MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL

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1 MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL INFORMACIONES GENERALES Proyecto: REPOSICIÓN DE AREA ADMINISTRATIVA DEL C.E.I.A. (CENTRO EDUCATIVO INTEGRAL DEL ADULTO) DE YUMBEL Comuna: YUMBEL. Dirección: CALLE QUEZADA NUMERO 750 CIUDAD DE YUMBEL. Propietario: MUNICIPALIDAD DE YUMBEL. Ingeniero Civil Asesor: PAOLA ARAYA B. 1.- INTRODUCCIÓN El presente estudio tiene como finalidad realizar la verificación de los elementos resistentes que componen la construcción del Centro Educación Integral de Adulto Luis Saldes, considerando las fundaciones, muros de albañilería, de madera, pilares y cadenas. En general las fundaciones se han considerado como zapatas corridas bajo muros de albañilería. 2.- CONSIDERACIONES El Ceia Luis Saldes será construida en albañilería de ladrillo fiscal reforzada, con un segundo piso en tabiquerías de madera de 2 x3, envigado entrepiso de 2 x6 en pino impregnado y apoyado en vigas de acera IN de 150 x 50 x 10 x 5 mm de acuerdo a plano de estructuras. Las cerchas serán estructuradas en madera de pino de 1 x4, con costaneras de pino de 2 x2, sobre la que irá una cubierta de zincalum de 0.4 mm. Los pilares serán de la forma y dimensiones indicadas en planta de fundaciones y estructuras, las cadenas de 0.2x0.2m y vigas de 0.2 x 0.35 m. Las fundaciones son del tipo corrida, con cimientos de 0.40x0.7 m y sobrecimientos armados de 0.2x0.3 m, con 4Fe de 12 mm y estribos de 8 cm. 3.- BASES DE CÁLCULO Este ítem informe tiene como objeto mostrar un resumen de los criterios, métodos y materiales empleados, los cuales controlan el diseño de las obras civiles para esta obra. Su desarrollo está basado en las normas chilenas emitidas por el Instituto Nacional de Normalización Criterios de Diseño Suelo:De acuerdo a los antecedentes recopilados, se supone una tensión máxima admisible para el suelo de 1.0 kg/cm2. En caso eventual, la tensión admisible podrá incrementarse en un 33%.

2 Materiales: Hormigón: Hormigón H-25 con una resistencia característica f'c >= 210 Kg/cm2 a los 28 días, 90% nivel de confianza, para losas, pilares, vigas, cadenas y fundaciones. Para los cimientos, podrá utilizarse hormigón tipo H-20 con un 20 % máximo de bolón desplazado. Ladrillos: Tipo fiscal, de primera calidad con una resistencia mínima a compresión de 40 kg/cm2. Acero de refuerzo: Clase A H con una tensión de fluencia mínima fy >= Kg/cm2, con resaltes. Madera: Para los elementos estructurales de madera no nativa, se utilizará pino radiata con las siguientes características: Pino radiata: Grado Estructural Nº 1 (G1), con las siguientes tensiones admisibles: - Flexión : kg/cm2 - Compresión paralela : kg/cm2 - Cizalle : kg/cm2 - Módulo de Elasticidad : kg/cm2 Para el diseño de los elementos de acero, se utilizará el método de las tensiones admisibles según Nch Cargas Las cargas y sobrecargas se estiman según la norma Nch 1537 Of.86, Nch 432 y Nch 433. Para efectos de análisis las cargas se consideran según su naturaleza Cargas Permanentes - Cargas Permanentes : Peso Propio y Sobrecarga. - Cargas Eventuales : Sismo, Viento e Impacto Se consideran en este ítem del presente estudio los pesos propios de todos los elementos estructurales incorporados, de los materiales y de los accesorios fijos Peso Propio Las cargas de peso propio consideradas en el diseño están constituidas por el peso de la estructura y todo el material unido y soportado permanentemente por ella. Para efectos de cálculo de los pesos propios de los materiales, se consideran los siguientes pesos específicos: Hormigón Armado : 2500 Kg/m 3 Hormigón Simple : 2400 Kg/m 3 Madera : 750 Kg/m 3 Acero : 7850 Kg/m 3 Suelo : 1800 Kg/m 3 Nota : Los pesos de los demás materiales, que en general no son estructurales y solo actúan como pesos muertos, estarán especificados por catálogos y deberán cumplir con los valores dados en la Norma respectiva.

3 Sobrecarga Las Sobrecargas se determinan según Tablas de la Nch 1537 Of.86 y dependerá del uso que se le dará al sector considerado. i. Reducción de las sobrecargas a. Por Área tributaria Techumbre : 30 Kg/m 2 Se puede reducir en función del área tributaria total A que incide sobre el elemento estructural, según: Cargas Eventuales Viento Ca = 1 ; para A 20 m 2 Ca = 1-0,008 x A 0,60 ; para 20 m 2 A 50 m 2 Ca = 0,60 ; para 50 m 2 A El marco formado por muros y cerchas deberá estar diseñado para las tensiones originados por el viento durante su construcción y después de terminada. Para este propósito se considera una presión básica del viento según Nch 432 de qb = 70 Kg/m 2. Todo el cálculo debido a las fuerzas provocadas por el viento se hará según la Norma Nch Sismo El cálculo sísmico de las distintas estructuras que componen el centro de estudios, se hará según la Norma Nch 433 Of.96, para lo cual se empleará el método de las fuerzas laterales equivalentes también conocido como método estático. El esfuerzo de corte basal se determinó según: Dónde: Qo = C x I x P Qo : Esfuerzo de Corte Basal. C : Coeficiente Sísmico, usaremos C = 0,35SAo/g. Ao : Coeficiente de Aceleración (zona Sísmica 3), Ao = 0,40g. S : Coeficiente según tipo de suelo de Fundación (Tipo IV) S = 1,20. I : Coeficiente de Importancia, usaremos I = 1, Distribución de Cargas Luego: Qo = 0,202P Cada elemento va a estar solicitado según las cargas que actúan sobre él. i. Peso Propio (PP) Estas se expresaron en Kg/m 2, y se dedujeron multiplicando el volumen del elemento por el peso específico de este.

4 ii. Sobrecarga (SC) Esta se distribuye por áreas tributarias, según el elemento estructural considerado. iii. Viento(V) Según Nch 432. iv. Sismo(S) Según Nch 433 Of PARAMETROS DE DISEÑO 4.1 Combinaciones de Carga Cargas Normales Diseño Elementos de Acero: Qs = PP + SC Verificación Tensiones en el Suelo de Fundación: Cargas Eventuales Diseño Elementos de Acero: Momento de Diseño Qs = PP + SC Qs = 0.75(PP + SC ± Viento) Qs = 0.75(PP + SC ± Sismo) i. Qs = 0.75(PP +SC ± Sismo) ii. Qs = 0.75(PP +SC + Viento) i M dis = ton-m Criterios de Falla Se han utilizado los siguientes criterios: i. Por Deformaciones Máximas (Todos). ii. Por Tensiones Admisibles (Acero). Paola Araya Badilla Ingeniero civil

5 ANEXOS I).- VERIFICACIÓN DE FUNDACIONES Datos Geométricos Cimiento B 50 cm H 60 cm Sobrecimiento C 15 cm h 30 cm

6 L 388 cm H total 90 cm Datos Materiales f'c 210 kg/cm2 fy 2800 kg/cm2 ρha 2500 kg/m3 1.- Chequeo Tensión Admisible del Terreno para Cargas de Servicio Peso Zapata 3347 kg 3.35 Ton Ppp 2094 kg Psc 403 kg Pz 3347 kg Solicitaciones Albañilería Sismo Z C2:PP+SC+Sz N 2541 kg Vz 306 kg Mx kg-cm Pilar1 Pilar2 Sismo Z C2:PP+SC+Sz Sismo Z C2:PP+SC+Sz N 451 kg N 431 kg Vz 26 kg Vz kg Mx kg-cm Mx kg-cm Peso Solicitante Ps: Ppp+Psc+Pz Ps: 5844 kg Momento Solicitante Ms kg-cm

7 Excentricidad e 58.4 cm Distribución Trapezoidal L/ cm Q máx kg/cm2 Q min kg/cm2 Ok, El Suelo Resiste Q adm 1 kg/cm2 2.- Chequeo para que la Altura Resista la Flexión y el Corte provocadas por las Cargas mayoradas. Utilizaremos C:1.4PP+1.4SC+1.4Sismo Pu 3496 kg Mu kg-cm qumax 0.29 kg/cm2 Verificación a Flexión ФMn kg-cm Resiste Solicitaciones a Flexión Verificación al Corte Vu 10.2 kg/cm ФVn 5756 kg/cm Resiste Solicitaciones al Corte II).- VERIFICACIÓN ALBAÑILERIA Datos Geométricos hw 220 cm bw 15 cm Lw 374 cm I cm4 Solicitaciones Vu Kg N u Kg Mu Kg-cm

8 Unidades de albañilería Clase MqHv fp [Mpa] kg/cm2 Grado Mortero M10 *Resistencia básica a la compresión fm' 25 kg/cm2 < 60 kg/cm2 *Resistencia básica al corte τm 5 kg/cm2 *Resistencia básica a la tracción por flexión 3 kg/cm2 Em kg/cm2 Gm 7500 kg/cm2 Esfuerzo de corte admisible Am Área bruta sección transversal 5610 cm2 σ0 Tensión media en compresión axial kg/cm2 Va Kg 0.35*τm*Am kg Va Kg > Vu kg La sección resiste el corte solicitante Esfuerzo axial de compresión admisible fm' Resistencia Básica a la compresión. 25 kg/cm2 mínimo valor distancia de h confinamiento 220 cm φe Factor de reducción por esbeltez 0.95 Na kg Ton N u Kg 2.54 Ton La sección resiste la compresión Flexión solicitaciones contenidas en el plano del muro

9 Flexión simple As 4.52 cm2 fy 2800 kg/cm2 fs 1400 kg/cm2 d' 323 cm Moa Kg-cm 18.4 Ton-m Mu Kg-cm 0.68 Ton-m El muro Resiste la Flexión Simple b) Flexión compuesta Na Esfuerzo Axial admisible Kg Na/3= kg N Kg d 334 cm Ma kg-cm 20.1 Ton-m Mu kg-cm El muro resiste a Flexión Compuesta III).- VERIFICACION PERFIL IN 200/150/10/5 Datos de Perfil Perfil IN 200/150/10/5 Acero A270ES E Kg/cm2 Fy 2700 Kg/cm2 d 200 mm bf 150 mm tf 10 mm tw 5 mm ΦASD 1,67 A 3900 mm2 Ix mm4

10 Sx mm3 rx 87 mm Zx mm3 Cw 5,98E+10 mm6 J 1,08E+05 mm4 Iy mm4 Sy mm3 ry 38 mm Zy mm3 Cargas de Diseño Mu kg-cm Mmax kg-cm Ma 8100 kg-cm Mb kg-cm Mc 8100 kg-cm Verificación de ala y alma Ala 7,5 10,60 Alma ,86 Sección compacta Sección compacta Verificación a Flexión Eje fuerte Fluencia Mn kg-cm La sección resiste a flexión Pandeo lateral torsional Longitudes Lb 848 cm Lp 187 cm Lr 7,35E+02 cm Mn 5,43E kg-cm La sección resiste Cb 2, Ok! Lb > Lr Ok! Fcr 3,07E+03 kg/cm2 Mn 5,43E La sección resiste Eje Débil

11 Mn kg-cm Ok! El perfil IN 200/150/10/5 resiste adecuadamente las solicitaciones.