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. - 1 -
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. 2.2.-Esquema estructural de columnas, vigas, losas y cubiertas metálicas propuesto por el interesado. 2.3.- Pliego de especificaciones técnicas provisto por el interesado. 2.3.- Estudio de suelos nº 706-11, 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. 3.1.- CIRSOC 201: Proyecto y Ejecución de Estructuras de Hormigón Armado y Pretensado. 3.2.- CIRSOC 101: "Cargas y Sobrecargas Gravitatorias para el Cálculo de las Estructuras de Edificios". - 2 -
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. 5.1.- 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 101. 5.2.- 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; 5.2.1.- 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 60-20 SERIE 3 Peso propio ---------------------------------------------------------------------------------------------250 Kg/m 2-3 -
Contrapiso de espesor promedio de 5 cm: q= 0.06m x 1.6 t/m 3 --------------------------96 Kg/m 2 Carpeta + Piso -----------------------------------------------------------------------------------------40 Kg/m 2 Cielorrasos------------------------------------------------------------------------------------------------10 Kg/m 2 Losa llena en sector de sanitarios Peso propio: 0.12 x 2400 Kg/m 2 ------------------------------------------------------------------288 Kg/m 2 Contrapiso espesor 13 cm; 0.13m x 1.6 t/m 3 --------------------------------------------------208 Kg/m 2 Carpeta + Piso -----------------------------------------------------------------------------------------40 Kg/m 2 Cielorrasos------------------------------------------------------------------------------------------------10 Kg/m 2 Losas sobre 1º Piso: Losas Huecas pretensazas SHAP 60-16 SERIE 3 Peso propio ---------------------------------------------------------------------------------------------210 Kg/m 2 Contrapiso Liviano de espesor prom. de 12 cm: 0.12 x 1.1 t/m 3 -------------------------132 Kg/m 2 Carpeta + Terminacion--------------------------------------------------------------------------------40 Kg/m 2 Cielorrasos------------------------------------------------------------------------------------------------10 Kg/m 2 5.2.2- pl: "sobrecargas de uso sobre losas y/o cubiertas. Losas sobre Planta Baja: Sector de aulas------------ ---------------------------------------------------------------------------350 Kg/m 2 Sector de sanitarios ----------------------------------------------------------------------------------350 Kg/m 2 Losas sobre 1º Piso: Azotea inaccesible de edificio Publico-----------------------------------------------------------150 Kg/m 2 5.2.3.- 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 = 0.675 t/m Muros de 10 cm: q=0.2m x 3.0m x 1.5 t/m 3 = 0.45 t/m 5.3.- 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 -
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 6.1.- 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------------------------------------------------------------------------------------350 Kg/m 2 Contrapiso de espesor promedio de 5 cm: q= 0.06m x 1.6 t/m 3 --------------------------96 Kg/m 2 Carpeta + Piso -----------------------------------------------------------------------------------------40 Kg/m 2 Cielorrasos------------------------------------------------------------------------------------------------10 Kg/m 2 Sobrecarga total-------------------------------------------------------------------------------- ~500 Kg/m 2 Se adoptan Losas Huecas pretensazas SHAP 60-20 SERIE 3 Losas sobre 1º Piso: Sobrecarga de uso------------------------------------------------------------------------------------150 Kg/m 2 Contrapiso Liviano de espesor prom. de 12 cm: 0.12 x 1.1 t/m 3 -------------------------132 Kg/m 2 Carpeta + Terminacion--------------------------------------------------------------------------------40 Kg/m 2 Cielorrasos------------------------------------------------------------------------------------------------10 Kg/m 2 Sobrecarga total-------------------------------------------------------------------------------- ~340Kg/m 2 Se adoptan Losas Huecas pretensazas SHAP 60-16 SERIE 3-5 -
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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 2 ------------------------------------------------------------------288 Kg/m 2 Contrapiso espesor 13 cm; 0.13m x 1.6 t/m 3 --------------------------------------------------208 Kg/m 2 Carpeta + Piso -----------------------------------------------------------------------------------------40 Kg/m 2 Cielorrasos------------------------------------------------------------------------------------------------10 Kg/m 2 Sobrecarga de uso------------------------------------------------------------------------------------350 Kg/m 2 Carga total-----------------------------------------------------------------------------------------------896 kg/m 2 Carga total adoptada----------------------------------------------------------------------------------900 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= -(1120+1780)/2= -1450 Kgm M corregido en losa L1; M-x tramo (L1)=530 + (1780-1120)/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 15.05 fyd 420 rec. 1.5 ms 0.078 Momento reducido w 0.081 Cuantía de armadura Asmin 1.313 Cuantía mínima As 3.56 Φ nº / sep Losas 8 14 d 10.5 Se levanta una por medio en apoyo intermedio - 7 -
Armadura en apoyo según x-x en losas L1-L2 Armadura total necesaria 6.19 Armadura levantada 3.56 Armadura adicional 6.19-3.56= 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 25.375 fyd 420 rec. 1.5 ms 0.132 Momento reducido w 0.142 Cuantía de armadura Asmin 1.313 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 4.375 fyd 420 rec. 2 ms 0.025 Momento reducido w 0.025 Cuantía de armadura Asmin 1.250 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 -
Solicitaciones (kn.m) Resistencia (Mpa) Geometria (cm) M 3.9 σ' bk 21 bw 100 γ 1.75 βr 17.5 h 12 Md 6.825 fyd 420 rec. 2 ms 0.039 Momento reducido w 0.040 Cuantía de armadura Asmin 1.250 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= -(1120+810)/2= -965 Kgm M promedio en apoyo L5-L6 = Map 5-6= -(810+860)/2= -845 Kgm Armadura en tramo según x M corregido en losa L4; M-x tramo (L4)=500 + (11200-810)/2= 810 kgm - 9 -
Solicitaciones (kn.m) Resistencia (Mpa) Geometria (cm) M 8.1 σ' bk 21 bw 100 γ 1.75 βr 17.5 h 12 Md 14.175 fyd 420 rec. 1.5 ms 0.073 Momento reducido w 0.076 Cuantía de armadura Asmin 1.313 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 4.24-3.34= 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 16.8875 fyd 420 rec. 2 ms 0.097 Momento reducido w 0.102 Cuantía de armadura Asmin 1.250 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 -
Solicitaciones (kn.m) Resistencia (Mpa) Geometria (cm) M 1.5 σ' bk 21 bw 100 γ 1.75 βr 17.5 h 12 Md 2.625 fyd 420 rec. 2 ms 0.015 Momento reducido w 0.015 Cuantía de armadura Asmin 1.250 Cuantía mínima As 0.90 Φ nº / sep Losas 6 30 d 10 6.3.- Vigas En el anexo vigas se presenta el análisis de solicitaciones y dimensionado de vigas 6.4.- Columnas. En el anexo columnas se presenta el análisis de solicitaciones y dimensionado de vigas 6.5.- Fundaciones. 6.5.1- Cargas a nivel de plano de fundación. - 11 -
- Bases aisladas Esfuerzos en arranques Columna N(perm-sobrec N total Columna N(perm-sobrec N total C1 33.37 39.12 C20 77.36 102.63 5.75 25.27 C2 56.11 66.87 C21 73.60 94.23 10.76 20.63 C3 54.49 65.37 C22 68.76 87.02 10.88 18.26 C4 55.96 66.94 C23 78.15 101.15 10.98 23.00 C5 47.85 56.27 C24 78.34 101.17 8.42 22.83 C6 49.31 58.34 C25 76.64 99.06 9.03 22.42 C7 48.96 57.83 C26 69.41 88.76 8.87 19.35 C8 47.94 55.45 C27 45.86 60.01 7.51 14.15 C9 37.88 42.14 C28 53.41 59.22 4.26 5.81 C10 41.34 51.35 C29 35.81 42.68 10.01 6.87 C11 59.53 78.70 C30 63.23 76.77 19.17 13.54 C12 73.70 94.33 C31 64.62 78.41 20.63 13.79 C13 73.87 94.35 C32 60.34 70.27 20.48 9.93 C14 62.65 80.09 C33 64.35 77.56 17.44 13.21 C15 66.86 84.92 C34 64.47 77.94 18.06 13.47 C16 61.68 78.02 C35 65.71 79.03 16.34 13.32 C17 41.10 51.23 C36 58.12 69.27 10.13 11.15 C18 49.18 56.27 C37 42.22 50.01 7.09 7.79 C19 54.98 68.42 C38 44.57 49.48 13.44 Tabique 4.91 56.18 66.95 10.77-12 -
- Pilotines colados in situ Cargas en pilotines Columna N(perm-sobrec N total P1 5.23 5.21 P2-0.02 3.69 3.71 P3 0.02 5.44 5.42 P4-0.02 3.93 3.86 P5-0.07 2.22 2.23 P6 0.01 6.67 6.67 P7 0.00 6.21 6.22 P8 0.01 5.15 5.18 P9 0.03 6.51 6.51 P10 0.00 5.37 5.40 0.03 6.5.2.- 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: -2.00 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 -
6.5.3.- Dimensionado de elementos de fundación - Bases aisladas PLANILLA de BASES OBRA: UNM PROF. de FUND. -2.00 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 1 5 52.50 1 155 155 25 40 30.0 45.0 55 51 50 20 7155 5599 3.87 10 15 3.11 10 15 4.215 B 5 9 63.00 1 170 170 25 40 30.0 45.0 65 61 60 20 9740 7829 4.01 10 15 3.30 10 15 10.129 B 2 6 73.82 1 180 180 25 40 30.0 45.0 75 71 70 20 12315 10047 4.11 10 15 3.42 10 15 8.328 B 11 8 84.00 1 195 195 25 40 30.0 45.0 90 86 85 20 15562 12937 3.94 10 15 3.34 10 15 14.771 B 15 3 93.24 1 205 205 25 40 30.0 45.0 95 91 90 20 18421 15478 4.20 10 15 3.59 10 15 6.340 B 12 3 99.07 1 210 210 25 40 30.0 45.0 100 96 95 30 20182 17042 4.26 10 15 3.66 10 15 7.691 B 20 4 107.84 1 220 220 25 40 30.0 45.0 110 106 105 30 23298 19851 4.25 10 15 3.68 10 15 11.977 38 63.5 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 - 14 -
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 ) = 4100 + 2400 PARA PILOTÍN DIÁMETRO Ø 30 CENTÍMETROS; C p 30 = 6300 KG 7.- ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS Tanque de reserva domiciliaria capacidad 20.000 litros. Se presenta el análisis de cargas y planillas de computo y doblado en el anexo. 8.- COMPUTO DE MATERIALES - 15 -
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 63 2081 65.8 bases 1300 231 0 590 184 65 7.2 Fundaciones Tronco col 2674 899 750 941 43 40.1 Vigas 3974 1193 2831 1531 227 65 0 882 471 1747 1360 358 160 0 2310 478 0 909 348 112 10 14.3 H-21 Columnas 2139 3799 566 779 486 855 357 56.5 Vigas 389 880 10.8 Losas 261 897 7.3 Escaleras 4838 5418 1463 1688 834 967 367 Longitud acumulada por diametro [m] 1074 2140 903 1499 1317 2385 1413 Peso acumulado por diámetro [kg] 2141 408 0 1069 44 0 0 14.3 H-21 Columnas 3078 4225 793 1113 723 251 409 71.6 Vigas S/1º P Losas Escaleras 5219 4633 793 2182 767 251 409 1159 1830 489 1938 1210 619 1576 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 14031 11244 5087 5401 1828 1283 776 Longitud acumulada por diametro [m] 1169 937 424 450 152 107 65 Numero de barras de 12 m 3115 4441 3139 4796 2885 3164 2988 Peso acumulado por diámetro [kg] - 16 -