Download 1 PROYECTO: Casa Principal

D.P
Documento Maestro: MC – PD – OC – 130
Objeto: Resumir las Consideraciones y Resultados de Cálculo
Título: Memoria de Cálculo- Edificio Principal
Revisión: A
Fecha: 28-12-06
Aprobó:
Comité Ejecutivo:
1
PROYECTO: Casa Principal
1.1
Descripción General de la Estructura
La casa principal será construida de mampostería con sus estructuras resistentes de hormigón
armado. La estructura posee techos a dos aguas según las dos direcciones principales
(ortogonales) de la misma.
Este edificio tiene una superficie cubierta aproximada de 395 m 2 y en él se ubicarán una sala
técnica, una oficina y un laboratorio.
1.2
Normas
Para el dimensionado y verificación de los elementos estructurales componentes de la casa
principal se siguieron los lineamientos definidos en los siguientes reglamentos:
[A]: Reglamento CIRSOC 201 y Anexos - Proyecto, Cálculo y Ejecución de
Estructuras de Hormigón Armado y Pretensado.
[B]: Reglamento CIRSOC 103 y Anexos – Normas Argentinas para Construcciones
Sismorresistentes.
[C]: Normas Antisísmicas Argentinas (NAA), Edición 1980. Revisión de 1984.
[D]: Reglamento CIRSOC 251 - 254 y Anexos – Aceros para Hormigón
[E]: Reglamento CIRSOC 105 - 106 y Anexos – Acciones y Seguridad en las
Estructuras
1.3
Materiales
Los materiales a usar en la estructura serán:
B. Roggio S.A. – Electroingeniería S.A.
Consorcio de Cooperación
1-
D.P
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Título: Memoria de Cálculo- Edificio Principal
Revisión: A
Fecha: 28-12-06
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Comité Ejecutivo:
 Para fundaciones, vigas, columnas, encadenados horizontales y verticales:
Hormigón H-17 - (r = 1400 t/m2).
 Losas: viguetas de hormigón pretensado con ladrillos cerámicos.
 Para los muros: mampostería de ladrillo común de espesor variable según se ve
en los planos correspondientes.
 Acero ADN-420 - (s = 42000 t/m2)
1.4
Recubrimientos
El recubrimiento mínimo para las armaduras de vigas y columnas será de 20 mm, mientras
que para las estructuras de fundación el recubrimiento será de 30 mm.
1.5
Geotecnia
Las propiedades físicas y mecánicas del suelo de fundación del edificio principal han sido
definidas por la Empresa ARRT Ingenieros Consultores, mediante un estudio de suelos
realizados en el área de emplazamiento de las obras. Para tal motivo se realizaron tres pozos a
cielo abierto (P1, P2, P3).
Los estudios realizados han incluido los siguientes ensayos y determinaciones:
-
Humedad Natural
-
Peso Unitario Húmedo y Seco
-
Límites de Consistencia
-
Lavado sobre Tamiz 200
1.5.1 Marco geológico y geomorfológico
El relieve general es en forma de sierras cortas y bajas, segmentadas, coexistiendo pequeños
cerros. Las zonas cumbrales son en su gran mayoría de forma redondeada, permitiendo definir
muy claramente las divisorias de aguas.
El área estudiada presenta un declive general hacia el WNW, con algunos valles de
orientación EW.
Las pendientes naturales son pronunciadas aunque bastante variable, oscilando entre los 40 y
60 grados.
B. Roggio S.A. – Electroingeniería S.A.
Consorcio de Cooperación
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Las faldas son de pendientes variables, pero más bien suaves y regulares. En las laderas hay
afloramientos de crestones rocosos.
Los antecedentes regionales indican la presencia de rocas metamórficas del tipo gnéisicas:
(Pastore, 1931; Gordillo y Lencinas, 1976)
-
Gneiss esquistoso formado por alternancias de capas cuarzofeldespásticas y biotíticas bien marcada. Se parte en planos
subparalelos.
-
Gneiss común, tonalítico-biotítico, gris claro a oscuro según el
contenido de biotita. Con granulometría granoblásticas.
Los suelos son en su mayoría de tipo residual de origen autóctono, con predominio de la fase
regolítica y subyaciendo muy de cerca de la superficie a la roca madre, muy alterada.
Resumiendo, del análisis de la información existente surgieron las siguientes conclusiones:
-
El ambiente geológico es relativamente uniforme, formado por
gneiss esquistoso y gneiss común.
-
Se presentan además, algunas intrusiones plutónicas filoneanas
(diques)
-
El gneiss esquistoso posee discontinuidades (foliación) orientada
norte-sur e inclinada entre 55º y 65º al este.
-
La foliación tiene marcada rugosidad dentro de superficies
onduladas.
-
El macizo rocoso presenta otras discontinuidades, las que
combinadas con la esquistosidad genera bloques. Cuando los
bloques se apoyan en estas esquistosidades pueden deslizarse. Si
están apoyadas en la foliación suelen ser estables debido a la
elevada rugosidad de la misma. Estos sistemas de
discontinuidades están orientados generalmente a 90 grados de
la esquistosidad predominante lo que genera bloques de forma
cúbica.
1.5.2 Conclusiones
En base a los estudios realizados y los antecedentes analizados se recomienda la construcción
de la casa principal teniendo en cuenta los siguientes parámetros:
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-
Fundar sobre roca limpia.
-
Peso específico de suelo
s = 2 t/m3
-
Ángulo de fricción interna:
 = 30º
-
Módulo de Young de la roca de fundación:
variable
2
2
2
entre 400000 t/m , 1000000 t/m y 3000000 t/m
Se recomienda la realización de una cuidada limpieza de la roca y posterior realización de
hormigón de limpieza (H10) de 5 cm mínimo de espesor.
1.6
Análisis estructural
Se realizó el cálculo de la estructura sismorresistente de la edificación de mampostería, según
los lineamientos del reglamento INPRES CIRSOC 103 PARTE III.
Para esto se definieron los muros cuyas características y dimensiones cumplen con lo
establecido en el reglamento mencionado para funcionar como sismorresistentes. Los mismos
pueden verse en el “Anexo I: Esquema de muros sismorresistentes”.
Para determinar los esfuerzos a los cuales estarán sometidos dichos muros se siguieron los
siguientes pasos:
 Determinación del coeficiente sísmico
Método simplificado: C = Cnm x d
Siendo Cnm y d factores que dependen de la Zona Sísmica (I), del tipo de mampostería
(ladrillos macizo) y del tipo de construcción de que se trate (C).
Cnm= 0.1, d= 1, resulta:
Cx = Cy = 0.1
 Determinación del peso de la construcción:
Se consideró para el cálculo:
Peso específico de la mampostería: = 1.6 t/m3
Peso específico del hormigón: = 2.4 t/m3
Peso total la estructura (W) = 292.95 t
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 Esfuerzo de corte basal
Vo = Vxo = Vyo = C x W = 0.10 x 292.95 t = 29.30 t
 Esquema de muros resistentes a fuerzas horizontales
Ver “Anexo I: Esquema de Muros Sismorresistentes”.
 Cálculo de las rigidez de los muros
R=P/f
f = [(P x h3) / (30 x E x J)] + [(0.288 x P x h) / (E x A)]
Donde:
P: Carga gravitatoria (1 t)
f: Flecha (mm)
J: Momento de Inercia (m4)
A: Sección del muro (m2)
h: Altura del muro (m)
E: Módulo Elástico de la mampostería (10 t/cm2)
Ver “Anexo II: Determinación de rigidez de los muros sismorresistentes”.
 Distribución del Corte Basal
Ver “Anexo III: Distribución de Corte Basal en los Muros Sismorresistentes”.
 Cálculo del Centro De Masa y Centro de Rigidez
Ver cálculo en “Anexo IV: Determinación del Centro de Masa y del Centro de Rigidez”.
Centro de masa
 Xm= 7.01m
 Ym= 9.39m
Centro de rigidez
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 Xr= 7.67m
 Yr= 13.01m
 Momento torsor debido al cortante Vxo
Mt = (2e + 0.10 l) Vxo = 279.04 tm
Mt = (e – 0.10l) Vxo = 38.45 tm
e = 3.50 m
l = 23.00 m
Vxo = 29.30 t
 Esfuerzos de corte en los muros debidos al momento torsor de Vxo
F = (Mt x R x d) / (R x d2)
Ver planillas en “Anexo V: Esfuerzos de corte en los muros debido al momento torsor
provocado por Vxo”.
 Esfuerzos definitivos en los muros debidos a Vxo
Ver planillas en “Anexo VI: Esfuerzos definitivos debido a Vxo”
 Momento torsor debido al cortante Vyo
Mt = (2e + 0.10 l) Vyo = 94.47 tm
Mt = (e – 0.10l) Vyo = -36.26 tm
e = 0.70 m
l = 19.00 m
Vyo = 29.30 t
 Esfuerzos de corte en los muros debidos al momento torsor de Vyo
Ver planillas en “Anexo VII: Esfuerzos en los muros debido al momento torsor provocado por
Vyo”.
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 Esfuerzos definitivos en los muros debido a Vyo
Ver planillas en “Anexo VIII: Esfuerzos definitivos debido a Vyo”.
 Dimensionamiento de paneles
Ver planillas en “Anexo IX: Cálculo de paneles, determinación de dimensiones de
encadenados verticales y horizontales”.
Para el dimensionado de vigas, losas y columnas se modelaron las distintas vigas sometidas a
su peso propio, más las sobrecargas permanentes, más las sobrecargas definidas en el
reglamento.
En el dimensionado de las losas se definió el tipo de vigueta, el ladrillo cerámico a utilizar y el
espesor de capa de compresión a colocar en función del momento que debían soportar.
Las columnas se dimensionaron en función del esfuerzo normal que debían soportar y se
establecieron en todos los casos, por ser el esfuerzo normal muy pequeño, las dimensiones de
hormigón y de armadura mínimas establecidas en el reglamento.
Las dimensiones definitivas se ven en el “Anexo X: Dimensiones de vigas, columnas y losas”.
Las vigas de fundación se calcularon como vigas simplemente apoyadas en las columnas,
sometidas a la reacción del suelo, las dimensiones obtenidas son las que se ven en los planos
de fundaciones; mientras que las bases aisladas se determinaron como sigue:
El esfuerzo normal de diseño fue determinado mediante análisis de carga detallado
La tensión de contacto adoptada fue de 1 Kg/cm2.
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7-
ANEXOS
ANEXO I: ESQUEMA DE MUROS
SISMORRESISTENTES
8-
ANEXOS
9-
ANEXOS
ANEXO II: DETERMINACIÓN DE
RIGIDEZ DE LOS MUROS
SISMORRESISTENTES
10 -
ANEXOS
PLANILLA PARA DETERMINACIÓN DE LA RIGIDEZ DE LOS MUROS
SISMORRESISTENTES EN LA DIRECCIÓN Y
PLANILLA PARA DETERMINACIÓN DE LA RIGIDEZ DE LOS MUROS
SISMORRESISTENTES EN LA DIRECCIÓN X
11 -
ANEXOS
ANEXO III: DISTRIBUCIÓN DEL
CORTE BASAL EN LOS MUROS
SISMORRESISTENTES
12 -
ANEXOS
PLANILLA DE DISTRIBUCIÓN DE ESFUERZO DE CORTE DE ACUERDO A LA
RIGIDEZ DE LOS MUROS SISMORRESISTENTES EN LA DIRECCIÓN Y
PLANILLA DE DISTRIBUCIÓN DE ESFUERZO DE CORTE DE ACUERDO A LA
RIGIDEZ DE LOS MUROS SISMORRESISTENTES EN LA DIRECCIÓN X
13 -
ANEXOS
ANEXO IV: DETERMINACIÓN
DEL CENTRO DE MASA Y DEL
CENTRO DE RIGIDEZ
14 -
ANEXOS
PLANILLA DE DETERMINACIÓN DE CENTRO DE MASA, EN FUNCIÓN DEL
PESO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE LA ESTRUCTURA
Xm = 7.01m,
Ym = 9.39m
15 -
ANEXOS
PLANILLA DE DETERMINACIÓN DE CENTRO DE RIGIDEZ, EN FUNCIÓN DE
LAS RIGIDECES DE LOS MUROS SISMORRESISTENTES
Xr = 7.67m
Yr = 13.01m
16 -
ANEXOS
ANEXO V: ESFUERZO DE CORTE
EN LOS MUROS DEBIDO AL
MOMENTO TORSOR
PROVOCADO POR Vxo
17 -
ANEXOS
PLANILLA DE ESFUERZOS DE CORTE EN LOS MUROS DEBIDO AL
MOMENTO TORSOR PROVOCADO POR Vxo
MOMENTO A RESISTIR POR LOS MUROS SISMORRESISTENTES:
Mt= 279.00 tm
18 -
ANEXOS
ANEXO VI: ESFUERZOS
DEFINITIVOS DEBIDO A Vxo
19 -
ANEXOS
PLANILLA DE ESFUERZOS DEFINITIVOS EN LOS MUROS
SISMORRESISTENTES DEBIDO A Vxo
20 -
ANEXOS
ANEXO VII: ESFUERZO EN LOS
MUROS DEBIDO AL MOMENTO
TORSOR PROVOCADO POR Vyo
21 -
ANEXOS
PLANILLA DE ESFUERZOS DE CORTE EN LOS MUROS DEBIDO AL
MOMENTO TORSOR PROVOCADO POR Vyo
MOMENTO A RESISTIR POR LOS MUROS SISMORRESISTENTES:
Mt= 94.50 tm
22 -
ANEXOS
ANEXO VIII: ESFUERZOS
DEFINITIVOS DEBIDO A Vyo
23 -
ANEXOS
PLANILLA DE ESFUERZOS DEFINITIVOS EN LOS MUROS
SISMORRESISTENTES DEBIDO A Vyo
24 -
ANEXOS
ANEXO IX: CÁLCULO DE
PANELES, DETERMINACIÓN DE
DIMENSIONES DE
ENCADENADOS VERTICALES Y
HORIZONTALES.
25 -
ANEXOS
PLANILLA DE CÁLCULO DE PANELES, VERIFICACIÓN AL CORTE Y COMPRESIÓN
.
- 26 -
ANEXOS
DETERMINACIÓN DE DIMENSIONES DE ENCADENADOS VERTICALES Y HORIZONTALES
- 27 -
ANEXOS
PLANILLA DE CÁLCULO DE PANELES, VERIFICACIÓN AL CORTE Y COMPRESIÓN
- 28 -
ANEXOS
DETERMINACIÓN DE DIMENSIONES DE ENCADENADOS VERTICALES Y HORIZONTALES

- 29 -
ANEXOS
DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE REDUCCIÓN 
- 30 -
ANEXOS
- 31 -
ANEXOS
DIMENSIONES DE ENCADENADOS VERTICALES
- 32 -
ANEXOS
DIMENSIONES DE ENCADENADOS HORIZONTALES
- 33 -
ANEXOS
ANEXO X: DIMENSIONES DE
VIGAS, COLUMNAS Y LOSAS
- 34 -
ANEXOS
DIMENSIONES DE COLUMNAS
- 35 -
ANEXOS
DIMENSIONES DE VIGAS
- 36 -
ANEXOS
- 37 -
ANEXOS
- 38 -
ANEXOS
- 39 -
ANEXOS
- 40 -
ANEXOS
- 41 -
ANEXOS
- 42 -
ANEXOS
- 43 -
ANEXOS
- 44 -
ANEXOS
- 45 -
ANEXOS
- 46 -
ANEXOS
- 47 -
ANEXOS
DIMENSIONES DEFINITIVAS DE LOSAS
- 48 -