Memoria Calculo and Hospital San Antonio

MEMORIA DE CÁLCULO AND_HOSPITAL_SAN_ANTONIO

Fecha: Disciplina: Realizado: Aprobado:

27/03/2015 SBE MR GC

Realizado por:

Ing. Civil Rubén Arboleda.

C.I:17.644.832

C.I.V: 231.795

MEMORIA DE CÁLCULO DEL PROYECTO AND_HOSPITAL_SAN_ANTONIO



27/03/2015 SBE MR GC

GENERALIDADES

La presente memoria corresponde al análisis sísmico y cálculo

estructural para el chequeo de la edificación destinada al PROYECTO

AND_HOSPITAL_SAN_ANTONIO; el cual se desarrollara en un área de

azotea, Pasaje 01 Dr. José María Vargas, Edificio Charly 11 - 44, Barrio

Rafael Urdaneta, Municipio Bolívar, Estado Táchira, estableciendo los

requerimientos mínimos de diseño de acuerdo con las normas nacionales e

internacionales para el diseño de estructuras en concreto y acero.

NORMAS EMPLEADAS

Se sigue las disposiciones de los Reglamentos y Normas Nacionales e

Internacionales descritos a continuación:

COVENIN-MINDUR 2002-88 de “Criterios y Acciones mínimas para el

proyecto de edificaciones”.

COVENIN-MINDUR 1753-06 de “Especificaciones para el cálculo de

Estructuras de Concreto Armado”.

COVENIN-MINDUR 1756-2001 de “Edificaciones Sismorresistentes”.

A.C.I. 318 – 2008 (American Concrete Instituto) - Building Code

Requirements for Structural Concrete. “Requisitos de Reglamento para

Concreto Estructura y Comentario”

CONVENIN 1618-1998, Estructuras de Acero para Edificaciones.

Método de los Estados Límites.

Especificaciones AISC Instituto Americano de Construcción en Acero

(ASD, LRFD) 2009 en Español. AISC 360-05.

COVENIN VIENTO 2003-1989. Acciones del viento sobre las

edificaciones.



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ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS

CONCRETO:

Resistencia (f’c): 210 Kg/cm2

(Columnas, placas, vigas y losas)

-Módulo de Elasticidad (E): 218.820 Kg/cm2

-Módulo de Poisson (u): 0.20

-Peso Específico (γC): 2300 Kg/m3 (concreto simple); 2400 Kg/m3

(concreto armado).

PROPIEDADES DE PERFILES DE ACERO

En concordancia con los lineamientos establecidos en la norma

venezolana COVENIN 1618: 1998, los valores a emplear en el diseño de la

tensión de cedencia (F) y resistencia de agotamiento a la tracción (Fu), serán

los valores especificados en las correspondientes normas y especificaciones

de los materiales considerados. La Tabla 1.1 del manual de diseño de

Estructuras de Acero con perfiles tubulares, reproduce los valores mínimos

de resistencia para perfiles tubulares establecidos en las especificaciones

ASTM A500.



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ACERO CORRUGADO (ASTM A605):

Resistencia a la fluencia (fy): 4,200 Kg/cm2 (Gº 60):

“E”: 2’100,000 Kg/cm2.



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OBRA ESTRUCTURAL Y MÉTODO DE CÁLCULO

La construcción se planteó en una estructura en concreto armado,

conformada por pórticos en los dos sentidos ortogonales que se fundan

desde el nivel del terreno +0.00 m hasta + 15.00 m donde se colocara la losa

de equipos, y los anclajes de los mástil de 3 m y 6 m, de acuerdo a la

ubicación e identificación en los planos de arquitectura y los cortes

respectivos.

Los pórticos que componen la superestructura como se indica en los

planos arquitectónicos, fueron calculados por medio del programa Etabs el

cual utiliza en marcos de concreto la Norma ACI 318-05/IBC 2009, y en el



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diseño de acero actúa bajo la norma AISC360-05/IBC2006, de acuerdo a las

reacciones y momentos resultado del análisis y diseño en el programa Etabs.

En el análisis se supuso comportamiento lineal y elástico. Los

elementos de concreto armado se representaron con elementos lineales. Sus

rigideces se determinaron ignorando la fisuración y el refuerzo. Las

estructuras fueron analizadas con modelos tridimensionales, suponiendo

losas infinitamente rígidas frente a acciones en su plano.

Tipos de acciones actuantes.

Acciones Permanentes:

Referidas a las que actúan continuamente sobre la edificación y cuya

magnitud puede considerarse invariable en el tiempo, como las cargas

debidas al peso propio de los componentes estructurales y cargas debidas al

peso propio de los componentes no estructurales: pavimentos, rellenos,

paredes, tabiques, frisos, instalaciones fijas, etc. Igualmente el empuje

estático de líquidos y tierras que tengan un carácter permanente, las

deformaciones y los desplazamientos impuestos por el efecto de pretensión,

los debidos a movimientos diferenciales permanentes de los apoyos, las

acciones geológicas y de temperatura permanentes, entre otros.

Acciones Variables:

Corresponde aquellas sobre la edificación con una magnitud variable en el

tiempo y que se deben a su ocupación y uso habitual, como las cargas de

personas, objetos vehículos, ascensores, maquinarias, grúas móviles, sus

efectos de impacto, así como las acciones variables de temperatura y

geológicas y los empujes de líquidos y tierras que tengan una carácter

variable. Según lo indicado en las normas citadas COVENIN MINDUR 2002-



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88 de acuerdo a la tabla 5.1 de las cargas Mínimas Distribuidas Variables

Sobre Entrepisos y Azoteas Kg/m2.

ANÁLISIS DE CARGA DE EDIFICACION

Nº DESCRIPCION UNIDAD CARGA

1 CARGA PERMANENTE DE TECHO Kg/m2

Loseta de techo 0,05 m * 2400 kg/m3 *1m Kg/m2 120.00

Bloque Piñata de Anime Kg/m2 10.00

Manto asfaltico en una sola capa 3mm Kg/m2 4.00

Friso Kg/m2 47.50

Equipos Carga Máxima por m 2 Kg/m2 1100.00

Total carga permanente Kg/m2 1282

Carga Puntual máxima de Mástil Kgf 750.00

1.1 CARGA VARIABLE DE TECHO

Carga variable acceso peatonal Kg/m2 150.00

Total carga Variable Kg/m2 150.00

2 CARGA PERMANENTE DE ENTREPISO USO RESIDENCIAL UNIDAD CARGA

Revestimiento Piso Kg/m2 100.00

Malla truckson Kg/m2 1.98

Bloque Piñata de Anime Kg/m2 10.00

Tabiquería Kg/m2 180.00

Friso revestimiento de paredes y losas, cal y cemento Kg/m2 57.00

Loseta de piso 0,05 m * 2400 kg/m3 *1m Kg/m2 120.00

Total carga permanente de entrepiso Kg/m2 469.00

2.1 CARGA VARIABLE DE ENTREPISO

Total de carga variable de entrepiso Uso Residencial Kg/m2 300.00



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MODELOS ESTRUCTURALES

Los modelos empleados para vigas y columnas consistió en barras

de eje recto que incluyen deformaciones por flexión, carga axial, fuerza

cortante y torsión. Este modelo considera el efecto tridimensional del aporte

de rigidez de cada elemento estructural.

MASAS PARA EL ANÁLISIS DINÁMICO MODAL Y SÍSMICO

Las masas provenientes de las losas, piso terminado, y de la sobrecarga

se concentran a nivel del centro de masas de la losa; y las masas

provenientes del peso propio de las vigas y columnas se consideran

distribuidas en toda su longitud. Luego el programa lleva la masa de los

elementos estructurales hacia los nudos extremos.

ANALISIS SÍSMICO

Para facilitar el proyecto de la estructura sismo – resistente es

conveniente realizar o definir las variables, datos que sean necesarios para

analizar la estructura, estos datos serán dados a conocer a continuación

según la NORMA COVENIN 1756-1:2001 “Edificaciones Sismo

resistentes”.

La acción sísmica se caracteriza mediante espectros de diseño que toman

en cuenta las formas espectrales tipificadas, la condición de amortiguamiento

estructural, y la capacidad de absorción y disipación de energía de la

estructura mediante factores de respuesta.

Los espectros de diseño se han definido a nivel cedente, por tanto el

factor de mayoración de solicitaciones a usar es de 1.0.



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La estructura, miembros, conexiones y los materiales a emplear, así como

su calidad, diseño, detallado e inspección, deberán satisfacer las normas

vigentes COVENIN y COVENIN-MINDUR conforme a lo establecido en la

Norma COVENIN 1756-1:2001.

Para este fin se Pre dimensionó cada uno de los miembros estructurales

de manera de poder estimar un peso de la estructura que posteriormente

permitiera el cálculo tanto de las cargas verticales, como las horizontales.

Estas dimensiones iníciales se tomaron en base a criterios lógicos de

estructuración y a recomendaciones que hace la norma para ello.

Con la finalidad de sintetizar los cálculos sísmicos se utilizara análisis y

diseño estructural basado en el método de los elementos finitos con

características especiales para el análisis y diseño estructural de

edificaciones.

El mapa de zonificación dado en la Figura de este estudio, así como

los valores establecidos se consideran representativos de probabilidades de

excedencia de 10% para una vida útil de 50 años, es decir periodos de

retorno de 475 años. Se fundamentan en una revisión de los mapas de

zonificación sísmica conocidos (1898-1998), así como en aquellos

incorporados en diversos documentos técnicos, así como en estudios de

amenaza sísmica hechos en el país en los últimos 15 años (Beltrán, 1993;

PDVSA, 1991; CADAFE, 1984; Consejo Nacional de Seguros, 1990; Lobo,

1987; Grases, 1997). Entre estos últimos, destaca el mapa de zonificación

sísmica propuesto en base a resultados de estudios realizados en INTEVEP

(Quijada 1993) en su versión más reciente; este mapa contiene curvas de

isoaceleración. A los fines de la aplicación de esta Norma, el país ha sido

dividido en ocho zonas.



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Parámetros Básicos del Cálculo: Para los efectos de la aplicación de esta

Norma, las edificaciones quedarán clasificadas según su uso, nivel de

diseño, tipo y regularidad estructural.

Mapa de Zonificación Sísmica.

Según su ubicación en las zonas sísmicas definidas en la Norma

corresponde a:

Cuadro Ubicación Zona Sísmica.

ESTADO MUNICIPIO ZONA SÍSMICA

TACHIRA BOLIVAR 5

Norma COVENIN MINDUR 1756-1:2001 Pág. 20



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Resumen de Datos de Zona Sísmica de acuerdo a la norma

COVENIN MINDUR 1756-1



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Acciones o Combinaciones de carga

Las estructuras de concreto y acero estructural, sus miembros, juntas

y conexiones, y el sistema de fundación deben diseñarse para que tengan la

resistencia, la rigidez, la estabilidad y la tenacidad exigidas para los Estados

Límites establecidos en las Normas COVENIN.

Las hipótesis y requisitos del proyecto y la construcción sismo

resistentes se fundamentan en las solicitaciones que resultan de los

movimientos sísmicos especificados en la Norma COVENIN -MINDUR 1756-

98 Edificaciones Sismorresistentes.

COMB1 1.400*CP + 1.400*SCP

COMB2 1.200*CP + 1.200*SCP + 1.600*CVT

COMB3 1.200*CP + 1.200*SCP + 0.500*CVT + 1.000*SX + 0.300*SY

COMB4 1.200*CP + 1.200*SCP + 0.500*CVT + 0.300*SX + 1.000*SY

COMB5 1.200*CP + 1.200*SCP + 1.000*SX + 0.300*SY

COMB6 1.200*CP + 1.200*SCP + 0.300*SX + 1.000*SY

COMB7 0.900*CP + 0.900*SCP + 1.000*SX + 0.300*SY

COMB8 0.900*CP + 0.900*SCP + 0.300*SX + 1.000*SY



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Se considerarán las siguientes acciones:

CP Acciones permanentes debidas al peso propio de la estructura de

acero o de acero - concreto y de todos los materiales que estén

permanentemente unidos o soportados por ella, así como de otras cargas o

deformaciones de carácter invariable en el tiempo.

CV Acciones variables debidas al uso y ocupación de la edificación,

incluyendo las cargas debidas a objetos móviles y el equipamiento que

puede cambiar de sitio.

CVt Acciones variables en techos y cubiertas, definidas la Sección

5.2.4 de la Norma COVENIN –MINDUR 2002.

W Acciones accidentales debidas al viento, según la Norma COVENIN

- MINDUR 2003 Acciones del Viento sobre las Construcciones.

S Acciones accidentales debidas al sismo, según la Norma COVENIN

- MINDUR 1756-98 Edificaciones Sismorresistentes.



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Propiedades de la Columna de Concreto 30x30 de soporte principal del

mástil de 6 metros y soporta la viga del mástil de 3 metros, y diseñada

para soportar la losa de techo del nivel +15.00 m, la cual soporta la losa

de equipos.



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Propiedades de la Viga de carga de Concreto 30x30 en ubicada en la

planta de techo de la edificación.



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Resultados obtenidos

En cuanto al análisis estructural realizado se identifican los siguientes

resultados:

Una vez realizado el análisis estático y dinámico, así como el

diseño de los marcos de concreto, y de acuerdo a las cargas aplicadas

distribuidas y puntuales del mástil de 6 metros y 3 metros, asi como la

carga de los equipos a aplicados sobre la azotea de la edificación, se

realizo el chequeo de diseño de pórticos estructurales en concreto

armado tomando un porcentaje mínimo de 1.00 % del área neta de los

elementos estructurales columnas, ya que son los elementos que

deben soportar por lo menos el doble del esfuerzo de las vigas de la

edificación, y se obtuvo un chequeo en el cual se indica los resultados

de las columnas de la estructura principalmente en los pórticos que

soportan las cargas anteriormente identificadas para el proyecto son:



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Diseño Sismo resistente en Concreto Armado. Pórtico principal que

soporta las cargas del mástil y losa de equipos.

Acero Longitudinal en Vigas y Columnas. Unidad Kg/cm2

Pórtico D Eje 1, 2, 3, nivel +15 metros, columna de 30x30 cm, la cual

soporta la carga puntual del mástil de 3 y la viga de 30x30 que soporta

las cargas distribuidas, con un área de acero mínima de entre 15.6

cm2 hasta 20.3 cm2, con un porcentaje de acero entre el 1.29 % y el

1.66 %, del área neta.



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Acero Longitudinal en Vigas y Columnas. Unidad Kg/cm2

Pórtico D Eje 1, 2 Y 3 nivel +15 metros, columna de 30x30 cm, la cual

soporta el mástil de 6 metros con un porcentaje de acero 19.1 cm2

hasta 21.80 cm2, con un porcentaje de acero entre el 1.56 % y el 1.78

%, del área neta.



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Análisis Dinámico

Los chequeos de los desplazamientos de acuerdo a la aplicación de

sismos en el sentido x, y, se encuentran dentro de los rangos establecidos en

la norma venezolana de sismo resistencia, menores al 0.018 la cual se indica

se acuerdo a la siguiente tabla.

EDIFICACIONES

TIPO Y DISPOSICIÓN DE LOS GRUPO GRUPO GRUPO

ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES A B1 B2

Susceptibles de sufrir daños por deformaciones de la estructura. 0.012 0.015 0.018

No susceptibles de sufrir daños por deformaciones de la

estructura. 0.016 0.020 0.024

DESPLAZAMIENTOS LATERALES TOTALES

El desplazamiento lateral total del nivel i se calcula como:

= 0.8 x R x FM = 0.8 x R =

R : Factor de reducción de respuesta

Desplazamiento lateral den nivel i, calculado para las fuerzas de diseño.

D i

Dci :

2.40D i Dci



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DIAGRAMA DE DERIVA MAXIMA SISMO X

Deriva Máxima SX = 0.8 * R * 0.0013749

D Max Sx = 0.8 * 6 * 0.0013749 = 0.0065 < 0.018 Chequea.



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DIAGRAMA DE DERIVA MAXIMA SISMO Y

Deriva Máxima SY = 0.8 * R * 0.0012735

D Max Sy = 0.8 * 6 * 0.0012735 = 0.0061 < 0.0081 Chequea



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Resultados obtenidos

Los chequeos de los desplazamientos de acuerdo a la aplicación de

sismos en el sentido x, y, se encuentran dentro de los rangos

establecidos en la norma venezolana de sismo resistencia, menores al

0.018 la cual se indico anteriormente en las tablas de control de

desplazamiento.

EL corte estático de la estructura en relación con los cortes dinámicos

debido a la aplicación de los sismos se encuentran en una relación

menor a 1, de acuerdo a las especificaciones de la norma Sismo

resistente Venezolana.

De acuerdo a los chequeos realizados se determina, que la aplicación

de las cargas debido a losas de equipos y mástil de equipos de

telecomunicaciones, no interfieren ni comprometen la estructura de la

edificación, por lo que se puede proceder a realizar la ejecución, de

acuerdo a los lineamientos planteados en planos con detalles para la

obra especifica, ya que la estructura posee la rigidez necesaria, de

acuerdo a su uso actual el cual es Residencial.

Para la losa de los equipos se recomienda una losa maciza de 15 cm

de espesor, embutida dentro de la losa de techo o azotea con un

espesor de 5cm, ya que la losa de techo absorbe en gran parte los

esfuerzos que se transmiten por las cargas de los equipos a

implementar en el lugar de ejecución, dicha losa puede trabajar con

acero mínimo de diámetro de 3/8” , o malla electrosoldada de acero en



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ambas direcciones de la losa, con un concreto con una resistencia

mínima de compresión de 210 Kg/cm 2.

Para la aplicación del mástil de 6 metros y 3 metros sobre la losa del

techo, se indican en los planos de detalles estructurales, su forma de

empotramiento y los arriostramiento laterales colocados a 90º, para

dar la estabilidad a este elemento que trabaja a una cota máxima de

21 m, y que se encuentran bajo la acción permanente del viento

necesitando de este tipo de arriostramiento lateral.

Se puede indicar que el esfuerzo transmitido a la estructura por parte

de las cargas puntuales y distribuidas de la losa de equipos y mástil de

6 metros y 3 metros respectivamente, no representan ningún problema

en el comportamiento estructural de la edificación actual, y a su vez se

nota en la planta de techo un tanque de almacenamiento de agua el

cual necesita una cuantía de acero mayor, y por lo observado en la

inspección no se presentan patologías actuales.

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