Memoria de Cálculo Estructural. EDIFICIO PARA OFICINAS PROPIETARIO: DIRECCIÓN: Reforma 222, Avenida Paseo de la Reforma, Juarez, Ciudad de Mexico, CDMX, Mexico ATTE. ELABORÓ: REVISÓ: ENERO 2022 1 CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................. 3 2. OBJETIVO ....................................................................................................................................................... 3 3. CONSIDERACIONES TÉCNICAS .................................................................................................................. 3 4. CONSIDERACIONES DE CARGAS. .............................................................................................................. 6 5. ANALISIS DE CARGA ..................................................................................................................................... 7 6. MODELO GEOMÉTRICO EMPLEADO ........................................................................................................ 11 7. DATOS DE ENTRADA DEL PROGRAMA UTILIZADO. ............................................................................... 12 8. RESULTADOS DE CÁLCULO Y DISEÑO. ................................................................................................... 17 9. DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES ........................................................................................... 20 10. DISEÑO DE CIMENTACION ..................................................................................................................... 28 11. BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA................................................................................................................. 37 2 1. INTRODUCCIÓN Se elaboró el cálculo estructural para el edificio ubicado en. Reforma 222, Avenida Paseo de la Reforma, Juarez, Ciudad de Mexico, CDMX, Mexico a base de vigas de acero estructural, armaduras, Contravientos, muros de maposteria y cimientos de concreto, dicho análisis debe cumplir con los requerimientos de diseño de las normatividades AISSC LRFD vigentes y la Normatividad Distrito Federal NTCDF-2020 aplicable en todo el territorio nacional; debiendo presentar una estructura segura, duradera y lo más económico posible. 2. OBJETIVO El objetivo es realizar el análisis y diseño de los elementos estructurales para la estructura de edificio para uso de oficinas, considerando los criterios mínimos de diseño de la normatividad vigente, así como de las condiciones accidentales del sitio. Además de cumplir con los estados límites de servicio y de diseño que establece la normatividad y códigos vigentes, tales como: normatividades AISSC LRFD, Normas Técnicas Complementarias del Distrito Federal para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto (NTCDF-2020), ACI-318- para garantizar la adecuada resistencia y condiciones de servicio de la estructura en cuestión. 3. CONSIDERACIONES TÉCNICAS La estructura se consideró a base de vigas con perfiles estructurales de acero al carbón, en acero ASTM A-36 y losacero cal 22. Se empleó para el análisis un modelo tridimensional elaborado con apoyo del software de análisis estructural ETABS ultimate 20.3.0 3 PLANTA DE EDIFICIO 4 FACHADA EDIFICIO Para el dimensionamiento y diseño de la cimentación, se empleó zapatas corridas a base de concreto f’c=250 kg/cm2. Piso firme: se considera el piso firme de concreto de f’c= 150 kg/cm2 con espesor mínimo de 8 cm reforzado con malla electrosoldada 6x6/4-4 grado 60 fy=6000 kg/cm², desplantado sobre terreno firme compactado al 95% de la prueba de compactación estándar. Sistema cubierto: El diseño de la cubierta se realizó mediante el sistema de losacero cal.22. La cubierta será analizada para soportar las cargas de servicio y las cargas accidentales considerando los criterios del AISSC LRFD.Los requerimientos previamente descritos consideran un periodo de retorno de 50 años. REGLAMENTOS UTILIZADOS: LAS NORMAS TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS DEL D.F. DE 2020 (NTCDF-2020). 5 AISSC LRFD Los análisis estructurales de todos los elementos básicos se sustentaron en la teoría de un comportamiento elástico de los materiales obteniendo los elementos mecánicos finales para su diseño. Este análisis es de primer orden. Durante la vida útil de la construcción no se podrá efectuar ninguna de las siguientes acciones que dañen la estructura y modifiquen su comportamiento: Mover algún elemento estructural principal (Columnas, trabes o elemento de soporte). Cambiar las especificaciones de diseño de los elementos estructurales. Cambiar las dimensiones de los elementos estructurales. Nota: Cualquier cambio no contemplado queda bajo responsabilidad del propietario final o usuario. 4. CONSIDERACIONES DE CARGAS. DEFINICIONES CARGA MUERTA: Se consideran cargas muertas el peso de todos los elementos constructivos y todos los elementos que ocupan una posición permanente en la estructura y cuya intensidad no varía con el tiempo, (peso propio de la estructura). Para la determinación de las cargas muertas se emplean las dimensiones especificadas de los elementos y los pesos volumétricos de los materiales (Art. 160 RCDF). CARGA VIVA: Son aquellas cargas que se producen por el uso y ocupación de las edificaciones y no tienen carácter permanente y gravitan en la estructura sin ser parte integrante de ella con intensidad variable durante el tiempo (Art. 161 RCDF). CARGAS ACCIDENTALES: Son aquellas cargas cuya intensidad máxima tiene un periodo corto de duración y su probabilidad de ocurrencia durante la vida útil de la estructura es mínima, sin embargo, sus efectos son de importancia. Dentro de estas cargas se encuentran las sísmicas y de viento. CARGAS GRAVITACIONALES PESO PROPIO. El peso de la estructura fue calculado por software de análisis ETABS V18.1 por medio de la instrucción PP valor 1, este comando considera todos elementos que forman parte de la estructura de manera interna durante el análisis por lo que no se considera en el análisis de carga muerta que se introduce al programa. Las cargas que se utilizarán para el análisis y diseño de los elementos estructurales serán: 6 CARGA MUERTA (C.M.) (Peso propio de elementos, losas, muros, etc.) CARGA VIVA (C.V.) (Cargas variables, art. 199 RCDF/20). FACTORES DE CARGAS: Se consideran factores de cargas recomendados por la AISC por método de esfuerzos admisibles ASD 5. ANÁLISIS DE CARGA La carga muerta se evalúa, considerando los pesos de lo indicado en los manuales de proveedores de los materiales. Se considera el peso de lámina calibre 22, tal como se muestra a continuación: ANALISIS DE CARGAS GRAVITACIONALES SE UTILIZARÁ TERNIUM LOSACERO 25 CAL. 22 7 ESPESOR SOBRE LA CRESTA DE 8 CM LOSA DE ENTREPISO PESO ESPESOR LOSA ACERO CAL 22 8 CM DE CONCRETO CARGA 277 KG/M2 SOBRE CARGA INSTALACIO NES 40 LOSETA Y ADHESIVO 100 KG/M2 ART. 202 40 KG/M2 MUROS 120 KG/M2 APLANADO 30 KG/M2 1500 0.02 SOBRE CARGA 607 CARGA VIVA CARGA VIVA INSTANTANEA 250 CARGA DE SERVICIO 857 KG/M2 KG/M2 KG/M2 180 KG/M2 LOSA DE AZOTEA LOSA ACERO CAL 22 8 CM DE CONCRETO 277 KG/M2 SOBRE CARGA INSTALACIO NES 35 ENTORTADO 110 KG/M2 ART. 202 40 KG/M2 MUROS 40 KG/M2 30 KG/M2 CM CARGA VIVA CON PENDIENTE NO MAYOR 5% CARGA VIVA INSTANTANEA 532 KG/M2 CARGA DE SERVICIO 632 APLANADO 1500 0.02 100 KG/M2 KG/M2 70 KG/M2 8 9 10 DE AQUÍ EN ADELANTE FALTA EDITAR TODO 6. MODELO GEOMÉTRICO EMPLEADO Se elaboró un modelo tridimensional para simular el comportamiento de la estructura ante las condiciones de cargas analizadas previamente. El modelo geométrico que se utilizó para el análisis de la estructura, se generó con el programa de computo ETABS. El análisis local se desarrolló de la siguiente manera: se inició con la modelación geométrica, es decir la tipología de la estructura en la cual se introducen las coordenadas de los nodos, posteriormente se definen las incidencias de los miembros y sus características físicas, tales como propiedades de secciones y materiales. Se asignaron restricciones en los puntos de apoyo del sistema, se introducen los datos de cargas de diseño, tales como peso propio y carga de operación y carga viva. Se realiza una revisión preliminar para verificar que no existan incongruencias entre la información numérica y gráfica del modelo, se efectúa el análisis del modelo ya verificado, con las condiciones de carga se obtienen los resultados del comportamiento del sistema: fuerzas, desplazamientos, esfuerzos y gráficas. A continuación, se muestran algunos esquemas del modelo de estudio, donde se indican la numeración de nodos y las propiedades geométricas. Tipología de estructura 11 Modelo tridimensional. 7. DATOS DE ENTRADA DEL PROGRAMA UTILIZADO. 12 13 14 15 16 8. RESULTADOS DE CÁLCULO Y DISEÑO. 17 Revisión de deformación, conforme a los parámetros de diseño del reglamento de construcción del estado de Tabasco en concordancia con las NTCDF-2017 y el manual de construcción en acero IMCA-2010 mediante el código del AISC método ASD. Deformación Vertical ∆h = (L/240) = ((491/240)) = 2.04 cm. Deformación 1.835 cm. Del análisis se tiene que el desplazamiento vertical resulta ser de 1.835 cm menor al máximo permisible de 2.04 cm; por lo tanto, es aceptable los elementos estructurales. Deformación Vertical ∆h = (L/240) = ((656/240)) = 2.73 cm. 18 Del análisis se tiene que el desplazamiento vertical resulta ser de 2.44 cm menor al máximo permisible de 2.73 cm; por lo tanto, es aceptable los elementos estructurales. Deformación Vertical ∆h = (L/240) = ((1315/240)) = 5.47 cm. 19 Deformación 2.10 cm. Del análisis se tiene que el desplazamiento vertical resulta ser de 2.10 cm menor al máximo permisible de 5.47 cm; por lo tanto, es aceptable los elementos estructurales. 9. DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES Se presentan a continuación los diagramas de momentos y cortantes resultados del análisis y con los cuales se diseñarán los elementos estructurales de la estructura. 20 Diagrama de momentos 21 Diagrama de cortantes 22 Carga axial. DIAGRAMA UNITY CHECK 23 Se diseñan los elementos estructurales de la cubierta, considerando los factores de cargas previamente descritos, considerando un esfuerzo máximo admisible para las condiciones de servicio de 1.0 y 1.33 para condiciones accidentales. A continuación, se presenta el diagrama unity check obtenido para la estructura analizada. Diagrama de esfuerzos unity check Se obtiene que el valor de esfuerzo máximo 0.465 en la viga IPR-12”X35, es decir, por lo que se acepta el sistema estructural propuesto. ARCHIVO DE SALIDA Story Label UniqueName Design Type Design Section PMM Combo PMM Ratio 24 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 C44 C45 C46 C47 C48 C49 C50 C51 C52 C53 C54 C55 C56 C57 C58 C59 C60 C61 C62 C63 C64 B8 B11 B26 B27 B36 B37 B28 B32 B44 B45 B46 B47 B54 B55 B56 B57 B58 B59 B60 B78 B79 B80 B81 B92 B93 B94 B95 B96 B97 B98 B99 B100 56 57 58 59 60 61 103 104 105 106 107 108 130 131 132 133 134 135 146 147 148 45 46 47 48 49 50 37 41 62 63 64 65 89 90 91 92 93 94 95 126 127 128 129 14 51 52 53 54 55 96 97 98 Column Column Column Column Column Column Column Column Column Column Column Column Column Column Column Column Column Column Column Column Column Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) (T) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) (T) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) (T) (T) (T) (T) (T) (T) (T) (T) 0.668 0.95 0.93 0.96 0.29 0.687 0.921 0.613 0.963 0.957 0.947 0.994 0.431 0.905 0.915 0.978 0.224 0.705 0.913 0.182 0.677 0.071 0.062 0.040 0.128 0.110 0.078 0.053 0.049 0.041 0.117 0.109 0.048 0.080 0.069 0.076 0.079 0.106 0.045 0.101 0.056 0.039 0.045 0.021 0.344 0.151 0.126 0.520 0.503 0.477 0.324 0.052 0.402 25 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 B101 B102 B103 B104 B105 B106 B107 B108 B109 B110 B111 B112 B113 B114 B39 B39 B41 B41 B43 B49 B62 B64 B35 B35 B38 B40 B40 B50 B52 B69 B71 B42 B51 B70 B72 B73 B75 B75 B85 B115 B115 D24 D25 D26 D27 D28 D29 D30 D31 D32 D33 D34 D35 99 100 101 102 120 121 122 123 124 125 142 143 144 145 85 85 72 72 69 71 76 84 88 88 42 73 73 38 66 68 70 15 33 75 83 67 86 86 29 31 31 77 78 79 80 81 82 109 110 111 112 113 114 Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Beam Brace Brace Brace Brace Brace Brace Brace Brace Brace Brace Brace Brace HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 HSS6X6X3/8 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 W-12X35 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 (T) (T) (T) (T) ENVOLVENTE(C) (T) (T) (T) (T) (T) (T) (T) (T) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(T) Comb1(C) Comb1(T) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(T) (T) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(T) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) Comb1(C) Comb1(C) Comb1(C) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) Comb1(C) Comb1(C) Comb1(T) ENVOLVENTE(C) Comb1(C) Comb1(T) (T) ENVOLVENTE(C) (T) ENVOLVENTE(C) (T) (T) ENVOLVENTE(C) (T) ENVOLVENTE(C) (T) ENVOLVENTE(C) (T) 0.376 0.444 0.436 0.480 0.251 0.138 0.115 0.443 0.436 0.297 0.312 0.094 0.113 0.221 0.291 0.169 0.296 0.341 0.079 0.135 0.083 0.114 0.164 0.275 0.293 0.280 0.283 0.078 0.099 0.384 0.288 0.095 0.090 0.465 0.442 0.104 0.103 0.098 0.197 0.102 0.098 0.647 0.740 0.684 0.535 0.199 0.115 0.085 0.168 0.126 0.394 0.675 0.810 26 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 Story1 D36 D37 D38 D39 D40 D41 D42 D43 D44 D45 D46 115 136 137 138 139 140 141 149 150 151 152 Brace Brace Brace Brace Brace Brace Brace Brace Brace Brace Brace PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 PTR-4X4CAL11 ENVOLVENTE(C) (T) ENVOLVENTE(C) (T) ENVOLVENTE(C) ENVOLVENTE(C) (T) ENVOLVENTE(C) (T) ENVOLVENTE(C) (T) 0.847 0.539 0.572 0.538 0.417 0.156 0.313 0.280 0.395 0.469 0.448 27 10. DISEÑO DE CIMENTACIÓN Para el diseño de la cimentación se considera una capacidad de carga de 5.03 ton/m2, considerando las descargas máximas obtenidas del análisis estructural y conforme a los ejes definidos en el proyecto arquitectónico. El concreto empleado es f’c=250 kg/cm2, el acero es fy=4200 kg/cm 2. Planta de soportes para cimentación TON. 28 Zapata: ZC-1 Ancho: B (m ) = 1.40 Tipo de zapata: CENTRAL * Eje: Largo: L (m ) = 17.53 Tram o: Peralte: H(m ) = 0.20 Profundidad de desplante: Df (m ) = Area de cim entacion: A C (m 2) = 24.54 s adm 1. Evaluando la carga vertical factorizada que transm ite el edificio al suelo: Elem ento b (m ) h (m ) A (m 2) L (m ) V (m 3) (ton/m 2) = * 1.00 5.03 g (kg/m 3) CS (kg/m 2) P (kg) Cadena CT-1 0.20 0.50 0.10 17.53 1.75 2400.00 BLOCK MACIZO 0.20 0.30 0.06 17.53 1.05 1800.00 1,893.24 - - - - - - 53,191.00 1.20 0.80 0.96 17.53 16.83 1800.00 CARGA RELLENO - 4,207.20 30,291.84 PCS (kg) = F.C. = PCF(kg) = 89,583.28 1.00 89,583.28 2. Calculando el esfuerzo norm al factorizado actuante para el diseño de la zapata corrida: s diseño (kg/m 2) = P CF / Ac = s diseño (ton/m 2) = 3,650.20 3.65 ok cum ple 3. Determ inando los elem entos m ecanicos factorizados actuantes en el volado de la zapata considerando una franja unitaria de 1.0 m en el sentido largo de la zapata corrida: Tipo de zapata: CENTRAL Ancho unitario bu (m ) = 1.00 Ancho de la contratrabe CT: B1 (m ) = 0.20 Carga unitaria Wu (ton/m ) = Ancho de la zapata ZC: B (m ) = 1.40 Mom ento Mu (ton m ) = 0.91985 5.11 Longitud del volado de la zapata ZC: C (m ) = 0.60 Cortante Vu (ton) = 3.06617 4. Se inicia el proceso de diseño a flexion de la zapata, proponiendo dim ensiones de la sección de la zapata corrida: Altura (h) = 20.00 [cm ] Recubrim iento (r) = 3.00 [cm ] Ancho (b) = 100.00 [cm ] Peralte (d) = 17.00 [cm ] 5. Propiedades m ecanicas de los m ateriales: a) Concreto b) Acero longitudinal f´c = 250.00 [kg/cm 2] f´y = 4,200.00 [kg/cm 2] f*c = 200.00 [kg/cm 2] f'' c = 170.00 [kg/cm 2] b1 = 0.8500 6. Criterio de ductilidad para garantizar que la falla del elem ento estructural en contacto con el suelo sea dúctil: ρ m in = 0.0030 ρ bal = 0.0202 ρ m ax = 0.0152 29 7. Se determ ina el acero transversal requerido por resistencia para la seccion propuesta debido al m om ento m axim o actuante, considerando un factor de resistencia debido a flexion: FR = 0.70 Acero transversal requerido ρcal 0.0011 Mu [kg cm ] 91,985.11 As req [cm 2] 5.10 ρreq 0.0030 Vars # 4 Sreq [cm ] 24.84 Acero transversal propuesto Smax [cm ] 50.00 ρprop Sprop [cm ] 20.00 As req [cm 2] 6.33 0.0037 Ok cum ple 4 @ 20.00 cm Vars # ρ mi n < ρ p r o p < ρ ma x 8. Se calcula el acero longitudinal requerido por cam bios volum etricos m ediante el sum inistro de un refuerzo ρmin As req [cm 2] Vars # 0.0205 2.05 3 3 @ Vars # Sreq [cm ] Sprop [cm ] Sprop > Sreq 34.76 20 ok cum ple 20.00 cm 9. Se realiza la revision por fuerza cortante en la viga, la cual consiste en determ inar si la seccion propuesta en por flexion es adecuada considerando un factor de resistencia a fuerza cortante igual a:FR = 0.70 Cortante de Diseño: [ VU = 3,066.17 kg ] < Cortante lim ite m axim o: [ 2.5 Fr √f*c b d =42,072.85 kg ] Dado la expresion anterior, entonces la seccion propuesta ES ADECUADA. 10. Determ inando la resistencia del concreto a la acción de la fuerza cortante por la seccion y acero propuesto 9,407.78 [kg] Contribución del concreto: V cR = 11. Se realiza la revision por fuerza cortante del elem ento de concreto reforzado propuesto: [V U (kg)= 3,066.17 VU ≤ V CR ] < [ V cR (kg) = 9,407.78 ] ok cum ple DISEÑO ESTRUCTURAL DE CONTRATRABES 30 1. Dim ensiones de la sección propuesta: Altura (h) = 45.00 [cm ] Ancho (b) = 20.00 Recubrim iento (r) = 3.00 [cm ] Peralte (d) = 42.00 [cm ] [cm ] 2. Propiedades m ecanicas de los m ateriales: a) Concreto b) Acero longitudinal f´c = 250.00 [kg/cm 2] f´y = 4,200.00 [kg/cm 2] f*c = 200.00 [kg/cm 2] f'' c = 170.00 [kg/cm 2] b1 = 0.8500 3. Criterio de ductilidad para garantizar que la falla del elem ento estructural sea dúctil: ρ m in = 0.0030 ρ bal = 0.0202 ρ m ax = 0.0142 4. Se determ ina el acero requerido por resistencia para la seccion propuesta debido a la accion del m om ento m axim o actuante, considerando un factor de resistencia debido a flexion: Mu [kg cm ] 754,698.00 754,698.00 ρcal 0.0052 0.0052 a= 0.5900 b= 1.0000 c= 0.0828 Acero requerido ρreq As req [cm 2] No. Vars 0.0052 4.37 4 0.0052 4.37 4 FR = 0.90 0.0828 =ῳ(1-0.59ῳ) Resolviendo la ecuacion: Aplicando la ecuacion de Mu según ACI seccion 14.3.1 tenemMu: os: 0.8970 ῳ1 = ῳ2 = Vars # 4 4 0.087 0.085 Acero propuesto As [cm 2] ρprop 5.07 0.0060 5.07 0.0060 ρ mi n < ρ p r o p < ρ ma x Oks cum ple Oks cum ple 5. Se realiza la revision por fuerza cortante en la viga, la cual consiste en determ inar si la seccion propuesta en el por flexion es adecuada considerando un factor de resistencia a fuerza cortante igual a: FR = 0.75 Cortante de Diseño: [ VU = 9,875.00 kg ] < Cortante lim ite m axim o: [ 2.0 Fr √f´c b d 1=9,922.35 [ kg ] Dado la expresion anterior, entonces la seccion propuesta ES ADECUADA. 6. Determ inando la resistencia del concreto a la acción de la fuerza cortante por la seccion y acero propuesto se 31 Contribución del concreto: V cR = 3,818.38 [kg] 7. Calculando la fuerza cortante de diseño que resistira el acero transversal: VsR = 6,056.62 [kg] 8. Determ inando la separacion para el refuerzo transversal propuesto para resistir la accion de la fuerza cortante actuante 11,953.41 [ kg ] en la viga o bien por refuerzo m inim o: Separacion [cm ] Finalmente: 2 f´y [kg/cm 2] # ram as Vars # 4,200.00 2 3 Av [cm ] 1.43 Estribos# 3 a cada 20.00 S cal S max S req S prop 31.13 21.00 21.00 20.00 cms Verificando la resistencia a la fuerza cortante proporcionada por el elemento de concreto reforzado diseñado: a) Concreto reforzado V cR = 3,818.38 [kg] b) Refuerzo transversal VsR = 9,427.13 [kg] c) Total para el diseño V R = 13,245.51 [kg] 32 3 2.2 C-1 CT-1 -1 K-2 3 2.2 2.48 CT 3 2.2 K-1 K-2 CT -1 ZC -1 0 1.4 2.48 0 1.9 C-1 .10 18 0 1.9 K-1 ZC-1 K-2 0 1.9 ZC K-2 -1 1.40 -1 CT 4.00 0 1.9 CT-1 C-1 0 1.4 0 1.9 0 1.9 ZC -1 K-1 1.20 K-2 17.74 K-2 -1 CT K-1 CT-1 ZC-1 3.09 1.40 2.00 ZC-1 C-3 1.21 K-1 N.P.T.+10.55 C-2 2.26 7.62 K-1 3.00 ZC-1 K-2 ZC-1 CT-1 1.40 CT-1 K-1 C-2 CT-1 2.37 C-2 K-3 2.36 CT-1 C-2 K-3 2.37 2.55 CT-1 4.00 1.36 ZC-1 1.40 ZC-1 1.40 2.26 1.40 K-3 C-2 1.35 15.00 PLANTA ESTRUCTURAL DE CIMENTACIÓN ACOT.: mm. ESC.: 1:50 33 3 2 .2 3 2 .2 2.48 C-1 K-2 K-1 3 2 .2 2.48 K-2 0 1 .9 C-1 .10 18 K-1 0 1 .9 K-2 0 1 .9 1 .9 FIRME DE CONCRETO 10 cm DE ESPESOR f 'c= 150 kg/m² CON MALLA ELECTROSOLDADA DE 6X6 - 10/10 0 C-1 4.00 1 .9 K-2 0 K-2 D D' K-1 1.20 K-2 17.74 N.P.T. + 10.55 0 1 .9 K-1 3.09 2.00 C-3 K-1 1.21 N.P.T. + 10.55 C-2 A K-1 A' 2.26 7.62 FIRME DE CONCRETO 10 cm DE ESPESOR f 'c= 150 kg/m² CON MALLA ELECTROSOLDADA DE 6X6 - 10/10 C 3.00 C' 2.26 K-2 K-1 1.36 B C-2 C-2 K-3 2.37 2.36 C-2 K-3 2.37 B' K-3 2.55 4.00 C-2 1.35 15.00 PLANTA ESTRUCTURAL DE MUROS ACOT.: mm. ESC.: 1:50 34 3 2.2 2.48 C-1 3 2.2 T- T-1 K-2 1 K-1 3 2.2 1 0 C-1 PEND. 2% 2.48 1.9 K-2 PEND. 2% 0 8.1 K-1 T-2 K-2 T-2 0 1.9 1 T0 1.9 LOSACERO 25 TERNIUM CAL. 22 0 1.9 T-2 4.00 T-1 T-2 T-2 K-2 T-2 C-1 DETALLE 4 K-2 PEND. 2% PEND. 2% N.L.T. + 14.77 1 T0 1.9 17.74 0 1.9 K-1 K-2 T-1 3.09 PEND. 2% PEND. 2% T-2 T-1 LOSACERO 25 TERNIUM CAL. 22 2.00 K-1 T-2 T-2 T-2 T-2 LOSACERO 25 TERNIUM CAL. 22 ARMADURA A-2 C-3 T-2 ARMADURA A-1 1.20 N.L.T. + 14.77 PEND. 2% 1.21 K-1 7.62 C-2 T-2 T-2 N.L.T. + 14.77 K-1 T-2 3.00 T-1 T-2 T-2 ARMADURA A-2 T-2 PEND. 2% LOSACERO 25 TERNIUM CAL. 22 PEND. 2% 2.26 T-1 PEND. 2% T-2 LOSACERO 25 TERNIUM CAL. 22 N.L.T. + 14.77 ARMADURA A-1 K-2 T-2 T-2 2.26 DETALLE 3 1.36 K-1 C-2 K-3 2.37 T-1 C-2 2.36 K-3 T-1 2.37 C-2 T-1 2.55 4.00 C-2 K-3 1.35 15.00 PLANTA ESTRUCTURAL DE TRABES Y LOSAS ACOT.: mm. ESC.: 1:50 35 A MURO DE BLOCK HUECO 12x20x40 cm. JUNTEADO CON MORTERO CEMENTO ARENA PROP. 1:4. FIRME DE CONCRETO 8 cm DE ESPESOR f 'c= 150 kg/m² CON MALLA ELECTROSOLDADA DE 6X6 -10/10 N.P.T.+10.55 CD-1 N.T.N. RELLENO COMPACTADO AL 90% PROCTOR RELLENO COMPACTADO AL 90% PROCTOR 0.55 MURETE DE BLOCK MACIZO 10x20x40 cm. JUNTEADO CON MORTERO CEMENTO ARENA PROP. 1:4. 1.00 CT-1 f'c = 250 kg/cm² VAR. 1/2"Ø @ 20cm. AMBOS SENTIDOS 0.20 0.25 VAR. 3/8"Ø @ 20cm. AMBOS SENTIDOS 0.05 PLANTILLA f'c =100 kg/cm² ESCANTILLON DE CONCRETO SIMPLE DE 4X10X10 cm. 0.10 0.60 0.20 1.40 1.60 0.60 0.10 ZC-1 ACOT: m. ESC. 1:15 12 VAR. 5/8"Ø 2 0.4 EST. 3/8"Ø @ 20 cm 0.60 0.35 0.36 0.35 8 VAR. 5/8"Ø EST. 3/8"Ø @ 25 cm DOBLES f'c=250 kg/cm². f'c=250 kg/cm². C-2 0.35 ACOT: m. C-1 ACOT: m. ESC. 1:10 ESC. 1:10 0.20 0.12 10 VAR. 1/2"Ø 8 VAR. 3/8"Ø EST. 1/4"Ø @ 15cm 0.30 0.30 EST. 1/4"Ø @ 15 cm DOBLES f'c=250 kg/cm². f'c=250 kg/cm². K-1 ACOT: m. K-2 ESC. 1:10 ACOT: m. ESC. 1:10 0.20 4 VAR. 1/2"Ø 0.45 EST. 3/8"Ø @ 20 cm 4 VAR. 1/2"Ø f'c=250 kg/cm². CT-1 ACOT: m. ESC. 1:10 36 11. BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERÍA. MANUAL DE DISEÑO DE OBRAS CIVILES, DISEÑO POR VIENTO. MANUAL DE DISEÑO SÍSMICO PARA EDIFICIOS POR E. BAZÁN Y R. MELI PIRALLA. EDITORIAL LIMUSA. CIMENTACIONES SUPERFICIALES, POR CARLOS MAGDALENO. MECÁNICA DE SUELOS Y CIMENTACIONES, CARLOS CRESPO VILLALAZ. ASPECTOS FUNDAMENTALES DE CONCRETO REFORZADO, CUEVAS – ROBLES. EDIT. LIMUSA. 37
