memoria de calculo proyecto inavi

Cliente: INAVI Fecha: 17 de Septiembre de 2013. Memoria Descripcin: Plan Vivienda

Elaborado por Revisado y Aprobado por. Fecha

Ing. Jos David Crdenas Ing. Rubn Arboleda

INAVI sep-17

MEMORIA DE CLCULO DEL PROYECTO PLAN VIVIENDA EDIFICIO

MULTIFAMILIAR 70 M2.


1. MEMORIA DESCRIPTIVA 1.1. Introduccin.-

La presente memoria corresponde al anlisis ssmico y clculo estructural

para el chequeo de la edificacin destinada al proyecto del plan vivienda edificio

multifamiliar de rea 70 m2 cada apartamento, Ubicado en el Estado Tchira.,

estableciendo los requerimientos mnimos de diseo de acuerdo con las normas

nacionales e internacionales para el diseo de estructuras en concreto y acero.

1.2. Descripcin.-

A partir de la cota de PB +0.00m se desarrolla la superestructura

formada por un edificio de cuatro pisos ms un ncleo central de escaleras,

con perfilera metlica y conexiones empernadas precalificadas. El sistema de

piso es a base de un sofito metlico Sigaldeck Calibre 20 o similar ms loseta

de concreto, colocados y vinculados por medio de conectores de corte a un

sistema de correas uniformemente espaciadas. La cubierta liviana de Techo es

a travs de la colocacin de Machihembrado.

1.3. Filosofa de Diseo.-

Debido a la forma geomtrica de la estructura se ha dispuesto de un

sistema sismorresistente Combinado, es decir, en una direccin se presentan

arriostramientos excntricos (EBF) Excentrically Braced Frames, mientras que

en la otra direccin se definen prticos especiales de momentos (SMF) Special

Moment Frames.

Esto se hace con la idea de orientar todas las columnas en un mismo

sentido y as obtener la rigidez y resistencia adecuadas para satisfacer con la

relacin Columna fuerte/Viga Dbil en cada una de las juntas, considerando


la formacin de rtulas plsticas en los extremos de las vigas, a partir del

desarrollo de conexiones tipo End plate rigidizadas cuyo diseo se realiza por

capacidad, y as cumplir con los requisitos establecidos en la Norma AISC 341-

05 para el sistema prticos especiales de momento SMF.

En la direccin ms corta del edificio, se colocaron diagonales

excntricas, cada prtico, estas se conectan a las vigas en las que se forma el

eslabn, estos eslabones capaces de significativas deformaciones inelsticas,

sern los encargados de la disipacin de energa, de manera estable, durante

la ocurrencia de un evento ssmico. Las diagonales y vigas vinculadas a los

eslabones se disearan elsticamente para las mximas fuerzas que

puedan desarrollarse en estos, considerando que los eslabones van a

plastificar por corte en sus extremos. Para las columnas, las fuerza axial

mxima esperada es aquella que se obtiene de considerar el equilibrio que se

forma en los extremos de las vigas al producirse la plastificacin en los

eslabones Las conexiones asociadas a este sistema se disearan por

capacidad, siguiendo los lineamientos establecidos en la Norma AISC 341-05

para el sistema de arriostramientos excntricos EBF.


1.4. Sistema Estructural.-

Segn las especificaciones de la norma COVENIN-MINDUR 1618-98.

Estructuras de Acero para Edificaciones. Mtodo de los Estados Lmites, y

siguiendo los lineamientos descritos en la norma AISC 341-05 Seismic

Provisions for Structural

Steel Buildings la presente estructura se clasifica segn la descripcin siguiente:

DES C RIPC I O N TIP O

Tipo Est ructura l Pr t icos Es p e c i a les de Momento (SMF ) Sistema de D i a g o n a l e s E x c n t r i c a s ( E B F )

Nive l de D i se o ND3

T i p o de Co ne x i ones

En P orticos conexiones tipo T R

T i po de Secc i one s Co m p a c tas y Co m p ac tas S s m i c a s

Todas las conexiones empernadas son del tipo friccionante (conexin de

deslizamiento crtico), por lo cual deber aplicrseles la carga de pre traccin

indicada en las Especificaciones Generales de Estructura, conforme a lo

establecido en la tabla 22.7 del captulo 22 de la Norma 1618-98. A partir de

los planos de diseo aqu presentados debern ser elaborados los planos de

fabricacin y montaje. Las soldaduras en taller debern ser analizadas e

inspeccionadas por un profesional calificado siguiendo los lineamientos

segn el artculo D1.1. Del American Welding Society (AWS).


1.5. Cargas de Diseo.-

En conformidad con los lineamientos de la Norma COVENIN-

MINDUR 2002-88 Criterios y Acciones Mnimas, se describe el sistema de

cargas utilizado en el Proyecto:

1.6. Calidad de Los Materiales.-

A continuacin se describen la calidad de los materiales utilizados en el Proyecto.

Pernos de Anclaje calidad ASTM A-36 SAE 1040.

Pernos de conexin calidad ASTM A-325 A-490.

Perfiles Doble T de Acero Estructural, calidad ASTM A-36, Fy = 2530

kgf/cm2.

Planchas para base de columnas y de conexin calidad ASTM A36, Fy

= 2530 kgf/cm2.

Edificio Habitacional PROPERCA

Definicin de Acciones

Nivel PB

(kgf/m2)

Nivel 1,2,3

(kgf/m2)

Escalera

(kgf/m2)

Nivel Techo

(kgf/m2)

Variables Techos sin acceso con CP > 50kgf/m2 y pendientes mayores de 15%

Techos sin acceso con CP > 50kgf/m2 y pendientes menores de 15%

Habitaciones, pasillo interno, camerinos, vestuarios, estudios de Radio y TV

Escaleras y Balcones para Viviendas

175

175

300

50

100

Permanentes

Losa encofrado colaborante tipo Sigaldeck 1-1/2" calibre 20

Losa de fundacin de concreto de espesor promedio 40 cm

Tejas curvas de arcilla sin mortero de asiento

Base de Pavimento de Cemento con Arena Amarilla de espesor promedio 3.0cm

Baldosas de gres o cermica sobre mortero de 3 cm de espesor

Manto asfltico hasta tres capas espesor promedio 4mm

Cielos rasos colgantes de

paneles Livianos Tabiquera

mnima repartida Machihembrado

sobre correas metlicas

960

60

80

150

200

60

80

20

150

200

60

80

20

50

15

50

1250 510 360 115


Electrodo segn designacin del AWS tipo E7018 para planchas,

perfiles laminados y Electrosoldados.

1.7. Normativa Vigente.-

Se utilizaron los lineamientos de las siguientes normas vigentes:

COVENIN-MINDUR-FUNVISIS 1756-98 (revisin 2001). Edificaciones Sismorresistente

COVENIN-MINDUR 1753-85 (criterios segn propuesta 2006 no

oficial). Estructuras de Concreto Armado para

Edificaciones. Anlisis y Diseo

COVENIN-MINDUR 2002-88 Criterios y Acciones Mnimas

ACI 318-05 Building Code Requirements for Structural Concrete

COVENIN-MINDUR 1618-98. Estructuras de Acero para

Edificaciones. Mtodo de los Estados Lmites

COVENIN-MINDUR 1755-82. Cdigo de Prcticas Normalizadas

para la Fabricacin y Construccin de

Estructuras de Acero

ANSI/AISC 360-05 Specification for Structural Steel Buildings

ANSI/AISC 341-05 Seismic Provisions for Structural Steel Buildings

ANSI/AISC 358-05 Prequalified Connections for Special and

Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications.

1.8. Ca s os y Combinaciones de Carga.-

Combinaciones de Servicio.

CSERV1: 1.1CP + CV

CSERV2: 1.1CP + CV SISMO_X 0.3 SISMO_Y

CSERV3: 1.1CP + CV SISMO_Y 0.3 SISMO_X

CSERV4: 1.1CP + CV SISMO_X 0.3 SISMO_Y

CSERV5: 1.1CP + CV SISMO_Y 0.3 SISMO_X


Nota: Para la revisin de las fundaciones, al aplicar

combinaciones de carga que incluyen el sismo, se permite un

incremento del esfuerzo admisible del suelo en un 33%.

Combinaciones ltimas.

COMB1: 1.4CP

COMB2: 1.2CP+1.6CV+ [0.5CVT]

COMB3: 1.2CP+1.6CVT+ [0.5CV]

COMB4: 1.2CP+ CV CV SISMO_X 0.3 SISMO_Y

COMB5: 1.2CP+ CV SISMO_Y 0.3 SISMO_X

COMB6: 0.9CP SISMO_X 0.3 SISMO_Y

COMB7: 0.9CP SISMO_Y 0.3 SISMO_X Donde,

CP: Carga permanente

CV: Carga variable

CVt: Carga variable de Techo

SISMO X: Solicitacin ssmica en Direccin X. (Incluye los efectos

torsionales)

SISMO Y: Solicitacin ssmica en Direccin Y. (Incluye los efectos torsionales)

: (factor de participacin de la carga variable) 0.5 en Entrepisos y 0.0 en Techos.

Para condiciones de Servicio se verifican las flechas y derivas permisibles

Por Carga Permanente y Cargas de Construccin L/180 < 2 cm.

Por Carga Variable L/360

Por Carga Permanente + Carga Variable L/240

Para la Desplazabilidad Lateral (Inelstica) i = e0.8R < 0.018


2. MEMORIA DE CALCULO 2.1. Modelo Estructural.-

Se procedi a realizar un Modelo Matemtico en 3D a travs del

programa ETABS, donde se han dispuesto de objetos de lneas para idealizar

las vigas, arriostramientos y columnas, mientras que las losas y techos se han

modelado utilizando objetos de rea tipo Membrana, los cuales son

discretizados a fin de obtener resultados muy aproximados al comportamiento

real esperado de los componentes estructurales. El anlisis se realiza a partir

de la matriz de rigidez de cada uno de los objetos lineales y de reas aplicando

el mtodo de los elementos finitos. La accin de las cargas se realiza de manera

distribuida directamente en las losas (Kg/m2) y en las vigas perimetrales e

internas (Kg/m). Por otra parte, la accin ssmica se obtiene a travs de un

espectro de diseo considerando la utilizacin de diafragmas rgidos en cada uno

de los niveles.


2.2. Distancia entre Ejes en Planta.-


2.3. Distancia entre Pisos.


ALTURA DEL

TIPO DE

TIPO DE

ESTRUCTURA

FACTOR DE REDUCCIN

DE RESPUESTA

6

1

CLASIFICACIN

SEGN SU USOESTRUCTURA

SUELO

MATERIAL DE LA TIPO DE SISTEMA

ESTRUCTURA

14.55

DATOS

CORRECCIN ( j )

FACTOR DE

m

NUMERO

4

ALTURA

2.75

EDIFICIO EN m

ZONA SISMICA NIVEL DE DISEO

NIVELES

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

Ad

/Ao

PERIODO ( seg )

ESPECTRO DE DISEO

COPIAR ESPECTRO

GUARDAR

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NORMAL

OTRO

2.4. Espectro de Diseo.-

1. ZONA SISMICA. Art. 4.1

ZONA SISMICA =

2. MOVIMIENTOS DE DISEO. Art. 4.2

ACELERACIN HORIZONTAL = ACELERACIN VERTICALAL =

3. TIPO DE SUELO. Art. 5.1

SUELO =

4. FACTOR DE CORRECCIN j . Art. 5.1

=

5. CLASIFICACIN SEGN EL USO. Art. 6.1.1

GRUPO =

6. FACTOR DE IMPORTANCIA a Art. 6.1.3

a =

DATOS

5

0.3 0.21

S2

j 0.9

B2

1


2.5. Anlisis Dinmico.-

A fin de realizar el anlisis dinmico se introduce el espectro de diseo,

aplicando la Norma Covenin 1756-98 (Rev. 2001), tal como se muestra en la

figura.


3. Revisiones Principales de la Estructura: 3.1 Desplazabilidad de la Estructura. Los chequeos de los desplazamientos de acuerdo a la aplicacin de sismos

en el sentido x, y, se encuentran dentro de los rangos establecidos en la norma

venezolana de sismo resistencia, menores al 0.018 la cual se indica se acuerdo a

la siguiente tabla.

EDIFICACIONES

TIPO Y DISPOSICIN DE LOS GRUPO GRUPO GRUPO

ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES A B1 B2

Susceptibles de sufrir daos por deformaciones de la estructura. 0.012 0.015 0.018

No susceptibles de sufrir daos por deformaciones de la

estructura. 0.016 0.020 0.024

DESPLAZAMIENTOS LATERALES TOTALES

El desplazamiento lateral total del nivel i se calcula como:

= 0.8 x R x FM = 0.8 x R =

R : Factor de reduccin de respuesta

Desplazamiento lateral den nivel i, calculado para las fuerzas de diseo.

D i

Dci :

2.40D i Dci


DIAGRAMA DE DERIVA MAXIMA SISMO X

Deriva Mxima SX

D Max Sx = 0.0024234 < 0.018 Chequea.


DIAGRAMA DE DERIVA MAXIMA SISMO Y

D Max Sy = 0.0060306 < 0.018 Chequea.


MAXIMAS DERIVAS DE PISO SX Y SY

NIVEL Item Carga Punto X Y Z DriftX DriftY

N TOS +13.55 Diaph D1 X SX 87 18.600 0.4 13.550 0.000849

N TOS +13.55 Diaph D1 Y SX 87 18.600 0.4 13.550 0.000184

N TOS +13.55 Diaph D1 X SY 87 18.600 0.4 13.550 0.000156

N TOS +13.55 Diaph D1 Y SY 87 18.600 0.4 13.550 0.002961

N TOS +11.0 Diaph D1 X SX 87 18.600 0.4 11.000 0.001393

N TOS +11.0 Diaph D1 Y SX 87 18.600 0.4 11.000 0.000299

N TOS +11.0 Diaph D1 X SY 87 18.600 0.4 11.000 0.000255

N TOS +11.0 Diaph D1 Y SY 87 18.600 0.4 11.000 0.004536

N TOS +8.25 Diaph D1 X SX 87 18.600 0.4 8.250 0.00177

N TOS +8.25 Diaph D1 Y SX 82 18.600 20.540 8.250 0.000398

N TOS +8.25 Diaph D1 X SY 87 18.600 0.4 8.250 0.000336

N TOS +8.25 Diaph D1 Y SY 87 18.600 0.4 8.250 0.005764

N TOS +5.50 Diaph D1 X SX 87 18.600 0.4 5.500 0.002087

N TOS +5.50 Diaph D1 Y SX 87 18.600 0.4 5.500 0.000478

N TOS +5.50 Diaph D1 X SY 87 18.600 0.4 5.500 0.000401

N TOS +5.50 Diaph D1 Y SY 87 18.600 0.4 5.500 0.005989

N TOS +2.75 Diaph D1 X SX 5 18.600 1.300 2.750 0.001792

N TOS +2.75 Diaph D1 Y SX 14 18.600 7.250 2.750 0.000376

N TOS +2.75 Diaph D1 X SY 19 0.9 19.640 2.750 0.000292

N TOS +2.75 Diaph D1 Y SY 14 18.600 7.250 2.750 0.003517


3.2 Chequeo del Corte Basal Mnimo.


Calculo de Corte Basal, Vo = W x 0.106. Donde W = 376.07 Ton

Vo = 376.07 Kg x 0.106 = 39.86 Ton.

Calculo de Corte Basal Mnimo, Vo = W x 0.05. Donde W = 376.07 Ton

Vo = 376.07 Kg x 0.050 = 18.80 Ton.


Nota: El Corte Basal chequea de acuerdo a la normativa siendo mayor que el

corte Basal Mnimo.

Los Cortes Basales Dinmicos.

Corte Dinmico VoX = 55.00 Ton.


Corte Dinmico VoY = 51.28 Ton.

Nota: Los Cortes Dinmicos en el sentido x, y son mayores que el Corte

Esttico, por lo tanto no se aplica correccin del factor de gravedad aplicado a los

sismos.


3.3 Verificacin de Masas Participativas.

Anlisis de Superposicin modal, factores de masa participativa. Por norma de Sismo resistencia COVENIN 1756-01 se debe sobrepasar el 90% de las masas participativas, 3 modos de vibracin por nivel.

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