UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERA

MEMORIA DE CLCULO ESTRUCTURALEDIFICIO LA ESPERANZACALCULISTAS:AMAGUAYA CH. VINICIO J.MOROCHO G. JUAN C.CABEZAS A. FLAVIO F.MAIGUA P. LUIS P.VALLEJO P. MARCO A.

PROPIETARIA: SRA. MARTHA E. MIRANDA F.FISCALIZA: ING. ALEXIS O. MARTNEZ E.

FEBRERO, 2012

RIOBAMBA - ECUADOR1. INTRODUCCIN. La cimentacin es la parte estructural del edificio, encargada de transmitir las cargas al terreno, el cual es el nico elemento que no podemos elegir, por lo que la cimentacin la realizaremos en funcin del mismo. Al mismo tiempo este no se encuentra todo a la misma profundidad por lo que eso ser otro motivo que nos influye en la decisin de la eleccin de la cimentacin adecuada.Dado que la resistencia y rigidez del terreno son, salvo raros casos, muy inferiores a las de la estructura, la cimentacin posee un rea en planta muy superior a la suma de las reas de todos los soportes y muros de carga. Lo anterior conduce a que los cimientos son en general piezas de volumen considerable, con respecto al volumen de las piezas de la estructura. Los cimientos se construyen casi invariablemente en hormign armado y, en general, se emplea en ellos hormign de calidad relativamente baja, ya que no resulta econmicamente interesante el empleo de hormigones de resistencias mayores.

La Edificacin a ser calculado se encuentra ubicada en La Provincia de Chimborazo, Cantn Riobamba, en las calles Jaime Rolds y Vicente Ramn Roca (Esquina), conformada de la siguiente manera:Consta de 3 plantas, con un rea total de construccin de 480,65m2, distribuidos de la siguiente manera: Planta baja 104,75m2; primer piso alto 115,45m2, y segundo piso alto con un rea de 115,45m2, y la terraza 115,45m2, como se encuentra indicado en los planos arquitectnicos, destinadas a cubrir las necesidades en dicha vivienda de uso multifamiliar.2. NOMBRE DEL PROYECTO.

Proyecto de pre diseo de elementos estructurales del edificio La Esperanza3. UBICACIN DEL PROYECTO

El proyecto se encuentra ubicado en el pas Ecuador, en la provincia de Chimborazo, cantn Riobamba, en las calles Jaime Rolds y Vicente Ramn Roca (Esquina).

4. OBJETIVOS.a. OBJETIVO GENERALRealizar una memoria de clculo estructural para la elaboracin del plano estructural, de manera que se garantice la seguridad de la estructura a implantarse aplicando los conocimientos adquiridos en el aula.b. OBJETIVOS ESPECFICOS.

Aprender a realizar el pre diseo de los elementos estructurales de una edificacin. Conocer las diferentes cargas que puede afectar a la estructura y su comportamiento en las mismas. Aprender el uso del programa ETABS 9.0 e interpretar sus resultados. Modelar en el programa ETABS 9.0 para comprobar los resultados obtenidos manualmente.5. DESCRIPCIN DEL TRABAJOa. DESCRIPCION GENERAL

Esta memoria contiene los principales criterios utilizados en el diseo estructural del proyecto, y algunos resultados de carcter general obtenidos en el clculo.b. TIPO DE ESTRUCTURA

Edificio de Hormign Armado, destinado a:

Estructura mixta de hormign armado y estructura metlica. Sistema estructural constituido por prticos dctiles a la flexin. Sistema de piso constituido por losas planas alivianadas, armadas en dos direcciones.6. DATOS Hormign Armado, con un esfuerzo a la compresin de fc= 210 kg/cm2. Acero en varilla milimetrada corrugada con un esfuerzo a la fluencia de fy = 4200 kg/cm2 El proyecto diseado contempla la construccin de un edificio La Esperanza se han proporcionado los datos de las cargas asumidas para el diseo de la estructura en mencin, dejando en claro que esta memoria corresponde a datos estructurales.7. PLANTEAMIENTO DE LA ESTRUCTURAA continuacin se describen las secciones de los elementos estructurales y no estructurales que conforman la estructura:8. ANALISIS DE LA ESTRUCTURA.a. SOLICITACIONESPara el anlisis y el diseo estructural se han considerado las fuerzas Verticales y Horizontales. Los mtodos de clculo se describen ms adelante.b. CAPACIDAD DE CARGA DEL SUELOPuesto que no se tiene un estudio de suelos para el Anlisis y Diseo de la cimentacin se ha considerado un tipo de suelo S3 con una capacidad portante de 2.00 kg/cm. c. COMBINACIONES DE CARGALas estructuras y los elementos estructurales debern disearse para obtener resistencias de diseo en todas las secciones, al menos iguales a las resistencias requeridas calculadas para las cargas factor izadas y las fuerzas en las combinaciones que se estipulan en el Cdigo de Prctica Ecuatoriano. La combinacin ms desfavorable para el diseo en hormign corresponder al mximo valor de entre los siguientes:U =1.4D+1.7LU = 0.75 (1.4D+1.7L1.87E) U = 0.90D 1.43EDnde:D: Carga MuertaL: Carga VivaE: Carga Ssmica9. REDISEO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES A continuacin se describen las secciones de los elementos estructurales y no estructurales que conforman la estructura:a. PLINTOS

1. Replantillo de hormign simple fc=180 kg/cm2, espesor 10cm.b. ANALSIS DECARGAS PARA EL PRE-DIMESIONAMIENTO

c. COLUMNAS

La disposicin del refuerzo transversal est compuesto por estribos 8mm cada 10 cm en L/4 y cada 20 cm en L/2 siendo L la longitud libre de la columna.

d. VIGAS

La disposicin del refuerzo transversal en vigas est compuesto por estribos 8mm, cada 10 cm en L/4 y cada 20 cm en L/2 siendo L la longitud libre de la viga.Losa Las losas de hormign armado de entrepiso son alivianadas de 20 cm de espesor, con carpeta de compresin de 5 cm, armada en dos direcciones con varilla corrugada de 14 mm para momentos positivo y negativo en nervios de 10 cm de ancho.La altura mnima de una losa maciza es:

Dnde:

h: Altura de la losa maciza en cm.Ln: Luz libre entre cara de columnas en cm.fy: Esfuerzo a la fluencia del acero fy = 4200 kg/cm2 en Mpa. he: Altura de una losa alivianada equivalente a una losa maciza.

NIVELES: N +2.60N +5.20N +8.00

CORTE X-X

CORTE Y-Y10. CENTRO DE RIGIDECES Y CENTRO DE MASAS.

11. ANALISIS DE CARGAS SISMICAS

A continuacin se presentan algunos resultados obtenidos en el anlisis ssmico.a. CORTANTE BASAL

Proyecto:ResidenciaMateriales:Hormign Armado fc= 210 kg/cm2fy = 4200 kg/cm2Ubicacin:RiobambaZona Ssmica:IVAltura de entrepiso = 2.40 m.Espesor de losa alivianada = 20 cm.

Ingresamos al programa hecho en Excel, damos clip en hipervnculo Factor de importancia definido en 2.6.4 (I)

El hipervnculo nos lleva a la tabla

Donde nosotros debemos escoger el valor que se que se acopie a nuestro proyecto en este caso 1.5.Luego retornamos a la pgina principaly nos vamos la opcin Carga Reactiva Definida en 2.7.1.1 (W)Que nos lleva a la tabla

Donde hacemos el clculo de la carga reactiva, con los datos de la carga viva y muerta.Retornamos a la pgina principal y escogemos la opcin Aceleracin Espectral correspondiente al espectro de respuesta elstico para diseo definida 2.5.5.1 (Sa) y nos lleva a la tabla:

En esta tabla tenemos que ver el valor de T, Tc y TL para hallar el valor de aceleracin espectral por lo cual vamos a dar clip en los hipervnculo para los clculos que se generan nuevas tablas

Retornamos y calculamos

Para los datos de zona ssmica vamos a las tablas de abajo para determinar los valores Fa, Fd y Fs

Ya con estos datos nosotros escogimos el primer caso.CASO I

0 T Tc

00,000815010,55

n=2,48n

Z=0,352,1

Fa=0,352,5

Sa=0,3

Vamos a las tablas y determinamos los datos para el calculo SaREGIONES

Con Costa1,8

Sierra2,48

Oriente2,6

Con esta tabla vemos el valor de n depende en donde este la construccin.

Con esta tabla de terminamos Z

Y con esta tabla determinamos Fa

Retornamos a la pgina principal y escogemos la opcin Factor de Reduccin de respuesta estructural, definido en 2.7.2.3 (R).Aqu tenemos esta tabla, donde estn las nomas, aqu establecemos un valor requerido segn las especificaciones a nuestro proyecto, para el clculo, se debe tomar todos los parmetros para el mejor diseo.

Regresamos a la pgina principal y ahora determinamos Factores de configuracin estructural en planta y en elevacin definida en 2.6.6. y 2.6.7 P y EPrimero determinamos P con la tabla, tenemos que leer detenidamente para determinar los valores, con estos datos tenemos que determinar el coeficiente de configuracin en planta.

Retornamos a la pgina principal y determinamos E en la siguiente tabla, donde vamos a determinar el coeficiente de la configuracin en la elevacin.

Ya con todo los datos determinados diseamos el cortante basal con la siguiente formula.

Y el valor es:

12. MODELADO DE LA EDIFICACIN EN EL SOFTWARE ETABS 9.6.Primero debemos de colocar en la pantalla de inicio de ETABS las unidades con las que vamos a trabajar en nuestro caso T-m.

Debemos de elegir un modelo con el cual vayamos a disear la estructura.

Escogemos la opcin Grid only, y editamos el nmero de espacios que vamos a utilizar en la grilla.

Escogemos la forma de la nomenclatura que utilizaremos para la identificacin de los ejes.

Editamos la grilla con la informacin en planta de la edificacin.

Asignamos el nmero de pisos y la altura de entrepisos de la estructura.

Presentacin inicial de la estructura.

Nos dirigimos al men definir y creamos el concreto para las columnas, vigas y losa.

Para el hormign en vigas y columnas cambiamos el mdulo de elasticidad, la fuerza a compresin del hormign, y la fluencia del acero de refuerzo.

Para el hormign de la losa cambiamos el mdulo de elasticidad, la fuerza a compresin del hormign, la fluencia del acero de refuerzo, la masa por unidad de volumen y el peso por unidad de volumen.

En el men definir nos dirigimos a Frame sections, y asignamos la seccin de vigas y columnas.

Definir seccin de columnas.Asignamos la dimensin de la columna de 40cmx40cm, y el tipo de material que es concreto.

En columnas segn la norma se trabaja con inercias agrietadas tiene un factor de 0,8.

El recubrimiento es de 0,05m.

Definir seccin de vigas.Asignamos la dimensin de las vigas de 25cmx35cm, y el tipo de material que es concreto.

En vigas segn la norma se trabaja con inercias agrietadas tiene un factor de 0,5.

Como es una viga el reforzamiento ser de tipo beam.

Definir seccin de losas.Como analizamos anteriormente vamos a trabajar con una dimensin de losa maciza de 14,5cm. Definimos como nombre losa, y el concreto anteriormente diseado para este elemento.

Creamos las columnas, vigas y la losa en toda la edificacin.

Para crear el espacio vaco en la edificacin, seleccionamos el espacio o el sitio donde vamos a dejar creado el opening. En el men Define, ingresaremos los casos de carga para la estructura..Para el caso especial de los sismos Sx y Sy el tipo es Quake, y agregamos el factor para sismo

En el mismo men Define, colocaremos las combinaciones de carga con cada uno de los casos de carga establecidos en el paso anterior.

Para la primera combinacin de carga Servicio ser igual a la suma de los casos de carga.

Para la segunda combinacin de carga ltima ser igual a la suma de los casos de carga, cada uno de los casos de carga con el factor de mayoracin impuesto en el cdigo.

Para la tercera combinacin de carga Sismo x1 el sismo positivo en el sentido x, ser igual a la suma de los casos de carga y cada uno de los casos de carga con el factor de mayoracin impuesto en el cdigo.

Para la cuarta combinacin de carga Sismo x2 el sismo negativo en el sentido x, ser igual a la suma de los casos de carga y cada uno de los casos de carga con el factor de mayoracin impuesto en el cdigo.

Para la quinta combinacin de carga Sismo y1 el sismo positivo en el sentido y, ser igual a la suma de los casos de carga y cada uno de los casos de carga con el factor de mayoracin impuesto en el cdigo.

Para la sexta combinacin de carga Sismo y2 el sismo negativo en el sentido y, ser igual a la suma de los casos de carga y cada uno de los casos de carga con el factor de mayoracin impuesto en el cdigo.

Para la sptima combinacin de carga Envolvente ser la sumatoria total de todos los casos de carga ms la sumatoria de todas las combinaciones de carga.

Carga viva asignada en cada losa.Asignamos la carga viva a cada losa como sabemos que va a servir solo para vivienda tendr un valor de 0,2t/m2.

Para controlar la deriva de piso de cada nivel, se a diseada en cada planta diafragmas para controlar el centro de masa y el centro de rigidez del mismo.

Repetimos este procedimiento para cada nivel de losa.

Mandamos a correr el programa y podemos observar la deformada que produce cada estado de carga.

13. RESULTADOS OBTENIDOS

El centro de masa y el centro de rigidez no deben exceder del 5%, debemos de verificar este resultado con la informacin obtenida en el software ETABS.10.6Comprobacin en el sentido x.

Podemos observar que no existe mucha variacin entre el centro de masa y el centro de rigidez de la estructura en el sentido x, por lo tanto acepto el diseo de la estructura.Comprobacin en el sentido y.

Podemos observar que no existe mucha variacin entre el centro de masa y el centro de rigidez de la estructura en el sentido y, por lo tanto acepto el diseo de la estructura.

14. ANEXOS

15. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ARMIJOS, Ricardo Msc Ing. Criterios de sismo resistencia. Constructora TRELISA. ZAMBRANO, Silvio Ing. Apuntes del curso Anlisis Estructural Orientacin Estructura 2008 2009. MANUAL DE CALCULO DE HORMIGON ARMADO, 2da edicin en base al cdigo ACI - 052 CALABERA, Jos. (2000) Calculo de estructuras de cimentacin, Instituto tcnico de materiales y construcciones, Editorial INTEMAC S.A, Barcelona, Espaa.

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Cimentaciones y Obras Civiles Cuarto B Ingeniera Civil Hoja1

La altura mnima de una losa maciza es:h = Ln (800 + fy/1.5) / 36000 CEC (9 .13)he = 20 h / 14.50Donde:h:Altura de la losa maciza en cm.Ln:Luz libre entre cara de columnas en cm.fy:Esfuerzo a la fluencia del acero fy = 4200 kg/cm2 en Mpa. he: Altura de una losa alivianada equivalente a una losa maciza.

ALTURA DE LOSA ALIVIANADANivelesLn (cm)fy (Mpa)h (cm)he (cm)h(cm) asumidoN+ 2.6040542012.1516.7620N+ 5.2040542012.1516.7620

Hoja2

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