02.- Calculo Estructural

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  • _________________________

    MIGUEL GOMEZ

    INGENIERO CIVIL

    C.I.V. N 104.982

    MEMORIA DESCRIPTIVA

  • CENTRO PROFESIONAL VILLAVELAZCO

    CALCULO ESTRUCTURAL

    Memoria de Clculo Estructural

    Proyecto

    Centro Profesional VILLAVELAZCO

    Propietarios

    Mario Villamizar Jos Velazco

    Ubicacin y uso de la estructura

    El presente modelo de Edificacin, ha sido diseada siguiendo los criterios bsicos en

    cuanto a dimensiones de espacios (locales, oficinas, consultorios mdicos, etc.), segn los

    requerimientos para un centro comercial y profesional cmodo y de confort, por tanto

    todos los espacios estn destinados al uso comercial, por lo cual el clculo se har en base

    a una losa de entrepiso con losa cero, cubierta de techo dura y liviana (losa cero y lminas

    ISOTEX), impermeabilizacin con auto nivelante plstico, El proyecto cumple con las

    Normas Venezolanas Criterios y Acciones Mnimas para Edificaciones.

    Esta edificacin estar ubicada en la esquina avenida Los Toros esquina con calle Roma,

    parcela n# C-2, Alto Barinas Norte, Municipio Barinas del Estado Barinas

    PARMETROS DE CALCULOS PARA LA REALIZACIN DEL PROYECTO ESTRUCTURAL:

    Tipologa Estructural:

    Est conformada de estructura metlica, conformada por prticos, de dos plantas,

    planos ortogonal entre s y sometidos a cargas verticales de gravedad.

    Las cargas verticales pueden ser permanentes o eventuales

    .- Cargas Permanentes (Carga Muerta): Peso propio (Estructura, Acabados, etc.)

    .- Cargas Eventuales (Carga Variable): Carga Viva o Sobrecarga.

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    CALCULO ESTRUCTURAL

    Para efectos del clculo estructural, se ha establecido el criterio mediante la

    utilizacin de losa entrepiso con losa cero, cubierta de techo con losa cero,

    impermeabilizada y cubierta con lminas ISOTEX.

    Resistencia de los Materiales:

    La resistencia de los materiales utilizados en el clculo estructural del

    proyecto es el siguiente:

    ANLISIS ESTRUCTURAL.

    Para el clculo Estructural, se analiz el prtico ms desfavorable a objeto de

    determinar las solicitaciones mximas requeridas por la edificacin como un modelo

    matemtico ideal, con apoyo del computador, la solucin del mismo est basada en el

    mtodo de los desplazamientos en su formulacin matricial tomando en cuenta las

    cargas laterales, soportadas por flexin de sus vigas y columnas. Debido a que la

    estructura posee altura mxima de 6.64m (menor de 30 metros o diez pisos) el

    mtodo de anlisis que como requisito mnimo propone la norma COVENIN 1756-93,

    Concreto para Infraestructura y Superestructura

    ( Resistencia a Compresin)

    Fc = 210 Kg/cm2

    Acero de Refuerzo( Resistencia de las Armaduras a Traccin) Fy= 4.200 Kg/cm2

    Correas tipo CONDUVEN estructural 100x40mm Peso= 3.56 Kg./ml

    Fy = 3515 kgf/cm2

    Vigas de Carga tipo CONDUVEN estructural 120x60mm Peso= 4.68 Kg./ml

    Fy = 3515 kgf/cm2

    Vigas de Amarre concreto reforzado (cercha altura 10 cm.) Peso = 5.72 Kg./ml

    Columnas tipo CONDUVEN estructural 100x100 mm Peso= 8.96 Kg./ml

    Fy = 3515 kgf/cm2

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    CALCULO ESTRUCTURAL

    seccin 9.1 para edificaciones regulares (El mtodo de Anlisis Esttico), en donde los

    efectos se determinan con el mtodo esttico equivalente.

    CLCULOS:

    Techo:

    La cubierta de techo propuesta es: cubierta de techo con Losacero, cal. 24, con loseta

    de concreto de 5 cm de espesor, impermeabilizada, esto con la finalidad de cumplir

    con los requisitos mnimos constructivos.

    Clculo de Separadores Correas:

    La separacin mxima libre exigida entre correas es de 1,40 cm.

    En la cubierta de techo sin pendiente en el rea:

    Seccin de techo:

    Clculo de Cargas Eventuales y Cargas Permanentes:

    Carga Permanente

    Pp de Lamina Losacero cal. 24 con loseta de concreto de 5 cm . 195,00 Kg./m2

    Pp. Malla electrosoldada de 6x6 ... 1,33 Kg/m2

    Pp. Impermeabilizante ... 6, 00 Kg./m2

    Pp. de perfiles de Acero conectores (correas) .... 4,65 Kg./m2

    Total 206,98 kg/m2

    Se Considerara Carga Permanente 207,00 Kg/m2

    Carga Variable 70 kg/m2

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    CALCULO ESTRUCTURAL

    Peso de la Cubierta por Carga Permanente: Peso de Cubierta (w) = Peso Muerto x Ancho tributario

    El ancho tributario = separacin entre correas = 1,40 m.

    - w = 207,00 kg/m2 x 1,40 m. = 289,80 kg/ml

    Peso de la Cubierta por Carga Variable:

    Peso Vivo (P1) = 70 Kg./cm2 x 1,40 m = 98,00 Kg. /ml

    Wy = W1 + P1 = 289,80 + 98,00 = 387,80 kg/ml

    Calculo de Momentos:

    L = Separacin ms desfavorable entre Prticos = 3,50 m

    My = Mx = (Wx L^2)/8 = (387,80 x 3,50^2)/8 = 593,82 kg-m.

    Chequeo de Correas:

    Para predimencionar, escojo un perfil CONDUVEN 100x40 mm, cuyas

    caractersticas son:

    p.p = 4.68 kgf/ml Fb = 0.6 Fy = 0.66 x 3515 = 2.319,90 kg/cm2

    Ix = 71.37 cm4 fb = ( Mx/Sx) + (My/0.75 Sy)

    Sx = 14.27 cm3 fb = (593,82x100/14.27) + (593,82x100/(0,75x8,53))

    Sy = 8.53 cm3 fb = 4.161,32 + 9.282,06

    Fy = 3515 kgf/cm2 fb = 13.443,38 > Fb

    Chequeo por Flecha:

    No aplica ya que no existe continuidad en correas separadores.

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    CALCULO ESTRUCTURAL

    Chequeo por Corte:

    Fv adm = 0,4 Fy = 0,40 x 3515 = 1.406,00 kg/cm2

    Vmax = Wy L/2 = (593,82 x 350)/(2 x100) = 1.039,19 kg/cm

    Fv calc = Vmax/(2x Yadm) = 1.039,19 kg/cm/(2 x 1,13cm) = 459,82 kg/cm2

    Fv calc < Fv adm OK

    Se utilizara un perfil CONDUVEN 100X40 mm a cada 1,40 cm, para el caso de la

    cubierta propuesta, los cuales funcionaran como separadores entre Vigas de Carga.

    Calculo de Vigas de Carga, Losa de Techo:

    A razn de que la estructura de techo no posee pendiente, consideraremos el

    armado de correas de forma horizontal como posicin real y ms desfavorable en accin

    a las vigas de carga, es decir horizontal, de acuerdo a esto tendremos, como prtico

    para clculo el de mayor luz, L=3,50 m:

    W = q x S = (207,00+70,00) x 3.50 = 969,50 kg/ml

    L= 3.50 m

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    CALCULO ESTRUCTURAL

    W = 969,50 kg/ml

    WL/2 = 1.696,62 kg WL/2 = 1.696,62 kg

    Max = W L^2/8 = 1.484,55kg m. Mdulo S = Max/Fb , Fb = 0,6 Fy = 0,6 x 3515 kg/cm2

    Fb = 2109 kg/cm2

    S = (1.484,55 x100)/2109 = 70,39 cm3

    Segn especificaciones para el perfil CONDUVEN estructural de 180x65mm, se tiene: Sx =

    77,55 cm3 > S OK,

    Chequeo por Flexin:

    Caractersticas CONDUVEN 180x65mm

    h = 18 cm

    b = 6.5 cm

    A = 18.41 cm2

    Ix = 697,99 cm4

    Sx = Ix/h ; Ix = (Ix + Ab^2)

    Ix = 697,99+18 x (6.5)^2 = 1.458,49 cm4

    Sx = 1.458,49 cm4/18cm = 81,03 cm3 > S OK

    Se utilizar Vigas en CONDUVEN estructural de 180x65mm, cuyo Fy = 3515 kg/cm2

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    CALCULO ESTRUCTURAL

    Calculo de Columnas:

    1.696,62 kg

    L = 2,82m. 1.696,62 kg

    Se propone usar para Columnas CONDUVEN estructural de 110x110mm, como

    seccin mnima.

    Kx Lx/Rx Lx = Ly =282 cm (Longitud no Arriostrada de Columna)

    Ky Ly/Ry Kx = Ky = 1 (restriccin en ambos extremos)

    Caractersticas de CONDUVEN estructural de 110x110mm

    A = 14,10 cm2

    Ix = 263,04cm4

    Sx = 47,82cm3

    Rx = 4,32 cm

    Iy = 263,04cm4

    Sy = 47,82cm3

    Ry = 4,32 cm

    Kx Lx/Rx => 1x282/4,33 = 65,13

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    CALCULO ESTRUCTURAL

    Ky Ly/Ry => 1x282/4,33 = 65,13 < 200 No Pandeo Elstico

    En este caso Fa = 10,8 x 10 ^6 /(K L/R); Fa = Esfuerzo Admisible a la Compresin

    Fa = 10,8x10^6/(65,13)^2 = 2.546,02

    Padm = Fa x A = 2.546,02x14,10

    Padm = 35.898,88 kg > 1.696,62 kg = P actuante => OK

    A razn de evitar el desplazamiento lateral se propone la construccin de una Viga de

    Amarre en CONDUVEN 160x65 y Columnas CONDUVEN estructural de 110x110mm.

    CALCULO DE SOLDADURAS

    Para su determinacin haremos uso del nodo, ms desfavorable o representativo dentro

    del clculo, se recomienda utilizar Electrodos para soldadura de acero al carbono del tipo

    E6010, COVENIN 41410, como cordn de penetracin o raz, en posicin vertical a 45

    descendente en relacin a la lnea de soldadura y Electrodos E6013, para soldadura de

    acero al carbono, COVENIN E41413, en posicin vertical ascendente, con amperaje de

    fundicin de 120 a 170.

    CALCULO DE ESPESOR DEL CORDN.

    Se tiene Electrodos E-60, por lo cual:

    Fv=950 Kgf/cm2

    a= Espesor de Soldadura

    L= longitud del Cordn

    e= Espesor de perfil

    a mnima= 6,00 mm

    P = 714,10 Kgf/ML = 7,141 Kgf/Cm

    a>_ = P/(0.707 x Fv) => 7,141 Kgf /Cm /(0.707x950 Kgf/Cm2)

    a = 0.011 Cm < 0.6 Cm, por tanto tomo como espesor a = 6 mm

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    CALCULO ESTRUCTURAL

    CALCULO DE LONGITUD DEL CORDN.

    Sumatoria de L= P/(0.707 x a x Fv x 100) => L= 1.378,21/(0.707 x 6 x 950 x 100)

    L = 3,42 Cm, L mnimo