ONG SEMBRANDO JUNTOSINGENIERIA DE DETALLE

CENTRO DE EDUCACION INICIAL Y PRIMARIA PACHACUTECPROYECTO N° 1071

Nº 1071-100-3-CD-001*1071-100-3-cD-001*

CRITERIO DE DISEÑO

ESTRUCTURAS

Rev. B

APROBADO POR:

Jefe de Disciplina Ing. Lugdar Aparicio Maydana.

Jefe de Proyecto Arq. Paola La Rosa

Cliente Sembrando Juntos

Revisión Hecho Por Descripción Fecha Revisado AprobadoA O.Blas Emitido para Coordinación Interna 26/05/2013 L.Aparicio P.La RosaB O.Blas Emitido para Aprobación del Cliente 29/05/2013 L.Aparicio P.La Rosa

COMENTARIOS DEL CLIENTE:

INDICE

1.0 GENERALIDADES.................................................................................................................................................3

1.1 ALCANCE.........................................................................................................................................................3

1.2 INFORMACION DEL LUGAR...........................................................................................................................3

1.2.1 LOCALIZACIÓN.............................................................................................................................................3

1.2.2 CONDICIONES AMBIENTALES...................................................................................................................3

1.2.3 CONDICIONES SÍSMICAS...........................................................................................................................3

1.2.4 CONDICIONES GEOTÉCNICAS..................................................................................................................3

1.3 UNIDADES.......................................................................................................................................................4

2.0 DOCUMENTOS DE REFERENCIA. (CÓDIGOS ESPECIFICACIONES Y ESTANDARES).................................4

2.1 REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES..........................................................................................4

2.2 APLICADOS COMO REFERENCIA Y COMPLEMENTO................................................................................4

3.0 ANÁLISIS ESTRUCTURAL....................................................................................................................................5

3.1 GENERALIDADES...........................................................................................................................................5

3.2 CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL DE LAS EDIFICACIONES.....................................................................5

3.3 CARGAS DE DISEÑO......................................................................................................................................5

3.4 COMBINACIONES DE CARGA........................................................................................................................7

3.5 DESPLAZAMIENTOS LATERALES Y DEFLEXIONES PERMISIBLES..........................................................8

4.0 DISEÑO ESTRUCTURAL.......................................................................................................................................8

4.1 CIMENTACIONES............................................................................................................................................8

4.1.1 ESTABILIDAD................................................................................................................................................8

4.1.2 PRESIONES..................................................................................................................................................9

4.1.3 NIVEL FREÁTICO.........................................................................................................................................9

4.1.4 PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN............................................................................................................9

4.2 DISEÑO EN CONCRETO ARMADO................................................................................................................9

4.3 DISEÑO EN ACERO ESTRUCTURAL.............................................................................................................9

4.4 PERNOS DE ANCLAJE..................................................................................................................................10

1.0 GENERALIDADES.

1.1 ALCANCE

El presente documento establece los parámetros a seguir para el análisis estructural y posterior diseño de las estructuras para el proyecto denominado “Centro Educativo Inicial y Primaria – Pachacutec, cuyo objetivo es proporcionar estructuras funcionales y seguras ante solicitaciones de cargas estáticas y dinámicas, aplicando procedimientos que estarán reflejados en planos de ingeniería de detalle y memorias de cálculo debidamente sustentadas, en aplicación de prácticas aceptadas de ingeniería y en cumplimiento de las normas y reglamentos vigentes en nuestro país.

1.2 INFORMACION DEL LUGAR

La información de la zona se encuentra señalada en los Criterios de Diseño de la especialidad de arquitectura, ver documento Nº 1071-100-4-CD-100.

1.2.1 Localización:

El proyecto se encuentra localizado en el Distrito de Ventanilla, Provincia Constitucional del Callao.

1.2.2 Condiciones Ambientales:

El clima de la zona corresponde a un clima húmedo. Siendo la temperatura máxima de 22°C y la mínima de 15°C, datos obtenidos de SENAMHI.

1.2.3 Condiciones Sísmicas:

De acuerdo al mapa de zonificación sísmica de la Norma de Diseño Sismo Resistente E-030, la obra se encuentra ubicada en la zona sísmica 3.De acuerdo a esto el coeficiente de zonificación para la determinación de las cargas de sismo es Z=0.4, que representa la máxima aceleración horizontal con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50años.

1.2.4 Condiciones Geotécnicas:

Será de acuerdo al informe geotécnico elaborado por M&M:CUADRO N°01 – Resumen de Informe Geotécnico

Tipo de Cimentación Zapatas aisladas, cimientos corridos con falsos cimientos (Asumidas)

Estrato de apoyo de la Cimentación Pendiente

Tipo de cemento Tipo IParámetros de cimentación Df. mín (m) Qadm (kg/cm²)Zapatas aisladas 1.00 (Asumido) 1.00 (Asumido)Cimientos Corridos 1.00 (Asumido) 1.00 (Asumido)

Adicionalmente, se toman en cuenta los siguientes criterios:La profundidad de la cimentación de las edificaciones deberá estar por encima del nivel freático.

Los parámetros de suelo para el diseño de las cimentaciones de equipos y estructuras del Centro Educativo Inicial y Primaria son los siguientes:

Tipo de Suelo: S1 = 1.2

Período Fundamental: Tp = 0.60

Los parámetros y capacidad del suelo se encuentran de acuerdo con el estudio de suelos que viene realizando el consultor M&M y Reglamento Nacional de Edificaciones E-030 y E-050.

1.3 UNIDADES.

Las unidades de medida a emplear serán del Sistema Internacional (S.I.). Para el desarrollo de planos todas las dimensiones estarán en milímetros y los niveles estarán en metros.

2.0 DOCUMENTOS DE REFERENCIA. (CÓDIGOS ESPECIFICACIONES Y ESTANDARES).

Los documentos de referencia están comprendidos por las normas y reglamentos de diseño vigentes a emplear en el desarrollo del proyecto. Siendo las siguientes:

2.1 REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES.

NTE E.020 Cargas 2006NTE E.030 Diseño Sismo resistente 2006NTE E.050 Suelos y Cimentaciones 2006NTE E.060 Concreto Armado 2009NTE E.070 Albañilería 2006NTE E.090 Acero 2006

2.2 APLICADOS COMO REFERENCIA Y COMPLEMENTO.

Informe Geotécnico - elaborado por M&M consultores SRL.ACI 318-08 Building Code Requirements for Structural Concrete.ASCE 7-05 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures.ACI 350-06 Code Requirements for Environmental Engineering Concrete Structures and Commentary.ACI 350.3-06 Seismic Design of Liquid-Containing Concrete Structures.ACI 530-08 Building Code Requirements & Specifications for Masonry Structures.Steel Construction Manual 13th Ed. - American Institute of Steel Construction 2005.ANSI/AISC 360-10 Specification for Structural Steel Buildings.ANSI/AISC 341 Seismic Provisions for Structural Steel Buildings and Bridges.AISI SG03 Cold Formed Steel Design Manual.ASTM American Society for Testing and Materials.AWS American WeldingCode.

3.0 ANÁLISIS ESTRUCTURAL.

3.1 GENERALIDADES.

Las estructuras que conforman el Centro Educativo Inicial y Primaria, han sido analizadas considerando un comportamiento linealmente elástico de manera bidimensional y/o tridimensional, con una adecuada configuración estructural para resistir las cargas gravitacionales de servicio y debidamente arriostradas de manera de resistir las cargas laterales de sismo o viento.

3.2 CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL DE LAS EDIFICACIONES.

El Centro Educativo Inicial y Primaria, está conformado por diversos edificios que conforman en si todo el proyecto.

Los diversos edificios están configurados de tal forma que resistan las cargas estáticas y dinámicas para las cuales han sido proyectadas. Los edificios cuentan con un diafragma rígido conformado por una losa aligerada, con la suficiente rigidez que permita un desarrollo óptimo funcionamiento del edificio, además de ser capaz de soportar las cargas a las cuales estará sometida durante su vida útil.

Como elementos resistentes a las cargas solicitadas, se tiene vigas peraltadas las cuales se conectan a los elementos verticales (muros estructurales), los cuales son capaces de resistir cargas verticales y horizontales que se presenten durante la vida útil de la estructura.

La cimentación ha sido considerada como zapatas aisladas y combinadas capaz de trasmitir los esfuerzos que produce el edificio durante su funcionamiento al suelo, por lo que han sido diseñadas con el área suficiente y rigidez para cumplir con tal fin.

Los diversos edificios metálicos cuentan con cubierta ligera, la cual está soportada por elementos laminados en frío como son las correas de techo, las cuales se conectan a los pórticos principales conformado por pórticos rígidos frente a cargas lateras y gravedad.

3.3 CARGAS DE DISEÑO.

Contemplan las solicitaciones a las cuales la estructura estará sometida durante su funcionamiento.

Carga Muerta (D)

- Corresponde a cargas permanentes en base a su peso unitario, la cual estará sometida la estructura, entre las que se encuentran el peso propio de los elementos estructurales y no estructurales que la conforman.

En general el edifício llevará las siguientes cargas permanentes:

o Concreto armado: 2400 kg/m3

o Concreto simple: 2300 kg/m3

o Concreto pobre: 100 kg/m2

Carga Viva (L, Lr).

-Corresponden a cargas móviles a las cuales estará sometida la estructura, producto de su tipo de uso u ocupación. Estos valores son tomados de acuerdo a la Tabla N°1. del Capítulo 3 de la Norma E.020 del Reglamento Nacional de Edificaciones, siendo Lr la carga viva del techo ó azotea (30kg/m2), además de ello se deberá considerar la carga de los equipos que se encuentren en la zona de fabricación.

Carga de Viento (W).

- Corresponden a cargas perpendiculares de presión ó succión aplicadas sobre la superficie de la estructura; aplicadas en las condiciones más desfavorables de exposición a la que estará sometida. La velocidad de diseño estará determinada según el mapa eólico de la Norma E.020 del Reglamento Nacional de Edificaciones.

La velocidad de diseño mínima a usar segúnel RNE será de 75 Km/h.

Carga de Sismo (E).

- Todas las estructuras deberán ser diseñadas de acuerdo a los requerimientos de la Norma E.030 del Reglamento Nacional de Edificaciones. Siendo los factores sísmicos a usar los siguientes:

o Factor de zona: (Z) = 0.4 (Departamento de Lima).

o Factor de Uso:

o Edificaciones convencionales (U) = 1.5 (Edificaciones esenciales).

o Factor de Suelo (S) =1.2 (Estudio Mecánica Suelos).

o Coeficiente de Reducción: Dependerá del sistema estructural utilizado, que de acuerdo a la Norma E.030 RNE para estructuras regulares son:

R = 9.5 Sistema Estructural Acero (pórticos).

R = 6.5 Sistema Estructural Acero (arriostres excéntricos).

R = 6.0 Sistema Estructural Acero (arriostres en cruz).

R = 6.0 Sistema de Muros Estructurales.

o Coeficiente para techos y estructuras no diafragmadas:

C1 =1.3 Parapetos y muros en volado que estén al borde.

C1 =0.9 Muros interiores (tabiques).

C1 = 0.6 Cercos.

Fluidos (F).

- Correspondientes al peso y empuje lateral de los fluidos sobre las paredes del elemento que los contenga.

Presión Lateral (H).

- Corresponde al empuje del suelo sobre las paredes del elemento enterrado que lo contiene; considerando además el efecto de la sobrecarga y/o sub presiones hidrostáticas que actúen sobre él.

3.4 COMBINACIONES DE CARGA.

Las combinaciones de carga a emplear según el tipo de estructura se regirán al Reglamento Nacional de Edificaciones.

3.4.1 Edificaciones de Concreto Armado. (RNE E.060)

1.4D + 1.7L.1.25 (D + L ± W).0.9D ± 1.25 W.1.25 (D + L) ± E.0.9D ± E.1.4D + 1.7L + 1.7H.0.9D + 1.7H.1.4D + 1.7L + 1.4F.1.05D + 1.25L + 1.05T.1.4D + 1.4T.

3.4.2 Edificaciones de Acero. (LRFD - RNE E.090).

1.4D1.2D + 1.6L +0.5 (Lr ó S)1.2D + 1.6 (Lr ó S ) + (0.5L ó 0.8W)1.2D + 1.3W +0.5L +0.5(Lr ó S)1.2D ± 1.0E +0.5L +0.2S.0.9D ± (1.3W ó 1.0E).

3.4.3 Esfuerzos Admisibles.

Este tipo de combinaciones deberán ser usadas en el caso de que por razones especiales del diseño no apliquen las indicadas en los ítems 3.4.1 y 3.4.2.DD+LD+ (W ó 0.70E)D+T0.75 [D + L + (W ó 0.70E)]…………………. (*)0.75 [D + L + T]……………………………….. (*)0.75 [D + (W ó 0.70E) + T]………………….. (*)0.68 [D + L + (W ó 0.70E) + T]…………...…. (*)(*) En estos casos no se permitirá un aumento de los esfuerzos admisibles.

3.5 DESPLAZAMIENTOS LATERALES Y DEFLEXIONES PERMISIBLES.

Los desplazamientos laterales permisibles se regirán de acuerdo a lo indicado en la norma sísmica E.030 del Reglamento Nacional de Edificaciones para el caso de estructuras de concreto, acero y albañilería.Los límites para deflexiones para elementos de concreto armado serán según lo estipulado en el capítulo 9.6 de la norma E.060 del Reglamento Nacional de Edificaciones.Los desplazamientos laterales permisibles para estructuras de concreto es de 0.7% y los desplazamientos laterales permisibles para estructuras de albañilería es de 0.5% de la altura de entrepiso.Las deflexiones verticales, en los elementos estructurales de acero, causadas por las cargas de gravedad, permanentes y vivas no excederán los valores límites indicados:Viguetas de Techo, soportan planchas onduladas: L/180Vigas de Pórticos soporte de viguetas de Techo: L/240

Las deflexiones laterales en los elementos estructurales verticales causadas por las cargas de laterales no excederán los valores límites indicados:Por Sismo, en pórticos con nudos rígidos en la dirección no arriostrada: H/100Por Sismo, en los pórticos en la dirección arriostrada: H/300Por Viento, en pórticos con nudos rígidos en la dirección no arriostrada: H/200Por viento, en pórticos: H/500. Donde H es la altura entre piso.Se permitirá el uso de contra flechas para elementos de concreto y acero siempre y cuando esté aplicado solo a la carga muerta.

4.0 DISEÑO ESTRUCTURAL.

4.1 CIMENTACIONES.

El diseño de cimentaciones deberá cumplir con lo indicado en la norma E.050 y E.060 del Reglamento Nacional de Edificaciones. Las cimentaciones serán revisadas y diseñadas de acuerdo a lo indicado en el informe geotécnico de M&M, la cual brinda esta información:

4.1.1 Estabilidad.

Para los criterios de estabilidad se deberá tener en cuenta lo siguiente:El coeficiente de seguridad al volteo será de 1.5.El coeficiente de seguridad al deslizamiento será 1.5 como mínimo, en el caso que se analice la acción de las cargas dinámicas (sismo o viento) el coeficiente de seguridad para el volteo y deslizamiento será de 1.25Para la verificación por levantamiento, deslizamiento y volteo deberá considerarse la mínima carga muerta en acción conjunta con las cargas de viento o sismo.

4.1.2 Presiones.

Se diseñara con una capacidad portante, según el Cuadro N°01Para condiciones sísmicas la presión admisible podrá incrementarse en un 20% de acuerdo a la Norma E.050 Suelos y Cimentaciones.

4.1.3 Nivel freático.

Todas las cimentaciones deberán estar por encima del nivel freático.

4.1.4 Profundidad de cimentación.

Será superficial con un desplante mínimo de 1.00m, según lo indica el estúdio de mecánica de suelos.

4.2 DISEÑO EN CONCRETO ARMADO.

El diseño de elementos de concreto armado de las diferentes estructuras se desarrollará de acuerdo a la norma E.060 del Reglamento Nacional de Edificaciones y complementada con las normas y códigos del American Concrete Institute ACI.

4.2.1 Materiales

Concreto Simple (Resistencia mínima a la compresión).Solados, falsas zapatas f´c = 100Kg/cm².Cimientos corridos f´c = 175Kg/cm². + 30% de piedra

grande máx. 6”. Sobrecimientos f´c = 175Kg/cm². + 25% de piedra

mediana máx. 3”.Losas de piso f´c = 210 Kg/cm²

Concreto Estructural. (Resistencia mínima a la compresión). La resistencia mínima a la compresión será:Concreto armado: Losa maciza, columnas y vigas f´c = 210Kg/cm².Concreto armado: Cimentación y cimientos corridos f´c = 210Kg/cm².

Grout líquido f´c = 140Kg/cm².Acero de Refuerzo ASTM A615 Grado 60.

Fy = 4200 Kg/cm2

4.3 DISEÑO EN ACERO ESTRUCTURAL.

El diseño de elementos de acero de las diferentes estructuras se desarrollará de acuerdo a la norma E.090 y se complementará con el AISC-LRFD para el caso de perfiles y planchas de acero rolado en caliente. Para el caso de perfiles doblados en frío se utilizará la norma AISI SG03.

4.3.1 Materiales:

Columnas ó vigas de alma llena (W) ASTM A36.Columnas ó vigas de tubos cuadrados, rectangulares ASTM A36.Tubos estructurales ASTM A53, Grado B.Canales, Tees, Ángulos ASTM A36.Planchas ASTM A36.Canales laminados en frío ASTM A-1011-LAC, Grado 36.Soldadura AWS D 1.1

4.4 PERNOS DE ANCLAJE.

Se utilizarán de preferencia pernos pre-instalados que serán diseñados para que cumplan con lo especificado en el Anexo D del ACI 318.

En caso sea necesario utilizar pernos post instalados, estos deberán diseñarse para soportar las solicitaciones debido a cargas laterales de sismo o viento y homologados de manera que cumplan con los requerimientos del Anexo D del ACI 318.

4.4.1 Materiales.

Pernos de anclaje. ASTM A307 Grado A.Pernos de anclaje de alta resistencia. ASTM A325.Tuercas ASTM A563 Gr.A.Arandelas de acero endurecido ASTM F436.

En caso sea necesario utilizar pernos post instalados, estos deberán diseñarse para soportar las solicitaciones debido a cargas laterales de sismo o viento y homologados de manera que cumplan con los requerimientos del Anexo D del ACI 318.