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MEMORIA DE CALCULO PROYECTO "MEJORAMIENTO Y AMPLIACIÓN DE LOS SERVICIOS DE LA AGENCIA AGRARIA DE PARINACOCHAS-REGIÓN AYACUCHO" 1. DATOS GENERALES 1.1. Según el proyecto arquitectónico, la edificacion es de dos (02) pisos. Comprende almacén, auditorio, oficinas administrativas y baños. 1.2. UBICACIÓN. – DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO LUGAR

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AYACUCHO PARINACOCHAS CORACORA CORACORA

2. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO La presente memoria descriptiva corresponde al Proyecto de Estructuras del: “MEJORAMIENTO Y AMPLIACIÓN DE LOS SERVICIOS DE LA AGENCIA AGRARIA DE PARINACOCHAS-REGIÓN AYACUCHO”. La presente Memoria Descriptiva corresponde a las Obras Civiles: Obras de Concreto. Como parámetro trascendental, se considera la categoría de la edificación, la cual corresponde con la clasificación de “Edificaciones Especiales”, es decir, edificaciones cuyas funciones no deben interrumpirse en forma inmediata ante la ocurrencia de un sismo. En nuestro caso, ante un evento sísmico o catástrofe de cualquier índole, todos se dirigen a la Agencia Agraria, el cual sirve como refugio ante la ocurrencia de un desastre.. 3. ESTRUCTURACIÓN La estructura está diseñada para poder soportar las cargas de gravedad y sísmicas de dos pisos. Para el diseño se ha considerado una sobrecarga de 300 Kg/m2 en el segundo piso y 100 kg/cm2 en los techos. El módulo principal tienen un sistema estructural de Albañilería Confinada conformada por muros de cabeza y algunos pórticos de concreto armado en el eje Y-Y con vigas de sección variables de ancho 0.25m y peralte de 0.40m; además se tiene un sistema estructural de Albañilería Confinada conformada por muros de cabeza y algunos pórticos de concreto armado en el eje X-X formados por columnas , cuya mayor longitud se encuentra alineado con dicho eje, presentándose además vigas de 0.30m x 0.60m de sección con inclinación, diseñados para soportar cargas gravitacionales y sísmicas.

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Para el diseño de las estructuras, han intervenido los siguientes elementos estructurales:  Losas: aligeradas  Vigas: principales y secundarias  Columnas  Zapatas  Muros  Cimentaciones  Vigas de cimentación Los techos están conformados por losas aligeradas unidireccionales de 20cm y 25cm de peralte con ladrillos de arcilla. Para la estructuración de las columnas y vigas se buscó que la ubicación esté orientada al lado que ofrezca mayor rigidez posible. En el caso de las vigas se colocará buscando que repose sobre su menor dimensión. El espesor de la losa está en función de la separación entre los apoyos. Las cimentaciones, se diseñaron de acuerdo a la capacidad de soporte del terreno (capacidad portante) de fundación.

4. CONSIDERACIONES DEL ANÁLISIS ESTRUCTURAL Métodos Propuestos por el código del ACI: El código del ACI en su última Edición de 1999 presenta dos métodos de diseño, método del diseño a la rotura y método de diseño elástico, da mayor énfasis al diseño a la rotura y el diseño elástico esta relegado en un apéndice. A lo largo del presente trabajo se desarrollará solo el primer diseño, al cual el código denomina método de diseño por resistencia. El diseño por resistencia presenta la ventaja que el factor de seguridad de los elementos analizados puede ser determinado. El código ACI introduce el factor de seguridad en el diseño a través de mecanismos: amplificación de cargas de servicio y reducción de la resistencia teórica de la pieza. Las cargas de servicio se estiman haciendo uso de los códigos, reglamentos o normas y el análisis estructural se hace bajo la hipótesis de un comportamiento elástico de la estructura. El código del ACI clasifica las cargas en: permanentes, sobrecarga, sismos, viento, empuje del suelo, etc. Y propone expresiones para calcular la carga última de diseño. Las expresiones que permiten determinar la carga última se denominan combinaciones de cargas, de acuerdo a las solicitaciones que actúan sobre un elemento, se propone un juego de combinaciones. Deberá evaluarse cada una de ellas y desarrollar el diseño haciendo el uso de las solicitaciones más críticas.

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Simultáneamente a la amplificación de las cargas de servicio, el código propone la reducción de la resistencia teórica de los elementos de concreto armado como un medio para incrementar el factor de seguridad del diseño. La resistencia teórica o nominal de una pieza es la determinada haciendo uso de los principios presentados en el código del ACI. La naturaleza misma del concreto armado y fundamentalmente su procedimiento constructivo generan que la resistencia calculada en el papel, no sea igual a la verificada en la realidad. Los factores de reducción de resistencia nominal que está disponible en un elemento determinado con una cierta certeza probabilística. 5. NORMAS Y PARÁMETROS PARA EL ANÁLISIS SÍSMICO El análisis sísmico se efectuó siguiendo las indicaciones de la Norma Peruana de Diseño Sismorresistente NTE.030 del 2016. Siguiendo estas indicaciones y con el fin de determinar un procedimiento adecuado de análisis, se clasificó a la edificación como estructura regular. La respuesta sísmica se determinó empleando el método de superposición espectral considerando como criterio de combinación la “Combinación Cuadrática Completa”, (CQC) de los efectos individuales de todos los modos. Tal como lo indica la Norma E.030, y de acuerdo a la ubicación del Edificio y el Estudio de Suelos realizado, los parámetros para definir el espectro de diseño fueron: Factor de zona (Zona 3): Z = 0.35 g Perfil de Suelo (Tipo S2, Zona 3): S = 1.15 Tp=0.60s Tl = 2.00s Factor de Categoría (Categoría A): U = 1.5 Coeficiente Básico de Reducción de fuerzas sísmicas: Rx = 8, Ry = 3 (Porticos y Albañilería Confinada) Factor de Irregularidad en altura: Ia = 1.00 Factor de Irregularidad en planta: Ip = 1.00 Factor de amplificación sísmica: Cx = Cy = 2.50 Las cargas (momentos flectores, fuerzas cortantes y axiales) obtenidos del Análisis Sísmico para cada elemento han sido utilizadas en el diseño de estos.

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6. PROPIEDAD DE LOS MATERIALES 1.CONCRETO

Resistencia de Concreto (F´c)= Peso Especifico (Yc) = Modulo Elasticdad (Ec) =

210.00 2400 217370.65

Kg/cm2 Kg/m3 Kg/cm2

210.00 2400 2173706511.93

Kg/cm2 Kg/m3 Kg/m2

Modulo de Poisson(vc) = Modulo de corte (Gc) =

0.20 90571.10

Kg/cm2

0.20 905711046.64

Kg/m2

2.ALBAÑILERIA

F´m= F´m= Resist. de Albañileria (F´m)= Peso Especifico (Ym) = Modulo Elasticdad (Em) = Modulo de Poisson(vm) = Modulo de corte (Gm) =

65 45

Kg/cm2 (Ladrillo Industrial) Kg/cm3 (Ladrillo Artesanal) 45.00 Kg/cm2 45.00 Kg/cm2 1800 Kg/m3 1800 Kg/m3 22500.00 Kg/cm2 225000000.00 Kg/m2 0.25 9000.00

Kg/cm2

0.25 90000000.00

Kg/m2

3.ACERO

Resist. de Albañileria (Fy)= Peso Especifico (Ya) = Modulo Elasticdad (Ea) = Modulo de Poisson(va) = Modulo de corte (Ga) =

4,200.00 7800 21000000.00 0.30 8076923.08

Kg/cm2 Kg/m3 Kg/cm2 Kg/cm2

42,000,000.00 7800 210000000000.00 0.25 84000000000.00

Kg/m2 Kg/m3 Kg/m2 Kg/m2

Figura 6.1.- Propiedad de los Materiales 7. MODELOS DE ANÁLISIS Y RESULTADOS DE DESPLAZAMIENTO Para el análisis sísmico y de gravedad, el edificio se modeló con elementos con deformaciones por flexión, fuerza cortante y carga axial. Para cada nudo se consideraron 6 grados de libertad estáticos y para el conjunto tres grados de libertad dinámicos correspondientes a dos traslaciones horizontales. a) Análisis Dinámico: El método dinámico indicado por la NTE-E.030 es el de superposición espectral. El espectro de aceleraciones queda definido en función de la zona de suelo y la categoría y sistema estructural de la edificación. La NTE-E.030 establece dos criterios de superposición, el primero en función de la suma de los valores absolutos y la media cuadrática completa de valores (CQC). En general resulta siempre más sencillo emplear el procedimiento dinámico. Bastará con usar el espectro de aceleraciones apropiado y elegir entre los dos criterios de superposición. Generalmente los programas de computación más difundidos tienen como alternativa de superposición la CQC, en tal caso se emplea con 5% de amortiguamiento.

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b) Definiendo el Espectro de Respuesta: Un espectro de respuesta es la máxima respuesta de un sistema exitado en su base por una función aceleración-tiempo. Esta función se expresa en términos de la frecuencia natural de la estructura y el amortiguamiento del sistema. El espectro de Respuesta según la NTEE.030 para el diseño Inelástico utilizando el Coeficiente Sísmico Inelástico (ZUSC/R) que vamos a emplear para el análisis, es suministrado con el programa de cómputo ETABS y fue necesario definirlo de acuerdo al cuadro que se detalla más adelante. Dotar a las estructuras de una resistencia a fuerzas laterales tan elevada como de régimen elástico, es en mucho caso imposible e injustificable dada la baja probabilidad de que las fuerzas máximas se presenten durante su vida útil de una estructura (10% de la probabilidad de excedencia en 50 años de exposición). Todos los códigos de diseño reconocen este hecho y permiten reducir la resistencia lateral de las estructuras a una fracción de la máxima solicitación elástica, a cambio de garantizar un comportamiento post-elástico adecuado. La NTE-E0.30 establece de coeficientes de reducción R, según el tipo de Estructura.

Figura 7.1.- Calculo de espectro en la dirección X

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Figura 7.2.- Calculo de espectro en la dirección Y 8. METODOLOGÍA DE DISEÑO EN CONCRETO Para el diseño de los diferentes elementos estructurales se ha utilizado el Método de Resistencia y se ha cumplido con los criterios de diseño de la Norma Peruana de Diseño en Concreto Armado NTE-060, complementada por lo indicado en la Norma ACI 318 en su última versión. Para determinar la resistencia nominal requerida, se emplearon las siguientes combinaciones de cargas: 1.4 M + 1.7 V

M = carga muerta

1.25 ( M + V ) + S

V = carga viva

1.25 ( M + V ) - S

S = carga de sismo

0.9 M + S 0.9 M - S De acuerdo al análisis efectuado se verificó que las columnas y vigas tienen secciones adecuadas para resistir las solicitaciones sísmicas. La figura presenta una vista del modelo estructural utilizado.

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Figura 8.1.- Vista del modelo estructural

9. MODELAMIENTO DE LA ESTRUCTURA

Figura 9.1.- Desplazamiento con la fuerza sísmica en la dirección Y

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Figura 9.2.- Desplazamiento con el peso propio

Figura 9.3.- Diagrama de momentos (CV, CM) 10. DESPLAZAMIENTOS LATERALES MÁXIMOS DEL ULTIMO NIVEL Para el diseño de los diferentes elementos estructurales se ha utilizado el Método de Resistencia y se ha cumplido El cálculo de los desplazamientos elásticos se realizó considerando todos los modos de vibración y 5 % de amortiguamiento en la Combinación Cuadrática Completa. Los desplazamientos inelásticos se estimaron multiplicando los desplazamientos de la respuesta elástica por el factor de reducción correspondiente, de acuerdo al esquema estructural adoptado en cada dirección. A continuación, se presentan los datos y los análisis sísmicos en los sentidos X-X y Y-Y.

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Datos :

PARAMETROS SISMICOS Descripcion

Clasificacion

Parametro de Zona : Zona 3 Categoria de Edificacion: "A" Condiciones Geotecnicas: S2: Suelo Blandos Periodo Fundamental: Hn=6.50 m Ctx: 35.00 C = 2.50 Factor de Amp. Sismica: Eje X-X: Albañileria Eje Y-Y: Albañileria Coeficientes de Rx = 3 Reducción Ry= 3 FACTOR x = FACTOR y =

Factor S : 1.15 Cty: 60.00 Ro : 3.00 Ro : 3.00 C/Rx = C/Ry =

Z : 0.35 U : 1.50 Tl : 2.00 Tx : 0.186 C = 2.5 Ia : 1.00 Ia : 1.00 0.833 0.833

Tp : 0.60 Ty = 0.108 Ip : 1.00 Ip : 1.00

0.503125 0.503125

Espectro de Aceleracion Sismica:

Figura 10.1.- Parámetros Sísmicos.

CONTROL DE DERVIA EJE X-X ENTREPISO

Altura

Techo 2 Piso

650 325

Desplazamien Desplazamien to (cm) to realtivo 0.3863 0.2265

0.1598 0.2265

DRIFT (Δe/He)

R

0.75*R*(Δe/He)

Δe/He Permitido

> Δe/He Permitido

0.00025 0.00070

3.0 3.0

0.0006 0.0016

0.005 0.005

OK OK

CONTROL DE DERVIA Y-Y ENTREPISO

Altura

Techo 2 Piso

650 325

Desplazamien Desplazamien to (cm) to realtivo 1.2206 0.7144

0.5062 0.7144

DRIFT (Δe/He)

R

0.75*R*(Δe/He)

Δe/He Permitido

> Δe/He Permitido

0.00078 0.00220

3.0 3.0

0.0018 0.0049

0.005 0.005

OK OK

Figura 10.2.- Derivas.

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