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LUIS DELLA VALLE SOLARI CONSULTORES E.I.R.L.

MEMORIA DE CLCULOCASA FENIX

Luis A. Della Valle Solari28 de Febrero de 2013

Direccin: Calle 7 #420-B, Concn, Chile.

Telfono: 32-2814327.Email: [email protected].
mailto:[email protected]:[email protected]


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LUIS A. DELLA VALLE S. INGENIERO CIVIL ESTRUCTURAL P.U.C.Calle 7 #420-B, Concn 32-2814327 [email protected] 2

Contenido

1 Bases de Clculo ............................................. 31.1 Antecedentes Generales .................................... 31.2 Estructura ................................................ 31.3 Normas de Diseo .......................................... 31.4 Consideraciones de Diseo ................................. 41.5 Mtodo de Diseo .......................................... 41.6 Capacidad del Suelo ....................................... 41.7 Combinaciones de Carga .................................... 51.7.1 Tensiones Admisibles ................................. 5

1.8 Materiales ................................................ 51.9 Deformaciones Admisibles .................................. 6

2 Solicitaciones ............................................... 62.1 Sobrecargas de Uso ........................................ 62.2 Sobrecarga de Techo ....................................... 62.3 Nieve ..................................................... 72.4 Viento .................................................... 7

3 Anlisis Ssmico ............................................. 84 Diseo de los elementos ...................................... 94.1 Modelo de la estructura ................................... 94.2 Esfuerzos sobre la estructura ............................ 104.3 Diseo ................................................... 124.3.1 Diseo a la compresin .............................. 124.3.2 Diseo a la flexin ................................. 134.3.3 Diseo al corte ..................................... 14


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1 Bases de Clculo1.1Antecedentes Generales

Nombre del proyecto: Casa Fenix.

Ubicacin: -------------------.

Uso: Habitacional.

1.2EstructuraTipo de estructura: Estructura de madera.

Sistema estructural: La estructura est compuesta por marcosde madera arriostrados por diagonalesdel mismo material.

Fundaciones: La estructura no presenta fundaciones.

1.3Normas de DiseoNCh1537Of.2009: Diseo Estructural de Edificios Cargas

Permanentes y sobrecargas de uso.

NCh433Of.96 DS.61: Diseo ssmico de edificios.

NCh432Of.71: Clculo de la accin del viento sobre lasconstrucciones.

NCh1198Of.2006: Madera Construcciones en madera Clculo.

NCh2165Of.91: Tensiones admisibles para la madera laminada encolada de pino radiata.

NCh2150Of89.91: Madera laminada encolada Clasificacinmecnica y visual de madera aserradaradiata.


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NCh3171Of.2010: Diseo estructural Disposicionesgenerales y combinaciones de cargas.

DS60: Requisitos de Diseo y Clculo Para elHormign armado.

DS61: Diseo Ssmico de Edificios.

1.4Consideraciones de DiseoPara el diseo en madera se considera las disposiciones de lasnormas chilenas NCh1198Of.2006: Madera Construcciones en madera Clculo, la NCh2150Of.89 mod. 91: Madera laminada Clasificacin mecnica y visual de madera aserrada de pinoradiata y la NCh2165Of.91: Tensiones admisibles para la madera

laminada encolada estructural de pino radiata.

1.5Mtodo de DiseoLa filosofa de diseo ssmico adoptada es la indicada en lanorma NCh433Of.96 mod.2009 (Diseo Ssmico), la cual tiene porobjetivo lograr que las estructuras:

- Resistan sin daos movimientos ssmicos de intensidadmoderada.

- Limiten los daos en elementos no estructuralesdurante sismos de mediana intensidad.

- Aunque presenten daos, eviten colapso durante sismos demediana intensidad.

- Aunque presenten daos, eviten el colapso durante sismos deintensidad excepcionalmente severa.

1.6Capacidad del SueloLa estructura al tratarse de una vivienda de emergencia despreciaeste tem, dado a que la estructura no presenta fundaciones, deser necesarias puede utilizarse zapata aislada de 40 [cm] deancho, alto y profundidad.


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1.7Combinaciones de CargaSegn lo dispuesto en la NCH433Of96 mod. 2009, se consideran las

combinaciones de cargas de la NCh3171Of.2010 para el diseo portensiones admisibles. Estas combinaciones son las que se detallana continuacin.

1.7.1Tensiones Admisibles1. 2. 3. 4. 5. 6.

7. 8. 1.8MaterialesPara el diseo de la estructura se considera el siguientematerial:

- Madera aserrada de Pino Radiata seco, grado estructural G1.

Las propiedades de este tipo de material se presentan en la tabla

1.1, extrada de la NCh 1198 Of91.

Tabla 1.1: Propiedades mecnicas pino Radiata seco.


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1.9Deformaciones AdmisiblesLas deformaciones admisibles para elementos de madera estn dadas

por la tabla 2.1, extrada de la norma NCh1198.

Tabla 1.2: Deformaciones mximas Admisibles segn NCh1198.

2 Solicitaciones2.1Sobrecargas de UsoLa sobrecarga de uso est de acuerdo a las disposiciones de lanorma NCh1537 Of 2009, segn tipo de estructura y uso.

2.2Sobrecarga de TechoSegn la norma NCh1537 Of 2009 se tiene una sobrecarga de techo de100 [kgf/m2] que con las reducciones por rea tributaria y

pendiente se llega a:


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Tabla 2.1: Tabla 3, extrada de la Norma NCh1537 Of 2009.

Estas modificaciones dependen de la pendiente del techo y del reasolicitante sobre el elemento diseado, segn se aprecia en latabla 3 del punto 8.2 de la norma NCh1537 Of 2009 y que se adjuntaa este informe.

2.3NieveNo es necesaria la sobrecarga de nieve debido a la ubicacingeogrfica.

2.4VientoNo es necesaria la sobrecarga de viento en este tipo deestructuras.


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3Anlisis SsmicoEl anlisis ssmico realizado corresponde a un anlisis estticodonde el corte basal se calcula como:

(1)En esta expresin C corresponde al coeficiente ssmico que dependede la zona ssmica, del tipo de suelo y de la materialidad de laestructura considerados en el proyecto. La estructura en estudioest sometida a los siguientes parmetros:

- Zona ssmica: 3- Tipo de Suelo: D- Coef. De importancia: 1- Masa Ssmica: PP+0.25SC- Factor de reduccin: 4- Mdulo de elasticidad: 900000 [Tonf/m2]- Software de anlisis: SAP2000 v14

Por su parte, el coeficiente de importancia (I) corresponde aestructuras de uso habitacional y es igual a 1,0. El peso ssmico(P) corresponde a la masa de la estructura considerada ante laaccin del sismo.

Con estos valores se obtiene que el coeficiente ssmico mximo esigual 0,264.

El corte que debe soportar la estructura corresponde, de esta

manera, al establecido mediante a ecuacin (1) teniendo en cuentael rea tributaria actuante sobre cada uno de los ejes resistentesconsiderados.


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4 Diseo de los elementosPara el diseo de los elementos se consideran la combinacin decarga que genera mayor esfuerzos sobre cada elemento, la madera

utilizada como material es pino radiata seco de grado estructuralG1. Las propiedades mecnicas de este tipo de madera se presentanen la tabla 1.1.

Los esfuerzos admisibles de la madera son:

Tabla 4.1: tensiones admisibles para madera aserrada de Pino Radiata seco .

adm Compresin 56 kgf/cm2

adm Traccin 45 kgf/cm2

adm Flexin 75 kgf/cm2

4.1Modelo de la estructuraEl diseo de la estructura se realiza mediante modelos en elsoftware SAP2000 v14, como muestra la figura 5.1, as se obtienenlos esfuerzos a los que cada elemento est sometido, se verificaque cada elemento no supere los valores tabulados en la tabla 5.1.

Figura 4.1: Modelo de la estructura en software SAP2000.


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4.2Esfuerzos sobre la estructuraA continuacin se presentan los diagramas de momentos considerando

los estados de cargas que producen mayores esfuerzos sobre laestructura:

Figura 4.2: Diagrama de momento, combinacin D+L.

Figura 4.3: Diagrama de momento, combinacin D+0.75L+0.75W.


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Figura 4.4: Diagrama de momento, Combinacin D+W.

A continuacin se presentan los diagramas de esfuerzos axialesconsiderando las combinaciones de cargas que producen mayoresesfuerzos:

Figura 4.5: Diagrama de esfuerzos axiales, combinacin D+L.

Figura 4.6: Diagrama de esfuerzos axiales, combinacin D+0.75L+0.75W.


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Figura 4.7: Diagrama de esfuerzos axiales, combinacin D+W.

4.3DiseoPara el diseo de la madera, se consider lo dispuesto en la normaNCh 2165Of91 y la norma NCh1198 Of2006 y con lo cual se tiene que:

4.3.1Diseo a la compresinPara el diseo a la compresin de la madera se utiliz lassiguientes ecuaciones:

( )

, adems


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4.3.2 Diseo a la flexinPara el diseo a la flexin se considera lo siguiente:

4.3.2.1 Flexo-traccinLa resistencia a la flexo-traccin est dada por:

Donde,

Ffe,dis: Tensin de diseo en flexin en el borde.

Ft: tensin admisible en flexin.

KH: Factor de modificacin por cantidad de humedad.

KD: factor de modificacin por duracin de carga.

Kc: Factor de modificacin por trabajo conjunto.

Khf: Factor de modificacin por altura.

4.3.2.2 Flexo-compresinLa resistencia a la flexo-compresin est dada por:

Donde,

Ffv,dis: Tensin de diseo en flexin considerando el efecto deinestabilidad por volcamiento.

Kv: Factor de modificacin por volcamiento.

Para ambos casos sealados se debe cumplir que:

[

]


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4.3.3Diseo al cortePara el diseo al corte se tiene que:

[ ] Donde max est dado por la tabla 5.1.

En la figura 4.8 se presenta el diseo final de la estructura

Figura 4.8: Estructuracin final.


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Figura 4.9: Elevacin ejes A-C.

Figura 4.10: Elevacin eje B.


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Figura 4.11: Elevacin ejes 1-3.

Donde cada nmero representa la escuadra especificada en la tabla4.2.

Tabla 4.2: Escuadra de elementos.

N Elemento

Escuadra [in]

Caso 1 (Aserrada) Caso 2 (Cepillada)

1 1x4 1 1/2x4

2 1x5 1 1/2x5

3 1x4 1 1/2x4

4 1x5 1 1/2x5

5 1x4 1 1/2x5

6 1 1/2x5 1 1/2x6

7 1x4 1 1/2x4

8 1x4 1 1/2x4

9 1x5 1 1/2x5

10 1x3 1x4

11 1x4 1 1/2x4

12 2x4 1 1/2x5


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Luis A. Della Valle S.

Ingeniero Civil Estructural P.U.C.

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