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Universidad de Talca Escuela de Arquitectura

Bases de Diseño

Tec3 -Bim2- Entrega 1

Auditorio y Escuela de Música G01: Henríquez – Lindl - Parra

Fecha: 16.06.09 Página 1 de 5

0. Generalidades El presente documento consigna los criterios utilizados en el análisis y diseño estructural del proyecto en referencia, ubicado en la comuna de Talca, región del Maule. El proyecto corresponde al Auditorio y Escuela de Música, cuyo diseño de arquitectura procede de la oficina Grupo X, habiéndose considerado la versión emitida el 12 de junio de 2009. Para el diseño estructural se cumplirá con las disposiciones de la normativa vigente. En particular, las normas consideradas son: ACI 318 - 2005 Building code requirements for reinforced concrete AISC 2005 Specification for steel structural buildings NCh 431 Of 77 Sobrecarga de nieves NCh 432 Of 71 Cálculo de la acción del viento sobre estructuras NCh 433 Of 96 Diseño sísmico de edificios NCh 1537 Of 86 Cargas permanentes y sobrecargas de uso 1. Descripción del sistema estructural El edificio consta de dos pisos, con una estructuración en base a muros de hormigón armado, que proveen tanto la resistencia ante cargas gravitacionales como el arriostramiento sísmico de ambos niveles. Para el sistema de piso se utilizarán losas tradicionales de hormigón, al igual que en el cielo del segundo piso, considerando que ambas trabajarán como diafragma rígido, con el fin garantizar una adecuada transferencia de corte a los muros perimetrales subterráneos. La estructura de cubierta se ejecutará mediante cerchas de acero estructural galvanizado. Para las fundaciones se han dispuesto zapatas corridas de hormigón armado. 2. Materiales Los materiales considerados en el diseño estructural son los siguientes: Hormigón H-25 (90% C) Peso propio 2500 [kgf/m³] Módulo de elasticidad (E) 21 [GPa] Tensión de rotura (f’c) 20 [MPa] Acero de refuerzo A630-420H Peso propio 7850 [kgf/m³] Módulo de elasticidad (E) 200 [GPa] Tensión de fluencia (fs) 420 [MPa]


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3. Solicitaciones 3.1. Peso Propio (PP)

Para evaluar el peso propio de la estructura y las cargas muertas adicionales se consideran los siguientes valores (reemplazar según corresponda): PISO 1 Losa (e =14 cm) 350 [kgf/m²] Pilares, vigas y muros 350 [kgf/m²] Sobrelosa (e = 4cm) 100 [kgf/m²] Terminaciones de piso (piso flotante) 10 [kgf/m²] Terminaciones de cielo (enlucido yeso) 40 [kgf/m²] Tabiques y divisiones 100 [kgf/m²] 950 [kgf/m²] PISO 2 Losa (e =12 cm) 300 [kgf/m²] Pilares, vigas y muros 350 [kgf/m²] Estructura de techumbre 20 [kgf/m²] Costaneras de techo 5 [kgf/m²] Cubierta 5 [kgf/m²] Terminaciones de cielo (enlucido yeso) 40 [kgf/m²] 720 [kgf/m²] 3.2. Sobrecargas de Uso (SC) Se respetan las sobrecargas mínimas indicadas en la norma NCh1537 Of 86 para definir los valores de diseño siguientes: Salas de clases con asientos móviles 300 [kgf/m²] Corredores, escaleras y áreas públicas 400 [kgf/m²]

3.3. Sobrecargas de Techumbre (SCT) Se respeta las sobrecarga mínima de cubierta indicadaa en la norma NCh1537 Of 86, considerando la reducción por pendiente de la cubierta: Sobrecarga de techumbre (i = 40%) 100 [kgf/m²] 3.4. Sobrecarga de Nieve (N) Las cargas eventuales de nieve se aplican según la norma NCh431 Of 77, para la estructura emplazada en una latitud 35º y una altitud sobre el nivel del mar de 100mm: Sobrecarga de nieve 25 [kgf/m²]


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3.5. Sobrecarga deViento (V) Las sobrecargas eventuales de viento se aplican según la norma NCh 432 Of 71, para el caso del emplazamiento en ciudad: Presión básica de viento en cota 0 55 [kgf/m²] (120 kmh/hr) Figura 3.5.1 Perfil de la presión básica en altura según NCh432

3.6. Sismo El diseño sísmico se realiza según NCh 433 Of 96. Y Se analizará la estructura mediante el análisis estático (SE) y el análisis dinámico modal-espectral (SD) en dos direcciones de acción perpendiculares entre sí (x, z). Tabla 3.6.1 Datos del proyecto Categoría del edificio C Material de la estructura Hormigón armado Zona sísmica 3 Tipo de suelo II Para calcular el peso sísmico se considera el peso propio de los elementos estructurales más un 25% de las sobrecargas de uso, teniendo en cuenta que las sobrecargas de cubierta pueden despreciarse conforme a lo dispuesto en el artículo 6.2.3.3 de la norma. De acuerdo con el artículo 6.2.8, “los resultados del análisis hecho para las fuerzas estáticas aplicadas en cada una de las direcciones de acción sísmica, deben combinarse con los del análisis por torsión accidental.” Por otra parte, debe tenerse en cuenta la disposición 5.2.4 que señala expresamente que “la acción sísmica se considera como una carga eventual y no es necesario combinarla con otras cargas“.

0

5

10

15

20

25

30

0 50 100 150

Presión básica del viento (kgf/m2)

Altu

ra s

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niv

el d

e ba

se (m

)


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4. Deformaciones En el diseño se consideran los siguientes límites de deformación: 4.1. Deformación vertical En cielos la flecha máxima es ≤ L/250 En pisos la flecha máxima es ≤ L/400 4.2. Deformación lateral Deformaciones por viento ≤ H/500 Deformaciones por sismo ≤ H/500 entre centros de masas de pisos sucesivos (NCh433) Siendo:

L: Luz libre entre apoyos [m] H: Altura de entrepiso [m]

5. Combinaciones de carga Las combinaciones de carga para el diseño por tensiones admisibles y para verificar el cumplimiento de las condiciones de serviciabilidad, son las siguientes:

Comb. PP SC SCT/N Vx Vz SEx SEz SDx SDz TAx TAz

S1 1.0 1.0 1.0 S2x 1.0 1.0 1.0 1.0 S2z 1.0 1.0 1.0 1.0 S3x 1.0 1.0 S3z 1.0 1.0

S41x 1.0 1.0 1.0 S41z 1.0 1.0 1.0 S42x 1.0 1.0 -1.0 S42z 1.0 1.0 -1.0 S43x 1.0 1.0 1.0 S43z 1.0 1.0 1.0 S44x 1.0 1.0 -1.0 S44z 1.0 1.0 -1.0 S45x 1.0 1.0 1.0 1.0 S45z 1.0 1.0 1.0 1.0 S46x 1.0 1.0 1.0 -1.0 S46z 1.0 1.0 1.0 -1.0 S51x 1.0 1.0 S51z 1.0 1.0 S52x 1.0 -1.0 S52z 1.0 -1.0 S53x 1.0 1.0 S53z 1.0 1.0 S54x 1.0 -1.0 S54z 1.0 -1.0 S55x 1.0 1.0 1.0 S55z 1.0 1.0 1.0 S56x 1.0 1.0 -1.0 S56z 0.9 1.0 -1.0


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Las combinaciones de mayoración utilizadas para el diseño por factores de carga y resistencia de los elementos (diseño de hormigón armado), son las indicadas a continuación: Comb. PP SC SCT/N Vx Vz SEx SEz SDx SDz TAx TAz

C1 1.4 C2 1.2 1.6 0.5 C3 1.2 1.0 1.6 C4x 1.2 1.0 0.5 1.6 C4z 1.2 1.0 0.5 1.6 C5x 0.9 1.6 C5z 0.9 1.6

C61x 1.4 1.4 1.4 C61z 1.4 1.4 1.4 C62x 1.4 1.4 -1.4 C62z 1.4 1.4 -1.4 C63x 1.4 1.4 1.4 C63z 1.4 1.4 1.4 C64x 1.4 1.4 -1.4 C64z 1.4 1.4 -1.4 C65x 1.4 1.4 1.4 1.4 C65z 1.4 1.4 1.4 1.4 C66x 1.4 1.4 1.4 -1.4 C66z 1.4 1.4 1.4 -1.4 C71x 0.9 1.4 C71z 0.9 1.4 C72x 0.9 -1.4 C72z 0.9 -1.4 C73x 0.9 1.4 C73z 0.9 1.4 C74x 0.9 -1.4 C74z 0.9 -1.4 C75x 0.9 1.4 1.4 C75z 0.9 1.4 1.4 C76x 0.9 1.4 -1.4 C76z 0.9 1.4 -1.4

Siendo, PP: Peso propio (carga muerta). SC: Sobrecarga de uso (carga viva). SCT: Sobrecarga de techo N: Carga de nieve Vx: Carga de viento en la dirección x Vz: Carga de viento en la dirección z

SEx: Sismo de análisis estático en la dirección x SEz: Sismo de análisis estático en la dirección z SDx: Sismo de análisis modal-espectral en la dirección x SDz: Sismo de análisis modal-espectral en la dirección z TAx: Torsión accidental en la dirección x (con excentricidad positiva) TAz: Torsión accidental en la dirección z (con excentricidad positiva)

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