MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL
VIVIENDA TIPO –COPROPIEDAD TIPO A-
PROPIEDAD ROL: 375-15
CAMINO EL TOTORAL S/N, LOCALIDAD DE EL TOTORAL
COMUNA DE EL QUISCO
PROVINCIA DE SAN ANTONIO
REGIÓN DE VALPARAÍSO
PROFESIONAL ACTUANTE
JUAN LUIS MENARES RODRÍGUEZ
RUT: 15.069.551-1
Juan.menares@ug.uchile.cl
+56941055309
ÍNDICE
1.- INTRODUCCIÓN
3
2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA
3
3.- NORMAS CONSIDERADAS
3
4.- ACCIONES CONSIDERADAS
3
4.1.- Gravitatorias
4
4.2.- Viento
4
4.3.- Sismo
4
4.3.1.- Datos generales de sismo
4.4.- Hipótesis de carga
5
5
5.- ESTADOS LÍMITE
6
6.- SITUACIONES DE PROYECTO
6
6.1.- Coeficientes parciales de seguridad (g) y coeficientes de combinación (y)
6
6.2.- Combinaciones
10
7.- DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS
12
8.- DATOS GEOMÉTRICOS DE COLUMNAS, TABIQUES Y MUROS
12
8.1.- Columnas
12
9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES DE PANDEO PARA
CADA PLANTA
13
10.- MATERIALES UTILIZADOS
13
10.1.- Hormigones
13
10.2.- Aceros por elemento y posición
13
10.2.1.- Aceros en barras
13
10.2.2.- Aceros en perfiles
13
11.- CONCLUSIÓN Y ALCANCES
14
1.- INTRODUCCIÓN
Se ha solicitado realizar el diseño estructural de vivienda unifamiliar (a replicar 22 veces) al interior de
condominio “tipo a”, de unidades con destino residencial, en lote rural ubicado en la comuna de El Quisco. 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 ejecuta en estructura primaria de marcos rígidos de madera, sobre zapatas corridas de
hormigón armado, y envolventes livianas de madera, del tipo panel seco entre pilares. La cubierta se
estructura enteramente mediante diafragmas y reticulados de madera.
2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA
La vivienda tipo es de volumen único, en un piso de altura, sin niveles intermedios, sobre terreno levemente
escarpado, 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. Materiales según
estándar vigente en NCHs aplicable, todos en estado de fábrica y tratados contra humedad y horadadores.
Descansa sobre zapatas corridas de hormigón armado y pilares de madera -con vinculación exterior- que
acometen a estos apoyos bajo columnas. Las vigas de fundación en hormigón armado, reposan en suelos clase
B, de la zona sísmica 3, según tablas de la Nch 433.
En su interior cuenta con pavimentos de hormigón sobre la rasante de suelos –debidamente escarpados y
compactados-. Ante la eventualidad de arcillas expansivas, la cara inferior de radieres 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
Página 3
4.- ACCIONES CONSIDERADAS
4.1.- Gravitatorias
Planta
remate
S.C.U
(t/m²)
Cargas permanentes
(t/m²)
0.10
0.10
piso 1
0.20
0.20
Fundación
0.20
0.20
4.2.- Viento
NCh432-2010
Diseño estructural. Cargas de viento
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
En todas las plantas
Ancho de banda Y
(m)
Ancho de banda X
(m)
9.74
15.74
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
Planta
Viento X
(t)
Viento Y
(t)
remate
2.461
4.343
piso 1
2.871
5.067
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 Estático (NCh433.Of1996 Mod.2009 (Dº nº61, de 2011), 6.2)
Página 4
4.3.1.- Datos generales de sismo
Caracterización del emplazamiento
Zona sísmica (NCh433.Of1996 Mod.2009, 4.1): 3
Clase de suelo (Dº nº61 de 2011, Artículo 6): B
Sistema estructural
RX: Factor de modificación de la respuesta estático (X) (NCh433.Of1996 Mod.2009, 5.7)
RY: Factor de modificación de la respuesta estático (Y) (NCh433.Of1996 Mod.2009, 5.7)
RX : 7.00
RY : 7.00
Estimación del periodo fundamental de la estructura
TX*:: Periodo fundamental aproximado (X)
TY*:: Periodo fundamental aproximado (Y)
TX* : 0.50 s
TY* : 0.50 s
Categoría del edificio (NCh433.Of1996 Mod.2009, 4.3): Categoría II
Parámetros de cálculo
Fracción de sobrecarga de uso
: 0.50
Fracción de sobrecarga de nieve
Factor multiplicador del espectro
: 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
Direcciones de análisis
Acción sísmica según X
Acción sísmica según Y
Proyección en planta de la obra
Página 5
4.4.- Hipótesis de carga
Automáticas Peso propio
Cargas permanentes
Sobrecarga de uso
Sismo X 1
Sismo X 2
Sismo Y 1
Sismo Y 2
Viento +X exc.+
Viento +X exc.Viento -X exc.+
Viento -X exc.Viento +Y exc.+
Viento +Y exc.Viento -Y exc.+
Viento -Y exc.-
5.- ESTADOS LÍMITE
E.L.U. de rotura. Hormigón
NCh430.Of2008, Dº60:2011
E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones
Acero conformado
Tensiones sobre el terreno
Desplazamientos
Acciones características
6.- SITUACIONES DE PROYECTO
Para las distintas situaciones de proyecto, las combinaciones de acciones se definirán de acuerdo con los
siguientes criterios:
- Situaciones persistentes o transitorias
 G   P   Q
j 1
Gj
kj
P k
Qi
i1
ki
- Situaciones sísmicas
 G   P   A   Q
Gj
kj
P k
j 1
AE
E
Qi
ki
i 1
- 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
Página 6
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: NCh430.Of2008, Dº60:2011
E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones: NCh430.Of2008, Dº60:2011
(9-1)
Coeficientes parciales de seguridad ()
Carga permanente (G)
Favorable
Desfavorable
1.400
1.400
Sobrecarga (Q)
Viento (Q)
(9-2 Lr)
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
1.200
1.200
Sobrecarga (Q)
0.000
1.600
Viento (Q)
(9-2 S)
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
1.200
1.200
Sobrecarga (Q)
0.000
1.600
Viento (Q)
(9-3 Lr, L)
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
1.200
1.200
Sobrecarga (Q)
0.000
0.500
Viento (Q)
(9-3 S, L)
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
1.200
1.200
Sobrecarga (Q)
0.000
0.500
Viento (Q)
Página 7
(9-3 Lr, W)
Coeficientes parciales de seguridad ()
Carga permanente (G)
Favorable
Desfavorable
1.200
1.200
0.000
0.800
Sobrecarga (Q)
Viento (Q)
(9-3 S, W)
Coeficientes parciales de seguridad ()
Carga permanente (G)
Favorable
Desfavorable
1.200
1.200
0.000
0.800
Sobrecarga (Q)
Viento (Q)
(9-4 Lr)
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
1.200
1.200
Sobrecarga (Q)
0.000
0.500
Viento (Q)
1.600
1.600
Carga permanente (G)
(9-4 S)
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
1.200
1.200
Sobrecarga (Q)
0.000
0.500
Viento (Q)
1.600
1.600
Carga permanente (G)
(9-5)
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
1.200
1.200
Sobrecarga (Q)
0.000
0.500
-1.400
1.400
Viento (Q)
Sismo (E)
(9-6)
Coeficientes parciales de seguridad ()
Carga permanente (G)
Favorable
Desfavorable
0.900
0.900
0.000
1.600
Sobrecarga (Q)
Viento (Q)
Página 8
(9-7)
Coeficientes parciales de seguridad ()
Carga permanente (G)
Favorable
Desfavorable
0.900
0.900
-1.400
1.400
Sobrecarga (Q)
Viento (Q)
Sismo (E)
Acero conformado: NCh427
Tensiones sobre el terreno
Acciones variables sin sismo
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable
Desfavorable
1.000
1.000
Sobrecarga (Q)
0.000
1.000
Viento (Q)
0.000
1.000
Carga permanente (G)
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 ()
Favorable
Desfavorable
Carga permanente (G)
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)
Página 9
6.2.- Combinaciones
 Nombres de las hipótesis
PP
Peso propio
CM
Cargas permanentes
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 1
Sismo X 1
SX 2
Sismo X 2
SY 1
Sismo Y 1
SY 2
Sismo Y 2
 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.-) SX 1
SX 2
SY 1
1
1.400 1.400
2
1.200 1.200
3
1.200 1.200 1.600
4
1.200 1.200
1.600
5
1.200 1.200 0.500
1.600
6
1.200 1.200
1.600
7
1.200 1.200 0.500
1.600
8
1.200 1.200
1.600
9
1.200 1.200 0.500
1.600
10
1.200 1.200
1.600
11
1.200 1.200 0.500
1.600
12
1.200 1.200
1.600
13
1.200 1.200 0.500
1.600
14
1.200 1.200
1.600
15
1.200 1.200 0.500
1.600
16
1.200 1.200
1.600
17
1.200 1.200 0.500
1.600
18
1.200 1.200
1.600
19
1.200 1.200 0.500
1.600
20
1.200 1.200
-1.400
21
1.200 1.200 0.500
-1.400
22
1.200 1.200
1.400
23
1.200 1.200 0.500
1.400
24
1.200 1.200
-1.400
25
1.200 1.200 0.500
-1.400
26
1.200 1.200
1.400
27
1.200 1.200 0.500
1.400
28
1.200 1.200
-1.400
29
1.200 1.200 0.500
-1.400
30
1.200 1.200
1.400
31
1.200 1.200 0.500
1.400
32
1.200 1.200
SY 2
-1.400
Página 10
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.-) SX 1
SX 2
SY 1
SY 2
33
1.200 1.200 0.500
-1.400
34
1.200 1.200
1.400
35
1.200 1.200 0.500
1.400
36
0.900 0.900
37
0.900 0.900
38
0.900 0.900
39
0.900 0.900
40
0.900 0.900
41
0.900 0.900
42
0.900 0.900
43
0.900 0.900
44
0.900 0.900
45
0.900 0.900
-1.400
46
0.900 0.900
1.400
47
0.900 0.900
-1.400
48
0.900 0.900
1.400
49
0.900 0.900
-1.400
50
0.900 0.900
1.400
51
0.900 0.900
-1.400
52
0.900 0.900
1.400
1.600
1.600
1.600
1.600
1.600
1.600
1.600
1.600
 Acero conformado
 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.-) SX 1
SX 2
SY 1
SY 2
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
7
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
27
1.000 1.000
-1.000
28
1.000 1.000 1.000
-1.000
29
1.000 1.000
1.000
30
1.000 1.000 1.000
1.000
31
1.000 1.000
-1.000
32
1.000 1.000 1.000
-1.000
33
1.000 1.000
1.000
34
1.000 1.000 1.000
1.000
Página 11
7.- DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS
Grupo Nombre del grupo Planta Nombre planta Altura Cota
2 remate
2 remate
2.40 2.80
1 piso 1
1 piso 1
0.40 0.40
0 Fundación
0.00
8.- DATOS GEOMÉTRICOS DE COLUMNAS, TABIQUES Y MUROS
8.1.- Columnas
GI: grupo inicial
GF: grupo final
Ang: ángulo de la columna en grados sexagesimales
Datos de las columnas
Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF Vinculación exterior
Ang.
Punto fijo
C1
( -1.87, 8.45)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C2
( 1.05, 8.45)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C3
( 4.80, 8.45)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C4
( 6.75, 8.45)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C5
( 6.75, 7.45)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C6
( 8.75, 7.45)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C7
( 11.25, 7.45)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C8
( 11.25, 8.13)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C9
( 13.87, 8.13)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C10
( 1.05, 4.95)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C11
( 2.85, 4.95)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C12
( 4.80, 4.95)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C13
( 6.75, 4.95)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C14
( 13.87, 4.95)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C15
( 0.07, 0.56)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C16
( -1.88, 3.15)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C17
( 0.07, 3.15)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C18
( 0.07, 3.80)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C19
( 1.05, 3.80)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C20
( 2.85, 3.80)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C21
( 5.83, 3.80)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C22
( 0.07, 0.08)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C23
( 1.05, 0.08)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C24
( 2.85, 0.08)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C25
( 4.10, 0.07)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C26
( 4.10, 0.56)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C27
( 5.83, 0.56)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C28
( 6.75, 0.56)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C29
( 4.10, -1.29)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
Página 12
Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF
Vinculación exterior
Ang.
Punto fijo
C30
( 6.75, -1.29)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C31
( 11.25, 0.56)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C32
( 11.25, 1.47)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C33
( 13.87, 1.47)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
C34
( 11.25, 6.02)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0 Mitad inferior
C35
( -1.88, 7.45)
1-2
Sin vinculación exterior 0.0
Centro
9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES
DE PANDEO PARA CADA PLANTA
Columna
Planta
Para todos las columnas
2
Dimensiones Coeficiente de empotramiento Coeficiente de pandeo
Coeficiente de rigidez axil
(cm)
Cabeza
Pie
X
Y
2x2"x4"
1.00
1.00
1.00
1.00
2.00
10.- MATERIALES UTILIZADOS
10.1.- Hormigones
Elemento
Todos
Hormigón
fck
(kp/cm²)
c
Tamaño máximo del árido
(mm)
Ec
(kp/cm²)
200
1.00
15
212132
H25
10.2.- Aceros por elemento y posición
10.2.1.- Aceros en barras
Elemento
Todos
Acero
A-63-42H
fyk
(kp/cm²)
s
4200
1.00
10.2.2.- Aceros 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
Página 13
11.- 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.
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-.
JUAN LUIS MENARES RODRÍGUEZ
ARQUITECTO U.T.F.S.M
Página 14