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5/10/2018 MEMORIAS RAMIRO CORTEZ - slidepdf.com

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ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONPARA VIVIENDA UNIFAMILIAR

CARRERA 9 N° 79 - 27 BARRIO VILLA NORTEMUNICIPIO DE TUNJA

MEMORIAS DE CÁLCULO

AGOSTO 2011



1.0 DESCRIPCION DEL PROYECTO

Con base en la propuesta arquitectónica, el proyecto a realizar está conformado poruna estructura de tres niveles con un área aproximada de 256m2, estructura que sedispondrá para uso residencial.

El diseño de la estructura de concreto está conformado por el presente informe quecontiene las memorias de cálculo estructural y sus respectivos planos con todos losdetalles.

2.0 SISTEMA ESTRUCTURAL Y CONDICIONES DE DISEÑ0

El sistema estructural propuesto corresponde a pórticos tridimensionales resistentes amomento, los cuales están conformados por vigas y columnas. Las losa de piso de la

edificación está conformada por placas de concreto de espesor = 10cm y estaráapoyada sobre una base de recebo compactado. Las placas de entrepiso estánconformadas por una losa aligerada con casetones, apoyada sobre columnas desección 30x30 para transmitir adecuadamente y de forma segura las cargas a lacimentación. La cimentación presenta vigas de contrapeso y zapatas aisladas fundadassobre una base de recebo compactado de 10cm y una capa de concreto pobre a unaprofundidad de desplante de 1m; las columnas de la edificación nacen en las zapatascon una altura de piso de 2.55 m en el primer nivel, 2.30m en el segundo nivel y 2.3mhasta el nivel de cubierta. La cubierta está conformada por teja de de asbesto cementoN° 6 apoyada sobre correas metálicas tubulares, las cuales se encuentran embebidasen la viga cinta. Las escaleras serán en concreto reforzado y estarán apoyadas en lasplacas de entrepiso.

El material empleado en el diseño de la edificación es concreto reforzado conresistencia mínima a la compresión de 3000 psi, la dosificación no requiere tratamientoespecial debido a las condiciones del terreno; acero de refuerzo a momento y a cortantecon resistencia a la fluencia de 60000 psi, los perfiles y las correas de la cubierta seránde resistencia mínima a la fluencia de 36000 psi; para el diseño de la cimentaciónteniendo en cuenta las características del proyecto, se empleó un tipo de cimentación

con zapatas aisladas y vigas de enlace a nivel de cimentación que presentan unasección transversal de 0.30 x 0.4 m, apoyadas sobre una base de recebo compactadosegún indicaciones geotécnicas.



3.0 NORMAS DE APLICACIÓN

Para el cálculo y diseño de la estructura se ha tenido en Cuenta La Norma ColombianaDe Diseño Y Construcción Sismo Resistente NSR-10 la cual aplica y es vigente para

todo el territorio colombiano.

3.1 MÉTODO DE CÁLCULO

Concreto reforzadoPara la evaluación de las solicitaciones (cargas) y el análisis de la estructura con losmateriales propuestos, se consideró los principios de las teorías clásicas de laresistencia de materiales y elasticidad.El método aplicado es el de resistencia ultima, el cual considera las solicitaciones

ultimas de los elementos estructurales en cuestión de tal manera que la probabilidad defalla para ciertos estados límites son considerados importantes.

Las estructuras de concreto, sus componentes excepto la cimentación (según indica lasNSR-10 A.3.2.7.2) que utilicen el método de estado límite de resistencia, debediseñarse de tal manera que su resistencia de diseño exceda los efectos de lassolicitaciones mayoradas de acuerdo a una serie de combinaciones de carga.El método de diseño debe cumplir la siguiente relación:

ФRn≥∑γk

Qk

Donde el lado izquierdo de la ecuación se refiere a las resistencia de la estructura y ellado derecho al efecto de las cargas mayoradas que actúan sobre ella.Donde

Ф: coeficiente de reducción de resistencia, siempre menor que la unidad.Rn: resistencia nominal, calculada con una fórmula del código estructural (ACI 318-

05).Utilizando las dimensiones y propiedades nominales de los elementos. Esuna fuerza interna generalizada, fuerza axial, momento flector o fuerza cortante

asociada con el estado límite de resistencia en estudio.

γk: coeficiente de carga que refleja la posibilidad que se presenten sobrecargas y lasincertidumbres correspondientes al cálculo de los efectos de las cargas. Elsubíndice k representa las diferentes cargas que se pueden presentar.



Qk: efecto de la carga de diseño correspondiente al subíndice k. la carga de diseñoes especificada en la norma de construcción según el uso y características de laestructura.

Los estados de resistencia de los materiales según su origen (flexión, cortante,aplastamiento, compresión), relacionados con los coeficientes Ф de reducción de

resistencia son los siguientes. (NSR-10 C.9.3.2, C.9.3.4. y C.9.3.5)

Flexión Ф= 0.9 Tensión Ф= 0.9 Compresión (estribos) Ф= 0.7 Compresión (espiral) Ф=0.75 Cortante Ф=0.75

La obtención de los esfuerzos en las diferentes combinaciones de carga sobre elsistema estructural se hará de acuerdo a un cálculo lineal de primer orden, admitiendoproporcionalidad entre esfuerzos y deformaciones, el principio de superposición deacciones y un comportamiento lineal de los materiales y la estructura.

4.0 CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES A UTILIZAR

tipo de cemento

maxima reacion agua/ cemento 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

tamaño maxímo de agregados (mm) 25 20 20 25 25

consistencia del concreto plastica blanda blanda plastica plastica

asentamiento (cono de abrahms) (mm) 30 a 50 50 a 80 51 a 80 30 a 50 31 a 50

ACERO DE REFUERZO

Limíte de elásticidad (Mpa) 420 420 420 420 420designación PDR 60 PDR 60 PDR 60 PDR 60 PDR 60

ACERO PARA LA CUBIERTA

Limíte de elásticidad (Mpa) 248

designación A36

Tipo I

gradasplaca de

piso

concreto reforzado

21 21 21 21 21resistencia minima a los 28 días f´c (Mpa)

toda la obra cimentacion columnas vigas



4.2 ENSAYOS A REALIZAR

Concreto reforzadoDe acuerdo a los niveles de control previstos, se realizaran los ensayos pertinentes delos materiales, concreto y acero según se indica en el titulo C de la norma NSR-10, y elcontrol de calidad previsto en las Normas Técnicas Colombianas NTC, para laconstrucción.

Aceros estructuralesSe realizaran los ensayos pertinentes de acuerdo a lo indicado en las partes de la NSR-10 y las NTC.

4.3 LIMITES DE DEFORMACION DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Para cada elemento y la estructura en conjunto se tendrá en cuenta lo establecido enlas NSR-10 para el control de deformaciones y evaluación de derivas.

En los elementos de concreto reforzado se establecen los siguientes límites dedeflexión en vigas:

Tipo de elemento Deflexión que se considera Deflexión limite

Cubiertas o losas que soportan oestán unidos a elementos noestructurales susceptibles de dañodebido a deflexiones grandes.

La parte de la deflexión total que sepresenta después de la unión a elementosno estructurales, o sea la suma de lasdeflexiones a largo plazo debida a cargaspermanentes más la debida a cualquiercarga viva adicional.

5.0 SOLICITACIONES DE CARGAS

Cargas - Son fuerzas u otras solicitaciones que actúan sobre el sistema estructural yprovienen del peso de todos los elementos permanentes en la construcción, efectosambientales, asentamientos diferenciales y cambios dimensionales que se restringen.Las cargas permanentes son cargas que varían muy poco en el tiempo y cuyasvariaciones son pequeñas en magnitud.



Cargas nominales - Son las magnitudes de las cargas especificadas en las NSR-10.Las cargas muertas, vivas y de viento que se dan en este proyecto son cargasnominales o reales, las cuales NO han sido multiplicadas por el coeficiente de carga.

Cargas mayoradas - Es una carga que se obtiene como el producto de una carganominal por un coeficiente de carga. Las fuerzas sísmicas dadas en este proyectocorresponden a fuerzas mayoradas, pues ya han sido afectadas por el coeficiente decarga, el cual va incluido en la probabilidad de ocurrencia del sismo de diseño.

5.1 TIPOS DE CARGAS ACTUANTES

Cargas muertasCargas vivasCargas accidentalesCargas muertas - Son aquellas cuya magnitud y posición, permanecen prácticamenteconstantes durante la vida útil de la estructura.Peso propio de los elementos estructurales

Instalaciones eléctricas y sanitariasElementos arquitectónicosEmpujes de rellenos definitivos.Cargas debidas a deformaciones permanentes.

Cargas vivas - Son cargas variables en magnitud y posición debidas al funcionamientopropio de la estructura.

-Personal.-Mobiliario.-Empujes de cargas de acopios.Estas cargas se especifican como uniformemente repartidas por unidad de área en elACI y otros códigos como las NSR-10-Cargas vivas máximas para diseño por carga gravitacional (combinación común).

-Cargas vivas medias para diseño por estado límite de servicio.

-Cargas vivas instantáneas para diseño por combinación accidental.

Viento- Estas cargas dependen de la ubicación de la estructura, de su altura, del áreaexpuesta y de la posición. Las cargas de viento se manifiestan como presiones ysucciones.Sismo- Estas cargas inducidas en las estructuras están en relación a su masa yelevación a partir del suelo; así como de las aceleraciones del terreno y de la capacidadde la estructura para disipar energía; estas cargas se pueden determinar cómo fuerzasestáticas horizontales aplicadas a las masas de la estructura, aunque en ocasiones



debido a la altura de las estructuras o esbeltez se hace necesario un análisis dinámicopara determinar las fuerzas máximas a que estará sometida la estructura.

5.2 PARAMETROS SISMICOS DE DISEÑO

El software utilizado (ETABS) permite incluir las cargas debidas a fuerzas sísmicas,realizando un análisis estático lineal (fuerza horizontal equivalente), a través delespectro de diseño de aceleraciones definido por las normas colombianas de diseño yconstrucción sismo resistente NSR-10.

5.2.1 Zona de amenaza sísmica

Desde el punto de vista sísmico, la edificación estará localizada en una zona deamenaza sísmica intermedia, con un coeficiente de aceleración máximo de Aa= 0.20 g,

permitiendo un análisis estructural con un grado de disipación de energía moderadaDMO. Las características locales del suelo de soporte según estudios de suelosestablecen un perfil de suelo D.

5.2.2 Coeficiente de importancia

El uso de la edificación es de carácter privado por lo que se clasifica de acuerdo a lanorma NSR-10 dentro del grupo de uso de edificaciones de ocupación normal con uncoeficiente de importancia de I=1.0



5.2.3 Espectro de diseño

Con los datos anteriores procedemos a determinar el espectro de diseño deaceleraciones establecido por las NSR-10, el cual está definido para un coeficiente deamortiguamiento igual al 5% del crítico.

T(seg) Sa(%g)0.000 0.600

Tc= 0.48*Av*Fv/(Aa*Fa) 0.640 0.6000.700 0.5490.800 0.4800.900 0.4271.000 0.3841.100 0.3491.200 0.320

1.300 0.2951.400 0.2741.500 0.2561.600 0.2401.700 0.2261.800 0.2131.900 0.202

Tl=2,4Fv 3.840 0.1004.000 0.0964.100 0.0944.200 0.091

ESPECTRO DE DISE O

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000

S a ( %

g )

T (s)

Espectro de Diseño

Tunja

2.5*Aa*Fa*I



6.0 COMBINACIONES DE CARGA CONSIDERADOS

Definidos los estados de carga según su origen y teniendo en cuenta los efectosfavorables o desfavorables, se procede a calcular las combinaciones básicas de cargaprevistas para el diseño de los elementos estructurales según la NSR-10:

Para el diseño a cortante de vigas y columnas se ha tomado la fuerza sísmica dediseño E de los elementos estructurales de acuerdo a los artículos A.21.3.4b yA.21.4.5.b., de las NSR-10.

COEFICIENTE DE CAPACIDAD DE DISIPACION DE ENERGIA

Para determinar el coeficiente de capacidad de disipación de energía R, se utiliza loestablecido por la norma NSR-10 en el capítulo A3. Para la obtención del coeficiente decapacidad de disipación de energía básico R0

= 5.0 TABLA A.3.3

= 1

= 1.0 TABLA A.3-6

= 1.0 TABLA A.3-7

R= 5



En el análisis de carga sísmica para la edificación se tiene en cuenta la carga muerta, lacarga viva, y las cargas de viento las cuales se detallan en el presente informe.

7.0 DISCRETIZACION DE LA ESTRUCTURA

7.1 Columnas

Son barras verticales entre cada planta, definiendo un nudo en arranque de cimentacióno en otro elemento, como una viga o placa, y en la intersección de cada planta siendosu eje el de la sección transversal.

7.2 Vigas

Se definen en planta fijando nudos en las intersecciones con los ejes de columnas y/o

sus caras, así como en los puntos de corte con elementos de la placa o con otras vigas,así se crean nudos en el eje y en los bordes laterales y, análogamente, en las puntasde voladizos y extremos libres o en contacto con otros elementos de la placa. Por tantouna viga entre dos columnas está formada por varias barras consecutivas, cuyos nudosson las intersecciones con las vbarras de viguetas. Siempre poseen tres grados delibertad manteniendo la hipótesis de diafragma rígido entre todos los elementos que seencuentran en contacto. Por ejemplo una viga continua que se apoya en variascolumnas en ambas direcciones, aunque no tenga viguetas, conserva la hipótesis dediafragma rígido, para cada nivel.

7.3 Vigas de cimentación

Son vigas apoyadas sobre el suelo, discretizada en nudos y barras asignando a losnudos la constante de rigidez del suelo. Para la estructura se tiene vigas en dosdirecciones ortogonales, en su intersección inician las columnas las cuales estánapoyadas enuna cimentación superficial conformada por zapatas aisladas.

7.4 Consideración del tamaño de los nudos

Se crea por tanto un conjunto de nudos generales de dimensión finita en columnas y

vigas cuyos nudos asociados son los definidos en la intersección de los elementos delas placas, en los bordes de las vigas y de todos ellos en las caras de las columnas.

Dado que los nudos están relacionados entre sí por la compatibilidad de deformacionesse puede resolver la matriz de rigidez general y las asociadas y obtener losdesplazamientos y los esfuerzos en todos los elementos.



8.0 REQUISITOS DE DERIVA (TOMADO DE LA NSR-10).

Deriva: Se entiende por deriva el desplazamiento horizontal relativo entre dos puntoscolocados en la misma línea vertical, en dos pisos o niveles consecutivos de laedificación.

La necesidad de controlar la deriva está asociada con los siguientes efectos durante untemblor

-Deformación inelástica de los elementos estructurales y no estructurales.- Estabilidad global de la estructura.-Daño a los elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistenciasísmica y a los elementos no estructurales, tales como muros divisorios, particiones,enchapes, acabados, instalaciones eléctricas, mecánicas, etc.- Alarma y pánico entre las personas que ocupen la edificación.

8.1CALCULO DEL DESPLAZAMIENTO HORIZONTAL

Desplazamientos totales horizontales

Los desplazamientos horizontales, en las dos direcciones principales ortogonales enplanta, que tienen todos los grados de libertad de la estructura al verse afectada por losmovimientos sísmicos de diseño se determinan por medio del análisis estructural

y con las rigideces indicadas. Los desplazamientos totales horizontales, dtot,j ,encualquiera de las direcciones principales en planta, j, y para cualquier grado de libertadde la estructura, se obtienen de la siguiente suma de valores absolutos:

donde dcm,j corresponde al desplazamiento horizontal del centro de masa en ladirección bajo estudio, j; dt,j el desplazamiento adicional causado por los efectostorsionales en la dirección bajo estudio, j, y dpd,j al desplazamiento adicional causadopor el efecto P-Delta en la dirección bajo estudio, j.

Desplazamientos horizontales en el centro de masa del piso

Corresponden a los desplazamientos horizontales, en las dos direcciones principales enplanta, que tiene el centro de masa del piso. Se incluye dentro de ellas la rotación



alrededor de un eje vertical que pasa por el centro de masa, causada por los efectostorsionales.

Efectos torsionalesCorresponden a los desplazamientos horizontales adicionales, en las dos direcciones

principales ortogonales en planta, causados por la rotación de toda la estructura conrespecto a un eje vertical. Cuando los diafragmas no son flexibles el incremento endesplazamiento horizontal causado por los efectos torsionales en cualquiera de las dosdirecciones principales en planta, se obtiene de:t,jrji

Donde dt,j es el incremento en desplazamiento horizontal causado por los efectostorsionales en un punto dentro delnivel i, en una de las direcciones principales enplanta, rj es la proyección sobre la dirección perpendicular en planta ala dirección bajo

estudio, j, de la distancia entre el centro de masa del piso y el punto de interés, y qi esla rotaciónalrededor de una eje vertical que pasa por el centro de masa del nivel i,causada por los efectos torsionales.

Efectos p-Delta

Corresponden a los efectos adicionales, en las dos direcciones principales en planta,causados por los efectos de segundo orden (efectos P-Delta) de la estructura. Losefectos P-Delta producen un aumento en las deflexiones horizontales y en las fuerzasinternas de la estructura. Estos efectos deben tenerse en cuenta cuando el índice de

estabilidad, Qi, es mayor de 0.10. El índice de estabilidad, para el piso i y en ladirección bajo estudio, se calcula por medio de la siguiente ecuación:

El índice de estabilidad de cualquier piso, Qi, no debe exceder el valor de 0.30. Cuandoel valor de Qi es mayor que 0.30, la estructura es potencialmente inestable y deberigidizarse, a menos que se cumplan, en estructuras de concreto reforzado la totalidadde los requisitos.

La deflexión adicional causada por el efecto P-Delta en la dirección bajo estudio y parael piso i, se calcula por medio de la siguiente ecuación:



8.2 EVALUACIÓN DE LA DERIVA MÁXIMA

Deriva máxima

La deriva máxima en cualquier punto del piso i, se obtiene como la diferencia entrelodesplazamientos horizontales totales máximos del punto en el piso i y losdesplazamientos horizontales totalesmáximos de un punto localizado en el mismo ejevertical en el piso i-1, por medio de la siguiente ecuación:

Límites de la deriva

La deriva máxima evaluada en cualquier punto de la estructura, no puede exceder loslímites establecidos en la tabla A.6-1, en la cual la deriva máxima se expresa como unporcentaje de la altura de piso hpi:

La verificación de la deriva se presenta anexa con los datos de salida del software. Estase evalúa para los elementos verticales, diafragmas y cada piso de la estructura

10. CIMENTACION

En el diseño de la cimentación se empleara una cimentación superficial conformado porzapatas aisladas, vigas de contrapeso y vigas de enlace la capacidad portante se tomóqadm= 14.02 ton/m2. El nivel de cimentación debe estar a 1 m por debajo de la cotaactual del terreno natural según recomendaciones geotécnicas.



Para la construcción de la cimentación debe ser tenida en cuenta las siguientesrecomendaciones

Es importante controlar el agua tanto superficial como subsuperficialdada la generaciónde asentamientos, por tanto de debe captar y evacuar el agua de forma adecuada confiltros u otras obras de drenaje

El nivel de cimentación esta dado a partir de 1 m de profundidad medido desde la cotaactual del terreno natural

El material extraído, producto de la excavación no debe ser empleado en labores derelleno, pues no es apropiado para soportar esfuerzos.

Por debajo de la placa de contrapiso y las vigas de amarre se recomienda instalar unacapa de recebo compactado de espesor no menor de 20cm

No se deben mantener las excavaciones a la interperie por tiempos prolongados, elproceso constructivo de la cimentación será continuo e inmediato.

El recubrimiento del concreto en las zapatas y vigas de amarre debe ser una capa deconcreto pobre de al menos 5cm de espesor.

En ningún caso puede apoyarse la capa la cimentación sobre capa vegetal, rellenossueltos, materiales degradables o inestables, susceptibles de erosión, socavación,licuación o arrastre por aguas subterráneas.

10. DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

El diseño de los elementos estructurales tiene en cuenta los requerimientos mínimosestablecidos en las NSR-10. Para el nivel de amenaza sísmica se permite definir el

grado de disipación de energía moderado DMO, y de acuerdo a las característicasarquitectónicas del proyecto no presenta irregularidad en planta ni en altura. Estos yotros criterios son tenidos en cuenta para el diseño estructural. Para facilitar el procesode análisis y diseño se ha empleado software especializado, cuyos resultados seanexan en el presente informe.



11. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES GENERALES

Debe tenerse en cuenta todas las recomendaciones dadas por el especialista engeotecnia para la conformación de la cimentación.

Los materiales a utilizar en construcción deben ser:Concreto con resistencia a la compresión f´c no menor a 21 Mpa para la cimentaciónConcreto con resistencia a la compresión f´c no menor a 21 Mpa para toda la estructuraAcero de refuerzo fy no menor a 420 MpaAcero para las correas metálicasfy no menor a 248 Mpa

La relación agua cemento (a/c) debe ser menor o igual a 0.6.

El tamaño máximo nominal de los agregados (TMN) debe tener en cuenta el espesor ylos recubrimientos de los elementos estructurales. Se recomienda TMN <= 1/2” paracolumnas, y TMN <= ¾” para vigas y zapatas.

Debe garantizarse el recubrimiento mínimo de los elementos estructuralesVigas de cimentación 0.06mColumnas 0.04mVigas aéreas 0.05m

El despiece del refuerzo está conformado por barras de 6 metros de longitud. El sistema estructural empleado es pórticos tridimensionales resistentes a momento.

Diseñado por el método de la resistencia ultima.

El diseño estructural está basado en los requisitos mínimos establecidos en la normacolombiana de diseño y construcción sismo resistentes NSR- 10, para la estructura queestá localizada en zona de amenaza sísmica intermedia.

Se deben realizar ensayos para el control de calidad de los materiales según loestablecido en la NSR-10 y las NTC, se deben tomar muestras por lo menos de 2cilindros para aéreas de cada 200 m2 de concreto fundido, y muestras representativaspor cada nivel; en el caso de la cimentación deben tomarse muestras en volúmenes deconcreto fundido < a 30 m3.

Cualquier modificación parcial o total del diseño estructural debe ser supervisada yaprobada por el calculista, de lo contrario cualquier perjuicio ocasionado sobre laestructura por modificaciones no aprobadas exonera al ingeniero calculista de todaresponsabilidad.

WILSON A VARGAS ROJAS INGENIERO CALCULISTAESP EN ESTRUCTURAS

M.P25202098935CND



ANEXOS

RESULTADOS DEL DISEÑO ESTRUCTURAL



PREDIMENSIONES



INSERTAR DATOS

altura de la placa (m) 0.45 nivel area de piso(m2)espesor torta sup (m) 0.05 cub 80.23

espesor torta inf (m) 0.03 3 80.23

densidad concreto (t/m) 2.4 2 80.23

altura total (m) 8.25

altura de piso (m) 2.78

Tmax(seg) 0.438 ∑ 240.69

K 1.00

(a) Para T menor o igual a 0.5 segundos, k = 1.0 ,

(b) Para T entre 0.5 y 2.5 segundos, k = 0.75 + 0.5T , y

(c) Para T mayor que 2.5 segundos, k = 2.0 .

EVALUACION DE CARGAS

DATOS DE ENTRADA

base (m) h (m) separación (m)

viguetas 0.12 0.37 0.63

riostras 0.12 0.37 1.9

item elemento espesor (m) densidad (t/m3) W(t/m2)

torta superior 0.05 2.4 0.120

torta inferior 0.03 2.4 0.072

caseton - - 0.035

b*h/S -

viguetas 0.0705 2.4 0.169

riostras 0.0234 2.4 0.056

acabados - - 0.180

divisiones - - 0.300

suma W placa 0.932

vivienda 0.180

base (m) altura (m) longitud (m)

0.3 0.37 85.1 0.302

columnas (3) 0.3 0.3 38.5 0.111

muros 0.15 2.38 5.42 0.062

1.407

1.59carga total de piso (1)+(2)+(3)+ muros+CV

evaluacion de cargas placa de entrepiso

placa (1)

carga viva

vigas (2)

CARGA DE SISMO=



PROPIEDADES DE MATERIALES

base (m) h (m) longitud(m) W(t/m2)

vigas 0.3 0.4 84.22 0.257

culatas 0.12 0.55 30.1 0.000

Columnas 0.3 0.3 38.5 0.102

suma W cubierta 0.454

0.05

0.4540.504

evaluacion de cargas cubierta

entramado de madera - - - 0.04

0.04

carga viva (t/m)

Correas metalicas - - - 0.0150

CARGA DE SISMO=carga total de piso Wmuerta+Wviva

teja asbesto cemento Nº6 - - -

Material DENSIDAD MASA E1 G12 U12

Text Tonf/m3 Tonf-s2/m4 Tonf/m2 Tonf/m2 Unitless

A36 7,849 0,800 20389019,16 7841930,45 0,3A36-1 7,849 0,800 20389019,16 7841930,45 0,3

A615Gr60 7,849 0,800 20389019,16

A992Fy50 7,849 0,800 20389019,16 7841930,45 0,3

CONCRETO21MPA 2,4 2,048 1805000 752083,33 0,2

PROPIEDADES MECANICAS DE LOS MATERIALES UTILIZADOS



REPORTE DE CÁLCULOS ETABSETABS v9.5.0 File:RAMIRO CORTEZ Units:Ton-m Agosto 27, 2011 23:04 PAGE 1

PROJECT INFORMATION

Company Name = LUIS BARON

ETABS v9.5.0 File:RAMIRO CORTEZ Units:Ton-m Agosto 27, 2011 23:04 PAGE 2

S T O R Y D A T A

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S T A T I C L O A D C A S E S

STATIC CASE AUTO LAT SELF WT NOTIONAL NOTIONALCASE TYPE LOAD MULTIPLIER FACTOR DIRECTION

DEAD DEAD N/A 1.0000VPLACA LIVE N/A 0.0000VCUBIERTA LIVE N/A 0.0000SXFHE QUAKE USER_COEFF 0.0000

SYFHE QUAKE USER_COEFF 0.0000

R E S P O N S E S P E C T R U M C A S E S

RESP SPEC CASE: SXDIN

BASIC RESPONSE SPECTRUM DATA

MODAL DIRECTION MODAL SPECTRUM TYPICALCOMBO COMBO DAMPING ANGLE ECCEN

CQC SRSS 0.0500 0.0000 0.0000

RESPONSE SPECTRUM FUNCTION ASSIGNMENT DATA

DIRECTION FUNCTION SCALE FACTU1 ESPECTRO2 9.8U2 ---- N/AUZ ---- N/A



RESP SPEC CASE: SYDIN

BASIC RESPONSE SPECTRUM DATA

MODAL DIRECTION MODAL SPECTRUM TYPICAL

COMBO COMBO DAMPING ANGLE ECCEN

CQC SRSS 0.0500 0.0000 0.0000

RESPONSE SPECTRUM FUNCTION ASSIGNMENT DATA

DIRECTION FUNCTION SCALE FACT

U1 ---- N/AU2 ESPECTRO2 9.8100UZ ---- N/A

A U T O S E I S M I C U S E R C O E F F I C I E N TCase: SXFHE

AUTO SEISMIC INPUT DATA

Direction: XTypical Eccentricity = 5%Eccentricity Overrides: No

Period Calculation: Program CalculatedCt = 0.035 (in feet units)

Top Story: STORY3Bottom Story: BASE

C = 0.6K = 1

AUTO SEISMIC CALCULATION FORMULAS

V = C W

AUTO SEISMIC CALCULATION RESULTS

W Used = 253.26

V Used = 0.6000W = 151.96



AUTO SEISMIC STORY FORCES

AUTO SEISMIC INPUT DATA

Direction: YTypical Eccentricity = 5%Eccentricity Overrides: No

Period Calculation: Program CalculatedCt = 0.035 (in feet units)

Top Story: STORY3Bottom Story: BASE

C = 0.6K = 1

AUTO SEISMIC CALCULATION FORMULAS

V = C W

AUTO SEISMIC CALCULATION RESULTS

W Used = 253.26

V Used = 0.6000W = 151.96

AUTO SEISMIC STORY FORCES

STORY FX FY FZ

STORY3 0.00 37.13 0.00STORY2 0.00 74.91 0.00STORY1 0.00 39.92 0.00

TOTAL REACTIVE FORCES (RECOVERED LOADS) AT ORIGIN

LOAD FX FY FZ MX MY MZ

DEAD -2.5E-16 -6.2E-15 2.7E+02 1.0E+03 -1.3E+03 -3.1E-14SXFHE -1.5E+02 8.0E-15 2.7E-14 2.5E-14 -8.3E+02 5.8E+02SYFHE 1.9E-16 -1.5E+02 4.6E-13 8.3E+02 -2.9E-12 -7.7E+02SXDIN 1.6E+02 6.0E-01 3.5E-14 3.5E+00 8.5E+02 6.6E+02SYDIN 6.0E-01 1.4E+02 4.8E-13 7.9E+02 1.2E+00 7.2E+02



S T O R Y F O R C E S

STORY LOAD P VX VY T MX MY

STORY3 SXFHE 1.33E-15 -3.71E+01 3.35E-14 1.52E+02 -4.11E-13 -1.01E+02

STORY2 SXFHE -1.35E-13 -1.12E+02 6.61E-16 4.36E+02 -6.11E-13 -4.09E+02STORY1 SXFHE 2.71E-14 -1.52E+02 8.04E-15 5.82E+02 2.57E-14 -8.31E+02STORY4 SYFHE 7.83E-14 2.43E-15 -8.12E-14 -2.10E-12 4.29E-13 -2.63E-13STORY3 SYFHE 2.84E-13 -4.24E-15 -3.71E+01 -1.89E+02 1.01E+02 -1.42E-12STORY2 SYFHE 4.97E-13 1.19E-15 -1.12E+02 -5.71E+02 4.09E+02 -3.04E-12STORY1 SYFHE 4.69E-13 1.94E-16 -1.52E+02 -7.75E+02 8.31E+02 -2.95E-12STORY4 SXDIN 1.92E-14 1.05E+00 5.17E-03 4.85E+00 6.21E-03 1.20E+00STORY3 SXDIN 4.30E-14 3.45E+01 1.75E-01 1.54E+02 4.83E-01 9.53E+01STORY2 SXDIN 1.81E-13 1.15E+02 4.87E-01 4.83E+02 1.82E+00 4.10E+02STORY1 SXDIN 3.53E-14 1.62+02 6.08E-01 6.64E+02 3.51E+00 8.53E+02STORY4 SYDIN 8.58E-14 1.57E-02 1.28E+00 6.54E+00 1.53E+00 1.88E-02STORY3 SYDIN 9.30E-14 4.29E-01 4.33E+01 2.21E+02 1.19E+02 1.18E+00STORY2 SYDIN 5.87E-13 5.58E-01 1.09E+02 5.61E+02 4.13E+02 2.67E+00STORY1 SYDIN 4.83E-13 6.08E-01 1.42E+02 7.29E+02 7.91E+02 1.29E+00

STORY DRIFTS

STORY DIRECTION LOAD MAX DRIFT

STORY4 X SXFHE 1/2402 < 1% OKSTORY3 X SXFHE 1/459 < 1% OKSTORY2 X SXFHE 1/196 < 1% OKSTORY1 X SXFHE 1/179 < 1% OK STORY4 Y SYFHE 1/28401 < 1% OKSTORY3 Y SYFHE 1/1353 < 1% OKSTORY2 Y SYFHE 1/1348 < 1% OK

STORY1 Y SYFHE 1/2208 < 1% OKSTORY4 X SXDIN 1/1274 < 1% OKSTORY3 X SXDIN 1/449 < 1% OKSTORY2 X SXDIN 1/183 < 1% OKSTORY1 X SXDIN 1/164 < 1% OKSTORY4 Y SYDIN 1/24202 < 1% OKSTORY3 Y SYDIN 1/1376 < 1% OKSTORY2 Y SYDIN 1/1400 < 1% OKSTORY1 Y SYDIN 1/2366 < 1% OK



STORY MAXIMUM AND AVERAGE LATERAL DISPLACEMENTS

STORY LOAD DIR MAXIMUM AVERAGE RATIO

STORY3 SXFHE X 0.0355 0.0340 1.043

STORY2 SXFHE X 0.0295 0.0286 1.033STORY1 SXFHE X 0.0155 0.0151 1.024STORY3 SYFHE Y 0.0053 0.0052 1.014STORY2 SYFHE Y 0.0033 0.0032 1.016STORY1 SYFHE Y 0.0013 0.0012 1.020STORY3 SXDIN X 0.0378 0.0351 1.077STORY2 SXDIN X 0.0318 0.0300 1.063STORY1 SXDIN X 0.0169 0.0161 1.050STORY3 SYDIN Y 0.0051 0.0051 1.003STORY2 SYDIN Y 0.0031 0.0031 1.005STORY1 SYDIN Y 0.0012 0.0012 1.008



DISEÑO DE LAS ZAPATAS

A B

C D

E F

1

2

3

4

X

Y



qa (kg/cm2)= 1.4

f´c(kg/cm2)= 210 area (cm2)= 5276.6

fy(kg/cm2)= 4200 L(cm)= 73

carga viva(kg)= 710

carga muerta (kg)= 5770 Pu(kg)= 9720

peso propio (%)= 5 reaccion del terreno (kg/cm2)= 1.8421

base columna(cm)= 30 voladizo de la zapata(cm)= 21

lado columna(cm)= 30 momento (kg-cm)= 41866

Ф cortante= 0.85 d(cm)= 30

Фflexion= 0.9

barras # 5 perimetro de punzonamiento(cm)= 240

cortante actuante(kg)= 3088.42

cortante resistente (kg)= 97555.95

cuantia= 0.00012

cuantia minima= 0.002

As requerido(cm2)= 6

barras # 5

cantidad de barras/m 4.0

separacion (cm)= 25

base B(cm)= 80

lado L (cm)= 80

altura H (cm)= 30

chequeo por punzonamiento

area de acero requerida

dimensiones de la zapata

DISEÑO DE ZAPATAS C1 Y D1DATOS DE ENTRADA CALCULOS

area requerida

concreto de la zapata



DISEÑO DE ZAPATA PARA 2 COLUMNAS

CENTROIDE

Pa= 25.97 T

Pb= 7.55 T Coordenadas diagrama de cargas

σadm= 14 T/m2

F´c= 2100 T/m2

Fy= 42000 T/m2 x (m) y (T/m)

La= 1 m 0 0

L= 1.25 m 0 -10.46

a= 0.3 m 2.56 -10.46

b= 0.3 m 2.56 0

c= 0.3 m

d= 0.3 m x (m) Y (T)

R= 33.52 T 1 25.97

x= 0.28 m 1 0

Lt= 2.56 m 2.25 7.55

a+Pb)*1.06= 38.2128 T 2.25 0

Area de cim= 2.72948571 m2

Lado B= 1.25 mσ neta= 10.46 T/m2

Lb= 0.31 m

reaccion del suelo

cargas



CALCULO DEL CORTANTE

Y (T) X(m) CALCULO DE MOMENTOS

Vo 0.00 0 Mo 0.00 T-m

V1 13.08 1 Ma -6.54 T-m

V2 -12.89 1 Ma-b -0.18 T-m

V3 3.46 2.25 Mb -0.64 T-m

V4 -4.09 2.25 M5 0.00 T-m

V5 0.00 2.56

Xo 0.99 m 0

-10.46 -10.46

25.97

7.55

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

DIAGRAMA DE CARGAS (T)

0.00

13.08

-12.89

3.46

-4.09

0.00Xo

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

DIAGRAMA DE CORTANTE (T)

-6.54-6.54-6.54-6.54-6.54-6.54

-0.18-0.18-0.18-0.18-0.18-0.18-0.18-0.18-0.18 -0.64-0.64-0.64-0.64-0.64-0.64-0.64-0.64Xo

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

DIAGRAMA DE MOMENTOS(T-m)



Nº BARRA Φ (cm) AREA (cm2) W(Kg/ML)

2 0.64 0.32 0.253 0.95 0.71 0.56

4 1.27 1.27 0.99

5 1.59 1.98 1.55

6 1.91 2.85 2.23

7 2.22 3.88 3.03

8 2.54 5.07 3.96

9 2.86 6.41 5.01

10 3.18 7.92 6.18

F´C= 2100.0 T/m2

FY= 42000.0 T/m2

MU= 9.8 T-m

FHI 0.9

BASE= 0.30 mDIS EFEC= 0.35 m

RHO= 0.00777

AS ABAJO= 8.2 Cm2

BARRAS # 5.0

AREA BARRA= 1.98 Cm2

CANTIDAD BARRAS= 4.2

AS ARRIBA= 3.5 Cm2

BARRAS # 5.0

AREA BARRA= 2.0 Cm2


DISEÑO LONGITUDINAL

REFUERZO EN EL APOYO a

CUADRO DE BARRAS DE REFUERZO FY=4200Kg/cm)



FĆ= 2100.0 T/m2

FY= 42000.0 T/m2

MU= 0.3 T-m

FHI 0.9

BASE= 0.30 m

DIS EFEC= 0.35 mRHO= 0.00330

AS ABAJO= 3.5 Cm2

BARRAS # 4.0



AS ABAJO= 3.5 Cm2

BARRAS # 5.0

AREA BARRA= 2.0 Cm2


FĆ= 2100.0 T/m2

FY= 42000.0 T/m2

MU= 1.0 T-m

FHI 0.9

BASE= 0.30 m

DIS EFEC= 0.35 m

RHO= 0.00330

AS= 3.5 Cm2

BARRAS # 5.0



AS ARRIBA= 3.5 Cm2BARRAS # 5.0

AREA BARRA= 2.0 Cm2


Vu BORDE= 16.67 T

BASE= 0.3 m

DIST EFECTIVA= 0.35 m

FĆ= 21 MPA

FY= 420 MPA

ΦVc=0.75*0.17*√FĆ*B*D= 6.13 T

ΦVs=Vu-ΦVc= 10.54 T

BARRAS # 3

As BARRA 0.71 Cm2

# RAMAS= 2

SEPARACION= 19.9 Cm

As BARRA/S= 0.0717

S= 19.9

REFUERZO PARA CORTANTE PUNTO a

REFUERZO EN LA LUZ a-b

REFUERZO EN EL APOYO b



DISEÑO TRANSVERSAL

Vu BORDE= 3.20 T

BASE= 0.3 m

DIST EFECTIVA= 0.35 m

FĆ= 21 MPAFY= 420 MPA

ΦVc=0.75*0.17*√FĆ*B*D= 6.13 T

ΦVs=Vu-ΦVc= Vc>Vu T

BARRAS # 3

As BARRA 0.71 Cm2

# RAMAS= 2

SEPARACION= 0.18 Cm

As BARRA/S= 8.14351

S= 0.2 Cm

REFUERZO PARA CORTANTE PUNTO b

Mborde e = 1.18

Mu= 1.77

FĆ= 2100.0 T/m2

FY= 42000.0 T/m2

MU= 1.8 T-m

FHI 0.9

BASE= 1.00 m

h´ 0.30 m

RHO= 0.0020

AS= 6.0 Cm2

BARRAS # 5.0


IDAD BARRAS= 4.0

SEP= 25.0 Cm

REFUERZO TRANSVERSAL



DATOS DE ENTRADA

qa (t/m2)= 14f´c(t/m2)= 2100

fy(t/m2)= 42000

carga P (t)= 22.23

peso propio (%)= 5%

lado a columna(m)= 0.3

lado b columna(m)= 0.3

longitud viga contrapesoL(m)= 2.95

CALCULOS

area(m2) 1.66725lado A(0.75*√area)(m) 1.5

lado B(m) 1.5 ok

* sin contrapeso

exentricidad(m) 0.6

q contacto(t/m2) 33.6

ΔR(t) 6.0

q contacto(t/m2)= 12.5 ok

carga W de contacto(t/m)= 18.8

DISEÑO DE ZAPATA EXENTRICA

necesita contrapeso



02.8

-20.5

4.8 4.8

-1.1

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

0 1 2 3 4

c o r t a n t e ( t )

longitud(m)

diagrama de cortante viga decontrapeso

cortante

0.0

-0.2

12.0

0.0

-5.0

0.0

5.0

10.0

15.0

-1 0 1 2 3 4 m o m e n t o ( t - m

)

longitud(m)

diagrama de momento viga decontrapeso

momen…

q contacto(t/m2)= 14.0

F´C 2100.0

FY 42000.0

MU (t-m)= 3.78

FHI 0.9

BASE 1.0

DIS EFEC 0.35

BARRAS # 5.0

RHO= 0.0020

AS= 7.0

BARRAS # 5.0

AREA BARRA 2.0

CANTIDAD BARRAS 4.0

SEPARACION 0.25

PARA CALCULAR AS ZAPATA



DISEÑO DE LA ESCALERA

Diseño Tramos Inclinados

El diseño del tramo inclinado es el mismo para ambas partes de la escalera.

Geometría de la losa

l1 = 1.89 m fy = 420 MPa

H = 1.19 m f'c = 21.1 MPa

c = 17 cm h = 30 cm

l2 = 0.00 m

e1 = l/20 (0.4+Fy/700) = 95 mm

Espesor escogido: 15 cmPendiente a = h/l1 : 32.196 °

Cargas

Peso propio de la losa 0.15x100x24/cos22.96º kN/m²

Peso propio de peldaños 1/2x(0.18x0.30)/0.30x24 kN/m²

Acabado peldaños 0.04x(0.18+0.30)/0.30x22 kN/m²

Afinado Inferior 0.02x22/cos22.96º kN/m²

Sobrecarga kN/m²

kN/m²

Diseño Tramo Inclinado

Momentos en tramo A-B. M= kN-m

Cuantía: 0.0020 Asmín = 2.4 cm²/m

As 3.00 cm²/m Colocar 1#4 c/.20 longitudinalmente

Colocar 1#4 c/.20 transvesalmente

3.50

17.42

7.78

1.38

0.52

4.25

2.04

A

e1

l1

H

h

c

e2

B

a

C

l2



MODELO 3D



ENVOLVENTES DE MOMENTOS Y CORTANTES



PLANTAS DE ENTREPISO Y CUBIERTA

memorias ramiro cortez

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