MEMORIA DE ANÁLISIS Y DISEÑOPROYECTO: LOCAL MONTECRISTI FRENTE A MONUMENTO LA TEJEDORA ENERO 2018 INGENIERO CONSULTOR ................0 RESULTADOS DEL ANÁLISIS ESTRUCTURAL ................................... 3 2.....................1 Descripción de la estructura .............................................1 Cargas muertas (DL) .........0 REVISION ESTRUTURAL.................2 Deformaciones . 8 6......................................................................... 6 5..........0 DOCUMENTOS DE REFERENCIA ..........1 Análisis modal ...................................................................................................... 6 5................ 8 6.......................................................................... 5 5.................................................................................................................0 MODELO ESTRUCTURAL ....................3 Fuerzas internas ................................................ 10 8..................4 Combinaciones de cargas ............................0 CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES ....................2 Cargas vivas (LL) ........ CONTENIDO 1......................3 Cargas sísmicas (Ex .................................... 4 3.....................................3 Materiales y resistencia ...0 GENERALIDADES ................. 4 4....................Ey).................................................... 4 3......................................... 4 4.. 6 5................................................1 Revisión de deformaciones verticales ..................................................2................................................ 8 6.................................................1 Documentos entregados.......... 6 5................................................................................................................................................. 10 7............................................................................... 3 3................................. 9 6........................................................................... 9 6.... 5 4.........................2 Hipótesis del modelo ................................................................................................................. 12 INGENIERO CONSULTOR .....0 ESTADOS DE CARGA Y COMBINACIONES ...................................................................................2.................. 4 4................2 Revisión de deriva inelásticas .....2 Normas y códigos utilizados ........0 ALCANCE Y OBJETIVOS...................................................................................... 9 6........................... Revisión de los esfuerzos y deformaciones del análisis en ETABS.0 GENERALIDADES El presente documento se refiere al análisis y diseño de todos elementos estructurales que componen la edificación “LOCAL MONTECRISTI FRENTE A MONUMENTO LA TEJEDORA”. se realizaron las siguientes tareas: Modelo estructural en ETABS de la edificación. MEMORIA DE ANÁLISIS Y DISEÑO LOCAL MONTECRISTI 1. se realiza la revisión de todos los componentes de la estructura. Tomando los valores de las cargas máximas y deformaciones obtenidas en el análisis. 2. Características y propiedades de los materiales utilizados en la construcción. Para llevar a cabo los objetivos planteados. INGENIERO CONSULTOR . las cargas se consideraron según el tipo de uso de la estructura y así como se han tomado en consideración las recomendaciones mínimas indicadas en el código local vigente y normativa internacional de reconocida trayectoria. Para elaborar el análisis y diseño se ha tomado en consideración el proyecto arquitectónico proporcionado por el cliente para la determinación de la geometría y niveles finales del proyecto. teniendo en cuenta los estados críticos para carga vertical y carga sísmica.0 ALCANCE Y OBJETIVOS El objetivo principal de este documento es el análisis y diseño de todos los elementos estructurales. Para la aplicación de las cargas incluyendo la carga sísmica se utilizó: NEC 15: Peligro Sísmico y Requisitos de Diseño Sismorresistente – Norma Ecuatoriana de la Construcción. vigas de amarre rectangulares.3. 4. Gustavo Zambrano Giler: Planos arquitectónicos. Estudio de Suelos. 3.1 Descripción de la estructura La estructura consiste en una cubierta metálica. INGENIERO CONSULTOR .1 Documentos entregados Para la ejecución de los objetivos planteados se revisaron los siguientes documentos que fueron entregados al Ing.0 MODELO ESTRUCTURAL Se efectuó un modelo tridimensional en el software de elementos finitos ETABS de la edificación para poder determinar los esfuerzos internos en los elementos.0 DOCUMENTOS DE REFERENCIA 3. conformado por columnas y vigas metálicas de sección I. 4. En el modelo no se ha incluido la cimentación ya que el comportamiento de esta se analizó por separado.2 Normas y códigos utilizados Para la revisión estructural de los elementos de acero se utilizó: AISC 360-10: Specification for Structural Steel Buildings – American Institute of Steel Construction. las deformaciones y las reacciones en los apoyos. ASCE 7-05: Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures – American Society of Civil Engineers. El peso de la losa es tomado internamente por el programa igual que el peso de los elementos. con excepción de las vigas correas las cuales están articuladas.35 Grado 60 (malla) 0. La carga debida al peso propio de la losa prefabricada y cargas muertas adicionales además de la carga viva se ha asignado en la losa modelada como carga distribuida por metro cuadrado. La losa se la hizo trabajar en un sentido simulando la acción de los nervios.20 losa. y 2400 280 250 000 0. Materiales Peso Resistencia Módulo de Relación Específico (kg/cm2) Elasticidad de Poisson (kg/m3) (kg/cm2) Hormigón de columnas. Se colocaron apoyos empotrados en los extremos inferiores de las columnas. Todas las conexiones se consideraron resistentes a momento y por tal motivo los extremos de todos los elementos transmiten fuerzas y momentos. Acero de Refuerzo 7850 4200 2 040 000 0.2 Hipótesis del modelo Las columnas y vigas son elementos cuya longitud es mucho mayor que sus dimensiones y por tal motivo se utilizó elementos tipo “Frame” para su modelación. 4. son modelados como tipo “Membrane”.4. Las losas que son elementos cuya área es considerablemente mayor que espesor.3 Materiales y resistencia Los materiales considerados para el análisis estructural se muestran en la Tabla 1 junto con las propiedades físicas correspondientes.35 Acero de Perfiles A36 7850 2500 2 100 000 Tabla 1: Materiales utilizados INGENIERO CONSULTOR . se realizó un análisis modal espectral mediante la aplicación de un espectro de diseño de aceleraciones.18 Fd = 1. El software utilizado calcula automáticamente el peso propio en función de la geometría de los elementos que componen la estructura en función de los materiales definidos en la Tabla 1. I = 1. Además del peso propio se consideró una carga muerta adicional de 20 kg/m2. Se determinó 50kg/m2 para la cubierta.Ey) Para analizar el comportamiento de la estructura sometida a solicitaciones sísmicas. Se utilizó el espectro inelástico recomendado por la Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC -15) mostrado en la Figura 1 elaborada a partir de los siguientes parámetros: .2 Cargas vivas (LL) Se consideró la Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC-2015) para determinar la carga viva.06 Fs = 1. Las cargas se ubicaron como cargas uniformemente distribuidas sobre la respectiva losa.3 Cargas sísmicas (Ex .1 Cargas muertas (DL) Se utilizó el peso propio de los elementos considerados en el modelo.00 Factor de importancia INGENIERO CONSULTOR .50 .5. Las cargas se ubicaron como cargas uniformemente distribuidas sobre la cubierta. E Tipo de suelo: Suelo Blando Fa = 1.0 ESTADOS DE CARGA Y COMBINACIONES 5.23 r = 1.50 Zona sísmica VI . Z = 0. 5. la cual depende de la funcionalidad de la edificación. 5. ϕe = 1. R = 4. INGENIERO CONSULTOR . z=0. .00 Coeficiente de reducción inelástica: .00 Para cada dirección de análisis (X e Y).0 Factor de irregularidad en elevación . Suelo E.00.0 Factor de irregularidad en planta Figura 1. I=1. ϕp = 1. se aplicó el 100% de la carga sísmica en la dirección de análisis y adicionalmente el 30% en la dirección perpendicular. Sismo NEC. R=4.50. 00 0.20 1.30 1.30 COMB 4 1.20 1. Se calcularon los primeros modos de vibración de la estructura y sus correspondientes periodos de vibración en el software ETABS realizando un análisis modal.00 1.00 0. derivas y revisión de la cimentación.00 SERVICIO COMB 6 1.30 COMB 7 1. En cada diafragma se consideró una torsión accidental del 5%.60 DISEÑO COMB 3 1. ACI 318-08 y AISC 360-05.00 0.4 Combinaciones de cargas Se consideraron las siguientes combinaciones de carga para el diseño de los elementos de hormigón armado y de acero estructural.00 ENV COMB1 COMB2 COMB3 COMB4 COMB 5 1.20 1.30 1.1 Análisis modal Para el análisis modal se definió la masa participativa igual al 100% de la carga muerta y 25% de la carga viva como se muestra en la Figura 2. y combinaciones de servicio para el cálculo de deformaciones. INGENIERO CONSULTOR .00 1.00 0. las mismas que están de acuerdo a las recomendaciones del ASCE 7-05.00 1.5. Se utilizó el número de modos suficiente de tal manera la masa modal acumulada sea por lo menos el 90% de la masa participativa total en las direcciones X e Y.00 Tabla 2: Combinaciones de Carga 6. las mismas que están de acuerdo a las recomendaciones del ASCE 7-05: DL LL Ex Ey COMB 1 1.0 RESULTADOS DEL ANÁLISIS ESTRUCTURAL 6.40 COMB 2 1. según la recomendación del NEC-15. 75𝛿 𝐶𝑑 𝜃= ℎ : Desplazamiento relativo en el entrepiso considerado obtenido por medio de un análisis elástico de la estructura (centímetros) Cd : Factor de amplificación de deformaciones igual a R.2. 6. h: Altura del entrepiso considerado (centímetros) INGENIERO CONSULTOR .2 Revisión de deriva inelásticas Se procedió a revisar las derivas inelásticas en ambas direcciones (θ).2 Deformaciones Usando la combinación COMB5 definida en el literal 5. Masa participativa. 6. Figura 2.1 Revisión de deformaciones verticales Se debe revisar que las deformaciones verticales sean menores que las admisibles para evitar problemas debido a deflexiones excesivas. Usando la combinación COMB6 definida en el literal 5. las cuales deben ser menores al 2 % (según NEC-15). Se considera que la deformación admisible máxima es igual a L/200 debido al uso que tiene la estructura. y se deben calcular por medio de la siguiente ecuación: 0.4 se obtuvo la máxima deformación horizontal en la dirección X.4 se obtuvo la máxima deformación vertical en el sistema de piso. y usando la combinación COMB7 definida en el literal 5.2. 6.4 se obtuvo la máxima deformación horizontal en la dirección Y. método INGENIERO CONSULTOR . esta deriva es menor al 2% estipulado en las normas. Esta relación Demanda/Capacidad deber ser menor o igual a 1 con un margen de error del 5%. 6. basándose en los valores críticos para flexión y cortante.0 REVISION ESTRUTURAL Para la revisión del diseño de la estructura de acero se consideran los resultados obtenidos del análisis de todos los estados de cargas.3 Fuerzas internas A partir del análisis estructural se obtuvieron las fuerzas internas críticas necesarias para la revisión de todos los elementos que conforman la estructura. y de tal manera determinar si son adecuados.89% como se observa en la figura 3. por tal motivo la edificación cumple su funcionalidad sin tener muchas deformaciones horizontales. método LRFD.Con las combinaciones de servicio COMB6 Y COMB 7 se revisó las derivas entre piso dando como resultado una deriva máxima de entre piso igual a 0. 7. El diseño de los elementos de acero para columnas fue comprobado con la opción de ETABS “COMPOSITE COLUMN Design’’ con el código de diseño AISC 360-10. Se tomaron los valores máximos de momentos flectores. fuerzas cortantes y momentos de torsión para el diseño de las vigas. para considerar correcto su diseño. Se consideraron las combinaciones críticas de flexocompresión biaxial en las columnas y las fuerzas cortantes máximas en ambas direcciones. El diseño de los elementos de acero para vigas fue comprobado con la opción de ETABS ‘’STEEL FRAME Design’’ con el código de diseño AISC 360-10. Estas fuerzas internas se comparan con las fuerzas resistentes de los elementos que componen la estructura. Para la revisión del diseño de la estructura se consideran los resultados obtenidos del análisis de todos los estados y combinaciones de cargas. y losa de piso. Figura4.1 Resultados de análisis mediante ETABS. 7. INGENIERO CONSULTOR . Diagrama de momentos. Para la revisión del diseño de la estructura se consideran los resultados obtenidos del análisis de todos los estados y combinaciones de cargas. Figura 3. Deformada por sismo eje 2.LRFD. vigas. _______________________ Ing. Consultor INGENIERO CONSULTOR .0 CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES En la mayoría de los elementos que componen la estructura (cimentación. Gustavo Zambrano Giler. Diagrama de cortante. 8. losa y columnas) las fuerzas internar son menores que las respectivas resistencias para todos los estados de carga considerados. se han cumplido con las recomendaciones de detallamiento del código AISC 360-10 Y ACI 318-14. además. Figura 5.