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andrés alberto zárate garza ingeniero civil TRABAJO No. 187 FECHA 28 OCTUBRE 2020 CLIENTE AREA ARQ.MONSERRATH HERRERA / ARQ. LUIS PONCE PROYECTO LUGAR IGLESIA CATOLICA INMACULADO CORAZON DE MARIA MATAMOROS, TAMAULIPAS Andrés Alberto Zárate Garza Ingeniero Civil
INDICE
1 Información del proyecto 2 Análisis de cargas para diseño de elementos 3 Plantas y elevaciones proporcionadas 4 Diseño de largueros de sistema de piso 5 Análisis y diseño estructural de sistema principal 6 Diseño de cimentación 7 Planos estructurales
andrés alberto zárate garza ingeniero civil TRABAJO No. 187 FECHA 28 OCTUBRE 2020 CLIENTE AREA ARQ.MONSERRATH HERRERA / ARQ. LUIS PONCE PROYECTO LUGAR IGLESIA CATOLICA INMACULADO CORAZON DE MARIA MATAMOROS, TAMAULIPAS Andrés Alberto Zárate Garza Ingeniero Civil
1. INFORMACION GENERAL DE PROYECTO
1.1 OBJETIVO
Diseñar los elementos estructurales principales y secundarios para la construcción de la Iglesia Católica Inmaculado Corazón de Jesús. Este edificio presenta una forma cilíndrica, en dos niveles y un cañón que será la torre del campanario. Este proyecto se desarrollará en el área de donación de la unidad habitacional Infonavit Satélite, en la esquina de la Ave. Emilio Portes Gil y calle Cáncer, al sur de la ciudad de Matamoros, Tamaulipas. 1.2 ESTRUCTURACION DE PROYECTO El sistema estructural en su totalidad será una estructura de concreto reforzado, la azotea, se propone sea a base de techumbre de lámina R-101, apoyada sobre largueros y trabes de acero. El interior cuenta con un entrepiso en medio círculo la cual se apoyará sobre trabes y columnas y a su vez; transferirán las cargas a zapatas aisladas de concreto reforzado. Los muros perimetrales serán a base de mampostería de concreto, confinado con dalas y castillos de concreto reforzado. Estos muros se apoyarán sobre zapatas corridas de concreto reforzado. 1.3 MATERIALES Los materiales a usar para el diseño de este proyecto serán los siguientes: Estructura y cimentación concreto f’c: 200 kg/cm2 a 28 días según pruebas de laboratorio Mampostería de concreto f*m: 20 kg/cm Concreto en dalas y castillo f’c: 200 kg/cm2 a 28 días según pruebas de laboratorio Acero de refuerzo para concreto con resistencia a la fluencia fy: 4200 kg/cm Acero estructural A36 con resistencia a la fluencia fy: 2530 kg/cm2 en estructura principal de techumbre. Acero estructural A50 con resistencia a la fluencia fy: 2530 kg/cm2 en estructura secundaria de techumbre. Capacidad de carga del suelo qa: 9 .00 ton/m Peso volumétrico del suelo Pvs: 1.7 5 ton/m Angulo de fricción interna Φ: 20 ˚ (Los datos del suelo aquí proporcionados, son datos supuestos, el cliente no hace entrega del estudio de mecánica de suelos). 1.4 REGLAMENTOS DE DISEÑO USADOS Para el diseño de los elementos de este proyecto, se usará los siguientes reglamentos de diseño: a) Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural ACI 318- 2019. Diseño de elementos de concreto reforzado estructura principal y cimentación.
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2. ANALISIS DE CARGA PARA DISEÑO DE ELEMENTOS
2.1 CARGA VIVA
Puesto que la pendiente propuesta para la losa de azotea es mayor del 20%, la carga viva mínima de diseño de la misma será de acuerdo a ASCE- 7 - 2010 es: Carga viva de techumbre Lr: 60 kg/m Carga viva de entrepiso L: 350 kg/m 2.2 CARGA MUERTA Se analizará las cargas muertas actuantes sobre la losa de azotea, de acuerdo a lo siguiente: Azotea: ELEMENTO KG/M Peso lámina cal 24 5. Aislamiento 5. Iluminación 10. Ductos de A/C 10. Peso propio larguero 10. Peso propio misceláneos 5. Carga muerta total 45. Entrepiso ELEMENTO KG/M Peso propio de relleno 60. Adicional por firme 20. Mortero 3.0 cm para teja 60. Instalaciones ligeras 15. Sobre carga por equipos 10. Acabados cerámicos 60. Carga muerta total 225. 2.3 CARGA DE VIENTO De acuerdo al Manual de Obras Civiles de CFE, por su importancia, este tipo de estructuras queda dentro del grupo B estructuras con grado de seguridad moderado, por lo tanto, se empezará a calcular las velocidades de diseño, así como las presiones actuantes por las velocidades calculadas. La velocidad básica de diseño es
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3. INFORMACION PROPORCIONADA
Se entrega la planta arquitectónica del edificio, así como elevaciones en diversas partes del edificio.
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4. DISEÑO DE LARGUEROS DE TECHUMBRE
En esta parte se diseñarán los largueros tipo Monten a usarse en la techumbre del proyecto. Para el diseño de los largueros, las cargas propuestas sobre los mismos son las siguientes: Carga viva Cv = 60 kg/m Carga muerta Cm = 45 kg/m Carga viento Cw = 236.736 kg/m2 (succión) El ancho tributario para el larguero, será de 1.43 m, por lo tanto, la carga uniforme distribuida es Carga viva uniforme distribuida Wv = 60X1. 43 = 85.80 kg/m Carga muerta uniforme distribuida Wm = 45X1.43 = 64.35 kg/m Carga de viento uniforme distribuida Ww = - 236.736x1.43 = - 338.532 kg/m (succión) Para efectos de diseño de los elementos que conformaran los largueros joist, se usará las especificaciones del American Institute of Steel Construction ANSI/AISC 310-2016. Se usarán las siguientes combinaciones de carga mostradas: Combinación de carga 1 Wu = 1.2D + 1.6L Combinación de carga 2 Wu = 1.2D + 1.3W + 0.5L Combinación de carga 3 Wu = 0.9D + 1.3W Para efectos de diseño, se usara una hoja de calculo en Excel.
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5. ANALISIS DE SISTEMA ESTRUCTURAL DE LA NAVE
En esta parte se analizará y determinaran, las fuerzas que ocurren en los elementos principales, que conforman la estructura. La techumbre se conformará a base de perfiles metálicos de acero estructural A36, con resistencia a la fluencia Fy: 2530 kg/cm2. La estructura de concreto se propone sea concreto con resistencia la compresión f’c: 200 kg/cm2, a 28 días, según pruebas de laboratorio. Las cargas actuantes sobre los marcos son las siguientes Carga viva azotea Cva: 6 0 kg/m Carga viva entrepiso Cve: 350 kg/m Carga muerta entrepiso Cme: 585 kg/m Presión básica de viento Cw: 184.412 kg/m Para efectos de análisis y diseño del marco rígido, se consideran las siguientes combinaciones de carga CC1: 1.4CMA+1.4CME CC2: 1.2CM+1.2CME+1.6CVA+0.5CVE CC3: 1.2CM+1.2CME+0.5CVA+1.6CVE CC4: 1.2CM+1.2CME+0.5CVA+0.5CVE+1.3CW CC5: 0.9CM+0.9CME+1.3CW CC6: CVA+CVE CC7: CM+CME+CVA+CVE CC8: CM+CME+CW Donde: CMA: Carga muerta de azotea CME: Carga muerta de entrepiso CVA: Carga viva de azotea CVE: Carga viva de entrepiso CW: Carga de viento Las primeras cinco combinaciones, se usarán para efectos de diseño de elementos de cada marco; las tres últimas, servirán para calculas las deformaciones actuantes por las cargas de servicio. Para efectos de análisis estructural, se usará el programa RAM Elements V8i, V13.0, análisis y diseño de marcos rígidos tridimensionales. Se anexa a este trabajo, los resultados obtenidos del análisis estructural del conjunto.
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5. DISEÑO Y REVISION DE MIEMBROS DE MARCO RIGIDOS
En esta parte se revisarán y diseñara, de ser necesario, las dimensiones y armados mínimos requeridos, de acuerdo a las solicitaciones y fuerzas de acuerdo a las combinaciones de carga establecidas. Para efectos de revisión y diseño, se usará los Requisitos del Reglamento para Concreto Estructural y Comentarios del ACI- 318 - 2019 , así como los resultados obtenidos en el programa RAM Elements V13, así como hojas de cálculo en Excel. Se empezará a diseñar y revisar los elementos por niveles, de la parte superior hasta la parte inferior de la superestructura, de acuerdo a su ubicación dentro del conjunto. Se anexa a este trabajo, los resultados obtenidos de las revisiones estructurales de los elementos que conforman el sistema estructural. Se revisará los elementos más críticos para efectos de diseño.
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7. CIMENTACION
En esta parte se diseñará la cimentación del conjunto, la cual será a base de zapatas aisladas bajo columnas de carga y de zapatas corridas bajo muro de carga. Para efectos de cálculo de la cimentación, las propiedades mecánicas del suelo son las siguientes: Capacidad de carga del suelo qa: 9.00 ton/m Peso volumétrico del suelo Pvs: 1.75 ton/m Angulo de fricción interna Φ: 20˚ Cabe hacer mención que la información del suelo, es supuesta, ya que no se tiene estudio de mecánica de suelos por parte del cliente. Para efectos de diseño de las zapatas, se usará una hoja de cálculo en Excel.
