MEMORIA DE CALCULO P.T.P. SAN ANTONIO : SANEAMIENTO SAN ANTONIO

Transcripción

1 MEMORIA DE CALCULO P.T.P. SAN ANTONIO OBRA : SANEAMIENTO SAN ANTONIO UBICACIÓN : SAN ANTONIO V REGION FECHA : Enero de 2005

2 1. Descripción de la estructura Este edificio corresponde a la estructura P.T.P. San Antonio, correspondiente a parte del proyecto Saneamiento de San Antonio. La estructura tiene todos sus muros perimetrales de albañilería confinada por pilares de hormigón armado 30/60 y cadenas 15/30 situadas a 2 niveles: 3.00 m y 6.42 m. El edificio se puede dividir en 2 zonas: Zona de Tuberías, con una altura en la parte más baja de los muros perimetrales de 6.72 m. El área en planta es 18.7 x 27.0 m. Los pilares de H.A. conforman marcos transversales, espaciados a 4.5 m longitudinalmente. Este marco transversal además está constituido por vigas IPE400, las cuales tienen un apoyo simple sobre los pilares de H.A. Sobre Las vigas principales IPE400, se apoyan las costaneras [ 150x50x4 que a su vez soporta la cubierta metálica PV6. La cumbrera y puntales esta conformada por ][ 2x(150x50x4) y el arriostramiento en algunos paños, mediante fierros φ16. La otra zona donde se encuentra el grupo generador, tableros y baño de servicio, posee una losa de techo de 15 cm de espesor. Exterior a esta estructura se encuentra una canal elevado de H.A. Todos los muros perimetrales de esta estructura en el primer piso son de H.A. de 15 cm de espesor. Los muros y machones son todos de hormigón armado. Todos estos cumplen la función de trasladar las cargas verticales a las fundaciones y también constituyen la estructura sismo resistente. Las vigas transmiten las descargas de las losas a muros, machones y pilares. Las fundaciones transmiten las cargas directamente al suelo. El edificio está totalmente aislado de los vecinos. Se tomarán precauciones con las excavaciones.

3 2. Acciones o cargas que solicitan la estructura 2.1 Cargas Verticales para Calculo de Losas y Vigas Peso propio losa e 15 cm : 375 kg/m2 Terminaciones y tabiques : 125 kg/m2 500 kg/m2 Sobrecargas : 200 kg/cm2 (50 kg/m2 en el caso dinámico) 2.2 Cargas Verticales Estructura Metálica con Pilares H.A. Techumbre (cubierta PV6) : 10 kg/m 2 costaneras : 5 kg/m 2 15 kg/m 2 Sobrecargas : 45 kg/m Cargas Horizontales (análisis sísmico) El análisis sísmico se desarrollará de acuerdo a las disposiciones de la norma chilena NCh 433 of.96, usando los siguientes factores: Clasificación de edificio : Categoría C (Capítulo 4.3.1) I 1.0 (Tabla 6.1) Zona sísmica : 3 (según Tabla 4.1) A g (Tabla 6.2) Tipo de suelo : III (según Tabla 4.2) S 1.20; T o 0.75; T 0.85; n 1.80; p 1.0 (Tabla 6.3) Factores de modificación de respuesta : R 7; R 0 11 (Tabla 5.1) Cmax 0.35*S*A 0 /g (Tabla 6.4) 0.35*1.2*

4 2.4 Cargas Horizontales (viento) Se considera un presión básica del viento de 100 Kg/m2. 3. Cálculo de armadura y verificación de secciones Para el diseño y verificación de secciones de hormigón armado se usará AASHTO 1996, ACI350R-89 y ACI Factores de carga (combinación de estados de carga) U 1.4 D L U: carga última U 1.4 (1.0 D L ± 1.0 E) D: carga muerta (peso propio) U 0.9 D ± 1.4 E L: carga viva E: carga sismo 3.2. Factores de reducción de resistencia Para flexión : φ 0.9 Para compresión pura : φ 0.70 (con estribos) Para corte : φ 0.85 (zona de riesgo sísmico moderado) 3.3. Materiales básicos Hormigón: H 25 nivel de confianza 90 % de acuerdo a NCh 170 of.85 f c 200 kg/cm 2 Acero: A63 42 H f y 4200 kg/cm 2 Es kg/cm 2 Acero Estructural : A37-24 ES

5 4. Cálculo de armaduras Para el cálculo de armaduras en flexión pura se usarán las expresiones y armaduras mínimas siguientes: a d d 2 Mu/ 0.85 f ' b 2 φ c Armaduras mínimas: a 0.85 f ' c b As f y Cuantía mínima de la sección necesaria ρ MIN 14.2 / f y (kg/cm 2 ) / 00 (para f y 4200 kg/cm 2 ) En caso que sección mayor que la necesario As MIN 4 / 3 As CALCULADO Cuantía mínima: Se usará una cuantía mínima del 3º/oo de la sección de hormigón en ambas direcciones

6 4. Cálculo de Galpon El marco está compuesto por una viga metálica principal IPE400 apoyada sobre pilares de H.A. 30/60. Estos marcos se repiten cada 4.5 metros. Sobre las vigas principales IPE400 se apoyan costaneras [ 150x50x4, vigas cumbreras y puntales ][ 2x(150x50x4). Existen paños arriostrados en el plano del techo con cruces φ Cálculo de Costaneras [ 150x50x4 Se considera que las costaneras están espaciadas a 1.5 m. Costanera 150 cm w 41 [cm3] A 9.7 [cm2] Se considera L 450 [cm] Carga 60 [kg/m2] q 90 [kg/m] M q L 2 10 M σ w [kg-m] [kg/cm2] < 0,6 fy 1.440,00 [kg/cm]

7 4.2. Cálculo de Marco Principal Las cargas consideradas para el calculo del marco principal son: Carga Vertical de techo Sobrecarga de uso Carga Horizontal de Viento Carga Horizontal Sismica Modelo: Cargas: Cargas Verticales peso Propio Cargas Verticales sobrecargas

8 Carga Vertical Tuberia Carga Horizontal de Viento Carga Horizontal sísmica

9 Resultados: Diagrama de Momentos para LC1: Peso Propio+Sobrecarga+Carga Puntual Tuberia Diagrama de Momentos para LC2: Peso Propio+Sobrecarga+Carga Puntual Tuberia+VIENTO Diagrama de Momentos para LC3: Peso Propio+Sobrecarga+Carga Puntual Tuberia+SISMO

10 4.3. Verificación Viga IPE400 La verificación de estas Vigas se realizó para el estado de cargas LC1 Propiedades Viga IPE400 w 1099 [cm3] A 80.7 [cm2] Calculo de Tension del Elemento M [kg-m] M σ w [kg/cm2] < 0,6 fy 1.440,00 [kg/cm] 4.4. Verificación Pilar H.A. 30/60 La verificación del pilar se realizó para el estado de cargas LC3 Datos del Pilar Datos de Materiales b 30 [cm] fy 4200 [kg/cm2] h 60 [cm] f'c 200 [kg/cm2] rec 5 [cm] d 55 [cm] Resultados Momento Negativo Mu(+) 0 [Ton-m] Mu(-) 19.5 [Ton-m] Vu 4 [Ton] a d d 2 2 Mu( ) fc' b a 0.85 fc' b As fy 8.36 [cm/m] [cm2/m] entonces, 4φ cm2 Corte v N Vu b d [kg/cm2] usar E.ø10@ cm2

11 4.5. Estabilidad Los esfuerzos sin mayorar que vienen desde el pilar son: Acción Transversal del Sismo M 56.1 [ton-m] N 25.5 [ton] H 5.1 [ton] γha 2.5 [ton/m3] Ntotal N + PPpedestal+ PPdado+ PPvf Hd Mvolc M + H Hp+ 2 Bd Mresist Ntotal 2 Mresist Svolc Mvolc 18.5 [ton] [ton-m] 24.0 [ton] 1.53 Mresist Mvolc u N 2 Ntotal σ max 3 u Ld 0.45 [cm] 27.3 [ton/m2]

12 4.5. Calculo de losa qu 1.4xPP+1.7xSC 1.04 [Ton/m2] Lx 600 [cm] Ly 505 [cm] Ly/Lx 0.84 Ku qu Lx Ly [Ton] Reacción del suelo myem 18.6 Myem 1.69 [Ton-m/m] mxem 21.2 Mxem 1.49 [Ton-m/m] max my 48 Mmax my 0.66 [Ton-m/m] max mx 76 Mmax mx 0.41 [Ton-m/m] mym 48 Mym 0.66 [Ton-m/m] mxm 76 Mxm 0.41 [Ton-m/m] Datos de la losa h 15.0 [cm] d h [cm] 12.5 [cm] B [cm] Momento Positivo Maximo en dirección Y: Muy(+) Mmax my 0.7 [Ton-m/m] a d d 2 2 Muy( + ) f ' c 100 a fc' As fy 0.35 [cm] 1.41 [cm2/m] Momento Positivo Maximo en dirección X: Mux(+) Mmax mx 0.4 [Ton-m/m] a d d 2 2 Mux( + ) f ' c 100 a fc' As fy 0.22 [cm] 0.89 [cm2/m] Momento Negativo Maximo en dirección Y: Muy(-) Myem 1.7 [Ton-m/m] a d d 2 2 Muy( ) f ' c 100 a fc' As fy 0.92 [cm] 3.72 [cm2/m] colocar D.M.ø10@203,95 cm2

13 Momento Negativo Maximo en dirección X: Mux(-) Mxem 1.5 [Ton-m/m] a d d 2 2 Mux( ) f ' c 100 a fc' As fy 0.80 [cm] 3.25 [cm2/m] colocar D.M.ø10@203,95 cm2