M MEMORI IA DE CÁ ÁLCULO O ESTRUCTUR RAL E EDIFICACIÓN N LOCAL CO OMERCIAL (TALLER ( MECÁNICO) RO OL 105-10 Avvenida Yungayy 2072, Valparraíso, V Regió ón V VALPARAÍSO REGIÓN DE VALPAR RAÍSO ÍNDICE 1.- INTRODUCCIÓN 3 2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA 3 3.- NORMAS CONSIDERADAS 3 4.- ACCIONES CONSIDERADAS 3 3 3 4 4 5 4.1.- Gravitatorias 4.2.- Viento 4.3.- Sismo 4.3.1.- Datos generales de sismo 4.4.- Hipótesis de carga 5.- ESTADOS LÍMITE 5 6.- SITUACIONES DE PROYECTO 5 6 8 6.1.- Coeficientes parciales de seguridad () y coeficientes de combinación () 6.2.- Combinaciones 7.- DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS 9 8.- DATOS GEOMÉTRICOS DE COLUMNAS, TABIQUES Y MUROS 9 9 8.1.- Columnas 9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES DE PANDEO PARA CADA PLANTA 10.- MATERIALES UTILIZADOS 11 10.2.1.- Aceros en barras 12 12 12 12 10.2.2.- Aceros en perfiles 12 11.- CONCLUSIÓN Y ALCANCES 13 10.1.- Hormigones 10.2.- Aceros por elemento y posición 1.- INTRODUCCIÓN Proyecto: Se ha solicitado realizar el cálculo estructural de local comercial con destino taller. Este bajo los trámites de regularización de obras de arquitectura. Categoría de uso general. Suelo de tipo arcilloso altamente cohesionado. 2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA La obra se estructura principalmente en marcos rígidos de hormigón armado y materialidad mixta en intersticios y caja escalera en acero. Posee dos pisos de altura y se encuentra en continuidad de fachadas. 3.- NORMAS CONSIDERADAS NCh427 Estructuras de acero - diseño y cálculo - laminados metálicos. NCh430 Of2008 Hormigón armado - Requisitos de diseño y cálculo. INN, Chile. NCh431 Of1977 Construcción – Sobrecargas de nieve. INN, Chile. NCh432 Of1971 Cálculo de la acción del viento sobre las construcciones. INN, Chile. NCh433 Of1996 Diseño sísmico de edificios. INN, Chile. NCh433 Of1996 modificada en 2009. Decreto N°61, 2011. NCh1198 Of2006 Madera – Construcciones en madera – Cálculo. INN, Chile. NCh1537 Of2009 Diseño estructural de edificios – Cargas permanentes y sobrecargas de Uso. INN, Chile. NCh1928 Of1993 Albañilería Armada – Requisitos para el diseño y cálculo. INN, Chile. NCh1928 Of1993 modificada en 2003. NCh3171 Of2010 Diseño estructural – Disposiciones generales y combinaciones de carga. INN, Chile. ACI 318-08 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary. AISC 2005 Specification for structural steel buildings. American Institute of Steel Construction. 4.- ACCIONES CONSIDERADAS 4.1.- Gravitatorias S.C.U (t/m²) Cargas permanentes (t/m²) Azotea 0.00 0.00 Piso 2 0.20 0.20 Planta Piso 1 0.20 0.20 Fundación 0.00 0.00 Página 3 4.2.- Viento NCh432-2010 Diseño estructural. Cargas de viento Categoría del terreno: Categoría D Velocidad básica del viento: 67.00 m/s Categoría de uso: Categoría II Tipo de terreno: Llano Anchos de banda Plantas En todas las plantas Ancho de banda Y (m) Ancho de banda X (m) 15.63 5.90 No se realiza análisis de los efectos de 2º orden Coeficientes de Cargas +X: 1.00 -X:1.00 +Y: 1.00 -Y:1.00 Cargas de viento Viento X (t) Viento Y (t) Azotea 7.827 2.452 Piso 2 16.277 5.043 Piso 1 9.285 2.877 Planta 4.3.- Sismo Norma utilizada: NCh-433.Of96 Norma Chilena Oficial Diseño Sísmico de Edificios Método de cálculo: Análisis modal espectral (NCh-433.Of96, 6.3) 4.3.1.- Datos generales de sismo Caracterización del emplazamiento Zona sísmica (NCh-433.Of96, 4.1): Zona 3 Tipo de suelo (NCh-433.Of96, 4.2): Tipo III Sistema estructural R0: Factor de modificación de respuesta (NCh-433.Of96, 5.7) R0 : 11.00 Categoría del edificio (NCh-433.Of96, 4.3): Categoría B: I = 1.2 Página 4 s de cálculo Parámetros Número de modos m de vib bración que in ntervienen en n el análisis: Según norma a Fracción de sobrecarga s de uso Fracción de s sobrecarga de nieve : 0.50 : 0.50 a análisis de los l efectos de e 2º orden No se realiza no Criterio de armado a aplicar por ductilidad: Ningun Direcciones s de análisis s Acción sísmica según X Acción sísmica según Y e planta de la obra Proyección en 4.4.- Hipó ótesis de carga Automáticas s Peso propio Cargas perm manentes Sobrecarga de uso Sismo X Sismo Y Viento +X exc.+ e Viento +X exc.e Viento -X ex xc.+ Viento -X ex xc.Viento +Y exc.+ Viento +Y exc.Viento -Y ex xc.+ Viento -Y ex xc.- 5.- ESTA ADOS LÍMITE E.L.U. de rottura. Hormigón 430.Of2008, Dº60:2011 NCh4 E.L.U. de rottura. Hormigón en cimenttaciones Tensiones so obre el terren no Desplazamie entos Accio ones caracterrísticas Página 5 6.- SITUACIONES DE PROYECTO Para las distintas situaciones de proyecto, las combinaciones de acciones se definirán de acuerdo con los siguientes criterios: - Situaciones persistentes o transitorias j 1 Gj Gkj PPk QiQki i1 - Situaciones sísmicas j 1 Gj Gkj PPk AE A E QiQki i 1 - Donde: Gk Acción permanente Pk Acción de pretensado Qk Acción variable AE Acción sísmica G Coeficiente parcial de seguridad de las acciones permanentes P Coeficiente parcial de seguridad de la acción de pretensado Q,1 Coeficiente parcial de seguridad de la acción variable principal Q,i Coeficiente parcial de seguridad de las acciones variables de acompañamiento AE Coeficiente parcial de seguridad de la acción sísmica 6.1.- Coeficientes parciales de seguridad () y coeficientes de combinación () Para cada situación de proyecto y estado límite los coeficientes a utilizar serán: E.L.U. de rotura. Hormigón: NCh430.Of2008, Dº60:2011 E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones: NCh430.Of2008, Dº60:2011 (9-1) Coeficientes parciales de seguridad () Carga permanente (G) Favorable Desfavorable 1.400 1.400 Sobrecarga (Q) Viento (Q) (9-2 Lr) Coeficientes parciales de seguridad () Favorable Desfavorable Carga permanente (G) 1.200 1.200 Sobrecarga (Q) 0.000 1.600 Viento (Q) Página 6 (9-2 S) Coeficientes parciales de seguridad () Favorable Desfavorable Carga permanente (G) 1.200 1.200 Sobrecarga (Q) 0.000 1.600 Viento (Q) (9-3 Lr, L) Coeficientes parciales de seguridad () Favorable Desfavorable Carga permanente (G) 1.200 1.200 Sobrecarga (Q) 0.000 0.500 Viento (Q) (9-3 S, L) Coeficientes parciales de seguridad () Favorable Desfavorable Carga permanente (G) 1.200 1.200 Sobrecarga (Q) 0.000 0.500 Viento (Q) (9-3 Lr, W) Coeficientes parciales de seguridad () Carga permanente (G) Favorable Desfavorable 1.200 1.200 0.000 0.800 Sobrecarga (Q) Viento (Q) (9-3 S, W) Coeficientes parciales de seguridad () Carga permanente (G) Favorable Desfavorable 1.200 1.200 0.000 0.800 Sobrecarga (Q) Viento (Q) (9-4 Lr) Coeficientes parciales de seguridad () Favorable Desfavorable Carga permanente (G) 1.200 1.200 Sobrecarga (Q) 0.000 0.500 Página 7 (9-4 Lr) Coeficientes parciales de seguridad () Viento (Q) Favorable Desfavorable 1.600 1.600 (9-4 S) Coeficientes parciales de seguridad () Favorable Desfavorable Carga permanente (G) 1.200 1.200 Sobrecarga (Q) 0.000 0.500 Viento (Q) 1.600 1.600 (9-5) Coeficientes parciales de seguridad () Favorable Desfavorable Carga permanente (G) 1.200 1.200 Sobrecarga (Q) 0.000 0.500 -1.400 1.400 Viento (Q) Sismo (E) (9-6) Coeficientes parciales de seguridad () Carga permanente (G) Favorable Desfavorable 0.900 0.900 0.000 1.600 Sobrecarga (Q) Viento (Q) (9-7) Coeficientes parciales de seguridad () Carga permanente (G) Favorable Desfavorable 0.900 0.900 -1.400 1.400 Sobrecarga (Q) Viento (Q) Sismo (E) Tensiones sobre el terreno Acciones variables sin sismo Coeficientes parciales de seguridad () Favorable Desfavorable Carga permanente (G) 1.000 1.000 Sobrecarga (Q) 0.000 1.000 Viento (Q) 0.000 1.000 Página 8 Sísmica Coeficientes parciales de seguridad () Favorable Desfavorable Carga permanente (G) 1.000 1.000 Sobrecarga (Q) 0.000 1.000 -1.000 1.000 Viento (Q) Sismo (E) Desplazamientos Acciones variables sin sismo Coeficientes parciales de seguridad () Carga permanente (G) Favorable Desfavorable 1.000 1.000 Sobrecarga (Q) 0.000 1.000 Viento (Q) 0.000 1.000 Sísmica Coeficientes parciales de seguridad () Favorable Desfavorable Carga permanente (G) 1.000 1.000 Sobrecarga (Q) 0.000 1.000 -1.000 1.000 Viento (Q) Sismo (E) 6.2.- Combinaciones Nombres de las hipótesis PP Peso propio CM Cargas permanentes Qa Sobrecarga de uso V(+X exc.+) Viento +X exc.+ V(+X exc.-) Viento +X exc.V(-X exc.+) Viento -X exc.+ V(-X exc.-) Viento -X exc.- V(+Y exc.+) Viento +Y exc.+ V(+Y exc.-) Viento +Y exc.V(-Y exc.+) Viento -Y exc.+ V(-Y exc.-) Viento -Y exc.- SX Sismo X SY Sismo Y Página 9 E.L.U. de rotura. Hormigón E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones Comb. 1 PP CM Qa V(+X exc.+) V(+X exc.-) V(-X exc.+) V(-X exc.-) V(+Y exc.+) V(+Y exc.-) V(-Y exc.+) V(-Y exc.-) SX SY 1.400 1.400 2 1.200 1.200 3 1.200 1.200 1.600 4 1.200 1.200 1.600 5 1.200 1.200 0.500 1.600 6 1.200 1.200 1.600 7 1.200 1.200 0.500 1.600 8 1.200 1.200 1.600 9 1.200 1.200 0.500 1.600 10 1.200 1.200 1.600 11 1.200 1.200 0.500 1.600 12 1.200 1.200 1.600 13 1.200 1.200 0.500 1.600 14 1.200 1.200 1.600 15 1.200 1.200 0.500 1.600 16 1.200 1.200 1.600 17 1.200 1.200 0.500 1.600 18 1.200 1.200 1.600 19 1.200 1.200 0.500 1.600 20 1.200 1.200 -1.400 21 1.200 1.200 0.500 -1.400 22 1.200 1.200 1.400 23 1.200 1.200 0.500 1.400 24 1.200 1.200 -1.400 25 1.200 1.200 0.500 -1.400 26 1.200 1.200 1.400 27 1.200 1.200 0.500 1.400 28 0.900 0.900 29 0.900 0.900 30 0.900 0.900 31 0.900 0.900 32 0.900 0.900 33 0.900 0.900 34 0.900 0.900 35 0.900 0.900 36 0.900 0.900 37 0.900 0.900 -1.400 38 0.900 0.900 1.400 39 0.900 0.900 -1.400 40 0.900 0.900 1.400 1.600 1.600 1.600 1.600 1.600 1.600 1.600 1.600 Tensiones sobre el terreno Desplazamientos Comb. PP CM Qa 1 1.000 1.000 2 1.000 1.000 1.000 V(+X exc.+) V(+X exc.-) V(-X exc.+) V(-X exc.-) V(+Y exc.+) V(+Y exc.-) V(-Y exc.+) V(-Y exc.-) 3 1.000 1.000 1.000 4 1.000 1.000 1.000 1.000 5 1.000 1.000 1.000 6 1.000 1.000 1.000 1.000 SX SY Página 10 Comb. PP CM Qa V(+X exc.+) V(+X exc.-) V(-X exc.+) V(-X exc.-) V(+Y exc.+) V(+Y exc.-) V(-Y exc.+) V(-Y exc.-) 7 1.000 1.000 1.000 8 1.000 1.000 1.000 1.000 9 1.000 1.000 1.000 10 1.000 1.000 1.000 1.000 11 1.000 1.000 1.000 12 1.000 1.000 1.000 1.000 13 1.000 1.000 1.000 14 1.000 1.000 1.000 1.000 SX 15 1.000 1.000 1.000 16 1.000 1.000 1.000 1.000 17 1.000 1.000 1.000 18 1.000 1.000 1.000 1.000 19 1.000 1.000 -1.000 20 1.000 1.000 1.000 -1.000 21 1.000 1.000 1.000 22 1.000 1.000 1.000 1.000 SY 23 1.000 1.000 -1.000 24 1.000 1.000 1.000 -1.000 25 1.000 1.000 1.000 26 1.000 1.000 1.000 1.000 7.- DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS Grupo Nombre del grupo Planta Nombre planta Altura Cota 3 Azotea 3 Azotea 3.25 7.30 2 Piso 2 2 Piso 2 3.85 4.05 1 Piso 1 1 Piso 1 0.20 0.20 0 Fundación 0.00 8.- DATOS GEOMÉTRICOS DE COLUMNAS, TABIQUES Y MUROS 8.1.- Columnas GI: grupo inicial GF: grupo final Ang: ángulo de la columna en grados sexagesimales Datos de las columnas Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF Vinculación exterior Ang. Punto fijo C1 ( 86.16, 62.69) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C2 ( 91.86, 62.69) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C3 ( 86.16, 60.37) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C4 ( 91.86, 60.37) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C5 ( 86.16, 58.67) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C6 ( 91.86, 58.67) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C7 ( 86.16, 56.97) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C8 ( 91.86, 56.97) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C9 ( 86.16, 55.27) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C10 ( 91.86, 55.27) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C11 ( 86.16, 53.57) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C12 ( 91.86, 53.57) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. Página 11 Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF Vinculación exterior Ang. Punto fijo C13 ( 86.16, 51.87) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C14 ( 91.86, 51.87) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C15 ( 86.16, 50.17) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C16 ( 91.86, 50.17) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C17 ( 86.16, 46.99) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C18 ( 91.86, 46.99) 0-3 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C19 ( 86.16, 45.36) 0-2 Sin vinculación exterior 0.0 Esq. inf. izq. C20 ( 86.18, 43.78) 0-2 Sin vinculación exterior 5.0 Esq. inf. izq. C21 ( 91.86, 44.24) 0-2 Sin vinculación exterior 5.0 Esq. inf. izq. 9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES DE PANDEO PARA CADA PLANTA Dimensiones Coeficiente de empotramiento Coeficiente de pandeo Coeficiente de rigidez axil (cm) Cabeza Pie X Y Columna Planta C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18 3 20x20 0.30 1.00 1.00 1.00 2.00 2 20x20 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00 1 20x20 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00 2 20x20 0.30 1.00 1.00 1.00 2.00 1 20x20 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00 C19, C20, C21 10.- MATERIALES UTILIZADOS 10.1.- Hormigones Elemento Todos Hormigón fck (kp/cm²) c Tamaño máximo del árido (mm) Ec (kp/cm²) 200 1.00 15 212132 H25 10.2.- Aceros por elemento y posición 10.2.1.- Aceros en barras Elemento Todos Acero A-63-42H fyk (kp/cm²) s 4200 1.00 10.2.2.- Aceros en perfiles Tipo de acero para perfiles Acero Límite elástico Módulo de elasticidad (kp/cm²) (kp/cm²) Acero conformado A34-21ES 2100 2100000 Acero laminado A34-21ES 2100 2100000 Página 12 11.- Conclusión y alcances Para el análisis y diseño se utilizó el método estático que estipula la norma NCh 433 vigente, obteniendo los resultados reflejados en los planos estructurales. Se ha realizado el estudio dinámico y los análisis de desempeño mecánico en base a categorías de suelo y factores definidos para la región y uso, además de informaciones previas extendidas por el mandante. La inspección de obras idónea será subcontratada por el propietario a terceros. La obra posee estructuras previamente ejecutadas en base a proyectos carentes de memoria de cálculo estructural, realizándose la presente considerando antecedentes extendidos por el mandante. El correcto desempeño de estructuras se delega a los profesionales actuantes que corresponden a cada etapa. El proyecto de estructuras y memoria son del tipo regularización. JUAN-LUIS MENARES RODRIGUEZ ARQUITECTO ICA 10867 Página 13 Página 14