Subido por Estructuras Diseño

Calculista Estructuras Comuna de San Esteban

Anuncio
MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL
VIVIENDA UNIFAMILIAR
PROPIEDAD ROL 1890-17
CAMINO INTERIOR CONDOMINIO LAGUNA COLEJUDA,
PC 67-A, LOTE 17, EL CONVENTO
COMUNA DE SANTO DOMINGO
PROVINCIA DE SAN ANTONIO
REGIÓN DE VALPARAÍSO
PROFESIONAL ACTUANTE
Juan Luis Menares Rodríguez
Arquitecto
Patente: pro 207
Contacto:
[email protected]
+56941055309
ÍNDICE
1.- INTRODUCCIÓN
3
2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA
3
3.- NORMAS CONSIDERADAS
3
4.- ACCIONES CONSIDERADAS
3
4.1.- Gravitatorias
4
4.2.- Viento
4
4.3.- Sismo
4
4.3.1.- Datos generales de sismo
4.4.- Hipótesis de carga
5
5
5.- ESTADOS LÍMITE
6
6.- SITUACIONES DE PROYECTO
6
6.1.- Coeficientes parciales de seguridad () y coeficientes de combinación ()
6
6.2.- Combinaciones
8
7.- DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS
10
8.- DATOS GEOMÉTRICOS DE PILARES, PANTALLAS Y MUROS
10
8.1.- Pilares
9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES DE PANDEO PARA CADA
PLANTA
10.- MATERIALES UTILIZADOS
10
11
11
10.1.- Hormigones
11
10.2.- Aceros por elemento y posición
12
10.2.1.- Aceros en barras
12
10.2.2.- Aceros y maderas en perfiles
12
11.- CONCLUSIÓN Y ALCANCES
12
1.- INTRODUCCIÓN
Se ha solicitado realizar el diseño estructural de viviendas unifamiliares, en lote ubicado en la zona sur
poniente de la comuna de Santo Domingo. Las edificaciones se clasifican en categoría II -destino de uso
privado-. El suelo es de clase B, con altos grados de compacidad, presencia de árido granular y velocidad de
propagación con ondas de corte in-situ (Vs) no mayor a 500 m/s. La solución material es madera sobre radier.
Las obras proyectadas se elaboran en estructura primaria de marcos rígidos de madera, sobre zapatas corridas
de hormigón, y envolventes de entramado de madera entre pilares. La cubierta se estructura enteramente
mediante diafragmas y reticulados de madera.
Forman estructura primaria pórticos de madera y secundaria envolventes de entramado –en igual
materialidad- con pies derechos y traviesas cada cincuenta centímetros. La cubierta se considera como carga.
2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA
La edificación es de dos volúmenes, en un piso de altura, sin niveles intermedios, sobre terreno llano, con
exposición a los vientos tipo C. Está estructurada en base a pórticos de madera en ambos volúmenes. Cuenta
con entramados de pino MSD en techumbre y muros. Todos los materiales según estándar vigente en NCHs
aplicables.
Ambas edificaciones descansan enteramente sobre zapatas corridas de hormigón armado y vigas de fundación
-con vinculación exterior- que acometen a estos apoyos de cimentación. Los marcos de madera y tabiquerías
reposan ancladas a las vigas de fundación. La zona sísmica corresponde a la 3, según tablas de la Nch 433.
En su interior cuenta con pavimento de hormigón armado, de tipo radier, en pisos directamente sustentados
por la rasante de suelos –relleno granular R100 compactado-. Ante la eventualidad de arcillas expansivas, los
pavimentos contarán con enmallado inferior a especificar en obras –preferentemente malla acma 8mm-.
Para el cálculo de desempeño dinámico las estructuras de soporte para la cubierta –reticulados de madera-,
más el peso propio de sus paneles aglomerados y terminaciones, son considerados como carga muerta. Se
exceptúan las vigas maestras de la planta de techumbre (marcos rígidos de remate) especificadas para
sustentar dicha carga –del cuerpo de cerchas- de manera eficaz.
Todas las obras se realizan sobre suelo natural, libre de rellenos y debidamente protegido del escurrimiento de
aguas en general. La planta se descompone en dos volúmenes aislados entre si (sin necesidad de juntas de
dilatación).
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.
Página 3
4.- ACCIONES CONSIDERADAS
4.1.- Gravitatorias
S.C.U
(t/m²)
Cargas muertas
(t/m²)
PLANTA ESTRUCTURAS REMATE
0.20
0.20
PLANTA ESTRUCTURAS RADIER
0.20
0.20
Planta
4.2.- Viento
NCh432-2010
Diseño estructural. Cargas de viento
Categoría del terreno: Categoría C
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)
16.12
16.24
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
Planta
PLANTA ESTRUCTURAS REMATE
Viento X
(t)
Viento Y
(t)
4.436
4.473
4.3.- Sismo
Norma utilizada: NCh433.Of1996 Mod.2009 (Dº nº61, de 2011)
Norma Chilena Oficial
Diseño Sísmico de Edificios
(Incluye modificaciones del decreto nº 61 (V. y U.) de 2011)
Método de cálculo: Análisis modal espectral (NCh433.Of1996 Mod.2009 (Dº nº61, de 2011), 6.3)
Página 4
4.3.1.- Dato
os generale
es de sismo
ación del em
mplazamientto
Caracteriza
Zona sísmica
a (NCh433.Off1996 Mod.20
009, 4.1): 3
Clase de sue
elo (Dº nº61 de 2011, Artículo 6): B
Sistema esttructural
R0X: Factor de
d modificación de respue
esta (X) (NCh
h433.Of1996 Mod.2009, 5.7)
5
R0Y: Factor d
de modificación de respue
esta (Y) (NCh
h433.Of1996 Mod.2009, 5.7)
5
R0X : 11.00
R0Y : 11.00
d edificio (NCh433.Of
(
1996 Mod.2
2009, 4.3): Categoría
C
II
Categoría del
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 sobrecarga
s
de nieve
Factor multip
plicador del espectro
e
: 0.50
: 0.50
: 1.00
n de la cond
dición de corrtante basall: Según norm
ma
Verificación
a análisis de los
l efectos de
e 2º orden
No se realiza
2008, Capítulo
o 21
Criterio de armado a aplicar por ductilidad: Según NCh430.Of2
Direcciones
s de análisis
s
Acción sísmica según X
Acción sísmica según Y
e planta de la obra
Proyección en
Página 5
4.4.- Hipótesis de carga
Automáticas Peso propio
Cargas muertas
Sobrecarga de uso
Sismo X
Sismo Y
Viento +X exc.+
Viento +X exc.Viento -X exc.+
Viento -X exc.Viento +Y exc.+
Viento +Y exc.Viento -Y exc.+
Viento -Y exc.-
5.- ESTADOS LÍMITE
E.L.U. de rotura. Hormigón
ACI 318-99 (Chile)
E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones
Acciones características
Acero conformado
Tensiones sobre el terreno
Desplazamientos
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
i1
- 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
Página 6
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: ACI 318-99 (Chile)
E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones: ACI 318-99 (Chile)
Situación 1
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
0.900
1.400
Sobrecarga (Q)
0.000
1.700
Viento (Q)
Situación 2
Coeficientes parciales de seguridad ()
Carga permanente (G)
Favorable
Desfavorable
1.050
1.050
Sobrecarga (Q)
0.000
1.275
Viento (Q)
1.275
1.275
Situación 3
Coeficientes parciales de seguridad ()
Carga permanente (G)
Favorable
Desfavorable
0.900
0.900
1.300
1.300
Sobrecarga (Q)
Viento (Q)
Situación 4
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
0.900
1.400
Sobrecarga (Q)
0.000
1.400
-1.400
1.400
Viento (Q)
Sismo (E)
Acero conformado: NCh427
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 7
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 ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
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 muertas
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

E.L.U. de rotura. Hormigón

E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones
Página 8
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
0.900 0.900
2
1.400 1.400
3
0.900 0.900 1.700
4
1.400 1.400 1.700
5
1.050 1.050
1.275
6
1.050 1.050 1.275
1.275
7
1.050 1.050
1.275
8
1.050 1.050 1.275
1.275
9
1.050 1.050
1.275
10
1.050 1.050 1.275
1.275
11
1.050 1.050
1.275
12
1.050 1.050 1.275
1.275
13
1.050 1.050
1.275
14
1.050 1.050 1.275
1.275
15
1.050 1.050
1.275
16
1.050 1.050 1.275
1.275
17
1.050 1.050
1.275
18
1.050 1.050 1.275
1.275
19
1.050 1.050
20
1.050 1.050 1.275
21
0.900 0.900
22
0.900 0.900
23
0.900 0.900
24
0.900 0.900
25
0.900 0.900
26
0.900 0.900
27
0.900 0.900
28
0.900 0.900
29
0.900 0.900
30
1.400 1.400
-1.400
31
0.900 0.900 1.400
-1.400
32
1.400 1.400 1.400
-1.400
33
0.900 0.900
1.400
34
1.400 1.400
1.400
35
0.900 0.900 1.400
1.400
36
1.400 1.400 1.400
1.400
37
0.900 0.900
38
1.400 1.400
-1.400
39
0.900 0.900 1.400
-1.400
40
1.400 1.400 1.400
-1.400
41
0.900 0.900
1.400
42
1.400 1.400
1.400
43
0.900 0.900 1.400
1.400
44
1.400 1.400 1.400
1.400
1.275
1.275
1.300
1.300
1.300
1.300
1.300
1.300
1.300
1.300
-1.400
-1.400

Acero conformado

Tensiones sobre el terreno

Desplazamientos
Comb.
PP
CM
Qa
1
1.000 1.000
2
1.000 1.000 1.000
3
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.-)
SX
SY
1.000
Página 9
Comb.
4
PP
CM
Qa
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.-)
SX
SY
1.000
5
1.000 1.000
1.000
6
1.000 1.000 1.000
1.000
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
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
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
1 PLANTA ESTRUCTURAS REMATE
Altura Cota
1 PLANTA ESTRUCTURAS REMATE
2.40 2.40
0 PLANTA ESTRUCTURAS RADIER
0.00
8.- DATOS GEOMÉTRICOS DE PILARES, PANTALLAS Y MUROS
8.1.- Pilares
GI: grupo inicial
GF: grupo final
Ang: ángulo del pilar en grados sexagesimales
Datos de los pilares
Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF Vinculación exterior
C1
( 15.01, 0.12)
0-1
Ang.
Punto fijo
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. der.
C2
( 15.01, 3.42)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. der.
C3
( 17.39, 3.42)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. izq.
C4
( 18.51, 3.42)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. der.
C5
( 20.89, 3.42)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. izq.
C6
( 20.89, 0.12)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. izq.
C7
( 17.95, 0.12)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Mitad superior
C8
( 15.01, 6.02)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. der.
C9
( 17.39, 6.02)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. izq.
C10
( 18.51, 6.50)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0
Esq. inf. der.
C11
( 20.89, 6.50)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0
Esq. inf. izq.
Página 10
Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF
C12
( 15.01, 11.00)
0-1
Vinculación exterior
Ang.
Sin vinculación exterior 0.0
Punto fijo
Esq. inf. der.
C13
( 17.65, 11.00)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Mitad inferior
C14
( 20.89, 11.00)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0
Esq. inf. izq.
C15
( 15.01, 8.21)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0
Esq. inf. der.
C16
( 20.89, 9.16)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0
Esq. inf. izq.
P1
( 0.12, 16.00)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0
Esq. inf. der.
P2
( 3.12, 16.00)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0
Esq. inf. der.
P3
( 6.56, 16.00)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Mitad inferior
P4
( 10.00, 16.00)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0
Esq. inf. izq.
P5
( 0.12, 13.00)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0
Esq. inf. der.
P6
( 3.00, 13.00)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0
Esq. inf. izq.
P7
( 10.00, 12.12)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. izq.
P8
( 6.70, 12.12)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. izq.
P9
( 4.22, 12.12)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. der.
P10
( 0.12, 9.12)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. der.
P11
( 3.00, 9.12)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. izq.
P12
( 4.22, 8.12)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. der.
P13
( 6.70, 8.12)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. izq.
P14
( 1.12, 9.12)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. der.
P15
( 1.12, 6.62)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. der.
P16
( 3.00, 6.62)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. izq.
P17
( 1.12, 4.12)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. der.
P18
( 3.00, 4.12)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. izq.
P19
( 4.22, 4.12)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. der.
P20
( 6.70, 4.12)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. izq.
P21
( 3.12, 0.12)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. der.
P22
( 6.70, 0.12)
0-1
Sin vinculación exterior 0.0 Esq. sup. izq.
9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES
DE PANDEO PARA CADA PLANTA
Pilar
Planta
Para todos los pilares
1
Dimensiones Coeficiente de empotramiento Coeficiente de pandeo
Coeficiente de rigidez axil
(cm)
Cabeza
Pie
X
Y
2x2"X4"
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
10.- MATERIALES UTILIZADOS
10.1.- Hormigones
Elemento
Todos
Hormigón
H25
fck
(kp/cm²)
c
Tamaño máximo del árido
(mm)
Ec
(kp/cm²)
200
1.00
15
212132
Página 11
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 y maderas en perfiles
Tipo de acero para perfiles
Acero
Límite elástico Módulo de elasticidad
(kp/cm²)
(kp/cm²)
Acero conformado
ASTM A36
2530
2100000
Acero laminado
ASTM A36
2530
2100000
Maderas por elemento
Elemento
Todos
Madera
Estructural MSD
fyk
(kp/cm²)
s
2373
1.00
11.- CONCLUSIÓN Y ALCANCES
Para el análisis y diseño se utilizó el método estático que estipula la norma NCh 433 of 2011 vigente,
obteniendo los resultados reflejados en los planos estructurales. Todos los materiales según estándar y
normativa aplicable, en estado de fábrica y tratados ante humedad, corrosión y horadadores. Su calidad será
verificada por la constructora responsable en comunicación con el propietario.
Se realiza el estudio dinámico y se establece las soluciones requeridas -para el buen comportamiento mecánico
de estructuras-, en base a categorías de suelo y factores definidos según la región y uso, además de
informaciones previas extendidas por el mandante. Todo en el contexto de regularización.
La inspección técnica de obras idónea, será subcontratada por el dueño a terceros. El mismo verificará el grado
profesional o certificación académica de los equipos correspondientes.
Se responsabilizan del correcto desempeño de estructuras los profesionales actuantes que corresponden a cada
etapa de ejecución de faenas. Se podrá especificar en obra accesorios estructurales de tipo secundario y
terciario, previo visto bueno del arquitecto proyectista y el calculista –con la correspondiente declaración en el
libro de obras-.
JUAN LUIS MENARES RODRÍGUEZ
ARQUITECTO
Página 12
Descargar