memoria calculo occ los mangos
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Memoria Calculo Occ Los Mangos proyecto de chequeo estructural para obras de telecomunicaciones en edificaciones.TRANSCRIPT
MEMORIA DE CÁLCULO
OCC_LOS_MANGOS
Fecha: Disciplina: Realizado: Aprobado:
23/03/2015 SBE MR GC
Realizado por:
Ing. Civil Rubén Arboleda.
C.I:17.644.832
C.I.V: 231.795
MEMORIA DEL CHEQUEO
ESTRUCTURAL DEL PROYECTO SBE
OCC_LOS_MANGOS
MEMORIA DE CÁLCULO
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GENERALIDADES
La presente memoria corresponde al análisis sísmico y cálculo
estructural para el chequeo de la edificación destinada al PROYECTO
OCC_LOS_MANGOS; El área dispuesta para la construcción de la estación
será en un área de azotea, Sector 24 de Septiembre calle 51 con av. 75,
Comercial R Y G, Parroquia Idelfonso Vásquez, Municipio Maracaibo Estado
Zulia.; 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): 218820 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 está planteada en una estructura de concreto armado,
conformada por pórticos desiguales en ambos sentidos, que se fundan desde
el nivel del terreno +0.00 m hasta + 6.00 m aproximadamente, en el área de
construcción de la azotea se planteó colocar una plataforma para evitar la
colocación de losa de equipos, y el anclaje del mástil de 6 m directamente
sobre la losa de techo, 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
Versión 2013 el cual utiliza en marcos de concreto la Norma ACI 318-08/IBC
2009, y en el diseño de acero actúa bajo la norma AISC360-05/IBC2006, de
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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.
MODELOS ESTRUCTURALES
ANÁLISIS DE CARGA DE EDIFICACION USO COMERCIAL.
Nº DESCRIPCION UNIDAD CARGA
1 CARGA PERMANENTE DE TECHO Kg/m2
Losa maciza de techo 0,20 m * 2400 kg/m3 *1m Kg/m2 480.00
Manto asfaltico en una sola capa 3mm Kg/m2 4.00
Friso Kg/m2 47.50
Total carga permanente Kg/m2 652
Carga Puntual máxima de Mástil definida en Kgf 750.00
CARGA VARIABLE DE TECHO
Carga variable acceso peatonal Kg/m2 150.00
1.1 Total carga Variable Kg/m2 150.00
CARGA PERMANENTE DE ENTREPISO USO COMERCIAL UNIDAD CARGA
2
CARGA PERMANENTE DE ENTREPISO USO COMERCIAL Revestimiento (cerámica con un espesor total de 5 cm) Tabiquería
UNIDAD Kg/m2 Kg/m2
CARGA 100.00 150.00
Friso revestimiento de paredes y losas, cal y cemento Kg/m2 57.00
Losa maciza de techo 0,20 m * 2400 kg/m3 *1m Kg/m2 480.00
Total carga permanente de entrepiso Kg/m2 910.00
CARGA VARIABLE DE ENTREPISO
2.1 Total de carga variable de entrepiso Uso Comercial Kg/m2 500.00
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Los modelos empleados para vigas y columnas de concreto consistió
en barras de eje recto que incluyen deformaciones por flexión, carga axial,
fuerza cortante y torsión, y los perfiles estructurales en acero trabajan bajo
esfuerzos de tracción, flexión, compresión y flexo compresión. 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.
La estructura, miembros, conexiones y los materiales a emplear, así como
su calidad, diseño, detallado e inspección, deberán satisfacer las normas
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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.
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.
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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
ZULIA MARACAIBO 3
Norma COVENIN MINDUR 1756-1:2001 Pág. 20
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NORMA 1756-REV 2001 "EDIFICACIONES SISMORRESISTENTE"
Factor de importancia (uso) TABLA 6.1
GRUPO = GRUPO a
Ver Norma pags. 23 y 25 A 1.30
a = 1.00 B1 1.15
B2 1.00
Aceleracion de zona (COEFICIENTE DE ACELERACION HORIZONTAL)
TABLA 4.1
Zona = Z ON A S SISM IC A S Ao
Ao= 0.20 7 0.40
6 0.35
Para ZONA ver la Norma 5 0.30
Pags. 15 a 20 4 0.25
3 0.20
2 0.15
1 0.10
CORRELACION APROXIMADA ENTRE LAS VELOCIDADES DE ONDAS DE CORTE, VS, CON LA COMPACIDAD,
LA RESISTENCIA A LA PENETRACION DEL ENSAYO SPT Y LA RESISTENCIA AL CORTE NO DRENADO DE
ARCILLAS, Su.
TABLA C - 5.1, Pag. C-22
(kgf/cm²) (kPa)
-- --
-- --
Peligro Sismico
Elevado
Intermedio
Bajo
Suelos Blandos o Sueltos
(Muy Baja Rigidez)Vs < 170
--
N1(60) < 10 < 40
40 - 70
>1.00
0.70 - 1.00 70 - 100
>1.00
Suelos Firmes o
Medinamente Densos (Baja
Rigidez)
10 N1(60) 20
N1(60) > 50 Vs> 400
20 N1(60) 50
Roca Dura
Roca Blanda
Suelos Muy Duros o Muy
Densos (Rígidos)
Suelos Duros o Densos
(Medianamente Rígidos)
--
< 0.40
250 Vs 400
170 Vs 250 0.40 - 0.70
Descripción del Material
Vs> 400
N1 (60)
Velocidad Promedio
de Ondas de Corte,
Vs (m/s)
Resistencia al Corte No
Drenada Su
Vs> 700
B2
3
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FORMA ESPECTRAL Y FACTOR DE CORRECCION j
TABLA 5.1, Pag. 21
F. Esp. S3 Vsp (m/s) H (m) j j
j = 0.70 > 500 - S1 0.85 S1 1.00
< 30 S1 0.85 S1 1.00
30 - 50 S2 0.80 S2 0.90
> 50 S3 0.70 S2 0.90
< 15 S1 0.80 S1 1.00
15 - 50 S2 0.80 S2 0.90
> 50 S3 0.75 S2 0.90
50 S3 0.70 S2 0.95
> 50 S3 (a) 0.70 S3 0.75
15 S3 0.70 S2 0.90
> 15 S3 (a) 0.70 S3 0.80
- H1 S2 (c) 0.65 S2 0.70
(a) Si Ao 0.15, úsese S4
(b) El espesor de los estratos blandos o sueltos (Vs < 170 m/s) debe ser mayor que 0,1 H.
(c) Si H1 0,25 H y Ao 0,20 úsese S3
NIVELES DE DISEÑO (ND)
TABLA 6.2
GRUPO = B2
Zona = 5 1Y2 3Y4 5,6Y7
Tabla 6.2 ND2 ND3 ND3
ND = ND3 ND3
Ver Norma pag. 26 ND1 (*) ND2 (*) ND3
ND2 ND3 ND2 (**)
ND3
FACTORES DE REDUCCION R
TABLA 6.4
Tipo Est. I
Ver Norma pag. 29
ND = ND3 I II III IIIa IV
Ver Norma pag. 29 ND3 6.0 5.0 4.5 5.0 2.0
R = 5.00 ND2 4.0 3.5 3.0 3.5 1.5
ND1 2.0 1.75 1.5 2.0 1.25
CRITERIO DEL REVISOR
Zona sismica 5 y 7
Forma
espectral
(*) Valido para
edificios de hasta 10
pisos ó 30 m de
altura
Suelos blandos / sueltos
A; B1
< 170
Suelo duros o densos 250 - 400
B2
ZONA SISMICA
Roca blanda o meteorizada y
suelos muy duros o muy
densos
Roca sana / fracturada
> 400
Zona sismica 1 y 4
Suelos blandos o sueltos(b)
intercalados con suelos mas
rigidos
(**) Valido para
edificios de hasta 2
pisos u 8 m de altura
GRUPO
Forma
espectralMaterial
ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO
TIPO DE ESTRUCTURAS (SECCION 6.3.1)NIVEL DE
DISEÑO
Suelos firmes / medios densos170 - 250
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CRITERIO DEL REVISOR
I(1) II III IIIa IV
ND3 6.0(2) 5.0 4.0 6.0(3) 2.0
ND2 4.5 4.0 - - 1.5
ND1 2.5 2.25 2.0 - 1.25
I II III IIIa IV
ND3 6.0 5.0 4.0 6.0(1) 2.0
ND2 4.0 4.0 - - 1.5
ND1 2.25 2.5 2.25 - 1.0
%Amortiguamiento 0.05
VALORES DE b, To y T*
TABLA 7.1 Pag. 35
F. Esp. S3 Forma T* b p
Espectral (seg)
T* = 1.0 S1 0.4 2.4 1.0
b = 2.8 S2 0.7 2.6 1.0
p = 1.0 S3 1.0 2.8 1.0
S4 1.3 3.0 0.8
0.2500
VALORES DE T+ (1) (T*/4) T+ T* (Condición)
TABLA 7.2 Pag. 35
R = 5.00 CASO T+ (seg)
R < 5 0.1 (R - 1)
T+ = 0.40 R 5 0.4
ESTRUCTURAS MIXTA ACERO-CONCRETO
(2) En pórticos con vigas de celosia se usará 5.0 limitado a
edificios de no mas de 30 metros de altura
(3) En aquellos casos donde la conexion viga colectora-
columna sea del tipo PR, según la Norma COVENIN 1618-98,
(1) Para sistemas con columnas articuladas en base el valor
de R será multiplicado por 0,75
To = T* / 4 =
ESTRUCTURAS DE ACERO
1.16
T+ = Periodo característico de
variación de respuesta ductil
TIPO DE ESTRUCTURAS (SECCION 6.3.1)
b = Factor de magnificación promedio
To = Valor del periodo a partir del
cual los espectros tienen un valor
constante
TIPO DE ESTRUCTURAS (SECCION 6.3.1)
NIVEL DE
DISEÑO
NIVEL DE
DISEÑO
T* = Valor maximo del periodo en
el intervalo donde los espectros
normalizados tienen un valor
constante
(1) Para muros estructurales reforzados con plancha de acero
y miembro de bordes de seccion mixta (Acero - Concreto).
(1) To T+
=b= 4 /Rc
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To 0.2500
T* 1.0000
T+ 0.4000 0.0000 0.1400 0.0000 0.1400
T+ def 0.4000 0.0500 0.1904 0.0500 0.1260
R 5.00 0.1000 0.2408 0.1000 0.1124
C 1.1560 0.1500 0.2912 0.1500 0.1025
a 1.0000 0.2000 0.3416 0.2000 0.0952
b 2.8000 0.2500 0.3920 0.2500 0.0895
F 0.7000 0.3000 0.3920 0.3000 0.0850
Ao 0.2000 0.3500 0.3920 0.3500 0.0814
r 1.0000 0.4000 0.3920 0.4000 0.0784
0.4500 0.3920 0.4500 0.0784
0.5000 0.3920 0.5000 0.0784
0.5500 0.3920 0.5500 0.0784
0.6000 0.3920 0.6000 0.0784
0.6500 0.3920 0.6500 0.0784
0.7000 0.3920 0.7000 0.0784
0.7500 0.3920 0.7500 0.0784
0.8000 0.3920 0.8000 0.0784
0.8500 0.3920 0.8500 0.0784
0.9000 0.3920 0.9000 0.0784
0.9500 0.3920 0.9500 0.0784
1.0000 0.3920 1.0000 0.0784
1.0500 0.3733 1.0500 0.0747
1.1000 0.3564 1.1000 0.0713
1.1500 0.3409 1.1500 0.0682
1.2000 0.3267 1.2000 0.0653
1.2500 0.3136 1.2500 0.0627
1.3000 0.3015 1.3000 0.0603
1.3500 0.2904 1.3500 0.0581
1.4000 0.2800 1.4000 0.0560
1.4500 0.2703 1.4500 0.0541
1.5000 0.2613 1.5000 0.0523
1.5500 0.2529 1.5500 0.0506
1.6000 0.2450 1.6000 0.0490
1.6500 0.2376 1.6500 0.0475
1.7000 0.2306 1.7000 0.0461
1.7500 0.2240 1.7500 0.0448
1.8000 0.2178 1.8000 0.0436
1.8500 0.2119 1.8500 0.0424
1.9000 0.2063 1.9000 0.0413
1.9500 0.2010 1.9500 0.0402
2.0000 0.1960 2.0000 0.0392
2.0500 0.1912 2.0500 0.0382
2.1000 0.1867 2.1000 0.0373
2.1500 0.1823 2.1500 0.0365
2.2000 0.1782 2.2000 0.0356
2.2500 0.1742 2.2500 0.0348
2.3000 0.1704 2.3000 0.0341
2.3500 0.1668 2.3500 0.0334
2.4000 0.1633 2.4000 0.0327
2.4500 0.1600 2.4500 0.0320
2.5000 0.1568 2.5000 0.0314
Espectro de Respuesta
Tabla de valores
Espectro de Diseño
Ing: Ruben Arboleda
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Resumen de Datos de espectro de respuesta.
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
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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
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.
MEMORIA DE CÁLCULO
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Fecha: Disciplina: Realizado: Aprobado:
23/03/2015 SBE MR GC
Propiedades de la Columna de Concreto 20X20 cm la cual se propone y
forma parte del pórtico resistente, sobre el cual se plantea la plataforma
calculada para soportar el mástil de 6 metros y la losa de equipos.
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Propiedades de la Viga de Concreto 20X20 cm, la cual se asume que
existe y se encuentra dentro de la losa de techo, la cual debería cerrar el
pórtico resistente, que soporta la plataforma que soporta el mástil de 6
metros y los equipos.
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Resultados obtenidos y propuesta presentada.
Para tratar de disminuir las cargas de los equipos y mástil de 6 metros
se modelo en el chequeo estructural una plataforma que posee las siguientes
dimensiones (1.00 m. x 6.30 m.), la cual está constituida por perfiles
metálicos IPE 240 Y IPE 100, con tope de Rejilla electroforjada de Acerogrill,
concebida para que el operador circule sobre dicha superficie y pueda
acceder entre la zona de equipos y el sector donde se conecta los mástil de 6
m. Este tipo de plataformas se diseñan con la cantidad de equipos
presentados en el proyecto de ubicación.
Dicha plataforma se conectará sobre 1 viga principal IPE 240,
interceptando las columnas de concreto de 20x20 cm y la viga plana de
20x20 cm asumida dentro de la edificación existente.
Análisis de cargas equipos:
Equipo 3G: 250 kg.
TMC Para TX: 250 kg.
Gabinete rectificador 4 bancos: 1100 kg.
Análisis de la rejilla:
La rejilla funciona como elemento superficial de transmisión, ya que las
vigas principales se han dispuesto de forma tal que el apoyo de los equipos
sea lo más directo a estas, sin embargo si consideramos la posibilidad de
que la rejilla recibe en algún momento la carga del equipo más pesado
tendríamos:
Q = (1.100 kg) / (0.75 m. x 0.75 m.) = 1.955 k/m2
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Según lo indicado en el Manual de Acerogrill para Rejillas
Electroforjadas, tenemos que para esa sobrecarga y separación de 71 cm. se
adapta la de 1” x 1/8” , cuya carga uniforme admisible es 2064 kg/m2, siendo
mayor que la carga a soportar la cual es de 1955 kg/m2. Con una deflexión
máxima de 2.7 mm.
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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 los equipos a aplicar
sobre la azotea de la edificación directamente sobre la plataforma
planteada y de allí hacia la estructura de la edificación, se realizó 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 Sismorresistente 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 B Eje 4 Y
6, nivel planta de techo +6.00 m, columna de 20X20 cm, la cual soporta la
plataforma de estructura metálica que soporta carga puntual del mástil de 6
metros con un área de acero mínima de 8.58 cm2 equivalente al 2.14%
aumentando hasta sobrepasar el 6% permitido en la normativa Covenin, Por
lo cual se considera que a pesar de la plataforma planteada el pórtico se ve
afectado por las nuevas cargas aplicadas a la estructura.
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ETABS 2013 Columna de Concreto
ACI 318-08 Columna Sección Diseño
Columna Elemento Detalles (Summary)
Level Element Section ID Combo ID Station Loc Length (cm) LLRF Type
N1 C8 COL20X20 UDCON5 0 280 0.824 Sway Special
Sección Propiedades
b (cm) h (cm) dc (cm) Cover (Torsion) (cm)
20 20 4.006 1.454
Material Properties
Ec (kgf/cm²) f'c (kgf/cm²) Lt.Wt Factor (Unitless) fy (kgf/cm²) fys (kgf/cm²)
218820 210 1 4200 4200
Design Code Parameters
ΦT ΦCTied ΦCSpiral ΦVns ΦVs ΦVjoint
0.9 0.65 0.7 0.75 0.6 0.85
Axial Force and Biaxial Moment Design For Pu , Mu2 , Mu3
Design Pu
kgf
Design Mu2
kgf-cm
Design Mu3
kgf-cm
Minimum M2
kgf-cm
Minimum M3
kgf-cm
Rebar Area
cm²
Rebar %
%
28543.85 109579.11 243274.87 60627.13 60627.13 24.07(O/S #2) 6.02(O/S #2)
Axial Force and Biaxial Moment Factors
Cm Factor
Unitless
δns Factor
Unitless
δs Factor
Unitless
K Factor
Unitless
Length
cm
Major Bend(M3) 1 1.807427 1 1 260
Minor Bend(M2) 1 1.807427 1 1 260
Shear Design for Vu2 , Vu3
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Shear Vu
kgf
Shear ΦVc
kgf
Shear ΦVs
kgf
Shear ΦVp
kgf
Rebar Av /s
cm²/cm
Major, Vu2 960.25 2232.83 0 0 0
Minor, Vu3 915.47 2791.04 0 915.47 0
Joint Shear Check/Design
Joint Shear
Force
kgf
Shear
Vu,Top
kgf
Shear
Vu,Tot
kgf
Shear
ΦVc
kgf
Joint
Area
cm²
Shear
Ratio
Unitless
Major Shear, Vu2 N/A N/A N/A N/A N/A N/A
Minor Shear, Vu3 N/A N/A N/A N/A N/A N/A
(6/5) Beam/Column Capacity Ratio
Major Ratio Minor Ratio
N/A N/A
Como resultado de la aplicación de las nuevas cargas y como se
indicó anteriormente, la columna en su nivel superior inicia con un
acero de 2.14 %, aumentando hasta más de un 6%, hasta sobrepasar el
acero requerido para la sección de la columna el cual excede sus
dimensiones.
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En cuanto a los resultados del analisis del la columna de 20x20 cm del
nivel de planta alta portico B del eje 4 y 6, se indica que la seccion no trabaja
con acero minimo y al desconocer la cuantia de acero real y su distribucion
actual, no se puede proceder a realizar la aplicación de nuevas cargas si
realizar la aplicación de diversos procesos para dar seguridad de su
estabilidad y rigidez estructural.
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En cuanto a los resultados del analisis del la columna de 20x20 cm del
nivel de planta baja portico B del eje 4 y 6, se indica que la seccion no
soporta el esfuerzo de cmpresion para el cual esta siendo sometido, ya que
la seccion no es lo suficientemente grande y por lo que se debe aumentar su
seccion y area de acero longitudinal, no se puede proceder a realizar la
aplicación de nuevas cargas si realizar la aplicación de diversos procesos
para dar seguridad de su estabilidad y rigidez estructural.
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.
DIAGRAMA DE DERIVA MAXIMA SISMO X
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
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Deriva Máxima SX = 0.8 * R * 0.0002673
D Max Sx = 0.8 * 5 * 0.002683 = 0.019 > 0.018 No Chequea. La deriva
máxima en el sismo X, no se encuentra dentro del artículo de la norma
Sismorresistente, la estructura debe aumentar sus secciones.
DIAGRAMA DE DERIVA MAXIMA SISMO Y
Deriva Máxima SY = 0.8 * R * 0.0002673
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D Max Sy = 0.8 * 5 * 0.002244 = 0.0089 ≤ 0.018 Se encuentra al límite. La
deriva máxima en el sismo y, se encuentra trabajando cerca del límite a
pesar de que las secciones se asumen con un acero del 1%, las secciones
de la edificación deben ser aumentadas.
Resultados obtenidos
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Los chequeos de los desplazamientos de acuerdo a la aplicación de
sismos en el sentido x, y, se encuentran en el sentido x fuera de los
rangos establecidos en la norma venezolana de sismo resistencia, y en la
dirección y se encuentra al límite, superando e igualando el criterio o valor
de 0.018 la cual se indicó 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 mayor e igual
por lo que se debe aplica corrección del corte basal, siendo la solución
más directa el aumento de los elementos estructurales columnas, 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, interfieren y pueden comprometer la estructura de la
edificación, a pesar de para ayudar a distribuir las cargas y esfuerzos
producidos por estas cargas puntuales y distribuidas se realizó la
aplicación de una plataforma compuesta por elementos de acero como lo
son perfiles IPE y rejillas de acero grill, por lo que para proceder a
realizar la ejecución de la obra se recomienda la aplicación de ciertos
tipos de rehabilitación estructural reforzando y dando la estabilidad
necesaria para aplicar las nuevas cargas.
En caso de proceder a realizar el refuerzo de los elementos estructurales
existentes actualmente en la edificación se puede proceder mediante
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diversos métodos, es importante que al reforzar las columnas no solo se
debe proceder en el nivel inferior de pórtico que soporta directamente las
nuevas cargas sino que se debe realizar hasta la base de la estructura
llegando incluso a ejecutar un nuevo diseño de fundaciones. Entre los
casos más comunes se encuentran :
Refuerzo de elementos estructurales, vigas y columnas mediante
la aplicación o adhesión externa de polímeros reforzados con fibra
de carbono, el cual aumenta la resistencia a la tracción, a la
corrosión, facilidad de colocación, alta resistencia y bajo peso,
minimizando la interrupción del uso de la edificación, y
aumentando la vida útil de sus elementos.
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Refuerzo de elementos estructurales columnas mediante la
aplicación o refuerzo mediante perfiles metálicos, generalmente
con la aplicación de ángulos de acero, creando un empresillado o
encamisado, que aumenta el esfuerzo de compresión de las
columnas de concreto y de esta forma dándole mayor rigidez a la
estructura.
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Y la opción generalmente más utilizada para reforzar las
edificaciones que poseen elementos estructurales, deficientes de
las secciones necesarias de concreto y cuantías de acero
longitudinal tanto en vigas como en columnas, es la creación de
una nueva cuantía de acero, proceso el cual se realiza al
escarificar el concreto existente para la colocación de un nuevo
refuerzo con barras de acero que se debe colocar generalmente
desde la planta alta hasta las fundaciones de la estructura, dando
la rigidez necesaria para la aplicación de nuevas cargas y
chequear los procesos necesarios para cumplir con la normativa
venezolana Sismorresistente.