MEMORIA DESCRIPTIVA

ESTRUCTURAS

GENERALIDADES

El Proyecto integral incluye Arquitectura, Estructuras, Instalaciones Elctricas, e Instalaciones Sanitarias de la Construccin del establecimiento de Salud de Pampahuite ubicado en el distrito de Huayllati, provincia de Grau, Departamento de Apurimac y en los que se resumen las acciones y el compromiso de los especialistas en la obtencin de una solucin funcional y econmica de tal ampliacin.

Los requerimientos del diseo estructural han sido compatibilizados con el proyecto arquitectnico referente a la utilizacin de los materiales de construccin predominantes en la zona.

Las Especificaciones de los materiales estn contenidas en el Reglamento Nacional de Construcciones y sus anexos vigentes. Desde el punto de vista estructural y las de ingeniera ssmica, el anlisis comprende dos bloques de la ampliacin propiamente y el block existente. Las cargas permanentes de la estructura y las hiptesis de sobrecargas han sido con las acciones horizontales de sismos segn los ejes principales en forma independiente de acuerdo con la norma tcnica.

El anlisis estructural incluye el estudio de la estabilidad, de resistencia y rigidez de los elementos componentes, y la finalidad es obtener una estructura geomtricamente estable y que los esfuerzos y deformaciones existentes desarrollados por causas externas e internas sean menores que las permisibles.

Las estructuras analizadas son un conjunto de modelos matemticos coplanares representados por los ejes centroidales de vigas horizontales, columnas y placas en la ampliacin propiamente los que mantienen restricciones idealizadas en las uniones (monolitismo) los que estn sometidos a cargas supuestas tomadas de la NTE.020 - Cargas.

El sistema estructural de la zona existente por remodelar corresponde a muros portantes auto confinados en cuyas intersecciones interiores se ubicaran columnas de concreto hasta el nivel del techo y que puedan adecuarse parcialmente con la NTE.070 Albailera.La ampliacin propiamente corresponde a un block rectangular de 90 m2 de rea techada y otro de 120 m2 en forma de L en planta. Ambos blocks poseen un comportamiento dual de prticos y placas de concreto armado, pero a efecto de uniformizar el anlisis se consideran de muros de concreto (placas).

Las suposiciones de anlisis aplicadas a este modelo son:

a.- La existencia de un estado de equilibrio esttico y que las cargas se aplican gradualmente. El anlisis esttico del RNC, respecto de las cargas ssmicas, simplifica mediante parmetros la simulacin en el modelo matemtico.

b.- El sistema es conservativo. En el diseo ante cargas ltimas obliga a tomar en cuenta la ductilidad de todos los elementos estructurales c.-Que el material estructural es homogneo, isotrpico, continuo y sigue la Ley de Hooke; por tanto es aplicable el principio de superposicin lineal de causas y efectos.

El mdulo de elasticidad del concreto en la seccin no agrietada no incluye armadura.

d.-Que todas las deformaciones elsticas son de una orden de magnitud que no alteran la geometra inicial de la estructura. En las placas se tomaron en cuenta las deformaciones por corte.

SISTEMA ESTRUCTURAL

El presente Proyecto de ampliacin corresponde a dos blocks considerados en el sistema estructural de muros de concreto que tomaran el mayor porcentaje de las cargas de sismos.

El RNC, especifica cuantas mnimas horizontal y vertical de 2.5 por mil para el caso de placas que tomen cargas de sismos en mayor proporcin que los prticos.

El anlisis de losas aligeradas se efectu mediante el teorema de los tres momentos (versin matricial) debido a los momentos de inercia constantes.Los prticos y placas fueron analizados por el mtodo del profesor F. Takabeya (matricial).

Frmulas usadas:

KX + M = 0; y >= F + Tx

XMomento por nudo que incluye el correspondiente desplazamiento lateral.

KMatriz de rigideces relativasTMatriz de Takabeya aplicable a prticos y placas (similar al slope deflectin)FMatriz de los Momentos de empotramiento perfecto

MMatriz de Momentos desequilibrantes en cada nudo de entrepiso.YMatriz de los Momentos flexionantes y fuerzas cortantes finales en los extremos de los elementos estructurales.Los esfuerzos por cargas permanentes y sobrecargas se combinaron con los originados por sismos, aplicndose en todos los casos los factores de carga correspondientes al diseo de rotura, obtenindose la envolvente de momentos flexionantes y fuerzas cortantes en los apoyos. Los momentos positivos coinciden con las fuerzas cortantes nulas y su valor se obtiene por las condiciones de sobrecarga y de sismos en el modelo matemtico.

Frmulas del mtodo de rotura (NTE.060 Concreto Armado) que incluyen factores de cargas:

1.5 D + 1.8 L

1.25 (D + L + - E)

DMatriz debida a carga permanente

LMatriz debida a sobrecarga

EMatriz debida a carga ssmica reducida al 70% de la carga calculada segn la NTE.030Finalmente se disearon las armaduras en vigas, columnas y placas, previa verificacin de deflexiones en las vigas planas (Chatas).

CIMENTACION

El estudio de mecnica de suelos (EMS) incluye certificados de laboratorio de contenido de humedad, lmites de consistencia, ensayo de corte directo con un ngulo de friccin interna de 22.4 grados y cohesin de 0.19 kg/cm2.

Segn la NTE.050 la presin admisible ser la menor que se obtenga:

a) Por corte afectada del factor de seguridad (3).

b) Presin que cause el asentamiento admisible e igual al asentamiento diferencial, no aplicndose el factor de seguridad por tratarse de asentamientos en el rgimen elstico.

Por tanto se adoptar un valor admisible del suelo de 1.87 Kg/cm a la profundidad de 1.50 metros respecto al nivel del terreno.

ANALISIS SISMICO

El proyecto de ampliacin presenta dos bloques adosados a la edificacin existente de 90 y 120 metros cuadrados de reas de construccinDe acuerdo a la NTE .030 (Sismos) se tomaron los siguientes valores:

Factor zona (3 Apurimac)Z = 0.30

Factor de uso (Hospital) V = 1.50

Factor Suelo (tipo S2) S = 1.20

Periodo de vibracin del suelo Tp = 0.60 seg.

Coeficiente de amplificacin

C = 2.50(El periodo de vibracin de la edificacin es menor que Tp)

Coeficiente de reduccin (tip) R = 6

El block en L se considera de una estructuracin irregular, usndose por lo tanto un valor reducido de (3/4) x 6 = 4.50 del coeficiente de reduccin.

Valor de ZUS = 0.54

Valor de C/R = 0.42 ( 0.125 (cumple con la NTE.030)

Coeficiente ssmico ltimo (reducido)Block regular

ZUS (C/R) = 0.225 (0.157)Block en L

ZUS (C/R) = 0.302 (0.212)

Fuerzas cortantes ssmicas reducidas: Block regular

V = 14.84 ton.

Block en L

V = 26.71 ton.

Desplazamientos:

Block regular

Desplazamiento permisible = 2.1 cm.

Desplazamiento mayor factorizado = 0.3 cm < 2.1 cumple NTE.030 Block en L

Desplazamiento mayor factorizado = 0.5 cm < 2.1 cumple NTE.030 METODO DE DISEO

Las vigas fueron diseadas por el mtodo de rotura (NTE.060 Concreto Armado).Los elementos sometidos a flexo compresin (columnas, placas) se disearon con los diagramas de interaccin. El diseo por fuerza cortante en placas igualmente se efectu por el mtodo de cargas ltimas.ESTRUCTURA METALICA

Corresponde una estructura de acero tubular y viguetas compuestas de un angular en la brida superior, tornapunta y tensor con platina para soporte de las planchas de fibrocemento (Teja Andina o similar).

En todos los elementos soldados se adopt electrodos de la serie E60xx AWS.En el diseo de todos los elementos de espesor se adopt la Normas AISI.El anlisis de esfuerzos adoptado corresponde al diseo elstico de la NTE.090 Estructuras Metlicas.La estabilidad general est confinada a los arriostres R y los perfiles tubulares inclinados cuyos extremos inferiores estn anclados en el techo de concreto armado.BIBLIOGRAFIA

Reglamento Nacional de Construcciones (RNC)

Anlisis Ssmico K. Muto

Dynamics of Structures Anil K. Chopra

Estructuras de varios pisos F. Takabeya

Diseo de Estructura de Concreto Winter

Advanced Concrete C. Dunham

Anlisis de Riesgo en el Diseo de Hospitales en Zonas Ssmicas OPS

Diagramas ACI SP7

Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniera Civil J. Bowles. .

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