8.1 memoria de cálculo_aulas

MEMORIA DESCRIPTIVA DE CÁLCULO DE

ESTRUCTURAS

PROYECTO:

" MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DE LOS SERVICIOS DE EDUCACION PRIMARIA DE LA INSTITUCION EDUCATIVA Nº 38633 DEL CENTRO POBLADO DE MANTARO,

DISTRITO DE PICHARI - LA CONVENCION - CUSCO"”

MÓDULO 01

AULAS PEDAGOGICAS

CONTENIDO

PAG.

1. INTRODUCCION......................................................................................................................................2

1.1 Objetivo...............................................................................................................................................2

1.2 Descripción del Proyecto................................................................................................................... 2

2. CRITERIOS DE DISEÑO.........................................................................................................................2

2.1 Hipótesis de Análisis.......................................................................................................................2

2.2 Normas Aplicables..........................................................................................................................3

2.3 Estudio de Mecánica de Suelos......................................................................................................3

2.4 Parámetros de Diseño....................................................................................................................3

2.5 Parámetros Sísmicos......................................................................................................................4

2.6 Combinaciones de Carga................................................................................................................5

3. ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE LAS EDIFICACIONES...........................................................................8

3.1 Módulo Área Técnica......................................................................................................................8

3.1 Desplazamientos y Distorsiones..................................................................................................10

4. CONCLUSIONES...................................................................................................................................10

5. ANEXOS.................................................................................................................................................11

1. INTRODUCCIÓN:

1.1OBJETIVO

1

Municipalidad Distrital de PichariMemoria Descriptiva Del Cálculo

General

Elaborar la memoria estructural del Proyecto “"MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DE LOS

SERVICIOS DE EDUCACION PRIMARIA DE LA INSTITUCION EDUCATIVA Nº 38633 DEL

CENTRO POBLADO DE MANTARO, DISTRITO DE PICHARI - LA CONVENCION - CUSCO”.

Específicos

- Idealizar y modelar las estructuras teniendo como base la arquitectura del proyecto.

- Calcular los desplazamientos (DERIVAS) de las estructuras y comparar con el máximo

aceptable en el Reglamento Nacional de edificaciones para verificar el diseño estructural

propuesto.

1.2DESCRIPCION DEL PROYECTO

El presente proyecto está compuesto por un módulo de 02 niveles, con una funcionalidad modular y

adaptable que estará fácilmente integrándose al entorno de la zona.

Éste módulo consta de 06 AULAS PEDAGOGICAS, ambos con un ingreso directo, los cuales están

soportados estos por una cimentación de concreto armado (zapatas corridas), columnas, vigas y techos

aligerados. El diseño adoptado es bajo el sistema de Pórticos en la dirección X-X y sistema dual en la

dirección Y-Y. Para el diseño se ha tomado un sistema de Pórticos debido a su mayor participación en la

estructura proyectada.

2. CRITERIOS DE DISEÑO:

2.1HIPOTESIS DE ANALISIS

Luego de la estructuración y predimensionamiento de los elementos se procedió al análisis estructural

usando como herramienta los softwares ETABS y SAFE12. El análisis sísmico de la edificación se realizó

con el programa ETABS (Versión 9.7.4) y el diseño de la cimentación se realizó en al programa SAFE12

(Versión 12.3.2). Los diversos módulos fueron analizados con modelos tridimensionales, suponiendo losas

infinitamente rígidas frente a acciones en su plano. En el análisis se supuso comportamiento lineal y

elástico. Los elementos de concreto armado se representaron con elementos lineales. El modelo se

analizó considerando sólo los elementos estructurales, sin embargo, los elementos no estructurales han

sido ingresados en el modelo como solicitaciones de carga debido a que aquellos no son importantes en

la contribución de la rigidez y resistencia de la edificación.

2.2 NORMAS APLICABLES

Norma Técnica de Edificación E.020: Cargas

Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE)

Norma Técnica de Edificación E.030: Diseño Sismorresistente

“"AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE EDUCACION PRIMARIA DE LA INSTITUCION EDUCATIVA PUBLICA Nº 38755 DEL CENTRO POBLADO DE

NATIVIDAD, DISTRITO DE PICHARI - LA CONVENCION - CUSCO"”.

2



Norma Técnica de Edificación E.050: Suelos y cimentaciones


Norma Técnica de Edificación E.060: Concreto Armado


2.3 ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS

Para el diseño de la cimentación se consideró los resultados obtenidos en el Estudio de Mecánica de

Suelos elaborado en la zona de trabajo de la institución educativa. Este estudio plantea como condiciones

generales de cimentación las siguientes:

Tipo de cimentación: Zapatas conectadas

Estrato de apoyo de la cimentación: Gravas arcillosas con arenas (GC).

Profundidad de Cimentación: H = 1.50 mts.

Capacidad Portante Admisible:

Valor adoptado para las infraestructuras:

De acuerdo al estudio de suelos es 0.80 kg/cm2.

Agresividad del suelo a la cimentación: Baja, usar cemento Portland tipo I

2.4 PARAMETROS DE DISEÑO

Características de los Materiales

Para efectos del análisis realizado a las edificaciones se han adoptado para los elementos estructurales

los valores indicados a continuación:

Concreto armado: f’c = 210 kg/cm2 (E = 217 370 kg/cm2)

Acero de refuerzo: fy = 4200 kg/cm2.

Albañileria: f’c=60 Kg/cm2 (E=21500 Kg/cm2)

Cargas de gravedad

Las cargas verticales se evaluaron conforme a la Norma de Estructuras E.020 Cargas. Los pesos de los

elementos no estructurales se estimaron a partir de sus dimensiones reales con su correspondiente peso

específico. El peso propio de los elementos vigas, columnas, losa aligerada (no incluye el ladrillo de techo

y acabados) son calculados por el programa de cálculo. El peso de los demás elementos se “cargan” al

modelamiento como carga muerta y cuyos valores son los siguientes:



3


1.0 PRIMER PISOMETRADO DE CARGASPeso del piso sobre losa aligerada e=5cm 120 Kg/m2Peso del ladrillo para techo 0.30x0.30x0.15 66.6 Kg/m2Peso de tarrajeo e=1.5cm 34.5 Kg/m2

Carga total Muerta CM = 221 Kg/m2

2.0 SEGUNDO PISO - TECHOMETRADO DE CARGASCobertura con teja andina 12.2 Kg/m2Peso del ladrillo para techo 0.30x0.30x0.12 58.5 Kg/m2Peso de tarrajeo e=1.5cm 34.5 Kg/m2

Carga total Muerta CM = 105 Kg/m2

Sobrecargas.

Para la infraestructura en diseño de acuerdo al R.N.E en la norma E-020, las cargas vivas o sobrecargas

son las indicadas en la tabla:

USO AMBIENTE S/C (Kg/m2)Bibliotecas Sala de lectura 300

Sala de almacenaje 750Escuelas Aulas y laboratorio 300

Talleres 350Hospitales Cuartos 200

Sala de Operación y laboratorio 300Oficinas Ambientes Comunes 250

Sala de Archivos 500Tiendas Corredores y Escaleras 500Viviendas Corredores y Escaleras 200Azoteas * Planas no utilizable 100

Para el Pasadizo recomienda un valor de 400 Kg/m2.; para el cado de losas inclinadas como es el caso

del 2do nivel el valor de sobrecarga será de 50 Kg/m2.

2.5 PARAMETROS SÍSMICOS

El análisis sísmico de las estructuras se realizó siguiendo los criterios de la Norma de diseño

sismorresistente E.030 (2003) mediante el procedimiento de superposición modal espectral. La respuesta

máxima elástica esperada (r) de los diferentes modos de vibración (i) se determinó mediante la suma del

0.25 ABS (suma de los valores absolutos) y el 0.75 SRSS (raíz cuadrada de la suma de los cuadrados):



4


r = 0 .25∑r=1

m

|ri| + 0 .75√∑r=1

m

ri2

Los parámetros sísmicos considerados para el análisis de las estructuras son los siguientes:

Factor Nomenclatura

Clasificación, Categoría, Tipo

Valor Justificación

Zona Z 2 0.30 Zona Sismica 2 - Pichari

Uso U A 1.50 Colegios PrimarioSuelo S S3 1.40 Limo elástico arenoso

“MH”Tp (s) = 0.90 De acuerdo a EMS

Coeficiente de Reduccion

Rx Concreto Armado, Porticos

8.00 Porticos de CºAº (regular)

Ry Concreto Armado, Dual 7.00 Porticos de CºAº (regular)

Para el cálculo del espectro de diseño se consideran las siguientes fórmulas las cuales han sido

establecidas en el R.N.E en la norma E-030 de diseño Sismo resistente:

ESPECTRO DE DISEÑO



5

Sa( X , Y )=ZUCSR( X ,Y )

xg ( Aceleración Espectral )

C=2 .5 xT P

T; C≤2.5 (C=Factor de Amplificación Sísmica)


Sax SayT (s) C ZUCS/RX ZUCS/RY0.00 2.50 0.1969 0.2250

0.20 2.50 0.1969 0.2250

0.40 2.50 0.1969 0.2250

0.45 2.50 0.1969 0.22500.50 2.50 0.1969 0.2250

0.55 2.50 0.1969 0.2250

0.60 2.50 0.1969 0.2250

0.65 2.50 0.1969 0.2250

0.70 2.50 0.1969 0.22500.75 2.50 0.1969 0.2250

0.80 2.50 0.1969 0.2250

0.85 2.50 0.1969 0.2250

0.90 2.50 0.1969 0.22500.95 2.37 0.1865 0.2132

1.00 2.25 0.1772 0.2025

1.05 2.14 0.1688 0.1929

1.10 2.05 0.1611 0.1841

1.15 1.96 0.1541 0.17611.20 1.88 0.1477 0.1688

1.25 1.80 0.1418 0.1620

1.30 1.73 0.1363 0.1558

1.35 1.67 0.1313 0.15001.40 1.61 0.1266 0.1446

1.45 1.55 0.1222 0.1397

1.50 1.50 0.1181 0.1350

1.55 1.45 0.1143 0.1306

1.60 1.41 0.1107 0.12661.65 1.36 0.1074 0.1227

1.70 1.32 0.1042 0.1191

1.75 1.29 0.1013 0.1157

1.80 1.25 0.0984 0.11251.85 1.22 0.0958 0.1095

1.90 1.18 0.0933 0.1066

1.95 1.15 0.0909 0.1038

2.00 1.13 0.0886 0.1013

2.05 1.10 0.0864 0.09882.10 1.07 0.0844 0.0964

2.15 1.05 0.0824 0.0942

2.20 1.02 0.0805 0.0920

2.25 1.00 0.0788 0.09002.30 0.98 0.0770 0.0880

2.35 0.96 0.0754 0.0862

2.40 0.94 0.0738 0.0844

2.45 0.92 0.0723 0.0827

2.50 0.90 0.0709 0.0810

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

Pse

udo

acel

erac

ioes

S

a(x,

y) =

ZU

CS

/R

PERIODO T (seg)

SaX

SaY

2.5 COMBINACIONES DE CARGA

La verificación de la capacidad de los elementos de concreto armado se basó en el procedimiento de

cargas factoradas conforme a la actual Norma de Estructuras E.060 Concreto Armado y al código

ACI 318-02. Las combinaciones de carga analizadas fueron las siguientes:

U1 = 1.4 D + 1.7 L

U2 = 1.25 (D + L) ± Sx

U3 = 1.25 (D + L) ± Sy

U4 = 0.9 D ± Sx

U5 = 0.9 D ± Sy

UEnvol = Envolvente (U1, U2, U3, U4, U5)

Donde:



6


D : Cargas muertas

L : Cargas vivas

Sx , Sy : cargas sísmicas en las direcciones X e Y.



7




8


3. ANALISIS ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACIÓN:

A continuación se presenta el modelamiento de la edificación y la exposición a las cargas que deberá

resistir el diseño para cumplir con los parámetros establecidos en el reglamento:

VISTA PLANTA E ISOMETRÍA

VISTA APLICACIÓN DE CARGAS MUERTA EN KG/M2



9


VISTA APLICACIÓN DE CARGAS VIVA EN KG/M2

VISTA DE DEFORMACION DE LA ESTRUCTURA CON LA SOLICITACION DE CARGAS Y SISMO



10


DIAGRAMA DE MOMENTO DE LA ENVOLVENTE (Tn-m)



11


FUERZA CORTANTE DE LA ENVOLVENTE (Kg)



12


DISEÑO DE VIGA – COLUMNA EN CM2



13


3.2.- Desplazamientos y Distorsiones

En la Tabla 01 siguiente indica los desplazamientos y distorsiones del desplazamiento máximo en EL

PRIMER NIVEL ya que el segundo piso es un techo inclinado. Estos valores fueron determinados

multiplicando los resultados obtenidos en el programa de análisis por 0.75 R, conforme se especifica en la

Norma E.030 Diseño Sismorresistente.

Tabla 01Derivas máximos obtenidos Módulo 01 – Aulas Pedagógicas

Desplazamientos RNE Direccion

Nivel DriftX DriftY0.75*Rx*D

riftX0.75*Ry*D

riftY E-030 X-X Y-Y

Piso 01 0.0011 0.0003 0.0064 0.0013 0.007 CUMPLE CUMPLE

De acuerdo a los resultados obtenidos relacionados con los desplazamientos relativos de entrepiso, se

concluye que la estructura cumple con los requisitos de desplazamiento exigidos por la Norma E.030

Diseño Sismorresistente.

4. CONCLUSIONES:

El sistema resistente de la edificación modelada consta principalmente de pórticos de concreto

armado en ambas direcciones (X e Y).

La memoria estructural se desarrolló con la finalidad de proponer las medidas adecuadas para el

buen desempeño de las estructuras ante eventos sísmicos importantes; tomando en consideración

los parámetros establecidos en la Norma de Diseño Sismorresistente (E.030) vigente.

Las estructuras proyectadas, CUMPLEN con todos los requisitos de Resistencia y Rigidez

necesarios para soportar las cargas actuantes, de acuerdo a los cálculos presentados en los anexos.

5. ANEXOS:



14


ANEXO 1: REACCION DEL SUELO DE FUNDACION



15


ANEXO 02: ARMADURA EN FUNDACION



16

8.1 memoria de cálculo_aulas

Documents