MEMORIA DE CÁLCULO 1

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1 MEMORIA DE CÁLCULO 1

2 ÍNDICE: 1.- MEMORIA DE CALCULO DE ESTRUCTURA DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL Cimentación Estructura CALCULO DE LA ESTRUCTURA Normativa de obligado cumplimiento Características de los materiales Acciones Acciones directas Acciones indirectas Bases del cálculo Hipótesis de cálculo Método de cálculo Cálculo de esfuerzos ANEXO DE CALCULO MEMORIA DE CALCULO DE ESTRUCTURA. 2

3 1.1 - DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL Cimentación. No se modifica la cimentación del edificio. Aparentemente el edificio no presenta manifestaciones importantes de patologias por movimientos de la cimentación. Aparecen importantes grietas en los encuentros de la estructura de muros medianeros con la fachada. Estas manifestaciones parecen surgir de las filtraciones de la cubierta. Según la documentación histórica obtenida, de la modificación de la fachada y de los forjados realizada sobre el edificio original en 1919 también ha debido de afectar en el encuentro de la fachada con los muros de carga ortogonales a esta. Se realizaran seguimientos durante la obra para confirmar esta situación, por si se estimara necesario actuar sobre la cimentación. El proyecto no incluye partidas de refuerzo de la cimentación ni actuaciones sobre esta Estructura. Se renueva la cubierta del edificio de rollizos de madera por otra de madera laminada sobre la que descansa un tablero ligero compuesto por doble tablero de madera con aislante térmico de depoliestireno, tipo Thermochip y sobre este un onduline bajo teja sobre el que descansan las tejas curvas. Se proyecta una recuperación del 50% de las tejas originales. Con este sistema estructural, prácticamente no aumentamos el peso de la estructura original ni su forma de trabajo. La estructura de la cubierta, descansa en los muros mediante correas de reparto de hormigón armado. Se desmontará la parte superior de los muros de carga originales para apoyar las correas par no modificar la envolvente original de la cubierta. No se desmontan los rollizos de atado y soporte del falso techo que sirven de atado a los muros de carga. El desmontaje y renovación de la cubierta original se justifica en el deterioro de esta. Su estado no permite su recuperación por resaturación. Existen dos derrumbes importantes en las zonas contiguas a la escalera y en las planos próximos a la fachada principal por filtraciones del canalón de desagüe. También se han identificado numerosos pares de madera partidos La estructura vertical del edificio es una estructura compleja. Es una estructura donde se combinan pilares de fundición y muros de carga en planta baja. La estructura de pilares de fundición de la planta baja, se remata con una placa de reparto en su cabeza para atornillar dos vigas de madera. Sobre estas vigas de madera se apoyan machones de ladrillo en continuidad vertical con los pilares de fundición. Sobre los machones descansan dos vigas de madera en planta primera. La misma solución de machones y vigas de madera se repite en planta segunda. La formación de la cubierta se realiza elevando con muros de carga encima de las vigas de madera hasta la altura del faldón. 3

4 La estructura horizontales compone de viguetas de madera de gran sección y revoltones de yeso. Las viguetas están separadas aproximadamente unos 33cm. De las catas que se han realizado en el forjado de la planta primera, se puede identificar que el forjado de planta primera se reforzó colocando viguetas de madera intermedias. También se cambió parte de este forjado por viguetas metálicas. El resto de forjados se compone de rollizos de madera con reboltón de yeso, separados unos 33cm. Para evitar aumentar las cargas y dañar los muros y machones de ladrillo, dado que aparentemente las vigas de madera sobre las que descansan los forjados no presentan manifestaciones de deterioros por xilófagos, hongos o problemas estructurales. Se proyecta no cambiar la estructura de madera de los forjados en esta fase. Solamente se proyecta la renovación de los forjados que se han hundido o se han arruinado por el hundimiento de la cubierta. La zona dañada afecta a todos los forjados de las zonas contiguas a la escalera. Esta zona es además la que se proyecta la situación del hueco para colocar un ascensor que permita en actuaciones posteriores, solucionar los problemas de accesibilidad a las plantas superiores. Por otra parte en los forjados de esta zona recayentes al patio trasero, que también se encuentran arruinados, se plantea situar los núcleos de aseos y hacerlos accesibles a las plantas. Actualmente no existen aseos al mismo nivel que las plantas superiores Los forjados que se renuevan se proyectan con una solución de chapa colaborante de ACERALIA (PL 59/150). Canto total 15 cm y espesor de chapa colaborante correspondiente a cada caso. La chapa colaborante apoya sobre los muros de carga encadenada mediante zunchos de reparto y sobre la estructura de vigas de perfiles HEB Las vigas de apoyo serán correspondientes a cada caso. (perfiles IPE y HEB respectivamente), con cuantías Las dimensiones de elementos y cuantías mecánicas se definen en los planos correspondientes CALCULO DE LA ESTRUCTURA Normativa de obligado cumplimiento. En el proyecto de la estructura se ha tenido en cuenta la siguiente normativa: - Codigo Tecnico DB-SE SEGURIDAD ESTRUCTURAL - Codigo Tecnico DB-SE-AE ACCIONES EN LA EDIFICACION - Codigo Tecnico DB-SE-A ACERO - Codigo Tecnico DB-SE-M MADERA 4

5 - Norma de Construcción Sismorresistente. Parte General y Edificación. NCSE Instrucción de Hormigón Estructural, EHE. - Instrucción para el Proyecto y la Ejecución de Forjados Unidireccionales de - hormigón armado o pretensado, EHFE Características de los materiales. Materiales empleados según EHE: - Acero tipo B 400 SD, de límite elástico f yk = 400 N/mm 2. Armaduras pasivas. - Acero tipo B 500 T, de límite elástico f yk = 500 N/mm 2. Mallas electrosoldadas. - Acero laminado: A-42b, de límite elástico 2600 kg/cm 2 - Hormigón tipo HA-25 de resistencia característica f ck = 25 N/mm 2, en estructura y cimentación: estructura interior estructura exterior HA-25/B/20/IIa HA-25/B/20/IIIa Acciones Acciones directas. Acciones permanentes - Forjado colaborante 15 cm (chapa 0.70 y 0.80 mm)... 2,10 kn/m 2. - Forjado colaborante 15 cm (chapa 1,00 y 1,20 mm) kn/m 2. - Solado... 1,00 kn/m 2. -.Cubierta...1,50 KN/m 2 - Cerramientos... 3,00 kn/m 2. - Elementos hormigón en masa... 22,00 kn/m 3. - Elementos hormigón armado... 25,00 kn/m 3. 5

6 Sobrecargas :. - Uso forjados primera y segunda... 5,00 kn/m 2. - Uso/nieve cubierta madera... 1,00 kn/m Acciones indirectas. Acciones térmicas y reológicas : No se consideran. Acciones sísmicas: Acción del viento: No se considera en la estructura interior Bases del cálculo. Se ha empleado para la introducción de la seguridad el método de los estados límites. 6

7 Los coeficientes de seguridad empleados para los estados límites últimos, son los siguientes: Hormigón y acero (CT) control estadístico: - Coeficiente de minoración de la resistencia del acero (B-400-SD) s = 1,15. - Coeficiente de minoración de la resistencia del hormigón c = 1,5. - Coeficiente de minoración de la resistencia del acero s = 1,0. - Coeficiente de ponderación de acciones permanentes G = 1,5. - Coeficiente de ponderación de acciones variables G = 1,6 - Coeficiente de ponderación de acciones accidentales A = 1,0. - Coeficiente de minoración de cargas favorables permanentes fg = 1, Hipótesis de cálculo. Se han tenido en cuenta las hipótesis indicadas en los Art.13.2 y 13.3 de EHE Las combinaciones de acciones consideradas en la comprobación de los estados límites últimos son las preceptivas según Art de EHE, simplificadas para estructuras de edificación: -Situaciones permanentes o transitorias: j 1 G + G, j K, j * G, j j 1 G * K, j + P P K + Q,1 Q K,1 + i> 1 Q, i ψ 0, i Q K, i -Situaciones accidentales: j 1 G + G, j K, j * G, j j 1 G * K, j + P P K + A A K + Q,1 ψ 1,1 Q K,1 + i> 1 Q, i ψ 2, i Q K, i Método de cálculo. El programa utilizado para la asistencia al cálculo de la estructura es Cypecad versión a realizado por la empresa Cype Ingenieros S.A. Los resultados del cálculo se toman como base para la posterior corrección o modificación que se refleja en los planos. Las modificaciones incluyen igualación de armado de pilares, sustitución de armado de vigas por zunchos tipo etc. 7

8 El análisis de elementos tales como losas y forjados autoportantes se realiza manualmente Cálculo de esfuerzos. El análisis de las solicitaciones se realiza mediante cálculo espacial en 3D por métodos matriciales de rigidez, formando todos los elementos que definen la estructura. Se establece la compatibilidad de deformaciones en todos los nudos, considerando 6 grados de libertad y se establece la hipótesis de indeformabilidad del plano de cada planta, para simular el comportamiento rígido del forjado, impidiendo los desplazamientos relativos entre nudos. Por tanto, cada planta solo podrá desplazarse en su conjunto (3 grados de libertad). La rigidez a flexión y torsión se obtiene a partir de la sección bruta de los elementos discretizados con excepción de los nervios de forjado en los que se desprecia la rigidez a torsión. Para todos los estados de carga se realiza un cálculo estático y se supone un comportamiento lineal de los materiales, siendo el cálculo de primer orden de cara a la obtención de desplazamientos y esfuerzos. El dimensionamiento de las armaduras en las distintas secciones a flexión simple, compuesta y esviada se realiza por el método de la Parábola-Rectángulo. Para el dimensionamiento a cortante se emplea el método de EHE, Art.44. Se considera una exposición ambiental normal IIa+Qb en cimentación y pantallas y IIa en estructura según Art de EHE. A los efectos de consideración de armaduras mínimas en jácenas y soportes se ha considerado las limitaciones indicadas en el Art de EHE. Para la estructura metálica, la comprobación se realiza a compresión compuesta para la combinación de esfuerzos más desfavorable, obteniendo las tensiones normales máximas de cálculo y considerando el pandeo del elemento. M d, N d Momento y axil mayorados N d ω M d σ = + Tensión normal máxima A W ω es el coeficiente de pandeo en función de la esbeltez l k β λ = i Se comprueban igualmente las tensiones tangenciales a partir del esfuerzo cortante mayorado Q d, obteniendo 8

9 Qd S x ( y) τ = Tensión tangencial máxima I tw siendo S x (y) el momento estático de la sección comprendida entre las fibras de ordenadas y, y h/2 con relación a la fibra neutra, I el momento de inercia de la sección y t w el espesor del alma. Se comprueba a su vez el efecto combinado de las tensiones normales y tangenciales en la ordenada donde la combinación de dichos efectos es elevada (transición alas-alma) a partir de σ co = σ + 3 τ 2 d 2 d σ u Se comprueba que no se superan las limitaciones de deformaciones indicadas en la norma EHE. La limitación de flecha para elementos de hormigón: vigas es la indicada en Art.50.1 de EHE para flecha activa y total a plazo infinito. Esta no excederá al menor de los valores: L/250 Flecha total a plazo infinito L/400 y 1,0 cm Flecha activa En cuanto a los estados límite de utilización en la estructura metálica, se comprueban las siguientes limitaciones (Art NBE EA-95): - Vigas o viguetas de cubierta L/250 - Vigas hasta 5 m de luz y viguetas de forjado que no soporten muros de fábrica L/300 - Vigas de más de 5 m de luz que no soporten muros de fábrica L/400 - Vigas y viguetas de forjado, que soporten muros de fábrica L/500 - Ménsulas, con la flecha medida en el extremo libre L/300 9

10 ANEXO DE CALCULO. 10