MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL “AULAS DE DISTINTO TAMAÑO, ÁREAS PARA TRABAJO COLEGIADO, CUBÍCULOS PARA PTC, ÁREA DE APOYO ADMINISTRATIVO E INTENDENCIA, ASI COMO ÁREA DE SANITARIOS, PARA LA DES DE PSICOLOGIA”
ÍNDICE 1.- GENERALIDADES
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2.- MATERIALES
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3.- REFERENCIAS
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4.- PARÁMETROS DEL SUELO
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5.- ANÁLISIS DE CARGAS
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5.1.- CARGAS GRAVITACIONALES
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5.2.- CARGAS DE SISMO
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5.3.- COMBINACIONES DE CARGAS
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6.- RESULTADOS DEL MODELO DE ANÁLISIS Y DISEÑO
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6.1.- VISTAS EN 3D
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6.2.- PLANTAS DE IDENTIFICACIÓN DE TRABES Y COLUMNA
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6.5.- DEFORMACIONES Y DESPLAZAMIENTOS
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7.- DISEÑO DE ELEMENTOS
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7.1.- CIMENTACIÓN
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7.2.- CONTRATRABES
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7.3.- COLUMNAS
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7.4.- TRABES
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7.5.- LOSAS
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FOTOGRAFÍA SATELITAL
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COORDINACIÓN DE OBRAS ING. RODRIGO PEREZ CRUZ
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1.- GENERALIDADES El presente documento cubre las bases y criterios utilizados para el análisis y diseño estructural del “Aulas de distinto tamaño, áreas para trabajo colegiado, cubículos para PTC, área de apoyo administrativo e intendencia, asi como área de sanitarios, para la DES de Psicologia” ubicados en el “Campus Aeropuerto” de la Universidad Autónoma de Querétaro, UAQ, el cual se realizó a partir de los planos arquitectónicos, con el software de diseño, cálculo y dimensionamiento CYPECAD-2010.c, para determinar el tamaño de las dimensiones de las secciones y el acero de refuerzo de la cimentación y superestructura proyectada. El proyecto consiste en la construcción de un Edificio dentro del Campus Aeropuerto, el cual albergará Aulas, cubículos y sanitarios. Según la normativa del Instituto Nacional de la Infraestructura Física Educativa, dado que se trata de una construcción con fin institucional educativo la cual albergará personal académico y alumnado, la construcción del mencionado proyecto entra dentro de la clasificación del Grupo A dado que se requiere un alto grado de seguridad, cuya falla estructural podría causar la pérdida de un número elevado de vidas o pérdidas económicas o culturales de magnitud excepcionalmente altas. 2.- MATERIALES La calidad de los materiale supuesta en el desarrollo del proyecto ejecutivo, deberá cumplir con la calidad que a continuación se detalla. Descripción del material
Especificación
Cemento para elaboración de concreto Cemento Portland. hidráulico con f’c=250 kg/cm2 Barras de acero corrugadas Gr.42 Acero de refuerzo para concreto armado 2 (fy=4200kg/cm ) del No. 3 y mayores NOM B6 (ASTM A-615) Mallas electrosoldadas de alambre de acero Mallas de acero de refuerzo (fy=5000kg/cm2) NOM B-290 (ASTM Aelectrosoldadas 185) Nota: El diámetro de las barras de acero se indica en múltiplos de 1/8 de pulgada. 3.- REFERENCIAS El análisis y dimensionamiento estructural se realizó de acuerdo a los lineamientos establecidos por los siguientes Manuales y Reglamentos. RCDF-2004
Depto. del Distrito Federal, “Reglamento de Construcciones del Departamento del Distrito Federal”, Feb-2004
NTC-2004
Depto. del Distrito Federal, “Normas Técnicas Complementarias del Reglamento de Construcciones del Departamento del Distrito Federal”, Feb-2004 2
4.- PARÁMETROS DEL SUELO La excavación de los pozos de exploración a cielo abierto y las pruebas de laboratorio efectuadas, permitieron definir que el subsuelo en el sitio en que se desplantará el proyecto, está constituido por una capa superficial de materiales arcillosos de baja compresibilidad, con espesor promedio de 0.60 m. existe roca hasta una profundidad de 1.5m, adecuada para apoyar la cimentación del edificio. La capacidad de carga a 19ton/m2 m, de desplante es de 1.6m. De acuerdo a las características antes mencionadas, la cimentación más recomendable es a base de zapatas aisladas de concreto reforzado. Para un reporte más detallado acerca del suelo, consultar el “Estudio de Geotecnia”. 5.- ANALISIS GENERAL DE CARGAS 5.1.- CARGAS GRAVITACIONALES I.-Cargas muertas – Son aquellas que actúan en forma constante sobre la estructura y cuya intensidad puede considerarse constante con el tiempo. Se incluyen dentro de esta categoría: El peso propio de la estructura. El peso de los acabados, accesorios e instalaciones. II. -Cargas vivas.- Son las fuerzas que se producen por el uso en la estructura y que no permanecen en el mismo lugar. Cargas viva máxima-. Se utiliza para diseño estructural por fuerzas verticales y para calcular asentamientos inmediatos en la cimentación. Cargas viva instantánea-. Se utiliza para diseño por cargas del tipo accidental como sismo y viento. Normalmente su valor se considera nulo en cubiertas al combinarse con los efectos del viento. Cargas viva media-. Se utiliza para calcular deformaciones y asentamientos a largo plazo en estructura y cimentación.
Planta Losa 2 Losa 1 Cimentación
C.V. (t/m²) 0.30 0.30 0.30
Cargas muertas (t/m²) 0.30 0.30 0.30 3
4.3.- Sismo Sin acción de sismo
5.2 CARGAS DE SISMO Las fuerzas de sismo se estimaron siguiendo las recomendaciones contenidas en las “Normas Técnicas Complementarias del Reglamento de Construcciones del Departamento del Distrito Federal”, Feb-2004 (NTC-2004) específicamente en las “Normas Técnicas Complementaria Para Diseño Por Sismo”. Los parámetros que definen el espectro de respuesta son los siguientes: Para el diseño por acción sísmica, se considera la regionalización de la CFE-93: Zona sísmica de la República Mexicana Zona B Tipo de construcción Grupo A Tipo de suelo II Factor de comportamiento sísmico Q=2 Zonificación de la República Mexicana
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5.3.- COMBINACIONES DE CARGAS Las condiciones independientes de carga utilizadas fueron las siguientes: Carga Muerta CM Carga viva máxima CVM
Sismo transversal SX Sismo longitudinal SY
El análisis de la estructura se realizó bajo las siguientes combinaciones: COMBINACIONES DE DISEÑO 1.4 CM + 1.4 CVM 1.1 CM + 1.1 CVI ± 1.1SX ± 0.33 SY 1.1 CM + 1.1 CVI ± 1.1SY ± 0.33 SX
COMBINACIONES DE SERVICIO 1.0 CM + 1.0 CVM 1.0 CM + 1.0 CVI ± 2.0SX ± 0.6 SY 1.0 CM + 1.0 CVI ± 2.0SY ± 0.6 SX
6.- RESULTADOS DEL MODELO DE ANÁLISIS Y DISEÑO A continuación se muestra el modelo de análisis de diseño utilizado. Se presentan vistas tridimensionales y vistas en planta. 6.1.- VISTAS EN 3D
Figura 6.1. Vista frontal en 3D 5
Figura 6.2. Vista trasera en 3D 6.2.- PLANTAS DE IDENTIFICACIÓN DE TRABES Y COLUMNAS
Grupo Nombre del grupo Planta Nombre planta Altura Cota 2 Losa 2 2 Losa 2 3.20 6.40 1 Losa 1 1 Losa 1 3.20 3.20 0 Cimentación 0.00
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Figura 6.3. Nodos en base (Nivel de Piso Terminado).
Figura 6.4. Vista en planta (Nivel 0+3.20).
Figura 6.6. Vista en planta (Nivel 0+6.40).
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7.- DISEÑO DE ELEMENTOS En el presente apartado se muestran los resultados obtenidos del cáluclo de cimentaciones, contratrabes, trabes y losas. 7.1.- CIMENTACIÓN Se considera un tipo de zapata aislada: Zapata: Zapata aislada con base de 2.40m x 2.40m, y 0.50m de peralte. El armado se realiza con varilla del #8@25cm en ambas direcciones.
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Los dados se contemplan de la siguiente manera: Dado 1: Sección transversal de 0.50m x 0.50m, con armado longitudinal de 4V#4 y estribos del #3 @ 15cm.
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7.2.- CONTRATRABES Se considera una única sección de contratrabe con dimensión de 0.30m x 0.40m, y armado longitudinalmente con 2 varillas #6 en lecho superior, 2 varillas #6 en lecho inferior, dos columpios #5 y estribos del #3 @30cm.
7.3.- COLUMNAS Las dimensiones de las columnas se muestran en la siguiente tabla. Tipo
Referencia columna
Dimensiones
1
C1=C2=C3=C4 C5=C6=C7=C8 C9=C10=C11=C12 C13=C14=C15=C16 C17=C18=C19=C20 C21=C22=C23=C24
0.40x0.40
Para las columnas, el armado longitudinal será de 8 varillas #8 y 2 varillas #6, con estribos cuadrados #3, estribo rectangular #3 y estribo en forma de gancho #3 @15cm.
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7.4.- TRABES Se consideran dos tipos de trabe diferentes: Trabe 1: Sección transversal de 0.40m x 0.60m, y una mensula de 0.52.5m, armada con 8#4 para recibir a la losa. El armado longitudinal se compone por 4V#8 en la parte superior, 2V#4 en la parte media, 4V#8 en la parte inferior, 2V#8 como columpios y estrivos #3 @15cm.
Trabe 2: Sección transversal de 0.10m x 0.26m, el armado longitudinal se compone por 2V#4 en la parte superior, 2V#6 en la parte inferior y estrivos #3 @15cm.
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7.5.- LOSAS La losa se conforma por un sistema losa spirool, con un peralte total de 0.20m.
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FOTOGRAFÍA SATELITAL CON LA UBICACIÓN DEL EDIFICIO. UAQ, CAMPUS SAN JUAN DEL RÍO.
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