CALCULO ESTRUCTURAS

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE EL PORVENIRCALCULO DE ESTRUCTURAS

MEMORIA DE CALCULO

ESTRUCTURAS

“CREACION DEL COMPLEJO DEPORTIVO EN LA MZ. 27 LT. 1 DEL SECTOR RIO SECO BARRIO 4, DISTRITO DE EL PORVENIR - TRUJILLO - LA

LIBERTAD”

“CREACION DEL COMPLEJO POLIDEPORTIVO EN LA MZ. 27 LT.1 DEL SECTOR RIO SECO BARRIO 4, DISTRITO DE EL PORVENIR - TRUJILLO - LA LIBERTAD”


ÍNDICE

1. INTRODUCCION

2. CODIGOS Y ESTANDARES

2.1 RNC (Reglamento Nacional de Construcciones)

2.2 American Concrete Institute ACI -318-99

2.3 AISC (American Institute of Steel Construction)

3. DESARROLLO DE LA MEMORIA DE CÁLCULO

3.1 Bloques de Oficinas

3.1.1 Cargas de Diseño

3.1.2 Análisis Sísmico

3.1.3 Diseño de la Vigas de Concreto

3.1.4 Diseño Del Aligerado

3.1.5 Diseño de las Columnas de Concreto C1 (BLOQUE A)

3.1.6 Diseño de Zapatas

4. referencias



1. INTRODUCCION

1. ANTECEDENTESEl Distrito de El Porvenir, está ubicado en la provincia de Trujillo – Región La Libertad, presenta un esquema urbano en constante modernización motivada por el programa de inversiones de la Municipalidad Distrital de El Porvenir con el fin de dotarles de infraestructura moderna y de servicios, de tal forma que contribuyan al bienestar de los ciudadanos y de medios adecuados a la satisfacción de la población.El presente estudio “Creación del complejo polideportivo en la Mz. 27 Lt. 1 del Sector Rio Seco, Distrito de El Porvenir, Provincia de Trujillo - La Libertad“, se origina a iniciativa del Gobierno Local a nivel de Expediente Técnico, se elabora con la finalidad de dotar de una moderna y mejor infraestructura para el desarrollo de las actividades de recreación, tomando en consideración el distrito del El Porvenir, es el único distrito de la provincia de Trujillo que no cuenta una Infraestructura Recreacional y Deportiva de este índole, careciendo de un lugar adecuado donde se realice las actividades de Recreacionales, Deportivas, Culturales, Sociales de Bienestar Familiar y de buenas costumbres, las que a la fecha son realizada en zona donde no hay una adecuada infraestructura, teniendo en cuenta que es el distrito que mayor población después de Trujillo.Por tal motivo La Municipalidad Distrital de El Porvenir, ha priorizado este proyecto como parte de un conjunto de mejoras y con la finalidad de brindar condiciones a nivel urbano para el desarrollo económico, Recreacional, deportiva y cultural de la Ciudad.

2. OBJETIVOSEl proyecto tiene la finalidad de construir el complejo polideportivo con una infraestructura moderna, de esta forma se embellecerá el aspecto urbano del distrito, dando la bienvenida a todos los visitantes y turistas que con su presencia y sus aportes atraerán el desarrollo tanto en el aspecto comercial y de turismo.

3. UBICACIÓNLa “Creación del complejo polideportivo del sector 4 del Distrito de El Porvenir se encuentra ubicado en Provincia de Trujillo, situado entre las coordenadas geográficas: Longitud oeste: 78º 59' 57”, Latitud sur: 8º 04' 42”; región este del valle Moche.

El distrito de Porvenir, presenta una altitud de 90 msnm, y una superficie de 36.70 Km2.



4. DESCRPCION DE CÁLCULO ESTRUCTURALEl Proyecto total del Polideportivo comprende la construcción de 02 bloques de uno y dos pisos destinados usos múltiples de dos niveles y baños.En esta memoria de cálculo se presentan los sustentos a los diseños realizados para las estructuras que comprenden el proyecto en la etapa final, para la cual se han desarrollado los planos.

Para la ubicación de los elementos estructurales se han tenido en cuenta las distribuciones y requerimientos arquitectónicos de los ambientes, tratando de no cambiar la arquitectura proyectada y buscando obtener un adecuado comportamiento sísmico de la estructura.

Este desarrollo se ha dividido 2 tipos de obras: Obras Exteriores, que comprenden los diseños del cerco perimétrico que se muestran en los planos de arquitectura. El segundo tipo es el de Obras Interiores, el cual involucra el desarrollo del edificio multiusos y baños.

La Norma E-030 señala que al realizar el análisis sísmico empleando el método de superposición espectral se debe considerar como criterio de superposición el ponderado entre la suma de absolutos y la media cuadrática según se indica en la siguiente ecuación:

Alternativamente se puede utilizar como criterio de superposición la combinación cuadrática completa (CQC). En el presente análisis se utilizó este último criterio.

2. CODIGOS Y ESTANDARES

Para el diseño de las estructuras de concreto armado y acero se han tomado en cuenta los siguientes códigos y estándares: RNC (Reglamento Nacional de Construcciones)

Norma Técnica de Edificaciones E-020 CargasNorma Técnica de Edificaciones E-030 Diseño SismorresistenteNorma Técnica de Edificaciones E-050 Suelos y CimentacionesNorma Técnica de Edificaciones E-060 Concreto Armado

American Concrete Institute ACI -318-99 AISC (American Institute of Steel Construction)

Manual of Steel Construction Allowable Stress Design. Ninth Edition, 1989

3. DESARROLLO DE LA MEMORIA DE CÁLCULO



La presente memoria de cálculo se ha dividido en 2 partes de acuerdo al tipo de estructura tal como se muestra a continuación:

1. Bloques de salón multiusos y baños2. Obras Exteriores

a. Cisternab. Cerco Perimétrico

A continuación se presentan los cálculos de las estructuras de concreto armado y de acero estructural de los diferentes ambientes.

3.1 Bloques de sala Multiusos Y Baños

El proyecto comprende cuatro bloques (A, B) de 2 niveles excepto el Bloque B. En el presente informe se mostraran los cálculos del diseño del primer y segundo nivel teniendo en cuenta las cargas que se generaran al momento de la construcción del 2° nivel.

Para obtener un adecuado comportamiento sísmico se ha separado los mediante una junta sísmica de 5cm debido a la forma en planta que tiene la estructura, obteniéndose bloques con una mejor simetría y con un adecuado comportamiento sísmico. En la figura 3.1.1 se muestra la configuración en planta de la estructura.

Figura.3.1.1. Distribución de Bloques.

3.1.1 Cargas de Diseño


BOLQUE A BAÑOS


A continuación se muestran las cargas consideradas para el diseño de esta estructura:

a. Cargas Muertas

Concreto Armado : 2400 kg/m3 Piso Terminado : 100 kg/m2 Acero : 7850 kg/m3

b. Cargas Vivas o Sobrecargas

Sobrecarga en Azoteas : 100 kg/m2 Sobrecarga en Techo del 1° Nivel : 250 kg/m2

3.1.2 Análisis Sísmico3.1.2.1 Consideraciones Generales

Las cargas de sismo se definen como la fuerza estática vertical y horizontal equivalente al efecto de las cargas dinámicas inducidas por el movimiento del suelo durante un sismo.

La respuesta sísmica se determinó empleando el método de superposición espectral considerando como criterio de combinación la “Combinación Cuadrática Completa”, (CQC) de los efectos individuales de todos los modos.

Tal como lo indica la Norma Peruana de Diseño Sismorresistente NTE.030, los parámetros para definir el espectro de diseño fueron:

Factor de zona Z = 0.4 (Zona 3)Perfil del suelo tipo S2Periodo predominante Tp = 0,9 sFactor de amplificación del suelo S = 1,4Factor de importancia U = 1.5 (Edificaciones Importantes)Coeficiente de reducción R = 7.0 Dual

(Tabla N° 6, NTE E-030)

Los efectos producidos por los movimientos sísmicos del terreno se determinarán para el caso de edificaciones con la siguiente expresión:



Dónde: Sa : Aceleración Espectralg : Aceleración de la gravedad

Figura.3.2.1. Espectro de Respuesta para los sismos en las 2 direcciones

3.1.2.2 Modelo Sísmico

Se realizó el modelo de la estructura en el programa ETABS 9.5, y modelando los bloques con todos sus pisos para lo que han sido proyectados. Se realizó el modelo utilizando elementos con deformaciones por flexión, fuerza cortante y carga axial. Para cada nudo se consideraron 6 grados de libertad estáticos y para el conjunto tres grados de libertad dinámicos correspondientes a dos traslaciones horizontales y a una rotación plana asumida como un diafragma rígido en cada nivel.

Para la definición de las cargas provenientes del segundo nivel se consideraron las cargas de diseño que se definieron anteriormente. A continuación lo modelo de



cada bloque.

Fig. 3.1.2.2.1. Modelo Tridimensional de Bloque A

3.1.2.3 Resultado del Análisis Sísmico

El cálculo de los desplazamientos elásticos se realizó considerando todos los modos de vibración y 5% de amortiguamiento en la Combinación Cuadrática Completa. Los desplazamientos inelásticos se estimaron multiplicando la respuesta elástica por 0.75R.

BLOQUE A

PISO SENTIDO DESPLAZAMIENTOS CONDICION

Δ Abs Elástico

(m)

Δ Relativo Elástico

(cm)

Δ Relativo Inelástico

(cm) Relativo/h E-030

1 XX 0.0028 0.28 1.68 0.0031 Cumple

1 YY 0.0013 0.13 0.78 0.0014 Cumple

2 XX 0.0038 0.1 0.6 0.0014 Cumple

2 YY 0.0024 0.11 0.66 0.0015 Cumple

BLOQUE B

PISO SENTIDO DESPLAZAMIENTOS CONDICION



Δ Abs Elástico

(m)

Δ Relativo Elástico

(cm)

Δ Relativo Inelástico

(cm) Relativo/h E-030

1 XX 0.0027 0.27 1.62 0.0030 Cumple

1 YY 0.0012 0.12 0.72 0.0013 Cumple

Como se aprecia, para ambas direcciones la máxima distorsión de entrepiso es menor al establecido por la Norma Peruana de Diseño Sismorresistente NTE.030.

3.1.3 Diseño de la Vigas de Concreto Para efectos de presentación de ha seleccionado la viga más cargada en cada bloque.

Para el diseño de las vigas de concreto armado se consideró las siguientes combinaciones de cargas según lo indica la Norma Técnica de Edificaciones E-060 Concreto Armado que se presentan a continuación:

C1 : 1,40CM + 1,70CVC2 : 1,25CM + 1,25CV + 1,00CSC3 : 1,25CM + 1,25CV - 1,00CSC4 : 0.90CM + 1,00CSC5 : 0.90CM - 1,00CS

Dónde:CM : Carga Muerta o Carga PermanenteCV : Carga Viva o SobrecargaCS : Carga de Sismo en el sentido X-X.

A continuación se presentan los diagramas de Momentos Flectores y Fuerzas Cortantes para la combinación de carga que toma en cuenta la envolvente de los esfuerzos producidos en las combinaciones antes descritas.

3.1.3.1 Bloque A



Diagrama de Momentos Flectores (DMF)

Diagrama de Fuerzas Cortantes (DFC)



Teniendo en cuenta los esfuerzos mostrados a continuación se presentan los cálculos del diseño de la viga más crítica de cada bloque:

a. Bloque A (V-2)

Dieño por Flexión

Diseño por CorteVu (ton)

b (cm)

d (cm)

Av (cm2)

f'c (kg/cm2)

fy (kg/cm2)

ᶲ Vc (ton)

ᶲ Vn (ton)

Vs (ton)

S (cm)

6.81 25 54 0.71 210 4200 8.81 8.01 -0.80 25.008.87 25 54 0.71 210 4200 8.81 10.44 1.62 168.77

11.13 25 54 0.71 210 4200 8.81 13.09 4.28 63.9511.55 25 54 0.71 210 4200 8.81 13.59 4.77 57.33

11.34 25 54 0.71 210 4200 8.81 13.34 4.53 60.4610.35 25 54 0.71 210 4200 8.81 12.18 3.36 81.40

Esquema de la Viga V-2(Modelo ilustrativo)


Mu (ton-m)

b (cm)

d (cm)

f'c (kg/cm2)

fy (kg/cm2)

As max (cm2)

As min (cm2)

As (cm2)

5.80 25 54 210 4200 33.75 4.50 2.924.17 25 54 210 4200 33.75 4.50 2.089.86 25 54 210 4200 33.75 4.50 5.05

11.91 25 54 210 4200 33.75 4.50 6.177.32 25 54 210 4200 33.75 4.50 3.7112.85 25 54 210 4200 33.75 4.50 6.68

13.04 25 54 210 4200 33.75 4.50 6.797.07 25 54 210 4200 33.75 4.50 3.5811.02 25 54 210 4200 33.75 4.50 5.68


3.1.4 DISEÑO DEL ALIGERADO

Para el dimensionamiento del peralte de aligerados tomamos el tramo con mayor luz libre, el mismo que se ubica entre los ejes A y B. Dicha longitud es 4.03m Empleamos la regla práctica según la cual se obtienen aligerados económicos:h = L / 25 = 0.16 m

Considerando que en el aligerado se empotrarán las instalaciones de agua, desagüe, comunicaciones, electricidad, etc; conviene mantener un espesor mínimo de 0.20 m, para lo cual se empleará bloque de techo de arcilla de 0.15m de altura.

Metrado de Cargas

Conviene considerar la alternancia de carga viva toda vez que de esta forma tomaremos en cuenta los efectos de la distribución de dicha carga en la estructura. La regla práctica para evaluar la necesidad de realizar alternancia de cargas es verificar si las cargas vivas son muy altas (mayores a 300 kg/m2) o si las luces son importantes (mayores a 4m).

C1 : 1,40CM + 1,70CV

Dónde:CM : Carga Muerta o Carga PermanenteCV : Carga Viva o Sobrecarga

A continuación se presentan los diagramas de Momentos Flectores y Fuerzas Cortantes para la combinación de carga que toma en cuenta la envolvente de los esfuerzos producidos en las combinaciones antes descritas.

3.1.4.1 FUERZAS ACTUANTES

Bloque A

a. Primer Piso.





b. Segundo Piso.



3.1.5 Diseño de las Columnas de Concreto

Para el diseño de las columnas de concreto armado se consideró las siguientes combinaciones de cargas según lo indica la Norma Técnica de Edificaciones E-060 Concreto Armado tomando como valor de diseño los mayores esfuerzos producidos. A continuación se muestran las combinaciones de carga consideradas:

C1 : 1,40CM + 1,70CVC2 : 1,25CM + 1,25CV + 1,00CSC3 : 1,25CM + 1,25CV - 1,00CSC4 : 0.90CM + 1,00CSC5 : 0.90CM - 1,00CS

Dónde:

CM : Carga Muerta o Carga Permanente



CV : Carga Viva o SobrecargaCS : Carga de Sismo en el sentido X-X.

3.1.5.1 DISEÑO DE COLUMNA

Para BLOQUE " A "-2 PISOS

PREDIMENSIONADO DE LA COLUMNA MAS DESFAVORABLE C1- (COLUMNA INTERNA)

PRIMER PISO COLUMNA: C1METRADO DE CARGAS kg/m2

Aligerado 300.00Tabiquería 120.00Acabados 100.00Peso de Columnas 60.00Peso de Vigas 100.00Sobrecarga 250.00

PG= 930.00

P = 1.10 x PG x Atrib x N pisos

Atrib = 12.60 x 1

Atrib n N pisos bxD b D D12.60 0.20 210 3 920.70 25.0 cm 36.83 cm 40.00 cm

Para Rigidizar la estructura en ambos sentidos, se ha optado por columna CIRCULAR DE DIAM = 40 cm


C1: Columna CentralC2: Columna Extrema de un Pórtico Principal InteriorC3: Columna Extrema de un Pórtico Secundario InteriorC4: Columna en Esquina


PREDIMENSIONADO DE LA COLUMNA C2



PG= 930.00


Atrib = 24.36 x 1


Para Rigidizar la estructura en ambos sentidos, se ha optado por columna de 30x50 cm

PREDIMENSIONADO DE LA COLUMNA MAS DESFAVORABLE C3- (COLUMNA EXTREMA)


Aligerado 300.00Tabiquería 120.00




Acabados 100.00Peso de Columnas 60.00Peso de Vigas 100.00Sobrecarga 250.00

PG= 930.00


Atrib = 13.19 x 1






PG= 930.00


Atrib = 12 x 1







PREDIMENSIONADO DE LA COLUMNA MAS DESFAVORABLE C5- (COLUMNA EXTREMA)



PG= 930.00


Atrib = 9.37 x 1





Aligerado 300.00Tabiquería 120.00Acabados 100.00




Peso de Columnas 60.00Peso de Vigas 100.00Sobrecarga 250.00

PG= 930.00


Atrib = 10.01 x 1



3.1.5.2 ACERO EN COLUMNAS

COLUMNA C1

AceroLo calculamos por cuantía mínima 1%Refuerzo mínimo Ast = 0.01 Ag

As = 0.01 x b x dAs = 12.566 cm2

ACERO A UTILIZAR

Escoger la varilla para emplear USAREMOS VARILLA DE 5/8"

N° Var = 6.38 varillas de 5/8"ASUMIMOS:

8 varillas de 5/8"


Dia Ø 1/2" = 1.27 Dia Ø 5/8" = 1.97


Sección circular A = 3.14 * r2 b = 1Ag d =1256.6


COLUMNA C2


As = 0.01 x b x dAs = 15 cm2

ACERO A UTILIZAR



8 varillas de 5/8"

COLUMNA C3


As = 0.01 x b x dAs = 12 cm2

ACERO A UTILIZAR



8 varillas de 5/8"


Dia Ø 1/2" = 1.27 Dia Ø 5/8" = 1.97

Dia Ø 1/2" = 1.27 Dia Ø 5/8" = 1.97

b = 30Ag d = 50

b = 30Ag d = 40


COLUMNA C4


As = 0.01 x b x dAs = 12 cm2

ACERO A UTILIZAR

Escoger la varilla para emplear USAREMOS VARILLA DE 1/2" + VAR DE 5/8"


4 varillas de 1/2"


4 varillas de 5/8"

COLUMNA C5


As = 0.01 x b x dAs = 9 cm2

ACERO A UTILIZAR



4 varillas de 1/2"


4 varillas de 5/8"


Dia Ø 1/2" = 1.27 Dia Ø 5/8" = 1.97

Dia Ø 1/2" = 1.27 Dia Ø 5/8" = 1.97

b = 30Ag d = 40

b = 30Ag d = 30


COLUMNA C6


As = 0.01 x b x dAs = 7.5 cm2

ACERO A UTILIZAR



6 varillas de 1/2"

COLUMNA C7


As = 0.01 x b x dAs = 6.25 cm2

ACERO A UTILIZAR



4 varillas de 1/2"


4 varillas de 3/8"


Dia Ø 1/2" = 1.27 Dia Ø 5/8" = 1.97

Dia Ø 1/2" = 1.27 Dia Ø 3/8" = 0.71

b = 25Ag d = 30

b = 25Ag d = 25


3.1.6 Diseño de ZapatasA continuación se muestra el cálculo de la zapata de las columnas, pertenecientes a:

A. ZAPATA: Z 1=Z 4=Z 7=Z 10 - BLOQUE A

1. PRE-DIMENSIONAMIENTO DEL AREA: Si la Zapata tiene una rigidez apropiada, y si además la rigidez de la columna es la suficiente para mantener la diferencia de las presiones del terreno máxima y mínima a un valor máximo de 1 kg/cm2, entonces para el diseño de la zapata en la dirección excentricidad puede considerarse como aproximación aceptable una presión uniforme del terreno (Diseño Concreto Armado. Ing Roberto Morales-ICG)


A=P/Wn P=CM+CV+P.P Wn=qa-GsxDf-S/Cpiso AZ=(2B)*B T=AZ/BA=Area de Zapata. P NTNWn=Presion neta del suelo.DATOS:qa=Capacidad Portante del Suelo= DfGs=Peso especifico del relleno=Df=Profundidad de desplante=S/C piso= sobre carga del piso= Wnf́ c= resistencia del concreto =db´ ( diametro de la varilla Zapata) =db ( diametro de la varilla Columna) =recub.( recubrimiento en la zapata)=fy=resistencia a tension del acero=P.P=Peso propio de la zapata (10%) =

Bb=lado mayor de la columna B=lado menor de la zapatat=lado menor de la columna T=lado mayor de la zapata

Z-1,4,7,10

Tn Tn/m2 m2Tn Tn/m2 m

Tn/m2 mTn Tn/m2 m

mPor lo Tanto:ADOPTO: B x L = X

"

Tn/m2

t = 0.50B =

1.20

Tn/m2Tn/m3

m

9.301.71

0.25kg/cm2

1/2210.00

4200.00

5/8 "7.50

Zapata:

CV =P.P= s/cpiso=

11.59

P= 23.09 5.97Wn =

CM =9.402.10

qa =GsxDf =

2.78

0.25

3.866b = 0.60

1.60 m 2.70 m

1.39T =

A =

cm.

2.10 Tn.

3.078

kg/cm2

9.30

T=2B


2. DIMENSIONAMOS LA ELEVACION "H". PARA CONSIDERAR RIGIDA

Hz= 2.3*B*3√(Ko*B/E) >= 60 cmDonde:Hz = Altura de la zapataB = Ancho de la zapataKo = Coeficiente de balastro del terreno 10.00E = Modulo de elasticidad del concreto 213,760.65

NO

USAR: OK

Con la Sección de Columna "L"1.50x60 TIENE UNA RIGIDEZ QUE GARANTIZA LA DIFERENCIA DE LAS PRESIONES DEL TERRENO SIENDO ESTA MENOR A 10 T/M2

3. DISEÑO POR FLEXIONa. Dirección de la excentricidad

d =H-recub.-db´/2

Wnu = Pu/B Pu = 1.5*CM+1.8*CV

Mumax = Wnu*0.95^2/2

Momento:As=Mu/(0.9*fy*(d-a/2)) pmin = 0.0018a=As*fy/(0.85*fć*B) Asmin.=ρmin.*(B*d)

d = 61.87 cmB = 160.00 cmL = 270 cm.B = 60.00 cm.T = 50.00 cm.ACERO REQUERIDO EN ZAPATA


P NTN

H

WnB=1.55

0.6 0.95

Hz = 0.72 >= 0.60

Hz = 70.00 cm

d = 61.87 cm

Wnu = 23.58 T/m

Mumax = 10.64 t-m

Mu = 1,064,259.02 kg-cmAs = 4.60 cm2A = 0.68 cmAsmin = 30.07 cm2 As = 30.07 cm2

Aø = 1.27 cm2 N Varillas = 24S = 11.03 cm 1 ø 1/2" @ 11.00 cm


b. Dirección Transversal

d =H-recub.-db´/2





d = 61.87 cmB = 160.00 cmL = 270 cm.B = 60.00 cm.T = 50.00 cm.

ACERO REQUERIDO EN ZAPATA


P NTN

0.6 1.50 0.6

H

WnT=3.10

d = 61.87 cm

Wnu = 13.98 T/m

Mumax = 2.52 t-m

Mu = 251,570.00 kg-cmAs = 1.08 cm2A = 0.16 cmAsmin = 17.82 cm2 As = 17.82 cm2


Hz= 70.00 m

1.60 m

2.70 m

Bmin.=

Ld

1.25 m

14 ø 1/2" @ 11.00 cm m

24 ø 1/2" @ 11.00 cm m


B. ZAPATA: Z 6=Z 9 - BLOQUE A




NO


A=P/Wn P=CM+CV+P.P Wn=qa-GsxDf-S/Cpiso AZ=(2B)*B T=AZ/BA=Area de Zapata. P NTNWn=Presion neta del suelo.DATOS:

qa=Capacidad Portante del Suelo= DfGs=Peso especifico del relleno=Df=Profundidad de desplante=S/C piso= sobre carga del piso= Wnfć= resistencia del concreto =db´ ( diametro de la varilla Zapata) =db ( diametro de la varilla Columna) =recub.( recubrimiento en la zapata)=fy=resistencia a tension del acero=P.P=Peso propio de la zapata (10%) =

T=2Bb=lado mayor de la columna B=lado menor de la zapatat=lado menor de la columna T=lado mayor de la zapata

Z-6,9


Tn/m2 m

Tn Tn/m2 m


B

2.13

0.25

"7.50 cm.

1.24 Tn.

3.078

1.20 m 2.40 m

t = 0.30

B = 1.07

T =

A =9.30

P= 13.59 5.97Wn =

CM =CV =P.P=

1/2210.00

4200.00

5/8

s/cpiso=

8.354.001.24

qa =GsxDf =

0.25kg/cm2

Zapata:

kg/cm2

1.20

Tn/m2Tn/m3

m

9.301.71

"

Tn/m2

2.275b = 0.50

Hz = 0.52 >= 0.60


USAR: OK

Con la Sección de Columna 25x60 TIENE UNA RIGIDEZ QUE GARANTIZA LA DIFERENCIA DE LAS PRESIONES DEL TERRENO SIENDO ESTA MENOR A 10 T/M2

3. DISEÑO POR FLEXIONc. Dirección de la excentricidad

d =H-recub.-db´/2




d = 51.87 cmB = 120.00 cmL = 240 cm.b = 50.00 cm.t = 30.00 cm.ACERO REQUERIDO EN ZAPATA

d. Dirección Tranvsersal

d =H-recub.-db´/2


Mumax = Wnu*1.125^2/2


P NTN

H

Wn

0.65

B=1.25

0.6

P NTN

0.25

H

Wn

1.075

T=2.50

1.075

Hz = 60.00 cm

d = 51.87 cm

Wnu = 18.08 T/m

Mumax = 3.82 t-m



d = 51.87 cm

Wnu = 9.04 T/m

Mumax = 5.22 t-m




d = 51.87 cmB = 120.00 cmL = 240 cm.b = 50.00 cm.t = 30.00 cm.



Hz=

1.20 m

2.40 m

60.00 m

Bmin.= 1.15 m

Ld



1 ø 1/2" @ 13.00 cm m

1 ø 1/2" @ 13.00 cm m


C. ZAPATA: Z 5=Z 8 - BLOQUE A

1. PRE-DIMENSIONAMIENTO DEL AREA:

2. DIMENSIONAMOS LA ELEVACION "H". "H" Se calcula cuando se determina el peralte efectivo "d", mediante la verificación por:* Longitud de desarrollo* Cortante por Punzonamiento.* Cortante por Flexión.


A=P/Wn P=CM+CV+P.P Wn=qa-GsxDf-S/Cpiso B=?A-(b-t)/2 C1 L=?A+(b-t)/2A=Area de Zapata. P NTNWn=Presion neta del suelo.DATOS:qa=Capacidad Portante del Suelo= DfGs=Peso especifico del relleno=Df=Profundidad de desplante=S/C piso= sobre carga del piso= Wnf́ c= resistencia del concreto =db´ ( diametro de la varilla Zapata) =db ( diametro de la varilla Columna) =recub.( recubrimiento en la zapata)=fy=resistencia a tension del acero=P.P=Peso propio de la zapata (10%) =

b=lado mayor de la columna B=lado menor de la zapatat=lado menor de la columna L=lado mayor de la zapata B

Z-7, 8L


Tn/m2 mTn Tn/m2 m


1.60 Tn.

2.565

17.55 6.491.64

0.25

2.705b = 0.40

1.70 m 1.70 m

t = 0.40B = 1.64L =

Wn =

CM =CV =P.P= 1.60

qa =GsxDf =

A =9.30

1/2210.00

4200.00

5/8 "7.50 cm.

9.706.25

s/cpiso=P=

kg/cm2

Zapata:

kg/cm2

"

1.20

Tn/m2Tn/m3

m

9.301.71

Tn/m20.25


Calculo de La Longitud de desarrollo:

Por lo tanto:

H= Ld+db+2db´+recub. Redondear d1=H-recub.-db´/2H= 51.64 cm

3. REACCION NETA ULTIMA (qu) DEL SUELO:

Pu=1.5*CM+1.8*CV qu=Pu/(B*L)

4. CÁLCULO DEL ESFUERZO CORTANTE POR PUNZONAMIENTO:

Β = t/b β = 0.40/0.40 = 1.00 Β = t/b β = 0.40/0.40 = 1.00

Se iguala al menor valor para calcular “d2”

d2 = -50.51 cmd2 = 9.80 cm

5. ESFUERZO CORTANTE POR FLEXIÓN:Se verifica a la distancia "d" de la cara de la columna.En eje x-x.d = 46.87 cm m = 65.00 cmVact.=qu*L*(m-d)/(L*d)

En eje y-y.d = 46.87 cm m = 65.00 cmVact.=qu*B*(m-d)/(B*d)


Pu = 28.38 Tn

COMPRESION Ld1=0.08*db*fy/√fć = 29.45 cm

“Ld” el mayor de Ld2=0.004*db*fy = 21.34 cm Ld3= 20 cm = 20.00 cm

TRACCION Ld1=0.06*Aø*fy/√fć = 34.42 cm Ld2=0.006*db*fy = 40.01 cm Ld3= 30 cm = 30.00 cm

Ld = 40.01 cm

H = 55.00 cm d1 = 46.87 cm

qu = 9.82 Tn/m2

qu*[A*B-(s+d)*(t+d)] / [2d(s+t+2*d)] = ø*0.27(2+4/β)√f'c β = t/bβ = 0.40/0.40 = 1.00

= ø*1.1*√f'c ø = 0.85

qu*[A*B-(s+d)*(t+d)] / [2d(s+t+2*d)] =

Vact = 3.80 Tn/m2

Vact = 3.80 Tn/m2


Vadm.=Φ*0.53*√fć Φ = 0.85

Entonces "d3" se obtiene de:

d3 = 8.50 cm

6. DISEÑO DE ACERO A FLEXION:Eje y-y

Momento:Mu= Wu*L*m2/8As=Mu/(0.9*fy*(d-a/2)) pmin = 0.0018a=As*fy/(0.85*fć*B) Asmin.=ρmin.*(B*d)

d = 46.87 cmB = 170.00 cmL = 170.00 cm.b = 40.00 cm.t = 40.00 cm.


.

Eje x-x




P

B

Hz= 0.55 m

1.70 m

1.70 m


Vadm = 65.28 tn/m2

qu*(m-d)/d=0.85*0.53*√fć

d = 46.87 cm

Wu = 0.98 kg/cm2Mu = 88,165.19 kg-cmAs = 0.50 cm2A = 0.07 cmAsmin = 14.34 cm2 As = 14.34 cm2




D. ZAPATA: Z 11- BLOQUE A



Bmin.=

Ld

1.05 m

A=P/Wn P=CM+CV+P.P Wn=qa-GsxDf-S/Cpiso B=?A-(b-t)/2 C1 L=?A+(b-t)/2A=Area de Zapata. P NTNWn=Presion neta del suelo.DATOS:qa=Capacidad Portante del Suelo= DfGs=Peso especifico del relleno=Df=Profundidad de desplante=S/C piso= sobre carga del piso= Wnf́ c= resistencia del concreto =db´ ( diametro de la varilla Zapata) =db ( diametro de la varilla Columna) =recub.( recubrimiento en la zapata)=fy=resistencia a tension del acero=P.P=Peso propio de la zapata (10%) =

b=lado mayor de la columna B=lado menor de la zapatat=lado menor de la columna L=lado mayor de la zapata B

Z-11L


Tn/m2 mTn Tn/m2 m


0.25

5/8

9.30

"

1.20

Tn/m2Tn/m3

m

9.30

1/2

1.71

Tn/m2

A =

kg/cm2

Zapata:

210.00

kg/cm2

6.602.300.89

qa =GsxDf =

4200.00

P= 9.79 6.49Wn =

CM =CV =P.P= s/cpiso=

1.510b = 0.30

1.30 m 1.30 m

t = 0.30B = 1.23L = 1.23

0.25

"7.50 cm.

0.89 Tn.

2.565





Por lo tanto:





Β = t/b β = 0.40/0.40 = 1.00 Β = t/b β = 0.40/0.40 = 1.00


d2 = -38.11 cmd2 = 7.62 cm


Pu = 15.44 Tn




Ld = 40.01 cm

H = 55.00 cm d1 = 46.87 cm

qu = 9.14 Tn/m2


= ø*1.1*√f'c ø = 0.85

qu*[A*B-(s+d)*(t+d)] / [2d(s+t+2*d)] =




Vadm.=Φ*0.53*√fć Φ = 0.85


d3 = 6.14 cm





.


P

B


Vact = 0.61 Tn/m2

Vact = 0.61 Tn/m2

Vadm = 65.28 tn/m2

qu*(m-d)/d=0.85*0.53*√fć

d = 46.87 cm



Eje x-x





Hz= 0.55 m

1.70 m

1.70 m

Bmin.=

Ld

1.05 m


Wu = 0.91 kg/cm2Mu = 37,131.25 kg-cmAs = 0.21 cm2A = 0.04 cmAsmin = 10.97cm2 As = 10.97 cm2


E. ZAPATA: Z 2 = Z3 - BLOQUE A




A=P/Wn P=CM+CV+P.P Wn=qa-GsxDf-S/Cpiso B=?A-(b-t)/2 C1 L=?A+(b-t)/2A=Area de Zapata. P NTNWn=Presion neta del suelo.DATOS:


b=lado mayor de la columna B=lado menor de la zapatat=lado menor de la columna L=lado mayor de la zapata L

Z2,Z3B


Tn/m2 m

Tn Tn/m2 m


"

1.20

Tn/m2Tn/m3

m

9.301.71

Tn/m20.25

P=

kg/cm2

Zapata:

kg/cm2

9.255.50

s/cpiso=

A =9.30

1/2210.00

4200.00

5/8 "7.50 cm.

Wn =

CM =CV =P.P= 1.48

qa =GsxDf =

2.502b = 0.50

1.60 m 1.60 m

t = 0.30

B = 1.48

L = 1.68

0.25

1.48 Tn.

2.565

16.23 6.49



Por lo tanto:





Β = t/b β = 0.40/0.40 = 1.00 Β = t/b β = 0.40/0.40 = 1.00


d2 = -49.55 cmd2 = 8.81 cm


Pu = 26.16 Tn




Ld = 40.01 cm

H = 55.00 cm d1 = 46.87 cm

qu = 10.22 Tn/m2


= ø*1.1*√f'c ø = 0.85

qu*[A*B-(s+d)*(t+d)] / [2d(s+t+2*d)] =




Vadm.=Φ*0.53*√fć Φ = 0.85


d3 = 7.44 cm





.


P

B


Vact = 3.95 Tn/m2

Vact = 1.77 Tn/m2

Vadm = 65.28 tn/m2

qu*(m-d)/d=0.85*0.53*√fć

d = 46.87 cm



Eje x-x





Hz= 0.55 m

1.60 m

1.60 m

Bmin.= 1.15 m

Ld




F. ZAPATA: N 12 - BLOQUE A




SI

USAR: OK


A=P/Wn P=CM+CV+P.P Wn=qa-GsxDf-S/Cpiso AZ=(2B)*B T=AZ/BA=Area de Zapata. P NTNWn=Presion neta del suelo.DATOS:


T=2Bb=lado mayor de la columna B=lado menor de la zapatat=lado menor de la columna T=lado mayor de la zapata

Z-12


Tn/m2 m

Tn Tn/m2 m


B

cm.

1.08 Tn.

3.078

kg/cm2

9.30

1.98

0.25

1.980b = 0.50

1.15 m 2.00 m

1.00

T =

A =

P= 11.83 5.97Wn =

CM =3.001.08

qa =GsxDf =

Zapata:

CV =P.P= s/cpiso=

7.75

1/2210.00

4200.00

5/8 "7.50

0.25kg/cm2

1.20

Tn/m2Tn/m3

m

9.301.71

"

Tn/m2

t = 0.30

B =

Hz = 0.49 >= 0.60

Hz = 60.00 cm


Con la Sección de Columna 25x60 TIENE UNA RIGIDEZ QUE GARANTIZA LA DIFERENCIA DE LAS PRESIONES DEL TERRENO SIENDO ESTA MENOR A 10 T/M2

3. DISEÑO POR FLEXIONa. Dirección de la excentricidad

d =H-recub.-db´/2







P NTN

H

WnB=1.25

0.6 0.65d = 51.87 cm

Wnu = 16.28 T/m

Mumax = 3.44 t-m




b. Dirección Transversal

d =H-recub.-db´/2


Mumax = Wnu*1.125^2/2






P NTN

0.25

H

Wn

0.875

T=2.50

0.875

Bmin.= 1.15 m

Ld

Hz=

1.15 m

2.00 m

0.60 m

d = 51.87 cm

Wnu = 9.36 T/m

Mumax = 3.58 t-m



1 ø 1/2" @ 14.00 cm m

1 ø 1/2" @ 13.00 cm m


4. REFERENCIAS

Reglamento nacional de construcciones.o Norma Técnica de Edificaciones E-020 Cargas

o Norma Técnica de Edificaciones E-030 Diseño Sismorresistente

o Norma Técnica de Edificaciones E-050 Suelos y Cimentaciones

o Norma Técnica de Edificaciones E-060 Concreto Armado

American Concrete Institute ACI -318-99

Manual of steel construction allowable stress design AISC (American Institute of Steel Construction). Ninth Edition, 1989.


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CALCULO ESTRUCTURAS