Informe Tecnico Bloque D (02-Marzo-2015)

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ING. EDINWSON MARCHAN GIRÓN. - CIP: 166586

MEMORIA DE CÁLCULO DE ESTRUCTURAS PROYECT0:

MI BANCO HUNTER

“

JUNIO 2015

”

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INDICE 1.1 GENERALIDADES

1.2



OBJETIVO



DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA



NORMAS EMPLEADAS



ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LOS MATERIALES

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL

1.2.1ANALSIS SISMICO 

FACTORES PARA EL ANALISIS



ANALISIS DINAMICO



ANALISIS ESTATICO



CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS

1.3 DISEÑO ESTRUCTURAL 1.3.1DESCRIPCION 1.3.2COMBINACION DE CARGAS 1.3.3AREA DE ACERO EN LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES


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1.1 GENERALIDADES OBJETIVO La finalidad del presente documento es presentar los cálculos justificativos del análisis sísmico y diseño estructural de la edificación.

DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA El proyecto consta de una estructura mixta compuesta por albañilería confinada y pórticos estructurales. Los pórticos de concreto armado en la dirección X e Y respectivamente, los cuales serán los encargados de recibir las cargas provenientes de las estructuras horizontales y sismo, transmitirlo hasta la cimentación conformado por zapatas aisladas. Los muros confinados transmiten el peso muerto a la cimentación. Los muros de albañilería aportan gran rigidez lateral a la estructura ante un evento sísmico. Tiene una configuración regular en planta y elevación según las consideraciones de la norma sismo resistente Norma NTE-030.

NORMAS EMPLEADAS Se sigue las disposiciones de los Reglamentos y Normas Nacionales e Internacionales descritos a continuación. -Reglamento Nacional de Edificaciones (Perú) – Normas Técnicas de Edificación (N.T.E.): -NTE E.020 “CARGAS”

-

NTE E.060 “CONCRETO ARMADO”

-NTE E.070 “ALBAÑILERIA” - NTE E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” - A.C.I. 318 – 2008 (American Concrete Institute) - Building Code Requirements for Structural Concrete

- UBC 1997 Uniform Building Code.

Se entiende que todos los Reglamentos y Normas están en vigencia y/o son de la última edición.


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ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LOS MATERIALES Concreto Armado 

Resistencia f´c

: 210 Kg/cm2 (columnas, vigas, losas y zapatas)



Módulo de Elasticidad

: 217,370.65 Kg/cm2



Módulo de Poisson

: 0.20



Peso específico

: 2,400 Kg/m3

Concreto Simple 

Cimiento Corrido

: 1:10+30% P.G.



Sobre cimiento

: 1:8+25% P.M.



Solado

: f’c = 100 Kg/cm2

Acero corrugado 

Resistencia a la fluencia

: 4200 Kg/cm2




: 2’100,000 Kg/cm2

Muro 

Ladrillo KING-KONG artesanal.



Resistencia

: f’m = 80 kg/cm2




: E = 500 f’m



Peso específico

: 1,800 Kg/m3

Recubrimientos libres 

Cimientos

: 7.5 cm



Muros y columnas

: 4.0 cm



Vigas peraltadas

: 6.0 cm



Vigas chatas

: 3.0 cm



Aligerada

: 2.0 cm

1.2 ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL Para el análisis y diseño de la estructura que consta de tres niveles usaremos el Etabs versión 2014, programa del CSI.

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1.2.1 ANALISIS SISMICO FACTORES PARA EL ANALISIS El Análisis Sísmico se realiza utilizando un modelo matemático tridimensional en donde los elementos verticales están conectados con diafragmas horizontales, los cuales se suponen infinitamente rígidos en sus planos. Además, para cada dirección, se ha considerado una excentricidad accidental de 0.05 veces la dimensión del edificio en la dirección perpendicular a la acción de la fuerza. Los parámetros sísmicos que estipula la Norma de Diseño Sismo resistente (NTE E.030) considerados para el Análisis en el Edifi cio, son los siguientes

Factor

Nomenclatur a

Zona

Z

Clasif icación Categórica Tipo 1

Uso

U

B

1.2

Oficinas

Suelo

S

S3 Tp (s) Porticos con muros de corte

1.4 0.9

Suelo granular

Coeficiente de r educción

Rx Ry

Muros de albañilería

Valor 0.4

6.0 2.0

Justif icación

Zona Sísmica 3: Arequipa

(Irregular en Planta) (Irregular en Planta)

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ANALISIS DINAMICO ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES Para el Análisis Dinámico de la Estructura se utiliza un Espectro de respuesta según la NTE - E.030, para comparar la fuerza cortante mínima en la base y compararlos con los resultados de un análisis estático. Todo esto para cada dirección de la Edificación en planta (X e Y).

Sa= ZUSC.g R

; g= 9.81 m/s2

y

C=2.5(Tp/T) <2.5

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"C" correg

Sa X

Sa Y

0.05

2.500

2.616

2.616

0.10

2.500

2.616

2.616

0.15

2.500

2.616

2.616

0.20

2.500

2.616

2.616

0.25

2.500

2.616

2.616

0.30

2.500

2.616

2.616

0.35

2.500

2.616

2.616

0.40

2.500

2.616

2.616

0.45

2.500

2.616

2.616

0.50

2.500

2.616

2.616

0.55

2.500

2.616

2.616

0.60

2.500

2.616

2.616

0.65

2.308

2.415

2.415

0.70

2.143

2.242

2.242

0.75

2.000

2.093

2.093

0.80

1.875

1.962

1.962

0.85

1.765

1.847

1.847

0.90

1.667

1.744

1.744

1.05

1.429

1.495

1.495

1.10

1.364

1.427

1.427

1.15

1.304

1.365

1.365

1.20

1.250

1.308

1.308

1.25

1.200

1.256

1.256

1.30

1.154

1.207

1.207

1.35

1.111

1.163

1.163

1.40

1.071

1.121

1.121

1.45

1.034

1.082

1.082

1.50

1.000

1.046

1.046

1.55

0.968

1.013

1.013

1.60

0.938

0.981

0.981

1.65

0.909

0.951

0.951

1.70

0.882

0.923

0.923

1.75

0.857

0.897

0.897

1.80

0.833

0.872

0.872

1.85

0.811

0.848

0.848

1.90

0.789

0.826

0.826

1.95

0.769

0.805

0.805

0.750

0. 785

0. 785

0.732

0.766

0.766

T

2.00 2.05


Figura N° 1.01 Imagen del modelo en Etabs del edificio – Vista 1

Figura N° 1.02 Imagen del modelo en Etabs del edificio – Vista 2

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ANALISIS ESTATICO Se calculará el cortante Estático con los valores de los parámetros definidos anteriormente, además de definir el Peso de la Estructura y el Factor de Ampliación Dinámica (C). PESO DE LA ESTRUCTURA (P) La estructura tiene una clasificación como categoría C por lo tanto el peso que se ha considerado para el análisis sísmico es el debido a la carga permanente más el 25% de la carga viva (100% CM + 25%CV). En azoteas techo en general se considera el 25% de la carga viva. (100%CM + 25%CV). CARGA MUERTA: El valor de las cargas muertas empleadas comprende el peso propio de los elementos estructurales (losas, columnas, vigas, etc.) según características descritas anteriormente; además del peso de los elementos aligerados en losas, el peso de la tabiquería y el peso de los acabados, según: Peso propio del aligerado de ladrillo de arcilla en el aporticado: (e=0.25m): 350Kg/m2 Peso propio del aligerado de ladrillo de arcilla en la albañilería confinada: (e=0.15m): 210Kg/m2 Peso muerto: Acabados

:

Tab. Móvil

100Kg/m2 :

Ladrillo pastelero

100Kg/m2 :

70 Kg/m2

CARGA VIVA: El valor de carga viva empleada para el primer es 150 kg/m2.

FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA (C) y PERIODO FUNDAMENTAL (T) Para el cálculo del Factor de Amplificación Sísmica en los Análisis se consideró el periodo fundamental estimado en la Norma NTE. E.030, según: C= 2.5 (Tp/T) ≤ 2.5

APORTICADO: Dir ección

Ct

X-X

35

Y-Y

35

Hn

4.0 4.0

T=hn/Ct 0.1143 0.1143

C

C/R>0.125

2.50 2.50

0.4545

C

C/R>0.125

2.50 2.50

0.833

0.4545

CONFINADO: Dir ección

.

Ct

X-X

60

Y-Y

60

Hn

4.0 4.0

T=hn/Ct 0.0667 0.0667

0.833

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FUERZA CORTANTE EN LA BASE (V) La Fuerza Cortante en la Base de la Edificación se determina como una fracción del peso total de la Edificación mediante la siguiente expresión: Cuadro N°01 N

Pi

Análisis Estático

hi

3 2 1 P=

70 112 112 294

V=

88.2

Pi*hi 8.7 6.2 3.6

609 694.4 403.2 1706.6

F=(PixFix147)/1706.6 31.47 35.89 20.84 88.2

Los valores de cortantes del análisis estático del cuadro anterior en cada dirección son los siguientes: Vx=88.2 Ton. y Vy=88.2 Ton.

FUERZA CORTANTE MINIMA PARA DISEÑO La Norma E-030 Diseño sismo resistente establece que el cortante basal dinámico no debe de ser menor al 90% del cortante basal obtenido del análisis estático para estructuras irregulares, que como se demostrará más adelante es el caso de la estructura en análisis. Además si fuera necesario incrementar la fuerza cortante dinámica se tendría que escalar también todos los resultados obtenidos de este análisis, excepto los desplazamientos, mediante el siguiente factor“F”.

Cuadro N° 02 Resumen de la cortante estática y dinámica, corregido por su factor de Escala de la estructura analizada. EJES

"V" ESTATICO

%

Vx MMA

Vy MMA

F FACTOR DE ESCALA

F DINAMICO

Ejes "X-X"

88.2

90

79.38

79.38

1.111

88.2

Ejes "Y-Y"

88.2

90

79.38

79.38

1.111

88.2

El factor de amplificación para el cortante basal dinámico en la dirección X-X e Y-Y se observa que es 1.11 y 1.11 respectivamente.


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CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES La Norma NTE. E .030, señala en su artículo 16.4 que los desplazamientos laterales se calcularán multiplicando por 0.75R los resultados obtenidos del análisis lineal y elástico con las solicitaciones sísmicas reducidas. Se tomaron los desplazamientos del centro de masa y del eje más alejado. Los resultados se muestran en la siguiente tabla para cada dirección de análisis.



Los máximos drifts originados por el sismo en la dirección X-X del edificio Desplazamiento máximo en el tercer nivel nivel es de 0.000990 m.



Los máximos drifts originados por el sismo en la dirección Y-Y del edificio Desplazamiento máximo en el tercer nivel es de 0.000426 m.

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De los valores de las tablas anteriores se realiza un resumen de l os desplazamientos relativos de entrepiso en cada dirección. Cuadro N°03 Resumen de Valores de los desplazamientos relativos. PISO

ITEM

DRIFT

DRIFT x 0.75R

Distorción máx. NTP E030

CUMPLE

NIVEL 3°

Diaph CR

Sx

0.000990

0.0007425

OK

NIVEL 3°

Diaph CR

Sy

0.000426

0.0003195

OK

CR = CENTRO DE RIGIDEZ DE TODA LA ESTRUCTURA

Se observa que tanto en la dirección X e Y cumplen con el desplazamiento relativo máximo permisible de entrepiso, según los valores establecidos por la Norma NTE – 030. A continuación se muestra la deformada de la estructura ante la fuerza de sismo en la dirección X e Y respectivamente. Figura N°1.03 Imagen del centro de gravedad de la estructura.


Figura N°1.04 Imagen del esfuerzo en la estructura ante la fuerza de gravedad.

1.3 DISEÑO ESTRUCTURAL

1.3.1

DESCRIPCION Luego de haber realizado el análisis sísmico y haber cumplido con las condiciones de desplazamientos laterales según la NTE-030, se determinó las dimensiones exactas de los elementos estructurales, así como se muestra en las siguientes figuras.

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Figura N°1.05 Imagen de las dimensiones de los elementos estructurales

1.3.2COMBINACION DE CARGAS Las combinaciones de carga para el diseño estructural han sido tomadas del RNE E.060 mayo 2009. Estas combinaciones son las siguientes: 

1.40D + 1.70L



1.25D + 1.25L ± 1.00Sx



1.25D + 1.25L ±1.00Sy



0.90D ± 1.00Sx



0.90D ±1.00Sy

Dónde: D: Carga muerta L: Carga viva Sx: Cargas de sismo en dirección x. Sy: Cargas de sismo en dirección y.


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1.3.3 AREA DE ACERO EN LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES A continuación se presenta el área de acero (As) de los elementos estructurales según la combinación de cargas establecidas por el Reglamento Nacional de Edificaciones (N.T.E- 060). Figura N°1.06 Imagen de área de acero de los elementos estructurales


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CONCLUSIONES Y R ECOMENDACIONES



Las distorsiones de los entrepisos en el eje “X” son menores a los permitidos por la Norma Técnica NTE -030 (Drift máx.=0.005).



Las distorsiones de los entrepisos en el eje “Y” son menores a los permitidos por la Norma Técnica NTE -030 (Drift máx.=0.005).



Se indica que cualquier variación en las normas actuales o anomalías respecto a la calidad de los materiales descrita en el presente informe dejan sin validez las conclusiones aquí presentada.

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