CALCULO DE GALPONES Y ESTRUCTURAS
JUAN LUIS MENARES ARQUITECTO U.S.M. JUAN.MENARES@UG.UCHILE.CL MENARESJL@GMAIL.COM WHATSAPP +56941055309
MEMOR RIA DE CÁLCUL LO EST TRUCTU URAL
NAV VE OPERAC CIONES politana Calle………….., Santiago, Reegión Metrop
Propieddad rol ……… ……………
……… ………….., …… …………….. REGIÓN ………… ……………
ÍNDICE
1.- INTRODUCCIÓN
2
2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA
3
3.- NORMAS CONSIDERADAS
3
4.- ACCIONES CONSIDERADAS
3
4.1.- Gravitatorias
3
4.2.- Viento
3
4.3.- Sismo
4
4.3.1.- Datos generales de sismo 4.4.- Hipótesis de carga
4 5
5.- ESTADOS LÍMITE
5
6.- SITUACIONES DE PROYECTO
6
6.1.- Coeficientes parciales de seguridad () y coeficientes de combinación ()
6
6.2.- Combinaciones
8
7.- DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS
10
8.- DATOS GEOMÉTRICOS DE PILARES, PANTALLAS Y MUROS
10
8.1.- Pilares
10
9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES DE PANDEO PARA CADA PLANTA 10 10.- LISTADO DE PAÑOS
11
11.- MATERIALES UTILIZADOS
12
11.1.- Hormigones
12
11.2.- Aceros por elemento y posición
12
11.2.1.- Aceros en barras
12
11.2.2.- Aceros en perfiles
12
Memoria de cálculo Fecha: 23/01/20
1.- Introducción La presente memoria de cálculo consiste en la construcción de un galpón de 406 m2, con nivel de recorridos en segundo piso. Se emplaza con el objetivo de generar ampliaciones (en segundo nivel) para obra existente de un solo piso, sin embargo se desarrolla aislada completamente de dicha preexistencia. Uso General, Categoría 2
2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA Su estructura primaria se ejecuta en perfiles de acero; siendo la tabiquería, el revestimiento y la cubierta, en soluciones de tipo steel frame. La planta de techumbre está conformada igualmente por cerchas en acero para sustentar la cubierta. Las soluciones de revestimiento, tabiquería y cubierta steel frame, se estiman como carga de uso y se consideran a especificar en obra según las indicaciones del fabricante (CINTAC o símil vigente)
3.- NORMAS CONSIDERADAS NCh427 Estructuras de acero - diseño y cálculo - losas mixtas - 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. ACI 318-99 (Chile) Hormigón armado
4.ACCIONES CONSIDERADAS 4.1.- Gravitatorias S.C.U (t/m²)
Cargas muertas (t/m²)
Forjado 3
0.05
0.05
Forjado 2
0.20
0.20
Planta
Forjado 1
0.00
0.00
Cimentación
0.00
0.00
Página 3
Memoria de cálculo Fecha: 23/01/20
4.2.- Viento NCh432-2010 Diseño estructural. Cargas de viento Categoría del terreno: Categoría D Velocidad básica del viento: 67.00 m/s Categoría de uso: Categoría II Tipo de terreno: Llano
Anchos de banda Plantas
Ancho de banda Y (m)
Ancho de banda X (m)
10.00
15.00
En todas las plantas
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 Cargas de viento Planta
Viento X (t)
Viento Y (t)
Forjado 3
5.039
8.144
Forjado 2
10.406
16.879
Forjado 1
5.746
9.321
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): 2 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)
R0X : 11.00 R0Y : 11.00
Página 4
Memoria de d cálculo
Fecha: F 23/01//20
Categoría del edificio o (NCh433..Of1996 Mo od.2009, 4.3): Categoría II os de cálculo Parámetro Número de e modos de vibración v que e intervienen n en el análiisis: Según norma n Fracción de e sobrecarga a de uso Fracción de e sobrecarga a de nieve Factor multtiplicador de el espectro
50 : 0.5 : 0.5 50 : 1.0 00
ón de la con ndición de cortante ba asal: Según norma Verificació za análisis de los efectos s de 2º orde en No se realiz uctilidad: Según NCh430 0.Of2008, Ca apítulo 21 Criterio de armado a aplicar por du Direccione es de análisis Acción sísm mica según X Acción sísm mica según Y
Proyección en planta de d la obra
4.4.- Hip pótesis de carga as Peso prop pio Automática Cargas muertas Sobrecarg ga de uso Sismo X Sismo Y Viento +X X exc.+ Viento +X X exc.Viento -X exc.+ Viento -X exc.Viento +Y Y exc.+ Viento +Y Y exc.Viento -Y exc.+ Viento -Y exc.
Página a5
Memoria de cálculo Fecha: 23/01/20
5.- ESTADOS LÍMITE E.L.U. de rotura. Hormigón ACI 318-99 (Chile) E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones Acciones características
Acero conformado Acero laminado Desplazamientos
6.- SITUACIONES DE PROYECTO Para las distintas situaciones de proyecto, las combinaciones de acciones se definirán de acuerdo con los siguientes criterios: - Situaciones persistentes o transitorias
j 1
Gj
Gkj PPk QiQki i1
- Situaciones sísmicas
j 1
Gj
Gkj PPk AE A E QiQki i 1
- 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 () Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
0.900
1.400
Sobrecarga (Q)
0.000
1.700
Viento (Q)
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Situación 2 Coeficientes parciales de seguridad () 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 () Carga permanente (G)
Favorable
Desfavorable
0.900
0.900
1.300
1.300
Sobrecarga (Q)
Viento (Q)
Situación 4 Coeficientes parciales de seguridad () Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
0.900
1.400
Sobrecarga (Q)
0.000
1.400
-1.400
1.400
Viento (Q)
Sismo (E) Acero conformado: NCh427 Acero laminado: NCh427
Acciones variables sin sismo Coeficientes parciales de seguridad ()
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 () Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
1.000
1.000
Sobrecarga (Q)
0.000
1.000
-1.000
1.000
Viento (Q)
Sismo (E)
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Memoria de cálculo Fecha: 23/01/20
Desplazamientos
Acciones variables sin sismo Coeficientes parciales de seguridad () Carga permanente (G)
Favorable
Desfavorable
1.000
1.000
Sobrecarga (Q)
0.000
1.000
Viento (Q)
0.000
1.000
Sísmica Coeficientes parciales de seguridad () Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
1.000
1.000
Sobrecarga (Q)
0.000
1.000
-1.000
1.000
Viento (Q) Sismo (E)
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
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.-)
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
1.050 1.050 1.275
1.275
10
SX
SY
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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.-)
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
20
1.050 1.050 1.275
21
0.900 0.900
SX
SY
1.275 1.275 1.300
22
0.900 0.900
23
0.900 0.900
1.300
24
0.900 0.900
25
0.900 0.900
26
0.900 0.900
27
0.900 0.900
28
0.900 0.900
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
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
1.300 1.300 1.300 1.300 1.300 1.300
Acero conformado
Acero laminado
Desplazamientos
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
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Memoria de cálculo Fecha: 23/01/20
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
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
7.- DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS Grupo Nombre del grupo Planta Nombre planta Altura Cota 3 Forjado 3
3 Forjado 3
3.10 6.80
2 Forjado 2
2 Forjado 2
3.60 3.70
1 Forjado 1
1 Forjado 1
0.10 0.10
0 Cimentación
0.00
8.DATOS GEOMÉTRICOS DE PILARES, PANTALLAS Y MUROS 8.1.- Pilares GI: grupo inicial GF: grupo final Ang: ángulo del pilar en grados sexagesimales
Referencia
Datos de los pilares Vinculación exterior
Coord(P.Fijo)
GI- GF
Ang.
Punto fijo
Canto de apoyo
C1
(261.76, 93.16)
0-3
Con vinculación exterior 90.0 Esq. sup. izq.
0.00
C2
(256.01, 93.16)
0-3
Con vinculación exterior 90.0 Esq. sup. izq.
0.00
C3
(250.26, 93.16)
0-3
Con vinculación exterior 90.0 Esq. sup. izq.
0.00
C4
(239.66, 93.91)
0-3
Con vinculación exterior 90.0 Esq. sup. izq.
0.00
C5
(239.66,104.71)
0-3
Con vinculación exterior 90.0 Esq. sup. izq.
0.00
C6
(256.01,104.71)
0-3
Con vinculación exterior 90.0 Esq. sup. izq.
0.00
C7
(261.76,104.71)
0-3
Con vinculación exterior 90.0 Esq. sup. izq.
0.00
C8
(239.66,108.79)
0-3
Con vinculación exterior 90.0 Esq. sup. izq.
0.00
C9
(250.26,108.79)
0-3
Con vinculación exterior 90.0 Esq. sup. izq.
0.00
C10
(256.01,108.79)
0-3
Con vinculación exterior 90.0 Esq. sup. izq.
0.00
C11
(239.66,113.79)
0-3
Con vinculación exterior 90.0 Esq. sup. izq.
0.00
C12
(250.26,113.79)
0-3
Con vinculación exterior 90.0 Esq. sup. izq.
0.00
C13
(239.66,119.59)
0-3
Con vinculación exterior 90.0 Esq. sup. izq.
0.00
C14
(250.45,104.81)
2-3
Sin vinculación exterior 90.0 Esq. sup. izq.
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Memoria de cรกlculo Fecha: 23/01/20
9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES DE PANDEO PARA CADA PLANTA Pilar
C2
C1
C3
C4, C7
C5, C11
C6
C8
C9
C10
C12
C13 C14
Planta
Dimensiones Coeficiente de empotramiento (cm) Cabeza Pie
Coeficiente de pandeo X
Y
Coeficiente de rigidez axil
3
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
2
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
1
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
3
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
2
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
1
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
3
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
2
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
1
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
3
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
2
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
1
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
3
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
2
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
1
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
3
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
2
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
1
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
3
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
2
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
1
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
3
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
2
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
1
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
3
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
2
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
1
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
3
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
2
HE 500 A
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
1
HE 500 A
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2.00
3
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Memoria de cálculo Fecha: 23/01/20
10.- LISTADO DE PAÑOS Losas mixtas consideradas
Nombre
Descripción de la chapa
HLM-60/220 Denominación “LM” en planta
HIASA - GRUPO GONVARRI Canto: 60 mm Intereje: 220 mm Ancho panel: 880 mm Ancho superior: 50 mm Ancho inferior: 60 mm Tipo de solape lateral: Inferior Límite elástico: 2446.48 kp/cm² Perfil: 0.70mm Peso superficial: 7.21 kg/m² Sección útil: 9.19 cm²/m Momento de inercia: 59.74 cm4/m Módulo resistente: 16.71 cm³/m Peso Propio: 0.2 (t/m²)
11.MATERIALES UTILIZADOS 11.1.- Hormigones Elemento Todos
Hormigón
fck (kp/cm²)
c
Tamaño máximo del árido (mm)
Ec (kp/cm²)
200
1.00
15
212132
H25
11.2.Aceros por elemento y posición 11.2.1.- Aceros en barras
Elemento Todos
Acero A-63-42H
fyk (kp/cm²)
s
4200
1.00
11.2.2.- Aceros en perfiles
Tipo de acero para perfiles
Acero
Límite elástico Módulo de elasticidad (kp/cm²) (kp/cm²)
Acero conformado
ASTM A36
2530
2100000
Acero laminado
ASTM A36
2530
2100000
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12.- Conclusión y alcances Para el análisis y diseño se utilizó el método estático que estipula la norma NCh 433 vigente, obteniendo los resultados reflejados en los planos estructurales. Se ha realizado el estudio dinámico y los análisis de desempeño mecánico en base a categorías de suelo y factores definidos para la región y uso, además de informaciones previas extendidas por el mandante. La inspección de obras idónea será subcontratada por el propietario a terceros. La obra posee estructuras previamente ejecutadas en base a proyectos carentes de memoria de cálculo estructural, realizándose la presente considerando antecedentes extendidos por el mandante. El correcto desempeño de estructuras se delega a los profesionales actuantes que corresponden a cada etapa. El proyecto de estructuras y memoria son del tipo regularización.
JUAN-LUIS MENARES RODRIGUEZ ARQUITECTO ICA 10867
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