memoria de calculo Rev.01

Memoria de cálculo estructural casa ANAHUAC.
14 de abril de 2022
Contenido
1.-Descripción del Proyecto ................................................................................................................. 2
1.1.-Tipo de Proyecto ....................................................................................................................... 2
1.2.-Planta del Proyecto ................................................................................................................... 2
1.3 Descripción del arreglo estructural ............................................................................................. 2
2.-Principios de diseño. ........................................................................................................................ 3
2.1.-Codigos de diseño..................................................................................................................... 3
2.2.-Ecuaciones................................................................................................................................ 3
2.3.-Constantes de diseño para la estructura ................................................................................... 4
2.4.-Analisis estructural .................................................................................................................... 5
2.5.-Cargas de diseño y combinaciones de cargas. ......................................................................... 6
3.-Diseño de vigas de concreto armado. .............................................................................................. 7
3.1.-Viga cargadora 1: ...................................................................................................................... 7
3.2.-Viga cargadora 2: ...................................................................................................................... 8
3.3.-Viga cargadora 3: ...................................................................................................................... 9
3.4.-Viga cargadora 4: .................................................................................................................... 10
3.5.-Viga cargadora 5: .................................................................................................................... 11
3.6.-Viga cargadora 6: .................................................................................................................... 12
3.7.-Viga cargadora 7: .................................................................................................................... 13
4.-REVISIÓN DE COLUMNA DE CONCRETO: ................................................................................. 14
1
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1.-Descripción del Proyecto
1.1.-Tipo de Proyecto
El presente proyecto es una revisión estructural de una casa habitación de 3 niveles, el uso será
habitacional y azotea, con el presente proyecto se pretende revisar y diseñar los principales elementos
estructurales de soporte como lo son vigas y columnas de concreto.
1.2.-Planta del Proyecto
1.3 Descripción del arreglo estructural
La solución propuesta para el arreglo es el uso de losas en 1 dirección en los 3 niveles, se hará el uso
de vigas chatas o planas y vigas peraltas hacia la parte superior de la losa a fin de evitar que se pierda
el concepto arquitectónico de las plantas, a continuación se presentan las plantas con la solución
estructural y las direcciones de carga de las losas.
2
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2.-Principios de diseño.
2.1.-Codigos de diseño
Los códigos utilizados para el diseño de los elementos estructurales son:
ACI 318-19.
NTC 2017.
2.2.-Ecuaciones
2.2.1.-Ecuaciones de diseño a flexión.
Índice de refuerzo a flexión:
𝜔 = 0.85 − 0.7225 −
Porcentaje de acero a flexión: ρ=
∗ ´
Área de acero a flexión: As= ρ*b*d
3
. ∗
∗
∗ ∗ ∗ ´
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Las ecuaciones presentadas fueron deducidas en base a las hipótesis y simplificaciones de diseño
usando el bloque de compresión de Whitney.
2.2.2.-Ecuaciones de cortante.
Las ecuaciones utilizadas para el análisis, revisión y diseño por cortante se encuentran en el manual
ACI 318-19 en el capítulo 22 en los apartados:



22.5.1 Generalidades.
22.5.5 Vc para miembros no preesforzados.
22.5.8.5 Resistencia a cortante en una dirección proporcionada por refuerzo transversal.
2.2.3.-Ecuaciones de Longitud de desarrollo (Ld).
Las ecuaciones utilizadas se encuentran en el ACI 318-19 en el Capítulo 25 en los apartados:



25.4.2.4 Ecuación general.
Tabla 25.4.2.3 longitud de desarrollo para barras corrugadas y alambre corrugado en tracción.
Tabla 25.4.2.5 Factores de modificación de Ld.
2.2.4.-Límites de refuerzo.
Los límites de refuerzo se tomaron en base al ACI 318-19 en los siguientes apartados:



9.6.1.2 Refuerzo mínimo a flexión en vigas.
7.6.1.1 Refuerzo mínimo a flexión en losas.
7.6.4.1 Refuerzo mínimo a temperatura en losas.
2.3.-Constantes de diseño para la estructura
2.3.1.-Propiedades geométricas de las secciones:
1.
2.
3.
4.
Vigas cargadoras= Variable
Cerramientos= 15x25 cm
Columnas= 45x45 cm y 30 x 30 cm.
Castillos 15x15 cm
2.3.2.-Propiedades de los materiales:
1. f´c= 250 𝑘𝑔/𝑐𝑚
2. fy= 4200 𝑘𝑔/𝑐𝑚
3. β1= 0.85
4.
5.
εcu= 0.003 mm/mm
εs= 0.002 mm/mm
6. Es= 2100000 𝑘𝑔/𝑐𝑚
4
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2.4.-Analisis estructural
Para el análisis estructural se utilizó el software Robot Structural con el cual se generó el siguiente
modelo. En el cual se obtuvieron las solicitaciones de acuerdo a las diferentes combinaciones para su
diseño.
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2.5.-Cargas de diseño y combinaciones de cargas.
2.5.1. Cargas muertas
El peso de los elementos de concreto deberá calcularse usando las dimensiones de estos y el peso
volumétrico de 2400 𝑘𝑔/𝑚 .
S.C.M. Entrepiso= 400 kg/m2
S.C.M. Azotea= 180 kg/m2
Losas de concreto:
Losa aligerada azotea= 15 cm. P.P.= 180 kg/m2
Losas aligerada entrepiso = 20 cm. P.P.Losa= 240 kg/m2
2.5.2. Cargas vivas
El uso de la cubierta será únicamente como azotea, con pendientes menores al 5%.
Para el entrepiso el uso será de tipo habitacional.
De acuerdo a la Tabla 6.1.1 Cargas vivas unitarias.
2.5.3. Combinaciones de carga
Para las combinaciones de carga se usarán los siguientes factores:
COMBINACIÓN
Ws Servicio
Factor de amplificación
C.M.
1
Factor de amplificación
C.V.
1
Factor de
amplificación W
1
Wu (Caso 1)
1.2
1.6
0
6
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3.-Diseño de vigas de concreto armado.
3.1.-Viga cargadora 1:
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3.2.-Viga cargadora 2:
8
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3.3.-Viga cargadora 3:
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3.4.-Viga cargadora 4:
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3.5.-Viga cargadora 5:
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3.6.-Viga cargadora 6:
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3.7.-Viga cargadora 7:
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4.-REVISIÓN DE COLUMNA DE CONCRETO:
1
Nivel:




2
Nombre
Cota de nivel
Resistencia al fuego
Tipo de ambiente
:
: 0.00 (m)
: 0 (h)
: no agresivo
Columna: Columna38
OK
 *Sn/U = 2.03 > 1.00
 *Mn/Mu = 2.13 > 1.00
 *Pn/Pu = 4.60 > 1.00
U, Mu, Pu - Resistencia requerida
2.1
Característica de los materiales:
 Hormigón:
: 250 PESO
fc' = 249.83 (kgf/cm2)
Densidad
: 2400.00 (kgf/m3)
 Armaduras longitudinales
: Grade 60
fy = 4218.42 (kgf/cm2)
 Armaduras transversales : Grade 40
fy = 2812.28 (kgf/cm2)
 
: 0.85
1 = a/c, Coeficiente relativo a la profundidad del bloque de tensión de compresión rectangular
equivalente a la profundidad del eje neutro C
1 = <0,65-0,85>
2.2
Geometría:
Número de elementos idénticos: 1
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
2.3





Rectángulo
45.00 x 45.00 (cm)
Altura: L
= 2.90 (m)
Espesor de la losa
= 0.15 (m)
Altura de la viga
= 0.65 (m)
Recubrimiento de la armadura = 3.81 (cm)
Opciones de cálculo:
Cálculos según la norma
: ACI 318-14
Tomar en cuenta la esbeltez
: sí
Estribos
:hacia la losa
Estructura intraslacional
Categoría de dimensionamiento sísmico
: SDC A
2.4
Cargas:
Caso
Natura
Grupo
1.2+1.6
4612.78
Servicio
de cálculo
Dimensionamiento ELS
2.5
38
N
Myu
Myl
(kgf)
(kgf*m) (kgf*m)
57750.40 -3052.10 1.28
Myi
Mzu
Mzl
Mzi
(kgf*m) (kgf*m) (kgf*m) (kgf*m)
-2096.42 -10100.56
-73.59
38
45839.24 -2403.54 1.01
-1650.55 -7960.64 -59.03
Lista de combinaciones
14
-3630.80
-
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1.2+1.6
2.6
Resultados de los cálculos:
2.6.1
Análisis ELU
Combinación dimensionante: 1.2+1.6 (A)
Clasificación de la sección: Controlado por compresión
0.65
- Coeficiente de reducción de la resistencia, =<0,65-0,90>
c (*1000) = -3.00
- Tensión en el hormigón
t (*1000) = 1.93
- Tensión de tracción del extremo de las armaduras
Esfuerzos seccionales:
N = 57750.40 (kgf)
My = -3052.10 (kgf*m) Mz = -10100.56 (kgf*m)
Esfuerzos de cálculo:
Nudo superior
Pu = 57750.40 (kgf)
Myu = -3052.10 (kgf*m)
10551.62 (kgf*m)
U = 0.19
Mzu = -10100.56 (kgf*m)
Coeficiente de seguridad:
U, Mu, Pu - Resistencia requerida
 *Sn/U = 2.03 > 1.00
 *Mn/Mu = 2.13 > 1.00
 *Pn/Pu = 4.60 > 1.00
 *Sn = 0.39
 *Mn = 22471.58 (kgf*m)
 *Pn = 265877.17 (kgf)
2.6.1.1 Análisis detallado-Dirección Y:
2.6.1.1.1 Esfuerzo crítico
Pc = 1938507.81 (kgf)
k*lu = 2.65 (m)
EI = 1379302.61 (kgf*m2)
d = 1.00
Ec = 253642.05 (kgf/cm2)
Es = 2038902.42 (kgf/cm2)
Ig = 341718.75 (cm4)
Ise = 5027.80 (cm4)
2.6.1.1.2 Análisis de la esbeltez
15
(6.6.4.4.2)
(6.6.4.4.4b)
Mu =
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Estructura intraslacional
lu (m)
k
2.65
1.00
k*luy/ry = 20.40 < 22.00
k*lu (m)
2.65
Columna poco esbelta (6.2.5b)(6.2.5c)
2.6.1.1.3 Análisis de pandeo
MA = -3052.10 (kgf*m) MB = 1.28 (kgf*m)
Caso: sección en el extremo del pilar (Nudo superior), Esbeltez no considerada
M = -3052.10 (kgf*m)
Mc = M = -3052.10 (kgf*m)
2.6.1.2 Análisis detallado-Dirección Z:
MA = -10100.56 (kgf*m) MB = -73.59 (kgf*m)
Caso: sección en el extremo del pilar (Nudo superior), Esbeltez no considerada
M = -10100.56 (kgf*m)
Mc = M = -10100.56 (kgf*m)
2.7
Armadura:
Sección de armado:
Armadura mínima (requisito de código):
Armadura máxima (requisito de código):
20.27 (cm2)
20.25 (cm2)
162.00 (cm2)
Barras principales (Grade 60):
 4 #8 l = 2.86 (m)
Armaduras transversales (Grade 40):
Estribos
9 #4
l = 1.59 (m)
DETALLE FINAL.
16
1.001 (%)
1.000 (%)
8.000 (%)