EXPEDIENTE PERMISO
(deslizar imágenes a la izquierda)
JUAN–LUIS MENARES
ARQUITECTO CALCULISTA U.T.F.S.M.
JUAN.MENARES@UG.UCHILE.CL
WHATSAPP +56941055309
MEMORIA DE CÁLCULO
ESTRUCTURAL
VIVIENDA UNIFAMILIAR
–“CASA DEL ADMINISTRADOR”PROPIEDAD ROL 131-3
AV. ALCALDE HERNÁN PRIETO 5175, PC 9
PARCELACIÓN SANTA TERESA
COMUNA DE PIRQUE
REGIÓN METROPOLITANA
PROFESIONAL ACTUANTE
Juan Luis Menares Rodríguez
Arquitecto
juan.menares@ug.uchile.cl
ÍNDICE
1.- INTRODUCCIÓN
3
2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA
3
3.- NORMAS CONSIDERADAS
3
4.- ACCIONES CONSIDERADAS
3
4.1.- Gravitatorias
3
4.2.- Viento
3
4.3.- Sismo
4
4.3.1.- Datos generales de sismo
4.4.- Hipótesis de carga
5.- ESTADOS LÍMITE
6.- SITUACIONES DE PROYECTO
4
5
5
5
6.1.- Coeficientes parciales de seguridad () y coeficientes de combinación ()
6
6.2.- Combinaciones
7
7.- DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS
9
8.- DATOS GEOMÉTRICOS DE PILARES, PANTALLAS Y MUROS
9
8.1.- Pilares
9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES DE PANDEO
PARA CADA PLANTA
9
9
10.- LOSAS Y ELEMENTOS DE CIMENTACIÓN
10
11.- MATERIALES UTILIZADOS
10
11.1.- Hormigones
10
11.2.- Aceros por elemento y posición
10
11.2.1.- Aceros en barras
10
11.2.2.- Acero y madera en perfiles
10
12.- CONCLUSIÓN Y ALCANCES
10
1.- INTRODUCCIÓN
Se ha solicitado realizar el diseño estructural de una vivienda unifamiliar, denominada “del administrador”, al interior de
predio rústico, situado en la comuna de Pirque. La edificación se clasifica en categoría II -destino habitación-. El suelo es
de clase B, en altos grados de compacidad, presencia de árido granular y velocidad de propagación con ondas de corte in
situ (Vs) no mayor a 500 m/s.
La obra proyectada se ejecutará en base a estructuras primarias del tipo marcos rígidos de madera, sobre zapatas
aisladas de hormigón armado, y envolventes livianas de madera de tipo panel seco -entre pilares de pórticos maestros-.
La cubierta se estructura enteramente por medio de diafragmas y reticulados de madera.
2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA
La obra es de volumen único, en un piso de altura, sin niveles intermedios, sobre terreno llano, con exposición a los
vientos tipo C. Está estructurada en base a paneles de madera en todos los muros del primer nivel y diafragmas de
madera en el entramado de techumbre y cubierta.
Todos los materiales según estándar vigente en NCHs aplicable, estado de fábrica y tratados contra humedad y
horadadores. Descansan las estructuras sobre zapatas aisladas de hormigón armado y pilares de madera -con vinculación
exterior- que acometen a estos apoyos bajo columnas. Los pilotes de hormigón armado reposan en suelos clase B, de la
zona sísmica 3, según tablas de la Nch 433.
En su interior cuenta con pavimento de madera, pisos ventilados de terciado estructural, sobre la rasante de suelos –
debidamente escarpados-. Ante la eventualidad de arcillas expansivas, los sellos de fundación contarán con enmallado
inferior a especificar en planos.
Para el cálculo de desempeño dinámico las estructuras de cubierta –entramados de madera-, más el peso propio de sus
paneles aglomerados y terminaciones, son considerados como carga muerta. Se exceptúan las vigas maestras de la
planta de techumbre (marcos rígidos en remate de muros) especificadas para sustentar dichas cargas de manera eficaz.
Todas las obras se realizan sobre suelo natural, libre de rellenos y debidamente protegido del escurrimiento de aguas en
general. La planta no se descompone en volúmenes separados por junta de dilatación al ser simétrica y de pequeña
superficie.
3.- NORMAS CONSIDERADAS
NCh427
NCh430 Of2008
NCh431 Of1977
NCh432 Of1971
NCh433 Of1996
NCh1198 Of2006
NCh1537 Of2009
NCh1928 Of1993
NCh3171 Of2010
ACI 318-08
AISC 2005
Estructuras de acero - diseño y cálculo - laminados metálicos.
Hormigón armado - Requisitos de diseño y cálculo. INN, Chile.
Construcción – Sobrecargas de nieve. INN, Chile.
Cálculo de la acción del viento sobre las construcciones. INN, Chile.
Diseño sísmico de edificios. INN, Chile. NCh433 Of1996 modificada en 2009.
Decreto N°61, 2011.
Madera – Construcciones en madera – Cálculo. INN, Chile.
Diseño estructural de edificios – Cargas permanentes y sobrecargas de Uso. INN, Chile.
Albañilería Armada – Requisitos para el diseño y cálculo. INN, Chile. NCh1928 Of1993
modificada en 2003.
Diseño estructural – Disposiciones generales y combinaciones de carga. INN, Chile.
Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary.
Specification for structural steel buildings. American Institute of Steel Construction
4.- ACCIONES CONSIDERADAS
4.1.- Gravitatorias
S.C.U
(t/m²)
Cargas muertas
(t/m²)
REMATE
0.10
0.10
PISO 1
0.20
0.20
Cimentación
0.20
0.20
Planta
4.2.- Viento
NCh432-2010
Diseño estructural. Cargas de viento
Página 3
Categoría del terreno: Categoría C
Velocidad básica del viento: 67.00 m/s
Categoría de uso: Categoría II
Tipo de terreno: Llano
Anchos de banda
Plantas
Ancho de banda Y
(m)
Ancho de banda X
(m)
6.00
11.50
En todas las plantas
No se realiza análisis de los efectos de 2º orden
Coeficientes de Cargas
+X: 1.00
-X:1.00
+Y: 1.00
-Y:1.00
Cargas de viento
Viento X
(t)
Viento Y
(t)
REMATE
1.451
3.198
PISO 1
1.662
3.664
Planta
4.3.- Sismo
Norma utilizada: NCh433.Of1996 Mod.2009 (Dº nº61, de 2011)
Norma Chilena Oficial
Diseño Sísmico de Edificios
(Incluye modificaciones del decreto nº 61 (V. y U.) de 2011)
Método de cálculo: Análisis modal espectral (NCh433.Of1996 Mod.2009 (Dº nº61, de 2011), 6.3)
4.3.1.- Datos generales de sismo
Caracterización del emplazamiento
Zona sísmica (NCh433.Of1996 Mod.2009, 4.1): 2
Clase de suelo (Dº nº61 de 2011, Artículo 6): B
Sistema estructural
R0X: Factor de modificación de respuesta (X) (NCh433.Of1996 Mod.2009, 5.7)
R0Y: Factor de modificación de respuesta (Y) (NCh433.Of1996 Mod.2009, 5.7)
R0X : 11.00
R0Y : 11.00
Categoría del edificio (NCh433.Of1996 Mod.2009, 4.3): Categoría II
Parámetros de cálculo
Número de modos de vibración que intervienen en el análisis: Según norma
Fracción de sobrecarga de uso
Fracción de sobrecarga de nieve
Factor multiplicador del espectro
: 0.50
: 0.50
: 1.00
No se realiza análisis de los efectos de 2º orden
Criterio de armado a aplicar por ductilidad: Según NCh430.Of2008, Capítulo 21
Página 4
es de análisis
Direccione
Acción sísm
mica según X
Acción sísm
mica según Y
Proyección
n en planta de
d la obra
4.4.- Hip
pótesis de carga
Automática
as Peso prop
pio
Cargas muertas
m
Sobrecarg
ga de uso
Sismo X
Sismo Y
Viento +X
X exc.+
Viento +X
X exc.Viento -X
X exc.+
Viento -X
X exc.Viento +Y
Y exc.+
Viento +Y
Y exc.Viento -Y exc.+
Viento -Y exc.-
5.- EST
TADOS LÍÍMITE
E.L.U. de rotura.
r
Horm
migón
A 318-99 (Chile)
ACI
E.L.U. de rotura.
r
Horm
migón en cim
mentaciones
Acero lamiinado
Tensiones sobre el terreno
mientos
Desplazam
A
Acciones
carracterísticas
6.- SITU
UACIONE
ES DE PR
ROYECTO
O
Para las diistintas situa
aciones de proyecto,
p
las
s combinacio
ones de acciones se deffinirán de ac
cuerdo con los
siguientes criterios:
ciones pers
sistentes o transitoria
as
- Situac
 G   P   Q
j 1
Gj
kj
P k
i1
Qi
ki
- Situac
ciones sísm
micas
 G   P   A   Q
j 1
Gj
kj
P k
AE
E
i 1
Qi
ki
Página
a5
- Donde:
Gk Acción permanente
Pk Acción de pretensado
Qk Acción variable
AE Acción sísmica
G Coeficiente parcial de seguridad de las acciones permanentes
P
Coeficiente parcial de seguridad de la acción de pretensado
Q,1 Coeficiente parcial de seguridad de la acción variable principal
Q,i Coeficiente parcial de seguridad de las acciones variables de acompañamiento
AE Coeficiente parcial de seguridad de la acción sísmica
6.1.- Coeficientes parciales de seguridad () y coeficientes de combinación ()
Para cada situación de proyecto y estado límite los coeficientes a utilizar serán:
E.L.U. de rotura. Hormigón: ACI 318-99 (Chile)
E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones: ACI 318-99 (Chile)
Situación 1
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
0.900
1.400
Sobrecarga (Q)
0.000
1.700
Viento (Q)
Situación 2
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
1.050
1.050
Sobrecarga (Q)
0.000
1.275
Viento (Q)
1.275
1.275
Situación 3
Coeficientes parciales de seguridad ()
Carga permanente (G)
Favorable
Desfavorable
0.900
0.900
1.300
1.300
Sobrecarga (Q)
Viento (Q)
Situación 4
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
0.900
1.400
Sobrecarga (Q)
0.000
1.400
-1.400
1.400
Viento (Q)
Sismo (E)
Página 6
Acero laminado: NCh427
Tensiones sobre el terreno
Acciones variables sin sismo
Coeficientes parciales de seguridad ()
Carga permanente (G)
Favorable
Desfavorable
1.000
1.000
Sobrecarga (Q)
0.000
1.000
Viento (Q)
0.000
1.000
Sísmica
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
1.000
1.000
Sobrecarga (Q)
0.000
1.000
-1.000
1.000
Viento (Q)
Sismo (E)
Desplazamientos
Acciones variables sin sismo
Coeficientes parciales de seguridad ()
Carga permanente (G)
Favorable
Desfavorable
1.000
1.000
Sobrecarga (Q)
0.000
1.000
Viento (Q)
0.000
1.000
Sísmica
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
1.000
1.000
Sobrecarga (Q)
0.000
1.000
-1.000
1.000
Viento (Q)
Sismo (E)
6.2.- Combinaciones
 Nombres de las hipótesis
PP
Peso propio
CM
Cargas muertas
Qa
Sobrecarga de uso
V(+X exc.+) Viento +X exc.+
V(+X exc.-) Viento +X exc.V(-X exc.+) Viento -X exc.+
V(-X exc.-)
Viento -X exc.-
V(+Y exc.+) Viento +Y exc.+
V(+Y exc.-) Viento +Y exc.V(-Y exc.+) Viento -Y exc.+
V(-Y exc.-)
Viento -Y exc.-
SX
Sismo X
SY
Sismo Y
Página 7
 E.L.U. de rotura. Hormigón
 E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones
Comb.
PP
CM
Qa
V(+X exc.+) V(+X exc.-) V(-X exc.+) V(-X exc.-) V(+Y exc.+) V(+Y exc.-) V(-Y exc.+) V(-Y exc.-)
1
0.900 0.900
2
1.400 1.400
3
0.900 0.900 1.700
4
1.400 1.400 1.700
5
1.050 1.050
1.275
6
1.050 1.050 1.275
1.275
7
1.050 1.050
1.275
8
1.050 1.050 1.275
1.275
SX
SY
9
1.050 1.050
1.275
10
1.050 1.050 1.275
1.275
11
1.050 1.050
1.275
12
1.050 1.050 1.275
1.275
13
1.050 1.050
1.275
14
1.050 1.050 1.275
1.275
15
1.050 1.050
1.275
16
1.050 1.050 1.275
1.275
17
1.050 1.050
1.275
18
1.050 1.050 1.275
1.275
19
1.050 1.050
1.275
20
1.050 1.050 1.275
1.275
21
0.900 0.900
22
0.900 0.900
23
0.900 0.900
24
0.900 0.900
25
0.900 0.900
26
0.900 0.900
27
0.900 0.900
28
0.900 0.900
29
0.900 0.900
-1.400
30
1.400 1.400
-1.400
31
0.900 0.900 1.400
-1.400
32
1.400 1.400 1.400
-1.400
33
0.900 0.900
1.400
34
1.400 1.400
1.400
35
0.900 0.900 1.400
1.400
36
1.400 1.400 1.400
1.400
37
0.900 0.900
38
1.400 1.400
-1.400
39
0.900 0.900 1.400
-1.400
40
1.400 1.400 1.400
-1.400
41
0.900 0.900
1.400
42
1.400 1.400
1.400
43
0.900 0.900 1.400
1.400
44
1.400 1.400 1.400
1.400
1.300
1.300
1.300
1.300
1.300
1.300
1.300
1.300
-1.400
 Acero laminado
 Tensiones sobre el terreno
 Desplazamientos
Comb.
PP
CM
Qa
V(+X exc.+) V(+X exc.-) V(-X exc.+) V(-X exc.-) V(+Y exc.+) V(+Y exc.-) V(-Y exc.+) V(-Y exc.-)
1
1.000 1.000
2
1.000 1.000 1.000
3
1.000 1.000
1.000
4
1.000 1.000 1.000
1.000
5
1.000 1.000
1.000
6
1.000 1.000 1.000
1.000
SX
SY
Página 8
Comb.
7
PP
CM
Qa
V(+X exc.+) V(+X exc.-) V(-X exc.+) V(-X exc.-) V(+Y exc.+) V(+Y exc.-) V(-Y exc.+) V(-Y exc.-)
SX
SY
1.000 1.000
1.000
8
1.000 1.000 1.000
1.000
9
1.000 1.000
1.000
10
1.000 1.000 1.000
1.000
11
1.000 1.000
1.000
12
1.000 1.000 1.000
1.000
13
1.000 1.000
1.000
14
1.000 1.000 1.000
1.000
15
1.000 1.000
1.000
16
1.000 1.000 1.000
1.000
17
1.000 1.000
1.000
18
1.000 1.000 1.000
1.000
19
1.000 1.000
-1.000
20
1.000 1.000 1.000
-1.000
21
1.000 1.000
1.000
22
1.000 1.000 1.000
1.000
23
1.000 1.000
-1.000
24
1.000 1.000 1.000
-1.000
25
1.000 1.000
1.000
26
1.000 1.000 1.000
1.000
7.- DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS
Grupo Nombre del grupo Planta Nombre planta Altura Cota
2 REMATE
2 REMATE
2.40 2.75
1 PISO 1
1 PISO 1
0.35 0.35
0 Cimentación
0.00
8.- DATOS GEOMÉTRICOS DE PILARES, PANTALLAS Y MUROS
8.1.- Pilares
GI: grupo inicial
GF: grupo final
Ang: ángulo del pilar en grados sexagesimales
Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF
Datos de los pilares
Vinculación exterior
C1
( 0.00, 0.00)
0-2
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C2
( 3.22, -0.00)
0-2
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C3
( 5.76, -0.00)
0-2
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C4
( 9.38, -0.01)
0-2
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C5
( 11.38, -0.01)
0-2
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C6
( 0.00, 2.93)
0-2
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C7
( 3.22, 2.93)
0-2
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C8
( 5.76, 2.93)
0-2
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C9
( 9.38, 2.93)
0-2
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C10
( 11.38, 2.93)
0-2
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C11
( 0.00, 5.87)
0-2
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C12
( 3.22, 5.87)
0-2
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C13
( 5.76, 5.87)
0-2
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
C14
( 9.38, 5.87)
0-2
Con vinculación exterior 0.0
Centro
0.60
Ang. Punto fijo Canto de apoyo
Página 9
9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES
DE PANDEO PARA CADA PLANTA
Pilar
Planta
Para todos los pilares
Dimensiones Coeficiente de empotramiento Coeficiente de pandeo
Coeficiente de rigidez axil
(cm)
Cabeza
Pie
X
Y
2
4"X4"
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
1
4"X4"
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
10.- LOSAS Y ELEMENTOS DE CIMENTACIÓN
-Tensión admisible en situaciones persistentes: 2.00 kp/cm²
-Tensión admisible en situaciones accidentales: 3.00 kp/cm²
11.- MATERIALES UTILIZADOS
11.1.- Hormigones
Elemento
Todos
Hormigón
fck
(kp/cm²)
c
Tamaño máximo del árido
(mm)
200
1.00
15
H25
11.2.- Aceros por elemento y posición
11.2.1.- Aceros en barras
Elemento
Todos
Acero
A-63-42H
fyk
(kp/cm²)
s
4200
1.00
11.2.2.- Acero y madera en perfiles
Tipo de acero para perfiles
Acero
Límite elástico Módulo de elasticidad
(kp/cm²)
(kp/cm²)
Acero conformado
ASTM A36
2530
2100000
Acero laminado
ASTM A36
2530
2100000
Elemento
Madera en perfiles
Madera
Estructural MDF
fyk
(kp/cm²)
2373
s
1.00
12.- CONCLUSIÓN Y ALCANCES
Para el análisis y diseño se utilizó el método estático que estipula la norma NCh 433 of 2011 vigente, obteniendo los
resultados reflejados en los planos estructurales. Todos los materiales según estándar y normativa aplicable, en estado de
fábrica y tratados ante humedad, corrosión y horadadores. Su calidad será verificada por la constructora responsable en
comunicación con el propietario.
Se realiza el estudio dinámico y se establece las soluciones requeridas -para el buen comportamiento mecánico de
estructuras-, en base a categorías de suelo y factores definidos según la región y uso, además de informaciones previas
extendidas por el mandante.
Página 10
La inspección técnica de obras idónea, será subcontratada por el dueño a terceros. El mismo verificará el grado
profesional o certificación académica de los equipos correspondientes. Se responsabilizan del correcto desempeño de
estructuras los profesionales actuantes que corresponden a cada etapa de ejecución de faenas.
Se podrá especificar en obra accesorios estructurales de tipo secundario y terciario, previo visto bueno del arquitecto
proyectista y el calculista –con la correspondiente declaración en el libro de obras-. Se elabora la presente memoria en el
contexto de regularización de cuerpo cierto.
JUAN LUIS MENARES RODRÍGUEZ
ARQUITECTO U.T.F.S.M.
Página 11