Memoria de Calculo

Memoria de Cálculo “PLANTA INDUSTRIAL” www.disepro.com

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MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL

SOLICITANTE: DR. Alberto Ordoñez C.

UBICACIÓN: Santiago de Surco REALIZADO: Ing. Jorge Cabanillas Rodríguez, MSc

FECHA: 26 de Marzo del 2013


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MEMORIA DE CÁLCULO

1. GENERALIDADES

El presente estudio corresponde a la memoria de cálculo sismorresistente del Proyecto Industrial en un área de 100m X 115m. El tipo de estructura seleccionada es dual (eje X-X) pórtico en concreto armado y (eje Y-Y) pórtico con vigas metálicas con la finalidad de brindar ductilidad a la estructura y cubrir grandes luces. El proyecto Industrial cubre un área de 11,500m2.

2. UBICACIÓN El proyecto se encuentra ubicado en la Provincia Constitucional del Callao – Departamento de Lima.

3. ALCANCES

La solución estructural de dicha Planta Industrial, se basa en los criterios de seguridad y economía. Optándose por una solución combinada en ejes paralelo a X-X en concreto armado y ejes paralelo a Y-Y en columnas de concreto y vigas metálicas no prismática.

4. CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES

Se ha considerado concreto cuya resistencia a la compresión es f´c=210 kg/cm2, para las columnas circulares (las externas en sección llena Ø1.30m y las interiores en sección hueca Ø 1.40m), así como para las vigas del Pórtico VP-02 cuyas dimensiones es h=1.40m, b=0.35m, reforzado con varillas de acero corrugado Grado 60° con esfuerzo en fluencia (fy) =4200 Kg/cm2. Para las vigas que conforman los pórticos y vigas interiores así como las secundarias se ha considerado un acero estructural A-36.


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Definición de Propiedades de Materiales

Concreto:

Coeficiente de deformación transversal (coef. poisson)

A-36:

5. REGLAMENTACION Y NORMAS DE DISEÑO

Para el desarrollo estructural del proyecto se ha tenido en cuenta:

Reglamento Nacional de Edificaciones: o Norma E.020: Cargas o Norma E.030: Diseño Sismoresistente o Norma E.060: Concreto Armado


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6. SOBRECARGAS (S/C Carga Viva Distribuida):

Cobertura Metálica ………………….10.0

Luminarias ………………………….. 10.0

Rociadores ……….………………….3.8

Cruz de San Andres……………….. 2.5

7. REQUISITOS GENERALES PARA EL ANALIS Y DISEÑO

7.1 RESISTENCIA REQUERIDA La resistencia requerida (U) para cargas muertas (CM), cargas vivas (CV) y

cargas de sismo (CS) será como mínimo: Las combinaciones de carga han sido tomadas de los reglamentos respectivos

para su empleo en el diseño. Estas combinaciones son las siguientes:

1.4CM+1.7CV

1.25CM+1.25CV+-1.00SX

1.25CM+1.25CV+-1.00SY

0.9CM+-1.00SX

0.9CM+-1.00SY Donde: CM: Carga muerta

CV: Carga viva CSx, CSy: Cargas de sismo en dirección x e y, respectivamente

8. ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL

El diseño estructural se ha efectuado para el máximo efecto de las cargas sobre cada uno de los elementos empleando las combinaciones y los esfuerzos permisibles de las especificaciones del reglamento, además se ha escogido el valor máximo de las combinaciones de carga que señala el mismo. Se resolvió las estructuras utilizando el programa de cómputo SAP2000 V15.1.0, dicho programa permiten trabajar con elementos tridimensionales considerando además el efecto de segundo oreden P-Delta. (Licencia 28D1).


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9. ANALISIS SÍSMICO

El análisis estructural y los diseños se realizan independientemente para cada caso, de acuerdo a la Norma Peruana de Diseño Sismorresistente (E-030), por tanto se han considerado los siguientes parámetros:

Factor de Zona Se trata de un edificio ubicado en el Dpto. de Lima

Zona 3 entonces: Z = 0.4

Factor de Uso Edificio Importante: U = 1.0

Factor de Amplificación del suelo: Suelo tipo S3, Tp=0.9s S = 1.4

Factor de Reducción de Fuerza Sísmica Rx=8, Ry=9.5 (sismo moderado)

Tx=0.430 seg (periodo predominante en dirección X-X)

Ty=0.710 seg (periodo predominante en dirección Y-Y)

Cx=2.5 y Cy=2.5

9.1 ESPECTRO DE RESPUESTA

9.2 ANALISIS ESTATICO; Usando Coeficiente:

Coeficiente basal X-X:

=0.175

Cortante: 0.175 x Peso x 80% ………………………………..(1)

Coeficiente basal Y-Y:

=0.14

Cortante: 0.14 x Peso x 80% ……………………….………..(2)


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Análisis estático usando coeficiente: Sx, SxP, SxN:

Sy, SyP, SyN:

9.3 ANALISIS DINAMICO:

Nota: Criterio de Combinación: Alternativamente, la respuesta máxima podrá estimarse mediante la combinación cuadrática completa CQC de los valores calculados para cada modo. Usamos la recomendación del Dr. Edward Wilson: Los efectos ortogonales en el análisis espectral, en modelos tridimensionales, para el diseño de edificios y puentes requiere que los elementos sean diseñados para el 100% de las fuerzas sísmicas prescritos en una dirección, mas el 30% de la fuerzas prescritas en la dirección perpendicular.


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Combinación Cuadrática Completa (CQC)

Espectro en dirección X-X

Espectro en dirección Y-Y


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Fuente de masa para el análisis espectral modal

10. SECCION DE LOS ELEMENTOS

PORTICO P-2

- COLUMNAS PERIMETRALES COL1: Ø1.30m


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- COLUMNAS INTERIORES HUECAS COL2: Ø1.40m con abertura Ø0.60m

- VIGAS CON VARIACION NO PRISMATICA: - VM SECCION A (35X90) e=1/4” VM SECCION (30X80) e=1/4” VM SECCION (25X50) e=3/16”

-VIGA SECUNDARIAS CON CONEXIÓN A CORTE VS-01


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-VIGA DE CONCRETO (1.40x0.30)

11. CARGA DISTRIBUIDA EN LOS PORTICOS

- CARGA MUERTA:

- CARGA VIVA:


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12 RESPUESTA ESTRUCTURAL:

Forma de modo (Periodos) = 0.71 seg

Periodo fundamental de traslación en las direcciones principales

Participación de masa:

La participación de la masa en la respuesta modal determina que los periodos predominante es T1=0.71seg (Y-Y) con 83% de masa y T2=0.43seg (X-X) con 85% de masa.


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Peso de la Estructura:

Total=2,467.781 Tn.

Cortante Basal X-X =0.175x2467.781x80%=345.48Tn Cortante Basal Y-Y =0.14x2467.781x80%=276.39Tn

Verificación de Cortante Dinámico:

Cortantes Dinámicos SX-X= 345.46 Tn y SY-Y= 276.32 Tn


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Drift en X-X= 7.8/1000, Y-Y =10/1000…………. OK (medido con el 75% del R)

Momento Flector y Corte en Pórtico Interior VP-02 X-X por envolvente:

Axial en el Pórtico Interior VP-02 X-X por envolvente:


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Diseño de elementos estructurales: Código a utilizar y categoría de diseño sísmico “D”

1.- DISEÑO DE PORTICO DE CONCRETO ARMADO DIRECCION X-X Area de Acero en Columnas y Vigas de Concreto Pórtico P-02:

Columnas Perimetrales área acero= 154cm2 (30Ø1”); columnas interiores huecas =127cm2 (25Ø1”) Acero en Vigas de concreto, longitudinal: As+=22.59cm2 (4Ø1”+1Ø5/8”); As-=40cm2 (8Ø1”)

En columnas estribos espaciados ½” @ 0.20 m; en los extremos usar [email protected], [email protected] En vigas estribos espaciados ½”@ 0.25m; en los extremos usar [email protected], [email protected]


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El área de acero por torsión en el paramento de las vigas: 18.00 cm2, usar 6Ø3/4” (03 barras en cada lado), la diferencia lo tomara el acero longitudinal. 2.- DISEÑO DE PORTICO CON UNIONES DUCTILES DIRECCION Y-Y Diseño de elementos estructurales: CODIGO AISC360-05 OMF Código a utilizar y categoría de diseño sísmico “D”

Ratio de Diagrama de Interacción P-M<0.24 <1.00 OK.


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Verificación de Capacidad de Columnas Huecas; usando CSiCol

Momento en la Columna Interior M3-3

Geometría de Columna Hueca

Geometría a evaluar Ø1.40m abertura interior 0.60m y 28Ø1”


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Cargas aplicadas a la Columna del Análisis en Sap2000 Axial = 80Tn Mux-x botton= 190 Tn Mux-x top = 110 Tn Muy-y botton=130Tn Mu y-y top= 22 Tn

Chequeo de capacidad de la columna en la base (botton) Demanda vs Capacidad=0.95 <1 Ok.

Chequeo de capacidad de la columna en la parte superior (top) Demanda vs Capacidad=0.39 <1 Ok.


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Respuestas del Diseño: Diagrama de Iteración ang=0 deg.

Comportamiento Dúctil Pu=80tn Mx-x=200tn

Curva de relación de Momentos Biaxial Mx vs. My


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Diagrama de Mto Curvatura; Fluencia en Mto=279.96Tn y curvatura = 0.0022º

Diagrama de esfuerzos Whitney

Diagrama de Esfuerzos por colores, en el concreto y en las barras de refuerzo

Atte.

Ing Jorge Cabanillas Rodriguez C.I.P. 84284

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