Calculista Estructuras Curacaví - Casablanca

MEMORIA DE CÁLCULO
ESTRUCTURAL
GALPÓN DE ACERO TIPO 2, PLANTA ENVASADORA
PROPIEDAD ROL 268-185
Camino vecinal S/N
San José de Maquehua, San José.
COMUNA DE ALGARROBO
REGIÓN DE VALPARAÍSO
ÍNDICE
1.- INTRODUCCIÓN
3
2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA
3
3.- NORMAS CONSIDERADAS
3
4.- ACCIONES CONSIDERADAS
4
4.1.- Gravitatorias
4
4.2.- Viento
4
4.3.- Sismo
4
4.3.1.- Datos generales de sismo
4.4.- Hipótesis de carga
5
5
5.- ESTADOS LÍMITE
6
6.- SITUACIONES DE PROYECTO
6
6.1.- Coeficientes parciales de seguridad () y coeficientes de combinación ()
6
6.2.- Combinaciones
8
7.- DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS
10
8.- DATOS GEOMÉTRICOS DE PILARES, PANTALLAS Y MUROS
10
8.1.- Pilares
10
9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES DE PANDEO PARA
CADA PLANTA
12
10.- LOSAS Y ELEMENTOS DE CIMENTACIÓN
12
11.- MATERIALES UTILIZADOS
12
11.1.- Hormigones
12
11.2.- Aceros por elemento y posición
12
11.2.1.- Aceros en barras
12
11.2.2.- Aceros en perfiles
12
11.- CONCLUSIÓN Y ALCANCES
13
1.- INTRODUCCIÓN
Se ha solicitado realizar el cálculo estructural de galpón para planta envasadora en la zona oriente de la
comuna de Algarrobo. En específico dentro del sector San José de Maquehua.
Los suelos están consolidados, no registrándose rellenos, zonas de deslizamiento o la presencia de un firme
adecuado para sello que supere los 60 cm de profundidad.
La obra se desarrolla en volumen aislado de un piso. Descansa sobre radier de hormigón armado, sobre el que
se alzan paramentos de estructura metálica.
2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA
La presente unidad se desarrolla en base a pórticos de acero, todos con vinculación exterior, al estar
empotrados sobre zapatas de hormigón armado, vinculadas por vigas centradoras o de atado entre “dados”.
Sus envigados son en base a perfiles metálicos, al igual que las “columnas” que soportan el pabellón. Los
anclajes y rigidizadores son especificados en detalles de proyecto o catalogo del fabricante para paneles no
estructurales.
La cubierta y revestimientos exteriores son en base a paneles prefabricados no estructurales. Estos descansan
embebidos en los instersticios de marcos rígidos de acero. Serán del tipo drywall de hojalata y poliestireno.
Arriostramientos en perfiles de acero serán soldados en obra, complementan las estructuras de soporte al
corte sísmico.
Para el cálculo, los paneles perimetrales no se consideran como estructuras colaborantes. Todos los elementos
se encuentran aislados al embate del fuego, hongos y horadadores; estando impregnados para tales efectos.
Los aceros en general serán del tipo ASTM A-36 o estándar nacional equivalente.
Los armados de carpintería metálica podrán experimentar variaciones discretas, a especificar en obra -según
indicaciones del proyectista al equipo de construcción calificado-, todas sujetas a normativa y catálogos de
fabricante autorizados.
3.- NORMAS CONSIDERADAS
NCh 349 Of 1999 Construcción Disposiciones de seguridad en excavación
NCh 427 Estructuras de acero - diseño y cálculo - losas mixtas - laminados metálicos.
NCh 430 Of2008 Hormigón armado - Requisitos de diseño y cálculo. INN, Chile.
NCh 431 Of1977 Construcción – Sobrecargas de nieve. INN, Chile.
NCh 432 Of1971 Cálculo de la acción del viento sobre las construcciones. INN, Chile.
NCh 433 Of1996 Diseño sísmico de edificios. INN, Chile.
NCh 433 Of1996 modificada en 2009. Decreto N°61, 2011.
NCh 1198 Of2006 Madera – Construcciones en madera – Cálculo. INN, Chile.
NCh 1537 Of2009 Diseño estructural de edificios – Cargas permanentes y sobrecargas de Uso. INN, Chile.
NCh 1928 Of1993 Albañilería Armada – Requisitos para el diseño y cálculo. INN, Chile.
NCh 1928 Of1993 modificada en 2003.
NCh 3171 Of2010 Diseño estructural – Disposiciones generales y combinaciones de carga. INN, Chile.
ACI 318-08 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary.
AISC 2005 Specification for structural steel buildings. American Institute of Steel Construction.
ACI 318-99 (Chile) Hormigón armado
Página 3
4.- ACCIONES CONSIDERADAS
4.1.- Gravitatorias
S.C.U
(t/m²)
Cargas muertas
(t/m²)
Techumbre
0.05
0.05
Cimentación
0.20
0.20
Planta
4.2.- Viento
NCh432-2010
Diseño estructural. Cargas de viento
Categoría del terreno: Categoría C
Velocidad básica del viento: 67.00 m/s
Categoría de uso: Categoría I
Tipo de terreno: Llano
Anchos de banda
Plantas
En todas las plantas
Ancho de banda Y
(m)
Ancho de banda X
(m)
10.60
34.15
No se realiza análisis de los efectos de 2º orden
Coeficientes de Cargas
+X: 1.00
-X:1.00
+Y: 1.00
-Y:1.00
Cargas de viento
Planta
Techumbre
Viento X
(t)
Viento Y
(t)
2.841
11.079
4.3.- Sismo
Norma utilizada: NCh433.Of1996 Mod.2009 (Dº nº61, de 2011)
Norma Chilena Oficial
Diseño Sísmico de Edificios
(Incluye modificaciones del decreto nº 61 (V. y U.) de 2011)
Método de cálculo: Análisis modal espectral (NCh433.Of1996 Mod.2009 (Dº nº61, de 2011), 6.3)
Página 4
4.3.1.- Dato
os generale
es de sismo
ación del em
mplazamientto
Caracteriza
Zona sísmica
a (NCh433.Off1996 Mod.20
009, 4.1): 2
Clase de sue
elo (Dº nº61 de 2011, Artículo 6): B
Sistema esttructural
R0X: Factor de
d modificación de respue
esta (X) (NCh
h433.Of1996 Mod.2009, 5.7)
5
R0Y: Factor d
de modificación de respue
esta (Y) (NCh
h433.Of1996 Mod.2009, 5.7)
5
R0X : 11.00
R0Y : 11.00
d edificio (NCh433.Of
(
1996 Mod.2
2009, 4.3): Categoría
C
II
Categoría del
s de cálculo
Parámetros
Número de modos
m
de vib
bración que in
ntervienen en
n el análisis: Según norma
a
Fracción de sobrecarga
s
de uso
Fracción de sobrecarga
s
de nieve
Factor multip
plicador del espectro
e
: 0.50
: 0.50
: 1.00
n de la cond
dición de corrtante basall: Según norm
ma
Verificación
a análisis de los
l efectos de
e 2º orden
No se realiza
2008, Capítulo
o 21
Criterio de armado a aplicar por ductilidad: Según NCh430.Of2
Direcciones
s de análisis
s
Acción sísmica según X
Acción sísmica según Y
Proyección en
e planta de la obra
Página 5
4.4.- Hipótesis de carga
Automáticas Peso propio
Cargas muertas
Sobrecarga de uso
Sismo X
Sismo Y
Viento +X exc.+
Viento +X exc.Viento -X exc.+
Viento -X exc.Viento +Y exc.+
Viento +Y exc.Viento -Y exc.+
Viento -Y exc.-
5.- ESTADOS LÍMITE
E.L.U. de rotura. Hormigón
ACI 318-99 (Chile)
E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones
Acciones características
Acero conformado
Tensiones sobre el terreno
Desplazamientos
6.- SITUACIONES DE PROYECTO
Para las distintas situaciones de proyecto, las combinaciones de acciones se definirán de acuerdo con los
siguientes criterios:
- Situaciones persistentes o transitorias

j 1
Gj
Gkj   PPk    QiQki
i1
- Situaciones sísmicas

j 1
Gj
Gkj   PPk   AE A E    QiQki
i 1
- Donde:
Gk Acción permanente
Pk Acción de pretensado
Qk Acción variable
AE Acción sísmica
G Coeficiente parcial de seguridad de las acciones permanentes
P
Coeficiente parcial de seguridad de la acción de pretensado
Q,1 Coeficiente parcial de seguridad de la acción variable principal
Q,i Coeficiente parcial de seguridad de las acciones variables de acompañamiento
AE Coeficiente parcial de seguridad de la acción sísmica
Página 6
6.1.- Coeficientes parciales de seguridad () y coeficientes de combinación ()
Para cada situación de proyecto y estado límite los coeficientes a utilizar serán:
E.L.U. de rotura. Hormigón: ACI 318-99 (Chile)
E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones: ACI 318-99 (Chile)
Situación 1
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
0.900
1.400
Sobrecarga (Q)
0.000
1.700
Viento (Q)
Situación 2
Coeficientes parciales de seguridad ()
Carga permanente (G)
Favorable
Desfavorable
1.050
1.050
Sobrecarga (Q)
0.000
1.275
Viento (Q)
1.275
1.275
Situación 3
Coeficientes parciales de seguridad ()
Carga permanente (G)
Favorable
Desfavorable
0.900
0.900
1.300
1.300
Sobrecarga (Q)
Viento (Q)
Situación 4
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
0.900
1.400
Sobrecarga (Q)
0.000
1.400
-1.400
1.400
Viento (Q)
Sismo (E)
Acero conformado: NCh427
Tensiones sobre el terreno
Acciones variables sin sismo
Coeficientes parciales de seguridad ()
Carga permanente (G)
Favorable
Desfavorable
1.000
1.000
Sobrecarga (Q)
0.000
1.000
Viento (Q)
0.000
1.000
Página 7
Sísmica
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
1.000
1.000
Sobrecarga (Q)
0.000
1.000
-1.000
1.000
Viento (Q)
Sismo (E)
Desplazamientos
Acciones variables sin sismo
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
1.000
1.000
Sobrecarga (Q)
0.000
1.000
Viento (Q)
0.000
1.000
Sísmica
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
1.000
1.000
Sobrecarga (Q)
0.000
1.000
-1.000
1.000
Viento (Q)
Sismo (E)
6.2.- Combinaciones

Nombres de las hipótesis
PP
Peso propio
CM
Cargas muertas
Qa
Sobrecarga de uso
V(+X exc.+) Viento +X exc.+
V(+X exc.-) Viento +X exc.V(-X exc.+) Viento -X exc.+
V(-X exc.-)
Viento -X exc.-
V(+Y exc.+) Viento +Y exc.+
V(+Y exc.-) Viento +Y exc.V(-Y exc.+) Viento -Y exc.+
V(-Y exc.-)
Viento -Y exc.-
SX
Sismo X
SY
Sismo Y

E.L.U. de rotura. Hormigón

E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones
Página 8
Comb.
1
PP
CM
Qa
V(+X exc.+) V(+X exc.-) V(-X exc.+) V(-X exc.-) V(+Y exc.+) V(+Y exc.-) V(-Y exc.+) V(-Y exc.-)
SX
SY
0.900 0.900
2
1.400 1.400
3
0.900 0.900 1.700
4
1.400 1.400 1.700
5
1.050 1.050
1.275
6
1.050 1.050 1.275
1.275
7
1.050 1.050
1.275
8
1.050 1.050 1.275
1.275
9
1.050 1.050
1.275
10
1.050 1.050 1.275
1.275
11
1.050 1.050
1.275
12
1.050 1.050 1.275
1.275
13
1.050 1.050
1.275
14
1.050 1.050 1.275
1.275
15
1.050 1.050
1.275
16
1.050 1.050 1.275
1.275
17
1.050 1.050
1.275
18
1.050 1.050 1.275
1.275
19
1.050 1.050
20
1.050 1.050 1.275
21
0.900 0.900
22
0.900 0.900
23
0.900 0.900
24
0.900 0.900
25
0.900 0.900
26
0.900 0.900
27
0.900 0.900
28
0.900 0.900
29
0.900 0.900
30
1.400 1.400
-1.400
31
0.900 0.900 1.400
-1.400
32
1.400 1.400 1.400
-1.400
33
0.900 0.900
1.400
34
1.400 1.400
1.400
35
0.900 0.900 1.400
1.400
36
1.400 1.400 1.400
1.400
37
0.900 0.900
38
1.400 1.400
-1.400
39
0.900 0.900 1.400
-1.400
40
1.400 1.400 1.400
-1.400
41
0.900 0.900
1.400
42
1.400 1.400
1.400
43
0.900 0.900 1.400
1.400
44
1.400 1.400 1.400
1.400
1.275
1.275
1.300
1.300
1.300
1.300
1.300
1.300
1.300
1.300
-1.400
-1.400

Acero conformado

Tensiones sobre el terreno

Desplazamientos
Comb.
PP
CM
Qa
1
1.000 1.000
2
1.000 1.000 1.000
V(+X exc.+) V(+X exc.-) V(-X exc.+) V(-X exc.-) V(+Y exc.+) V(+Y exc.-) V(-Y exc.+) V(-Y exc.-)
3
1.000 1.000
1.000
4
1.000 1.000 1.000
1.000
5
1.000 1.000
SX
SY
1.000
Página 9
Comb.
6
PP
CM
Qa
1.000 1.000 1.000
V(+X exc.+) V(+X exc.-) V(-X exc.+) V(-X exc.-) V(+Y exc.+) V(+Y exc.-) V(-Y exc.+) V(-Y exc.-)
SX
SY
1.000
7
1.000 1.000
1.000
8
1.000 1.000 1.000
1.000
9
1.000 1.000
1.000
10
1.000 1.000 1.000
1.000
11
1.000 1.000
1.000
12
1.000 1.000 1.000
1.000
13
1.000 1.000
1.000
14
1.000 1.000 1.000
1.000
15
1.000 1.000
1.000
16
1.000 1.000 1.000
1.000
17
1.000 1.000
1.000
18
1.000 1.000 1.000
1.000
19
1.000 1.000
-1.000
20
1.000 1.000 1.000
-1.000
21
1.000 1.000
1.000
22
1.000 1.000 1.000
1.000
23
1.000 1.000
-1.000
24
1.000 1.000 1.000
-1.000
25
1.000 1.000
1.000
26
1.000 1.000 1.000
1.000
7.- DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS
Grupo Nombre del grupo Planta Nombre planta Altura Cota
1 Techumbre
1 Techumbre
3.75 3.75
0 Cimentación
0.00
8.- DATOS GEOMÉTRICOS DE PILARES, PANTALLAS Y MUROS
8.1.- Pilares
GI: grupo inicial
GF: grupo final
Ang: ángulo del pilar en grados sexagesimales
Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF
Datos de los pilares
Vinculación exterior
Ang. Punto fijo Canto de apoyo
C1
( 2.10, 9.10)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C2
( 4.30, 9.10)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C3
( 6.00, 9.10)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C4
( 17.70, 9.10)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C5
( 21.00, 9.10)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C6
( 0.00, 7.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C7
( 2.10, 7.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C8
( 3.40, 7.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C9
( 6.00, 7.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C10
( 8.60, 7.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C11
( 11.20, 7.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C12
( 12.90, 7.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C13
( 15.35, 7.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
Página 10
Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF
Vinculación exterior
Ang. Punto fijo Canto de apoyo
C14
( 17.70, 7.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C15
( 21.00, 7.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C16
( 23.05, 7.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C17
( 26.05, 7.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C18
( 29.05, 7.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C19
( 31.90, 7.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C20
( 34.15, 7.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C21
( 0.00, 4.97)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C22
( 2.10, 4.97)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C23
( 3.40, 4.35)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C24
( 6.00, 4.35)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C25
( 8.60, 4.35)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C26
( 11.20, 4.35)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C27
( 12.90, 4.35)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C28
( 15.35, 4.35)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C29
( 17.70, 4.35)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C30
( 21.00, 4.35)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C31
( 29.05, 4.75)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C32
( 31.90, 4.75)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C33
( 34.15, 4.75)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C34
( 0.00, 3.05)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C35
( 2.10, 3.05)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C36
( 3.40, 3.05)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C37
( 4.30, 3.05)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C38
( 6.00, 3.05)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C39
( 8.60, 3.05)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C40
( 11.20, 3.05)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C41
( 17.70, 3.05)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C42
( 21.00, 3.05)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C43
( 29.05, 1.50)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C44
( 31.90, 1.50)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C45
( 34.15, 1.50)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C46
( 17.70, 1.50)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C47
( 21.00, 1.50)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C48
( 0.00, 0.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C49
( 2.10, 0.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C50
( 4.30, 0.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C51
( 6.00, 0.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C52
( 8.60, 0.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C53
( 11.20, 0.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C54
( 17.70, 0.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C55
( 21.00, 0.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C56
( 23.05, 0.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C57
( 26.05, 0.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C58
( 29.05, 0.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C59
( 31.90, 0.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C60
( 34.15, 0.00)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C61
( 11.20, -1.50)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
Página 11
Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF
Vinculación exterior
Ang. Punto fijo Canto de apoyo
C62
( 12.90, -1.50)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C63
( 15.35, -1.50)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C64
( 17.70, -1.50)
0-1
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES
DE PANDEO PARA CADA PLANTA
Pilar
Planta
Para todos los pilares
1
Dimensiones Coeficiente de empotramiento Coeficiente de pandeo
Coeficiente de rigidez axil
(cm)
Cabeza
Pie
X
Y
100x100x1
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
10.- LOSAS Y ELEMENTOS DE CIMENTACIÓN
-Tensión admisible en situaciones persistentes: 2.00 kp/cm²
-Tensión admisible en situaciones accidentales: 3.00 kp/cm²
11.- MATERIALES UTILIZADOS
11.1.- Hormigones
Elemento
Todos
Hormigón
fck
(kp/cm²)
c
Tamaño máximo del árido
(mm)
Ec
(kp/cm²)
200
1.00
15
212132
H25
11.2.- Aceros por elemento y posición
11.2.1.- Aceros en barras
Elemento
Todos
Acero
A-63-42H
fyk
(kp/cm²)
s
4200
1.00
11.2.2.- Aceros en perfiles
Tipo de acero para perfiles
Acero
Límite elástico Módulo de elasticidad
(kp/cm²)
(kp/cm²)
Acero conformado
ASTM A36
2530
2100000
Acero laminado
ASTM A36
2530
2100000
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12.- CONCLUSIÓN Y ALCANCES
Para el análisis y diseño se utilizó el método estático que estipula la norma NCh 433 vigente, obteniendo los
resultados reflejados en los planos estructurales.
Se ha realizado el estudio dinámico y los análisis de desempeño mecánico en base a categorías de suelo y
factores definidos para la región y uso, además de informaciones previas extendidas por el mandante.
El correcto desempeño y ejecución de estructuras se delega a los profesionales de la constructora. El proyecto
de estructuras y memoria son considerados de tipo regularización. La inspección de obras idónea será
subcontratada por el propietario a terceros.
El propietario se hará responsable de verificar la calificación técnica de soldadores y carpinteros y el grado
académico de los profesionales designados para la construcción.
JUAN-LUIS MENARES RODRÍGUEZ
ARQUITECTO ICA 10.867
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