Calculista Estructuras San Javier de Loncomilla

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8 MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL GALPÓN BODEGAJE INOFENSIVO PROPIEDAD ROL CAMINO LA ESPERANZA S/N, LAS VEGAS. COMUNA DE LLAY-LLAY REGIÓN DE VALPARAÍSO PROFESIONAL ACTUANTE JUAN LUIS MENARES RODRÍGUEZ RUT / PATENTE PRO 207 LA LIGUA-.

9 ÍNDICE 1.- INTRODUCCIÓN DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA NORMAS CONSIDERADAS ACCIONES CONSIDERADAS Gravitatorias Viento Sismo Datos generales de sismo Hipótesis de carga ESTADOS LÍMITE SITUACIONES DE PROYECTO Coeficientes parciales de seguridad ( ) y coeficientes de combinación ( ) Combinaciones DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS DATOS GEOMÉTRICOS DE COLUMNAS, TABIQUES Y MUROS Columnas DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES DE PANDEO PARA CADA PLANTA LOSAS Y ELEMENTOS DE FUNDACIÓN MATERIALES UTILIZADOS Hormigones Aceros por elemento y posición Aceros en barras Aceros en perfiles CONCLUSIÓN Y ALCANCES 12

10 1.- INTRODUCCIÓN Se ha solicitado realizar el cálculo estructural de galpón para bodegaje en la comuna de Llay-Llay. En específico dentro de lote rural ubicado en calle Camino La Esperanza S/N, Las Vegas. Los suelos están consolidados, no registrándose rellenos, zonas de deslizamiento o la ausencia de un firme adecuado para zapatas aisladas o corridas- de profundidad media. La obra se desarrolla en dos volúmenes aislados de un piso. Descansan sobre radier de hormigón armado, sobre el que se alzan los paramentos de estructura primaria pórticos de carpintería metálica-. Tratándose de dos volúmenes separados para efectos gráficos se denominarán como galpón norte y galpón sur con referencia directa a su posición cardinal en láminas de arquitectura. Existe otro galpón dentro del lote, del que se ha separado ambas estructuras por junta de dilatación. 2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA La unidad galpón norte se desarrolla en base a pórticos de acero, todos con vinculación exterior, fundados sobre zapatas aisladas de hormigón armado -bajo cada columna- y existiendo vigas centradoras - sobre mejoramiento- entre cada zapata. Los envigados de techumbre al igual que las columnas que soportan el pabellón de doble altura son en perfilería metálica ASTM A36. Los anclajes y rigidizadores especificados en detalles de proyecto -o por catálogo- serán de acero reforzado. Pilares de tipo reticulado en acero, al igual que las cerchas de techumbre, se presentarán en despiece. La cubierta y revestimientos exteriores son en base a paneles de acero galvanizado onda. Estos descansan sobre soleras y largueros de acero. Se considera las envolventes y estructuras terciarias como carga de uso. El galpón sur replica las soluciones en carpintería de acero para pórticos, envigados y envolventes; sin embargo su pabellón más al sur se elabora en base a perfiles steel frame de tipo TUBEST -especificados en despiece-. El sistema de arriostramiento es de tipo prefabricado tensores de acero entorchado- y barras soldadas en obra, complementando las estructuras porticadas, para el correcto soporte al corte sísmico. Para el cálculo los cerramientos perimetrales se consideran como estructuras terciarias, al igual que soleras y largueros de montaje -colaborantes con el arriostramiento-. Todos los elementos se encuentran aislados al embate por fuego, hongos u horadadores; estando impregnados para tales efectos. Los armados de carpintería podrán experimentar variaciones discretas, a especificar en obra según indicaciones del proyectista al equipo de construcción calificado todas sujetas a normativa y catálogos de fabricante autorizados-. Ambos galpones se separan por junta de dilatación simple distanciamiento NORMAS CONSIDERADAS NCh 349 Of 1999 Construcción Disposiciones de seguridad en excavación NCh 427 Estructuras de acero - diseño y cálculo - losas mixtas - laminados metálicos. NCh 430 Of2008 Hormigón armado - Requisitos de diseño y cálculo. INN, Chile. NCh 431 Of1977 Construcción Sobrecargas de nieve. INN, Chile. NCh 432 Of1971 Cálculo de la acción del viento sobre las construcciones. INN, Chile. NCh 433 Of1996 Diseño sísmico de edificios. INN, Chile. NCh 433 Of1996 modificada en Decreto N 61, NCh 1198 Of2006 Madera Construcciones en madera Cálculo. INN, Chile. NCh 1537 Of2009 Diseño estructural de edificios Cargas permanentes y sobrecargas de Uso. INN, Chile. NCh 1928 Of1993 Albañilería Armada Requisitos para el diseño y cálculo. INN, Chile. NCh 1928 Of1993 modificada en NCh 3171 Of2010 Diseño estructural Disposiciones generales y combinaciones de carga. INN, Chile. ACI Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary. AISC 2005 Specification for structural steel buildings. American Institute of Steel Construction. ACI (Chile) Hormigón armado Página 3

11 4.- ACCIONES CONSIDERADAS Gravitatorias Planta S.C.U (t/m²) Cargas permanentes (t/m²) techumbre remate muros Fundación Viento NCh Diseño estructural. Cargas de viento Categoría del terreno: Categoría C Velocidad básica del viento: m/s Categoría de uso: Categoría I Tipo de terreno: Llano Plantas Anchos de banda Ancho de banda Y (m) Ancho de banda X (m) En todas las plantas No se realiza análisis de los efectos de 2º orden Coeficientes de Cargas +X: Y: X:1.00 -Y:1.00 Planta Cargas de viento Viento X (t) Viento Y (t) techumbre remate muros Sismo Norma utilizada: NCh433.Of1996 Mod.2009 (Dº nº61, de 2011) Norma Chilena Oficial Diseño Sísmico de Edificios (Incluye modificaciones del decreto nº 61 (V. y U.) de 2011) Método de cálculo: Análisis Estático (NCh433.Of1996 Mod.2009 (Dº nº61, de 2011), 6.2) Datos generales de sismo Caracterización del emplazamiento Zona sísmica (NCh433.Of1996 Mod.2009, 4.1): 3 Clase de suelo (Dº nº61 de 2011, Artículo 6): B Página 4

12 Sistema estructural R X : Factor de modificación de la respuesta estático (X) (NCh433.Of1996 Mod.2009, 5.7) R X : 7.00 R Y : Factor de modificación de la respuesta estático (Y) (NCh433.Of1996 Mod.2009, 5.7) R Y : 7.00 Estimación del periodo fundamental de la estructura T X *: Periodo fundamental aproximado (X) T Y *: Periodo fundamental aproximado (Y) T X * : 0.50 s T Y * : 0.50 s Categoría del edificio (NCh433.Of1996 Mod.2009, 4.3): Categoría I Parámetros de cálculo Fracción de sobrecarga de uso Fracción de sobrecarga de nieve Factor multiplicador del espectro : 0.50 : 0.50 : 1.00 No se realiza análisis de los efectos de 2º orden Criterio de armado a aplicar por ductilidad: Según NCh430.Of2008, Capítulo 21 Direcciones de análisis Acción sísmica según X Acción sísmica según Y Proyección en planta de la obra Hipótesis de carga Automáticas Peso propio Cargas permanentes Sobrecarga de uso Sismo X 1 Sismo X 2 Sismo Y 1 Sismo Y 2 Viento +X exc.+ Viento +X exc.- Viento -X exc.+ Viento -X exc.- Viento +Y exc.+ Viento +Y exc.- Viento -Y exc.+ Viento -Y exc.- Página 5

13 5.- ESTADOS LÍMITE E.L.U. de rotura. Hormigón ACI (Chile) E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones Acero conformado Tensiones sobre el terreno Desplazamientos Acciones características 6.- SITUACIONES DE PROYECTO Para las distintas situaciones de proyecto, las combinaciones de acciones se definirán de acuerdo con los siguientes criterios: - Situaciones persistentes o transitorias - Situaciones sísmicas - Donde: G P Q Gj kj P k Qi ki j 1 i 1 G P A Q Gj kj P k AE E Qi ki j 1 i 1 G k Acción permanente P k Acción de pretensado Q k Acción variable A E Acción sísmica G Coeficiente parcial de seguridad de las acciones permanentes P Coeficiente parcial de seguridad de la acción de pretensado Q,1 Coeficiente parcial de seguridad de la acción variable principal Q,i Coeficiente parcial de seguridad de las acciones variables de acompañamiento AE Coeficiente parcial de seguridad de la acción sísmica Coeficientes parciales de seguridad ( ) y coeficientes de combinación ( ) Para cada situación de proyecto y estado límite los coeficientes a utilizar serán: E.L.U. de rotura. Hormigón: ACI (Chile) E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones: ACI (Chile) Situación 1 Coeficientes parciales de seguridad ( ) Favorable Desfavorable Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Situación 2 Coeficientes parciales de seguridad ( ) Favorable Desfavorable Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Página 6

14 Situación 3 Coeficientes parciales de seguridad ( ) Favorable Desfavorable Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Situación 4 Coeficientes parciales de seguridad ( ) Favorable Desfavorable Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Sismo (E) Acero conformado: NCh427 Tensiones sobre el terreno Acciones variables sin sismo Coeficientes parciales de seguridad ( ) Favorable Desfavorable Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Sísmica Coeficientes parciales de seguridad ( ) Favorable Desfavorable Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Sismo (E) Desplazamientos Acciones variables sin sismo Coeficientes parciales de seguridad ( ) Favorable Desfavorable Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Sísmica Coeficientes parciales de seguridad ( ) Favorable Desfavorable Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Sismo (E) Página 7

15 6.2.- Combinaciones Nombres de las hipótesis PP Peso propio CM Cargas permanentes Qa Sobrecarga de uso V(+X exc.+) Viento +X exc.+ V(+X exc.-) Viento +X exc.- V(-X exc.+) Viento -X exc.+ V(-X exc.-) Viento -X exc.- V(+Y exc.+) Viento +Y exc.+ V(+Y exc.-) Viento +Y exc.- V(-Y exc.+) Viento -Y exc.+ V(-Y exc.-) Viento -Y exc.- SX 1 Sismo X 1 SX 2 Sismo X 2 SY 1 Sismo Y 1 SY 2 Sismo Y 2 E.L.U. de rotura. Hormigón E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones Comb. PP CM Qa V(+X exc.+) V(+X exc.-) V(-X exc.+) V(-X exc.-) V(+Y exc.+) V(+Y exc.-) V(-Y exc.+) V(-Y exc.-) SX 1 SX 2 SY 1 SY Página 8

16 Comb. PP CM Qa V(+X exc.+) V(+X exc.-) V(-X exc.+) V(-X exc.-) V(+Y exc.+) V(+Y exc.-) V(-Y exc.+) V(-Y exc.-) SX 1 SX 2 SY 1 SY Acero conformado Tensiones sobre el terreno Desplazamientos Comb. PP CM Qa V(+X exc.+) V(+X exc.-) V(-X exc.+) V(-X exc.-) V(+Y exc.+) V(+Y exc.-) V(-Y exc.+) V(-Y exc.-) SX 1 SX 2 SY 1 SY Página 9

17 7.- DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS Grupo Nombre del grupo Planta Nombre planta Altura Cota 2 techumbre 2 techumbre remate muros 1 remate muros Fundación DATOS GEOMÉTRICOS DE COLUMNAS, TABIQUES Y MUROS Columnas GI: grupo inicial GF: grupo final Ang: ángulo de la columna en grados sexagesimales Datos de las columnas Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF Vinculación exterior Ang. Punto fijo Altura de apoyo C1 ( 3.10, -6.00) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Mitad superior 0.65 C2 ( 9.10, -6.00) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Mitad superior 0.65 C3 ( 15.10, -6.00) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Mitad superior 0.65 C4 ( 21.10, -6.00) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Mitad superior 0.65 C5 ( 27.10, -6.00) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Mitad superior 0.65 C6 ( 33.10, -6.00) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Mitad superior 0.65 C7 ( 39.10, -6.00) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Mitad superior 0.65 C8 ( 3.10,-20.89) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Mitad inferior 0.65 C9 ( 9.10,-20.89) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Mitad inferior 0.65 C10 ( 15.10,-20.89) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Mitad inferior 0.65 C11 ( 21.10,-20.89) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Mitad inferior 0.65 C12 ( 27.10,-20.89) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Mitad inferior 0.65 C13 ( 33.10,-20.89) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Mitad inferior 0.65 C14 ( 39.10,-20.89) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Mitad inferior 0.65 C15 ( 3.10,-25.23) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.65 C16 ( 9.10,-25.23) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.65 C17 ( 39.30,-25.23) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Mitad derecha 0.65 C18 ( 39.10,-37.05) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C19 ( 37.60,-37.05) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C20 ( 36.10,-37.05) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C21 ( 34.60,-37.05) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C22 ( 33.10,-37.05) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C23 ( 31.60,-37.05) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C24 ( 30.10,-37.05) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C25 ( 28.60,-37.05) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C26 ( 27.10,-37.05) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C27 ( 25.60,-37.05) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C28 ( 24.10,-37.05) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C29 ( 22.60,-37.05) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C30 ( 21.10,-37.05) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C31 ( 3.10,-29.77) 0-1 Con vinculación exterior 90.0 Centro 0.65 C32 ( 9.10,-29.77) 0-1 Con vinculación exterior 90.0 Centro 0.65 C33 ( 15.10,-29.77) 0-1 Con vinculación exterior 90.0 Centro 0.65 C34 ( 21.10,-29.77) 0-1 Con vinculación exterior 90.0 Centro 0.65 C35 ( 25.60,-29.77) 0-1 Con vinculación exterior 90.0 Centro 0.65 C36 ( 39.10,-29.77) 0-1 Con vinculación exterior 90.0 Centro 0.65 Página 10

18 Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF Vinculación exterior Ang. Punto fijo Altura de apoyo C37 ( 6.09,-37.05) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Mitad izquierda 0.40 C38 ( 27.43,-70.14) 0-1 Con vinculación exterior 90.0 Mitad izquierda 0.40 C39 ( 27.51,-58.18) 0-1 Con vinculación exterior 90.0 Mitad derecha 0.40 C40 ( 39.56,-59.81) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C41 ( 45.24,-59.82) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C42 ( 51.24,-59.82) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C43 ( 57.24,-59.82) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C44 ( 63.24,-59.82) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C45 ( 69.10,-59.82) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C46 ( 75.24,-60.21) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C47 ( 75.24,-70.03) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C48 ( 69.24,-70.03) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C49 ( 63.24,-70.03) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C50 ( 57.24,-70.03) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C51 ( 51.24,-70.03) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C52 ( 45.24,-70.03) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C53 ( 39.24,-70.03) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C54 ( 33.44,-70.03) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C55 ( 33.44,-58.29) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C56 ( 30.43,-70.08) 0-1 Con vinculación exterior 90.0 Mitad izquierda 0.40 C57 ( 36.43,-70.08) 0-1 Con vinculación exterior 90.0 Mitad izquierda 0.40 C58 ( 42.24,-70.08) 0-1 Con vinculación exterior 90.0 Mitad izquierda 0.40 C59 ( 48.24,-70.08) 0-1 Con vinculación exterior 90.0 Centro 0.40 C60 ( 54.24,-70.08) 0-1 Con vinculación exterior 90.0 Centro 0.40 C61 ( 60.24,-70.08) 0-1 Con vinculación exterior 90.0 Centro 0.40 C62 ( 66.24,-70.08) 0-1 Con vinculación exterior 90.0 Mitad izquierda 0.40 C63 ( 72.24,-70.08) 0-1 Con vinculación exterior 90.0 Centro 0.40 C64 ( 36.43,-58.24) 0-1 Con vinculación exterior Centro 0.40 C65 ( 30.43,-58.24) 0-1 Con vinculación exterior Mitad izquierda 0.40 C66 ( 39.56,-58.29) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.40 C67 ( 72.24,-60.16) 0-1 Con vinculación exterior Centro DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES DE PANDEO PARA CADA PLANTA Columna C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C40, C41, C42, C43, C44, C45 C15, C16, C17, C18, C19, C20, C21, C22, C23, C24, C25, C26, C27, C28, C29, C30 C31, C32, C33, C34, C35, C36, C37, C38, C39 C46, C47, C48, C49, C50, C51, C52, C53, C54, C55, C66 C56, C57, C58, C59, C60, C61, C62, C63, C65, C64, C67 Planta Dimensiones (cm) Coeficiente de empotramiento Coeficiente de pandeo Coeficiente de rigidez axil Cabeza Pie X Y 1 2xM 40x13.8([]) *150* xC 150*75*3([=]) *100* *50* Página 11

19 10.- LOSAS Y ELEMENTOS DE FUNDACIÓN -Tensión admisible en situaciones persistentes: 2.00 kp/cm² -Tensión admisible en situaciones accidentales: 3.00 kp/cm² 11.- MATERIALES UTILIZADOS Hormigones Elemento Hormigón f ck (kp/cm²) c Tamaño máximo del árido (mm) E c (kp/cm²) Todos H Aceros por elemento y posición Aceros en barras Elemento Acero f yk (kp/cm²) Todos A-63-42H s Aceros en perfiles Tipo de acero para perfiles Acero Límite elástico (kp/cm²) Módulo de elasticidad (kp/cm²) Acero conformado ASTM A Acero laminado ASTM A Acero de pernos A-307 (liso) CONCLUSIÓN Y ALCANCES Para el análisis y diseño se utilizó el método estático que estipula la norma NCh 433 vigente, obteniendo los resultados reflejados en los planos estructurales. Se ha realizado el estudio dinámico y los análisis de desempeño mecánico en base a categorías de suelo y factores definidos para la región y uso, además de informaciones previas extendidas por el mandante. El correcto desempeño y ejecución de estructuras se delega a los profesionales de la constructora. El proyecto de estructuras y memoria son considerados de tipo regularización. La inspección de obras idónea será subcontratada por el propietario a terceros. El propietario se hará responsable de verificar la calificación técnica de soldadores y carpinteros y el grado académico de los profesionales designados para la construcción. Se realiza la presente memoria en el contexto de regularización de obras. JUAN-LUIS MENARES RODRÍGUEZ ARQUITECTO U.T.F.S.M. Página 12