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MEMORIA DE CÁLCULO

ESCUELA DE ENFERMERIAU A C H

SECTOR PELLUCO – PUERTO MONTTR E G I O N D E L O S L A G O S

Mauricio Valdés N. Ingeniero Civil - UACH

VALDES CONSULTORES

PUERTO VARAS, MAYO de 2012

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BASES DE CÁLCULO.

1. Descripción General del proyecto

El proyecto contempla el diseño estructural de la remodelación y restauración de un inmueble estructurado en base a muros de hormigón armado, tabiques de madera y envigado de piso con algunos refuerzos en acero estructural, la que cuenta con aproximadamente con 511 m2.

El sistema de fundaciones es de cimiento corrido en el sector bajo muros de hormigón, radier de hormigón, además se incluyen muros de hormigón armado.

2. Descripción general del sistema sismorresistente

El sistema sismorresistente de la estructura esta conformado por muros de hormigón armado de 20 cms de espesor en el subterráneo, tabiques diagonalizados y algunos marcos de acero que le permita resistir en forma adecuada las solicitaciones sísmicas.

3. Materiales utilizados, parámetros geomecánicos y sísmicos

3.1. Parámetros geomecánicos

Se consideraron las siguientes propiedades mecánicas del suelo, las que serán verificadas por el informe de mecánica de suelos:

Suelos

Cargas estáticas qadm. Estático 1,50 kg/cm2

Cargas dinámicas qadm. Dinámico 2,00 kg/cm2

SE DEBERÁ RECTIFICAR EN TERRENO LA CAPACIDAD PROPUESTA.

3.2. Parámetros sísmicos

Se realiza un análisis sísmico mediante el método pseudoestático dado por la NCh 433 of. 96 Mod.09, cuyas solicitaciones serán traspasadas a cada tabique o muro según su rigidez en el sistema.

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3.3. Materiales utilizados

Los materiales a utilizar en la construcción de esta edificación se describen a continuación:

• Hormigón H5 para emplantillados (127,5kg cem/m3).• Hormigón H25 90% nivel de confianza para elementos de hormigón armado• Acero Estructural A42-27 ES para zonas de refuerzo y uniones.• Madera Pino IPV o superior. Grado 1.• Acero A63-42H como acero de refuerzo para todos los elementos estructurales de

hormigón armado.

3.4. Propiedades mecánicas de los materiales3.4.1. Hormigón

⇒ Hormigón Armado

• Calidad H25

• Resistencia sobre probeta cúbica =cf 250 Kg/cm2

• Modulo de elasticidad E =235000 Kg/cm2

• Densidad =ρ 2500 Kg/m3

• Modulo de corte G = 94000 Kg/cm2

• Modulo de Poisson =ν 0,2

3.4.2. Acerosi. Aceros de refuerzos

⇒ Elementos de Hormigón Armado• Calidad A-63-42H• Densidad =ρ 7850 Kg/m3

• Modulo de elasticidad E=2,1x106 Kg/cm2

• Modulo de corte G=8,4x105Kg/cm2

• Modulo de Poisson =ν 0,3• Fluencia =yσ 4200 Kg/cm2

• Ruptura =yf 6300 Kg/cm2

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ii. Aceros para Uso Estructural

⇒ Acero para marcos y costaneras

• Calidad A-42-27H• Densidad =ρ 7850 Kg/m3

• Modulo de elasticidad E=2,1x106 Kg/cm2

• Modulo de corte G=8,4x105Kg/cm2

• Modulo de Poisson =ν 0,3• Fluencia =yσ 2700 Kg/cm2

• Ruptura =yf 4200 Kg/cm2

4. Recubrimientos mínimos de armaduras

5. Método de diseño

Se realiza un modelo bidimensional y tridimensional de la estructura mediante el software SAP 2000 Nonlinear (Versión 15.0) a dicho modelo se le aplicaran las cargas y sobrecargas indicadas en la normativa vigente, en otras ocasiones se realizará modelo de algunos elementos estructurales para su verificación y chequeo.

De los modelos anteriormente descritos se obtendrán los esfuerzos correspondientes a cada combinación de cargas para que con dichos esfuerzos se realice el diseño de los distintos elementos estructurales, los que para estos efectos se realizarán con el mismo software señalado.

El método de diseño a utilizar para los elementos de hormigón será el de la ruptura, la cual se realizará con el apoyo del software Hormigón H318 y tablas excel para evaluar las dimensiones de las fundaciones, las que entregan las solicitaciones para el diseño a la ruptura con el software H318.

⇒ Recubrimiento mínimo de armaduras

• Muros y vigas 2,0 cm• Fundaciones 4,0 cm

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.6. Normas y códigos

Solicitaciones:

• Nch 431 Of 77: “Construcción - Sobrecargas de Nieve”.• Nch 432 Of 71: “Calculo de la acción del viento sobre las construcciones”.• Nch 433 Of 96 Mod.09: “Diseño sísmico de edificios”.• Nch 1537 Of 09: “Diseño estructural de edificios - Cargas permanentes y sobrecargas

de uso”.• NCh 3171 Of.10: “Combinaciones de Cargas”

Maderas:

• NCh1198 Of 06: “Madera- construcción en madera- cálculo”• NCh1207 Of 90: “Pino radiata- Clasificación visual para uso estructural-

Especificaciones de los grados de calidad”.• TPI 95: Truss plate institute

Hormigón:

• Nch 170 Of 85: “Hormigón - Requisitos generales”.• Nch 430 Of 08: “Hormigón armado”.• ACI 318-08 (American Concrete Institute): Código de diseño de Hormigón Armado. Acero:

• Nch 203 Of 77: “Acero para uso estructural”.

7. Cargas y sobrecargas

7.1 Cargas permanentes• Cargas permanentes: Las masas de los materiales se calculan de acuerdo a la

información entregada por los fabricantes y las recomendaciones indicadas en los anexos A y B de la norma Nch 1537.Of09

7.2Cargas eventuales• Viento: La determinación de las cargas de viento se regirá según lo establecido en

la norma chilena NCh 432 Of 71.

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Velocidad de diseño: 120 Km/Hr. Presión básica del viento: 69 Kg/m2

Factor de forma C: 1,2C barlovento: 0,8

C sotavento: 0,4

• Sobrecargas de uso: Las sobrecargas de uso a considerar en el diseño son las siguientes:

A nivel de techos se considerará una sobrecarga de 100 Kg/m2.A nivel de pisos se considerará una sobrecarga de 250 Kg/m2.

• Nieve: 25 Kgf/m2 NCh 431 Of 77

• Sismo: Las solicitaciones sísmicas se calcularan por el método Pseudo-estático de acuerdo a lo establecido en la norma Nch 433.Of96 Mod.09

Categoría edificio: "II", coef. I = 1,0, Tabla 6.1Zonificación sísmica " Zona 2", tabla 4.1 - Ao=0.30 g, Tabla 6.2Tipo de suelo III, tabla 4.2To=0.75 seg. - T'=0.85 seg - n=1,80 - p=1,0 S=1,2Factor de modif. Respuesta R=3 y Ro=5 caso estructura metálica tabla 5.1C>= Ao / 6g = 0.05se utilizará Cmax = 0,216

8. Combinaciones de cargas8.1. Combinaciones para diseño

Las combinaciones de estados de cargas a considerar en el análisis por el método a la ruptura, tensiones admisibles y LRFD son los siguientes:

Para comportamiento elástico, según tensiones admisibles:

LDU +=SDU +=WDU ±=EDU ±=

( )ELDxU ±+= 75.0

( )WLDxU ±+= 75.0

( )SLDxU ±+= 75.0

Para comportamiento último, según cargas mayoradas:

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xLxDU 7,14,1 +=)87,17,14,1(75,0 ELDU ×±×+××=

EDU ×±×= 43,19,0

Para Método de factores de carga y resistencia (LRFD)

xDU 4,1=xLxDU 6,12,1 +=

WxLDU ×±+×= 3,15,02,1ExLDU ×±+×= 3,15,02,1

Donde:D: Esfuerzo por peso propioL: Solicitación por carga vivaW: Solicitación por vientoE: Solicitación por sismo

9. Flechas admisibles

Las flechas que se consideran son:

Vigas de techo: SC L/360 y PP+SC L/200Pilares: H/360

10. Hipótesis de cálculo

1. Las sobrecargas de uso se consideran uniformemente distribuidas para efectos de cálculo

2. La estructura resistirá sin daños a movimientos sísmicos de mediana intensidad3. La estructura no colapsará durante sismos de intensidad excepcionalmente severa.4. Los esfuerzos internos están en equilibrio5. Las deformaciones de las armaduras y el hormigón son directamente proporcionales a la

distancia del eje neutro6. La deformación máxima del hormigón que se puede usar en la fibra comprimida mas

distante del eje neutro es de 0,0037. Existe completa adherencia entre acero y hormigón8. Las secciones planas permanecen planas9. La teoría de tensión – deformación (Ley de Hooke) es valida para los elementos de

acero.10.Se desprecia totalmente la presencia de tracción en el hormigón11.El acero resiste la tracción en el hormigón armado12.La permeabilidad del suelo de fundación es homogénea en ambas direcciones de

análisis.

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VERIFICACION MARCO METALICO:

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VERIFICACION CERCHA + SOLICITADA:

Diagrama esfuerzo axial en KN.

Diagrama de Momentos en KN-mt

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VERIFICACION FUNDACIONES:

Datos Zapata mtSolicitacione

s ton/mt N=Nd+Nl 14,45 columna b 0,3 Nd 6,25 M=Md+Ml 0,03

columna l 0,3 Mbd 0,02 e=M/N 0,002076125

columna h 0,8 Vbd 0,4 zapata b 1,4 Nl 8,2 Volcamiento condición

zapata l 1,4 Mbl 0,01 b/6>e O.K.

zapata h 0,5 Vbl 0 F.S. Volc. 337,1666667

SC uso 0 S.máx. 7,438046647

Sello fund. (mt) 1,3 Radier 0 S.máx.<S.disp. O.K.

Suelo 1,6

Datos materiales ton/mt zapata 1,25 Pd 13,342

fc' (hormigón) 2000 Pl 8,2

fy (fluencia acero) 42000 S. Suelo disp 12,15 Pu 32,6188

P.Esp.ha 2,5 Mu 0,773

P.Esp. Suelo 2 b/60,233

3 e=Mu/Pu 0,02369799

S. Suelo 15 Area zapata 1,96 b/6>e O.K.

Datos para el diseño T/m Vn=Vc= 47,22059085 Recubrimiento d' 0,05 F.S. 0,85

d 0,45 Vn>Vu/F.S. O.K. S.max 18,332

S.min 14,952

S.critico 18,091 Mu diseño 3,788164727 S.borde col. 17,004

Vu diseño 2,5496

Mauricio Valdés N. Ingeniero Civil - UACH

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