Calculista Estructuras Quirihue - Treguaco - Coelemu

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1 EXPEDIENTE PERMISO (deslizar imágenes a la izquierda) J U A N L U I S M E N A R E S ARQUITECTO CALCULISTA U.T.F.S.M. JUAN.MENARES@UG.UCHILE.CL WHATSAPP

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8 MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL VIVIENDA UNIFAMILIAR PROPIEDAD ROL CALLE EL TELÉFONO LOTE 3 QUILLOTA COMUNA DE QUILLOTA REGIÓN DE VALPARAÍSO PROFESIONAL ACTUANTE Juan Luis Menares Rodríguez Arquitecto juan.menares@ug.uchile.cl

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 y coeficientes de combinación ( ) Combinaciones DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS DATOS GEOMÉTRICOS DE PILARES, PANTALLAS Y MUROS Pilares DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES DE PANDEO PARA CADA PLANTA MATERIALES UTILIZADOS Hormigones Aceros por elemento y posición Aceros en barras Acero y madera en perfiles CONCLUSIÓN Y ALCANCES 13

10 1.- INTRODUCCIÓN Se ha solicitado realizar el diseño estructural de una vivienda unifamiliar al interior de predio de extensión urbana, situado en la comuna de Quillota. La edificación se clasifica en categoría II -destino habitación-. El suelo es de clase B, en altos grados de compacidad, presencia de árido granular y velocidad de propagación con ondas de corte in situ (Vs) no mayor a 500 m/s. La obra proyectada se ejecutará en base a estructuras primarias del tipo marcos rígidos de madera, sobre zapatas corridas de hormigón armado, y envolventes livianas de madera de tipo panel seco -entre pilares de pórticos maestros-. La cubierta se estructura enteramente por medio de diafragmas y reticulados de madera. 2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA La obra es de volumen único, en un piso de altura, sin niveles intermedios, sobre terreno llano, con exposición a los vientos tipo C. Está estructurada en base a paneles de madera en todos los muros del primer nivel y diafragmas de madera en el entramado de techumbre y cubierta. Todos los materiales según estándar vigente en NCH aplicable, estado de fábrica y tratados contra humedad y horadadores. Descansan las estructuras sobre zapatas corridas de hormigón armado y pilares de madera -con vinculación exterior- que acometen a estos apoyos bajo columnas. Las zapatas de hormigón armado reposan en suelos clase B, de la zona sísmica 3, según tablas de la Nch 433. En su interior cuenta con pavimento de hormigón armado, pisos sólidos tipo radier, con armadura inferior acma o similar, sobre rasante de suelos debidamente escarpados-. Ante la eventualidad de arcillas expansivas, los sellos de fundación y radieres contarán siempre con enmallado inferior a especificar en planos. Para el cálculo de desempeño dinámico las estructuras de cubierta entramados de madera-, más el peso propio de sus paneles aglomerados y terminaciones, son considerados como carga muerta. Se exceptúan las vigas maestras de la planta de techumbre (marcos rígidos en remate de muros) especificadas para sustentar dichas cargas de manera eficaz. Todas las obras se realizan sobre suelo natural, libre de rellenos y debidamente protegido del escurrimiento de aguas en general. La planta no se descompone en volúmenes separados y se descarta la necesidad de junta de dilatación -al ser simétrica y de pequeña superficie NORMAS CONSIDERADAS NCh427 Estructuras de acero - diseño y cálculo - laminados metálicos. NCh430 Of2008 Hormigón armado - Requisitos de diseño y cálculo. INN, Chile. NCh431 Of1977 Construcción Sobrecargas de nieve. INN, Chile. NCh432 Of1971 Cálculo de la acción del viento sobre las construcciones. INN, Chile. NCh433 Of1996 Diseño sísmico de edificios. INN, Chile. NCh433 Of1996 modificada en Decreto N 61, NCh1198 Of2006 Madera Construcciones en madera Cálculo. INN, Chile. NCh1537 Of2009 Diseño estructural de edificios Cargas permanentes y sobrecargas de Uso. INN, Chile. NCh1928 Of1993 Albañilería Armada Requisitos para el diseño y cálculo. INN, Chile. NCh1928 Of1993 modificada en NCh3171 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. Página 3

11 4.- ACCIONES CONSIDERADAS Gravitatorias Planta S.C.U (t/m²) Cargas muertas (t/m²) REMATE Fundación/ PISO Viento NCh Diseño estructural. Cargas de viento Categoría del terreno: Categoría C Velocidad básica del viento: m/s Categoría de uso: Categoría II 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) Piso 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) Página 4

12 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): C 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 aproximadoo (X) T Y *: Periodo fundamental aproximadoo (Y) T X * : 0.50 s T Y * : 0.50 s Categoría del edificio (NCh433.Of1996 Mod.2009, 4.3): Categoría II 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 Página 5

13 4.4.- Hipótesis de carga Automáticas Peso propio Cargas muertas 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 ESTADOS LÍMITE E.L.U. de rotura. Hormigón NCh430.Of2008, Dº60:2011 E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones Acero laminado 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 Página 6

14 6.1.- y coeficientes de combinación ( ) Para cada situación de proyecto y estado límite los coeficientes a utilizar serán: E.L.U. de rotura. Hormigón: NCh430.Of2008, Dº60:2011 E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones: NCh430.Of2008, Dº60:2011 (9-1) Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) (9-2 Lr) Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) (9-2 S) Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) (9-3 Lr, L) Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) (9-3 S, L) Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) (9-3 Lr, W) Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Página 7

15 (9-3 S, W) Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) (9-4 Lr) Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) (9-4 S) Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) (9-5) Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Sismo (E) (9-6) Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) (9-7) Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Sismo (E) Página 8

16 Acero laminado: NCh427 Tensiones sobre el terreno Acciones variables sin sismo Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Sísmica Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Sismo (E) Desplazamientos Acciones variables sin sismo Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Sísmica Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Sismo (E) Combinaciones Nombres de las hipótesis PP Peso propio CM Cargas muertas 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.+ Página 9

17 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 10

18 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 laminado 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 DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS Grupo Nombre del grupo Planta Nombre planta Altura Cota 2 REMATE 2 REMATE PISO 1 1 PISO CIMENTACIÓN DATOS GEOMÉTRICOS DE PILARES, PANTALLAS Y MUROS Pilares GI: grupo inicial GF: grupo final Ang: ángulo del pilar en grados sexagesimales Página 11

19 Datos de los pilares Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF Vinculación exterior Ang. Punto fijo C1 ( 0.05, 8.75) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C2 ( 1.55, 8.75) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C3 ( 3.15, 8.75) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C4 ( 4.65, 8.75) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C5 ( 6.55, 8.75) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C6 ( 7.55, 8.75) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C7 ( 10.55, 8.75) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C8 ( 11.75, 8.75) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C9 ( 13.35, 8.75) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C10 ( 14.55, 8.75) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C11 ( 0.05, 7.22) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C12 ( 4.65, 7.22) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C13 ( 10.55, 7.22) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C14 ( 14.55, 7.22) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C15 ( 0.05, 5.67) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C16 ( 1.55, 5.67) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C17 ( 3.65, 5.67) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C18 ( 4.65, 5.67) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C19 ( 6.55, 5.67) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C20 ( 8.65, 5.67) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C21 ( 10.55, 5.67) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C22 ( 10.55, 4.17) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C23 ( 12.25, 5.67) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C24 ( 14.55, 5.67) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C25 ( 0.05, 2.62) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C26 ( 0.05, 4.17) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C27 ( 1.55, 4.17) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C28 ( 3.65, 4.17) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C29 ( 4.65, 4.17) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C30 ( 12.25, 4.17) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C31 ( 14.55, 4.17) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C32 ( 14.55, 2.62) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C33 ( 4.65, 2.62) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C34 ( 10.55, 2.62) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C35 ( 0.05, 1.05) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C36 ( 4.65, 1.05) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C37 ( 10.55, 1.05) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C38 ( 11.75, 1.05) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C39 ( 13.35, 1.05) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C40 ( 14.55, 1.05) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C41 ( 0.05, 0.05) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C42 ( 1.55, 0.05) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C43 ( 3.15, 0.05) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C44 ( 4.65, 0.05) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C45 ( 10.55, 0.05) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C46 ( 4.65, -2.55) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro Página 12

20 Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF Vinculación exterior Ang. Punto fijo C47 ( 7.55, -2.55) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C48 ( 7.55, -1.05) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro C49 ( 10.55, -1.05) 0-1 Sin vinculación exterior 0.0 Centro 9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES DE PANDEO PARA CADA PLANTA Pilar Planta Dimensiones (cm) Coeficiente de empotramiento Coeficiente de pandeo Coeficiente de rigidez axil Cabeza Pie X Y Para todos los pilares 1 2 (2"x4") 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 Acero y madera 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 Elemento Madera f yk (kp/cm²) Madera en perfiles Estructural MDF s 11.- CONCLUSIÓN Y ALCANCES Para el análisis y diseño se utilizó el método estático que estipula la norma NCh 433 of 2011 vigente, obteniendo los resultados reflejados en los planos estructurales. Todos los materiales según estándar y normativa aplicable, en estado de fábrica y tratados ante humedad, corrosión y horadadores. Su calidad será verificada por la constructora responsable en comunicación con el propietario. Página 13

21 Se realiza el estudio dinámico y se establece las soluciones requeridas -para el buen comportamiento mecánico de estructuras-, en base a categorías de suelo y factores definidos según la región y uso, además de informaciones previas extendidas por el mandante. La inspección técnica de obras idónea, será subcontratada por el dueño a terceros. El mismo verificará el grado profesional o certificación académica de los equipos correspondientes. Se responsabilizan del correcto desempeño de estructuras los profesionales actuantes que corresponden a cada etapa de ejecución de faenas. Se podrá especificar en obra accesorios estructurales de tipo secundario y terciario, previo visto bueno del arquitecto proyectista y el calculista con la correspondiente declaración en el libro de obras-. Se elabora la presente memoria en el contexto de regularización de cuerpo cierto. JUAN LUIS MENARES RODRÍGUEZ ARQUITECTO U.T.F.S.M. Página 14