EXPEDIENTE PERMISO
(deslizar imágenes a la izquierda)
J U A N – L U I S M E N A R E S ARQUITECTO CALCULISTA U.T.F.S.M.
JUAN.MENARES@UG.UCHILE.CL WHATSAPP +56941055309
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J U A N – L U I S M E N A R E S ARQUITECTO CALCULISTA U.T.F.S.M.
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PROPIEDAD ROL: 2397 8 WILLIAMS LYON 783, LT 41, CERRO ALEGRE
COMUNA DE VALPARAÍSO REGIÓN DE VALPARAÍSO
1. INTRODUCCIÓN 3 2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA 3
NORMAS CONSIDERADAS 3 4. ACCIONES CONSIDERADAS 3 4.1.- Gravitatorias 4 4.2. Viento 4 4.3. Sismo 5 4.3.1. Datos generales de sismo 5 4.4. Hipótesis de carga 6
ESTADOS LÍMITE 6 6.- SITUACIONES DE PROYECTO 7 6.1. Coeficientes parciales de seguridad (γ) y coeficientes de combinación (ψ) 7 6.2.- Combinaciones 9
DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS 10 8.- DATOS GEOMÉTRICOS DE PILARES, PANTALLAS Y MUROS 10 8.1. Pilares 11
Se ha solicitado realizar el diseño estructural de vivienda unifamiliar, en lote ubicado en la zona centro sur de la ciudad de Valparaíso. La edificación se clasifica en categoría II con destino habitación de uso privado . El suelo es de clase B, de tipo arcilloso, con altos grados de compacidad, presencia de árido granular y velocidad de propagación en ondas de corte, in situ (Vs), no mayor a 500 m/s.
Las estructura proyectada consiste de dos volúmenes independientes entre sí, distanciados respecto a propiedades vecinas, elaborados en estructura primaria de marcos rígidos de hormigón armado, sobre zapatas aisladas de igual materialidad, y envolventes sólidas de albañilería o madera consideradas como carga .
La obra se desarrolla en dos volúmenes, uno de un piso de altura, con nivel escalonado intermedio; el segundo de tres pisos de altura sin niveles intermedios . Ambos sobre terreno escarpado, con exposición a los vientos tipo C Se estructuran en base a marcos rígidos de hormigón en muros perimetrales e interiores. Todos sus materiales según estándar vigente en la norma chilena aplicable.
Los marcos rígidos descansan sobre zapatas aisladas de hormigón armado y vigas de fundación con vinculación exterior que acometen a estos apoyos. Dichos apoyos de hormigón armado reposan en suelos clase B, de la zona sísmica 3, según tablas de la Nch 433. Todas las vigas de fundación consideran compactación y mejoramiento de suelos en fajas de ancho mínimo igual o superior a dos veces el espesor de vigas .
En su interior cuenta con pavimento de hormigón armado, de tipo radier en pisos directamente sustentados por la rasante de suelos debidamente compactados , y losas de hormigón sobre envigados de igual material en los ambientes sobre el primer nivel.
Para el cálculo de desempeño dinámico las estructuras de soporte para la cubierta reticulados de madera , más el peso propio de sus paneles aglomerados y terminaciones, son consideradas como carga muerta. Se exceptúan las vigas maestras de la planta de techumbre (marcos rígidos de remate) especificadas para sustentar dichas cargas de manera eficaz.
Todas las obras se realizan sobre suelo natural, libre de rellenos y debidamente protegido del escurrimiento de aguas en general.
NCh427 Estructuras de acero diseño y cálculo laminados metálicos.
NCh430 Of2008 Hormigón armado Requisitos de diseño y cálculo. INN, Chile.
NCh431 Of1977 Construcción Sobrecargas de nieve. INN, Chile.
NCh432 Of1971 Cálculo de la acción del viento sobre las construcciones. INN, Chile.
NCh433 Of1996 Diseño sísmico de edificios. INN, Chile. NCh433 Of1996 modificada en 2009. Decreto N°61, 2011.
NCh1198 Of2006 Madera Construcciones en madera Cálculo. INN, Chile.
NCh1537 Of2009 Diseño estructural de edificios Cargas permanentes y sobrecargas de Uso. INN, Chile.
NCh1928 Of1993 Albañilería Armada Requisitos para el diseño y cálculo. INN, Chile. NCh1928 Of1993 modificada en 2003.
NCh3171 Of2010 Diseño estructural Disposiciones generales y combinaciones de carga. INN, Chile.
ACI 318 08 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary.
AISC 2005 Specification for structural steel buildings. American Institute of Steel Construction.
CASA 1
CASA 2
Planta
S.C.U (t/m²)
Cargas muertas (t/m²) techumbre 0.05 0.05 entrepiso 0.20 0.20 piso 1 0.20 0.20 Cimentación 0.20 0.20
Planta S.C.U (t/m²)
Cargas muertas (t/m²)
techumbre 0.05 0.05 piso 3 0.20 0.20 piso 2 0.20 0.20 piso 1 (estac.) 0.20 0.20 Cimentación 0.20 0.20
NCh432 2010
Diseño estructural. Cargas de viento Categoría del terreno: Categoría C Velocidad básica del viento: 67.00 m/s Categoría de uso: Categoría II Tipo de terreno: Escarpaduras
Dirección transversal (X) Tipo de terreno: Descendente Xp: 5.00 m Hd: 1.00 m Ld: 5.00 m Dirección longitudinal (Y) Tipo de terreno: Llano
CASA 1
Plantas
CASA 2
Anchos de banda
Ancho de banda Y (m) Ancho de banda X (m)
En todas las plantas 10.50 15.45
Anchos de banda
Plantas Ancho de banda Y (m) Ancho de banda X (m)
En todas las plantas 6.20 10.20
No se realiza análisis de los efectos de 2º orden Coeficientes de Cargas
+X: 1.00 X:1.00
+Y: 1.00 Y:1.00
CASA 1
CASA 2
Viento X (t) Viento Y (t) techumbre 3.479 5.486 entrepiso 4.662 7.351 piso 1 1.670 2.633
Planta
Viento X (t) Viento Y (t) techumbre 2.200 4.001 piso 3 4.207 7.684 piso 2 4.131 7.559 piso 1 (estac.) 2.355 4.309
Planta
Norma utilizada: NCh433.Of1996 Mod.2009 (Dº nº61, de 2011)
Norma Chilena Oficial Diseño Sísmico de Edificios (Incluye modificaciones del decreto nº 61 (V. y U.) de 2011)
Método de cálculo: Análisis modal espectral (NCh433.Of1996 Mod.2009 (Dº nº61, de 2011), 6.3)
4.3.1.- Datos generales de sismo
Caracterización del emplazamiento
Zona sísmica (NCh433.Of1996 Mod.2009, 4.1): 3
Clase de suelo (Dº nº61 de 2011, Artículo 6): B
R 0X : Factor de modificación de respuesta (X) (NCh433.Of1996 Mod.2009, 5.7)
R 0Y : Factor de modificación de respuesta (Y) (NCh433.Of1996 Mod.2009, 5.7)
Categoría del edificio (NCh433.Of1996 Mod.2009, 4.3): Categoría II
Parámetros de cálculo
R 0X : 11.00
R 0Y : 11.00
Número de modos de vibración que intervienen en el análisis: Según norma Fracción de sobrecarga de uso : 0.50 Fracción de sobrecarga de nieve : 0.50 Factor multiplicador del espectro : 1.00
Verificación de la condición de cortante basal: Según norma No se realiza análisis de los efectos de 2º orden Criterio de armado a aplicar por ductilidad: Según NCh430.Of2008, Capítulo 21
Direcciones de análisis
Acción sísmica según X Acción sísmica según Y
Proyección en planta de la obra CASA 1
Proyección en planta de la obra CASA 2
Automáticas Peso propio Cargas muertas Sobrecarga de uso Sismo X Sismo Y
Viento +X exc.+
Viento +X exc.
Viento X exc.+ Viento X exc.
Viento +Y exc.+ Viento +Y exc.
Viento Y exc.+ Viento Y exc.
E.L.U. de rotura. Hormigón
E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones
ACI 318 99 (Chile) Tensiones sobre el terreno Desplazamientos Acciones características
Para las distintas situaciones de proyecto, las combinaciones de acciones se definirán de acuerdo con los siguientes criterios: - Situaciones persistentes o transitorias
Donde:
G k Acción permanente
P k Acción de pretensado
Q k Acción variable
A E Acción sísmica
γ G Coeficiente parcial de seguridad de las acciones permanentes
γ P Coeficiente parcial de seguridad de la acción de pretensado γ Q,1 Coeficiente parcial de seguridad de la acción variable principal γ Q,i Coeficiente parcial de seguridad de las acciones variables de acompañamiento
γ AE Coeficiente parcial de seguridad de la acción sísmica
6.1.- Coeficientes parciales de seguridad (γ) y coeficientes de combinación (ψ)
Para cada situación de proyecto y estado límite los coeficientes a utilizar serán: E.L.U. de rotura. Hormigón: ACI 318 99 (Chile) E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones: ACI 318-99 (Chile)
Situación 1 Coeficientes parciales de seguridad (γ) Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 0.900 1.400 Sobrecarga (Q) 0.000 1.700 Viento (Q)
Situación 2 Coeficientes parciales de seguridad (γ) Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 1.050 1.050 Sobrecarga (Q) 0.000 1.275 Viento (Q) 1.275 1.275
Situación 3
Coeficientes parciales de seguridad (γ) Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 0.900 0.900 Sobrecarga (Q) Viento (Q) 1.300 1.300
Situación 4
Coeficientes parciales de seguridad (γ) Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 0.900 1.400 Sobrecarga (Q) 0.000 1.400 Viento (Q) Sismo (E) 1.400 1.400
Acciones variables sin sismo
Coeficientes parciales de seguridad (γ) Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 1.000 1.000 Sobrecarga (Q) 0.000 1.000 Viento (Q) 0.000 1.000
Sísmica
Coeficientes parciales de seguridad (γ) Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 1.000 1.000 Sobrecarga (Q) 0.000 1.000 Viento (Q) Sismo (E) 1.000 1.000
Acciones variables sin sismo
Coeficientes parciales de seguridad (γ) Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 1.000 1.000 Sobrecarga (Q) 0.000 1.000 Viento (Q) 0.000 1.000
Sísmica
Coeficientes parciales de seguridad (γ) Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 1.000 1.000 Sobrecarga (Q) 0.000 1.000 Viento (Q) Sismo (E) 1.000 1.000
PP Peso propio
CM Cargas muertas Qa Sobrecarga de uso
V(+X exc.+) Viento +X exc.+ V(+X exc. ) Viento +X exc.
V( X exc.+) Viento X exc.+ V( X exc. ) Viento X exc.
V(+Y exc.+) Viento +Y exc.+ V(+Y exc. ) Viento +Y exc. V( Y exc.+) Viento Y exc.+ V( Y exc. ) Viento Y exc. SX Sismo X SY Sismo Y
E.L.U. de rotura. Hormigón E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones
Comb. PP CM Qa V(+X exc.+) V(+X exc. ) V( X exc.+) V( X exc. ) V(+Y exc.+) V(+Y exc. ) V( Y exc.+) V( Y exc. ) SX SY
1 0.900 0.900 2 1.400 1.400 3 0.900 0.900 1.700 4 1.400 1.400 1.700
5 1.050 1.050 1.275 6 1.050 1.050 1.275 1.275 7 1.050 1.050 1.275 8 1.050 1.050 1.275 1.275 9 1.050 1.050 1.275 10 1.050 1.050 1.275 1.275 11 1.050 1.050 1.275 12 1.050 1.050 1.275 1.275 13 1.050 1.050 1.275 14 1.050 1.050 1.275 1.275 15 1.050 1.050 1.275 16 1.050 1.050 1.275 1.275 17 1.050 1.050 1.275 18 1.050 1.050 1.275 1.275 19 1.050 1.050 1.275 20 1.050 1.050 1.275 1.275 21 0.900 0.900 1.300 22 0.900 0.900 1.300 23 0.900 0.900 1.300 24 0.900 0.900 1.300 25 0.900 0.900 1.300 26 0.900 0.900 1.300 27 0.900 0.900 1.300 28 0.900 0.900 1.300 29 0.900 0.900 1.400 30 1.400 1.400 1.400 31 0.900 0.900 1.400 1.400 32 1.400 1.400 1.400 1.400
Comb. PP CM Qa V(+X exc.+) V(+X exc. ) V( X exc.+) V( X exc. ) V(+Y exc.+) V(+Y exc. ) V( Y exc.+) V( Y exc. ) SX SY
33 0.900 0.900 1.400
34 1.400 1.400 1.400
35 0.900 0.900 1.400 1.400
36 1.400 1.400 1.400 1.400
37 0.900 0.900 1.400
38 1.400 1.400 1.400
39 0.900 0.900 1.400 1.400
40 1.400 1.400 1.400 1.400
41 0.900 0.900 1.400
42 1.400 1.400 1.400
43 0.900 0.900 1.400 1.400
44 1.400 1.400 1.400 1.400
Comb. PP CM Qa V(+X exc.+) V(+X exc. ) V( X exc.+) V( X exc. ) V(+Y exc.+) V(+Y exc. ) V( Y exc.+) V( Y exc. ) SX SY
1 1.000 1.000
2 1.000 1.000 1.000
3 1.000 1.000 1.000
4 1.000 1.000 1.000 1.000
5 1.000 1.000 1.000
6 1.000 1.000 1.000 1.000
7 1.000 1.000 1.000
8 1.000 1.000 1.000 1.000
9 1.000 1.000 1.000
10 1.000 1.000 1.000 1.000
11 1.000 1.000 1.000
12 1.000 1.000 1.000 1.000 13 1.000 1.000 1.000 14 1.000 1.000 1.000 1.000 15 1.000 1.000 1.000 16 1.000 1.000 1.000 1.000 17 1.000 1.000 1.000 18 1.000 1.000 1.000 1.000 19 1.000 1.000 1.000 20 1.000 1.000 1.000 1.000 21 1.000 1.000 1.000 22 1.000 1.000 1.000 1.000 23 1.000 1.000 1.000 24 1.000 1.000 1.000 1.000 25 1.000 1.000 1.000 26 1.000 1.000 1.000 1.000
Grupo Nombre del grupo Planta Nombre planta Altura Cota 4 techumbre 4 techumbre 2.50 7.85
3 piso 3 3 piso 3 2.50 5.35 2 piso 2 2 piso 2 2.50 2.85 1 piso 1 (estac.) 1 piso 1 (estac.) 0.35 0.35 0 Cimentación 0.00
GI: grupo inicial
GF: grupo final
Ang: ángulo del pilar en grados sexagesimales
Datos de los pilares CASA 1
Referencia Coord(P.Fijo) GI GF Vinculación exterior Ang. Punto fijo Canto de apoyo
C1 ( 0.00, 9.18) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C2 ( 3.08, 9.18) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C3 ( 5.19, 9.18) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C4 ( 9.31, 9.18) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C5 ( 0.00, 7.58) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C6 ( 3.08, 7.58) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C7 ( 5.19, 7.58) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C8 ( 9.31, 7.58) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C9 ( 13.26, 7.58) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C10 ( 0.00, 5.00) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C11 ( 3.08, 5.00) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C12 ( 5.19, 5.00) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C13 ( 9.31, 5.00) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C14 ( 13.26, 5.00) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C15 ( 13.26, 3.63) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C16 ( 0.00, 3.63) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C17 ( 3.08, 3.63) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C18 ( 9.31, 3.63) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C19 ( 14.11, 3.63) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60 C20 ( 14.11, 0.44) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Mitad inferior 0.60
C21 ( 13.67, 0.00) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Mitad derecha 0.60
C22 ( 9.31, 0.00) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C23 ( 5.19, 0.00) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C24 ( 3.08, 0.00) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
C25 ( 0.00, 0.00) 0 3 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.60
Datos de los pilares CASA 2
Referencia Coord(P.Fijo) GI GF Vinculación exterior Ang. Punto fijo Canto de apoyo
C1 ( 0.00, 0.00) 0 4 Con vinculación exterior 0.0 Mitad inferior 1.20
C2 ( 0.00, 4.77) 0 4 Con vinculación exterior 0.0 Mitad superior 1.20
C3 ( 2.85, 0.98) 0 4 Con vinculación exterior 72.0 Centro 1.20
C4 ( 5.04, 1.74) 0 4 Con vinculación exterior 72.0 Centro 0.90
Referencia Coord(P.Fijo) GI GF Vinculación exterior Ang. Punto fijo Canto de apoyo
C5 ( 7.24, 2.49) 0 4 Con vinculación exterior 72.0 Centro 0.90
C6 ( 9.50, 3.27) 0 4 Con vinculación exterior 72.0 Mitad inferior 1.20
C7 ( 10.03, 2.77) 0 4 Con vinculación exterior 72.0 Mitad inferior 1.20
C8 ( 3.35, 4.77) 0 4 Con vinculación exterior 90.0 Centro 1.20
C9 ( 5.57, 4.31) 0 4 Con vinculación exterior 72.0 Centro 0.90
C10 ( 7.76, 3.56) 0 4 Con vinculación exterior 72.0 Centro 0.90
C11 ( 0.00, 2.99) 0 4 Con vinculación exterior 0.0 Centro 0.90
C12 ( 3.10, 1.90) 0 3 Con vinculación exterior 4.0 Centro 1.20
C13 ( 5.31, 1.29) 0 3 Con vinculación exterior 4.0 Centro 0.90
C14 ( 7.50, 0.53) 0 3 Con vinculación exterior 4.0 Centro 0.90 C15 ( 9.77, 0.25) 0 3 Con vinculación exterior 4.0 Mitad derecha 1.20
CASA 1
Pilar Planta Dimensiones (cm)
Para todos los pilares
CASA 2
Coeficiente de empotramiento Coeficiente de pandeo Coeficiente de rigidez axil Cabeza Pie X Y
3 15x15 0.30 1.00 1.00 1.00 2.00
2 15x15 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00
1 15x15 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00
Pilar Planta Dimensiones (cm)
C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C11
Coeficiente de empotramiento Coeficiente de pandeo Coeficiente de rigidez axil Cabeza Pie X Y
4 15x60 0.30 1.00 1.00 1.00 2.00
3 15x60 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00
2 15x60 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00
4 15x15 0.30 1.00 1.00 1.00 2.00
3 15x30 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00
1 15x60 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00 C9, C10
2 15x30 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00
1 15x30 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00
3 15x20 0.30 1.00 1.00 1.00 2.00
C12, C13, C14
C15
2 15x20 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00
1 15x20 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00
3 15x60 0.30 1.00 1.00 1.00 2.00
2 15x60 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00
1 15x60 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00
Tensión admisible en situaciones persistentes: 2.00 kp/cm²
Tensión admisible en situaciones accidentales: 3.00 kp/cm²
Elemento Hormigón f ck (kp/cm²) γ c
Tamaño máximo del árido (mm) E c (kp/cm²)
Todos H25 200 1.00 15 212132
11.2.-
11.2.1.-
Elemento Acero f yk (kp/cm²) γ s
Todos A 63 42H 4200 1.00
11.2.2.
Tipo de acero para perfiles Acero Límite elástico (kp/cm²) Módulo de elasticidad (kp/cm²)
Acero conformado ASTM A 36 2400 2100000 Acero laminado ASTM A 36 2700 2100000
Para el análisis y diseño se utilizó el método estático que estipula la norma NCh 433 of 2011 vigente, obteniendo los resultados reflejados en los planos estructurales. Todos los materiales según estándar y normativa aplicable, en estado de fábrica y tratados. Su calidad será verificada por la constructora responsable y el mandante.
Se ha realizado el estudio dinámico y establecido las soluciones requeridas para el buen comportamiento mecánico de estructuras , en base a categorías de suelo y factores definidos según la región y uso, además de informaciones previas extendidas por el mandante.
La inspección técnica de obras idónea, será subcontratada por el propietario a terceros. El mismo verificará el grado profesional o certificación académica de los mismos.
Se responsabilizan del correcto desempeño de estructuras los profesionales actuantes que corresponden a cada etapa. Se podrá especificar en obra accesorios estructurales de tipo secundario y terciario, previo visto bueno del arquitecto proyectista y el calculista con la correspondiente declaración en el libro de obras
JUAN LUIS MENARES RODRÍGUEZ ARQUITECTO I.C.A. 10.867