EXPEDIENTE PERMISO (deslizar imágenes a la izquierda) JUAN–LUIS MENARES ARQUITECTO CALCULISTA U.T.F.S.M. JUAN.MENARES@UG.UCHILE.CL WHATSAPP +56941055309 INFORME DE CÁLCULO ZAPATAS MODULARES ROL 1291-13 Y ROL 1291- 15, COMUNA DE ALGARROBO TUNQUÉN, REGIÓN DE VALPARAÍSO ÍNDICE 1.- INTRODUCCIÓN 2 2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA 2 3.- NORMAS CONSIDERADAS 2 4.- ACCIONES CONSIDERADAS 2 4.1.- Gravitatorias 2 4.2.- Viento 2 4.3.- Sismo 2 4.3.1.- Datos generales de sismo 4.4.- Hipótesis de carga 3 4 5.- ESTADOS LÍMITE 4 6.- SITUACIONES DE PROYECTO 4 6.1.- Coeficientes parciales de seguridad () y coeficientes de combinación () 5 6.2.- Combinaciones 6 7.- DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS 8 8.- DATOS GEOMÉTRICOS DE PILARES, PANTALLAS Y MUROS 8 8.1.- Pilares 8 9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES DE PANDEO PARA CADA PLANTA 9 10.- LOSAS Y ELEMENTOS DE CIMENTACIÓN 9 11.- MATERIALES UTILIZADOS 9 11.1.- Hormigones 9 11.2.- Aceros por elemento y posición 9 11.2.1.- Aceros en barras 9 11.2.2.- Aceros en perfiles 9 1.- INTRODUCCIÓN Se ha solicitado el análisis y dimensionamiento de zapata tipo, para podios de soporte, bajo vivienda en categoría material E. La obra se emplaza en zona sísmica 3 con clase de suelo categoría D. Los resultados del análisis plantean canto y ancho total de zapata mínimo y sus armaduras correspondientes. 2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA Zapatas aisladas de hormigón armado y podio en madera -envigado 2” x 7”- con vinculación exterior a suelo natural, con una profundidad de sello de 1.50 metros bajo el nivel de terreno natural. 3.- NORMAS CONSIDERADAS Hormigón: ACI 318-99 (Chile) Aceros conformados: NCh427 Aceros laminados y armados: NCh427 4.- ACCIONES CONSIDERADAS 4.1.- Gravitatorias S.C.U (t/m²) Cargas muertas (t/m²) Forjado 1 0.20 0.20 Cimentación 0.20 0.20 Planta 4.2.- Viento NCh432-2010 Diseño estructural. Cargas de viento Categoría del terreno: Categoría D Velocidad básica del viento: 67.00 m/s Categoría de uso: Categoría II Tipo de terreno: Llano Anchos de banda Plantas En todas las plantas Ancho de banda Y (m) Ancho de banda X (m) 1.60 3.00 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 Forjado 1 Viento X (t) Viento Y (t) 0.071 0.152 Página 2 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) 4.3.1.- Datos generales de sismo Caracterización del emplazamiento Zona sísmica (NCh433.Of1996 Mod.2009, 4.1): 3 Clase de suelo (Dº nº61 de 2011, Artículo 6): D Sistema estructural R0X: Factor de modificación de respuesta (X) (NCh433.Of1996 Mod.2009, 5.7) R0Y: Factor de modificación de respuesta (Y) (NCh433.Of1996 Mod.2009, 5.7) R0X : 11.00 R0Y : 11.00 Categoría del edificio (NCh433.Of1996 Mod.2009, 4.3): Categoría II Parámetros de cálculo Número de modos de vibración que intervienen en el análisis: Según norma Fracción de sobrecarga de uso Fracción de sobrecarga de nieve Factor multiplicador del espectro : 0.50 : 0.50 : 1.00 Verificación de la condición de cortante basal: Según norma No se realiza análisis de los efectos de 2º orden Criterio de armado a aplicar por ductilidad: Según NCh430.Of2008, Capítulo 21 Direcciones de análisis Acción sísmica según X Acción sísmica según Y Página 3 Pro oyección en planta p de la obra o 4.4.- Hipóte esis de carga Automáticas Peso propio Ca argas muertas s So obrecarga de uso Sis smo X Sis smo Y Vie ento +X exc.+ Vie ento +X exc.Vie ento -X exc.+ + Vie ento -X exc.Vie ento +Y exc.+ Vie ento +Y exc.-Vie ento -Y exc.+ + Vie ento -Y exc.- 5.- ESTADO OS LÍMIT TE E.L L.U. de rotura a. Hormigón ACI 318 8-99 (Chile) E.L L.U. de rotura a. Hormigón en cimentaciones Ace ero conforma ado Ten nsiones sobre e el terreno De esplazamiento os Accione es características 6.- SITUAC CIONES DE D PROYE ECTO Parra las distinttas situaciones de proye ecto, las com mbinaciones de d acciones se definirán de acuerdo con los sig guientes criterios: es persisten ntes o transitorias - Situacione j 1 Gj Gkj PPk Qi Q Qki i1 - Situacione es sísmicas j 1 Gj Gkj PPk AE A E QiQki i 1 - Donde: manente Gk Acción perm Página 4 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 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 () Favorable Desfavorable Carga permanente (G) 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) Página 5 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 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 PP Nombres de las hipótesis 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.+ Página 6 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 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 1.275 1.275 1.300 1.300 1.300 1.300 1.300 1.300 1.300 1.300 -1.400 -1.400 Página 7 Comb. 44 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 1.400 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 SY 1.400 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 1.000 6 1.000 1.000 1.000 1.000 7 1.000 1.000 1.000 8 1.000 1.000 1.000 1.000 9 SX SY 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 Forjado 1 1 Forjado 1 0.35 0.35 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 C1 ( 0.00, 1.60) 0-1 Datos de los pilares Vinculación exterior Ang. Punto fijo Canto de apoyo Con vinculación exterior 0.0 Centro 1.50 Página 8 Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF Vinculación exterior Ang. Punto fijo Canto de apoyo C2 ( 3.00, 1.60) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 1.50 C3 ( 3.00, 0.00) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 1.50 C4 ( 0.00, 0.00) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 1.50 C5 ( 0.99, 1.60) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 1.50 C6 ( 0.99, 0.00) 0-1 Con vinculación exterior 0.0 Centro 1.50 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 15x15 0.30 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 Página 9 12.- CONCLUSIÓN Y ALCANCES El presente informe trata del testeo de una propuesta de zapata tipo, realizado en base a: carga de uso aplicable al destino, mecánica de suelo, recomendaciones de ingeniería y normativa vigente. Del análisis se rescata dimensionamiento según planos. En lo particular la propuesta de zapatas con un ancho y profundidad único para todos los apoyos. De existir pilaretes entre la zapata y el envigado –desde el ntn 0.00 hasta los +0.35 cm del npt- se considera armadura de anclaje desde el canto hasta el sello según despiece de cimentación. Se debe realizar enmallado inferior sobre el sello de fundación de las zapatas. Se insiste en esto último dada la recurrencia de fenómenos expansivos en los suelos de arcilla locales. El profesional actuante recomienda mejoramiento compactado en base a relleno granular R100 con un sobre ancho de 0.30 metros y una profundidad de 0.60 metros para reducir la cota de cimentación –a no menos de 0.9m-. El ancho de zapata no podrá ser modificado, dado que la geometría necesaria para la transmisión de cargas al suelo, derivaría en psi excesivo si se reduce su área. Téngase presente que los resultados no reflejan el análisis de las estructuras habitables que se posarán sobre los módulos o podios tipo estudiados. JUAN LUIS MENARES RODRÍGUEZ ARQUITECTO U.T.F.S.M. Página 10