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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN – TARAPOTO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CAPÍTULO I. MEMORIA DESCRIPTIVA I.1. GENERALIDADES La presente Memoria Descriptiva está referida al plano arquitectónico de una vivienda Multifamiliar con el objeto de realizar el predimensionamiento de los elementos estructurales y a la vez realizar el metrado de cargas para un futuro análisis estructural, así como también el tipo de sistema estructural planteado para dicha vivienda. I.2. UBICACIÓN GEOGRÁFICA  Departamento  Provincia

: Lima : Lima

 Distrito

: San Martín de Porres

I.3. DESCRIPCIÓN GENERAL El presente proyecto comprende los Siguientes Niveles:  Primer Piso (h = 2.80 m)  Segundo Piso (h = 2.70 m)  Tercer Piso (h = 2.70 m)  Cuarto Piso (h = 2.70 m)  Azotea I.4. LA EDIFICACIÓN I.4.1. La Propuesta La propuesta arquitectónica se basa en una edificación simple aporticada de 4 pisos y una Azotea. El edificio está compuesto por 4 plantas típicas las cuales son los 4 primeros pisos, la azotea y un estacionamiento ubicado en la primera planta en la parte derecha del piso. I.4.2. Características Funcionales y Formales: El Edificio ha sido diseñado con la finalidad que los ambientes principales que componen las habitaciones se iluminen y ventilen hacia el exterior e interior. I.4.3. Estructuración y Sistema Constructivo: Teniendo en consideración que el proyecto se encuentra en una región de alto riesgo sísmico (zona 4), fue necesario que el sistema constructivo sea seguro, económico, habiéndose elegido el sistema Convencional (Pórticos) para la dirección del eje X y para la dirección del eje Y. Por lo tanto, para el predimensionamiento se tendrán en cuenta todos los criterios posibles con respecto a la sismicidad de la estructura con la finalidad de realizar un predimensionamiento y metrado de cargas óptimo. I.5. DESCRIPCIÓN GENERAL I.5.1. Planta Típica 1° Piso: Comprende los Siguientes Ambientes: Dormitorio, Dormitorio, Dormitorio Principal con S.H., Baño, Lavandería, Estacionamiento, Patio, Sala, Comedor, Cocina Kitchenet, Jardín. Escalera Principal que va desde el 1° piso hacia el 2° piso, Hall de Distribución que da acceso a los Dptos.

ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN – TARAPOTO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL I.5.2. Planta Típica 2° Piso: Comprende los Siguientes Ambientes: Dormitorio, Dormitorio, Dormitorio Principal con S.H., Dormitorio de servicio, Baño, Sala de estudio, Lavandería, Sala, Comedor, Cocina Kitchenet, Balcón. Escalera Principal que va desde el 2° piso hacia el 3° piso, Hall de Distribución que da acceso a los Dptos. I.5.3. Planta Típica 3° Piso: Comprende los Siguientes Ambientes: Dormitorio, Dormitorio, Dormitorio Principal con S.H., Dormitorio de servicio, Baño, Sala de estudio, Lavandería, Sala, Comedor, Cocina Kitchenet, Balcón. Escalera Principal que va desde el 3° piso hacia el 4° piso, Hall de Distribución que da acceso a los Dptos. I.5.4. Planta Típica 4° Piso: Comprende los Siguientes Ambientes: Dormitorio, Dormitorio, Dormitorio Principal con S.H., Dormitorio de servicio, Baño, Sala de estudio, Lavandería, Sala, Comedor, Cocina Kitchenet, Balcón. Escalera Principal que va desde el 4° piso hacia la azotea, Hall de Distribución que da acceso a los Dptos. I.5.5. Planta de Techos: Acceso a la planta de techos (Escalera que viene del 4°piso) y Azotea, con cobertura liviana a dos aguas.

CAPÍTULO II. PREDIMENSIONAMIENTO II.1. PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSA ALIGERADA Para asignar un espesor inicial a las losas aligeradas, existen una serie de recomendaciones brindadas por diversos autores, a continuación, se muestran los espesores típicos y luces máximas usadas en nuestro medio, aplicables a losas aligeradas en una dirección:

Espesores típicos y luces máximas recomendadas (Blanco, 1994) Para el caso de la edificación la sobrecarga no sobrepasa los 300 kg/m2 y tampoco se cuentan con luces muy extensas, una luz máxima que se encontró es de 3.90 m. por lo tanto se usara una losa aligerada de 20 cm. II.2. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS PERALTADAS Se empleará el siguiente criterio para el predimensionamiento de vigas:

Luz libre Luz libre ≤ Peralte de la viga≤ 10 12 Siendo 25 cm el valor mínimo de ancho de viga recomendado por la norma para vigas peraltadas que forman parte de pórticos o elementos sismo resistente.

ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN – TARAPOTO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL EJ E Ej eX X

Ej eY Y

T r a mo AB BC 12 23 34 45 56 67 78

L u zL i b r e( m) h=L/ 1 0( m) h=L / 1 2( m) hEl e g i d o( m) bEl e g i do Se c c i ó n 3 . 9 0 0 0 . 3 9 0 . 3 3 0 . 4 0 0 . 2 5 0 . 2 5 x 0 . 4 0 2 . 8 5 0 0 . 2 9 0 . 2 4 3 . 6 5 0 0 . 3 7 0 . 3 0 2 . 9 5 0 0 . 3 0 0 . 2 5 2 . 9 5 0 0 . 3 0 0 . 2 5 0 . 3 0 0 . 2 5 0 . 2 5 x 0 . 3 0 2 . 2 5 0 0 . 2 3 0 . 1 9 1 . 8 5 0 0 . 1 9 0 . 1 5 3 . 4 5 0 0 . 3 5 0 . 2 9 2 . 6 5 0 0 . 2 7 0 . 2 2

TABLA N° 01: Predimensionamiento de altura de las vigas en el 1er piso II.3. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS CHATAS El peralte está de una viga chata definido por el espesor de la losa que las rodea y normalmente se usan cuando existe tabiquería en la dirección del armado de una losa aligerada. Se realizará el predimensionamiento para encontrar el ancho de la viga chata. Según la Norma E.060 artículo 11.3.1.1, la resistencia nominal al corte de una sección rectangular de concreto viene dada por la siguiente expresión.

V C =0.53 √ f c ∙ b w d '

Y además sabemos que la resistencia de diseño requerida

V u , con =0.85 ϕ

Vϕ C

debe ser mayor que la resistencia

para solicitaciones de corte. ( Vϕ C ≥V u

). Finalmente

obtenemos el ancho de la viga chata con la siguiente ecuación:

b w=

Vu 0.53 √ f ' c ∙dϕ

En el plano de aligerado del 1er piso, en el eje B–B se tiene una viga chata que soportará un tabique de dimensiones: 2.80 x 0.15 x 2.65 m. Considerando un peso específico de 1350 Kg/m3 para la albañilería obtenemos la cortante última:

V u=

1.4 ∙ Peso = 1.4 (2.80 )( 0.15 )( 2.65) ( 1350 ) → V u=1071.79 Kg 2 2

Y aplicando la expresión anterior para una losa de 20 cm de espesor (peralte efectivo = 17 cm) hallamos el ancho necesario.

b w=

Vu

1071.79 → bw =9.66 cm = 0.53 210 ( 17) (0.85 ) √ 0.53 √ f c ∙dϕ '

Por lo tanto, se tomarán las dimensiones mínimas para la viga chata y se tendrá una sección de viga de: 25x20 cm II.4. PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS Según Ricardo Oviedo Sarmiento, autor del libro “Diseño Sismorresistente De Edificaciones De Concreto Armado”, plantea el siguiente criterio para el predimensionamiento de columnas:

A COL=

λ ∙ P servicio η ∙ F' c

Donde: 

A COL :



Pservicio : Carga de servicio según el tipo de edificación.

Área de columna

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN – TARAPOTO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL  

λ,η : F'c :

Factores según la ubicación de la columna. Resistencia a la compresión (210 Kg/cm2)

TABLA N° 03: cargas de servicio según el tipo de edificación

TABLA N° 04: Factores para el predimensionamiento de columnas Para el predimensionamiento de la estructura, se considerará como una edificación de tipo “C”, con una carga de servicio de 1000 Kg/m2 Ár e aT r i b. λ ( m2 )

h P . Ár e aCo l um. BMí n N° El e gi d o Se c c i ó n Se r v i c i o ( c m2 ) ( c m) Pi s os ( c m) ( Kg)

Co l u mna

T i pod e Co l umn a

C1 C2

Es q u i n a d a Pe r i me t r a l

1 . 3 2 5 4 . 9 7 3

0 . 2 0 1 . 5 0 0 . 2 5 1 . 2 5

4 4

5 3 0 0 1 9 8 9 2

1 8 9 . 2 8 6 4 7 3 . 6 1 9

2 5 2 5

2 5 2 5

0 . 2 5 x 0 . 2 5 0 . 2 5 x 0 . 2 5

C3 C4

Es q u i n a d a Pe r i me t r a l

3 . 0 2 3 5 . 3 9 5

0 . 2 0 1 . 5 0 0 . 2 5 1 . 2 5

4 4

1 2 0 9 2 2 1 5 8 0

4 3 1 . 8 5 7 5 1 3 . 8 1 0

2 5 2 5

2 5 2 5

0 . 2 5 x 0 . 2 5 0 . 2 5 x 0 . 2 5

C5 C6

Ce n t r a d a Pe r i me t r a l

1 0 . 5 6 0 5 . 1 1 5

0 . 3 0 1 . 1 0 0 . 2 5 1 . 2 5

4 4

4 2 2 4 0 2 0 4 6 0

7 3 7 . 5 2 4 4 8 7 . 1 4 3

2 5 2 5

3 0 2 5

0 . 2 5 x 0 . 3 0 0 . 2 5 x 0 . 2 5

C7 C8

Pe r i me t r a l Ce n t r a d a

6 . 1 2 1 9 . 9 5 6

0 . 2 5 1 . 2 5 0 . 3 0 1 . 1 0

4 4

2 4 4 8 4 3 9 8 2 4

5 8 2 . 9 5 2 6 9 5 . 3 4 0

2 5 2 5

2 5 3 0

0 . 2 5 x 0 . 2 5 0 . 2 5 x 0 . 3 0

C9 C1 0

Pe r i me t r a l Pe r i me t r a l

4 . 5 7 3 3 . 3 2 0

0 . 2 5 1 . 2 5 0 . 2 5 1 . 2 5

4 4

1 8 2 9 2 1 3 2 8 0

4 3 5 . 5 2 4 3 1 6 . 1 9 0

2 5 2 5

2 5 2 5

0 . 2 5 x 0 . 2 5 0 . 2 5 x 0 . 2 5

C1 1 C1 2

Ce n t r a d a Pe r i me t r a l

7 . 1 9 0 2 . 9 4 5

0 . 3 0 1 . 1 0 0 . 2 5 1 . 2 5

4 4

2 8 7 6 0 1 1 7 8 0

5 0 2 . 1 5 9 2 8 0 . 4 7 6

2 5 2 5

2 5 2 5

0 . 2 5 x 0 . 2 5 0 . 2 5 x 0 . 2 5

C1 3 C1 4

Pe r i me t r a l Ce n t r a d a

2 . 1 7 9 4 . 9 4 4

0 . 2 5 1 . 2 5 0 . 3 0 1 . 1 0

4 4

8 7 1 6 1 9 7 7 6

2 0 7 . 5 2 4 3 4 5 . 2 9 5

2 5 2 5

2 5 2 5

0 . 2 5 x 0 . 2 5 0 . 2 5 x 0 . 2 5

C1 5 C1 6

Pe r i me t r a l Pe r i me t r a l

1 . 6 2 8 5 . 4 3 6

0 . 2 5 1 . 2 5 0 . 2 5 1 . 2 5

4 4

6 5 1 2 2 1 7 4 4

1 5 5 . 0 4 8 5 1 7 . 7 1 4

2 5 2 5

2 5 2 5

0 . 2 5 x 0 . 2 5 0 . 2 5 x 0 . 2 5

C1 7 C1 8

Ce n t r a d a Pe r i me t r a l

8 . 6 0 6 4 . 1 0 8

0 . 3 0 1 . 1 0 0 . 2 5 1 . 2 5

4 4

3 4 4 2 4 1 6 4 3 2

6 0 1 . 0 5 4 3 9 1 . 2 3 8

2 5 2 5

2 5 2 5

0 . 2 5 x 0 . 2 5 0 . 2 5 x 0 . 2 5

C1 9 C2 0

Pe r i me t r a l Ce n t r a d a

6 . 3 2 9 8 . 7 3 4

0 . 2 5 1 . 2 5 0 . 3 0 1 . 1 0

4 4

2 5 3 1 6 3 4 9 3 6

6 0 2 . 7 6 2 6 0 9 . 9 9 4

2 5 2 5

2 5 2 5

0 . 2 5 x 0 . 2 5 0 . 2 5 x 0 . 2 5

C2 1 C2 2

Pe r i me t r a l Es q u i n a d a

2 . 8 6 8 3 . 0 0 9

0 . 2 5 1 . 2 5 0 . 2 0 1 . 5 0

4 4

1 1 4 7 2 1 2 0 3 6

2 7 3 . 1 4 3 4 2 9 . 8 5 7

2 5 2 5

2 5 2 5

0 . 2 5 x 0 . 2 5 0 . 2 5 x 0 . 2 5

C2 3

Pe r i me t r a l

3 . 0 0 9

0 . 2 5 1 . 2 5

4

1 2 0 3 6

2 8 6 . 5 7 1

2 5

2 5

0 . 2 5 x 0 . 2 5

η

Luego de realizar los cálculos para el predimensionamiento de las columnas se concluyó que la sección de columna será de 0.25 x 0.25 m de manera general. Y 0.25 x 0.30 m las C05 y C08. II.5. PREDIMENSIONAMIENTO DE ZAPATAS Para el predimensionamiento de zapatas se tendrá en cuenta la mayor carga axial actuante calculada en el predimensionamiento de las columnas. Por lo tanto, se calculará las dimensiones de la zapata considerando a la columna C-5.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN – TARAPOTO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL Otro parámetro importante en el predimensionamiento de zapatas es la capacidad portante del terreno donde se va a construir la vivienda. La cual, tomaremos como valor de 2.50 kg/cm2. A continuación, se calculará el área de zapata requerida:

A zapata=

PS 42240 2 → A zapata=1.68 m = σ t 2.50∗10000

Luego, se determinará las dimensiones de la zapata considerando una centrada y uniformizando para el resto de zapatas con su respectiva columna:

L= √ A zapata = √1.68 → L=1.30 m Por lo tanto, las dimensiones de la zapata para la edificación serán de 1.30 x 1.30 m

CAPÍTULO III. METRADO DE CARGAS Es la técnica por la cual se estima las cargas actuantes sobre los distintos elementos estructurales que conforman una edificación. La regla general al metrar cargas es pensar en la manera como se apoya un elemento sobre otro, por ejemplo: las cargas existentes en un nivel se transmiten a través de la losa del techo hacia las vigas, luego estas vigas transmiten la carga hacia las columnas y estas hacia sus elementos de apoyo que son las zapatas y finalmente las cargas pasan sobre el suelo de cimentación. III.1. PLANO DE ELEVACIÓN

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III.2. PESOS UNITARIOS Y CARGAS UNITARIAS

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III.3. DIMENSIONES DE LOS ELEMENTOS DE LA EDIFICACIÓN  Losa aligerada unidireccional: espesor t = 20 cm  Acabados: espesor t = 5 cm  Columnas: 25x25 cm  Columnetas: 15x20 cm  Vigas en dirección X-X: 25x40 cm  Vigas en dirección Y-Y: 25x30 cm  Vigas Chatas: 25x20 cm  Tabiques y parapetos construidos con ladrillo pandereta: t = 15 cm  Altura de piso a techo 1er piso: h = 2.80 m  Altura de piso a techo 2do, 3er y 4to piso: h = 2.70 m III.4. CARGAS UNITARIAS DE LOS ELEMENTOS    

Columna de 0.25 x 0.25 m: 2400 x 0.25 x 0.25 = 150 kg/m Columneta de 0.15 x 0.20 m: 2400 x 0.15 x 0.20 = 72 kg/m Vigas de 0.25 x 0.40 m: 2400 x 0.25 x 0.40 = 240 kg/m Vigas de 0.25 x 0.30 m: 2400 x 0.25 0.30 = 180 kg/m

 Parapetos de 0.15 m: 210 x 1.20 = 252 kg/m  Tabiquería fija (h = 2.80 m): 1350 x 0.15 x 2.80 = 567 kg/m  Tabiquería fija (h = 2.70 m): 1350 x 0.15 x 2.70 = 547 kg/m En el caso de la tabiquería fija, para una carga distribuida cuyo valor se encuentra entre los 400 a 549 Kg/m, según la Norma se considerará una carga por m2 de 210 kg/m2. III.5. METRADO DE CARGAS: LOSA ALIGERADA  El sentido en el cual están dirigidas las viguetas (dirección del armado) se deben mostrar con flechas en las plantas del edificio (←, →).  Una vigueta típica de aligerado de tramo correspondiente, se repiten modularmente 40 cm, por lo que se para el metrado de carga se realiza de una vigueta tomando franjas tributarias de ancho de 0.40 m.  Las vigas se consideran como apoyos simples del aligerado, mientras que las placas se toman que empotran al aligerado por ser mucho más rígidas que las viguetas.  Las cargas repartidas (w) de proporcionan en kg/m, mientras que las concentradas en kg, como ejemplo un tabique.

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Para el cálculo de las cargas actuantes en la losa aligerada se tendrá en cuenta el peso de aligerado establecido por la Norma E.020, los acabados que se harán a cada entrepiso, La tabiquería fija construida sobre la losa aligerada y la respectiva sobrecarga. Para el análisis e idealización de la losa aligerada se considerará a la vigueta del primer nivel, la cual será uniformizada con el mismo análisis para los demás niveles. Para todos los tramos de la vigueta se considerará un ancho tributario de 0.40 m. Por lo tanto, el metrado de cargas es el siguiente:  Peso propio de la losa: 280 x 0.40 = 112 Kg/m  Peso de los acabados: 100 x 0.40 = 40 Kg/m  Peso de la tabiquería fija: 210 x 0.40 = 84 Kg/m  Peso de la Sobrecarga: 200 x 0.40 = 80 Kg/m Luego de realizar los cálculos de las cargas distribuidas se procede a sumar las cargas según el tipo (Carga Viva y Carga Muerta).  Carga Muerta: CM = 112 + 40 + 84 = 236 Kg/m  Carga Viva: CV = 80 Kg/m Finalmente se obtiene el siguiente esquema de cargas para la vigueta o losa aligerada:

NOTA: La imagen es referencial, Se podrá visualizar mejor en el plano de esquematización de cargas actuantes en los elementos estructurales. III.6. METRADO DE CARGAS: VIGAS Elementos de apoyo de la losa; están sujetas a las cargas que le trasmiten la losa, su peso propio, peso de tabiques, parapetos, etc. Para el metrado de cargas se analizará la viga más crítica tanto para el eje X-X como para el eje Y-Y. Luego las cargas serán uniformizadas para los demás niveles. III.6.1. Vigas Principales La viga a realizar el metrado de cargas será la viga del eje 3, la cual es la más crítica. Y tiene un ancho tributario de 2.95 m.  Peso propio de la losa: 280 x 2.95 = 826 Kg/m  Peso de los acabados: 100 x 2.95 = 295 Kg/m  Peso de la tabiquería fija: 210 x 2.95 = 619.50 Kg/m

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN – TARAPOTO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL  Peso de la Sobrecarga: 200 x 2.95 = 590 Kg/m Luego de realizar los cálculos de las cargas distribuidas se procede a sumar las cargas según el tipo (Carga Viva y Carga Muerta).  Carga Muerta: CM = 826 + 295 + 619.50 = 1740.50 Kg/m  Carga Viva: CV = 590 Kg/m Finalmente se obtiene el siguiente esquema de cargas para la Viga Principal de 0.25 x 0.40 m:

NOTA: La imagen es referencial, Se podrá visualizar mejor en el plano de esquematización de cargas actuantes en los elementos estructurales. III.6.2. Vigas Secundarias La viga a realizar el metrado de cargas será la viga del eje 3, la cual es la más crítica. Y tiene un ancho tributario de 2.95 m. Otra consideración es que esta viga no soportará el peso de la losa aligerada por lo que no será necesario calcular un ancho tributario. También se considerará la carga de la tabiquería sobre la viga por metro lineal. Y entre los ejes 6 y 7 habrá una carga puntual ocasionada por las vigas chatas correspondientes, y se calculará de la siguiente manera:

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN – TARAPOTO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL Para la primera viga chata con un ancho tributario de 0.85 m y una longitud de 3.95 m:  Peso propio de la losa: 280 x 0.85 = 238 Kg/m  Peso de los acabados: 100 x 0.85 = 85 Kg/m  Peso de la tabiquería fija: 210 x 0.85 = 178.50 Kg/m  Peso de la Sobrecarga: 200 x 0.85 = 170 Kg/m  Carga Puntual Muerta: CM = 0.50 x (238 + 85 + 178.50) x 3.95 = 991 Kg  Carga Puntual Viva: CV = 0.50 x 170 x 3.95 = 336 Kg Para la segunda viga chata con un ancho tributario de 1.25 m y una longitud de 3.95 m:  Peso propio de la losa: 280 x 1.25 = 350 Kg/m  Peso de los acabados: 100 x 1.25 = 125 Kg/m  Peso de la tabiquería fija: 210 x 1.25 = 262.50 Kg/m  Peso de la Sobrecarga: 200 x 1.25 = 250 Kg/m  Carga Puntual Muerta: CM = 0.50 x (350 + 125 + 178.50) x 3.95 = 1291 Kg  Carga Puntual Viva: CV = 0.50 x 250 x 3.95 = 494 Kg A continuación, se hará el cálculo de las cargas distribuidas sobre la viga secundaria:  Peso de los acabados: 100 x 0.25 = 25 Kg/m  Peso de la tabiquería fija: 1350 x 0.15 x 2.70 = 547 Kg/m  Peso de la Sobrecarga: 200 x 0.25 = 50 Kg/m Luego de realizar los cálculos de las cargas distribuidas se procede a sumar las cargas según el tipo (Carga Viva y Carga Muerta).  Carga Muerta: CM = 25 + 547 = 572 Kg/m  Carga Viva: CV = 50 Kg/m Finalmente se tiene el siguiente esquema de cargas para la Viga Secundaria de 0.25 x 0.40 m:

ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS<...