MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURAA. INTRODUCCIÓN El estudio contempla la elaboración del Diseño Estructural para el Proyecto “AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO ESCUELA TÉCNICO SUPERIOR DE LA PNP - CUSCO”, DORMITORIOS HOMBRES BLOQUES E Y F: BLOQUE E ubicado en el distrito de Huaro -Provincia Quispicanchi – Región Política Cuzco. B. DEL TERRENO DE FUNDACIÓN De acuerdo al Estudio de Mecánica de Suelos, el subsuelo del terreno donde se ejecutará el proyecto “AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO ESCUELA TÉCNICO SUPERIOR DE LA PNP - CUSCO”, presenta las siguientes características: Se ha verificado por el método de clasificación SUCS (SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS). Los suelos existentes en el área del proyecto y se han encontrado las siguientes clasificaciones GC, gravas arcillosas, mezcla de grava, arena y arcilla; GM-GC, gravas limo arcillosas, mezcla de grava, arena, limo y arcilla; CL, arcillas inorgánicas de mediana plasticidad y ML-CL, limos arcillosos de baja plasticidad. Las profundidades alcanzadas en las exploraciones son de 3.00m, no encontrándose nivel freático a las profundidades exploradas. La capacidad admisible de carga del suelo de fundación es de 0.95 Kg/cm2, recomendándose cimentar a una profundidad no menor de 1.50 m. Los parámetros dinámicos que corresponde a este suelo son: z = 0.25 (Cusco - Zona Sísmica 2) s = 1.2 (Factor de amplificación del suelo) TP = 0.6 seg. (Periodo, suelo intermedio) PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA C. DATOS GENERALES Y MATERIALES.- CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL.- Se tiene la propuesta de una edificación de 03 niveles. Con una estructuración en base al sistema Dual en la dirección longitudinal y Muros Estructurales en la Dirección transversal. La altura del primer nivel se considerará igual a 3.85 m y el segundo nivel de 3.70m. En cuanto al sistema de losas del primer y segundo nivel, estas serán aligeradas en una dirección de acuerdo a la relación de longitudes de los diversos paños de losa y en el tercer nivel tendrá una cobertura metálica a dos aguas. SISTEMA ESTRUCTURAL.- Se definió como una estructuración en base al sistema Dual en la dirección longitudinal y Muros Estructurales en la Dirección transversal Materiales.- Cimentación : Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2. Columnas : Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2. Muros Estructurales : Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2. Vigas : Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2. Losas Aligeradas : Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2. Acero : Grado 60, fy= 4200 Kg/cm2. Sobrecarga de Diseño.- De acuerdo al uso de los diferentes ambientes, teniendo en cuenta las mínimas recomendadas por la Norma E.020 del RNE. Aulas : 250 Kg/m2. Corredores y escaleras : 400 Kg/m2. Requerimientos de Diseño.- Se realizará un diseño ante cargas de gravedad y cargas sísmicas. D. CONSIDERACIONES INICIALES.- Propiedades del Concreto.- El valor del módulo de elasticidad para concretos de densidad normal se puede tomar (ACI 318-14): El concreto a usar en la superestructura: columnas, muros estructurales, vigas, losas aligeradas (nervadas) y cimentación tiene las siguientes propiedades: Concreto 210Kg/cm2.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Peso Específico : 2400 Kg/m3. Resistencia a la Compresión del Concreto : 210 Kg/cm2. Esfuerzo de Fluencia del Acero : 4200 Kg/cm2. Módulo de Elasticidad : 217370.65 Kg/cm2. Módulo de Corte : 90571.10 Kg/cm2. Módulo de Poisson : 0.20. C1.- Niveles : 1ro, 2do y 3er Alto : 50 cm Ancho : 50 cm Recubrimiento libre : 4 cm C3.- Niveles : 1ro, 2do y 3er Alto : 50 cm Ancho : 50 cm Recubrimiento libre : 4 cm Vigas.- De Pórtico Tipo 1.- Niveles : 1ro, 2do y 3er Alto : 80 cm Ancho : 30 cm Recubrimiento libre : 4 cm De Pórtico Tipo 2.- Niveles : 1ro, 2do y 3er Alto : 70 cm Ancho : 30 cm Recubrimiento libre : 4 cm PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA De Pórtico Tipo 3.- Niveles : 1ro, 2do y 3er Alto : 70 cm Ancho : 25 cm Recubrimiento libre : 4 cm De Viga de Borde 1.- Niveles : 1ro, 2do y 3er Alto : 20 cm Ancho : 15 cm Recubrimiento libre : 4 cm Muros de Concreto.- MC-1.- Niveles : 1ro, 2do y 3er Espesor : 15 cm Recubrimiento libre : 2 cm MC-2.- Niveles : 1ro, 2do y 3er Espesor : 15 cm Recubrimiento libre : 2 cm Losas.- Se tienen de tipos de losas, aligeradas en una y dos direcciones. Losa Aligerada en una dirección.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA La cantidad de bloques en un metro cuadrado, para bloques de 30 cm x 30 cm y viguetas de 10 cm, es de 8.33 unidades. Adoptamos h=0.20m Se tiene en el proyecto una losa aligerada en una dirección con las siguientes características: Niveles : 1ro. y 2do.. Altura Total (Ht) : 20 cm. Espesor de la losa superior : 5 cm. Altura de la Total de la Vigueta (Hv) : 20 cm. Ancho de la Vigueta : 10 cm. Dimensiones del bloque de arcilla : 30 cm x 30 cm. Peso de la losa : 300 Kg/m2. Cargas a Considerar.- Cargas de Gravedad.- Carga Muerta.- Peso Propio de los Elementos Estructurales. Tabiquería equivalente.- Para el cálculo de la tabiquería equivalente actuante sobre la losa se hizo un metrado de cargas de los muros y se dividió por al área obteniéndose un peso aproximado de 170 Kg/m2. Acabados La carga muerta, en entrepisos, debido a acabados (falso piso) es de 20 Kg/(m2 x centímetro de espesor), si se considera un espesor de 5 cm (incluyendo un peso promedio del piso cerámico), se tendrá un peso de 100 Kg/m2. Carga Viva.- Las sobrecargas de entrepisos varían de acuerdo al uso de los diversos ambientes entre 250 Kg/m2 y 400 Kg/m2 PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA E. DEL ANÁLISIS SÍSMICO.- Cargas de Sismo.- Peso de la Edificación para el Cálculo de la Fuerza Sísmica.- Se considerará la participación del 100% del peso propio y cargas muertas más el 50% de las sobrecargas en los entrepisos y el 25% de las sobrecargas del techo. Análisis Sísmico Dinámico.- 𝑍𝑈𝐶𝑆 𝑆𝑎 = ∗𝑔 𝑅 PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Espectro de Sismo.- Dirección X.- El espectro de sismo inelástico se calculó con un factor de reducción sísmica de 7, que corresponde a un Sistema Dual (Configuración regular). ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES RNE. NORMA E030. Parámetros Sísmicos Z= 0.25 T Sa C=2.5(Tp/T) U= 1.5 0.01 0.1607 2.5000 S= 1.2 0.02 0.1607 2.5000 Tp = 0.6 0.03 0.1607 2.5000 TL= 2.00 0.04 0.1607 2.5000 Ro= 7.00 0.05 0.1607 2.5000 Ia= 1 0.06 0.1607 2.5000 Ip= 1 0.07 0.1607 2.5000 R= 7 0.08 0.1607 2.5000 ZUS/R = 0.064 0.09 0.1607 2.5000 0.10 0.1607 2.5000 0.20 0.1607 2.5000 0.30 0.1607 2.5000 0.40 0.1607 2.5000 0.50 0.1607 2.5000 0.60 0.1607 2.5000 0.70 0.1378 2.1429 0.80 0.1205 1.8750 0.90 0.1071 1.6667 1.00 0.0964 1.5000 1.10 0.0877 1.3636 1.20 0.0804 1.2500 1.30 0.0742 1.1538 1.40 0.0689 1.0714 1.50 0.0643 1.0000 1.60 0.0603 0.9375 1.70 0.0567 0.8824 1.80 0.0536 0.8333 1.90 0.0508 0.7895 2.00 0.0482 0.7500 3.00 0.0214 0.3333 4.00 0.0121 0.1875 5.00 0.0077 0.1200 6.00 0.0054 0.0833 Espectro de Pseudoaceleraciones 0.2000 0.1500 Sa/g 0.1000 0.0500 0.0000 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 Periodo PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Dirección Y.- El espectro de sismo se calculó con un factor de reducción sísmica de 6, que corresponde a un Sistema de Muros Estructurales (Configuración Regular). ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES RNE. NORMA E030. Parámetros Sísmicos Z= 0.25 T Sa C=2.5(Tp/T) U= 1.5 0.01 0.1875 2.5000 S= 1.2 0.02 0.1875 2.5000 Tp = 0.6 0.03 0.1875 2.5000 TL= 2.00 0.04 0.1875 2.5000 Ro= 6.00 0.05 0.1875 2.5000 Ia= 1 0.06 0.1875 2.5000 Ip= 1 0.07 0.1875 2.5000 R= 6 0.08 0.1875 2.5000 ZUS/R = 0.075 0.09 0.1875 2.5000 0.10 0.1875 2.5000 0.20 0.1875 2.5000 0.30 0.1875 2.5000 0.40 0.1875 2.5000 0.50 0.1875 2.5000 0.60 0.1875 2.5000 0.70 0.1607 2.1429 0.80 0.1406 1.8750 0.90 0.1250 1.6667 1.00 0.1125 1.5000 1.10 0.1023 1.3636 1.20 0.0938 1.2500 1.30 0.0865 1.1538 1.40 0.0804 1.0714 1.50 0.0750 1.0000 1.60 0.0703 0.9375 1.70 0.0662 0.8824 1.80 0.0625 0.8333 1.90 0.0592 0.7895 2.00 0.0563 0.7500 3.00 0.0250 0.3333 4.00 0.0141 0.1875 5.00 0.0090 0.1200 6.00 0.0063 0.0833 Espectro de Pseudoaceleraciones 0.2000 0.1500 Sa/g 0.1000 0.0500 0.0000 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 Periodo PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Cálculos y Resultados del Análisis Sísmico Dinámico.- Derivas por Piso.- Dirección X.- TABLE: Story Drifts Story Item U_ABS U_REL H. Piso Drift cm cm cm Story3 Max Drift X 6.754205 3.5267 370 0.00953 Story2 Max Drift X 3.227505 1.3394 370 0.00362 Story1 Max Drift X 1.888105 1.888105 485 0.003893 En esta dirección, las derivas son menores a las derivas máximas establecidas por la norma E.030 del Reglamento Nacional de Edificaciones para estructuras de Concreto Armado, Deriva<=0.007. Dirección Y.- TABLE: Story Drifts Story Item U_ABS U_REL H. Piso Drift cm cm cm Story3 Max Drift Y 6.521775 3.83440 370 0.01036 Story2 Max Drift Y 2.687375 1.39194 370 0.003762 Story1 Max Drift Y 1.295435 1.295435 485 0.002671 En esta dirección, las derivas son menores a las derivas máximas establecidas por la norma E.030 del Reglamento Nacional de Edificaciones para estructuras de Concreto Armado, Deriva<=0.007. PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Modos y Participación Modal.- Se puede apreciar que existe una participación de masa mayor al 90%. TABLE: Modal Participating Mass Ratios Sum Sum Case Mode Period UX UY UZ Sum UX Sum UY UZ RX RY RZ Sum RX Sum RY RZ sec Modal 1 0.362 0.9152 0.0004 0 0.9152 0.0004 0 0.0001 0.1436 0.0137 0.0001 0.1436 0.0137 Modal 2 0.329 0.0006 0.8827 0 0.9157 0.8831 0 0.2026 0.0001 0.0003 0.2027 0.1436 0.014 Modal 3 0.24 0.0177 0.0004 0 0.9335 0.8834 0 0.0001 0.0002 0.8488 0.2028 0.1439 0.8629 Modal 4 0.167 0.024 0 0 0.9575 0.8834 0 0.000003187 0.3511 0.0141 0.2028 0.495 0.8769 Modal 5 0.101 0.0001 0.0099 0 0.9576 0.8933 0 0.0812 0.0008 0.0028 0.2841 0.4958 0.8797 Modal 6 0.098 0.00001112 0.0018 0 0.9576 0.8951 0 0.0135 0.0002 0.0003 0.2976 0.496 0.88 Modal 7 0.094 0.000007242 0.0439 0 0.9576 0.939 0 0.379 0.0001 0.0005 0.6766 0.4961 0.8805 Modal 8 0.09 0.00004645 0.0058 0 0.9576 0.9448 0 0.0512 0.0006 0.000001872 0.7278 0.4967 0.8805 Modal 9 0.089 0.0026 0.0002 0 0.9602 0.945 0 0.0024 0.0302 0.0001 0.7302 0.5269 0.8806 Modal 10 0.088 0.0396 0.000004712 0 0.9998 0.945 0 0.00004055 0.4636 0.0005 0.7302 0.9905 0.8811 Modal 11 0.085 7.425E-07 0.0012 0 0.9998 0.9463 0 0.0106 0.0001 0.0133 0.7408 0.9906 0.8944 Modal 12 0.084 0 0.0002 0 0.9998 0.9464 0 0.0019 0.000003192 0.0005 0.7427 0.9906 0.8949 Dirección X.- Fuerza Cortante Total en la Base TABLE: Base Reactions Load Case/Combo FX FY FZ MX MY MZ tonf tonf tonf tonf-m tonf-m tonf-m SxD Max 103.6665 2.3018 0 18.4753 809.5059 628.182 VxD=103.67 Tn Dirección Y.- Fuerza Cortante Total en la Base TABLE: Base Reactions Load Case/Combo FX FY FZ MX MY MZ tonf tonf tonf tonf-m tonf-m tonf-m SyD Max 2.6857 116.564 0 932.318 20.7808 1231.7178 VyD=116.56 Tn PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Análisis Sísmico Estático.- 𝑍𝑈𝐶𝑆 𝑉= ∗ 𝑃𝑒𝑠𝑜𝐸𝑑𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑅 Teniendo en cuenta el primer y segundo modo de participación, que es con los que se trabaja para el cálculo de fuerzas horizontales equivalentes, se tienen periodos de 0.362s y de 0.329s para las direcciones X y Y respectivamente. Dirección X.- Análisis por Coeficientes.- Z=0.25 U=1.5 S=1.2 Tp=0.60 Tx=0.362 C=2.50(Tp/Tx)<=2.5 C=2.5 Rx=7 Coef=0.25*1.5*2.5*1.2/7=0.160714 Dirección Y.- Análisis por Coeficientes.- Z=0.25 U=1.5 S=1.2 Tp=0.60 Ty=0.329 C=2.50(Tp/Ty)<=2.5 PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA C=2.5 Ry=6 Coef=0.25*1.5*2.5*1.2/6=0.1875 Fuerza Cortante en la Base – Análisis Estático.- Dirección X.- Fuerza Cortante Total en la Base TABLE: Base Reactions Load Case/Combo FX FY FZ MX MY MZ X Y Z tonf tonf tonf tonf-m tonf-m tonf-m m m m SxE -112.8325 0 0 0 -897.9926 755.2225 0 0 0 VxE=112.83 Tn 0.80VxE=90.26 Tn VxD=103.67 Tn La fuerza cortante obtenida por el Análisis Dinámico es mayor al 80% de la fuerza cortante obtenida por el Análisis Estático. Dirección Y.- Fuerza Cortante Total en la Base TABLE: Base Reactions Load Case/Combo FX FY FZ MX MY MZ X Y Z tonf tonf tonf tonf-m tonf-m tonf-m m m m SyE 0 -131.6496 0 1047.7512 0 -1418.5596 0 0 0 VyE=131.65 Tn 0.80VxE=105.32 Tn VyD=116.56 Tn La fuerza cortante obtenida por el Análisis Dinámico es mayor al 80% de la fuerza cortante obtenida por el Análisis Estático. PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Fuerza Cortante en la Base tomada por los Muros.- TABLE: Joint Reactions Joint Unique Story Label Name Load Case/Combo FX FY FZ MX MY MZ tonf tonf tonf tonf-m tonf-m tonf-m Base 15 4 SyD Max 0.2475 14.0732 123.1602 5.6931 0.5656 0.0514 Base 11 12 SyD Max 0.1315 13.3368 117.4584 5.3892 0.269 0.0366 Base 41 49 SyD Max 0.0117 5.1359 58.8972 1.153 0.0138 0.0141 Base 52 64 SyD Max 0.0225 5.4776 62.2659 1.2218 0.0234 0.0244 Base 8 116 SyD Max 0.0134 8.4745 26.1996 1.4607 0.0149 0.025 Base 58 127 SyD Max 0.0145 7.623 13.8811 1.4945 0.0263 0.0282 Base 130 159 SyD Max 0.0258 9.0301 27.8354 1.5488 0.0176 0.0402 Base 137 176 SyD Max 0.0274 8.1189 14.3714 1.5838 0.0519 0.0463 Base 7 227 SyD Max 0.0033 13.5447 41.7274 0.3249 0.009 0.0061 Base 173 237 SyD Max 0.0066 14.3244 44.0976 0.3444 0.0098 0.0123 99.1391 Vy,muros=99.14 Tn %=(99.14/116.56)*100 % = 85.05 Los muros absorben el 85.05% del total de la fuerza cortante en la base mayor al 70%, por lo que el sistema corresponde a Muros Estructurales. El diagrama de cuerpo libre para las fuerzas cortantes, por el modelo de acoplamiento cercano será: Análisis de Segundo Orden Con el cálculo del índice de estabilidad se puede evaluar si se requiere un análisis de segundo orden o de efectos P-delta. PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA ∑Pu= Suma de las cargas amplificadas, muertas y vivas, acumuladas desde el extremo superior del edificio hasta el entrepiso considerado. Para el caso de solicitaciones sísmicas ∑Pu debe basarse en la misma fracción de la sobrecarga utilizada para el cálculo de las fuerzas sísmicas laterales. ∆o= Deformación relativa entre el nivel superior y el inferior del entrepiso considerado, debido a las fuerzas laterales amplificadas y calculada de acuerdo a un análisis elástico de Primer Orden. Para el caso de fuerzas laterales de sismo, deberá multiplicarse por 0,75 veces el factor de reducción (R) considerado en la determinación de estas fuerzas tal como se estipula en la NTE E.030 Diseño Sismorresistente. Vus= Fuerza cortante amplificada en el entrepiso, debida a las cargas laterales. He= Altura del entrepiso medida piso a piso. CÁLCULO DEL ÍNDICE DE ESTABILIDAD EN EL SENTIDO X ∑Pu 1168.6849 Tn ∆o 0.01888105 m Vus= 103.67 Tn He= 4.85 m Q= 0.044 CÁLCULO DEL ÍNDICE DE ESTABILIDAD EN EL SENTIDO Y ∑Pu 1168.6849 Tn ∆o 0.01295435 m Vus= 116.56 Tn He= 4.85 m Q= 0.027 El índice de estabilidad crítico será para el primer nivel. Según el cálculo es menor a 0.10, por tanto no es necesario considerar los efectos de segundo orden. F. CÁLCULO Y DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA.- Resistencia Requerida.- Para determinar la Carga Ultima se utilizaron las combinaciones de Carga Muerta, Carga Viva y Carga de Sismo según lo estipulado por la NTE E.060 Art. 9.2 del Reglamento Nacional de Edificaciones. U = 1.4DEAD + 1.7LIVE U = 1.25DEAD +1.25LIVE ± 1.0SISMO U = 0.90DEAD + 1.0SISMO PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Combinaciones utilizadas.- R1 = 1.4DEAD + 1.7LIVE (ADD) R2 = 1.4DEAD + 1.7LIVE1 (ADD) R3 = 1.4DEAD + 1.7LIVE2 (ADD) R4 = 1.25DEAD + 1.25LIVE + 1.0SxD (ADD) R5 = 1.25DEAD + 1.25LIVE - 1.0SxD (ADD) R6 = 1.25DEAD + 1.25LIVE1 + 1.0SxD (ADD) R7 = 1.25DEAD + 1.25LIVE1 - 1.0SxD (ADD) R8 = 1.25DEAD + 1.25LIVE2 + 1.0SxD (ADD) R9 = 1.25DEAD + 1.25LIVE2 - 1.0SxD (ADD) R10 = 1.25DEAD + 1.25LIVE + 1.0SyD (ADD) R11 = 1.25DEAD + 1.25LIVE - 1.0SyD (ADD) R12 = 1.25DEAD + 1.25LIVE1 + 1.0SyD (ADD) R13 = 1.25DEAD + 1.25LIVE1 - 1.0SyD (ADD) R14 = 1.25DEAD + 1.25LIVE2 + 1.0SyD (ADD) R15 = 1.25DEAD + 1.25LIVE2 - 1.0SyD (ADD) R16 = 0.90DEAD + 1.0SxD (ADD) R17 = 0.90DEAD - 1.0SxD (ADD) R18 = 0.90DEAD + 1.0SyD (ADD) R19 = 0.90DEAD - 1.0SyD (ADD) RESISTENCIA = 1.0 R1, 1.0 R2, 1.0 R3, 1.0 R4, 1.0 R5, 1.0 R6, 1.0 R7, 1.0 R8, 1.0 R9, 1.0 R10 1.0 R11, 1.0 R12, 1.0 R13, 1.0 R14, 1.0 R15 1.0 R16, 1.0 R17, 1.0 R18, 1.0 R19 (ENVE) PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA DIAGRAMAS DE MOMENTOS FLECTORES.- Estructura 3D.- PORTICO A.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PORTICO B.- PORTICO C.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PORTICO D.- PÓRTICO E.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PORTICO F.- PÓRTICO G.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA VOLADIZO 1.- PÓRTICO 1.- PÓRTICO 2.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA DIAGRAMAS DE FUERZAS CORTANTES.- Estructura 3D.- PORTICO A.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PORTICO B.- PÓRTICO C.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PORTICO D.- PÓRTICO E.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PORTICO F.- PÓRTICO G.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA VOLADIZO 1.- PÓRTICO 1.- PÓRTICO 2.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA DIAGRAMAS DE MOMENTOS FLECTORES – MUROS DE CORTE.- Estructura 3D.- DIAGRAMAS DE FUERZAS CORTANTES – MUROS DE CORTE.- Estructura 3D.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA DISEÑO DE VIGAS.- Para el diseño de vigas se tomarán los resultado de diseño proporcionados por el programa Etabs 2015 y su comprobación se hará usando hojas de cálculo en Excel. Se han creado las combinaciones de carga de acuerdo lo estipulado por la NTE E.060 Art. 9.2 del Reglamento Nacional de Edificaciones se evalúan los efectos máximos en la viga con una combinación envolvente. Como se mencionó anteriormente, la viga se diseñará como un elemento de pórtico especial resistente a sismos, por lo que se debe de cumplir con las condiciones de la Norma E.060 del Reglamento Nacional de Edificaciones - capítulo 21. Las variaciones adicionales al diseño es considerar en las caras columna- viga momentos positivos mínimos iguales a un tercio o un medio del momento negativo actuante dependiendo del sistema estructural, así como en el resto de vanos la resistencia a momento mínimo será igual a un cuarto del momento en los nudos. PORTICO A.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PORTICO B.- PÓRTICO C.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PORTICO D.- PÓRTICO E.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PORTICO F.- PÓRTICO G.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PÓRTICO 1.- PÓRTICO 2.- Ver Anexo: Diseño de Vigas. PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA MOMENTO DE AGRIETAMIENTO En función a que se ha colocado la cuantía mínima establecida por la Norma E.060 – Concreto Armado del Reglamento Nacional de Edificaciones y teniendo en cuenta que la colocación de un refuerzo mínimo obedece al hecho de controlar el agrietamiento en condiciones de servicio garantizando que el momento resistente por este refuerzo sea por lo menos 1.2 veces el momento de agrietamiento de la sección (Norma E.060, numeral 10.5.1). MU A fy AS a S a 0.85 fc b fy (d ) 2 VIGA DE CIMENTACIÓN f'c = 210 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 rec. = 7.00 cm VIGA b h fr Yt Ig Mcr 1.2Mcr VC1 (.35x1.00) 35 100 28.98 50.00 2916666.67 16.91 20.29 As a d Mu Mu > 1.2Mcr 3 Ø 3/4" 8.55 5.75 91.10 28.51 OK! VIGA DE TECHO Primer Nivel f'c = 210 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 rec. = 4.00 cm VIGA b h fr Yt Ig Mcr 1.2Mcr V101 (.30x0.80) 30 80 28.98 40.00 1280000.00 9.27 11.13 As a d Mu Mu > 1.2Mcr 2 Ø3/4" 5.70 4.47 74.10 15.48 OK! PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA f'c = 210 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 rec. = 4.00 cm VIGA b h fr Yt Ig Mcr 1.2Mcr V102 (.25x0.70) 25 70 28.98 35.00 714583.33 5.92 7.10 As a d Mu Mu > 1.2Mcr 2 Ø5/8" 3.96 3.73 64.10 9.32 OK! f'c = 210 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 rec. = 4.00 cm VIGA b h fr Yt Ig Mcr 1.2Mcr V107 (.30x0.80) 30 80 28.98 40.00 1280000.00 9.27 11.13 As a d Mu Mu > 1.2Mcr 2 Ø3/4" 5.70 4.47 74.10 15.48 OK! f'c = 210 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 rec. = 4.00 cm VIGA b h fr Yt Ig Mcr 1.2Mcr V108 (.30x0.80) 30 80 28.98 40.00 1280000.00 9.27 11.13 As a d Mu Mu > 1.2Mcr 2 Ø3/4" 5.70 4.47 74.10 15.48 OK! f'c = 210 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 rec. = 4.00 cm VIGA b h fr Yt Ig Mcr 1.2Mcr VB (.15x0.20) 15 20 28.98 10.00 10000.00 0.29 0.35 As a d Mu Mu > 1.2Mcr 2 Ø1/2" 2.58 4.05 14.10 1.18 OK! Segundo Nivel f'c = 210 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 rec. = 4.00 cm VIGA b h fr Yt Ig Mcr 1.2Mcr V201 (.30x0.80) 30 70 28.98 35.00 857500.00 7.10 8.52 As a d Mu Mu > 1.2Mcr 2 Ø3/4" 5.70 4.47 64.10 13.33 OK! PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA f'c = 210 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 rec. = 4.00 cm VIGA b h fr Yt Ig Mcr 1.2Mcr V202 (.25x0.70) 25 70 28.98 35.00 714583.33 5.92 7.10 As a d Mu Mu > 1.2Mcr 2 Ø5/8" 3.96 3.73 64.10 9.32 OK! f'c = 210 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 rec. = 4.00 cm VIGA b h fr Yt Ig Mcr 1.2Mcr V207 (.30x0.80) 30 70 28.98 35.00 857500.00 7.10 8.52 As a d Mu Mu > 1.2Mcr 2 Ø3/4" 5.70 4.47 64.10 13.33 OK! f'c = 210 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 rec. = 4.00 cm VIGA b h fr Yt Ig Mcr 1.2Mcr V208 (.30x0.80) 30 70 28.98 35.00 857500.00 7.10 8.52 As a d Mu Mu > 1.2Mcr 2 Ø3/4" 5.70 4.47 64.10 13.33 OK! f'c = 210 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 rec. = 4.00 cm VIGA b h fr Yt Ig Mcr 1.2Mcr VB (.15x0.20) 15 20 28.98 10.00 10000.00 0.29 0.35 As a d Mu Mu > 1.2Mcr 2 Ø1/2" 2.58 4.05 14.10 1.18 OK! Tercer Nivel f'c = 210 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 rec. = 4.00 cm VIGA b h fr Yt Ig Mcr 1.2Mcr V301 (.30x0.80) 30 80 28.98 40.00 1280000.00 9.27 11.13 As a d Mu Mu > 1.2Mcr 3 Ø5/8" 5.94 4.66 74.10 16.11 OK! PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA f'c = 210 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 rec. = 4.00 cm VIGA b h fr Yt Ig Mcr 1.2Mcr V302 (.25x0.70) 25 70 28.98 35.00 714583.33 5.92 7.10 As a d Mu Mu > 1.2Mcr 2 Ø5/8" 3.96 3.73 64.10 9.32 OK! f'c = 210 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 rec. = 4.00 cm VIGA b h fr Yt Ig Mcr 1.2Mcr V307 (.30x0.80) 30 80 28.98 40.00 1280000.00 9.27 11.13 As a d Mu Mu > 1.2Mcr 3 Ø5/8" 5.94 4.66 74.10 16.11 OK! f'c = 210 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 rec. = 4.00 cm VIGA b h fr Yt Ig Mcr 1.2Mcr V308 (.30x0.80) 30 80 28.98 40.00 1280000.00 9.27 11.13 As a d Mu Mu > 1.2Mcr 3 Ø5/8" 5.94 4.66 74.10 16.11 OK! f'c = 210 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 rec. = 4.00 cm VIGA b h fr Yt Ig Mcr 1.2Mcr VB (.15x0.20) 15 20 28.98 10.00 10000.00 0.29 0.35 As a d Mu Mu > 1.2Mcr 2 Ø1/2" 2.58 4.05 14.10 1.18 OK! PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA DISEÑO DE COLUMNAS.- Para el diseño de columnas y su comprobación, se diseñarán las columnas optimizadas. Se han creado las combinaciones de carga de acuerdo lo estipulado por la NTE E.060 Art. 9.2 del Reglamento Nacional de Edificaciones se evalúan los efectos para las diversas combinaciones de cargas. Como se mencionó anteriormente, las columnas se diseñarán como elementos de pórtico especial resistente a sismos, por lo que se debe de cumplir con las condiciones de la Norma E.060 del Reglamento Nacional de Edificaciones - capítulo 21. En la siguiente figura se puede apreciar el diseño que mediante el programa Etabs 2015, de las columnas de los pórticos: PÓRTICO 1.- PÓRTICO 2.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Columna C1.- Diagrama de Interacción.- Angulo = 0° PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Angulo = 180° Angulo = 90° Angulo = 270° PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Columna C2.- Diagrama de Interacción Angulo = 0° PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Angulo = 180° Angulo = 90° PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Angulo = 270° PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Verificación de los Ratios (Demanda/Capacidad).- Se ha verificado la capacidad de carga (P M2 M3) de cada columna lo cual se refleja en el gráfico P-M-M Interaction Ratios de cada pórtico para cada columna garantizando que este factor no exceda de 1.00. En la siguiente figura se puede apreciar los ratios de demanda vs capacidad (P M2 M3) mediante el programa Etabs 2015. PORTICO A.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PORTICO B.- PÓRTICO C.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PORTICO D.- PÓRTICO E.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PORTICO F.- PÓRTICO G.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PÓRTICO 1.- PÓRTICO 2.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Verificación Columna Fuerte - Viga Débil (6/5 Beam Column) Se ha verificado la capacidad a flexión de cada columna en las caras de los nudos garantizando que la suma de los momentos nominales a flexión de las columnas que llegan al nudo, evaluados en las caras sean mayores o iguales a los momentos nominales a flexión de las vigas que llegan al nudo, evaluados en la cara del nudo. Esto se refleja en el gráfico siguiente. Evaluación (6/5) Beam/Column Capacity Ratios, garantizando que este factor no exceda a 1.00. En la siguiente figura se puede apreciar los ratios de Columna fuerte – vViga dúbil (6/5 Beam Column) mediante el programa Etabs 2015. PORTICO A.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PORTICO B.- PÓRTICO C.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PORTICO D.- PÓRTICO E.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PORTICO F.- PÓRTICO G.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA PÓRTICO 1.- PÓRTICO 2.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA MUROS DE CORTANTE.- Al igual que las columnas, los muros de corte se han diseñado utilizando la herramienta Section Designer de ETABS, colocando un refuerzo vertical en el cuerpo del muro y en los elementos de confinamiento del mismo y se ha verificado le resistencia a flexión y a corte mediante la evaluación de los ratios de demanda vs capacidad garantizando que este factor no exceda a 1.00. Muro MC-01.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Diagramas de Interacción.- Angulo = 0° Angulo = 180° PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA DISEÑO DE LOSAS ALIGERADAS.- Diseño por Flexión.- Se realiza con la Teoría Elástica para elementos sometidos a flexión, considerando una vigueta de un ancho b=0.40m y bw=0.10m. 𝑀𝑢 𝐴𝑠 = 𝑎 ∅𝑓𝑦 (𝑑 − 2) 𝐴𝑠. 𝑓𝑦 𝑎= 0.85𝑓 ′ 𝑐. 𝑏 Refuerzo Mínimo.- 𝐴𝑠𝑚𝑖𝑛 = 0.0018𝑏ℎ (Losas Macizas) √𝑓′𝑐 𝐴𝑠,𝑚𝑖𝑛 = 0.70 𝑓𝑦 bd (Losas Aligeradas - viguetas) Refuerzo por retracción y temperatura.- En losas estructurales donde el refuerzo por flexión se extienda en una dirección, se deberá proporcionar refuerzo perpendicular a éste para resistir los esfuerzos por retracción del concreto y cambios de temperatura. Acero de refuerzo cuantía ρt Barras lisas 0,0025 Barras corrugadas con fy < 4200 Kg/cm2 0,0020 Barras corrugadas o malla de alambre (liso o corrugado) de intersecciones soldadas, con fy >= 4200 Kg/cm2 0,0018 Separación del Refuerzo.- Refuerzo Principal Exceptuando las losas nervadas, el espaciamiento entre ejes del refuerzo principal por flexión será menor o igual a tres veces el espesor de la losa, sin exceder de 40cm. Refuerzo por contracción y temperatura Deberá colocarse con un espaciamiento entre ejes menor o igual a tres veces el espesor de la losa, sin exceder de 40cm. En losas nervadas en una dirección (aligerados) donde se usen bloques de relleno (ladrillos de techo) permanentes de arcilla o concreto, el espaciamiento máximo del refuerzo perpendicular a los nervios podrá extenderse a cinco veces el espesor de la losa sin exceder de 40cm. PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA DISEÑO LOSA ALIGERADA EN EL PROGRAMA SAFE 2014.- Se realizó el cálculo estructural en el programa Safe 2014, se procedió a realizar el diseño de las viguetas con el tipo de losa “Ribbed” para las losas en una dirección de la que presentamos a continuación las propiedades de ingreso al programa. Losa aligerada en una dirección.- Para el diseño de cada vigueta que forma la losa aligerada, se procedió a usar las franjas de diseño (strip), en el sentido de armado de la losa. Las franjas de diseño fueron en todo el ancho de la losa, delimitado entre las vigas de contorno. El Safe entrega el diseño por el total de la franja de diseño, este total, ya sea para el refuerzo superior o inferior se divide entre el número de viguetas que se usarán en la losa, posteriormente se verifican las cuantías mínimas o máximas, así como la capacidad de corte. PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Combinación de diseño: Resistencia Diagrama de Momentos Flectores por Franjas Refuerzo Longitudinal por flexión.- A continuación se muestra la cantidad de refuerzo requerido por unidad de ancho. Cantidad de Refuerzo por Franja PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA De acuerdo a lo requerido en el gráfico anterior, se ha distribuido refuerzo longitudinal de 1 Φ 1/2" @ 0.40m (cada vigueta) cuyos resultados se muestran en la siguiente figura.- Refuerzo adicional al colocado PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Una vez verificado que con varilla de 1 Φ 1/2" @ 0.40m (cada vigueta) se pudo observar que este no era suficiente para absorber los esfuerzos en ciertas zonas específicas, por lo que se optó por colocar bastones de 1 Φ 3/8" @ 0.40m, con lo que se puede observar que este es suficiente para absorber los esfuerzos generados. Verificación por Fuerza Cortante.- Diagrama de Fuerzas Cortantes por Franjas PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Vu = 11.31 Tn (por franja) Ancho de Franja = 5.10 m Vu=3.6987/(5.10*2.5) =0.8871 Tn (por vigueta) bw=10cm d=17.365 cm ØVc=0.85*0.53*(210)^(1/2)*10*17.365/1000=1.134 Tn Vu < ØVc Correcto DISEÑO DE COBERTURA METALICA.- Cobertura Diseñada.- Materiales.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Secciones.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Cargas Asignadas.- Carga Muerta.- Peso Propio Carga Viva.- sobrecarga por mantenimiento=30 Kg/m2 Carga de Viento.- Velocidad de Diseño.- La velocidad de diseño del viento hasta 10 m de altura será la velocidad máxima adecuada a la zona de ubicación de la edificación pero no menos de 75 Km/h. La velocidad de diseño del viento en cada altura de la edificación se obtendrá de la siguiente expresión. Carga Exterior de Viento.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Carga Interior de Viento.- Carga de Viento.- V= 110 Km/h h= 13.25 m Vh= 117.03 Km/h Presión de Viento.- P= 68.47 C Dirección X.- Carga Exterior de Viento.- -0.7 0.7 0.8 -0.6 -0.6 -0.3 -0.7 Carga Interior de Viento.- 0.3 -0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 -0.3 -0.3 -0.3 -0.3 0.3 -0.3 PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Primera Combinación.- - -0.4 27.39 - - 1.1 -0.3 -0.3 75.32 1 68.47 20.54 20.54 - -0.4 27.39 Segunda Combinación.- - -1 68.47 - - 0.5 -0.9 -0.9 34.24 0.4 27.39 61.63 61.63 - -1 68.47 Tercera Combinación.- - -0.4 27.39 - - 1.1 -0.3 -0.3 75.32 0 0 20.54 20.54 - -0.4 27.39 PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Cuarta Combinación.- - -1 68.47 - - - 0.5 -0.9 -0.9 34.24 -0.6 41.08 61.63 61.63 - -1 68.47 Dirección Y.- Carga Exterior de Viento.- -0.6 -0.7 0.7 -0.7 -0.7 0.8 Carga Interior de Viento.- 0.3 -0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 -0.3 -0.3 -0.3 -0.3 0.3 -0.3 PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Primera Combinación.- - -0.3 20.54 - - - -0.4 -0.4 -0.4 1 27.39 68.47 27.39 27.39 1.1 75.32 Segunda Combinación.- - -0.9 61.63 - - - -1 -1 -1 0.4 68.47 27.39 68.47 68.47 0.5 34.24 Primer Estado: VientoX1.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Segundo Estado: VientoX2.- Tercer Estado: VientoX3.- Cuarto Estado: VientoY1.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Quinto Estado: VientoY2.- Combinaciones utilizadas.- R1 = 1.4DEAD (ADD) R2 = 1.2DEAD + 1.6LIVE (ADD) R3 = 1.2DEAD + 1.6LIVE + 0.8VientoX1 (ADD) R4 = 1.2DEAD + 1.6LIVE + 0.8VientoX2 (ADD) R5 = 1.2DEAD + 1.6LIVE + 0.8VientoX3 (ADD) R6 = 1.2DEAD + 0.5LIVE + 1.3VientoX1 (ADD) R7 = 1.2DEAD + 0.5LIVE + 1.3VientoX2 (ADD) R8 = 1.2DEAD + 0.5LIVE + 1.3VientoX3 (ADD) R9 = 0.9DEAD + 1.3VientoX1 (ADD) R10 = 0.9DEAD + 1.3VientoX2 (ADD) R11= 0.9DEAD + 1.3VientoX3 (ADD) R12 = 1.2DEAD + 1.6LIVE + 0.8VientoY1 (ADD) R13 = 1.2DEAD + 1.6LIVE + 0.8VientoY2 (ADD) R14 = 1.2DEAD + 0.5LIVE + 1.3VientoY1 (ADD) R15 = 1.2DEAD + 0.5LIVE + 1.3VientoY2 (ADD) R16 = 0.9DEAD + 1.3VientoY1 (ADD) R17 = 0.9DEAD + 1.3VientoY2 (ADD) RESISTENCIA = 1.0 R1, 1.0 R2, 1.0 R3, 1.0 R4, 1.0 R5, 1.0 R6, 1.0 R7, 1.0 R8, 1.0 R9, 1.0 R10 1.0 R11, 1.0 R12, 1.0 R13, 1.0 R14, 1.0 R15, 1.0 R16, 1.0 R17 (ENVE) PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Diagrama de Deformaciones: Combinación VientoX1.- Diagrama de Deformaciones: Combinación VientoX2.- Diagrama de Deformaciones: Combinación VientoX3.- Diagrama de Deformaciones: Combinación VientoY1.- Diagrama de Deformaciones: Combinación VientoY2.- Diagrama de Fuerzas Axiales: Combinación: Última.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Verificación de Resistencia: Demanda vs Capacidad.- Como se puede apreciar en la figura, los ratios de demanda vs capacidad para cada una de las barras tiene valores menores a 1 (uno), por lo que podemos afirmar que para cada elemento de la estructura la capacidad supera a la demanda, por lo que la resistencia proporcionada es correcta. Diseño de las correas.- Presión del viento 68.47 Kg/m2 Carga muerta= 20 Kg/m2 Carga viva= 30 Kg/m2 Cargas Asignadas.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Diagrama de Fuerzas Axiales: Combinación: Última.- Verificación de Resistencia: Demanda vs Capacidad.- Como se puede apreciar en la figura, los ratios de demanda vs capacidad para cada una de las barras tiene valores menores a 1 (uno), por lo que podemos afirmar que para cada elemento de la estructura la capacidad supera a la demanda, por lo que la resistencia proporcionada es correcta. PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN.- El diseño de cimentaciones involucra una serie de etapas, las cuales se mencionan a continuación: Determinación de la presión neta del suelo y dimensionamiento de la zapata. Determinación de la reacción amplificada del suelo. Verificación por Esfuerzo cortante. Verificación por peso de la zapata. Diseño del Refuerzo Verificación por aplastamiento. Anclajes. Verificación por Esfuerzo Cortante.- Sección crítica a una distancia “d” de la cara de la columna. Vu φVn Vn Vc Vs Vs 0 Vu Vc φ Vc 0.53 f' c .bd Verificación por Punzonamiento.- Se asume que el punzonamiento es resistido por la superficie bajo la línea punteada. Debemos trabajar con cargas amplificadas. Pu Wnu Az Vup Pu Wnu * m * n Vup=Cortante por punzonamiento actuante. Vcp=Resistencia al cortante por punzonamiento en el concreto. 1.1 Vcp 0.53 f' c bd 1.1 f' c b o d (en kg y cm) β c D mayor βc , β c 2 Vc 1.1 f' c b o d D menor b o 2m 2n (perímetro de los planos de falla) Luego, se debe cumplir que: Vup Vcp φ PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Diseño por Flexión de la Cimentación.- El momento externo en cualquier sección de una zapata deberá determinarse haciendo pasar un plano vertical a través de la zapata y calculando el momento producido por las fuerzas que actúan sobre el área total de la zapata que quede a un lado de dicho plano vertical. 𝑀𝑢 𝐴𝑠 = 𝑎 ∅𝑓𝑦 (𝑑 − ) 2 𝐴𝑠. 𝑓𝑦 𝑎= 0.85𝑓 ′ 𝑐. 𝑏 Refuerzo Mínimo.- 𝐴𝑠𝑚𝑖𝑛 = 0.0018𝑏. 𝑑 (Zapata) √𝑓′𝑐 𝐴𝑠𝑚𝑖𝑛 = 0.70 𝑓𝑦 𝑏. 𝑑 (Viga de cimentación) DISEÑO DE LA CIMENTACION CON EL PROGRAMA SAFE 2014.- La capacidad portante del terreno y el módulo de subrasante del suelo (coeficiente de balasto), están en función de las características de la forma de la cimentación y de la profundidad. En programas como el Plaxis, que para el comportamiento lineal o no lineal del suelo toma valores del ángulo de fricción, cohesión, permeabilidad, etc., se pueden realizar cálculos desde el punto de vista geotécnico como efectos de interacción suelo-estructura, consolidación de suelos, capacidad última, etc. En este caso se tratará el cálculo de la cimentación con el uso del Safe 2014, entonces la única comprobación a realizar y que proporciona el programa será la verificación de la capacidad portante del terreno en la cimentación. Vigas Continuas de Cimentación.- Altura de Losa = 0.50m f’c = 210 kg/cm2 Vigas de cimentación: 0.35m x 1.00 m K balasto = 2 110 Tn/m3 Esfuerzo neto del terreno (EMS): Cargas de servicio : 0.95 kg/cm2 PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Losa de Cimentación.- Viga de Cimentación.- PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Suelo de Fundación.- Vista en planta de la Cimentación PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Verificación de esfuerzos en el suelo.- Esfuerzos cargas de Servicio sobre el Suelo de Fundación.- Esfuerzo máximo = 0.887 Kg/cm2 Esfuerzo Neto del Suelo = 0.950 Kg/cm2 Esfuerzo Máximo < Esfuerzo Neto del Suelo Correcto Asentamientos del suelo de Fundación.- Asentamiento Máximo = 0.578 cm PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Diseño de la Losa de Cimentación (e=0.50 m).- Combinación de Diseño: Resistencia Diagrama de Momentos Flectores por Elementos Finitos – M11 Se ha colocado refuerzo de 1/2” @ 0.15m en esta dirección y se ha verificado mediante el programa si este es capaz de soportar los momentos flectores en cada una de las direcciones obteniéndose que el refuerzo propuesto es satisfactorio tal como se muestra en las siguientes imágenes. PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Después de haber distribuido refuerzo en la dirección 1 de 1 Φ 1/2" @ 0.15m, se puede observar que este es suficiente para absorber los esfuerzos por lo que no se requiere colocar refuerzo adicional. Diagrama de Momentos Flectores por Elementos Finitos – M22 Se ha colocado refuerzo en de 1/2” @ 0.15m en esta dirección y se ha verificado mediante el programa si este es capaz de soportar los momentos flectores en cada una de las direcciones obteniéndose que el refuerzo propuesto es satisfactorio tal como se muestra en las siguientes imágenes. PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Después de haber distribuido refuerzo en la dirección 2 de 1 Φ 5/8" @ 0.15m, se puede observar que este es suficiente para absorber los esfuerzos por lo que no se requiere colocar refuerzo adicional. PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Verificación por Fuerza Cortante.- Diagrama de Fuerzas Cortantes por Elementos Finitos – V13 Vu = 18.75 Tn b=100cm d=42.78 cm ØVc=0.85*0.53*(210)^(1/2)*100*42.78/1000=27.93 Tn Vu < ØVc Correcto Diagrama de Fuerzas Cortantes por Elementos Finitos – V23 PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Vu = 21.40 Tn b=100cm d=42.78 cm ØVc=0.85*0.53*(210)^(1/2)*100*42.78/1000=27.93 Tn Vu < ØVc Correcto Diseño de las Vigas de Cimentación.- Diseño por Flexión.- Diagrama de Momentos Flectores Refuerzo Longitudinal por Flexión PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Diseño por Fuerza Cortante.- Diagrama de Fuerzas Cortantes Para el diseño del refuerzo por fuerza cortante se ha tenido en cuenta el refuerzo calculado por el programa Safe 2014 y el refuerzo obtenido según lo dispuesto por el Capítulo 21 de la Norma E.060 del RNE, adoptándose la condición más desfavorable. G. MATERIALES.- CONCRETO SIMPLE - SOLADOS : C:H - 1:12 - CIMIENTO CORRIDO : C/H 1:10 + 30% PG de 6" máx. f'c = 100 kg/cm2 - SOBRECIMIENTO : C/H 1:8 + 25% PG de 3" máx. f'c = 140 kg/cm2 - PISOS, PATIOS Y VEREDAS : C:H 1:8 + 25% PG de 3" máx. f'c = 140 kg/cm2 CONCRETO ARMADO - CIMENTACION : f’c = 210 kg/cm2 - COLUMNAS, VIGAS Y TECHOS : f’c = 210 kg/cm2 - SOBRECIMIENTO ARMADO : f’c = 210 kg/cm2 - ACERO DE REFUERZO : Acero Grado 60, fy = 4200 k/cm2 - CEMENTO : PORTLAND TIPO I - CIMENTACION PORTLAND TIPO I – RESTO ESTRUCTURA PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO MINISTERIO DEL INTERIOR – DIRECCIÓN GENERAL DE INFRAESTRUCTURA H. NORMAS DE CONTROL.- El diseño ha sido controlado por nuestro actual Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) NTE - E.020 “CARGAS” NTE - E.030 “DISEÑO SISMORESISTENTE” (Actualizada al 2016) NTE - E.050 “SUELOS Y CIMENTACIONES” NTE - E.060 “CONCRETO ARMADO” NTE - E-070 “ALBAÑILERIA” NTE - E-090 “ESTRUCTURAS METÁLICAS” Y el Código del ACI-318-14. Chiclayo, marzo de 2016 PROYECTO: AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA ESCUELA TECNICO SUPERIOR PNP - CUSCO
Comments
Report "MEMORIA DE CÁLCULOS DERIVAS MÁXIMAS DE UN MODULO DE 2 PISOS"