Memoria de c�lculo edificio modular.pdf

MINERA ANTUCOYA

PERMISOS SECTORIALES PROYECTO ANTUCOYA

SEREMI DE VIVIENDA Y URBANISMO REGIÓN DE ANTOFAGASTA

MEMORIA DE CÁLCULO ANT-D-CAL-5700-SC-0001-0

TALLER DE CAMIONES

PREPARADO POR:

JUNIO 2013

Minera Antucoya

Proyecto Antucoya ANT-D-CAL-5700-SC-0001

Contrato A7NT Página 2 de 74

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N° Doc interno: 2499-I-MC-001-0 Rev. 0

MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA MODULAR (EDIFICIO OFICINAS)

Disciplina SC

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Revisión

No.

Fecha Nombre y Firma del Emisor

Nombre y firma del Revisor / Aprobador

N° Páginas

A 09.11.12 A. Goffard C. Segovia

B 19.11.12 A. Goffard C. Segovia

C 14.12.12 A. Goffard C. Segovia

0 20.12.12 A. Goffard C. Segovia

APROBADORES FIRMAS FECHAS

Jefe de Disciplina A. Cubillos

Gerente de Proyecto RCP R. Concha

Jefe de Proyecto Salfa M.E. Maldonado

Gerente de Ingeniería Salfa D. Fraser

Gerente EPC Salfa O. Rojas

Cliente R. Pellicer

EMITIDO PARA : Diseño Construcción Otro

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Registro de revisiones Revisión

N° Fecha Descripción

A 09.11.12 Emitido para coordinación interna

B 19.11.12 Emitido para revisión cliente

C 14.12.12 Emitido para revisión cliente

0 20.12.12 Emitido para construcción

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INDICE 1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................. 7

2 ALCANCE ....................................................................................................... 7

3 ANTECEDENTES ............................................................................................. 8

3.1 HORMIGÓN......................................................................................... 8

3.2 ACERO PARA FUNDACIONES ................................................................ 8

3.3 ACERO ESTRUCTURAL.......................................................................... 9

3.3.1 Cumplimientos de Normas para el acero ............................................. 9

3.4 PERNOS, TUERCAS, GOLILLAS Y SOLDADURA ....................................... 9

3.4.1 Corrientes ........................................................................................... 9

3.4.2 Alta Resistencia ................................................................................... 9

3.4.3 Soldaduras ........................................................................................ 10

3.4.4 Conexiones Empernadas ................................................................... 10

3.5 NORMAS Y REFERENCIAS .................................................................. 10

3.5.1 Normas nacionales ............................................................................ 10

3.5.2 Normas y documentos extranjeros .................................................... 10

3.5.3 Planos y documentos de referencia ................................................... 11

4 ESTADOS DE CARGA .................................................................................... 11

4.1 PESO PROPIO Y CARGAS PERMANENTES ............................................ 11

4.1.1 Carga muerta (D): .............................................................................. 11

4.1.2 Cargas Eventuales: ............................................................................ 11

5 COMBINACIONES DE CARGA ........................................................................ 14

6 DEFORMACIONES ADMISIBLES .................................................................... 15

7 CARGAS ....................................................................................................... 15

7.1 PESO PROPIO .................................................................................... 15

7.2 SOBRE CARGA DE USO....................................................................... 16

7.3 ESQUEMA DE CARGAS ....................................................................... 17

7.4 CARGA DE SISMO .............................................................................. 18

7.4.1 Peso Sísmico (Ws) ............................................................................. 18

7.4.2 Coeficiente sísmico ........................................................................... 19

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7.5 CARGA DE VIENTO ............................................................................ 21

8 DISEÑO ESTRUCTURAL MÓDULO OFICINAS ................................................. 22

8.1 GEOMETRÍA ...................................................................................... 22

8.2 ANÁLISIS ESTRUCTURAL .................................................................... 22

9 DISEÑO DE ELEMENTOS ............................................................................... 26

9.1 PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS. ................................................... 26

9.2 PERIODO DE VIBRACIÓN DE LA ESTRUCTURA ..................................... 30

9.3 VERIFICACIÓN VIGAS MAESTRAS ....................................................... 32

9.3.1 Viga maestra de piso. ........................................................................ 32

9.3.1 Viga maestra de cielo. ....................................................................... 33

9.4 VERIFICACIÓN PILARES POR FLEXO-COMPRESIÓN. ............................. 34

9.4.1 Pilar PC1-4. ....................................................................................... 34

9.4.1 Pilar PC2-4. ....................................................................................... 36

9.5 DISEÑO DE PARRILLA DE PISO ............................................................ 37

9.6 DISEÑO DE PARRILLA DE CIELO .......................................................... 38

9.7 DISEÑO DE FUNDACIONES ................................................................. 39

9.7.1 Ecuación de deslizamiento: ............................................................... 40

9.7.2 Ecuación de volcamiento ................................................................... 40

9.7.3 % de apoyo ....................................................................................... 40

9.7.4 Desarrollo ......................................................................................... 41

9.8 DISEÑO FUNDACIÓN EXTERIOR ......................................................... 55

9.9 ESQUEMA DE APOYO DE FUNDACIONES. ........................................... 57

9.10 DISEÑO DE PEDESTAL FUNDACIÓN. ................................................... 58

9.10.1 Verificación pedestal de fundación .................................................... 59

9.10.2 Verificación placa base ...................................................................... 60

9.10.3 Armadura fundación F1 ..................................................................... 62

9.10.4 Armadura fundación F2 ..................................................................... 63

9.10.5 Verificación anclaje de fundación ...................................................... 64

9.10.6 Verificación perfilería Metalcon. ....................................................... 66

9.11 CONEXIONES ..................................................................................... 67

9.11.1 Verificación perno ............................................................................. 68

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9.12 IZAJE ................................................................................................. 68

9.13 CERCHA ............................................................................................. 68

9.13.1 Geometría cercha .............................................................................. 69

9.13.2 Verificación cercha1 (L=10.6 m.) ........................................................ 71

9.13.3 Verificación tensor y plancha de unión .............................................. 72

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1 INTRODUCCIÓN

Minera Antucoya Limitada, miembro del grupo Antofagasta Minerals S.A. (AMSA) se encuentra desarrollando la ingeniería de detalles d la mina Antucoya, para la extracción y procesamiento de 32.000.000 de toneladas por año de mineral, con el fin de producir 80.000 toneladas de cátodos de cobre fino por año. El proyecto Antucoya, consiste en el desarrollo de las instalaciones requeridas para la operación de una planta de tratamiento de minerales de cobre oxidados, que incluye los procesar de chancado, aglomeración, lixiviación en pilas, extracción por solventes, electro-obtención y toda la infraestructura asociada. El yacimiento está localizado en el norte de Chile, región de Antofagasta. Su distrito comprende las superficies en las comunas de Mejillones y María Elena, pertenecientes a las provincias de Antofagasta y Tocopilla respectivamente. Este yacimiento se encuentra a una altura de 1.700 m.s.n.m.

2 ALCANCE

El proyecto Minera Antucoya Ltda requiere el diseño y construcción de estructuras modulares, estas estructuras serán edificios operacionales (oficinas). La estructuración de dichos edificios modulares será en base a marcos rígidos, en perfilería de acero estructural. Toda la estructura se apoyará en cimentaciones aisladas.

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De acuerdo a los antecedentes recopilados, los módulos presentes en este proyecto son aproximadamente los siguientes: Tipo Dimensiones exteriores (cm) Utilización

Módulo MH 970 x 300 Oficina

Alcance de trabajo: A continuación se presenta el análisis de una estructura modular, este análisis fue realizado con el programa de elementos finitos SAP2000. Dentro de las verificaciones que se realizarán en este documento están:

- Verificación de la estructura de soporte del módulo prefabricado, formado por columnas y vigas de acero (jaula de acero). - Se considera verificación de cerchas y costaneras, para ser instalados en módulo. - Se considera verificación de fundaciones, según mecánica de suelos entregada.

3 ANTECEDENTES

3.1 Hormigón

El hormigón de la estructura será de resistencia cúbica def´c 250 Kg/cm2 a los 28 días. El hormigón considerará una fracción defectuosa del 10 % (según norma chilena NCH 170 of. 85). Asimismo, de acuerdo a la denominación vigente será un hormigón grado H-30. Esta resistencia se define como la resistencia característica.

3.2 Acero para fundaciones

El acero para enfierraduras de fundación será A 63-42 H con resaltes, (CAP o AZA), según norma NCh 204.

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26101,2

cmkg

xE

3.3 Acero estructural

El acero que se utilizará para la ejecución de la jaula estructural será: A 36, en donde Módulo de elasticidad y densidad para cálculo

3.3.1 Cumplimientos de Normas para el acero

- Los perfiles y planchas de acero deberán cumplir con la Norma NCh 203 - 2006. - Las planchas gruesas de acero que se empleen deberán satisfacer la Norma NCh 209 of. 71. - Las planchas delgadas de acero que se empleen deberán satisfacer la Norma NCh 217 of. 68.

3.4 Pernos, Tuercas, Golillas y Soldadura

3.4.1 Corrientes

Los pernos corrientes, tuercas y golillas serán de acero calidad ASTM A307 Grado A, y deberán cumplir con las normas NCh 206 of. 56, NCh 208 of. 56 y NCh 301 of. 63.

3.4.2 Alta Resistencia

Los pernos de alta resistencia serán de acero al carbono según ASTM tipo 2 (A– 325). Las tuercas y golillas deberán cumplir con las normas ASTM A563 y ASTM F436 respectivamente.

MParot 410.)(

3)( 850.7m

kgacero

MPafy 250)(

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3.4.3 Soldaduras

Los electrodos empleados para soldaduras al arco manual, serán del tipo AWS E 70XX, de acuerdo con la norma AWS. Se usará un filete mínimo de 5 mm., excepto cuando éste exceda el menor espesor de los componentes soldados. Para la soldadura en planta se utilizará una del tipo MIG (Metal Inert Gas), que consiste en un hilo macizo o tubular continuo de diámetro 0,9mm. El espesor de filete mínimo será de 6 mm., excepto cuando éste exceda el menor espesor de los componentes soldados.

3.4.4 Conexiones Empernadas

La colocación de pernos deberá cumplir con la “specification for structura ljoints using ASTM A325 or A490 Bolts“ del AISC. Los pernos corrientes, tuercas y golillas deberán ser calidad ASTM A307 Grado A, con tuerca ASTM A563 Grado A y golilla de acero templado ASTM F-436.

3.5 Normas y referencias

La verificación de la estructura se efectuará considerando las siguientes normas de diseño:

3.5.1 Normas nacionales

- NCh 433 Of 1996 Modificada en 2009 “Diseño Sísmico de Edificios” aprobación decreto 61 - Manual de Diseño en Acero, ICHA, 2000. - NCh 432.Of71 “Cálculo de la acción del viento sobre las construcciones - NCh 1537.Of 2009 “Diseño estructural de edificios – Cargas permanentes y sobrecargas de uso” - Nch 3171.Of2010 “Diseño estructural – Disposiciones generales y combinaciones de carga”

3.5.2 Normas y documentos extranjeros

- American Institute of Steel Construction, AISC-ASD, 9º Edición, 1989. - AISC 360 – 05 “Steel construction manual” 13 edition.

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3.5.3 Planos y documentos de referencia

- ANT-D-SPP-0000-ME-0001, Condiciones de sitio. - ANT-D-CRT-0000-SE-0001, Condiciones de criterio estructural. - ANT-D-RET-5000-GA-0001, Informe de validación criterios de diseño. - 3636-0000-GE-INF-004-0, Estudio geotécnico. - Informe de riesgo sísmico proyecto ANTUCOYA.

4 ESTADOS DE CARGA

Para el análisis de la estructura se han considerado los siguientes estados de carga:

4.1 Peso propio y cargas permanentes

4.1.1 Carga muerta (D):

Corresponde al peso propio de la estructura más los elementos que en forma permanente se encontrarán apoyados en ella, tales como: peso propio, techumbre, cielo, etc.

4.1.2 Cargas Eventuales:

4.1.2.1 Carga de Sismo (E)

La carga de sismo se evaluará de acuerdo a la norma NCh433 dependiendo de la zona sísmica, tipo de suelo y tipo de estructura, entre otros factores.

Zona Sísmica Tipo de suelo Categoría del edificio Materialidad

Zona 3 Tipo B Tipo III Pórticos de acero

Factor

A0 =0,4g S=1; T0=0,3; T´=0,35; n=1,33; P=1,5

I = 1,2 R=4 ξ=0,02

* Factores entregados por el mandante en la mecánica de suelos.

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4.1.2.2 Sobrecarga Viva (L)

- Se considera una sobrecarga de techo de 100 kg/m2, la cual podrá ser reducida por

inclinación y superficie según se indica el punto 8.2 de la norma NCh 1537. - Se considera una carga de montaje de 100 kg concentrada para cada costanera de

techo. - No se considerará la sobrecarga de techo en el diseño sísmico. - Se considera como sobrecarga de uso 250 kg/m2, según indica Norma NCh1537 en

edificios de oficina, área privada sin equipos.

4.1.2.3 Sobrecarga de Nieve (S)

Según lo estipulado en la NCH 431 referente a sobrecargas de nieve y considerando las ubicación ( Latitud y Altitud), no se considera cargas de nieve en este proyecto. Ubicación : 22º latitud Sur aproximadamente Altitud : 1.700 m.s.n.m.

4.1.2.4 Viento (W)

De acuerdo a criterio de diseño estructural ANT-D-CRT-0000-SE-0001_0, la carga de viento a considerar, corresponde a la dada por la norma chilena NCh432 Of.71 para estructura ubicada en campo abierto, considerando el siguiente gráfico:

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Por otra parte, se debe considerar la variación de presión básica debido a la altura de la estructura, estas presiones están dadas por la siguiente tabla:

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Además, de acuerdo al criterio de diseño estructural ANT-D-CRT-0000-SE-0001_0, la presión básica de viento será de 70 Kg/m2, la cual no se reducirá por concepto de altitud geográfica.

5 COMBINACIONES DE CARGA

Para el análisis de la estructura se consideran las siguientes combinaciones de diseño, según criterio de diseño del proyecto. Para diseño de elementos de acero (diseño por tensiones admisibles)

COMBINACIÓN D L W Sx Sy Lr

1 1

2 1 1

3 1 1

4 1 0,75 0,75

5 1 1

6 1 1

7 1 1

8 1 0,75 0,75 0,75

9 1 0,75 0,75

10 1 0,75 0,75

11 0,6 1

12 0,6 1

13 0,6 1

Donde: D : Peso propio Sx : Espectro dirección X

L : Sobrecarga de piso Sy :Espectro dirección X

W : Sobrecarga viento Lr : Sobrecarga techo

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6 DEFORMACIONES ADMISIBLES

Se consideran las siguientes deformaciones:

Deformaciones verticales*

Techo enyesado o con cielo o piso con tabiques 1/360

Revestimiento de acero en techo ( planchas metálicas) 1/120

Cubierta de piso (planchas metálicas) 1/240

Cerchas (deberá considerarse inundación de techo) 1/360

Planchas y parrilla de piso 1/200 *La deformación admisible de planchas y parrillas de piso no deberá exceder de 6 mm.

Deformaciones Horizontales

Revestimiento de muro ( Panel Tipo Sándwich) 1/90

Costaneras, Revestimientos y columnas de viento 1/200

7 CARGAS

7.1 Peso Propio

Peso propio de Cubierta

Peso Cubierta Plancha PV6 y otros : 10 kg/m2

Peso de costaneras : 10 kg/m2

Peso cielo (volcanita RF, 15 mm.) : 13 kg/m2

Peso cerchas : 15 kg/m2

Otros : 10 kg/m2

Total : 58 kg/m2

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Peso propio de Piso

Peso Envigado Metálico : 18 kg/m2

Plancha terciado 18 mm : 20 kg/m2

Plancha OSB e=9,5mm : 10 kg/m2

Lana Mineral 60 mm : 1 kg/m2

Internit 8 mm : 3 kg/m2

Piso Vinílico Tarket 2mm : 1 kg/m2

Peso total piso aprox. : 53 kg/m2

Peso propio de Panel

Peso canales metalicas : 10,5 kg/m2

Peso (volcanita RF, 15 mm.) : 13 kg/m2

Otros : 10 kg/m2

Total : 33,5 kg/m2

7.2 Sobre Carga de Uso

Sobre carga de Uso

Edificio Tipo Habitacional : 250 kg/m2

Sobre carga de uso: Cubierta

Edificio tipo comedor : 100 kg/m2

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7.3 Esquema de cargas

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7.4 Carga de Sismo

7.4.1 Peso Sísmico (Ws)

Para efectos de diseño, se considera que la masa sísmica está formada por el peso propio de los elementos permanentes, sobrecargas de uso y sobrecarga de nieve. Se deberá considerar el 100% de la sobrecarga de nieve cuando la sobrecarga de nieve sea mayor a 25 kg/m2 según lo indicado por NCh431 “Construcción – Sobrecargas de Nieve”.

Nivel de Techo:

⁄

⁄

⁄

⁄

⁄

⁄

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Nivel de Piso:

⁄

⁄

⁄

⁄

⁄

⁄

⁄

7.4.2 Coeficiente sísmico

(

)

Según tabla entregada en 4.1.2.1, se tiene que:

(

)

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La carga de sismo estará dada por un espectro de diseño, ya que se realizará un análisis modal-espectral. A continuación, se muestran los parámetros utilizados para el diseño modal-espectral

CATEGORIA III I 1 Cmin 0,07

ZONA 3 Ao 0.4 Cmax 0,22

SUELO B To 0.3

Tx (s) 0.59 p 1.5

Ty (s) 0.55 S 1

P. Sísmico (Ton) 68

Corte Mínimo (T) 4,76

Corte Máximo (T) 14,96

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* Para este proyecto se utilizará el espectro de Antucoya, ya que este es el que controla.

7.5 Carga de Viento

Según los datos mencionados en las bases, la presión básica corresponde a 70 kg/m2.Según el siguiente gráfico obtenido de la Norma Chilena Oficial NCh 432. of71.

Tipo de empuje

Presión básica

Coef. Empuje Presión global

Ancho tributario

Total carga

kg/m2 % kg/m

2 M kg/m

Barlovento 70 0.8 56 1.5 84

Barlovento 70 0.05 3.5 1.5 5.25

Sotavento 70 0.4 28 1.5 42

Sotavento 70 0.4 28 1.5 42

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000

Ac

ele

rac

ión

(cm

/s2

)

Período (seg)

ESPECTROS

Antucoya

NCh433

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8 DISEÑO ESTRUCTURAL MÓDULO OFICINAS

8.1 Geometría

En Anexo 1, punto 10.1, se adjunta plano con geometría de módulos a analizar.

8.2 Análisis estructural

Consideraciones:

- Se evalúa modelo de marcos rígidos en un piso + cercha metálica. - Se estima que solamente los apoyos de los extremos podrán traspasar esfuerzo de

corte. - En sentido longitudinal de edificio, los marcos van unidos para formar una unidad

monolítica. Imágenes de modelo

Vista 3d

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Vista 3d – Transversal

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9 DISEÑO DE ELEMENTOS

9.1 Propiedades de los elementos.

BARRA 8:

Pasador para unión de módulos.

PC1-4:

Perfil cajón 100x100x4, utilizado como

pilar intermedio de módulos.

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PC2-4:

Perfil cajón 75x75x4, utilizado como pilar

exterior de módulos.

PC3-3:

Perfil cajón 50x50x3, utilizado como

parrilla de cielo en módulos y diagonales

en cerchas.

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PR8-3:

Perfil rectangular 100x50x3 utilizado

como parrilla de piso y cuerda superior e

interior de cerchas en módulos.

PR8-2 + PR8-2:

Perfil rectangular doble 100x50x2

utilizado como refuerzo en parrilla de

piso.

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CM4-3:

Perfil compuesto, conformado por dos

perfiles costanera 200x50x15x3, utilizado

como vigas maestras en piso y cielo.

CA4-2 y CA5-3

Perfil costanera 100x50x15x2, utilizado

como costanera cerchas.

Perfil costanera 80x50x15x3, utilizado

como costanera de cielo de módulo.

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En la siguiente tabla se muestran las propiedades geométricas y mecánicas de los elementos a diseñar y verificar.

TABLE: Frame Section Properties 01 - General

SectionName I33 I22 AS2 AS3 S33 S22 Z33 Z22 R33 R22 TotalWt

Text cm4 cm4 cm2 cm2 cm3 cm3 cm3 cm3 cm cm Kgf

BARRA 8 0,0 0,0 0,5 0,5 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 0,1 CA4-2 71,8 15,7 2,2 1,9 14,4 4,8 16,6 7,1 4,0 1,9 345,1 CM4-3 1057,9 323,9 11,9 6,3 105,8 64,8 127,6 71,7 7,5 4,1 2250,4 PC1-4 236,3 236,3 8,0 8,0 47,3 47,3 55,3 55,3 3,9 3,9 207,3 PC2-4 95,8 95,8 6,0 6,0 25,5 25,5 30,3 30,3 2,9 2,9 306,7 PC3-3 20,9 20,9 3,0 3,0 8,3 8,3 10,0 10,0 1,9 1,9 1096,7 PR8-3 77,5 26,3 4,0 2,0 15,5 10,5 19,0 11,7 3,6 2,1 1148,4 PR8-2+PR8-2 447,0 52,6 7,7 4,0 44,7 21,0 58,4 23,4 6,2 2,1 82,5

9.2 Periodo de vibración de la estructura

Según el análisis realizado, el periodo de vibración de la estructura es el siguiente:

TABLE: Modal Participating Mass Ratios

OutputCase StepType StepNum Period UX UY UZ

Text Text Unitless Sec Unitless Unitless Unitless

MODAL Mode 1 0,604861 0,00004228 0,53 0,000001057

MODAL Mode 2 0,571721 0,54 0,00001883 0,00001794 MODAL Mode 3 0,560526 0,000186 0,01317 2,403E-09 MODAL Mode 4 0,102403 0,000003853 0,000001509 0,002812 MODAL Mode 5 0,100523 0,00001451 0,00001214 0,005601 MODAL Mode 6 0,100465 1,16E-09 8,581E-10 0,000000451 MODAL Mode 7 0,100326 4,185E-07 3,502E-07 0,0001485 MODAL Mode 8 0,095034 0,000004758 9,11E-09 0,01992 MODAL Mode 9 0,094877 0,000009808 4,809E-07 0,04794

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Disciplina SC

MODAL Mode 10 0,094855 4,165E-08 2,99E-11 0,0001966 MODAL Mode 11 0,094796 1,286E-07 3,038E-08 0,0006971 MODAL Mode 12 0,094333 1,474E-07 1,638E-07 0,0005953

MODAL Mode 13 0,094189 2,094E-07 9,135E-09 0,001007 MODAL Mode 14 0,094187 5,848E-07 2,163E-08 0,002801 MODAL Mode 15 0,094184 4,151E-08 1,599E-09 0,0001998 MODAL Mode 16 0,093552 0,000001552 7,082E-08 0,01868 MODAL Mode 17 0,093379 0,000005471 6,696E-07 0,06241 MODAL Mode 18 0,093369 1,494E-07 2,108E-08 0,001718 MODAL Mode 19 0,093366 0,000004969 6,538E-07 0,05678 MODAL Mode 20 0,090674 1,559E-09 0,000000052 0,0004486 MODAL Mode 21 0,090276 0,00002193 1,636E-09 0,0005423 MODAL Mode 22 0,090092 0,00002331 4,153E-07 0,0001059 MODAL Mode 23 0,089963 0,000002629 1,383E-07 0,000001678 MODAL Mode 24 0,089915 1,617E-07 1,031E-08 0,000279 Por lo tanto, el periodo Ty= 0,604861 seg. y el periodo Tx= 0,571721 seg. Con 53% y 54% de participación modal respectivamente. Con estos periodos se calcularán los espectros tanto para el sismo en dirección X como en dirección Y. Además, se obtienen la relación de participación modal entre las diferentes direcciones

Minera Antucoya



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Disciplina SC

9.3 Verificación vigas maestras

A continuación se presenta la verificación de las vigas maestras superior e inferior del módulo, estas vigas son denominadas CM4-3, correspondiente a perfil compuesto 200x50x15x3.

9.3.1 Viga maestra de piso.

Datos para diseño

Solicitación Combinación que

controla Valor Unidad

Qmáx. (Corte) 2 1.987 [Kg]

M mín. (Momento) 2 109.413 [Kg*cm]

Δmáx. (Deformación) 2 0,23 [cm]

Datos Datos max

W 106 cm3 Δ máx. 0,23 cm

A 18,96 cm2 Δ máx. adm 2,67 cm

L 960 cm % Δ 8,6% kg/cm2

Ff 2.500 kg/cm2

M max 109.413 kg-cm

Q max 1.987 kg

Tensión trabajo flexión

σfx= 1.034 kg/cm2

Tensión trabajo corte

σCx= 105 kg/cm2

Tensión admisible

σadm= 1.500 kg/cm2

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

Capacidad de trabajo

σfx + σCx= 76% VERIFICA

9.3.1 Viga maestra de cielo.

Datos para diseño



Qmáx. (Corte) 3 2.935 [Kg]



Datos Datos max

W 106 cm3 Δ máx. 0,54 cm


L 960 cm % Δ 20,3% kg/cm2

Ff 2.500 kg/cm2

M max 46.616 kg-cm

Q max 2.935 kg


σfx= 441 kg/cm2

Tensión trabajo corte

σCx= 155 kg/cm2

Tensión admisible

σadm= 1.500 kg/cm2

Capacidad de trabajo

σfx + σCx= 40% VERIFICA

Minera Antucoya



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Disciplina SC

9.4 Verificación pilares por flexo-compresión.

A continuación se presenta la verificación de los pilares del módulo, estos pilares son denominados PC1-4, perfil cuadrado 100x100x4 Y PC2-4, perfil 75x75x4.

9.4.1 Pilar PC1-4.

Datos para diseño



Pmáx. (Axial) 3 1.481 [Kg]



Minera Antucoya



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Disciplina SC

Datos RESULTADO Capacidad

k 0,65

VERIFICA 67%

A 11,73 cm2

i 3,89 cm

w 45,22 cm3

Luz 267 cm

Ff 2.500 kg/cm2

P max 1,48 ton

M max 0,39 t-m

Tensión de trabajo

σcm= 126 kg/cm2

Verificación por Pandeo

= 44,61

C= 131,40

Verificación por flexión

σfx= 862 kg/cm2

Por lo tanto, las tensiones admisibles son:

σadm. cm = 1.317 kg/cm2

σadm. fx= 1.500 kg/cm2

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Disciplina SC

9.4.1 Pilar PC2-4.

Datos para diseño




M máx. (Momento) 8 17.358 [Kg*cm]


Minera Antucoya



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Disciplina SC

9.5 Diseño de parrilla de piso

CODIGO SECCION GEOMETRIA

PR8-3 100x50x3@610 Rectangular

Datos para diseño



Qmáx. (Corte) 2 259 [Kg]

M máx. (Momento) 2 18.113 [Kg*cm]


Datos Datos max

W 21,27 cm3 Δ máx. 0,66 cm


L 280 cm % Δ 84,9%

Ff 2.500 kg/cm2

M max 18.113 kg-cm

Q max 259 kg


σfx = 852 kg/cm2

Tensión trabajo corte Capacidad de trabajo

σCx = 31 kg/cm2 σfx + σCx = 59% VERIFICA

Tensión admisible

σadm

= 1.500 kg/cm2

Minera Antucoya



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Disciplina SC

9.6 Diseño de parrilla de cielo

CODIGO SECCION GEOMETRIA

CA5-3 80x40x15x3@61 Costanera

Datos para diseño






Datos Datos max

W 12,26 cm3 Δ máx. 0,75 cm


L 280 cm % Δ 96,4%

Ff 2.500 kg/cm2

M max 9.445 kg-cm

Q max 135 kg


σfx = 770 kg/cm2

Tensión trabajo corte Capacidad de trabajo

σCx = 26 kg/cm2 σfx + σCx = 53% VERIFICA

Tensión admisible

σadm = 1.500 kg/cm2

Minera Antucoya



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Disciplina SC

9.7 Diseño de fundaciones

Para este proyecto se utilizarán zapatas aisladas bajo los módulos, la geometría de estas zapatas se indica en los planos 2499-I-PL-ES-0300-0. Las tensiones admisibles mínimas, según mecánica de suelos, serán: Estática: 2.5 kg/cm2 Sísmica: 3.0 kg/cm2

En el diseño de las fundaciones o zapatas se utilizará el manual “Código de Diseño de Hormigón Estructural (ACI 318-99)”, en el capítulo 15 de dicho código se encuentran las expresiones utilizadas en este diseño. Estas expresiones son las siguientes:

,

Donde: N= Peso total de fundación. A= Sección de apoyo M= Momento volcante W= Momento resistente L= Largo fundación B= Ancho fundación

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

9.7.1 Ecuación de deslizamiento:

∑

∑

∑

Donde: = Ángulo de fricción interno Ca = Cohesión A = Sección en planta de fundación

9.7.2 Ecuación de volcamiento

∑

∑

Donde;

∑

∑

9.7.3 % de apoyo

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

Para estimar condición de apoyo se verifica que:

{

}

9.7.4 Desarrollo

Se verificará que en cada combinación las fundaciones cumplan al volcamiento, deslizamiento y que la zona comprimida sea mayor al 80%.

COMBINACION 01





Volcamiento

⁄ [ ]

⁄ [(

) ]

[ ]

[ ]

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

Deslizamiento

⁄

% de apoyo

⁄

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

COMBINACION 02





Volcamiento [ ]

[ ]

[ ]

Deslizamiento [ ]

[ ]

% de apoyo

⁄

[

] [

]

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

COMBINACION 03





Volcamiento [ ]

[ ]

[ ]

Deslizamiento [ ]

[ ]

% de apoyo

⁄

[

] [

]

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

COMBINACION 04





Volcamiento [ ]

[ ]

[ ]

Deslizamiento [ ]

[ ]

% de apoyo

⁄

[

] [

]

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

COMBINACION 05





Volcamiento [ ]

[ ]

[ ]

Deslizamiento [ ]

[ ]

% de apoyo

⁄

[

] [

]

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

COMBINACION 06





Volcamiento [ ]

[ ]

[ ]

Deslizamiento [ ]

[ ]

% de apoyo

⁄

[

] [

]

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

COMBINACION 07





Volcamiento [ ]

[ ]

[ ]

Deslizamiento [ ]

[ ]

% de apoyo

⁄

[

] [

]

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

COMBINACION 08





Volcamiento [ ]

[ ]

[ ]

Deslizamiento [ ]

[ ]

% de apoyo

⁄

[

] [

]

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

COMBINACION 09





Volcamiento [ ]

[ ]

[ ]

Deslizamiento [ ]

[ ]

% de apoyo

⁄

[

] [

]

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

COMBINACION 10





Volcamiento [ ]

[ ]

[ ]

Deslizamiento [ ]

[ ]

% de apoyo

⁄

[

] [

]

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

COMBINACION 11





Volcamiento [ ]

[ ]

[ ]

Deslizamiento [ ]

[ ]

% de apoyo

⁄

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

COMBINACION 12





Volcamiento [ ]

[ ]

[ ]

Deslizamiento [ ]

[ ]

% de apoyo

⁄

[

] [

]

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

COMBINACION 13





Volcamiento [ ]

[ ]

[ ]

Deslizamiento [ ]

[ ]

% de apoyo

⁄

[

] [

]

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

9.8 Diseño fundación exterior

Para el diseño de la fundación exterior se consideró la situación más desfavorable, esta es, la menor carga axial con el máximo corte.

FUNDACIÓN EXTERIOR




P mín (Axial) 11 183 [Kg]

Volcamiento [ ]

[ ]

[ ]

Verificación de fundación F2 90x90x60 Volcamiento [ ]

[ ]

[ ]

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

Deslizamiento [ ]

[ ]

% de apoyo

⁄

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

9.9 Esquema de apoyo de fundaciones.

En el siguiente esquema se aprecia que no existe excentricidad entre módulo y pedestal de fundaciones.

Minera Antucoya



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Disciplina SC

9.10 Diseño de pedestal fundación.

Para el diseño del pedestal de fundación se considera el momento generado por el corte en el apoyo, además el efecto del viento en el faldón. A saber,

[ ] [ ] [

⁄ ] [ ] [ ] [ ]

[ ] [ ]

Datos para diseño





M máx. (Momento) --- 14.250 [Kg*cm]

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

9.10.1 Verificación pedestal de fundación

SECCION GEOMETRIA

100x100x4 Cuadrado

Datos RESULTADO Capacidad

k 0,80

VERIFICA 39%

A 14,95 cm2

i 3,89 cm

w 45,22 cm3

Luz 45 cm

Ff 2.500 kg/cm2

P max 4,06 ton

M max 0,14 t-m

Tensión de trabajo

σcm = 272 kg/cm2

Verificación por Pandeo

= 9,25

C= 131,40

Verificación por flexión

σfx = 315 kg/cm2

Por lo tanto, las tensiones admisibles son:

σadm. cm = 1.473 kg/cm2

σadm. fx = 1.500 kg/cm2

Minera Antucoya



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Disciplina SC

9.10.2 Verificación placa base

Para la determinación de momento máximo en placa base, se calcula con las siguientes

ecuaciones, de las cuales se debe escoger la más desfavorable.

a)

b)

Donde:

=

P = 4.058 kg Carga axial máxima.

m = 5cm Distancia de borde lateral de la columna a borde de

placa base.

√

Donde:

e = Espesor de placa base

F =

Espesor de la placa

⁄

Minera Antucoya



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Disciplina SC

Mmax =

F =

⁄

√

Esfuerzo debido a Carga Axial (P max)

⁄

⁄

Minera Antucoya



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Disciplina SC

9.10.3 Armadura fundación F1

⁄ ⁄

⁄

( ⁄

) ( ⁄

) ⁄

⁄

⁄

⁄ ⁄

⁄

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

9.10.4 Armadura fundación F2

⁄ ⁄

⁄

( ⁄

) ( ⁄

) ⁄

⁄

⁄

⁄ ⁄

⁄

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

9.10.5 Verificación anclaje de fundación

Tracción debida a reacción Tracción debida a momento basal

Tracción final

( )

Largo mínimo de barras de anclaje

⁄

Aplastamiento en las alas

⁄

⁄

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

Esfuerzos en unión soldada

(

)

⁄

⁄

⁄

Verificación soldadura de anclaje

⁄

⁄

⁄

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

9.10.6 Verificación perfilería Metalcon.

A continuación se verificará la perfilería de Metalcon utilizada para los faldones bajo módulos. Verificación por flexión

⁄

⁄

⁄

⁄

(

)

⁄

⁄

⁄

Verificación por deformación

Minera Antucoya



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Disciplina SC

9.11 Conexiones

La conexión entre módulos será empernada. Esta se llevará a cabo mediante las pletinas de

unión de cada módulo, con un hilo o perno de /8”, según plano ANT-D-DRW-5700-SC-0309-0. Además, en el Anexo 1, punto 10.2, se adjunta esquema de unión de módulos.

Datos para diseño




Pmáx. (Axial) 3 224 [Kg]

A continuación se muestra el desarrollo y la determinación del diámetro de los pernos antes mencionados.

Donde:

⁄

⁄

Minera Antucoya



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Disciplina SC

9.11.1 Verificación perno

Cizalle perno:

⁄

⁄

Tracción perno:

⁄

⁄

9.12 Izaje

Todo lo relacionado con el izaje de módulos estará excluido de este documento, debido a que se entregará un documento adicional donde resolverá todas las variables que sean necesarias para una correcta maniobra.

9.13 Cercha

A continuación se muestra el diseño de la cercha para este edificio. Además, en Anexo 1, punto 10.4, se presenta geometría completa de cercha. Inclusive la fijación de cerchas a módulos.

Minera Antucoya



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Disciplina SC

9.13.1 Geometría cercha

Minera Antucoya



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Disciplina SC

Minera Antucoya



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Disciplina SC

9.13.2 Verificación cercha1 (L=10.6 m.)

CODIGO SECCION GEOMETRIA USO

PC3-3 50x50x3 Cuadrado Diagonales y verticales

PR8-2 100x50x2 Rectangular Cuerda superior e inferior

CA4-2 100X50X15X2 Costanera Costanera de cercha

Las costaneras y la cercha serán verificadas para PP +SC, estas cargas serán según lo indicado anteriormente en esta memoria.

COSTANERA 100x50x15x2

Datos 16,8 °

y 2.500 kg/cm2 Qt 186 kg/m

2

y adm. 1.500 kg/cm2 Qcx 178 kg/m

Pp cercha 58 kg/m2 Qcy 54 kg/m

Sc cercha 100 kg/m2 Mx 139 kg*m

Sc nieve - kg/m2 My 42 kg*m

Sc viento 28 kg/m2

k (nieve) -

Hvr 160 cm trabajo 1.923 kg/cm2 No Verifica

b 530 cm

b trib. Cost 100 cm Con colgadores en punto medio

Lc 2,5 m

Wx cost 13,85 cm3 Lcy´ 1,3 m

Wycost 4,57 cm3 My´ 10,5 kg*m

L cercha 10,6 m

b trib. Cercha 3 m ´ trabajo 1.234 kg/cm2 Verifica

I cercha 74,94 cm4

I diagonal 19,41 cm4 Capacidad del perfil Costanera

A perfil cercha 5,74 cm2

82%

A perfil diag. 5,41 cm2

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Disciplina SC

CERCHA

Q cercha 510 kg/m

Mmax 7.158 kg*m

h 105,6 m

N 6.778 kg

I total 128.167 cm4

W total 1.213,7 cm3

trabajo área 401 kg/cm2 Verifica

trabajo flexión 590 kg/cm3 Verifica

Capacidad del reticulado

Área Flexión

27% 39%

9.13.3 Verificación tensor y plancha de unión

Datos para diseño



Pmáx. (Axial) --- 545 [Kg]

Mmáx. . (momento) --- 1.362 [Kg*cm]

Minera Antucoya



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Disciplina SC

Verificación PL100x100x10 [ ]

[ ] [ ]

[ ]

[ ] [ ]

[ ]

[ ]

[ ]

⁄

Minera Antucoya



Rev. 0



Disciplina SC

Verificación PL200x100x5

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

⁄

Verificación Barra 8 [ ]

[ ]

[ ]

[ ]

⁄

Documents

Memoria de c�lculo edificio modular.pdf