MEMORIA DESCRIPTIVA

ÍNDICE: 1.- Introducción. 2.- Objetivo. 3.- Estudio del proyecto. 3.1.- Arquitectónico. 3.2.- Propuesta del sistema estructural. 3.3.- Normatividad. 4.- Análisis de la estructura. 4.1.- Cargas vivas. 4.2.- Cargas muertas. 4.3.- Cargas accidentales. 4.3.1.- Sismo. 4.4.- Cargas en elementos estructurales. 4.4.1.- Losas. 4.4.2.- Muros. 4.4.3.- Trabes. 5.- Dimensionamiento y armados de los elementos estructurales. 5.1.- Losas. 5.2.- Trabes. 5.3.- Muros. 5.4.- Cimientos. 6.- Planos constructivos. 6.1.- Plano 01. 6.1.1.- Arquitectónicos.

6.1.2.- Estructurales. 6.2.- Plano 02. 6.2.1.- Instalación Hidro-Sanitaria. 6.2.2.- Instalación Eléctrica. 6.2.3.- Cimentación. 7.- Conclusión. 8.- Bibliografía.

CAPITULO I

PROYECTO : ANÁLISIS DE LAS FUERZA EXTERNAS, INTERNAS Y DESPLAZAMIENTO DE UN TEATRO UBICADO EN LA CIUDAD DE ANCASH.

I GENERALIDADES

1.1. Introducción

Este proyecto tiene la importancia de realizar este proyecto escalonado, que se

concentrará específicamente en el diseño y calculo de un edificio de un piso,

altura de 3m con un área de 6x22, destinado a un teatro, el mismo que se

encuentra ubicado en el departamento de ancash. Este proyecto tendrá el

propósito de calcular las fuerzas internas y desplazamientos.

También se pretende con esta investigación fomentar conocimientos acerca

del cálculo en estructuras metálicas, que sirvan como base para posteriores

investigaciones. Con este proyecto se ampliarán y fortalecerán los

conocimientos en el área de Resistencia de Materiales, Cálculo Estructural,

Elementos Finitos y además aportara experiencia para un mejor desempeño

profesional.

Antecedentes:

Yo el alumno Luis Olaya serrano, de la Universidad Alas Peruanas del OCTAVO CICLO estoy desarrollando un trabajo escalonado en el curso de análisis estructural II dictado por el ingeniero PIEDRA y que el mismo me pidió la realización los cálculos de un teatro ubicado en el departamento de Áncash .

OBJETIVO GENERAL

El objetivo de la presente memoria de cálculo es identificar las fuerzas externas, internas y desplazamientos del trabajo escalonado de un teatro ubicado en la departamento de Ancash, también es describir los lineamientos generales que se adoptaron para el análisis y diseño de los elementos estructurales de la construcción. Se considera la información presentada como suficiente para conocer los conceptos generales y criterios de diseño que rigieron la bajada de cargas y dimensionamiento estructurales.

PROYECTO DE ESTUDIO

MACRO-LOCALIZACIÓN.

Ubicación:

La ubicación del proyecto es en la ciudad de Xalapa localizada en las faldas del cerro de Macuiltépetl y las estribaciones orientales del Cofre de Perote, en la zona de transición entre la Sierra Madre Oriental y la planicie costera del Golfo de México. Su altura se encuentra a 1,427 metros sobre el nivel del mar, con una latitud de 19º 32’ 24” y una longitud de 96º 55’ 39”, colindando con los municipios de: Banderilla, Coatepec, Emiliano Zapata, San Andrés Tlalnehuayocan, Naolinco y Jilotepec.

MEDIDAS PERIMÉTRICAS Y COLINDANCIAS:

El predio tiene las siguientes medidas perimétricas y colindantes:

POR EL NORTE : Colinda con solares particulares. POR SUR: Colinda con solares particulares.

POR EL ESTE: Colinda con solares particulares.

POR EL OESTE : Colinda con solares particulares.

Mapa

1.5. Clima:

El clima de la zona es caluroso durante la mayoría de meses del año, la temperatura promedio anual varia entre 25º C a 38º C, la precipitación promedio total anual es de 576 mm. Los meses de mayor precipitación son de Febrero a Abril y los meses más secos de julio a septiembre.

1.6. Vías de Acceso:

El área del terreno se encuentra cerca de la universidad partículas Alas Peruanas en la última cuadra de la Jorge Chávez.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO El proyecto consiste en una casa habitación de tres niveles: planta baja, planta alta y la azotea; la construcción está destinada para interés social, con un cupo para albergar, aproximadamente, de 4 a 5 personas en su totalidad y un automóvil en su garage.

El proyecto abarca un área total de la superficie del terreno de 100.00m2, teniendo la superficie de área construida de 113.91m2, formada por la planta baja con 58.16m2 y en la planta alta con 55.75m2.

3.1.- ARQUITECTÓNICO. Acceso a la casa habitación por la calle Zitacuaro, a través de una puerta de comunicación que nos lleva a una pequeña zona jardinada y cochera con capacidad para un solo vehículo. Posteriormente, se localiza el acceso principal por otra puerta que nos lleva a una pequeña sala con 2 ventanas con vista a la zona antes mencionada; la sala está comunicada con el comedor, para después llegar a la zona de escaleras que nos conducirá a la planta alta. Siguiendo en la planta baja, se tiene una puerta de abanico que nos comunica a la cocina, se tiene un baño completo y en la parte posterior, el patio de servicio. La superficie útil de esta planta es de 58.16m2.

Se llega a la planta alta por la escalera antes mencionada, desembarcando a un vestíbulo de comunicación, que permite accesar a las 2 recámaras de este nivel. Continuando el recorrido en este nivel, a mano derecha, se tiene un baño común que le da servicio a las 2 recámaras; una es la principal que tiene el siguiente mobiliario: closets, cama matrimonial, y un balcón hacia la fachada principal de la casa, la otra recámara tiene espacio para 2 camas individuales y closets. La superficie útil de esta planta es de 55.75m2.

La cubierta general de la planta alta está formada por dos cubiertas inclinadas, una hacia la fachada principal y otra hacia la parte posterior del terreno, y en la parte intermedia, una zona horizontal donde se localiza un domo para iluminación cenital al cubo de escalera y una base para tinaco. En el plano arquitectónico, se aprecia la disposición de estas cubiertas en el corte longitudinal.

DISEÑO ESTRUCTURAL.

En toda estructura, es importante determinar el tipo de carga con cual trabajara el

sistema estructural y la forma de manejar las mismas. Es recomendable calcular

estas estructuras con uniones rígidas, ya que en la práctica se utiliza mucho la

unión soldada, la misma que tiende a formar nudos rígidos, en los cuales las

barras giran en conjunto, desarrollando en muchos casos grandes esfuerzos de

flexión en las aristas del marco resistente o en los empotramientos.

Las cargas que se han tomado en cuenta para el diseño de la estructura son las

siguientes:

2.3.1 CARGA MUERTA O CARGA PERMANENTE

Son aquellas que se mantienen en constante magnitud y con una posición fija

durante la vida útil de la estructura; generalmente la mayor parte de las cargas

muertas es el peso propio de la estructura. Consisten en los pesos de los diversos

miembros estructurales y en los pesos de cualesquiera objetos que estén

permanentemente unidos a la estructura, tales como: vigas, columnas, losas

paredes y muros, cielos rasos, pisos, escaleras, cubiertas, equipos fijos y todas las

cargas que no son causadas por la ocupación del edificio. Son cargas que tendrán

invariablemente el mismo peso y localización durante el tiempo de vida útil de la e s t r u c t u r a .

2 . 3 . 1 . 1 L o s a s

Para estimar el peso total por metro cuadrado de losa, se considero la misma

como si se tratase de un bloque macizo de hormigón de altura (ht) de 12 cm.

figura 2.5, para calcular el peso se utilizo una densidad de 2400 kg/m para el

hormigón. Al realizar esta consideración estamos incluyendo el peso de todos los

elementos que conforman la losa entre los cuales están: la placa colaborante y la

malla electrosoldada, el cielo raso, las instalaciones eléctricas y sanitarias y el

recubrimiento de piso.

Con estas consideraciones el peso por carga muerta o carga permanente

correspondientes a la losa es de 290 Kg/m para todos los niveles excepto el

último nivel correspondiente a la segunda planta de penthouse para la cual la

carga por losa será de 240 Kg/m debido a que las cargas que están aplicadas

sobre esta losa son menores al resto de plantas

2 . 3 . 1 . 2 Mampostería Externa

La carga muerta causada por las paredes que componen la fachada de la

edificación se evaluó como una carga por metro lineal aplicada sobre el elemento

estructural que sirve de soporte en el borde de la losa, en este caso las vigas o

como una carga concentrada en el extremo exterior cuando se trate de elementos

en voladizo.

2 . 3 . 1 . 3 Mampostería Interna

La carga muerta causada por las paredes internas que dividen los diferentes

ambientes al interior de la edificación se considero como una carga por metro

cuadrado, la misma que se obtuvo considerando las dimensiones de la pared así

como su densidad (1200Kg/m ), obteniendo una carga por lineal, la misma que al

multiplicarla por la longitud correspondiente y dividirla para el área de la losa

sobre la cual está ubicada se obtiene la carga por metro cuadrado la cual se

sumara al peso de la losa.

2 . 3 . 1 . 4 Cargas sobre estructuras enterradas Las cargas muertas vienen dadas por el efecto del relleno que rodea y cubre la

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3

MATERIAL DENSIDAD

Kg/m

Aluminio 2700

Acero 7850

Hormigón simple 2400

Hormigón armado 2500

Hormigón ligero 2200

Mortero de cemento 1900-2100

Ladrillo macizo 1600-1800

Ladrillo hueco 1200-1400

Boque de arena cemento 800-1000

estructura, es decir están en función del peso del suelo y la altura de relleno

A continuación se presenta una tabla de densidades de los materiales más

utilizados en la construcción, la cual nos ayudara al momento de determinar el

peso de los distintos elementos a considerar en el cálculo de una estructura.

Tabla 2.4 Densidades de materiales para construcción

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

Fuente: Manual técnico de Tugalt para placa colaborante

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

2.3.2 CARGA VIVASon aquellas cuyas magnitudes o posiciones, o ambos aspectos varían por causadel uso de la estructura. La posición de una carga viva pueda cambiar, de modoque cada miembro de la estructura debe diseñarse para la posición de la carga quecausa el esfuerzo máximo en ese miembro.La carga viva se debe estimar, según las condiciones de servicio de cada proyecto,a continuación presentamos una tabla con las distintas cargas que pueden estarpresentes en una edificación, la misma que ha sido obtenida de formaexperimental.

2 . 3 . 3 CARGAS AMBIENTALES

Se denominan así porque son aquellas cargas producidas por los efectos del medioambiente y tanto su comportamiento como manejo es diferente a las anteriores,dentro de este grupo podemos encontrar las cargas sísmicas, las carga por viento las cargas nieve o granizo

2.3.3.1 CARGA SÍSMICALos sismos producen cargas sobre una estructura por medio de la interacción delmovimiento del suelo y las características de respuesta de la estructura. Esascargas resultan de la distorsión en la estructura causada por el movimiento del sueloy la resistencia lateral de ésta. Sus magnitudes dependen de la velocidad y tipo deaceleraciones del suelo, así como de la masa y rigidez de la estructura.Las cargas sísmicas son cargas dinámicas que también pueden ser aproximadas acargas estáticas equivalentes. Los edificios pueden utilizar este procedimientocuasi-estático, pero también se puede utilizar un análisis dinámicoEn nuestro caso al ser una localidad no propensa a sufrir tales efectos, lasresultantes debido a la acción sísmica se consideraron como fuerzas horizontales

aplicadas a cada nivel de piso o cubierta.

2.3.3.2 CARGA POR VIENTOLas cargas del viento se producen por el flujo de este último alrededor de laestructura, las magnitudes de las cargas del viento que pueden actuar sobre unaestructura dependen de la ubicación de esta, del área expuesta y de su

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UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

configuración geométricaLa presión ocasionada por el viento es proporcional al cuadrado de la velocidad y

debe ser calculada, principalmente, en las superficies expuestas de una estructura.

2.3.3.3 CARGA POR GRANIZO O LLUVIADebido al ángulo pronunciado, que tienen las cubiertas metálicas, no se puedeestimar con precisión el peso del agua lluvia, pero es muy importante laconsideración del peso de granizo, el mismo que puede acumularsepeligrosamente por de la canaletas de desagüe, ocasionando la falla del sistemaestructural cubierta, iniciando por los elementos más débilesPara facilitar los cálculos, el reglamento español Vizcaya, nos permite asumir unacarga aproximada de 10 a 20 Kg/m2, pero más aconsejable es determinar con

medidas prácticas según la realidad de cada zona.

2.4 COMBINACIÓN DE CARGASEs muy importante considerar todas las cargas que en un momento dado podríanllegar actuar simultáneamente sobre la estructura, ya que esta debe resistir

adecuadamente incluso la más desfavorable de las combinaciones.

1. CONCLUSIONES:

En el desarrollo de la presente práctica, hemos aprendido a hacer un levantamiento taquimétrico con la ayuda de un teodolito y la mira de un terreno de pequeña extensión, la cual nos facilita tener una mayor destreza con la utilización de dicho instrumento.

Se aprendido que en el levantamiento de una de terreno se pueden con teodolito se pueden medir distancias inclinadas, ángulos horizontales y verticales.

Concluimos que para elaborar un buen levantamiento taquimétrico hay que tener a la mano los materiales e instrumentos necesarios para que dicho levantamiento resulte con la mayor precisión y exactitud posible.

Al momento de trabajar en terrenos que estén alejados de la ciudad, los residuos de alimentos comestibles deben ser guardados convenientemente para luego arrojarlos a depósitos de basura, así cuidamos el habitad de los animales y plantas oriundas de la zona.

Se han logrado los objetivos y más aún se ha aprendido mucho más de lo requerido, considerando las tolerancias nombradas, los errores que no se debe cometer, las faltas comunes al nivelar, las compensaciones, entre otras.