 x b x d (f’c = 210Kg/cm2), y como valor mínimo a As = (14/fy) x b x d.

El diseño de las secciones mínimas de acero longitudinal y transversal en las vigas

cumple con los requerimientos establecidos en las disposiciones especiales para diseño

sismo resistente. Las armaduras diseñadas cubren la posibilidad de inversión de

momentos durante la acción de un sismo.


ETABS 2016 Concrete Frame Design

ACI 318-14 Beam Section Design

Beam Element Details (Summary)

Level Element Unique Name Section ID Combo ID Station Loc Length (m) LLRF Type

Story2 B46 409 V 25X35 DCon5 2.57 2.77 1 Sway Special

Section Properties

b (m) h (m) bf (m) ds (m) dct (m) dcb (m)

0.25 0.35 0.25 0 0.047 0.047

Material Properties

Ec (tonf/m²) f'c (tonf/m²) Lt.Wt Factor (Unitless) fy (tonf/m²) fys (tonf/m²)

2339281.94 2400 1 42000 42000

Design Code Parameters

ΦT ΦCTied ΦCSpiral ΦVns ΦVs ΦVjoint

0.9 0.65 0.75 0.75 0.6 0.85

Design Moment and Flexural Reinforcement for Moment, Mu3

Design

-Moment

tonf-m

Design

+Moment

tonf-m

-Moment

Rebar

cm²

+Moment

Rebar

cm²

Minimum

Rebar

cm²

Required

Rebar

cm²

Top (+2 Axis) -9.1557 9.13 0 2.54 9.13

Bottom (-2 Axis) 4.5778 0 4.24 2.54 4.24

Shear Force and Reinforcement for Shear, Vu2

Shear Vu2

tonf

Shear ΦVc

tonf

Shear ΦVs

tonf

Shear Vp

tonf

Rebar Av /S

cm²/m

12.227 4.6674 7.5596 4.7728 7.92

Torsion Force and Torsion Reinforcement for Torsion, Tu

Φ*Tu

tonf-m

Tth

tonf-m

Tcr

tonf-m

Area Ao

m² Perimeter, ph

m

Rebar At /s

cm²/m

Rebar Al

cm²

0.126 0.1966 0.7863 0.0358 0.8444 0 0


10.1.1.2. COLUMNAS

Las columnas han sido diseñadas para la combinación más crítica de cargas considerando,

simultáneamente, los efectos de carga axial y de momentos bi-axiales (momentos actuando

simultáneamente en las dos direcciones ortogonales) que actúan sobre la sección transversal de

una columna.

La cuantía mínima de acero utilizada en las columnas es del 1% de acuerdo a las

recomendaciones del ACI y el Código Ecuatoriano de la Construcción para diseño sismo-

resistente.

Para garantizar el adecuado confinamiento de la columna con los estribos rectangulares en las

secciones críticas a flexo-compresión, extremo superior e inferior de la columna, se considera el

área mínima de refuerzo transversal.

ETABS 2016 Concrete Frame Design

ACI 318-14 Column Section Design

Column Element Details (Summary)

Level Element Unique Name Section ID Combo ID Station Loc Length (m) LLRF Type

Story2 C20 156 C 40 DCon14 2.66 3.06 0.942 Sway Special

Section Properties

d (m) h0 (m) dc (m) Cover (Torsion) (m)

0.4 0.34 0.06 0.0273

Material Properties

Ec (tonf/m²) f'c (tonf/m²) Lt.Wt Factor (Unitless) fy (tonf/m²) fys (tonf/m²)

2339281.94 2400 1 42000 42000


Design Code Parameters

ΦT ΦCTied ΦCSpiral ΦVns ΦVs ΦVjoint Ω0

0.9 0.65 0.75 0.75 0.6 0.85 2

Axial Force and Biaxial Moment Design For Pu , Mu2 , Mu3

Design Pu

tonf

Design Mu2

tonf-m

Design Mu3

tonf-m

Minimum M2

tonf-m

Minimum M3

tonf-m

Rebar Area

cm² Rebar %

%

7.3956 -4.0923 0.6518 0.2015 0.2015 12.57 1

Axial Force and Biaxial Moment Factors

Cm Factor

Unitless

δns Factor

Unitless

δs Factor

Unitless

K Factor

Unitless

Effective Length

m

Major Bend(M3) 0.253562 1 1 1 2.66

Minor Bend(M2) 0.217589 1 1 1 2.66

Shear Design for Vu2 , Vu3

Shear Vu

tonf

Shear ΦVc

tonf

Shear ΦVs

tonf

Shear ΦVp

tonf

Rebar Av /s

cm²/m

Major, Vu2 7.1375 0 7.1375 7.1375 7.08

Minor, Vu3 6.2958 0 6.2958 6.2958 6.25

Joint Shear Check/Design

Joint Shear

Force

tonf

Shear

Vu,Top

tonf

Shear

Vu,Tot

tonf

Shear

ΦVc

tonf

Joint

Area

m²

Shear

Ratio

Unitless

Major Shear, Vu2 0 0 56.3766 67.0386 0.16 0.841

Minor Shear, Vu3 0 0 28.6353 67.0386 0.16 0.427

(6/5) Beam/Column Capacity Ratio

Major Ratio Minor Ratio

2.223 1.138



11. DISEÑO DE LA CIMENTACION

Para el diseño de la cimentación del proyecto, se ha considerado el esfuerzo del suelo qa = 11.00

T/m2, con un coeficiente de Balasto de 2380.00 Tn/m3, según el estudio de suelos.

Se muestra el análisis realizado a la cimentación en el programa SAFE V12.3.1.

Modelo de la cimentación con la inclusión de las cargas provenientes de la superestructura.


11.1.1. VERIFICACIÓN DE LOS ESFUERZOS DEL TERRENO

En la imagen se puede apreciar claramente cómo es que la cimentación propuesta no

sobrepasa el esfuerzo admisible de terreno de 11.00 Tn/m2.

11.1.2. ASENTAMIENTOS


Los asentamientos máximos en esta cimentación son de 0.450cm y 0.12cm, en una luz de 320cm,

el código E050 determina que para suelos semi rígidos el asentamiento máximo deber ser 1/150

(0.0066), entonces tenemos:

0.45 − 0.12

320= 0.00094

0.0013 < 1/150

Llegamos a la conclusion que nuestro diseño es correcto y no se presentará ningun asentamiento

diferencial.

11.1.3. PUNZONAMIENTO


1.1.1. DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN

DAVID PLÚA ALVIA

Ingeniero Civil URB. LOS ALMENDROS

TELF. 0982217435

EMAIL: [email protected]

mailto:[email protected]

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MEMORIA TÉCNICA DEL DISEÑO ESTRUCTURAL DEL · PDF fileing. david plÚa alvia memoria descriptiva del analisis y diseÑo estructural del proyecto: centro turÍstico cojimÍes 1. introducciÓn