ESTRUCTURA RESISTENTE MEMORIA DE CÁLCULO. 6.- Cálculo de solicitaciones y dimensionado de elementos estructurales.

Transcripción

1 ESTRUCTURA RESISTENTE MEMORIA DE CÁLCULO ÍNDICE 1.- Consideraciones generales. 2.- Referencias. 3.- Bibliografía. 4.- Materiales. 5.- Análisis de cargas. 6.- Cálculo de solicitaciones y dimensionado de elementos estructurales. 7.- Estructuras complementarias. 8.- Computo de materiales

2 1.- CONSIDERACIONES GENERALES Este informe tiene por objeto el cálculo y dimensionado de la estructura resistente del edificio de la referencia. Se trata de una concepción estructural mixta materializada a partir de un esqueleto estructural lineal de hormigón armado colado in situ, y de forjados materializados por losas de hormigón armado pretensado tipo Shap 60. El mismo será fundado, de acuerdo a las recomendaciones especificadas en el estudio de suelos, a 2 m de profundidad respecto de la cota de terreno natural mediante bases aisladas y en sectores puntuales mediante pilotines colados in situ. Se analizaron las cargas actuantes en el edificio, siguiendo los lineamientos de los reglamentos CIRSOC 101 y CIRSOC 102 y las secciones resistentes se dimensionaron siguiendo las prescripciones reglamentarias del CIRSOC 201. Modelada la estructura, aplicadas las cargas obtenidas de acuerdo a lo expresado en los párrafos anteriores, se efectuó la resolución de la misma, considerando las transferencias de cargas de las losas a las vigas donde se apoyan y finalmente de estas a las columnas y bases de fundación. 2.- REFERENCIAS Este documento ha sido elaborado teniendo en cuenta los que a continuación se enumeran: 2.1.-Plano de arquitecturas y equipamiento provisto por el interesado Esquema estructural de columnas, vigas, losas y cubiertas metálicas propuesto por el interesado Pliego de especificaciones técnicas provisto por el interesado Estudio de suelos nº , realizado por BGM Ingeniería, provisto por el interesado. El mismo se anexa al final del informe. 3.- BIBLIOGRAFÍA El proyecto de la estructura y el dimensionado de las secciones resistentes se han llevado a cabo en base a la bibliografía que se lista en lo que sigue CIRSOC 201: Proyecto y Ejecución de Estructuras de Hormigón Armado y Pretensado CIRSOC 101: "Cargas y Sobrecargas Gravitatorias para el Cálculo de las Estructuras de Edificios"

3 4.- MATERIALES La verificación de los elementos de hormigón armado se ha realizado teniendo en cuenta materiales de las calidades que se indican a continuación: Hormigón tipo: H21 σ bk 210 Kg/cm² Acero en barras para H A : ADN-420 βs 4200 Kg/cm² Acero en mallas para H A : AM-500 βs 5000 Kg/cm² Acero de perfiles estructurales F-24; βs 2400 Kg/cm² 5.- ANÁLISIS DE CARGAS Generalidades. Para la determinación de las cargas permanentes se utilizaron los pesos unitarios recomendados por el reglamento CIRSOC 101, cuyos valores se presentan en la Tabla 1. Material Peso Unitario [kg/m 3 ] Hormigón Armado 2400 Mampostería de ladrillo hueco (con revoque) 1500 Contrapiso de cascote 1600 Carpeta cementícea 2000 Material Peso Unitario [kg/m 2 ] Piso granítico 60 Piso cerámico 20 cielorraso 10 Techo de chapa 25 Tabla 1: Valores de cargas permanentes recomendados por CIRSOC 101. Las sobrecargas de servicio se determinaron de acuerdo al Reglamento CIRSOC Estados de cargas. Teniendo en cuenta las características geométricas de la estructura y las condiciones geográficas del sitio de implantación, el análisis de cargas se realizó considerando los estados de carga; pp: "peso propio de los elementos estructurales" Los pesos propios de vigas, columnas y losas son calculados por el Software. El peso de contrapisos carpeta y pisos se cargan sobra las áreas de losas correspondientes. Losas sobre Planta Baja: Losas Huecas pretensazas SHAP SERIE 3 Peso propio Kg/m 2-3 -

4 Contrapiso de espesor promedio de 5 cm: q= 0.06m x 1.6 t/m Kg/m 2 Carpeta + Piso Kg/m 2 Cielorrasos Kg/m 2 Losa llena en sector de sanitarios Peso propio: 0.12 x 2400 Kg/m Kg/m 2 Contrapiso espesor 13 cm; 0.13m x 1.6 t/m Kg/m 2 Carpeta + Piso Kg/m 2 Cielorrasos Kg/m 2 Losas sobre 1º Piso: Losas Huecas pretensazas SHAP SERIE 3 Peso propio Kg/m 2 Contrapiso Liviano de espesor prom. de 12 cm: 0.12 x 1.1 t/m Kg/m 2 Carpeta + Terminacion Kg/m 2 Cielorrasos Kg/m pl: "sobrecargas de uso sobre losas y/o cubiertas. Losas sobre Planta Baja: Sector de aulas Kg/m 2 Sector de sanitarios Kg/m 2 Losas sobre 1º Piso: Azotea inaccesible de edificio Publico Kg/m cm: "carga de muros sobre vigas". Planta baja (h muro =3.0m): Muros de 20 cm: q=0.2m x 3.0m x 1.5 t/m 3 = 0.9 t/m Muros de 15 cm: q=0.15m x 3.0m x 1.5 t/m 3 = t/m Muros de 10 cm: q=0.2m x 3.0m x 1.5 t/m 3 = 0.45 t/m Combinaciones de estados de cargas: Para el cálculo de la estructura de hormigón se han considerado las acciones gravitatorias resultando el estado c1 = pp + pl + cm Para la realización del análisis de cargas se efectuó previamente un predimensionado de los elementos resistentes de hormigón; losas, vigas y columnas. El mismo fue realizado - 4 -

5 teniendo en cuenta la configuración geométrica estructural en lo que hace luces y cargas sobre los diferentes elementos. 6.- CALCULO DE SOLICITACIONES Y DIMENSIONADO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES Adopción de losetas de acuerdo a la luz y sobrecarga total (sobrecarga de uso + peso de contrapiso carpeta y pisos y cielorrasos) Losas sobre Planta Baja: Luz máxima 7,51m Sobrecarga de uso Kg/m 2 Contrapiso de espesor promedio de 5 cm: q= 0.06m x 1.6 t/m Kg/m 2 Carpeta + Piso Kg/m 2 Cielorrasos Kg/m 2 Sobrecarga total ~500 Kg/m 2 Se adoptan Losas Huecas pretensazas SHAP SERIE 3 Losas sobre 1º Piso: Sobrecarga de uso Kg/m 2 Contrapiso Liviano de espesor prom. de 12 cm: 0.12 x 1.1 t/m Kg/m 2 Carpeta + Terminacion Kg/m 2 Cielorrasos Kg/m 2 Sobrecarga total ~340Kg/m 2 Se adoptan Losas Huecas pretensazas SHAP SERIE 3-5 -

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7 6.2.- Losas llenas en sector de sanitarios Análisis de cargas Espesor de losa e= 12 cm Peso propio: 0.12 x 2400 Kg/m Kg/m 2 Contrapiso espesor 13 cm; 0.13m x 1.6 t/m Kg/m 2 Carpeta + Piso Kg/m 2 Cielorrasos Kg/m 2 Sobrecarga de uso Kg/m 2 Carga total kg/m 2 Carga total adoptada kg/m 2 - Losa : L1 (3.23m x 5.97m) M-x tramo=530 kgm M-x apoyo=-1120 kgm M-y tramo=100 kgm Losa : L2 (4.27m x 5.97m) M-x tramo=800 kgm M-x apoyo=-1780 kgm M-y tramo=250 kgm M promedio en apoyo L1-L2 = Map 1-2= -( )/2= Kgm M corregido en losa L1; M-x tramo (L1)=530 + ( )/2= 860 kgm Armadura de tramo según x-x en losas L1-L2 Solicitaciones (kn.m) Resistencia (Mpa) Geometria (cm) M 8.6 σ' bk 21 bw 100 γ 1.75 βr 17.5 h 12 Md fyd 420 rec. 1.5 ms Momento reducido w Cuantía de armadura Asmin Cuantía mínima As 3.56 Φ nº / sep Losas 8 14 d 10.5 Se levanta una por medio en apoyo intermedio - 7 -

8 Armadura en apoyo según x-x en losas L1-L2 Armadura total necesaria 6.19 Armadura levantada 3.56 Armadura adicional = 2.63 cm 2 Solicitaciones (kn.m) Resistencia (Mpa) Geometria (cm) M 14.5 σ' bk 21 bw 100 γ 1.75 βr 17.5 h 12 Md fyd 420 rec. 1.5 ms Momento reducido w Cuantía de armadura Asmin Cuantía mínima As 2.63 Φ nº / sep Losas 8 18 d 10.5 Se adopta Φ 8c/14 para intercalar entre las levantadas en tramos adyacentes Armadura de tramo según y-y en losas L1-L2 Solicitaciones (kn.m) Resistencia (Mpa) Geometria (cm) M 2.5 σ' bk 21 bw 100 γ 1.75 βr 17.5 h 12 Md fyd 420 rec. 2 ms Momento reducido w Cuantía de armadura Asmin Cuantía mínima As 1.25 Φ nº / sep Losas 6 20 d 10 - Losa: L3 (2.0m x 3.50m) simplemente apoyada M-x tramo=100 kgm M-y tramo=320 kgm - 8 -

9 Solicitaciones (kn.m) Resistencia (Mpa) Geometria (cm) M 3.9 σ' bk 21 bw 100 γ 1.75 βr 17.5 h 12 Md fyd 420 rec. 2 ms Momento reducido w Cuantía de armadura Asmin Cuantía mínima As 1.66 Φ nº / sep Losas 8 30 d 10 Se adopta Armadura principal F8 c/15 y repartición F6 c/25 - Losa : L4 (3.38m x 5.97m) M-x tramo=500 kgm M-x apoyo=-1120 kgm M-y tramo=150 kgm - Losa : L5 (3.25m x 5.97m) M-x tramo=390 kgm M-x apoyo=-810 kgm M-y tramo=28 kgm Losa : L6 (2.81m x 5.97m) M-x tramo=420 kgm M-x apoyo=-860 kgm M-y tramo=40 kgm M promedio en apoyo L4-L5 = Map 4-5= -( )/2= -965 Kgm M promedio en apoyo L5-L6 = Map 5-6= -( )/2= -845 Kgm Armadura en tramo según x M corregido en losa L4; M-x tramo (L4)=500 + ( )/2= 810 kgm - 9 -

10 Solicitaciones (kn.m) Resistencia (Mpa) Geometria (cm) M 8.1 σ' bk 21 bw 100 γ 1.75 βr 17.5 h 12 Md fyd 420 rec. 1.5 ms Momento reducido w Cuantía de armadura Asmin Cuantía mínima As 3.34 Φ nº / sep Losas 8 15 d 10.5 Se levanta una por medio en apoyos intermedio Armadura en apoyo según x-x en losas L4-L5. Ídem L5-L6 Armadura total necesaria 4.24 Armadura levantada 3.34 Armadura adicional = 0.9 cm 2 Solicitaciones (kn.m) Resistencia (Mpa) Geometria (cm) M 9.7 σ' bk 21 bw 100 γ 1.75 βr 17.5 h 12 Md fyd 420 rec. 2 ms Momento reducido w Cuantía de armadura Asmin Cuantía mínima As 0.90 Φ nº / sep Losas 6 30 d 10 Armadura de tramo según y-y en L4, L5 y l6-10 -

11 Solicitaciones (kn.m) Resistencia (Mpa) Geometria (cm) M 1.5 σ' bk 21 bw 100 γ 1.75 βr 17.5 h 12 Md fyd 420 rec. 2 ms Momento reducido w Cuantía de armadura Asmin Cuantía mínima As 0.90 Φ nº / sep Losas 6 30 d Vigas En el anexo vigas se presenta el análisis de solicitaciones y dimensionado de vigas Columnas. En el anexo columnas se presenta el análisis de solicitaciones y dimensionado de vigas Fundaciones Cargas a nivel de plano de fundación

12 - Bases aisladas Esfuerzos en arranques Columna N(perm-sobrec N total Columna N(perm-sobrec N total C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C Tabique

13 - Pilotines colados in situ Cargas en pilotines Columna N(perm-sobrec N total P P P P P P P P P P Parámetros resistentes del suelo de fundación. Los parámetros resistentes admisibles considerados para el cálculo de la capacidad de carga para bases aisladas y de los pilotines son de acuerdo a las recomendaciones indicadas en el estudio de suelos: - Bases aisladas Cota de fundación: m Tensión admisible del suelo: σadm= 2.3 Kg/cm2 - Pilotines colados in situ Cota de fundación: -3.00m σp = Tensión admisible por punta pilotín = 5.80 Kg / cm2 f = Coeficiente fricción pilotín / suelof1 = 0,00 Kg/cm2 - f2 = 0,17 Kg/cm2-13 -

14 Dimensionado de elementos de fundación - Bases aisladas PLANILLA de BASES OBRA: UNM PROF. de FUND m G'bk= 210 kg/cm2 ( H - 21 ) T. adm 2.30 kg/cm2 G'ek= 4200 kg/cm2 C.Seg 1.75 ( flexión) d i m e n s i o n e s solicitaciones a r m a d u r a CARGA tipo d1 d2 b1 b2 total h1 h2 c M1 M2 s/ 1 s/ 2 VOLUMEN Pos CANT. P 1=C a1 a2 d cm2/m diam. sep. cm2/m diam sep. de HORMIGON (t) 2=E (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) [cm] (cm) (cm) (cm) (kgm) (kgm) nec. (mm) adop. nec. (mm) adop. [ m3 ] B B B B B B B B1=B9=B29=B37=B38 B5=B6=B7=B8=B10=B17=B18=B27=B28 B2=B3=B4=B19=B32=B36 B11=B14=B16=B30=B31=B33=B34=B35 B15=B22=B26 B12=B13=B21 B20=B23=B24=B25 Recubrimiento inferior de la armadura de bases > 4 cm

15 Suelo Suelo CALCULO DE ESTRUCTURA - Pilotines colados in situ Cp = Capacidad Portante por Pilotín σp = Tensión admisible por punta pilotín = 5.80 Kg / cm2 A = Sección pilotín (p / Ø 30 cm ) = 706,50 cm2 P = Perímetro pilotín (p / Ø 30 cm ) = 94,20 cm H = Profundidad = 300 cm f = Coeficiente fricción pilotín / suelof1 = 0,00 Kg/cm2 - f2 = 0,17 Kg/cm2 H1=1.5m, H2=1.5m 0,0 0 f 1 H 1 H f 2 H 2 Q p C p = Q p x A + ( P x H 1 x f 1 ) + ( P x H 2 x f2 ) = PARA PILOTÍN DIÁMETRO Ø 30 CENTÍMETROS; C p 30 = 6300 KG 7.- ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS Tanque de reserva domiciliaria capacidad litros. Se presenta el análisis de cargas y planillas de computo y doblado en el anexo. 8.- COMPUTO DE MATERIALES

16 F 6 F 8 F 10 F 12 F 16 F 20 F 25 [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m3] tipo Nivel Elemento bases Fundaciones Tronco col Vigas H-21 Columnas Vigas Losas Escaleras Longitud acumulada por diametro [m] Peso acumulado por diámetro [kg] H-21 Columnas Vigas S/1º P Losas Escaleras Volumen de Hº Longitud acumulada por diametro [m] Peso acumulado por diámetro [kg] Longitud acumulada por diametro [m] Peso acumulado por diámetro [kg] S/ P.B. Grupo F 6 F 8 F 10 F 12 F 16 F 20 F 25 Volumen de Hº Grupo [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m3] tipo Nivel Elemento Longitud acumulada por diametro [m] Numero de barras de 12 m Peso acumulado por diámetro [kg]