Memoria de Cálculo. Mejoramiento De Los Servicios De Apoyo Del Hospital Tomas Lafora de Guadalupe

Transcripción

1 Memoria de Cálculo Proyecto: Mejoramiento De Los Servicios De Apoyo Del Hospital Tomas Lafora de Guadalupe INTRODUCCION.: El proyecto contempla la restauración de la zona administrativa (construcción de adobe) y la construcción de la nueva morgue, conjuntamente con el reemplazo de una parte del cerco perimétrico de adobe. La zona de adobe se ha proyectado mejorar su comportamiento estructural frente a solicitaciones sísmicas. Mediante una intervención que contemple lo requerido para edificaciones declaradas como monumentos históricos SECTOR POSTERIOR SECTOR CENTRAL PATIO SECTOR DERECHO SECTOR IZQUIERDO NORMAS USADAS.: Las normas usadas corresponden a las del Reglamento Nacional de edificaciones. Así tememos que: Para la determinación de las cargas estáticas se han observado los requerimientos de la norma NTE-E-020. Para la determinación de las fuerzas de sismo y el tipo de análisis se ha usado la norma NTE-E-030. Para la determinación el nivel de intervención se ha usado la norma NTE-A-140.

2 Los criterios usados para el diseño de la cimentación se han enmarcado dentro de lo especificado por la norma NTE-E-050. Pese a que nuestra norma de diseño de concreto armado es una norma antigua y no contempla los resientes avances en ese campo, hemos usado para este fin la norma NTE-E-060. MODELO.: Lo modelos usados idealizan a las vigas y columnas comos elementos prismáticos representados por su eje centroidal, unidos por nudos rígidos (transmiten momentos), a los ejes centroidales se les ha adjudicado las propiedades geométricas de sección y las físicas de los materiales. Así los módulos de elasticidad que se han determinado son lo siguientes en observancia al material usado. Concreto Armado de 210 kg/cm² o Ec = f c = = kg/cm² El acero Estructural que es grado 60, cuenta con un modulo de elasticidad de o Es = KSI El modulo de Poisson se ha escogido siguiendo las recomendaciones de la bibliografía citada al final del documento. Concreto : µ c =0.20 Acero Estructural : µ s =0.20 A la albañilería de adobe se la ha idealizado mediante los elementos superficiales tipo shell como sección compuesta,

3 CARGAS DE GRAVEDAD. En cuanto a las cargas consideradas estas se han calculado teniendo en cuenta la hipótesis de que las cargas se distribuyen hacia los elementos estructurales según el área tributaria de estos, para poder considerar el efecto de membrana de las losas aligeradas se ha hecho caso a al recomendación del Ing. San Bartolomé cuantificando un área tributaria de cuatro veces el espesor de las losas para las vigas paralelas a las viguetas. La carga muerta transmitida a las vigas por las son las que se han colocado

4 únicamente puesto que el peso propio de los elementos lo considera automáticamente el programa. Para este fin se ha considerado las siguientes cargas. Peso propio de las losa de espesor 20cm = 300 kg/m² Peso de las acabados = 100 kg/m² Peso de tabaquería móvil = 100 kg/m² Se muestra la carga muerta adjudicada a un pórtico, obsérvese las cabeceras tanto del programa como del modelo.

5 Se muestra la carga viva adjudicada a un pórtico del modulo C, obsérvese las cabeceras tanto del programa como del modelo. Las cargas de sismo usadas son las contempladas en nuestro código NTE - E-030 y corresponden a un análisis modal espectral, para lo cual el programa usado cuenta con un algoritmos con el cual calcula los principales modos de vibrar reportando las periodos correspondientes, estos los usa mediante el espectro de pseudoaceleraciones para calcular las aceleraciones las que a su ves utiliza para que con las masas adjudicadas, en las dos direcciones principales, generen las fuerzas sísmicas. El criterio de combinación utilizado por el programa corresponde a la combinación cuadrática completa, contemplado en nuestra norma [12.8 de NTE E 030]. Factor de zona Factor de Uso Factor de amplificación Sismica Factor de suelo Periodo fundamental del suelo Coeficiente de Reducción Z= 0.40 (sismo severo) U= 1.50 (EDUCACION) Tabla Nro 3 C= Variable C = 2.5 (Tp/T) <= 2.5 S= 1.20 (S 2 ) Tabla Nro 2 Tp= 0.60 (S 2 ) Tabla Nro 2 R= 5.25 Dual (3/4) Tabla Nro 6 Periodo EST F Amplif. Aceleción Espectral Pseudo-aceleraciones (m/s²) Espectro de Pseudo-aceleraciones Periodos (Seg)

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7 Es conveniente mencionar que debido a la irregularidad en planta (esquinas entrantes) se ha considerado el coeficiente de reducción modificado por el factor de ¾ recomendado por nuestro código COMPROBACIONES.: Se han comprobado los desplazamientos máximos relativos de entrepiso. Sismo Sentido Piso Altura de Desplazamientos entrepiso Programa Reales Relativos Condción XX Cumple YY Cumple

8 DISEÑO.: Las combinaciones de carga que se han usado son las previstas en nuestro código y se presento el reporte proporcionado por el programa Los factores de reducción de resistencia usados son los siguientes: Para flexión sin carga axial: = 0,90 Para flexión con carga axial de tracción: = 0,90 Para flexión con carga axial de compresión y para compresión sin flexión, columnas = 0,70 Para cortante sin o con torsión: = 0,85 Para aplastamiento en el concreto: = 0,70 Diseño de la viga Presentamos el diseño de la viga V-104

9 Sección Altura de la sección cm Espesor del alma cm Ancho del Ala cm Espesor del Ala 0.00 cm Recubrimiento 6.00 cm Peralte efectivo cm Materiales Resistencia del Concreto Kg/cm² Resistencia del Acero Kg/cm² Modulo de Eslaticidad del Concreto 2.17E+05 Kg/cm² Cálculo de cuantías Momentos ρb= Acero máximo 8.93 cm 2 ρmax= Prof.del bloque en comp cm. ρmax= (*) Momento Máximo Kg.m Pt = 14/fy = (**) Tm. Pmin = 0,7f c/fy = Acero mínimo 2.83 cm 2 Prof.del bloque en comp cm. (*) (En zonas Sismicas) Momento mínimo Kg.m (**) Sin cuantificación de deflexiones 3.54 Tm. Refuerzo minimo Usando Barras Numero 5 / 8 2 ø 5 / 8 " 5/8 cuantas barras 2 Área de acero 3.96 cm² 140% Momentos Actuantes 2 ø 5 / 8 " M (-) = 9.07 T.m M (-) = T.m. M (+) = 2.52 T.m M (+) = 4.82 T.m M (+) = 2.80 T.m. Profundidad teórica del bloque en compresión a= 7.46 cm a= 9.32 cm a= 1.90 cm a= 3.74 cm a= 2.12 cm Area de Acero en tracción requerida As= 7.93 cm² As= 9.90 cm² As= 2.02 cm² As= 3.97 cm² As= 2.25 cm² Comprobación de la Profundidad teórica del bloque en compresión a= 7.46 cm a= 9.32 cm a= 1.90 cm a= 3.74 cm a= 2.12 cm Acero Adicional al Minimo As= 3.97 cm² As= 5.94 cm² As= no se necesita As= 0.01 cm² As= no se necesita Espaciamiento de acero de r 2.54 cm. ø 8mm² ø 8mm² ø 3/8" ø 3/8" ø 12mm² ø 12mm² ø 1/2" ø 1/2" 4 ø 5/8" 5 ø 5/8" ø 3/4" ø 3/4" ø 1" ø 1" 7.92 cm² 9.90 cm² 100% 100% usar mas de una capa o paquetes ø 8mm² ø 8mm² ø 8mm² ø 3/8" ø 3/8" ø 3/8" ø 12mm² ø 12mm² ø 12mm² ø 1/2" ø 1/2" ø 1/2" 2 ø 5/8" 2 ø 5/8" 2 ø 5/8" ø 3/4" ø 3/4" ø 3/4" ø 1" ø 1" ø 1" 3.96 cm² 3.96 cm² 3.96 cm² As min 100% As min

10 Diseño por Corte Cortante asociada a la formación de rótulas plásticas Momento de fluencia i Mpri = Tm. Momento de fluencia j Mprj = Tm. Carga muerta distribuida Wd = 0.74 T/m Carga viva distribuida Wl = 0.10 T/m Luz libre L= 4.85 m Cortante asociada Ve = 8.60 Tn. V asociada a (d) de la cara del apoyo = 6.91 Tn. Cortante Actuante a una distancia (d) de la cara del apoyo Tn Tn Cortante de diseño en el extremo (i) Vn = Tn El diámetro de los estribos seria 3 / 8 de pulgada Cortante Absorbida por el concreo Vc = 0.53(f c^0.5) b d = 6.53 Tn Cortante que toma el acero será Vs = Vn - Vc = Limite inferiror del cortante que toma el acero Limite superior del cortante que toma el acero Separación de estribos por resistencia Separación de estribos será 5.84 Tn Tn Tn cm cm Colocar Estribos de Ø 3/8 0.05, Cortante de diseño en el extremo (j) Vn = Tn El diámetro de los estribos seria 3 / 8 de pulgada Cortante Absorbida por el concreo Vc = 0.53(f c^0.5) b d = 6.53 Tn Cortante que toma el acero será Vs = Vn - Vc = Limite inferiror del cortante que toma el acero Limite superior del cortante que toma el acero Separación de estribos por resistencia Separación de estribos será 6.55 Tn Tn Tn cm cm Colocar Estrivos de Ø3/8 : 1@0.05, 8@0.10, R@0.20

11 Dimensionamiento de Cisterna y Tanque Elevado Categoria Dotacion ( l/d) 1 Piso 2 Piso Sub Total Camas Consultorios Clinicas Dentales Areas verdes Capacidad de la Cisterna total C=3/4*(Dotación)= Lts m 3 Tamaño de la cisterna Volumen por dotación m 3 Agua contra incendios 25 m 3 Total m 3 Tomando las dimensiones de la base como la raiz cúbica del volumen: L=A= (V) 1/3 = 3.77 m Tomamos inicialmente: L=A= 5.00 m La altura que alcance el agua Será: h = V/(LxA) = 2.15 m La distancia vertical entre la superficie del agua y la parte inferior del techo de la cisterna es Aproximadamente 30 o 40 Centimetros BL= 0.40 m Entonces la altura interior total de la cisterna es: H = h+ BL = 2.55 m

12 Tamaño del Tanque elevado Capacidad del Tanque Elevado C=1/3*(Dotación)= Lts m 3 Tomando las dimensiones de la base como la raiz cúbica del volumen: L=A= (V) 1/3 = 3.04 m Tomamos inicialmente: L=A= 5.30 m La altura que alcanse el agua Será: h = V/(LxA) = 1.00 m La distancia vertical entre la superficie del agua y la parte inferior del techo de la cisterna es Aproximadamente 30 o 40 Centimetros BL= 0.40 m Entonces la altura interior total del tanque elevado es: H = h+ BL = 1.40 m MODELO DE TANQUE ELEVADO Lo modelos usados idealizan a los elementos comos elementos prismáticos representados por su eje centroidal, unidos por nudos rígidos (transmiten momentos), a los ejes centroidales se les adjudican las propiedades geométricas de sección y las físicas de los materiales. Así los módulos de elasticidad que se han determinado son lo siguientes en observancia al material usado. Concreto Armado de 210 kg/cm² o Ec = f c = = kg/cm²

13 El modulo de Poisson se ha escogido siguiendo las recomendaciones de la bibliografía citada al final del documento. Concreto : µ c =0.20 Acero Estructural : µ s =0.20 MODELO DINAMICO L= 1.95 H/L= H= 0.75 Peso del fluido Wf= 2.85 Tn Peso del fluido de comportamiento estático Wo= 1.21 Tn Masa del fluido de comportamiento estático Mo= 0.12 Tn/m/s² Peso del fluido de comportamiento dinámico Wi= 1.66 Tn Masa del fluido de comportamiento dinámico Mi= 0.17 Tn/m/s² Altura de la masa estática Ho= 0.28 m Altura de la masa dinámica Hi= 0.41 m Rigides K= 2.62 Longitud de el resorte Le= 1.25 m² Seccióc 0.01 m² Modulo de elasticidad E= 47.78

14 Calculo de la tubería de impulsión Volumen del tanque elevado Vte = lt Tiempo de llenado del tanque T = 2.15 h T = 7740 seg. Caudal de agua a bombearse Qb = Vte/T = / 7740 = 3.63 lt/seg. Diámetro de la tubería de impulsión Limite de Diámetro velocidad pulg. m/seg. 1/2" 1.9 3/4" 2.2 1" /4" /2" 3.05 Velocidad del fluido recomendada 2.85 m/seg. D = ((4 x Qb)/(V x Pi))^1/2= m pulg. Aproximadamente 13/8 pulg. será de 1 1/2 " = m la tubería de succión será del diámetro inmediatamente superior será de 1 1/2 " = m Equipo de bombeo Altura de succión Hs = 2.55 m altura total de impulsión Ht = 9.00 m Perdidas de carga en la tubería de succión Hfs = m Perdidas de carga en la tubería de impulsión Hfi = m Perdidas locales Hl = 1.16 Altura dinámica total Hdt = m Tamaño de la bomba Rendimiento de la bomba (0.50 a 0.60) n = 0.5 HP = (Qb * Hdt)/(75 n) = HP = hp comercialmente se cuenta con bombas 1.25 HP equipo que ademas cuenta con los diametros necesarios