MEMORIA DE CALCULO DISEO ESTRUCTURAL

PROYECTO " CASA ARMAS"

QUITO

PROFESIONAL RESPONSABLE :

ING. WALTER HIDALGO MANTILLA

Quito, Mayo del 2015

INDICE

1.1 DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO

1.2 DESCRIPCION DEL DISEO ESTRUCTURAL

1.3 CODIGOS UTILIZADOS

1.4 ESTUDIOS PRELIMINARES

1.5 DISEO DE LA CIMENTACION

1.6 DISEO DE LAS LOSAS

REFERENCIAS

PROYECTO "CASAARMAS"

1. MEMORIA DE CALCULOESTRUCTURAL

1.1 DESCRIPCION GENERAL DELPROYECTO

El proyecto "CASA ARMAS" que se proyectaconstruir en un lote de terreno situado en lacalle los aguacates y calle Ilalo, sector LaMorita 2, parroquia de Tumbaco, en la ciudadde Quito, est constituido por una casa de 2pisos, la geometra en planta y elevacin esregular, con una estructura espacial reticular

alargada.La estructura ser mixta con porticos dehormign armado, vigas secundarias ycubiertas de estructura de acero A36.La estructura esta cimentada sobre plintosaislados y combinados, conectados porcadenas.Los prticos dctiles principales sonlongitudinales y transversales, conforman elsistema portante ante cargas verticales y cargasssmicas, que en conjunto conforma unaestructura espacial dctil, diseada con un altogrado de capacidad de plastificacin.

1.2 UBICACIN DEL PROYECTO

FechaArea/RegionTipo de ProyectoNombre del ProyectoIngeniero ESTRUCTURAL Responsable

Mayo 2015Quito/EcuadorEstructura de hormign y acero A36CASA ARMASWalter Hidalgo Mantilla

1.3 CODIGOS Y ESTANDARES UTILIZADOS

1.3.1 CODIGOS UTILIZADOS

American Concrete Institute NORMAS

ECUATORIANAS DECONSTRUCCION

American Iron of SteelConstruction

American Iron of SteelInstitute

Instituto Americano delConcreto

ACI 318-08NEC-2011

AISC-1989AISI- 1993ACI-531-95

1.3.2 CARGAS DE DISEO

CUANTIFICACION DE CARGASLOSA ENTREPISO

PESO PROPIO CARGA(T/m2)

DECK METALICO 0.01HORMIGON 0.09 m3/m2 0.228

TOTAL 0.238

CUBIERTA

PESO PROPIO CARGA(T/m2)

PLANCHA FIBROCEMENTO e= 12mm 0.03TEJA 0.05CIELO RASO 0.02

TOTAL 0.10

CARGA ENTREPISO CUBIERTA(T/m2) (T/m2)

PESO PROPIO 0.24 0.10ACABADOS 0.132 0.132MAMPOSTERIA 0.18 0.05D (CARGA MUERTA) 0.552 0.282L (CARGA VIVA) 0.2 0.1TOTAL 0.752 0.382

4.Carga de viento 50 kg/m2

5. DETERMINACIN DE LA CARGA HORIZONTAL CARGA SSMICA:

Todos los empujes horizontales en esta estructura sern transmitidoshacia los prticos principales en ambos sentidos, a los mismos que se lesha dado la suficiente rigidez para que puedan absorberlos en un momentodeterminado, considerando en el diseo criterios que garanticen laductilidad de la estructura.

Las magnitudes y distribucin de los empujes ssmicos han sidoobtenidas con los criterios y frmulas proporcionadas por el CdigoEcuatoriano de la Construccin NEC 2011 para el efecto:

- I = 1.00 ( el factor I=1 , tomado en cuenta debido a que los localescomerciales , tienen solo ingreso externo por las calles accesibles y esfcil la evacuacin de personas).

- Z = 0.40

- Fa=1.20, Fd=1.4, Fs=1.5 (perfil de suelo asumido es de tipo D,debido a la insuficiente informacin del estudio de suelos)

- R = 8 - W = Carga muerta total + 25 % de la Carga Viva.

Tabla 2.8. Valores de M mximos, expresados comofraccin de la altura de piso

Estructuras de MmximaHormign armado, estructuras metlicas y de madera 0.020

De mampostera 0.010

PARAMETROS CODIGO NEC 2011

CLCULO DEL ESFUERZO CORTANTE PARA SISMO

V = I S a___________ W cortante basal

R E P

DATOS PARA CLCULO

I = 1Sa = Aceleracin espectral correspondiente al espectro de respuesta

elstica de diseo, definida en 2.5.5.1

R = 8Z = 0.4T = primer periodo fundamentalTc = 0.55 x Fs x ( Fd / Fa ) = 0.963 Fs = 1.50 Fd = 1.40 Fa =1.20

Sa = Z Fa para 0 T TC

entonces: Sa = x Z x Fa = 1.1904 n = 2.48 z = 0.40Fa = 1.20

V =valor calculado x Wtotal

S a = x Z x Fa para para 0 T TC

S a = x Z x Fa ( Tc / T ) r para T > TC

donde: r = 1 para suelos tipo A, B, C o Dr = 1.5 para suelos tipo E

= 2.48 Provincias de la Sierra

Tc = 0.55 x Fs x ( Fd / Fa ) TL = 2.4 x Fd

6.Esfuerzo Admisible de suelo natural 2.5 kg/cm2

7.Esfuerzo de Trabajo del suelo 2.5 kg/cm2

1.3.3 ESFUERZO DE DISEO DE MATERIALES UTILIZADOS

1 Resistencia cilndrica hormign en muros1 .a Resistencia cilndrica hormign en losas ycolumnas2. Esfuerzo de fluencia del refuerzo3. Resistencia a la rotura/ unidad de bloque de

mampostera de paredes

Fc = 240kg/cm2 fc =240 kg/cm2 fy = 4200kg/cm2

o- = 30 kg/cm2

1.3.4 OBSERVACIONES

1. Traslape mnimo de varillas de acero: 50 dimetros o 60 cm, donde no se especifique,2. Replantillo de 8 cm como base de plintos en cimentacin3. Niveles sealados en planos4. Recubrimiento mnimo de hormign en cimentacin: 7.0 cm5. Recubrimiento mnimo de vigas y columnas expuestas: 4 cm

1.4 ESTUDIOS PRELIMINARES, PROCESO CONSTRUCTIVO

1. Levantamiento Topogrfico y verificacin de niveles naturales y de proyecto2. Remover estratos de capa vegetal, de acuerdo a planos y recomendaciones de suelo3. Revisin y Anlisis de los Suelos.4. La estructura debe apoyarse sobre el suelo verificada su resistencia, al nivel indicado en

planos5. Construccin de muros de contencin,6. Construccin de la cimentacin7. Construccin de la estructura de hormign: columnas y losas8. Las paredes se construirn apoyadas y ancladas sobre las cadenas y a la estructura

1.5 DISEO DE LA CIMENTACION

De acuerdo al anlisis del suelo y el informe respectivo presentado por el Ing. Ivn RubioGlvez, la cimentacin planteada en el plano referencial deposita esfuerzos en el suelo, menoresa 2.5 kg/cm2, para todos los plintos, que estn ubicados en forma centrada o excntrica respectode las columnas y ejes. Para ello es importante el nivel de desplante de los plintos, el mismo quecoincide con las especificaciones determinadas por el Estudio de Suelos.

Para cargas ssmicas,. los esfuerzos admisibles del suelo se consideraron de hasta 2.50 kg/cm2. Elcontrapiso no es considerado como una placa colaborante con las cadenas.

El refuerzo de acero fue determinado por el mtodo de ltima resistencia para las accionescrticas y satisface los requerimientos del NEC 2011. El nivel de cimentacin est determinadoen planos y est basado en las recomendaciones especficas del Estudio de Suelos del Proyecto.

1.6 ANALISIS ESTRUCTURAL

El anlisis estructural se lo realiz utilizando el programa ETABS V 13.1.2, en base al modelo deprtico espacial regular, conformado por vigas y columnas.

De acuerdo al NEC 2011 la carga lateral esttica puede ser valorada en base a 14.88 % del pesode la estructura, las cuales fueron distribuidas en base a las regulaciones del Capitulo 2 y ademsconsiderando una posible distribucin de cargas con efectos de torsin en planta, que sonmnimos pero que se originan por la pequea falta de simetra de la distribucin de las columnasen la estructura.

Se utiliz el modelo matemtico para carga ssmica, que determina 3 grados de libertad por nudo,para as obtener resultados muy prximos al comportamiento real del edificio. Las losas sonconsideradas flexibles.

No se consider colaborante a la mampostera.

1.6.1 CALCULO DE LAS ENVOLVENTES DE CARGA

La estructura se analiz y calcul para la envolvente de los siguientes estados de carga:

1.- U= 1.4D+ 1.7L

2.- U= .75 (1.4D+ 1.7L + 1.87EQX)

3.- U= .75 (1.4D+ 1.7L - 1.87EQX)

4.- U= .9D+1.43EQX

5.- U= .9D-1.43EQX

6.- U= .75 (1.4D+ 1.7L + 1.87EQY)

7.- U= .75 (1.4D+ 1.7L - 1.87EQY)

8.- U= .9D+1.43EQY

9.- U= .9D-1.43EQY

TORSION ACCIDENTAL :

En los valores tanto de EQX, como de EQY ( sismo en las direcciones X e Y respectivamente ),se ha incluido una excentricidad accidental del corte ssmico igual al +/- 5% de la dimensinmayor en planta del edificio

1.6.2. DEFLEXIONES.

Con la rigidez existente en los elementos del prtico espacial se preveen deflexiones menores alas permitidas en la Ref(1) por carga vertical.

Los desplazamientos relativos por carga ssmica de nudo superior sern menores a de 0.02 H,eacorde con las recomendaciones actuales del NEC 2011.

Las deflexiones de vigas son menores a las permitidas por el NEC 2011.

TIPO DE ELEMENTO

ELEMENTOCARGADO CONCARGA VIVA MASCARGA MUERTA

Elemento de cubierta quesoporta cielos rasos deyeso o elemento de piso

L/500

1.6.3 DISEO DE LOS MIEMBROS.

Las columnas y vigas se disearon en base a los requerimientos de la teora de diseo deelementos de hormign armado, obedeciendo las disposiciones del ACI 2008.

Las columnas se disearon determinando la solicitacin de flexocompresin biaxial crtica.Asimismo, la seccin de las columnas garantiza un comportamiento dctil ante solicitaciones decargas laterales.

ING. WALTER HIDALGO MANTILLA

REFERENCIAS.

Ref. (1) NORMAS ECUATORIANAS DE CONSTRUCCION 2011.

Ref. (2) American Concrete Intitute, Reglamento de las Construcciones. ACI-318-08

Ref. (3) Informe de Suelos, Ing. Ivn Rubio Glvez 2014.

Ref. (4)ANEXO 1: RESULTADOS ETABS.Ref. (5)ANEXO 2 REVISION: CARGA SISMICA, DERIVAS.