Originador: EMO AGOSTO 2016 MEMORIA DE CÁLCULO. Proyecto : Construcción Sala de Ensayo Corporación Cultural

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1 Originador: EMO AGOSTO 2016 MEMORIA DE CÁLCULO Proyecto : Construcción Sala de Ensayo Corporación Cultural Ubicación : Los Fresnos #1640, Villa San Pedro Propietario : I. Municipalidad de San Pedro de la Paz C EMO 06/2017 RSM 06/2017 EMO 06/2017 Envío para firmas B EMO 08/2016 RSM 08/2016 EMO 08/2016 Corrige Observaciones A EMO 04/2016 RSM 04/2016 EMO 04/2016 Para Revisión Revisión Calculó/Fecha Aprobó/Fecha Emitió/Fecha Notas ENRIQUE MORA ORMEÑO, INGENIERO CIVIL, kikemora@gmail.com, Fono

2 INDICE 1.0 GENERALIDADES 1.1 Descripción del proyecto 1.2 Antecedentes 1.3 Tipo de edificación 1.4 Ubicación 2.0 MATERIALES Y PROPIEDADES MECANICAS 2.1 Hormigón 2.2 Aceros 2.3 Soldadura 2.4 Pernos 2.5 Suelo 3.0 SOLICITACIONES EMPLEADAS 3.1 Cargas muertas 3.2 Cargas vivas 3.3 Vargas de viento 3.4 Cargas de sismo 4.0 COMBINACIONES DE CARGA 4.1 Estados de carga 4.2 Combinaciones para verificar deformaciones y volcamiento 4.3 Combinaciones para diseño por método LRFD 5.0 METODOLOGIA DE CALCULO 6.0 NORMAS UTILIZADAS 7.0 RESULTADOS DEL ANALISIS 7.1 Estructuras de acero 7.2 Losa Colaborante 7.3 Fundaciones 7.4 Deflexiones máximas 8.0 CONCLUSIONES Memoria de Cálculo Construcción Sala de Ensayo Corporación Cultural 2/11

3 1.0 GENERALIDADES 1.1 Descripción del proyecto La presente memoria de cálculo forma parte del proyecto denominado Construcción Sala de Ensayo Corporación Cultural, de propiedad de la I. Municipalidad de San Pedro de la Paz, ubicado en Los Fresnos #1640, Villa San Pedro, comuna de San Pedro de la Paz. El proyecto considera la construcción de 48 m 2 en estructura de acero de un nivel con una losa de cielo. La construcción proyectada considera una extensión de la estructura existente, manteniendo el esquema de mejoramiento de suelos, fundaciones, perfiles de acero y losa colaborante. De esta forma se asegura un comportamiento estructural compatible con la obra existente. No se requiere por tanto junta de dilatación en la estructura de acero y se considerará una junta de 3cm en la losa colaborante. 1.2 Antecedentes Se consideran los siguientes planos y documentos existentes: - Planos de arquitectura, marzo Especificaciones Técnicas de Arquitectura del proyecto, marzo Planos de Ingeniería del proyecto Centro Cultural San Pedro de la Paz, 15 láminas, agosto de Tipo de edificación Primer Nivel: Segundo Nivel: Techumbre o cielo: Fundaciones: Radier: Marcos soldados de Acero. Marcos laterales soldados de acero. Losa colaborante H-25, e=12cm con placa PV6 0.8mm, malla retracción ACMA C-196. Hormigón armado H-25, 90% N.C. Hormigón H-20, 90% N.C., e=10 cm, malla central ACMA C Ubicación Los Fresnos #1640, Villa San Pedro, comuna de San Pedro de la Paz. 2.0 MATERIALES Y PROPIEDADES MECANICAS 2.1 Hormigón En fundaciones se utilizará hormigón H-25 con 90% de nivel de confianza. En todos los elementos estructurales de hormigón armado se utilizará Hormigón Tipo H- 25 con 90% de nivel de confianza. Los recubrimientos mínimos serán los indicados en los planos. 2.2 Aceros En losa colaborante se utilizará hormigón H-25 con 90% de nivel de confianza. En todos los elementos estructurales de hormigón armado se utilizará acero calidad A H, con tensión de fluencia fy = 4200 kg/cm 2 y tensión última fu=6300 kg/cm 2. Memoria de Cálculo Construcción Sala de Ensayo Corporación Cultural 3/11

4 El acero estructural para elementos metálicos será de calidad A270ES galvanizado, que tiene las siguientes propiedades: fy = 2700 kg/cm 2 fu = 4200 kg/cm 2 v = 0.30 E = 2,1 x 106 kg/cm 2 (Coeficiente de Poisson) (Módulo de Elasticidad) Las planchas de acero para insertos o uniones podrán ser de calidad A270ES o en su defecto ASTM A36. Mallas electrosoldadas serán de acero AT56-50H. 2.3 Soldadura Todas las conexiones soldadas deberán cumplir con el código AWS D 1.1. El filete mínimo de soldadura en taller será de 4mm o igual al menor espesor de las planchas o piezas a conectar y en terreno será de 5mm mínimo. Las soldaduras no deben incluir polvo de hierro. Las uniones soldadas en taller se harán con electrodo tipo E-60xx según AWS. Las uniones soldadas en terreno se harán con electrodo tipo E-70xx según AWS. La ejecución e inspección de soldaduras se regirá de acuerdo al código AWS D1.1 Structural Welding Code. Se exigirá soldadores calificados con certificación vigente de acuerdo a la norma AWS D Pernos 2.5 Suelo Pernos de miembros estructurales: No se considera Pernos de miembros no estructurales: ASTM 307 Gr 8, mínimo. Pernos de Anclaje: SAE 1020 Se adoptarán las siguientes tensiones admisibles del suelo, de acuerdo a informe de mecánica de suelos de proyecto original: Tensión Admisible Estática: 1.40 kg/cm 2 Tensión Admisible Dinámica: 2.10 kg/cm SOLICITACIONES EMPLEADAS 3.1 Cargas muertas - Elementos secundarios cielo raso: 12.5 kg/m 2 - Hormigón Armado: 2500 kg/m 3 - Hormigón simple: 2400 kg/m 3 - Acero: 7850 kg/m 3 - Losa colaborante PV6-R, 12cm 256 kg/m 2 Memoria de Cálculo Construcción Sala de Ensayo Corporación Cultural 4/11

5 3.2 Cargas vivas Según lo indicado en NCh 1537.Of.2009, - Sobrecarga Losa Colaborante: 500 kg/m Cargas de viento Según lo indicado en NCh , Se utilizarán los siguientes parámetros de diseño para determinar las presiones de viento: - Velocidad básico del viento (Estación ENAP Bío-Bío) 43,5 m/s - Factor de importancia (Categoría II-NCh3171-Of2010) 1,00 - Rugosidad: B - Categoría de exposición: B - Factor de ajuste para altura y exposición ( ) 1,00 - Factor topográfico (Kzi) 1,00 - Factores de presión simplificada de diseño para el SPRFV 3.4 Cargas de sismo A B C D E F G H Eoh Goh 0,87-0,36 0,58-0,21-0,93-0,56-0,64-0,43-1,26-1,00 Según lo indicado en NCh 433 Of. 96, MOD 2009 y D.S. 61 de Se realizará un análisis sísmico por el método estático. Los parámetros básicos considerados son: - Clasificación de estructura: Categoría III - Zona Sísmica Zona 3 - Tipo de Suelo E - Factor de modificación de respuesta R: 3 - Coeficiente de Importancia I Aceleración efectiva A 0 : 0.4g - Parámetros dependientes del suelo: S 1.30 T 0 [seg] 1.20 T [seg] 1.35 n 1.80 p Coeficiente Sísmico C: Esfuerzo de corte basal Q 0 =CxIxP 0.21P 4.0 COMBINACIONES DE CARGA 4.1 Estados de carga: pp = peso propio de la estructura SC = sobrecarga Vx = viento en x, paralelo al lado corto. Vz = viento en z, paralelo al lado largo. Sx = sismo en x Sz = sismo en z Memoria de Cálculo Construcción Sala de Ensayo Corporación Cultural 5/11

6 4.2 Combinaciones para verificar deformaciones y volcamiento: D1 = pp+sc D2 = pp+vx D3 = pp+vz D4 = pp+sx D5 = pp+sz D6 = pp+0.75vx+0.75sc D7 = pp+0.75vz+0.75sc D8 = pp+0.75sx+0.75sc D9 = pp+0.75sz+0.75sc D10 = 0.6pp+Vx D11 = 0.6pp+Vz D12 = 0.6pp+Sx D13 = 0.6pp+Sz 4.3 Combinaciones para diseño por método LRFD: E1 = 1.2pp+1.6SC E2 = 1.2pp+0.5SC+1.3Vx E3 = 1.2pp+0.5SC+1.3Vz E4 = 1.2pp+0.5SC+1.4Sx E5 = 1.2pp+0.5SC+1.4Sz E6 = 0.9pp+1.3Vx E7 = 0.9pp+1.3Vz E8 = 0.9pp+1.4Sx E9 = 0.9pp+1.4Sz 5.0 METODOLOGIA DE CALCULO Para obtener los esfuerzos internos, deformaciones y tensiones en los elementos, se ha modelado la estructura utilizando el software RAM Advanse. - Para las fundaciones y estructuras de acero se utilizará el método LRFD. - Para las deformaciones y volcamiento de fundaciones se utilizarán las combinaciones de carga indicadas en 4.1. Una vez ingresada todas las cargas y combinaciones al software, éste entregará los esfuerzos y tensiones internas en los elementos para las distintas combinaciones de carga, con lo cual se verificará la resistencia, deformaciones y fundaciones. Memoria de Cálculo Construcción Sala de Ensayo Corporación Cultural 6/11

7 Modelo estructura Centro Cultural sin ampliación Modelo estructura Centro Cultural con ampliación 6.0 NORMAS UTILIZADAS Se considera el cumplimiento de toda la normativa vigente en Chile, en particular las siguientes: - NCh 430.Of2008: Hormigón armado requisitos de diseño y cálculo. - D.S. Nº 60/2011: Aprueba reglamento que fija los requisitos de diseño y cálculo para el hormigón armado y deroga el Decreto Nº 118, de V. Y. U. de NCh : Diseño estructural Cargas de viento. - NCh 433 Of. 96, MOD 2009: Diseño Sísmico de Edificios. - D.S. Nº 61/2011: Aprueba reglamento que fija el diseño sísmico de edificios y deroga decreto Nº 117 de NCh 1537 Of.2009: Diseño estructural Cargas permanentes y cargas de uso. Memoria de Cálculo Construcción Sala de Ensayo Corporación Cultural 7/11

8 - NCh 3171.Of2010: Diseño estructural Disposiciones generales y combinaciones de carga. - Código de diseño de Hormigón Armado, basado en ACI 318S Ley y Ordenanza General de Urbanismo y Construcción. Ministerio de Vivienda y Urbanismo. 7.0 RESULTADOS DEL ANALISIS 7.1 Estructuras de acero La estructura se basa en marcos de acero formados por pilares cuadrados [] 100x100x4. Los elementos diagonales son perfiles [] 100x100x3. Las vigas de la losa colaborante son [] 200x100x3. Los resultados del análisis indican que la estructura resiste adecuada las solicitaciones a las que será sometida. Esfuerzos en miembros de acero 7.2 Losa Colaborante La losa colaborante está formada por una placa colaborante PV6-R de 0.8mm de espesor. Se sostiene sobre vigas de acero tubulares [] 200x100x3 espaciadas como máximo a 2.2 metros. De acuerdo a especificaciones del fabricante, en estas condiciones la sobrecarga admisible sobre la losa será 1018 kg/m2, por lo tanto la losa colaborante resiste adecuadamente las sobrecargas de uso. La armadura suministrada, ACMA C196, supera holgadamente los requerimientos de cálculo (1.96 cm2/m suministrado). Memoria de Cálculo Construcción Sala de Ensayo Corporación Cultural 8/11

9 Refuerzo superior requerido en losa colaborante Memoria de Cálculo Construcción Sala de Ensayo Corporación Cultural 9/11

10 7.3 Fundaciones (Zapata corrida) Zapata Corrida Condición para análisis: Df/B<4 OK Datos Geometría Dens terreno 1500 kg/m3 Densidad del terreno Dens Horm 2500 kg/m3 Densidad del hormigón Df 0.8 m Profundidad sello fundacion s 30 º Angulo friccion del suelo Lz 0.8 m Largo de zapata (dimensión en dirección del volcamiento) Bz m Ancho de zapata Hz 0.4 m Altura de Zapata minimo m Lp 0.15 m Largo pedestal Bp m Ancho pedestal Hp 0.5 m Altura Pedestal sobresale 0.1 m e = 0 m Excentricidad Solicitaciones en Fundación N kg Axial en pedestal V 40 kg Corte en pedestal M=N*e 0 kg*m Momento por excentricidad 1 Cálculos en Fundación Vol 4.80 m3 Volumen de fundación con pedestal W HORMIGON 11,998 kg Peso fundacion con pedestal W SUELO 4739 kg Peso del suelo sobre la zapata M1 36 kg*m Momento en Df N kg Tension en Df e m excentricidad L/ % comp % Porcentaje de suelo en compresion Lc 0.80 m Largo comprimido max-suelo 3375 kg/m kg/cm 2 <1, OK Factor de Seguridad al Volcamiento, FSv Mv 36 Mr FSv >1.5, OK Factor de Seguridad al Deslizamiento, FSd Vd 40 Vr FSd >1.5, OK Memoria de Cálculo Construcción Sala de Ensayo Corporación Cultural 10/11

11 7.4 Deflexiones máximas Las máximas deflexiones ocurren para las vigas que soportan la losa colaborante, en la combinación PP+SC. Los resultados están dentro de los parámetros aceptables por norma. 8.0 CONCLUSIONES Los resultados del análisis concluyen que la estructura resiste adecuadamente las solicitaciones de viento y sismo según lo establecen las normas chilenas. Las tensiones de trabajo para cargas permanentes y eventuales están por debajo de las admisibles para los materiales utilizados. Las solicitaciones sobre el terreno son inferiores a las tensiones admisibles para los casos estático y dinámico. Además, las fundaciones son estables ante fallas por corte, flexión, deslizamiento y volcamiento. Las deflexiones de las vigas son inferiores a las admisibles. Finalmente se reitera que la estructura proyectada no incide negativamente en la estructura existente, ya que se ha diseñado de manera que se comporte como una extensión de ella, manteniendo la materialidad y las características físicas de los materiales empleados. AUDITO RETAMAL LAZO ALCALDE MUNICIPALIDAD DE SAN PEDRO DE LA PAZ ENRIQUE MORA ORMEÑO INGENIERO CIVIL Memoria de Cálculo Construcción Sala de Ensayo Corporación Cultural 11/11