PROYECTO: BODEGAS AMERICA CLIENTE: Av. Luis Elizondo #150 Col. Tecnológico Monterrey, Nuevo Leon, México Tel. (81) 33-69-0285 y 0477 CALCULÓ: REVISÓ: APROBÓ: FECHA: K.Z.M. M.Q.R. J.G.S. 25/Julio/2024 REVISIÓN: A PÁGINA 1 DE 17 HORA 18:20 MEMORIA DE CÁLCULO BODEGAS AMÉRICA PRESENTADO POR: Sistemas Óptimos Constructivos S.A. JULIO – 2023 PROYECTO: BODEGAS AMERICA CLIENTE: Av. Luis Elizondo #150 Col. Tecnológico Monterrey, Nuevo Leon, México Tel. (81) 33-69-0285 y 0477 CALCULÓ: REVISÓ: APROBÓ: FECHA: K.Z.M. M.Q.R. J.G.S. 25/Julio/2024 REVISIÓN: A PÁGINA 2 DE 17 HORA 18:20 CONTENIDO 1. Antecedentes 3 2. Estructuración 3 3. Reglamentos, manuales y normas 4 4. Cargas muertas y vivas 4 5. Cargas de sismo 5 6. Cargas de viento 6 7. Combinaciones de carga 7 8. Calidad de los materiales 8 9. Análisis y diseño estructural 8 10. Diseño de zapatas 9 11. Diseño de vigas secundarias 15 Anexo 1: Datos de entrada STAAD.Pro. Anexo 2: Esfuerzos en miembros y reacciones. Anexo 3: Diseño de los miembros. Anexo 4: Mecánica de suelos PROYECTO: BODEGAS AMERICA CLIENTE: Av. Luis Elizondo #150 Col. Tecnológico Monterrey, Nuevo Leon, México Tel. (81) 33-69-0285 y 0477 CALCULÓ: REVISÓ: APROBÓ: FECHA: K.Z.M. M.Q.R. J.G.S. 25/Julio/2024 REVISIÓN: A PÁGINA 3 DE 17 HORA 18:20 1. ANTECEDENTES El propósito de este documento es presentar la memoria de cálculo para el proyecto denominado “Bodegas América” el cual se encuentra localizado sobre la Avenida Petempich en la ciudad de Playa del Carmen, Quintana Roo. El proyecto contempla la construcción de un edificio con 6 niveles, el cual tendrá una altura de alrededor de 26.30 metros sobre el nivel de calle y contará con la siguiente configuración de uso: • Nivel 1 – Comercio, área social y bodegas • Nivel 2 al 6– Bodegas • Nivel 7 – Azotea • Azotea flotante 2. ESTRUCTURACION La estructuración del edificio será a base de vigas y columnas de estructura metálica formando marcos en ambas direcciones. El sistema de piso será conformado por un sistema de losacero 25, con un peralte total de losa de h = 12.40 cm. El edificio estará soportado mediante zapatas aisladas desplantadas a una profundidad de al menos 1 metro bajo el nivel de firme sobre un estrato de roca caliza sana con una capacidad de carga de 3.2 kg/cm2 como lo indica el estudio de mecánica de suelos de GEO RED. PROYECTO: BODEGAS AMERICA CLIENTE: Av. Luis Elizondo #150 Col. Tecnológico Monterrey, Nuevo Leon, México Tel. (81) 33-69-0285 y 0477 CALCULÓ: REVISÓ: APROBÓ: FECHA: K.Z.M. M.Q.R. J.G.S. 25/Julio/2024 REVISIÓN: A PÁGINA 4 DE 17 HORA 18:20 3. REGLAMENTOS, MANUALES Y NORMAS 3.1 Reglamento de las construcciones de concreto reforzado – ACI 318-14 3.2 Manual de diseño de obras civiles de CFE – Diseño por viento (2020) 3.3 Manual de diseño de obras civiles de CFE – Diseño por sismo (2015) 3.4 Reglamento de construcciones para el Distrito Federal (Ed. 2019) 3.5 Especificación para Construcciones de Acero – AISC 360-16 4. CARGAS MUERTAS Y VIVAS 4.1 Losas de bodegas a. Carga viva W = 350 kg/m2 b. Peso acabados e instalaciones W = 100 kg/m2 c. Peso losa (aproximado*) W = 230 kg/m2 W = 680 kg/m2 4.2 Losa de azotea a. Carga viva W = 100 kg/m2 b. Peso acabados e instalaciones W = 150 kg/m2 c. Peso losa (aproximado*) W = 230 kg/m2 W = 480 kg/m2 4.3 Estructura de azotea flotante a. Carga viva W = 150 kg/m2 b. Peso acabados e instalaciones W = 150 kg/m2 W = 300 kg/m2 4.3 Cargas especiales a. Fachada perimetral W = 700 kg/ml * El peso propio de la estructura es calculado de manera precisa por el programa con un peso específico de 7,850 kg/m3 para acero. PROYECTO: BODEGAS AMERICA CLIENTE: Av. Luis Elizondo #150 Col. Tecnológico Monterrey, Nuevo Leon, México Tel. (81) 33-69-0285 y 0477 CALCULÓ: REVISÓ: APROBÓ: FECHA: K.Z.M. M.Q.R. J.G.S. 25/Julio/2024 REVISIÓN: A PÁGINA 5 DE 17 HORA 18:20 5. CARGAS DE SISMO Las cargas de sismo están determinadas de acuerdo con el manual de obras civiles de la comisión federal de electricidad (CFE 2015), considerando los valores mostrados en la tabla siguiente. Tabla 1. Datos para definir cargas de Sismo Concepto Valor Clasificación según su destino Clasificación según su tamaño Zona sísmica Tipo de suelo Clasificación según su estructuración Factor de comportamiento sísmico (Q) Factor reductor por sobrerresistencia (R0) Factor de redundancia (r) Factor de irregularidad (a) Grupo B Grupo B1 A Tipo 1 Tipo 1 2.0 2.0 1.0 1.0 0.06 Aceleracion (%g) 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.00 0 1 2 3 4 Periodo (seg) Figura 1. Espectro de diseño modificado 5 6 7 PROYECTO: BODEGAS AMERICA CLIENTE: Av. Luis Elizondo #150 Col. Tecnológico Monterrey, Nuevo Leon, México Tel. (81) 33-69-0285 y 0477 CALCULÓ: REVISÓ: APROBÓ: FECHA: K.Z.M. M.Q.R. J.G.S. 25/Julio/2024 REVISIÓN: A PÁGINA 6 DE 17 HORA 18:20 6. CARGAS DE VIENTO Las cargas de viento están determinadas de acuerdo con el manual de obras civiles de la comisión federal de electricidad (CFE 2020), considerando los valores mostrados en la tabla siguiente. Tabla 2. Datos para definir cargas de Viento Concepto Valor Clasificación según su importancia Clasificación según su respuesta al viento Categoría del terreno según su rugosidad Velocidad regional Altura sobre el nivel del mar Temperatura mínima diaria Factor de topografía (Ft) Grupo B Tipo 1 2 190.6 km/hr 11 mts 11.2 °C 1.0 30 25 Altura (m) 20 15 10 5 0 80 130 180 230 Presion (kg/m2) Figura 2. Curva de presión de viento 280 330 PROYECTO: BODEGAS AMERICA CLIENTE: CALCULÓ: REVISÓ: APROBÓ: FECHA: K.Z.M. M.Q.R. J.G.S. 25/Julio/2024 Av. Luis Elizondo #150 Col. Tecnológico Monterrey, Nuevo Leon, México Tel. (81) 33-69-0285 y 0477 REVISIÓN: A PÁGINA 7 DE 17 7. COMBINACIONES DE CARGA 7.1 Cargas Básicas CM Carga Muerta CV Carga Viva CW Carga de Viento CE Carga de Sismo 7.2 Combinaciones de Cargas Tabla 3. Factores para combinaciones de carga Carga CM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1.4 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 CV CW (+X) CW (-X) CW (+Y) CW (-Y) CE (X) CE (Y) 1.6 0.5 1.6 1.6 1.6 1.6 0.5 1.6 1.6 0.5 1.6 1.6 0.5 1.0 1.0 0.5 1.0 1.0 0.5 1.6 1.6 1.6 1.6 1.0 1.0 HORA 18:20 PROYECTO: BODEGAS AMERICA CLIENTE: Av. Luis Elizondo #150 Col. Tecnológico Monterrey, Nuevo Leon, México Tel. (81) 33-69-0285 y 0477 CALCULÓ: REVISÓ: APROBÓ: FECHA: K.Z.M. M.Q.R. J.G.S. 25/Julio/2024 REVISIÓN: A PÁGINA 8 DE 17 HORA 18:20 8. CALIDAD DE LOS MATERIALES 8.1 Concreto en losas f'c = 250 kg/cm2 8.2 Perfiles laminados Sección IR fy = 3515 kg/cm2 8.3 Secciones armadas de 3 placas fy = 3515 kg/cm2 9. ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL Para el análisis del edifico se preparó un modelo tridimensional empleando el programa STAAD.Pro (el cual se muestra en la figura 3). Figura 3. Modelo de análisis y diseño en STAAD.Pro PROYECTO: BODEGAS AMERICA CLIENTE: Av. Luis Elizondo #150 Col. Tecnológico Monterrey, Nuevo Leon, México Tel. (81) 33-69-0285 y 0477 CALCULÓ: REVISÓ: APROBÓ: FECHA: K.Z.M. M.Q.R. J.G.S. 25/Julio/2024 REVISIÓN: A PÁGINA 9 DE 17 HORA 18:20 10. DISEÑO DE ZAPATAS A continuación, se presenta el diseño de una zapata aislada (Ejes A con 1) de 360x360x65 bajo las cargas más desfavorables obtenidas de las reacciones del programa de análisis, con ayuda del programa ASDIP Foundation 2.10.9. PROYECTO: BODEGAS AMERICA CLIENTE: Av. Luis Elizondo #150 Col. Tecnológico Monterrey, Nuevo Leon, México Tel. (81) 33-69-0285 y 0477 CALCULÓ: REVISÓ: APROBÓ: FECHA: K.Z.M. M.Q.R. J.G.S. 25/Julio/2024 REVISIÓN: A PÁGINA 10 DE 17 HORA 18:20 PROYECTO: BODEGAS AMERICA CLIENTE: Av. Luis Elizondo #150 Col. Tecnológico Monterrey, Nuevo Leon, México Tel. (81) 33-69-0285 y 0477 CALCULÓ: REVISÓ: APROBÓ: FECHA: K.Z.M. M.Q.R. J.G.S. 25/Julio/2024 REVISIÓN: A PÁGINA 11 DE 17 HORA 18:20 PROYECTO: BODEGAS AMERICA CLIENTE: Av. Luis Elizondo #150 Col. Tecnológico Monterrey, Nuevo Leon, México Tel. (81) 33-69-0285 y 0477 CALCULÓ: REVISÓ: APROBÓ: FECHA: K.Z.M. M.Q.R. J.G.S. 25/Julio/2024 REVISIÓN: A PÁGINA 12 DE 17 HORA 18:20 A continuación, se presenta el diseño de una zapata combinada (Ejes 1 con F y E) de 680x360x65 bajo las cargas más desfavorables obtenidas de las reacciones del programa de análisis, con ayuda del programa ASDIP Foundation 2.10.9. PROYECTO: BODEGAS AMERICA CLIENTE: Av. Luis Elizondo #150 Col. Tecnológico Monterrey, Nuevo Leon, México Tel. (81) 33-69-0285 y 0477 CALCULÓ: REVISÓ: APROBÓ: FECHA: K.Z.M. M.Q.R. J.G.S. 25/Julio/2024 REVISIÓN: A PÁGINA 13 DE 17 HORA 18:20 PROYECTO: BODEGAS AMERICA CLIENTE: Av. Luis Elizondo #150 Col. Tecnológico Monterrey, Nuevo Leon, México Tel. (81) 33-69-0285 y 0477 CALCULÓ: REVISÓ: APROBÓ: FECHA: K.Z.M. M.Q.R. J.G.S. 25/Julio/2024 REVISIÓN: A PÁGINA 14 DE 17 HORA 18:20 PROYECTO: BODEGAS AMERICA CLIENTE: Av. Luis Elizondo #150 Col. Tecnológico Monterrey, Nuevo Leon, México Tel. (81) 33-69-0285 y 0477 CALCULÓ: REVISÓ: APROBÓ: FECHA: K.Z.M. M.Q.R. J.G.S. 25/Julio/2024 REVISIÓN: A PÁGINA 15 DE 17 HORA 18:20 11. DISEÑO DE VIGAS SECUNDARIAS EN SECCIÓN COMPUESTA Para las vigas secundarias que se ubican entre los ejes 1 y 3 se elige un perfil de sección IR 356x32.8 kg/m con las siguientes propiedades: d=34.8 cm bf=12.7cm Zx=545 cm3 h=31.0 cm tf=8.60 cm Ia=8,284 cm4 tw=0.59 cm Aa=41.9 cm2 Las propiedades de los materiales son los siguientes: fy=3,515 kg/cm2 f’c=250 kg/cm2 Es=2,040,000 kg/cm2 Ec=221,359 kg/cm2 Se obtiene la inercia de la sección transformada considerando una capa de compresión de concreto de tc=6cm de espesor y un peralte del valle de la lámina acanalada hr=6.4cm, resultando en un peralte total de 12.4cm. Se considera una separación desfavorable entre vigas de 180cm y se transforma a un ancho equivalente en acero: 𝑛= 𝐸𝑠 2040000 = = 9.22 𝐸𝑐 221359 𝑏𝑒𝑞 = 180 = 19.5 𝑐𝑚 9.22 Área del concreto equivalente: 𝐴𝑐𝑡 = 𝑏𝑒𝑞 𝑡𝑐 = (19.53)(6) = 117.19𝑐𝑚2 Inercia del ancho de concreto equivalente: 𝑏𝑒𝑞 𝑡𝑐3 𝐼𝑐𝑡 = = 351.57𝑐𝑚4 12 PROYECTO: BODEGAS AMERICA CLIENTE: Av. Luis Elizondo #150 Col. Tecnológico Monterrey, Nuevo Leon, México Tel. (81) 33-69-0285 y 0477 CALCULÓ: REVISÓ: APROBÓ: FECHA: K.Z.M. M.Q.R. J.G.S. 25/Julio/2024 REVISIÓN: A PÁGINA 16 DE 17 HORA 18:20 Posición del centro de gravedad de la sección de acero: 𝑌𝑎 = 𝑑 34.8 = = 17.40𝑐𝑚 2 2 Posición del eje neutro elástico de la sección transformada: 𝑡 𝐴𝑎 𝑌𝑎 + 𝐴𝑐𝑡 (𝑑 + ℎ𝑟 + 𝑐 ) 2 = 37.14𝑐𝑚 𝑌̅ = 𝐴𝑎 + 𝐴𝑐𝑡 Inercia de la sección transformada: 𝑡𝑐 𝐼𝑡 = 𝐼𝑎 𝐴𝑎 (𝑌̅ − 𝑌𝑎 )2 + 𝐼𝑐𝑡 + 𝐴𝑐𝑡 (𝑑 + ℎ𝑟 + − 𝑌̅)2 = 30,803.83𝑐𝑚4 2 Para considerar el deslizamiento entre la losa y el acero debido a la acción compuesta parcial del 80%, se calcula el momento de inercia efectivo: 𝐼𝑒𝑓𝑓 = 𝐼𝑎 + √𝛼(𝐼𝑡 − 𝐼𝑎 ) = 28,426 𝑐𝑚4 Etapa de servicio Diseño a flexión Se calcula la capacidad resistente a flexión de la sección transformada en el rango elástico y se compara con la demanda requerida: 𝑀𝑢 = 15.17 𝑡 − 𝑚 𝑀𝑅 = ∅𝑀𝑛 = ∅𝐹𝑦 𝑆𝑥 = ∅𝐹𝑦 𝐼𝑒𝑓𝑓 28,426 ) = 24.21 𝑡 − 𝑚 = (0.90)(3515) ( 37.14 𝑌̅ 𝑀𝑅 = 24.2 𝑡 − 𝑚 > 𝑀𝑢 = 15.1 𝑡 − 𝑚 → ∴ 𝐶𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒 PROYECTO: BODEGAS AMERICA CLIENTE: Av. Luis Elizondo #150 Col. Tecnológico Monterrey, Nuevo Leon, México Tel. (81) 33-69-0285 y 0477 CALCULÓ: REVISÓ: APROBÓ: FECHA: K.Z.M. M.Q.R. J.G.S. 25/Julio/2024 REVISIÓN: A PÁGINA 17 DE 17 HORA 18:20 Revisión por deflexiones Deflexión instantánea de la viga en sección compuesta: ∆𝑖𝑛𝑠𝑡 = 5𝑤𝐿4 (5)(12.24)(840)4 = = 1.37𝑐𝑚 384𝐸𝐼𝑒𝑓𝑓 384(2,040,000)(28,426) ∆𝑝𝑒𝑟𝑚 = 𝐿 840 = = 3.50𝑐𝑚 240 240 ∆𝑖𝑛𝑠𝑡 = 1.37𝑐𝑚 < ∆𝑝𝑒𝑟𝑚 = 3.50𝑐𝑚 → ∴ 𝐶𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒 Etapa de construcción Diseño a flexión Se calcula la capacidad resistente a flexión de la sección simple y se compara con la demanda requerida en la etapa de construcción. 𝑀𝑢 = 6.92 𝑡 − 𝑚 𝑀𝑅 = ∅𝑀𝑛 = ∅𝐹𝑦 𝑍𝑥 = (0.90)(3515)(545) = 17.2 𝑡 − 𝑚 𝑀𝑅 = 17.2 𝑡 − 𝑚 > 𝑀𝑢 = 6.9 𝑡 − 𝑚 → ∴ 𝐶𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒 Revisión por deflexiones ∆𝑖𝑛𝑠𝑡 = 5𝑤𝐿4 (5)(6.268)(840)4 = = 2.40 𝑐𝑚 384𝐸𝐼𝑎 384(2,040,000)(8,284) ∆𝑝𝑒𝑟𝑚 = 𝐿 840𝑐𝑚 = = 3.50𝑐𝑚 240 240 ∆𝑖𝑛𝑠𝑡 = 2.4𝑐𝑚 < ∆𝑝𝑒𝑟𝑚 = 3.50𝑐𝑚 → ∴ 𝐶𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒
