Calculista Estructuras Renca

MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL

VIVIENDA UNIFAMILIAR

PROPIEDAD Rol 1215-9

LasYerbas#1987

COMUNA DE QUILPUE

PROVINCIA DE MARGA-MARGA

REGIÓN DE VALPARAÍSO

1.- INTRODUCCIÓN

Se ha solicitado realizar el diseño estructural de vivienda unifamiliar, en lote ubicado en la zona sur del casco urbano de Quilpué. La edificación se clasifica en categoría II –con destino habitación de uso privado-. El suelo es de clase B, con altos grados de compacidad, presencia de árido granular y velocidad de propagación con ondas de corte in-situ (Vs) no mayor a 500 m/s.

Las obras proyectadas se elaboran en estructura primaria de marcos rígidos de hormigón armado, sobre zapatas de hormigón, y envolventes sólidas de albañilería entre pilares (primer piso). En segundo piso y cubierta se estructura enteramente en reticulados de carpintería metálica y revestimientos estructurales de madera aglomerada.

2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA

La obra es de volumen único, en dos pisos de altura, sin niveles intermedios, sobre terreno escarpado, con exposición a los vientos tipo C. Está estructurada en base a albañilería confinada en todos los muros del primer nivel y entramados de acero laminado “steel frame” en segundo piso y techumbre y cubierta. Las envolventes de segundo piso son en placas estructurales de madera aglomerada. Todos los materiales según estándar vigente en NCHs aplicables.

Descansa sobre zapatas aisladas de hormigón armado y vigas de fundación -con vinculación exterior- que acometen a estos apoyos bajo columnas. Los pilares de hormigón armado reposan en suelos clase B, de la zona sísmica 3, según tablas de la Nch 433.

Para el cálculo de desempeño sísmico, las estructuras de soporte para la cubierta –reticulados de acero-, más el peso propio de sus paneles aglomerados y terminaciones, son considerados como carga muerta. Se exceptúan las vigas maestras de la planta de techumbre (marcos rígidos de remate) especificadas para sustentar dicha carga de cubierta de manera eficaz.

En su interior cuenta con pavimento de hormigón armado, de tipo radier en pisos directamente sustentados por la rasante de suelos -debidamente compactados-, y losa de hormigón armado en plano de segundo nivel. Ante la eventualidad de arcillas expansivas, los pavimentos del radier contarán con enmallado inferior. Todas las obras se realizan sobre suelo natural, libre de rellenos y debidamente protegido del escurrimiento de aguas en general.

3.- NORMAS CONSIDERADAS

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

NCh1537 Of2009

NCh1928 Of1993

NCh3171 Of2010

ACI 318-08

AISC 2005

Madera – Construcciones en madera – Cálculo. INN, Chile.

Diseño estructural de edificios – Cargas permanentes y sobrecargas de Uso. INN, Chile.

Albañilería Armada – Requisitos para el diseño y cálculo. INN, Chile. NCh1928 Of1993 modificada en 2003.

Diseño estructural – Disposiciones generales y combinaciones de carga. INN, Chile.

Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary.

Specification for structural steel buildings. American Institute of Steel Construction.

4.- ACCIONES CONSIDERADAS

4.1.- Gravitatorias

4.2.- Viento

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: Ascendente

Xp: 3.00 m

Hu: 2.40 m

Lu: 18.00 m

Dirección longitudinal (Y)

Tipo de terreno: Llano

No se realiza análisis de los efectos de 2º orden

4.3.- Sismo

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

Sistema estructural

R0X: Factor de modificación de respuesta (X) (NCh433.Of1996 Mod.2009, 5.7)

R0Y: 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

Número de modos de vibración que intervienen en el análisis: Según norma

R0X : 11.00

R0Y : 11.00

de sobrecarga de uso :

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

Pe Ca So Sis Sis Vie Vie Vie Vie Vie Vie Vie Vie

lanta de la o sis de ca so propio rgas muertas brecarga de mo X mo Y

nto +X exc.

nto +X exc.

nto -X exc.+

nto -X exc.-

nto +Y exc.

nto +Y exc.-

nto -Y exc.+

nto -Y exc.-

ESTADO .U. de rotura .U. de rotura ro conforma siones sobre splazamiento

ACI 318 Accione CTO cto, las com itorias

-99 (Chile) s característ

icas e acciones se definirán de acuerdo

con los

- Donde:

Gk Acción permanente

Pk Acción de pretensado

Qk Acción variable

AE Acción sísmica

G Coeficiente parcial de seguridad de las acciones permanentes

P Coeficiente parcial de seguridad de la acción de pretensado

Q,1 Coeficiente parcial de seguridad de la acción variable principal

Q,i Coeficiente parcial de seguridad de las acciones variables de acompañamiento

AE Coeficiente parcial de seguridad de la acción sísmica

6.1.- Coeficientes parciales de seguridad () y coeficientes de combinación ()

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 ()

Coeficientes parciales de seguridad ()

Coeficientes parciales de seguridad ()

Acero conformado: NCh427

Situación

Desplazamientos

6.2.- Combinaciones

 Nombres de las hipótesis

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

7.-

DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS

8.- DATOS GEOMÉTRICOS DE PILARES, PANTALLAS Y MUROS

8.1.- Pilares

GI: grupo inicial

GF: grupo final

Ang: ángulo del pilar en grados sexagesimales

9.-

10.- RECUBRIMIENTOS

y C13

C14, C15, C16, C17 y C18

C21, C22, C23, C24, C25, C26, C27, C28, C29, C30, C31, C32, C33, C34, C35, C36, C37, C38, C39 y C40 piso 1 3 El recubrimiento para el resto de pilares es de 4 cm.

11.- LOSAS Y ELEMENTOS DE CIMENTACIÓN

-Tensión admisible en situaciones persistentes: 2.00 kp/cm²

-Tensión admisible en situaciones accidentales: 3.00 kp/cm²

12.- MATERIALES UTILIZADOS

12.1.- Hormigones

12.2.- Aceros por elemento y posición

12.2.1.- Aceros en barras

Aceros en perfiles

13.- CONCLUSIÓN Y ALCANCES

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 ante humedad, corrosión y horadadores. Su calidad será verificada por la constructora responsable en comunicación con el propietario.

Se realiza el estudio dinámico y se establece 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 dueño a terceros. El mismo verificará el grado profesional o certificación académica de los equipos correspondientes.

Se responsabilizan del correcto desempeño de estructuras los profesionales actuantes que corresponden a cada etapa de ejecución de faenas. 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 U.T.F.S.M.

INFORME CALIDAD DE SUBSUELO

VIVIENDA UNIFAMILIAR

PROPIEDAD Rol 1215-9

LAS YERBAS # 1987

COMUNA DE QUILPUE

PROVINCIA DE MARGA-MARGA REGIÓN DE VALPARAÍSO

1. - INTRODUCCIÓN

El presente trabajo tiene como objetivo evaluar el estado orográfico y diseñar las soluciones necesarias para eliminar riesgos y detener el deterioro posible de estructuras sobre subsuelo; en predio ubicado en Calle Las Yerbas entre calles Del Limonal –por el norte- y Los Aromos -esquina opuesta de la misma calle-, todas en el sector de La Cumbre, de Quilpué.

La intervención de estratos tiene por objeto la erección de Vivienda Unifamiliar en dos niveles, con las condiciones de desempeño mecánico, seguridad y habitabilidad que ello implica.

Para ello se realizó un análisis de información, recabada en campaña de campo y aquellos antecedentes previos obtenidos desde el cliente. Esta se compara a datos CIREN para decantar en las conclusiones del trabajo de gabinete -al cierre de estudios-

En trabajo de campo se considera la utilización de tablas Munsell (de cromática geológica) para la verificación de materialidades expuestas en fichas y estudios preliminares de suelo.

Los criterios de mitigación son sugeridos por el profesional actuante en base a experiencias del sector y las posibilidades de inversión del mandante.

1.2 . - RECONOCIMIENTO PREVIO

La visita de reconocimiento previo se realizó el día 24 de Agosto de 2022, durante la que se hizo un recorrido por todo el emplazamiento y su entorno más próximo.

Durante la misma se observaron los horizontes de subsuelo -mediante calicatas, realizadas por cuadrilla de jornales supervisados- así como los límites del lote

Actualmente existe un tránsito de vehículos leve, por vía de hormigón armado. No se acusa deslizamiento de terreno desde el nivel calle hacia el interior de la propiedad, al existir infraestructura adecuada para la carga de recorrido expuesta y diferencia de cota.

Se descarta la necesidad de compactación de planos más allá del simple apisonamiento.

2. - ANTECEDENTES

El emplazamiento de estudio está en calidad de sitio con construcción parcialmente ejecutada, acusándose la intervención previa de tierras –corte de terreno- sin verificar la existencia de rellenos.

2.1 . - SITUACIÓN GEOGRÁFICA

La zona de estudio se localiza en sector poniente central de la comuna de Quilpué. Las coordenadas UTM en la entrada principal son, Latitud -33.059264 N / Longitud: -71.435114 E

El emplazamiento presenta un fuerte desnivel hacia el poniente, en planta rectangular, ocupando una superficie que limita totalmente con terrenos urbanos, acusándose en las proximidades viviendas y urbanizaciones consolidadas e infraestructura adecuada para el recorrido vehicular y curso de aguas lluvias

En general el sector carece de suelos de relleno o propensos al deslizamiento.

2.2 - SITUACIÓN GEOLÓGICA

Según data CIREN esta zona corresponde a materiales de categoría II, concretamente arcillas, alternando con niveles de areniscas y calizas. También presenta niveles de granodioritas en las capas intermedias. La disposición de los materiales es relativamente regular, registrando cruce de los estratos parcial, dada la inclinación del lote. Las capas expuestas de granodiorita -“tertén”- y arcillas de alta compacidad, permiten fundar bajo los estratos de áridos semi descompuestos a baja profundidad. El corte ejecutado por el mandante expone suelos de mayor firmeza.

En los alrededores del emplazamiento se observan afloramientos superficiales de estos materiales, los que se corresponden a lo observado en lotes dentro de un radio de 200 m –además de la ficha CIREN y las cartas de la normativa sísmica de diseño-.

De los cortes de carretera y calles cercanas se observa la persistencia de regularidad en estratos, igualmente arcillosos y con vetas de granodiorita –ambos de alta compacidad y baja oxidación-.

2.3 . - SITUACIÓN HIDROGEOLÓ GICA

Según catastro, es generalizada en la zona la permeabilidad media de los materiales, con lo que se descarta la existencia de napas de amplitud, teniendo los escasos afloramientos existentes un carácter muy local y poco importante. Se estima la solución básica de contenciones muretes a especificar en obra y con barbacanas cada 5 metros lineales (o la alternativa de malla gavión hormigonada y anclada al talud por pilares de hormigón en inclinación no mayor a 45° del plomo).

3. - USOS DEL SUELO

El emplazamiento de estudio se encuentra en una zona urbana y su entorno más próximo tiene el mismo carácter. Aproximadamente a unos 2 kilómetros al sur aparecen las primeras zonas de expansión comunal carentes de edificaciones.

Con carretera intercomunal y barrios densamente poblados a su alrededor, se descarta la influencia de usos agrícolas o cuerpos de agua –ambos inexistentes en el área-.

4. - PLAN DE MUESTREO

El objetivo de la toma de muestras fue establecer las condiciones actuales, desde el punto de vista geológico, tras el transcurso de aproximadamente una década en situación de sitio eriazo y establecer las consideraciones para una futura instalación de obras y edificación definitiva. Para ello se realizaron sondeos sistemáticos -con calicatas- para poder llevar a cabo una inspección básica de suelos y aguas subterráneas.

La profundidad de las perforaciones se estimó en zanjas cubicas de arista 1.20 metros para los sondeos, permitiendo detectar cualquier afección al suelo debida a infiltraciones superficiales. Los trabajos se realizan en etapas cercanas al invierno para visar el comportamiento en etapas de mayor pluviosidad.

Debido a las características definidas para las perforaciones, la finalidad de los trabajos de campo y el tipo de materiales presentes en la zona, el método utilizado fue el de perforación manual –considerada como la más adecuada al caso-

5. - PARTICULARIDADES

A grandes rasgos, desde la exploración geotécnica, se reconoce un suelo de fundación muy homogéneo bajo la superficie del predio en estudio. En los 1.2 metros de profundidad explorados se encuentran dos horizontes de suelo gravo arenoso, de propiedades muy similares, con excelentes propiedades geomecánicas y alta compacidad, descartándose la necesidad de pilotes.

Este material presenta un porcentaje bajo de finos, diferenciándose que bajo los 0.90 metros, aproximadamente, estos finos presentan una plasticidad media baja. La compacidad también tiende a aumentar en el horizonte más profundo.

La exploración geotécnica y ensayos de laboratorio rescatados de las bases de datos CIREN evidencian las excelentes propiedades mecánicas del subsuelo, correspondiente a arcillas altamente cohesionadas. Descartándose las afecciones de deslizamientos propias de las laderas de relleno o de suelo arenoso –propias del sector costero o áreas de botadero-.

Preliminarmente, se trata de un terreno apto para excavar en desnivel en una cota media de -0.60 m, para así fundar en firme natural adecuado –según datos de resistencia de los testigos-, siendo la técnica más adecuada la de tipo manual sin la asistencia de maquinaria liviana, Esto permite resguardar la tolerancia a deformaciones de la estructura y el socalzado de obras vecinas preexistentes, entre otras afecciones posibles al proyecto

6. - MEDIDAS DE MITIGACION

El sello de fundación para las zapatas deberá situarse bajo la cota -0,60 m medida desde el nivel de terreno natural, cercano al primer piso del proyecto;

Para el caso de mejoramientos, la cota de sello quedará definida de acuerdo al proyecto definitivo, considerando la resistencia y capacidad de carga horizontal del elemento a utilizar, dicha cota podrá ser menor a la especificada para las zapatas aisladas.

En general, la profundidad final de sello de fundación para el sistema de socalzado deberá ser definida de acuerdo a las características del proyecto definitivo respetando las profundidades mínimas señaladas anteriormente.

En relación a contenciones, se considera suficiente el uso tradicional de muros de mampostería en ladrillo princesa confinado –gravitacionales y especificados en obra, con sus respectivas barbacanas a distancias no mayores a 500 cm lineales entre cada una de ellas.

A efectos de economía de costos se presenta la alternativa de malla gavión anclada al talud por hormigón armado y totalmente recubierta de pasta de hormigón shotcrete –considerando barbacanas a no más de 5 metros en todas las direcciones del plano, con desfases de 1.00m-.

Las construcciones provisorias que el contratista deberá prever para el personal, los materiales que necesitan protección, los servicios higiénicos, el agua potable, los servicios de primeros auxilios y la vigilancia de la obra fuera del horario de trabajo deberán ejecutarse como etapa del área de ocupación de suelo de la obra nueva, y considerando la evacuación de líquidos y residuos constante, de manera que no se afecte la superficie nivelada para los efectos de fundar. Dicha evacuación se estima adecuada hacia el patio sur dado el alto grado de absorción capilar del estrato superficial.

Las aguas lluvias se derivarán a los patios interiores contiguos a la calle –considerando zanjas de infiltración al final del circuito de banquetas, cámaras y tuberías subterráneas. En su defecto podrán derivarse al sistema público –considerando el proyecto habilitante-

7.- CONCLUSIÓN Y ALCANCES

Se ha realizado el estudio de subsuelo en base a inspección visual con equipo competente, las categorías de suelo y factores definidos para la región en la NCH 433 y el uso de materiales de acceso público, además de informaciones previas extendidas por el mandante. La inspección de obras idónea será subcontratada por el propietario a terceros.

Todas las soluciones de mitigación a especificar en obras, deberán registrarse en el libro de obras con la firma aprobatoria de los profesionales designados a la inspección técnica y que posean el título profesional que les haga competentes para la especificación de elementos.

El mandante se hará cargo de verificar el respaldo de estudios y certificaciones en la planta de profesionales y maestros que requieran preparación específica para el manejo de los materiales constructivos relativos a las soluciones de mitigación.

JUAN-LUIS MENARES RODRIGUEZ ARQUITECTO U.T.F.S.M.