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ESTUDIOS Y MEDIO AMBIENTE, CONTROL INTERNO Y TRAMITE
DOCUMENTARIO; DEL CAMPAMENTO PROYECTO ESPECIAL CHIRA PIURA"
MEMORIA DE CÁLCULO
ESTRUCTURAL
PROYECTO: “MANTENIMIENTO DE LOS AMBIENTES: OFICINA DE LA DIRECCION DE ESTUDIOS Y MEDIO AMBIENTE, CONTROL INTERNO Y TRAMITE DOCUMENTARIO; DEL CAMPAMENTO PROYECTO ESPECIAL CHIRA PIURA" DIRECCIÓN DE ESTUDIOS Y MEDIO AMBIENTE
PIURA, AGOSTO 2022
Proyecto Especial Chira Piura
Panamericana Norte Km. 3. Carretera Piura - Sullana – PERÚ Central Telefónica 51 073 321330
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CONTENIDO I DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO II CÓDIGOS Y NORMAS III ANALISIS SÍSMICO 3.1 Introducción 3.2 Parámetros Sísmicos 3.3 Combinaciones de Diseño 3.4 Modelo Tridimensional IV DISEÑO ESTRUCTUAL V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
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Concreto armado : f`c = 210 kg/cm2 (en toda la estructura).
Acero : A-
Albañilería : Clase IV
Cemento : Tipo MS y Tipo I
Sobrecargas (de acuerdo a ambientes según propuesta arquitectónica):
En Aulas : 250 kg/m
En corredores y escaleras : 400 kg/m
En techos : 100 kg/m2 Pesos
III. ANALISIS SÍSMICO 3.1. Introducción El análisis sísmico se hará considerando un modelo de comportamiento lineal elástico con las solicitaciones sísmicas reducidas, el modelo deberá considerar una distribución espacial de masas y rigideces que sean adecuadas para calcular los aspectos más significativos del comportamiento dinámico de la estructura. Los desplazamientos laterales se obtienen de multiplicar el desplazamiento lateral elástico por 0.75R si la estructura es regular o por R si es irregular, con esto calcular los desplazamientos laterales relativos admisibles, el cual no debe exceder la distorsión que indica la norma. 3.2. Parámetros Sísmicos Los parámetros empleados para definir las solicitaciones de diseño se resumen en la siguiente tabla:
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3.3. Combinaciones de Diseño Comb1 = 1.4 D Comb2 = 1.2 D + 1.6 L (± 0.8W) Comb3 = 1.2 D ± 1.3 W + 0.5 L Comb4 = 0.9 D ± 1.3 W Comb5 = 0.9 D ± Ex (ó Ey) Comb6 = 1.2 D + 0.5 L ± Ex (ó Ey) Combinaciones mayoradas válidas para el diseño por resistencia (LRFD) 3.4. Modelo Tridimensional El análisis estructural se realizó usando el programa SAP2000, los cuales fueron modelos matemáticos de comportamiento elástico. Se emplea un modelo tridimensional conformado por elementos frame (elementos barra) unidos por medio de nudos comunes.
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Figura 3: Vista de los elementos estructurales.
Figura 4: Definición de la sección de correas.
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Figura 5: Definición de la sección de viga principal.
Figura 6: Definición de la sección de arriostre.
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La estructura será diseñada para soportar como carga viva la sobrecarga de diseño. COD. DESCRIPCION CARGA UNID. UBICACION L1 (^) Sobrecarga de techo 50 Kg/m2. En las viguetas del techo La estructura y los elementos expuestos a la acción del viento, serán diseñadas para resistir las cargas de viento, suponiendo que estas actúan en dos direcciones horizontales y perpendiculares entre sí. La velocidad de diseño del viento será la velocidad máxima adecuada a la zona de la edificación. La carga exterior (presión o succión) ejercida por el viento se supondrá estática y perpendicular a la superficie a la superficie sobre la cual actúa. Las cargas de viento se evaluaron según la norma peruana de cargas E-020, considerando que la presión o succión según sea el caso, se obtiene con la siguiente expresión: Ph =0.005 × C ×V (^) h 2 Ph = Presión (o succión) ejercida por el viento, expresada en kg/m2. C = Factor de forma adimensional, que se obtiene de la tabla 3.7.4 de la norma E-020. Vh = Velocidad de diseño del viento a la altura h, expresada en Km/h, calculada según: V (^) h = V × ( h / 10 )
V= Velocidad de diseño hasta una altura de 10m (no menor de 75Km / h). En este caso tenemos h = 3.70 m Altura de la edificación, expresada en metros. La velocidad V, se obtiene de mapas eólicos. Para la ubicación de la estructura, según el mapa de ISOTACAS mostrado en la figura 7 y obtenido de la norma E-020, se considera igual a 75 Km/h. Como la máxima altura de la edificación h, es igual a aproximadamente 3.310 m, La velocidad Vh será igual a: 75.00 x (3.70/ 10)0.22^ = 60.27 (Km/h). Entonces, la presión básica Ph será igual a: 0.005x (60.27 Km/h)^2 xC = 18.16xC (kg/m2).
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Figura 9: Mapa eólico del Perú, Norma E-020 vigente.
Se muestra a continuación la siguiente tabla de la norma E-020 para la selección de los factores C correspondientes a superficies verticales de edificios, superficies inclinadas y arcos, para nuestro caso tenemos dada la geometría del techo y fachadas laterales de la edificación lo siguiente:
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Figura 11: Definición de Sismo en la dirección “X”.
Figura 12: Definición de Sismo en la dirección “Y”.
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Figura 13: Definición de la masa de la Estructura.
Figura 14: Definición de las combinaciones de carga.
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IV. DISEÑO ESTRUCTUAL
Figura 17: Diseño de elementos estructurales.
Figura 18: Ratio Demanda/Capacidad de Estructura 3D.
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Figura 19: Vista de la armadura metálica más esforzada.
AISC 360-10 STEEL SECTION CHECK (Summary for Combo and Station) Units : Kgf, m, C Frame : 58 X Mid: 3.8 Combo: 1.2D+1.6Lr+0.8W Design Type: Brace Length: 0.962 Y Mid: 3.238 Shape: 4"x4"x6m Frame Type: OMF Loc : 0.481 Z Mid: 1.219 Class: Compact Princpl Rot: 0. degrees Provision: LRFD Analysis: Direct Analysis D/C Limit=0.95 2nd Order: General 2nd Order Reduction: Tau-b Fixed AlphaPr/Py=0.014 AlphaPr/Pe=0.004 Tau_b=1. EA factor=0.8 EI factor=0. Ignore Seismic Code? No Ignore Special EQ Load? No D/P Plug Welded? Yes SDC: D I=1. Rho=1. Sds=0. R=8. Omega0=3. Cd=5. PhiB=0.9 PhiC=0.9 PhiTY=0.9 PhiTF=0. PhiS=0.9 PhiS-RI=1. PhiST=0. A=0.002 I33=3.509E-06 r33=0.039 S33=6.907E-05 Av3=0. J=5.242E-06 I22=3.509E-06 r22=0.039 S22=6.907E-05 Av2=0. E=2.039E+10 Fy=27000000. Ry=1.432 z33=8.236E- RLLF=1. Fu=32000000. z22=8.236E-
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