6. ÍNDICE
1.- INTRODUCCIÓN 3
2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA 3
3.- NORMAS CONSIDERADAS 3
4.- ACCIONES CONSIDERADAS 4
4.1.- Gravitatorias 4
4.2.- Viento 4
4.3.- Sismo 4
4.3.1.- Datos generales de sismo 4
4.4.- Hipótesis de carga 5
5.- ESTADOS LÍMITE 6
6.- SITUACIONES DE PROYECTO 6
6.1.- Coeficientes parciales de seguridad () y coeficientes de combinación () 6
6.2.- Combinaciones 9
7.- DATOS GEOMÉTRICOS DE GRUPOS Y PLANTAS 11
8.- DATOS GEOMÉTRICOS DE COLUMNAS, TABIQUES Y MUROS 11
8.1.- Columnas 11
9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES DE PANDEO PARA
CADA PLANTA 12
10.- MATERIALES UTILIZADOS 12
10.1.- Hormigones 12
10.2.- Aceros por elemento y posición 12
10.2.1.- Aceros en barras 13
10.2.2.- Aceros en perfiles 13
10.2.3.- Maderas 13
11.- CONCLUSIÓN Y ALCANCES 13
7.
Página 3
1.- INTRODUCCIÓN
Se ha solicitado el cálculo y diseño de estructuras correspondientes a vivienda unifamiliar del tipo domo
geodésico. Se desarrolla en materiales livianos de entramado en interior y exteriores.
Su emplazamiento es en sector rural de tipo llano. La composición de suelos no registra la presencia de
estratos deslizables ni rellenos. Se realiza rebaje y escarpe para garantizar un plano de cimentación adecuado.
Para el apoyo del domo y sus divisiones interiores, se aplica soluciones materiales sólidas coplanarias a la
rasante de suelos.
2.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA
El proyecto es en base a una estructura primaria de entramados de madera de pino MSD. Las juntas se
resuelven con clavos, accesorios apernados y separadores de acero de alta resistencia. La cubierta geodésica y
los pilares de tabiquería interior descansan sobre fundaciones corridas de hormigón armado -de tipo vigas de
fundación-.
La obra consiste, en una primera etapa de desarrollo, de cimentación corrida de hormigón armado. Entre los
ejes estructurales de la planta de cimentación se aplica relleno compactado de áridos bajo tamiz de una
pulgada, los que son comprimidos mediante pisón –manualmente-.
Sobre la planta de cimentación, un primer plano de estructuras se desarrolla en base a cadenas de fundación y
losas de recorrido –todas en hormigón armado. Las caras traccionadas de las losas –radieres- cuentan con
mallas prefabricadas electro soldadas de acero -en espesor mínimo de ocho milímetros-.
Sobre las cadenas o vigas de cimentación del radier, se sitúan los nodos de arranque del domo geodésico y los
pies derechos y portantes de los paneles de partición interior de ambientes.
Los recubrimientos perimetrales y tabiquerías se desarrollan en paneles de terciado estructural, que para
efectos de cálculo son considerados como colaborantes con el arriostramiento y sustentación de cargas
gravitatorias, distribuyéndolas sobre el entramado de estructura primaria –pies derechos, portantes, riostras y
transversales interiores.
Todos los elementos se encuentran aislados al embate del fuego, hongos y horadadores; estando impregnados
para tales efectos. En todas las etapas de desarrollo se considera la aplicación de protocolos de seguridad,
montaje y estándar material atingentes a cada partida.
Todos los ejes estructurales de madera se consideran sin vinculación exterior, descansando sobre vigas de
fundación sobre zapata corrida. Dichas zapatas cuentan con aditivos hidrófugos en el hormigón.
3.- NORMAS CONSIDERADAS
NCh 349 Of 1999 Construccion Disposiciones de seguridad en excavacion
NCh427 Estructuras de acero - diseño y cálculo - losas mixtas - laminados metálicos.
NCh430 Of2008 Hormigón armado - Requisitos de diseño y cálculo. INN, Chile.
NCh431 Of1977 Construcción – Sobrecargas de nieve. INN, Chile.
NCh432 Of1971 Cálculo de la acción del viento sobre las construcciones. INN, Chile.
NCh433 Of1996 Diseño sísmico de edificios. INN, Chile.
NCh433 Of1996 modificada en 2009. Decreto N°61, 2011.
NCh1198 Of2006 Madera – Construcciones en madera – Cálculo. INN, Chile.
NCh1537 Of2009 Diseño estructural de edificios – Cargas permanentes y sobrecargas de Uso. INN, Chile.
NCh1928 Of1993 Albañilería Armada – Requisitos para el diseño y cálculo. INN, Chile.
NCh1928 Of1993 modificada en 2003. NCh3171 Of2010 Diseño estructural – Disposiciones generales y
combinaciones de carga. INN, Chile.
ACI 318-08 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary.
AISC 2005 Specification for structural steel buildings. American Institute of Steel Construction.
ACI 318-99 (Chile) Hormigón armado.
8.
Página 4
4.- ACCIONES CONSIDERADAS
4.1.- Gravitatorias
Planta
S.C.U
(t/m²)
Cargas permanentes
(t/m²)
Cubierta 0.10 0.10
Piso 2 0.20 0.20
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 D
Velocidad básica del viento: 67.00 m/s
Categoría de uso: Categoría IV
Tipo de terreno: Llano
Anchos de banda
Plantas
Ancho de banda Y
(m)
Ancho de banda X
(m)
En todas las plantas 9.00 9.00
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)
Cubierta 3.504 3.504
Piso 2 7.444 7.444
Piso 1 4.598 4.598
4.3.- Sismo
Norma utilizada: NCh-433.Of96
Norma Chilena Oficial
Diseño Sísmico de Edificios
Método de cálculo: Análisis modal espectral (NCh-433.Of96, 6.3)
9.
4.3.1.- Dato
Caracteriza
Zona sísmica
Tipo de suelo
Sistema est
R0: Factor de
Categoría d
Parámetros
Número de m
Fracción de s
Fracción de s
No se realiza
Criterio de a
Direcciones
Acción sísmi
Acción sísmi
Proyección e
4.4.- Hipó
Automáticas
os generale
ación del em
a (NCh-433.O
o (NCh-433.O
tructural
e modificació
del edificio (
s de cálculo
modos de vib
sobrecarga d
sobrecarga d
a análisis de l
rmado a apli
s de análisis
ca según X
ca según Y
en planta de
ótesis de
s Peso propio
Cargas perm
Sobrecarga
Sismo X
Sismo Y
Viento +X e
Viento +X e
Viento -X ex
Viento -X ex
Viento +Y e
Viento +Y e
Viento -Y ex
Viento -Y ex
es de sismo
mplazamient
Of96, 4.1): Zo
Of96, 4.2): T
ón de respues
(NCh-433.Of
bración que in
e uso
e nieve
los efectos de
car por ducti
s
la obra
carga
manentes
de uso
exc.+
exc.-
xc.+
xc.-
xc.+
xc.-
xc.+
xc.-
to
ona 3
ipo III
sta (NCh-433
f96, 4.3): Ca
ntervienen en
e 2º orden
lidad: Ningun
3.Of96, 5.7)
ategoría B: I
n el análisis:
no
= 1.2
Según norma
a
Página 5
R0 : 11.00
: 0.50
: 0.50
10.
Página 6
5.- ESTADOS LÍMITE
E.L.U. de rotura. Hormigón
E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones
NCh430.Of2008, Dº60:2011
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
- Situaciones sísmicas
- 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: NCh430.Of2008, Dº60:2011
E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones: NCh430.Of2008, Dº60:2011
(9-1)
Coeficientes parciales de seguridad ()
Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 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)
Gj kj P k Qi ki
j 1 i 1
G P Q
E
Gj kj P k A E Qi ki
j 1 i 1
G P A Q
15.
Página 11
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 SY
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
3 Cubierta 3 Cubierta 2.30 5.37
2 Piso 2 2 Piso 2 2.67 3.07
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 y nodos de arranque
GI: grupo inicial
GF: grupo final
Ang: ángulo de la columna en grados sexagesimales
Datos de las columnas y nodos de arranque
Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF Vinculación exterior Ang. Punto fijo
C1 ( 5.70, 10.03) 1-3 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C2 ( 4.25, 9.80) 1-3 Sin vinculación exterior 18.0 Centro
C3 ( 2.95, 9.14) 1-3 Sin vinculación exterior 36.0 Centro
C4 ( 1.90, 8.09) 1-3 Sin vinculación exterior 54.0 Centro
C5 ( 1.23, 6.79) 1-3 Sin vinculación exterior 72.0 Centro
C6 ( 1.00, 5.33) 1-3 Sin vinculación exterior 90.0 Centro
C7 ( 1.23, 3.88) 1-3 Sin vinculación exterior 108.0 Centro
C8 ( 1.90, 2.57) 1-3 Sin vinculación exterior 126.0 Centro
C9 ( 2.94, 1.53) 1-3 Sin vinculación exterior 144.0 Centro
C10 ( 4.25, 0.86) 1-3 Sin vinculación exterior 162.0 Centro
C11 ( 5.70, 0.63) 1-3 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C12 ( 7.16, 0.86) 1-3 Sin vinculación exterior -162.0 Centro
C13 ( 8.47, 1.53) 1-3 Sin vinculación exterior -144.0 Centro
C14 ( 9.51, 2.57) 1-3 Sin vinculación exterior -126.0 Centro
C15 ( 10.17, 3.88) 1-3 Sin vinculación exterior -108.0 Centro
C16 ( 10.40, 5.33) 1-3 Sin vinculación exterior -90.0 Centro
C17 ( 10.17, 6.78) 1-3 Sin vinculación exterior -72.0 Centro
C18 ( 9.50, 8.09) 1-3 Sin vinculación exterior -54.0 Centro
C19 ( 8.46, 9.14) 1-3 Sin vinculación exterior -36.0 Mitad superior
C20 ( 7.16, 9.80) 1-3 Sin vinculación exterior -18.0 Centro
C21 ( 4.45, 7.33) 1-3 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C22 ( 4.72, 7.33) 1-3 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C23 ( 5.85, 7.33) 1-3 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C24 ( 3.11, 3.80) 1-2 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
16.
Página 12
Referencia Coord(P.Fijo) GI- GF Vinculación exterior Ang. Punto fijo
C25 ( 4.72, 3.80) 1-2 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C26 ( 4.72, 5.57) 1-2 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C27 ( 4.45, 8.62) 1-3 Sin vinculación exterior 0.0 Mitad inferior
C28 ( 5.85, 8.70) 1-3 Sin vinculación exterior 0.0 Mitad superior
C29 ( 6.17, 4.99) 1-2 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C30 ( 6.17, 5.57) 1-2 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C31 ( 4.72, 4.99) 1-2 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C32 ( 6.17, 3.80) 1-2 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C33 ( 3.91, 6.20) 2-3 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C34 ( 3.91, 4.50) 2-3 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C35 ( 6.17, 6.20) 2-3 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C36 ( 6.17, 4.50) 2-3 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C37 ( 6.17, 8.09) 2-3 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C38 ( 2.52, 6.20) 2-3 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C39 ( 2.52, 4.50) 2-3 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C40 ( 6.17, 2.57) 2-3 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C41 ( 6.17, 1.53) 2-3 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C42 ( 9.51, 5.33) 1-3 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
C43 ( 9.92, 5.33) 1-3 Sin vinculación exterior 0.0 Centro
9.- DIMENSIONES, COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO Y COEFICIENTES
DE PANDEO PARA CADA PLANTA
Columna/ Nodo Planta
Dimensiones
(cm)
Coeficiente de empotramiento Coeficiente de pandeo
Coeficiente de rigidez axil
Cabeza Pie X Y
C1, C2, C3, C4, C5,
C6, C7, C8, C9, C10,
C11, C12, C13, C14,
C15, C16, C17, C18,
C19, C20, C21, C22,
C23, C27, C28, C42,
C43
3 2x2"x3" 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00
2 2x2"x3" 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00
C24, C25, C26, C29,
C30, C31
2 2x2"x3" 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00
C32 2 2x2"x3" 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00
C33, C34, C35, C36,
C37, C38, C39, C40,
C41
3 2x2"x3" 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00
10.- MATERIALES UTILIZADOS
10.1.- Hormigones
Elemento Hormigón
fck
(kp/cm²)
c
Tamaño máximo del árido
(mm)
Ec
(kp/cm²)
Todos H25 200 1.00 15 212132
17.
Página 13
10.2.- Aceros por elemento y posición
10.2.1.- Aceros en barras
Elemento Acero
fyk
(kp/cm²)
s
Todos A-63-42H 4200 1.00
10.2.2.- Aceros en perfiles
Tipo de acero para perfiles Acero
Límite elástico
(kp/cm²)
Módulo de elasticidad
(kp/cm²)
Acero conformado ASTM A36 2400 2100000
Acero laminado ASTM A36 2700 2100000
10.2.3.- Maderas
Elemento Madera
fyk
(kp/cm²)
s
Todos MSD 1100 1.00
11.- CONCLUSIÓN Y ALCANCES
Para el análisis y diseño se utilizó el método estático que define la norma NCh 433 vigente, obteniendo los
resultados reflejados en planos estructurales y memoria.
Se ha realizado el estudio dinámico y los análisis de resistencia mecánicos, en base a categorías de suelo y
factores definidos para la región y uso, además de informaciones previas extendidas por el mandante.
El correcto desempeño y ejecución de estructuras se delega a los profesionales de la constructora -que
correspondan a cada etapa-. La inspección de obras idónea será subcontratada por el propietario a terceros.
El mandante se hará responsable de verificar la calificación técnica de soldadores y carpinteros y el grado
académico de los profesionales designados para la construcción. El proyecto de estructuras y memoria son
considerados de tipo regularización.
JUAN-LUIS MENARES RODRÍGUEZ
ARQUITECTO ICA 10.867
