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  1. 1. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 66 V.MEMORIA DE CÁLCULO 5.1. MATERIALES USADOS EN EL PROYECTO Se considero el peso real de los materiales que conforman y los que deberán soportar la edificación, calculados en base a los pesos unitarios que aparecen en el Anexo 1 de Reglamento Nacional de Edificaciones (E-020). El peso real se so para determinar por medio de análisis o usando los datos indicados en los diseños y catálogos de los fabricantes. Tabla.N°5.1.Pesos unitarios de los materiales.
  2. 2. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 67 Tabla.N°5.2.Peso de losa aligerada por espesor. 5.2. PREDIMENSIONAMIENTO Para el predimensionamiento se tuvo en consideración el reglamento nacional de edificaciones la cual especifica los parámetros mínimos y cargas (E-020) a aplicar en la vida útil de la estructura. 5.2.1. PREDIMENSIONAMIENTO ALIGERADO.- El Predimensionamiento de la losa aligerada se realizo mediante la relación: 25 L H Donde: L= luz libre de viguetas Y del la norma E-020 se tomo la tabla: Tabla.N°5.3.Peso de losa aligerada por espesor.
  3. 3. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 68 Donde se tomo el peso propio de la losa aligerada según el Reglamento Nacional de Edificaciones, la cual sirvió para realizar el metrado de carga para el predimensionamiento de vigas, columnas y esta también aplicarla en el análisis estructural. 5.2.2. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS.- Para el predimensionamiento de vigas primero se procedió a realizar el metrado de cargas según norma de cargas (E-020) donde se tomo en cuenta la carga viva (Uso del nivel) y la carga muerta (losa aligerada, acabados) que se aplicara en la estructura, luego se procedió a calcular el peralte de la estructura según la formula: Donde: Ln= la longitud libre de las vigas. Wu= la carga ultima amplificada = 1.4 C.M.+ 1.7 C.V. Y para el ancho de la base se tuvo en consideración: 20 L B Donde: L = dimensión transversal unitaria. 5.3. METRADO DE CARGA.- De acuerdo al reglamento nacional de edificaciones se considera las siguientes acciones sobre la estructura:
  4. 4. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 69 5.3.1. ACCIONES PERMANENTES (CARGAS MUERTAS) Es el peso de los materiales, dispositivos de servicio, equipos, tabiques y otros elementos soportados por la edificación, incluyendo su peso propio, que sean permanentes o con una variación en su magnitud, pequeña en el tiempo. 5.3.2. ACCIONES VARIABLES (CARGA VIVA) Es el peso de todos los ocupantes, materiales, equipos muebles y otros elementos movibles soportados por la edificación.  CARGA VIVA MÍNIMA REPARTIDA Se uso como mínimo los valores que se establecen en la tabla 1 del Reglamento Nacional de Edificaciones (E-020) para los diferentes tipos de ocupación o uso, valores que incluyen un margen para condiciones ordinarias de impacto. Para el análisis de esta estructura se tomó en todos los pisos la carga de comercio que fue de 500 kg/cm2 excepto para el cuarto nivel ya que en este nivel se usara para restaurant por lo tanto se tomó la carga de uso de restaurant que fue de 400 kg/cm2.
  5. 5. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 70 Tabla.N°5.4.Cargas mínimas repartidas.
  6. 6. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 71  CARGA VIVA DEL TECHO: El Reglamento dice: Se diseñaran los techos y las marquesinas Tomando en cuenta las cargas vivas, las del sismo, viento y otras prescritas a continuación: Para los techos con una inclinación hasta de 3º con respecto a la horizontal (100kg/m2). Para Techos con inclinación mayor a 3º, con respecto a la horizontal (100kg/m2) reducida en 5 kg/m2, por cada grado de pendiente por encima de 3º hasta un mínimo de 50 kg/m2. Para techos curvos 50kg/m2. Para techos con coberturas livianas de planchas onduladas o plegadas, calaminas, fibrocemento, material plástico, etc. Cualquiera sea su pendiente (30kg/m2), excepto cuando en el techo pueda haber acumulación de nieve. 5.4. PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS.- Para el predimensionamiento de la columna se tomo en consideración la carga aplicada al nivel mas bajo de la estructura y de la ubicación de la estructura; ya sea central, extrema o esquina, para así poder considerar los parámetros que te piden las formulas de Predimensionamiento de las columnas. Se tomo en cuenta el grafico:
  7. 7. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 72 Fig.N°5.4. Ubicación de columnas. Para tener en consideración los para metros de la tabla: Tabla.N°5.5.Vsalores de P y N para predimensionamiento de columnas. Donde: PG= es la carga concentrada del área tributaria en la columna. P = carga concentrada en la columna.
  8. 8. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 73 Y luego se procedió aplicar la formula: 5.5. JUSTIFICACIÓN DEL ANÁLISIS ESTRUCTURAL El análisis matricial se desarrollo mediante dos formas:  Análisis estructural por métodos clásicos y matriciales con ayuda de hojas de Excel.  Análisis estructural mediante software para análisis estructural. 5.6. MÉTODOS CLÁSICOS Y MATRICIALES CON AYUDA DE HOJAS DE EXCEL.- Para esta parte del trabajo se procedió a hacer un cálculo estructural mediante hojas de Excel con el método de Takabeya, El cual su procedimiento se muestra en memoria justificativa del presente trabajo. Aplicar estos métodos sirvió para comparar la diferencia de resultados de estos dos métodos. El control de deflexiones se realizo con el método de trabajo virtual teniendo en cuenta el Reglamento Nacional de edificaciones. a. ANÁLISIS DE CARATERISTICAS: Primero para analizar en Excel se procedió a calcular las características de cada elemento:
  9. 9. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 74 Fig.N°5.5. Procedimiento de cálculo de características b. ITERACIÓN: Se procedió a realizar las iteraciones siguiendo el orden dado: Fig.N°5.6. Orden de iteración
  10. 10. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 75 Fig.N°5.7. Iteración en hojas de cálculo Se realizó 44 iteraciones. c. CÁLCULO DE GIROS, DESPLAZAMIENTOS Y MOMENTOS Fig.N°5.8. Giros y desplazamientos en hojas de cálculo
  11. 11. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 76 d. CÁLCULO DE REACCIONES Y CONTROL DE GIROS Fig.N°5.9. Reacciones y control de deflexiones en Excel 5.7. ANÁLISIS MEDIANTE USO DE SOFTWARE.- Se procedió a analizar la misma estructura que se analizó con hojas de Excel usando las mismas combinaciones de cargas para así poder realizar una comparación total de la diferencia de resultados que se dio a lo largo del desarrollo del trabajo; los softwares escogidos para este tipo de trabajo fue: Robot Structural Análisis, SAP 2000 y WinEva. Los resultados de estos análisis se encuentran en el capitulo de memoria de cálculo.
  12. 12. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 77 a. ANÁLISIS CON ROBOT STRUCTURAL ANALISIS: Fig.N°5.10. Vista del programa para elegir el tipo de análisis estructural a realizar Fig.N°5.11. Vista de configuración de zona e idioma
  13. 13. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 78 Fig.N°5.12. Vista de configuración de unidades Fig.N°5.13. Vista de configuración de norma a usar
  14. 14. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 79 Fig.N°5.14. Vista de pantalla principal del programa Fig.N°5.15. Vista de configuración de líneas de referencia
  15. 15. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 80 Fig.N°5.16. Vista de vista de líneas de referencia Fig.N°5.17. Vista de configuración de dimensiones de vigas y columnas
  16. 16. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 81 Fig.N°5.18. Vista de selección de nudos Fig.N°5.19. Vista de armado y dimensionamiento de vigas y columnas
  17. 17. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 82 Fig.N°5.20. Vista de de vigas y columnas dimensionada Fig.N°5.21. Vista de pantalla para configuración de cargas
  18. 18. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 83 Fig.N°5.22. Vista de cargado de estructura Fig.N°5.23. Vista de estructura finalizada
  19. 19. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 84 b. ANÁLISIS CON SAP 2000 Fig.N°5.24. Vista de poniendo diafragmas Fig.N°5.25. Vista de estructura modelada
  20. 20. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 85 Fig.N°5.26. Vista de definición de materiales Fig.N°5.27. Vista de definición de materiales
  21. 21. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 86 Fig.N°5.28. Vista de dimensionamiento de elementos estructurales Fig.N°5.29. Vista de asignación de dimensiones a los elementos
  22. 22. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 87 Fig.N°5.30. Vista de asignación de dimensiones a los elementos Fig.N°5.31. Vista de los elementos dimensionados
  23. 23. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 88 Fig.N°5.32. Vista de configuración de cargas Fig.N°5.33. Vista de asignación de cargas
  24. 24. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 89 Fig.N°5.34. Vista de estructura cargada Fig.N°5.35. Vista de opciones de análisis
  25. 25. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 90 Fig.N°5.36. Vista de estructura deformada Fig.N°5.37. Vista de diagramas de momentos flectores
  26. 26. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 91 c. ANÁLISIS CON WINEVA: Fig.N°5.38. Pantalla Inicial. Fig.N°5.39. Creación de un nuevo proyecto. Fig.N°5.40. Módulo de creación de pórticos ortogonales.
  27. 27. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 92 Fig.N°5.41. Elección de materiales. Fig.N°5.42. Vista del pórtico creado. Fig.N°5.43. Vista del pórtico creado.
  28. 28. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 93 Fig.N°5.44. Numeración de barras. Fig.N°5.45. Añadiendo datos.
  29. 29. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 94 Fig.N°5.46. Añadiendo datos - medidas de las columnas. Fig.N°5.47. Añadiendo datos - medidas de las vigas.
  30. 30. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 95 Fig.N°5.48. Añadiendo datos - medidas de las columnas. Fig.N°5.49. Vistas de las dimensiones.
  31. 31. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 96 Fig.N°5.50. Añadiendo acciones Fig.N°5.51. Añadiendo acciones - carga muerta.
  32. 32. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 97 Fig.N°5.52. Añadiendo acciones - carga muerta. Fig.N°5.53. Añadiendo acciones - carga muerta.
  33. 33. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 98 Fig.N°5.54. Vista del pórtico analizado. Fig.N°5.55. Añadiendo acciones - carga muerta y carga viva Combinación más crítica
  34. 34. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 99 Fig.N°5.56. Cálculo. Fig.N°5.57. Resultados.
  35. 35. UNDAC ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE CIVIL. Análisis Estructural II Página | 100 Fig.N°5.58. Gráficos. Fig.N°5.58. Gráficos.

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