MEMORIA_DE_CALCULO_ESTRUCTURAL_EJEMPLO

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SECPLAN 
UNIDAD TECNICA 
 
Ingeniero civil asesor – Secplan- fono (56) 043/439024 - paraya@yumbel.cl 
MUNICIPALIDAD YUMBEL – Bernardo O’higgins Nº 851 – fono (56)043/ 405800 - www. yumbel. cl 
 
 
MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL 
 
 
INFORMACIONES GENERALES 
 
Proye c to : “REPOSICIÓN DE AREA ADMINISTRATIVA DEL C.E.I.A. (CENTRO 
EDUCATIVO INTEGRAL DEL ADULTO) DE YUMBEL” 
Comuna : YUMBEL. 
Dire c c ión: CALLE QUEZADA NUMERO 750 
 CIUDAD DE YUMBEL. 
Propie ta rio : MUNICIPALIDAD DE YUMBEL. 
Ing e nie ro Civil Ase sor: PAOLA ARAYA B. 
 
 
 
1.- INTRODUCCIÓN 
 
El presente estudio tiene como finalidad realizar la verificación de los elementos resistentes 
que componen la construcción del Centro Educación Integral de Adulto Luis Saldes, 
considerando las fundaciones, muros de albañilería, de madera, pilares y cadenas. 
 
En general las fundaciones se han considerado como zapatas corridas bajo muros de 
albañilería. 
 
2.- CONSIDERACIONES 
 
El Ceia Luis Saldes será construida en albañilería de ladrillo fiscal reforzada, con un 
segundo piso en tabiquerías de madera de 2”x3”, envigado entrepiso de 2”x6” en pino 
impregnado y apoyado en vigas de acera IN de 150 x 50 x 10 x 5 mm de acuerdo a plano 
de estructuras. 
 
Las cerchas serán estructuradas en madera de pino de 1”x4”, con costaneras de pino de 
2”x2”, sobre la que irá una cubierta de zincalum de 0.4 mm. 
 
Los pilares serán de la forma y dimensiones indicadas en planta de fundaciones y 
estructuras, las cadenas de 0.2x0.2m y vigas de 0.2 x 0.35 m. 
 
Las fundaciones son del tipo corrida, con cimientos de 0.40x0.7 m y sobrecimientos 
armados de 0.2x0.3 m, con 4Fe de 12 mm y estribos de 8 mm @20 cm. 
 
 
 
 
3.- BASES DE CÁLCULO 
 
Este ítem informe tiene como objeto mostrar un resumen de los criterios, métodos y 
materiales empleados, los cuales controlan el diseño de las obras civiles para esta obra. 
 
Su desarrollo está basado en las normas chilenas emitidas por el Instituto Nacional de 
Normalización. 
 
3.1.- Crite rios de Dise ño 
 
3.1.1. Sue lo :De acuerdo a los antecedentes recopilados, se supone una tensión máxima 
admisible para el suelo de 1.0 kg/cm2. En caso eventual, la tensión admisible podrá 
incrementarse en un 33%. 
 
 
 
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3.1.2. Mate ria le s: 
 
Hormig ón: Hormigón H-25 con una resistencia característica f'c >= 210 Kg/cm2 a los 28 
días, 90% nivel de confianza, para losas, pilares, vigas, cadenas y fundaciones. 
 
Para los cimientos, podrá utilizarse hormigón tipo H-20 con un 20 % máximo de bolón 
desplazado. 
 
La drillos: Tipo fiscal, de primera calidad con una resistencia mínima a compresión de 40 
kg/cm2. 
 
Ac e ro de re fue rzo : Clase A 44-28 H con una tensión de fluencia mínima fy >= 2.800 
Kg/cm2, con resaltes. 
 
Ma de ra : Para los elementos estructurales de madera no nativa, se utilizará pino radiata 
con las siguientes características: 
 
 Pino radiata: Grado Estructural Nº 1 (G1), con las siguientes tensiones admisibles: 
 
 - Flexión : 70.38 kg/cm2 
 - Compresión paralela : 53.04 kg/cm2 
 - Cizalle : 7.344 kg/cm2 
 - Módulo de Elasticidad : 62.220 kg/cm2 
 
Para el diseño de los elementos de acero, se utilizará el método de las tensiones 
admisibles según Nch427. 
 
 
3.2. Ca rg a s 
 
Las cargas y sobrecargas se estiman según la norma Nch 1537 Of.86, Nch 432 y Nch 433. 
Para efectos de análisis las cargas se consideran según su naturaleza. 
 
- Ca rg a s Pe rma ne nte s : Pe so Propio y Sobre c a rg a . 
- Ca rg a s Eve ntua le s : Sismo, Vie nto e Impa c to 
 
3.2.1. Ca rg a s Pe rma ne nte s 
 
Se consideran en este ítem del presente estudio los pesos propios de todos los elementos 
estructurales incorporados, de los materiales y de los accesorios fijos. 
 
3.2.1.1. Pe so Propio 
 
Las cargas de peso propio consideradas en el diseño están constituidas por el peso de la 
estructura y todo el material unido y soportado permanentemente por ella. 
 
Para efectos de cálculo de los pesos propios de los materiales, se consideran los siguientes 
pesos específicos: 
 
Hormigón Armado : 2500 Kg/m3 
Hormigón Simple : 2400 Kg/m3 
Madera : 750 Kg/m3 
Acero : 7850 Kg/m3 
Suelo : 1800 Kg/m3 
 
Nota : Los pesos de los demás materiales, que en general no son estructurales y solo 
actúan como pesos muertos, estarán especificados por catálogos y deberán cumplir con 
los valores dados en la Norma respectiva. 
 
 
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3.2.1.2. Sobre c a rg a 
 
Las Sobrecargas se determinan según Tablas de la Nch 1537 Of.86 y dependerá del uso 
que se le dará al sector considerado. 
 
Techumbre : 30 Kg/m2 
 
i. Re duc c ión de la s sobre c a rg a s 
 
a . Por Áre a tributa ria 
 
Se puede reducir en función del área tributaria total A que incide sobre el elemento 
estructural, según: 
 
 
 Ca = 1 ; para A ≤ 20 m2 
 Ca = 1 - 0,008 x A ≥ 0,60 ; para 20 m2 ≤ A ≤ 50 m2 
 Ca = 0,60 ; para 50 m2 ≤ A 
 
3.2.2. Ca rg a s Eve ntua le s 
 
3.2.2.1. Vie nto 
 
El marco formado por muros y cerchas deberá estar diseñado para las tensiones 
originados por el viento durante su construcción y después de terminada. Para este 
propósito se considera una presión básica del viento según Nch 432 de qb = 70 Kg/m2. 
Todo el cálculo debido a las fuerzas provocadas por el viento se hará según la Norma Nch 
432. 
 
3.2.2.2. Sismo 
 
El cálculo sísmico de las distintas estructuras que componen el centro de estudios, se hará 
según la Norma Nch 433 Of.96, para lo cual se empleará el método de las fuerzas laterales 
equivalentes también conocido como método estático. 
 
El esfuerzo de corte basal se determinó según: 
 
Q o = C x I x P 
Dónde: 
 Q o : Esfuerzo de Corte Basal. 
 C : Coeficiente Sísmico, usaremos C = 0,35SAo/g. 
 Ao : Coeficiente de Aceleración (zona Sísmica 3), Ao = 0,40g. 
S : Coeficiente según tipo de suelo de Fundación (Tipo IV) S = 
1,20. 
 I : Coeficiente de Importancia, usaremos I = 1,20. 
 
Luego: Q o = 0,202P 
 
3.2.2.2.1. Distribuc ión de Ca rg a s 
 
Cada elemento va a estar solicitado según las cargas que actúan sobre él. 
 
i. Pe so Propio (PP) 
 
Estas se expresaron en Kg/m2, y se dedujeron multiplicando el volumen del elemento por 
el peso específico de este. 
 
 
 
 
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ii. Sobre c a rg a (SC) 
 
Esta se distribuye por áreas tributarias, según el elemento estructural considerado. 
 
iii. Vie nto(V) 
 
Según Nch 432. 
 
iv. Sismo(S) 
 
Según Nch 433 Of.96. 
 
4. PARAMETROS DE DISEÑO 
 
4.1 Combina c ione s de Ca rg a 
 
4.1.1. Ca rg a s Norma le s 
 
Diseño Elementos de Acero: 
 
 Q s = PP + SC 
 
Verificación Tensiones en el Suelo de Fundación: 
 
 Q s = PP + SC 
 Q s = 0.75(PP + SC ± Vie nto) 
 Q s = 0.75(PP + SC ± Sismo) 
 
4.1.2 Ca rg a s Eve ntua le s 
Diseño Elementos de Acero: 
 
 i. Q s = 0.75(PP +SC ± Sismo) 
 ii. Q s = 0.75(PP +SC + Vie nto) 
 
4.1.3 Mome nto de Dise ño 
 
i M dis = 10.64 ton-m 
 
4.1.4 Crite rios de Fa lla 
 
Se han utilizado los siguientes criterios: 
 i. Por De forma c ione s Má xima s (Todos). 
 ii. Por Te nsione s Admisible s (Ac e ro). 
 
 
____________________________ 
Pa ola Ara ya Ba dilla 
Ing e nie ro c ivil 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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I).- VERIFICACIÓN DE FUNDACIONES 
Da tos Ge omé tric os 
 
 
 
Cimiento 
B 50 cm 
H 60 cm 
 
Sobrecimiento 
 
C 15 cm 
h 30 cm 
 
 
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L 388 cm 
H total 90 cm 
 
Da tos Ma te ria le s 
 
f'c 210 kg/cm2 
fy 2800 kg/cm2 
ρHA 2500 kg/m3 
 
1.- Che que o Te nsión Admisible de l Te rre no pa ra Ca rg a s de Se rvic io 
 
Peso 
Zapata 3347 kg 3.35 Ton 
 
Ppp 2094 kg 
Psc 403 kg 
Pz 3347 kg 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Solic ita c ione s 
 
 
Albañilería 
 
Sismo Z C2:PP+SC+Sz 
N 2541 kg 
Vz 306 kg 
Mx 68456 kg-cm 
 
Pila r1 Pila r2 
 
Sismo Z C2:PP+SC+Sz Sismo Z C2:PP+SC+Sz 
N 451 kg N 431 kg 
Vz 26 kg Vz -14.8 kg 
Mx 2344.1 kg-cm Mx -1170.8 kg-cm 
 
Peso Solicitante 
Ps: Ppp+Psc+Pz 
Ps: 5844 kg 
 
Momento Solicitante 
Ms 98177 kg-cm 
 
 
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Excentricidad 
e 58.4 cm 
L/6 64.7 cm 
Distribución Trapezoidal 
 
 
 
Q máx. 0.379 kg/cm2 
Q min. 0.223 kg/cm2 
Q adm 1 kg/cm2 
 
 
Ok, El Suelo Resiste 
 
 
 
2.- Che que o pa ra que la Altura Re sista la Fle xión y e l Corte provoc a da s por la s Ca rg a s 
ma yora da s. 
 
 
 
 
 
Utilizaremos 
C:1.4PP+1.4SC+1.4Sismo 
 
Pu 3496 kg 
Mu 137448 kg-cm 
 
qumax 0.29 kg/cm2 
 
Ve rific a c ión a Fle xión 
 
ФMn 197873 kg-cm Resiste Solicitaciones a Flexión 
 
Ve rific a c ión a l Corte 
 
Vu 10.2 kg/cm 
 
ФVn 5756 kg/cm Resiste Solicitaciones al Corte 
 
II).- VERIFICACIÓN ALBAÑILERIA 
Da tos Ge omé tric os 
 
 
 
hw 220 cm 
bw 15 cm 
Lw 374 cm 
I 105187.5 cm4 
 
Solic ita c ione s 
 
Vu 306.00 Kg 
N u 2541.00 Kg 
Mu 68456.00 Kg-cm 
 
 
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Unida de s de a lba ñile ría 
 
Clase MqHv 
 
fp [Mpa] 10 100 kg/cm2 
Grado Mortero M10 
 
*Resistencia básica a la compresión fm' 25 kg/cm2 < 60 kg/cm2 
*Resistencia básica al corte m 5 kg/cm2 
*Resistencia básica a la tracción por flexión 3 kg/cm2 
 
Em 25000 kg/cm2 
Gm 7500 kg/cm2 
 
Esfuerzo de corte admisible 
 
 
 
 
Am Área bruta sección transversal 5610 cm2 
0 
Tensión media en compresión 
axial 0.529 kg/cm2 
Va 6807.42 Kg 
0.35* m*Am 9817.5 kg 
 
Va 5876.67 Kg > Vu 306.00 kg 
 
La se c c ión re siste e l c orte solic ita nte 
 
Esfuerzo axial de compresión admisible 
 
 
 
 
fm' Resistencia Básica a la compresión. 25 kg/cm2 
h 
mínimo valor distancia de 
confinamiento 220 cm 
φe Factor de reducción por esbeltez 0.95 
 
Na 45349.2 kg 45.35 Ton 
 
N u 2541.00 Kg 2.54 Ton 
 
La se c c ión re siste la c ompre sión 
 
Flexión solicitaciones contenidas en el plano del muro 
 
 
 
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 Fle xión simple 
 
 
 
 
 
 
 As 4.52 cm2 
 fy 2800 kg/cm2 
 fs 1400 kg/cm2 
 d' 323 cm 
 
Moa 1839549.6 Kg-cm 18.4 Ton-m 
 
Mu 68456 Kg-cm 0.68 Ton-m 
El muro Re siste la Fle xión Simple 
 
b) Fle xión c ompue sta 
 
 
 
 
 
Na Esfuerzo Axial admisible 45349.2 Kg Na/3= 15116.40 kg 
N 2541.00 Kg 
d 334 cm 
 
Ma 2009288.4 kg-cm 20.1 Ton-m 
 
Mu 68456 kg-cm 
 
El muro re siste a Fle xión Compue sta 
 
 
III).- VERIFICACION PERFIL IN 200/ 150/ 10/ 5 
 
Da tos de Pe rfil 
 
Perfil IN 200/150/10/5 
 Acero A270ES 
E 2100000 Kg/cm2 
Fy 2700 Kg/cm2 
d 200 mm 
bf 150 mm 
tf 10 mm 
tw 5 mm 
ΦASD 1,67 
A 3900 mm2 
Ix 29500000 mm4 
 
 
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Sx 295000 mm3 
rx 87 mm 
Zx 326000 mm3 
Cw 5,98E+10 mm6 
J 1,08E+05 mm4 
Iy 5630000 mm4 
Sy 75000 mm3 
ry 38 mm 
Zy 114000 mm3 
 
Ca rg a s de Dise ño 
 
Mu 265500 kg-cm 
Mmax 265500 kg-cm 
Ma 8100 kg-cm 
Mb 212000 kg-cm 
Mc 8100 kg-cm 
 
Ve rific a c ión de a la y a lma 
 
Ala 7,5 ≤ 10,60 
Sección 
compacta 
Alma 36 ≤ 104,86 
Sección 
compacta 
 
Ve rific a c ión a Fle xión 
 
Eje fuerte 
 
Fluencia 
 
Mn 527066 ≥ 265500 kg-cm La se c c ión re siste a fle xión 
 
Pa nde o la te ra l torsiona l 
 
Longitudes 
Lb 848 cm 
Lp 187 cm 
Lr 7,35E+02 cm 
 
Mn 5,43E+05 ≥ 265500 kg-cm La se c c ión re siste 
 
Cb 2,12692665 ≤ 3 Ok! 
 
Lb > Lr Ok! 
 
Fcr 3,07E+03 kg/cm2 
Mn 5,43E+05 ≥ 265500 
 La se c c ión 
re siste 
 
Eje Dé bil 
 
 
 
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Mn 307800 ≤ 324000 kg-cm Ok! 
 
 
El pe rfil IN 200/ 150/ 10/ 5 re siste a de c ua da me nte la s solic ita c ione s.