Memoria de cálculo

UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL.

V.MEMORIA DE CÁLCULO

5.1. MATERIALES USADOS EN EL PROYECTO

Se considero el peso real de los materiales que conforman y los que deberán

soportar la edificación, calculados en base a los pesos unitarios que aparecen

en el Anexo 1 de Reglamento Nacional de Edificaciones (E-020).

El peso real se so para determinar por medio de análisis o usando los datos

indicados en los diseños y catálogos de los fabricantes.

Tabla.N°5.1.Pesos unitarios de los materiales.

Análisis Estructural II Página | 66


Tabla.N°5.2.Peso de losa aligerada por espesor.

5.2. PREDIMENSIONAMIENTO

Para el predimensionamiento se tuvo en consideración el reglamento nacional

de edificaciones la cual especifica los parámetros mínimos y cargas (E-020) a

aplicar en la vida útil de la estructura.

5.2.1. PREDIMENSIONAMIENTO ALIGERADO.-

El Predimensionamiento de la losa aligerada se realizo mediante la

relación:

H= L25

Donde:

L= luz libre de viguetas

Y del la norma E-020 se tomo la tabla:

Tabla.N°5.3.Peso de losa aligerada por espesor.



Donde se tomo el peso propio de la losa aligerada según el Reglamento

Nacional de Edificaciones, la cual sirvió para realizar el metrado de

carga para el predimensionamiento de vigas, columnas y esta también

aplicarla en el análisis estructural.

5.2.2. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS.-

Para el predimensionamiento de vigas primero se procedió a realizar el

metrado de cargas según norma de cargas (E-020) donde se tomo en

cuenta la carga viva (Uso del nivel) y la carga muerta (losa aligerada,

acabados) que se aplicara en la estructura, luego se procedió a calcular

el peralte de la estructura según la formula:

Donde:

Ln= la longitud libre de las vigas.

Wu= la carga ultima amplificada = 1.4 C.M.+ 1.7 C.V.

Y para el ancho de la base se tuvo en consideración:

B= L20

Donde:

L = dimensión transversal unitaria.

5.3. METRADO DE CARGA.-

De acuerdo al reglamento nacional de edificaciones se considera las

siguientes acciones sobre la estructura:



5.3.1. ACCIONES PERMANENTES (CARGAS MUERTAS)

Es el peso de los materiales, dispositivos de servicio, equipos, tabiques y

otros elementos soportados por la edificación, incluyendo su peso

propio, que sean permanentes o con una variación en su magnitud,

pequeña en el tiempo.

5.3.2. ACCIONES VARIABLES (CARGA VIVA)

Es el peso de todos los ocupantes, materiales, equipos muebles y otros

elementos movibles soportados por la edificación.

CARGA VIVA MÍNIMA REPARTIDA

Se uso como mínimo los valores que se establecen en la tabla 1 del

Reglamento Nacional de Edificaciones (E-020) para los diferentes tipos

de ocupación o uso, valores que incluyen un margen para condiciones

ordinarias de impacto.

Para el análisis de esta estructura se tomó en todos los pisos la carga de

comercio que fue de 500 kg/cm2 excepto para el cuarto nivel ya que en

este nivel se usara para restaurant por lo tanto se tomó la carga de uso

de restaurant que fue de 400 kg/cm2.



Tabla.N°5.4.Cargas mínimas repartidas.



CARGA VIVA DEL TECHO:

El Reglamento dice:

Se diseñaran los techos y las marquesinas Tomando en cuenta las

cargas vivas, las del sismo, viento y otras prescritas a continuación:

Para los techos con una inclinación hasta de 3º con respecto a la

horizontal (100kg/m2).

Para Techos con inclinación mayor a 3º, con respecto a la horizontal

(100kg/m2) reducida en 5 kg/m2, por cada grado de pendiente por

encima de 3º hasta un mínimo de 50 kg/m2.

Para techos curvos 50kg/m2.

Para techos con coberturas livianas de planchas onduladas o plegadas,

calaminas, fibrocemento, material plástico, etc. Cualquiera sea su

pendiente (30kg/m2), excepto cuando en el techo pueda haber

acumulación de nieve.

5.4. PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS.-

Para el predimensionamiento de la columna se tomo en consideración la

carga aplicada al nivel mas bajo de la estructura y de la ubicación de la

estructura; ya sea central, extrema o esquina, para así poder considerar

los parámetros que te piden las formulas de Predimensionamiento de las

columnas.

Se tomo en cuenta el grafico:



Fig.N°5.4. Ubicación de columnas.

Para tener en consideración los para metros de la tabla:

Tabla.N°5.5.Vsalores de P y N para predimensionamiento de columnas.

Donde:

PG= es la carga concentrada del área tributaria en la columna.

P = carga concentrada en la columna.



Y luego se procedió aplicar la formula:

5.5. JUSTIFICACIÓN DEL ANÁLISIS ESTRUCTURAL

El análisis matricial se desarrollo mediante dos formas:

Análisis estructural por métodos clásicos y matriciales con ayuda de

hojas de Excel.

Análisis estructural mediante software para análisis estructural.

5.6. MÉTODOS CLÁSICOS Y MATRICIALES CON AYUDA DE HOJAS DE

EXCEL.-

Para esta parte del trabajo se procedió a hacer un cálculo estructural

mediante hojas de Excel con el método de Takabeya, El cual su

procedimiento se muestra en memoria justificativa del presente trabajo.

Aplicar estos métodos sirvió para comparar la diferencia de resultados de

estos dos métodos.

El control de deflexiones se realizo con el método de trabajo virtual teniendo

en cuenta el Reglamento Nacional de edificaciones.

a. ANÁLISIS DE CARATERISTICAS:

Primero para analizar en Excel se procedió a calcular las

características de cada elemento:



Fig.N°5.5. Procedimiento de cálculo de características

b. ITERACIÓN:

Se procedió a realizar las iteraciones siguiendo el orden dado:

Fig.N°5.6. Orden de iteración



Fig.N°5.7. Iteración en hojas de cálculo

Se realizó 44 iteraciones.

c. CÁLCULO DE GIROS, DESPLAZAMIENTOS Y MOMENTOS

Fig.N°5.8. Giros y desplazamientos en hojas de cálculo



d. CÁLCULO DE REACCIONES Y CONTROL DE GIROS

Fig.N°5.9. Reacciones y control de deflexiones en Excel

5.7. ANÁLISIS MEDIANTE USO DE SOFTWARE.-

Se procedió a analizar la misma estructura que se analizó con hojas de

Excel usando las mismas combinaciones de cargas para así poder realizar

una comparación total de la diferencia de resultados que se dio a lo largo

del desarrollo del trabajo; los softwares escogidos para este tipo de trabajo

fue: Robot Structural Análisis, SAP 2000 y WinEva.

Los resultados de estos análisis se encuentran en el capitulo de memoria de

cálculo.



a. ANÁLISIS CON ROBOT STRUCTURAL ANALISIS:

Fig.N°5.10. Vista del programa para elegir el tipo de análisis estructural a realizar

Fig.N°5.11. Vista de configuración de zona e idioma



Fig.N°5.12. Vista de configuración de unidades

Fig.N°5.13. Vista de configuración de norma a usar



Fig.N°5.14. Vista de pantalla principal del programa

Fig.N°5.15. Vista de configuración de líneas de referencia



Fig.N°5.16. Vista de vista de líneas de referencia

Fig.N°5.17. Vista de configuración de dimensiones de vigas y columnas



Fig.N°5.18. Vista de selección de nudos

Fig.N°5.19. Vista de armado y dimensionamiento de vigas y columnas



Fig.N°5.20. Vista de de vigas y columnas dimensionada

Fig.N°5.21. Vista de pantalla para configuración de cargas



Fig.N°5.22. Vista de cargado de estructura

Fig.N°5.23. Vista de estructura finalizada



b. ANÁLISIS CON SAP 2000

Fig.N°5.24. Vista de poniendo diafragmas

Fig.N°5.25. Vista de estructura modelada



Fig.N°5.26. Vista de definición de materiales

Fig.N°5.27. Vista de definición de materiales



Fig.N°5.28. Vista de dimensionamiento de elementos estructurales

Fig.N°5.29. Vista de asignación de dimensiones a los elementos



Fig.N°5.30. Vista de asignación de dimensiones a los elementos

Fig.N°5.31. Vista de los elementos dimensionados



Fig.N°5.32. Vista de configuración de cargas

Fig.N°5.33. Vista de asignación de cargas



Fig.N°5.34. Vista de estructura cargada

Fig.N°5.35. Vista de opciones de análisis



Fig.N°5.36. Vista de estructura deformada

Fig.N°5.37. Vista de diagramas de momentos flectores

c. ANÁLISIS CON WINEVA:



Fig.N°5.38. Pantalla Inicial.

Fig.N°5.39. Creación de un nuevo proyecto.

Fig.N°5.40. Módulo de creación de pórticos ortogonales.



Fig.N°5.41. Elección de materiales.

Fig.N°5.42. Vista del pórtico creado.

Fig.N°5.43. Vista del pórtico creado.



Fig.N°5.44. Numeración de barras.

Fig.N°5.45. Añadiendo datos.



Fig.N°5.46. Añadiendo datos - medidas de las columnas.

Fig.N°5.47. Añadiendo datos - medidas de las vigas.



Fig.N°5.48. Añadiendo datos - medidas de las columnas.

Fig.N°5.49. Vistas de las dimensiones.



Fig.N°5.50. Añadiendo acciones

Fig.N°5.51. Añadiendo acciones - carga muerta.







Fig.N°5.54. Vista del pórtico analizado.

Fig.N°5.55. Añadiendo acciones - carga muerta y carga viva Combinación más crítica



Fig.N°5.56. Cálculo.

Fig.N°5.57. Resultados.



Fig.N°5.58. Gráficos.

Fig.N°5.58. Gráficos.


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