MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL

“EDIFICIO EL OLIVAR 270”

DISTRITO SAN DISTRITO - LIMA

JULIO – 2019

LIMA - PERU

INDICE

I.- MEMORIA

1.- ALCANCES DEL ESTUDIO

2.- UBICACIÓN

3.- ARQUITECTURA

4.- ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS

5.- CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DEL PROYECTO

6.- ESTRUCTURACION Y PREDIMENSIONAMIENTO

7.- ANALISIS ESTRUCTURAL DEL PROYECTO

8.- ESTADOS DE CARGA CONSIDERADOS

9.- COMBINACIONES DE CARGA

10.- ELEMENTOS ESTRUCTURALES DEL MODELO MATEMATICO

11.- CONTROL DE DISTORSIONES

12.- DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

II.- CONCLUSIONES

III.- RECOMENDACIONES

MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL

“EDIFICIO EL OLIVAR 270”

LIMA - PERU

MEMORIA

1.- ALCANCES DEL ESTUDIO

El objetivo del presente estudio es de mostrar los trabajos realizados, así como los

resultados y conclusiones obtenidos, en el estudio del diseño estructural del proyecto

“EDIFICIO EL OLIVAR 270”. Este estudio ha sido realizado de acuerdo al Reglamento

Nacional de Edificaciones del Perú, Normas Técnicas de Edificaciones E-020, E-030, E-

050 y E-060, así mismo se cumple con lo establecido en las Normas ACI-318-14.

2.- UBICACIÓN

El terreno donde se ejecutará el presente proyecto se encuentra ubicado en la calle

Raymundo morales Nº 270-274-278 y la prolongación de arenales Nº 350-360

URB.chacarilla de santa cruz, zona oeste del fundo santa cruz. Distrito de SAN

ISIDRO, Provincia y Departamento de Lima, siendo su clasificación según el mapa de

zonificación sísmica del Perú, como zona sísmica Nº 4, con un factor de Zona, Z4 =

0.45g.

3.- ARQUITECTURA

El edificio multifamiliar, tiene dos sótanos, un semisotano,4 pisos y una azotea. Cada piso

típico cuenta con varios departamentos, Cada una con baño propio.

4.- ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS Y GEOTECNICO

Parámetros de diseño para la cimentación:

1.0 El nivel de cimentación es preferible llevarlo a una profundidad mínima Df

= 1.00 m

2.0 Se recomienda para fines cálculo Capacidad Portante del Suelo de 5.40

kg/cm².

Según estas características el suelo se clasifica como del Tipo S1, es decir Suelos

Rígidos, con un periodo corto de 0.40seg. y periodo largo de 2.50seg. El factor de suelo

S1 = 1.00, según la Norma Técnica E-030.

5.- CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DEL PROYECTO

La estructura comprendida en el presente estudio, es un edificio de 5 pisos de concreto

armado, con un sistema muro estructural de concreto armado en la dirección x-x y de

un sistema muro estructural en la dirección y-y, en ambas direcciones del edificio

presenta una configuración irregular. Esta estructura se clasifica como una estructura

común y se encuentra en la categoría C de la norma de diseño sismo resistente del

Perú NTE E.030, con un factor de uso U = 1.00

6.- ESTRUCTURACION Y PREDIMENSIONAMIENTO

Estructuración

Para la estructuración se debe tener en cuenta los ejes que definen el proyecto

arquitectónico tales como el perímetro de la edificación, los ductos, los espacios

reglamentarios para los estacionamientos y escaleras.

Predimensionamiento

Losas:

Para el caso de losas macizas armadas en dos sentidos y apoyadas sobre sus cuatro

lados, se ha utilizado la siguiente expresión:

h ≥ L / 40 o h ≥ Perímetro / 180

USAR LOSAS DE h = 0.20m

Aligerado: El aligerado que se utilizó son losas unidireccionales, es decir que trabajan en una sola

dirección y las cargas asignadas son distribuidas por metro lineal, considerando como ancho

tributario el correspondiente al ancho de una vigueta. Estas viguetas se consideran

simplemente apoyadas sobre las vigas y empotradas si llegan a losa maciza.

Se dimensiona, la luz libre entre 25

USAR ALIGERADO DE h = 0.25 m

En paños grandes tenemos aligerado dos sentido H=0.25m

Vigas:

Para el caso de vigas se utilizarán las siguientes expresiones:

h ≥ L/14 Para vigas continuas

h ≥ L / 12 Para vigas simplemente apoyadas

0.3h ≤ b ≤ 0.5h

Para el presente caso se tiene vigas con una luz libre de 6.80m.

h = 6.80 / 12 = 0.55m; Usaremos h = 0.60m

Y un ancho de la viga de 25 cm de espesor:

Además, l a b a s e m ín im a p a r a q u e e l e lemento s e a sismo

resistente es de 0.25m

USAR VIGAS DE (0.30m x 0.60m)

Columnas:

Para el predimensionamiento de las columnas utilizaremos la siguiente expresión:

A ≥ (1.10 Ps) / (0.25 f’c) - Para zonas de la costa (Alta sismicidad)

Donde:

Ps = carga de servicio ≈ 1 ton/m²

USAR COLUMNAS DE (30cm x 85cm)

ESTRUCTURACIÓN PLANTA SOTANO 1º

ESTRUCTURACIÓN PLANTA TÍPICA

7.- ANALISIS ESTRUCTURAL DEL PROYECTO

El análisis a llevar a cabo en el proyecto, será un análisis estructural tridimensional,

considerando un modelo matemático de tres grados de libertad por piso, asociados a dos

componentes ortogonales de traslación horizontal y una rotación. Se ha desarrollado

para este proyecto el análisis modal espectral, utilizando espectro de diseño de la norma

técnica E.030. Para resolver el modelo matemático, se ha utilizado el programa ETABS

2016.

La resistencia de los materiales predominantes de la estructura evaluada es:

f’c = 245 kg/cm2, para las placas y columnas de la estructura

fy = 4,200 Kg/cm2, para las varillas de acero corrugado

8.- ESTADOS DE CARGA CONSIDERADOS

Se ha considerado los siguientes estados de carga:

CM (Carga Muerta)

CV (Carga Viva)

SPECX(CargasísmicaespectralenladirecciónX)SPECY(CargasísmicaespectralenladirecciónY)

9.- COMBINACIONES DE CARGA

Se han considerado las siguientes combinaciones de carga:

Combinaciones:

1.4 CM + 1.7 CV 1.25CM+1.25CV±SPECx,y

0.90CM±SPECx,y

Dónde:

CM: Carga Muerta

CV: Carga Viva

SPECx,y:Cargadesismoenlasdireccionesxey, obtenidosdelanálisismodalespectral

10.- DESARROLLO DEL ANALISIS ESTRUCTURAL

DATOS INICIALES Y PARAMETROS DE DISEÑO:

ESPECTROS DE DISEÑO:

C T SaDirX-X SaDirY-Y2.50 0.00 2.453 2.4532.50 0.02 2.453 2.4532.50 0.04 2.453 2.4532.50 0.06 2.453 2.4532.50 0.08 2.453 2.4532.50 0.10 2.453 2.4532.50 0.12 2.453 2.4532.50 0.14 2.453 2.4532.50 0.16 2.453 2.4532.50 0.18 2.453 2.4532.50 0.20 2.453 2.4532.50 0.25 2.453 2.4532.50 0.30 2.453 2.4532.50 0.35 2.453 2.4532.50 0.40 2.453 2.4532.22 0.45 2.180 2.1802.00 0.50 1.962 1.9621.82 0.55 1.784 1.7841.67 0.60 1.635 1.6351.54 0.65 1.509 1.5091.43 0.70 1.401 1.4011.33 0.75 1.308 1.3081.25 0.80 1.226 1.2261.18 0.85 1.154 1.1541.11 0.90 1.090 1.0901.05 0.95 1.033 1.0331.00 1.00 0.981 0.9810.91 1.10 0.892 0.8920.83 1.20 0.818 0.8180.77 1.30 0.755 0.7550.71 1.40 0.701 0.7010.67 1.50 0.654 0.6540.63 1.60 0.613 0.6130.59 1.70 0.577 0.5770.56 1.80 0.545 0.5450.53 1.90 0.516 0.5160.50 2.00 0.491 0.4910.44 2.25 0.436 0.4360.40 2.50 0.392 0.3920.33 2.75 0.324 0.3240.28 3.00 0.273 0.2730.16 4.00 0.153 0.1530.10 5.00 0.098 0.0980.07 6.00 0.068 0.0680.05 7.00 0.050 0.0500.04 8.00 0.038 0.0380.03 9.00 0.030 0.0300.03 10.00 0.025 0.025

METRADO DE CARGAS

CARGA MUERTA:

La carga vertical a considerar en la estructura será la que se indique en el cálculo de

pesos de la estructura, el programa ETABS calcula internamente el peso de la estructura

modelada. Se ha considerado una carga adicional de 0.250 ton/m² en el estado de carga

muerta a fin de considerar el peso de los acabados, equipamiento y tabiquería.

CARGA VIVA:

La carga viva considerada en el presente modelo matemático es de 200 kg/m² en

vivienda, 400 kg/m2 en pasadizos y escaleras y 100 kg/m² en la azotea.

CARGA DE SISMO:

El análisis sísmico se realizó según la norma NTE E-030 (2016), con el procedimiento de

superposición modal espectral, con combinación cuadrática completa (CQC). Se ha

considerado 5% de amortiguamiento de la estructura y 5% de excentricidad, así mismo

se ha considerado como fuente de masa el 100% de la carga muerta más el 25% de la

carga viva.

PERIODOS Y MASAS PARTICIPATIVAS

Tx1 = 0.33 seg.

Ty2 = 0.228 seg.

Tr3 = 0.193 seg.

Se observa que las formas de modo de vibración, la primera traslación en Y-Y, el segundo

es traslación en X-X, el tercero es rotacional.

Se han considerado un total de 40 modos de vibración, por ser una estructura irregular,

siendo el caso que el factor de masa participativa alcanza valores mayores al 90% en el

modo 11 para la dirección X-X y en el modo 15 para la dirección perpendicular Y-Y.

11.- CONTROL DE DISTORSIONES

De a c u e r d o a l a Norma Técnica de diseño sismorresistente (NTE E.030),

los desplazamientos laterales permisibles son los siguientes:

Al ser una estructura irregular, los desplazamientos laterales se calcularán multiplicando por “R” los resultados obtenidos del

análisis lineal y elástico con las solicitaciones sísmicas reducidas. LIMITE DISTORSION

LATERAL: ∆i / hi x 0.75 R ≤ 0.007 C°A

TABLE:ModalParticipatingMassRatiosCase Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ RX RY RZ SumRX SumRY SumRZ

secModal 1 0.33 0.3373 0.0036 0 0.3373 0.0036 0 0.0051 0.4881 0.0709 0.0051 0.4881 0.0709Modal 2 0.228 0.0185 0.4325 0 0.3557 0.4361 0 0.5058 0.022 0.0243 0.5109 0.5101 0.0952Modal 3 0.193 0.0729 0.0402 0 0.4287 0.4763 0 0.0413 0.0734 0.309 0.5522 0.5835 0.4042Modal 4 0.099 0.0047 0.000000588 0 0.4334 0.4763 0 0 0.001 0.0001 0.5522 0.5845 0.4042Modal 5 0.096 0.0637 0.0006 0 0.4971 0.4768 0 0.0001 0.0091 0.0278 0.5523 0.5937 0.432Modal 6 0.078 0.0126 0.1754 0 0.5096 0.6522 0 0.0537 0.0021 0.00001089 0.606 0.5957 0.432Modal 7 0.075 0.125 0.0336 0 0.6346 0.6858 0 0.0129 0.0241 0.0006 0.6189 0.6198 0.4326Modal 8 0.065 0.00002669 7.863E-07 0 0.6347 0.6858 0 0 9.967E-07 0.0002 0.6189 0.6198 0.4327Modal 9 0.059 0.0007 0.1959 0 0.6354 0.8817 0 0.1353 0.0004 0.0056 0.7542 0.6203 0.4383Modal 10 0.054 0.1468 0.0059 0 0.7822 0.8876 0 0.0073 0.0884 0.1016 0.7614 0.7086 0.5399Modal 11 0.052 0.1255 0.0034 0 0.9077 0.891 0 0.0033 0.0782 0.0969 0.7647 0.7868 0.6368Modal 12 0.048 0.0001 0.000005404 0 0.9077 0.8911 0 0 0.0001 0.00001746 0.7647 0.7869 0.6368Modal 13 0.045 0.0004 0.0059 0 0.9082 0.897 0 0.0143 0.0065 0.1223 0.779 0.7934 0.7591Modal 14 0.044 0.00004263 0.0007 0 0.9082 0.8977 0 0.0016 0.0006 0.0102 0.7806 0.7941 0.7693Modal 15 0.043 0.0032 0.04 0 0.9114 0.9377 0 0.0938 0.0076 0.0014 0.8744 0.8017 0.7708Modal 16 0.039 0.0006 0.0003 0 0.9121 0.938 0 0.0004 0.0047 0.0161 0.8747 0.8064 0.7869Modal 17 0.038 0.000001872 0.000001078 0 0.9121 0.938 0 0.00002642 0.000001217 0.0001 0.8748 0.8064 0.7869Modal 18 0.037 0.0002 0 0 0.9122 0.938 0 0.0015 0.0074 0.0295 0.8763 0.8138 0.8165Modal 19 0.036 0.0009 0.0003 0 0.9131 0.9383 0 0.0024 0.0035 0.0111 0.8787 0.8173 0.8275Modal 20 0.035 0.009 0.0004 0 0.9221 0.9386 0 0.0016 0.0085 0.0226 0.8803 0.8258 0.8501Modal 21 0.034 0.0088 0.000001264 0 0.9309 0.9386 0 0.00004248 0.0214 0.0024 0.8803 0.8472 0.8525Modal 22 0.033 0.0116 0.001 0 0.9425 0.9396 0 0.0097 0.0126 0.0052 0.89 0.8598 0.8576Modal 23 0.033 0.0118 0.0037 0 0.9543 0.9433 0 0.0135 0.02 0.0012 0.9035 0.8798 0.8588Modal 24 0.031 0.0007 0.0006 0 0.955 0.944 0 0.0001 0.0011 0.0002 0.9036 0.8809 0.859Modal 25 0.03 0.00004793 0.0062 0 0.955 0.9502 0 0.0028 0.0004 0.0014 0.9065 0.8813 0.8604Modal 26 0.029 0.0005 0.0002 0 0.9555 0.9503 0 0.0001 0.0008 0 0.9066 0.8821 0.8604Modal 27 0.029 0.0002 0.0001 0 0.9557 0.9504 0 0.000009428 0.0003 0.0034 0.9066 0.8824 0.8638Modal 28 0.028 0.0001 0.0001 0 0.9558 0.9505 0 0.0004 0.000009945 0.00002337 0.907 0.8825 0.8638Modal 29 0.028 0.0001 0.0002 0 0.956 0.9506 0 0.0013 0.00002472 0.001 0.9082 0.8825 0.8648Modal 30 0.028 0.0003 0.0016 0 0.9563 0.9522 0 0.0005 0.0018 0.0373 0.9087 0.8843 0.9021Modal 31 0.027 0.0002 0.0001 0 0.9565 0.9523 0 0.0004 0.0023 0.0014 0.9091 0.8866 0.9035Modal 32 0.027 0.0001 0.0032 0 0.9566 0.9555 0 0.0062 0.0005 0.0093 0.9153 0.8871 0.9129Modal 33 0.026 0 0.0003 0 0.9566 0.9558 0 0.0011 0.0001 0.000006438 0.9164 0.8872 0.9129Modal 34 0.026 0.0007 0.000003251 0 0.9573 0.9558 0 0.000004698 0.0052 0.0048 0.9164 0.8924 0.9177Modal 35 0.025 0.0001 0.0002 0 0.9573 0.9559 0 0.0002 0.0008 0.0016 0.9166 0.8932 0.9192Modal 36 0.025 0.0004 0.0001 0 0.9578 0.956 0 0.0006 0.0003 0.00002359 0.9172 0.8935 0.9193Modal 37 0.024 0.000003036 0.0001 0 0.9578 0.9561 0 0.0002 0.0008 0.0112 0.9174 0.8943 0.9304Modal 38 0.024 0.0007 0.00003048 0 0.9585 0.9561 0 0.00002525 0.0017 0.00004486 0.9174 0.896 0.9305Modal 39 0.024 0.0019 0.0002 0 0.9604 0.9563 0 0.0001 0.0012 0.0007 0.9175 0.8972 0.9312Modal 40 0.024 0.00004319 0.0011 0 0.9604 0.9575 0 0.0015 0.0001 0.0015 0.9191 0.8973 0.9327

DESPLAZAMIENTOS Y DERIVAS MAXIMAS DE PISO EN LA DIRECCION X-X

PARA EL SISMO SEVERO REGLAMENTARIO (NTE E.030):

DESPLAZAMIENTOS Y DERIVAS MAXIMAS DE PISO EN LA DIRECCION Y-Y

PARA EL SISMO SEVERO DEL REGLAMENTO (NTE E.030):

Del análisis de los resultados se concluye que la estructura del presente edificio

multifamiliar cumple con los requisitos de rigidez establecidos en la Norma de Diseño

Sismo resistente NTE E.030, pues presenta derivas menores al límite reglamentario.

DETERMINACION DE LA JUNTA SISMICA EN AMBAS DIRECCIONES:

DETERMINACION DE LA JUNTA SISMICA EN LA DIRECCION X-X:

De acuerdo a la nueva disposición para la junta sísmica, se tiene:

S = 0.006h>=0.03m

Donde:

h : Altura del edificio en cm. h = 1590cm.

S = 0.006*1590

S = 9.54cm

Obtenemos la mayor junta sísmica de 2/3 del desplazamiento máximo y S/2 por cada

dirección de análisis.

S1 = 2/3 (3.85) = 2.56 cm S/2 = 9.54/2 = 4.77 cm

USAR: S = 5 cm

DETERMINACION DE LA JUNTA SISMICA EN LA DIRECCION Y-Y:

De acuerdo a la nueva disposición para la junta sísmica, se tiene:

S = 0.006h>=0.03m

Donde:

h : Altura del edificio en cm. h = 1590 cm.

S =0.006*1590

S = 9.54 cm

Obtenemos la mayor junta sísmica de 2/3 del desplazamiento máximo y S/2 por cada

dirección de análisis.

S2 = 2/3 (1.72) = 1.146cm S/2 = 9.54/2 = 4.77 cm

USAR: S = 5cm

DETERMINACION DE IRREGULARIDAD TORSIONAL:

IRREGULARIDADTORSIONALENX

IRREGULARIDADTORSIONALENY

CALCULO DEL ANALISIS ESTATICO:

FUERZAS CORTANTES POR PISO OBTENIDOS DEL ANALISIS ESTATICO:

x-x y-y

Cortante en la dirección X-X: 931.92 tonf.

Cortante en la dirección Y-Y: 931.92 tonf.

FUERZAS CORTANTES POR PISO OBTENIDOS DEL ANALISIS DINAMICO:

X-X Y-Y

Cortante en la dirección X-X: 672.26 tonf.

Cortante en la dirección Y-Y: 822.42 tonf.

FACTORES PARA ESCALAR EL CORTANTE DINAMICO AL ESTATICO:

F esc X = 931.92*0.90 / 672.26 = 1.24; F esc Y = 931.92*0.9 / 822.42=1.01

ð F esc X = 1.24

ð F esc Y = 1.01

12- DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

DISEÑO DE COLUMNAS:

Las estructuras y los elementos estructurales deberán diseñarse para obtener en todas

sus secciones resistencias de diseño (ΦRn) por lo menos iguales a las resistencias

requeridas (Ru), calculadas para las cargas y fuerzas amplificadas en las combinaciones

que se estipulan en esta Norma. En todas las secciones de los elementos estructurales

deberá cumplirse: ΦRn ≥ Ru

DISEÑO DE VIGAS: Las estructuras y los elementos estructurales deberán diseñarse para obtener en todas

sus requeridas (Ru), calculadas para las cargas y fuerzas amplificadas en las combinaciones

que se estipulan en esta Norma. En todas las secciones de los elementos estructurales

deberá cumplirse: ΦRn ≥ Ru

Para el diseño de las vigas se han considerado dos modelos, uno sin considerar el

agrietamiento de las secciones y otro considerando dicho agrietamiento.

II.- CONCLUSIONES:

Ø La presente estructura cumple con todos los requisitos de rigidez, ductilidad y

resistencia, establecidos en el Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú,

así como la Norma ACI 318-14.

Ø La estructura en su análisis sísmico es irregular en ambas direcciones,

cumpliendo satisfactoriamente las irregularidades en planta y altura, sin exceder

lo permitido por la norma E-030 sismo resistente.

Ø La estructuración conformada por muro estructurales en la direccione X- X y en

la dirección Y-Y. logra mantener los desplazamientos y derivas dentro de los

límites permitidos de la norma sismo resistente E030

Ø El diseño de los elementos resistentes a cargas verticales y horizontales, se

diseñaron respetando los parámetros y condiciones de las Normas y Reglamento

Nacional de Edificaciones del Perú

III.- RECOMENDACIONES:

Ø No debe cimentarse sobre turba, suelo orgánico, tierra vegetal, relleno de

desmonte o rellenos sanitario o industrial, ni rellenos no controlados. Estos

materiales inadecuados deberán ser removidos en su totalidad, antes de construir

la edificación y ser reemplazados con materiales que cumplan con las

indicaciones de la norma de Suelos y Cimentaciones NTE E.050.

Ø