Diseño Estructural

Memoria de Cálculo Estructura Tanque Elevado – Bellavista

MEMORIA DE CÁLCULO

I. GENERALIDADES

1. Proyecto:

“DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DEL TANQUE ELEVADO DE HOSPITAL BELLAVISTA”

2. Ubicación:

Departamento : San Martín Provincia : Bellavista Distrito : Bellavista Localidad : Bellavista

3. Alcances del Proyecto: La Estructura proyectada brindara servicio al Hospital Bellavista

II. ANÁLISIS ESTRUCTURAL

1. Descripción del Proyecto Estructural:

La presente memoria da a conocer los materiales y secciones asumidas para el diseño, estas serán comprobadas a través del programa asistido por computadora SAP2000 v.11: en el que se modelará y aplicará cargas a la estructura con las secciones asumidas y cargas establecidas, verificando el comportamiento de la estructura, analizando los desplazamientos.

Para el análisis sísmico se empleará el método de Análisis Estático, al considerarlo como una estructura regular y de no más de 45m. de altura, según norma de diseño sismo resistente E-030.

2. CONCEPCIÓN ESTRUCTURAL

Se ha concebido una estructura conformada por un sistema de pórticos: de concreto armado conformado por columnas y vigas de concreto armado de sección rectangular, que soporta la acción de un tanque elevado de concreto armado.

1. VARIABLES PARA EL DISEÑO SISMICO


A continuación se detallan las variables sísmicas con las que se desarrollo el análisis, cabe resaltar que estas variables se tomaron de los estudios de suelos del presente proyecto:

Factor de Zona : Z = 0.3 (Zona 2) Categoría de la Edificación : U = 1.5 (A) F. de Amplificación Sísmica : C = 2.5 Factor de Suelo : S = 1.20 Periodo : Tp = 0.60

2. CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO

Puesto que el diseño para esta fase se basa en el diseño de la susperestructura, no se empleará esta información.

3. CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO

La capacidad portante del suelo es de 1.10 Kg/cm2 a una profundidad de desplante de 1.60, habiéndose tomado como referencia al proyecto: “AMPLIACION, REHABILITACION Y EQUIPAMIENTO DEL HOSPITAL RURAL DE BELLAVISTA (MODULO DE CONSULTORIOS EXTERNOS)”.

4. MATERIALES A UTILIZAR

Concreto fć=210kg/cm2 : Zapatas Concreto fć=210kg/cm2 : Columnas Concreto fć=210kg/cm2 : Vigas Concreto fć=210kg/cm2 : Tanque elevado Acero fý = 4200kg/cm2, en todos os elementos estructurales

5. PREDIMENSIONAMIENTO

a) Vigas: Se tomará en cuenta, el capítulo 21 de ACI 318-05; que dice que la base (b) mínima para una viga es de 25 cm y que la altura puede estar a 1.5 – 2.5 de la base por efecto de torsión.


PREDIMENSIONAMIENTOVIGAS:

Ln = 2.15 mb = Ln / 12 = 0.18 m

b min = 0.25 m

b = 0.25 m

h = 1.5 b = 0.375 m

h = 0.40 m

a) Columnas: ACI 318-05, CAPÍTULO 21, inciso 21.4.1.1, recomienda que la dimensión menor de la sección trasversal, medida en una línea recta que pasa a través del centroide geométrico, no debe de ser menor de 300 mm por lo tanto para el pre dimensionamiento se tomará en consideración:

Figura 1. Predimensionamiento de columnas cortas

Fuente extraída de Requisitos Esenciales para Edificaciones de concreto reforzado (ACI 318-02).


PREDIMENSIONAMIENTOCOLUMNAS:

Hn = 2.40 mb = Hn / 8 = 0.30 m

b min = 0.30 m

b = 0.30 m

h = b = 0.30 m

h = 0.30 m

6. MODELAMIENTO

4.1 Definición de Material

b) Definimos el concreto fć=210kg/cm2 a utilizar en columnas, Vigas y superficies del tanque.

4.2 Definición de las Secciones

a) Sección de Columnas: Se ha considerado columnas de sección rectangular 0.30x0.305m,; asignándole el material C-210


b) Sección de Viga: Se ha considerado viga de sección rectangular 0.25x0.25m,; asignándole el material C-210.

c) Definición de Superficies para Tanque: Se ha considerado superficies denominadas losa inferior (e=0.20m); paredes “cuba” (e=0.20m) y losa superior (e=0.20m) ; asignándole el material C-210.


+

4.3 Vista de Estructura Modelada en 3D



4.4 ASIGNACIÓN DE CARGAS

Carga Muerta estructuras : peso propio Carga viva (mantenimiento) : 50 kg/m2

7. Espectro Utilizado en el Modelamiento Donde:

T C Sa 0.10 2.50 1.9310.20 2.50 1.9310.30 2.50 1.9310.40 2.50 1.9310.50 2.50 1.9310.60 2.50 1.9310.70 2.50 1.9310.80 2.50 1.9310.90 2.50 1.9311.00 2.25 1.7381.10 2.05 1.5801.20 1.88 1.4491.30 1.73 1.337


1.40 1.61 1.2421.50 1.50 1.1591.60 1.41 1.0861.70 1.32 1.0221.80 1.25 0.9661.90 1.18 0.9152.00 1.13 0.8692.10 1.07 0.8282.20 1.02 0.7902.30 0.98 0.7562.40 0.94 0.724

Factor de Zona : Z = 0.3 (Zona 2) Categoría de la Edificación : U = 1.5 (A) F. de Amplificación Sísmica : C = 2.5 Factor de Suelo : S = 1.20 Periodo : Tp = 0.60 Coeficiente de Reducción : R = 8

Nota: Se ha escogido el espectro de diseño más fuerte con un factor de R= 8, para el caso más desfavorable.

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.000.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

ESPECTRO

Series2

Periodo(T)

Ac

ele

rac

ión

Sp

ec

tra

l (S

a)


a) Vista del Espectro Importado al Programa

Como es sabido, La Norma E – 030 establece valores máximos de Distorsión para elementos de Albañilería del orden de 0.005, se escogió este sistema a comparar por ser el más crítico, este valor será comparado con el siguiente cálculo

Del Grafico Anterior Tenemos:

CONTROL DEL DESPLAZAMIENTO X-XSAP 2000

cm5 0.07161 0.00417 8 0.75 0.025024 0.07578 0.00651 8 0.75 0.039063 0.08229 -0.01247 8 0.75 -0.074822 0.06982 0.0011 8 0.75 0.00661 0.07092 0.07092 8 0.75 0.42552

PISO DISTORSION R FACTOR DESPLAZM.

REGLAMENTOREGLAM. ALTURA DESPLAZ-REG

cm cm cm5 0.007 130.075 0.9105254 0.007 111.25 0.778753 0.007 84.75 0.593252 0.007 58.25 0.407751 0.007 31.75 0.22225

PISO

1. Conclusiones:

a.Con respecto a los desplazamientos de piso se puede concluir que según el análisis realizado los desplazamientos obtenidos en la dirección X – X, los cuales por simetría son iguales a la dirección Y – Y; se verifica que estos son menores a los estipulado por el reglamento nacional vigente.

b.En Conclusión General el sistema tendrá un buen comportamiento ante cargas de gravedad como sísmicas, dentro de lo establecido en el reglamento vigente y con los parámetros de diseño establecidos en los estudios de mecánica de suelos.

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