Memoria de Cálculo Estructural
MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL PROYECTO: "VIVIEND "VIVIENDA A MULTIFAMILIAR DEL DISTRITO DEL DEL EL TAMBO, P ROVINCIA ROVINCIA DE HUANCAY HUANCAYO, O, REGION J UNIN" UNIN"
PROPIETARIO :
JACQUELINE VILCAPOMA CASTRO
DEPARTAMENTO
:
JUNIN
PROVINCIA
:
HUANCAYO
DISTRITO
:
EL TAMBO
Proyecto: "Vivienda Multifamiliar del Distrito de El Tambo, Provincia de Huancayo, Región Junín”
Memoria de Cálculo Estructural
CAPITULO 1 MEMORIA DESCRIPTIVA DE ESTRUCTURAS Proyecto: "Vivienda Multifamiliar del Distrito de El Tambo, Provincia de Huancayo, Región Junín"
1. DATOS GENERALES DE LA OBRA 1.1. DESCRIPCIÓN La presente Memoria corresponde al análisis sísmico y calculo estructural del proyecto "Vivienda Multifamiliar del Distrito de El Tambo, Provincia
de Huancayo, Región Junín".
1.1.1. Ubicación: El presente proyecto tiene como locación:
DEPARTAMENTO : JUNIN
PROVINCIA
: HUANCAYO
DISTRITO
: EL TAMBO
1.1.2. Arquitectura: El presente proyecto arquitectónicamente cuenta con 1 Sótano y 6 pisos rectangulares en la cual están ubicados los siguientes ambientes:
Proyecto: "Vivienda Multifamiliar del Distrito de El Tambo, Provincia de Huancayo, Región Junín”
Memoria de Cálculo Estructural
CAPITULO 1 MEMORIA DESCRIPTIVA DE ESTRUCTURAS Proyecto: "Vivienda Multifamiliar del Distrito de El Tambo, Provincia de Huancayo, Región Junín"
1. DATOS GENERALES DE LA OBRA 1.1. DESCRIPCIÓN La presente Memoria corresponde al análisis sísmico y calculo estructural del proyecto "Vivienda Multifamiliar del Distrito de El Tambo, Provincia
de Huancayo, Región Junín".
1.1.1. Ubicación: El presente proyecto tiene como locación:
DEPARTAMENTO : JUNIN
PROVINCIA
: HUANCAYO
DISTRITO
: EL TAMBO
1.1.2. Arquitectura: El presente proyecto arquitectónicamente cuenta con 1 Sótano y 6 pisos rectangulares en la cual están ubicados los siguientes ambientes:
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01 - Sótano - Estacionamiento 02 - Primer Piso - Comercio 03 - Segundo Piso - Sala de Usos Múltiples 04 - Tercer Piso - Departamentos 05 - Cuarto Piso - Departamentos 06 - Quinto Piso - Departamentos 07 - Sexto Piso - Departamentos El diseño estructural de la Edificación se orienta a proporcionar una adecuada estabilidad, resistencia, rigidez y ductilidad frente a solicitaciones
provenientes
de
cargas
muertas,
vivas,
asentamientos diferenciales y eventos sísmicos. El diseño sísmico obedece a los Principios de la Norma E.030 DISEÑO SISMORRESISTENTE del Reglamento Nacional de Edificaciones conforme a los cuales:
La estructura no deberá colapsar, ni causar daños graves a las personas debido a movimientos sísmicos severos que puedan ocurrir en el sitio.
La estructura deberá soportar movimientos sísmicos moderados, que puedan ocurrir en el sitio durante su vida de servicio, experimentando posibles daños dentro de límites aceptables.
Estos principios guardan estrecha relación con la Filosofía de Diseño Sismorresistente de la Norma:
Evitar pérdidas de vidas.
Asegurar la continuidad de los servicios básicos.
Minimizar los daños a la propiedad.
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DISEÑO ESTRUCTURAL “VIVIENDA
MULTIFAMILIAR DEL DISTRITO DE EL TAMBO,
PROVINCIA DE HUANCAYO, REGIÓN JUNÍN” 2. PREDIMENSIONAMIENTO PARCIAL DE LAS ESTRUCTURAS 2.1. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS PORTANTES
Consideramos:
S/C=
200 kg/m2
Aligerado=
350 kg/m2
Wu= 1.4Cm + 1.7Cv
Para luz de 4.95m:
≥ 0.62
≥
m
h = 0.55m
0.30 m
b = 0.30m
El Reglamento Nacional de Edificaciones sugiere como ancho mínimo 25 cm de ancho de viga, para que funcione correctamente como elemento estructural.
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2.2. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS NO PORTANTES
Para luz de 2.45m:
≥ 0.47
≥ 0.25
m
h = 0.45m
m
b = 0.25m
El Reglamento Nacional de Edificaciones sugiere como ancho mínimo 25 cm, para que funcione correctamente como elemento de arriostre y estructural.
2.3. PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS Se usara la siguiente formula por la contribución de muros de corte en la edificación para la resistencia de la fuerza lateral del sino:
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Columna Central
ELEMENTO
DESARROLLO
LOSA ALIGERADA
6.42 x 6.11 x 350 = 13729.17 kg
VIGA 0.55 x 0.30 m
0.55 x 0.30 x 2400 x 6.67= 2641.32 kg
VIGA 0.45 x 0.25 m
0.45 x 0.25 x 2400 x 6.41= 1730.70 kg
ACABADOS + TABIQUERIA
200 x 6.42 x 6.11 = 7845.24 kg
S/C
200 x 6.42 x 6.11 = 7845.24 kg
=3218.25 cm2
Col = 50 x 65cm……… mínimo
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Columna Lateral
ELEMENTO
DESARROLLO
LOSA ALIGERADA
6.70 x 4.44 x 350 = 10411.80 kg
VIGA 0.55 x 0.30 m
0.55 x 0.30 x 2400 x 4.19= 1659.24 kg
VIGA 0.45 x 0.25 m
0.45 x 0.25 x 2400 x 6.40= 1728.00 kg
ACABADOS + TABIQUERIA
200 x 4.19 x 6.40 = 5363.20 kg
S/C
200 x 4.19 x 6.40 = 5363.20 kg
=2335.76 cm2
Col = 50 x 40 cm……… mínimo
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2.4. PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSA
e losa= 0.25 m
3. ESTRUCTURACIÓN
Para la estructuración, en general se ha utilizado vigas peraltadas de 30 x 55cm y 25 x 40cm con la finalidad que trabajen junto con las columnas de concreto armado, como pórticos estructurales, logrando de esta manera absorber grandes momentos flectores por efectos sísmicos. Se tienen 2 secciones de columnas: 0.50 x 0.40m y 0.50 x 0.70m, estas con el fin de tomar el total de las fuerzas laterales y evitar su desplazamiento excesivo. El diafragma rígido lo conforma la losa aligerada en un sentido, de peralte 25cm de cada nivel, teniendo 7 diafragmas asignados. Dado lo anterior todos los elementos están preparados y contribuyen al comportamiento sismo resistente de este bloque. El sistema estructural predominante en la dirección X e Y es un Sistema Dual, al tener muros de corte del ascensor, escalera y adicionales que tomaran el cortante sismico.
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CARGAS
Las cargas usadas están en concordancia con la Norma E020 del RNE 2009. Son las siguientes:
Peso de acabados y tabiqueria
200 kg/m2
s/c sobre losas
200 kg/m2
Peso del concreto Armado
2.40 ton/m3
Las características de los materiales consideradas en el análisis y diseño estructural fueron:
Concreto:
f´c = 210 kg/cm2
Ec=2173706.51 t/m2
Acero:
f´y = 4200kg/cm2 para flexión y cortante. No se permite traslapar refuerzo vertical en zonas confinadas en extremos de soleras y columnas.
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4. MODELACION ESTRUCTURAL El modelo empleado para vigas y columnas consistió en barras de eje recto que incluyen deformaciones por flexión, carga axial, fuerza cortante y torsión. Este modelo considera el efecto tridimensional del aporte de rigidez de cada elemento estructural. La modelación estructural fue hecha con el apoyo de software desarrollado para este propósito; los mismos que son:
ETABS v.9.7.2 Usado para la modelación de la superestructura
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Modelo Estructural
Cargas Muertas Repartidas debido al Efecto de la Losa Aligerada En 1 Sentido
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Cargas Vivas Repartidas debido al Efecto de la Losa Aligerada En 1 Sentido
5. COMBINACIONES Las combinaciones de carga usadas están en concordancia con la Norma E060 del RNE 2009. Son las siguientes:
1.4CM + 1.7CV
0.9 CM + SX
0.9 CM+SY
0.9 CM - SX
0.9 CM - SY
1.25 CM + 1.25 CV + SX
1.25 CM + 1.25 CV + SY
1.25 CM + 1.25 CV - SX
1.25 CM + 1.25 CV - SY
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6. MASAS PARA EL ANALISIS DINAMICO MODAL Y SISMICO
Las masas provenientes de las losas y de la sobrecarga se concentran a nivel del centro de masas de cada losa; y las masas provenientes del peso propio de las vigas y columnas se consideran distribuidas en toda su longitud. Luego el programa lleva la masa de los elementos estructurales hacia los nudos extremos. En el cálculo de la masa de la estructura se consideró el 50% de la carga viva (Art. 16.3 NTE E.030)
7. CENTRO DE MASAS Y CENTRO DE RIGIDECES Story
Diaphragm MassX MassY XCCM YCCM
XCR
YCR
STORY1
D1
28.934 28.934 10.042 6.543
9.827 6.250
STORY2
D2
23.808 23.808 10.038 6.492 10.374 7.316
STORY3
D3
23.433 23.433 10.035 6.503 10.224 6.816
STORY4
D4
23.316 23.316 10.034 6.507 10.159 6.473
STORY5
D5
23.316 23.316 10.034 6.507 10.115 6.234
STORY6
D6
23.316 23.316 10.034 6.507 10.085 6.058
STORY7
D7
19.088 19.088 9.870
6.194 10.083 5.944
8. ANALISIS SISMICO DINAMICO
Se realizó un Análisis Sísmico Dinámico por Superposición Modal Espectral Los parámetros empleados para el cálculo del Espectro de Respuesta fueron: Proyecto: "Vivienda Multifamiliar del Distrito de El Tambo, Provincia de Huancayo, Región Junín”
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Factor de Zona
Z=0.30
Factor de Uso
U=1 (Categ. C-Edif. Escenciales)
Factor de Suelo
S=1.40
Periodo que define la Plataforma del Espectro
Tp= 0.9
Factor de Reducción de Fuerza Sísmica
Rx= 7 , Ry = 7
Para la superposición de los modos se empleó la fórmula de la combinación cuadrática completa contemplando un 5% de amortiguamiento crítico.
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Suelo Espectro de Aceleraciones
1.560 1.520 1.480 1.440 1.400 1.360 1.320 1.280 1.240 1.200 1.160 1.120 1.080 1.040 1.000 0.960 0.920 0.880 0.840 0.800 a S 0.760 0.720 0.680 0.640 0.600 0.560 0.520 0.480 0.440 0.400 0.360 0.320 0.280 0.240 0.200 0.160 0.120 0.080 0.040 0.000 0.000
0.500
1.000
1.500 T (s)
2.000
2.500
Sx
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3.000
Memoria de Cálculo Estructural
Suelo Espectro de Aceleraciones
1.560 1.520 1.480 1.440 1.400 1.360 1.320 1.280 1.240 1.200 1.160 1.120 1.080 1.040 1.000 0.960 0.920 0.880 0.840 0.800 a S 0.760 0.720 0.680 0.640 0.600 0.560 0.520 0.480 0.440 0.400 0.360 0.320 0.280 0.240 0.200 0.160 0.120 0.080 0.040 0.000 0.000
0.500
1.000
1.500 T (s)
2.000
2.500
Sy
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3.000
Memoria de Cálculo Estructural
Espectro de Pseudo-Aceleraciones T 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 1.100 1.200 1.300 1.400 1.500 1.600 1.700 1.800 1.900 2.000 2.100 2.200 2.300 2.400 2.500
C 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.250 2.045 1.875 1.731 1.607 1.500 1.406 1.324 1.250 1.184 1.125 1.071 1.023 0.978 0.938 0.900
Sa 1.472 1.472 1.472 1.472 1.472 1.472 1.472 1.472 1.472 1.324 1.204 1.104 1.019 0.946 0.883 0.828 0.779 0.736 0.697 0.662 0.631 0.602 0.576 0.552 0.530
9. EVALUACIÓN SÍSMICA 9.1. Periodos y Masa Participante Los periodos y la masa participante calculados mediante un análisis dinámico para 3 modos de vibración (3 modos para un nivel), se presentan a continuación:
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Modal Load Participation Ratios Type
Load
Accel
StatPercent DynPercent
Load
DEAD
3.0512
0
Load
LIVE
4.6417
0
Accel
UX
99.9798
86.0876
Accel
UY
99.9745
89.2261
Accel
UZ
0
0
Accel
RX
99.9992
99.5375
Accel
RY
99.9993
99.3253
Accel
RZ
105.2096
83.413
Modal Participating Mass Ratios Mode
Period
UX
UY
SumUX
SumUY
RY
RZ
1
0.576265 64.9277 0.0507
2
0.496456
0.1687 61.1926 65.0965 61.2433 90.3005
0.2308
3
0.484855
0.3175
0.4368 60.1661
4
0.154885 11.4945 0.0119
76.9085 66.2455
5
0.138065
0.2824
77.1909 67.4936 0.0857
6
0.130825
0
7
0.07131
3.4771
8
0.064848
9
4.9904
64.9277 0.0507
RX
65.414
66.2336
0.0773 96.7142 0.1812 7.303
0.8866
0.1613
0.054
9.3561
0.8667
0.0001
0.967
0.0391
80.668 79.0431 0.0049
0.4885
0.914
1.3442
0.2845
82.0122 79.3276 0.0322
0.1953
2.8942
0.061031
0.0124
4.6203
82.0246 83.948
0.5521
0.0028
0.2571
10
0.04265
1.3976
0.0245 83.4221 83.9725 0.0016
0.1091
0.8602
11
0.038019
1.0909
0.9283
84.513 84.9008 0.0579
0.0889
0.8311
12
0.036846
0.2736
2.221
84.7867 87.1218 0.1395
0.0234
0.5443
13
0.034897
0.0015
0
84.7882 87.1218
0.0002
0.0001
14
0.034644 0.0002
0
0.0018
0.0002
0.0001
1.248
11.5105 77.1909 79.004
0.0155
0
5.647
0
84.7884 87.1373 0.0014
15
0.03275
0.0025
0
84.7908 87.1373
0
16
0.032438
0
0.0026
84.7909 87.1399 0.0005
0
0.0007
17
0.029294
0.7235
0.0179
85.5143 87.1578 0.0012
0.0549
0.4782
18
0.027359 0.0227
0.0001
85.5371 87.1579
0.0013
0.0094
19
0.027281
0
0.0396
85.5371 87.1975 0.0015
0
0.0042
20
0.026832
0.0481
1.3383
85.5852 88.5359 0.0673
0.0031
0.0068
21
0.026058
0.5023
0.6903 86.0876 89.2261 0.0442
0.035
0.1322
0
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Memoria de Cálculo Estructural
9.2. Formas de Vibración
Se tuvo en consideración que:
Modo 1: Desplazamiento Horizontal X
Modo 2: Desplazamiento Horizontal Y
Modo 3: Torsión
Y que además el Primero modo sea menor a 0.6seg. Mode
Period
1
0.576265
2
0.496456
3
0.484855
4
0.154885
5
0.138065
6
0.130825
7
0.07131
8
0.064848
9
0.061031
10
0.04265
11
0.038019
12
0.036846
13
0.034897
14
0.034644
15
0.03275
16
0.032438
17
0.029294
18
0.027359
19
0.027281
20
0.026832
21
0.026058
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Memoria de Cálculo Estructural
10.
CONTROL DE DESPLAZAMIENTO De acuerdo a la Norma NTE. E030, para el control de los desplazamientos laterales, los resultados deberán ser multiplicados por el valor de 0.75R para calcular los máximos desplazamientos laterales de la estructura. Se tomaron los desplazamientos del centro de masa los cuales deben tener un desplazamiento:
Debido a Sismo en la Dirección “X”
Story
Load
DriftX
DriftY
STORY7 SDX 0.000939 STORY7 SDX
0.000254
STORY6 SDX 0.001096 STORY6 SDX
0.000287
STORY5 SDX 0.001239 STORY5 SDX
0.000314
STORY4 SDX 0.001294 STORY4 SDX
0.000321
STORY3 SDX 0.001178 STORY3 SDX STORY2 SDX
0.000291 0.0007
STORY2 SDX
0.000187
STORY1 SDX 0.000055 STORY1 SDX
0.000086
0.75xRx(∆/hi) Verificación 0.00493
Cumple
0.00133
Cumple
0.00575
Cumple
0.00151
Cumple
0.00650
Cumple
0.00165
Cumple
0.00679
Cumple
0.00169
Cumple
0.00618
Cumple
0.00153
Cumple
0.00368
Cumple
0.00098
Cumple
0.00029
Cumple
0.00045
Cumple
Proyecto: "Vivienda Multifamiliar del Distrito de El Tambo, Provincia de Huancayo, Región Junín”
Memoria de Cálculo Estructural
Debido a Sismo en la Dirección “Y”
Story
Load
DriftX
DriftY
STORY7 SDY 0.000286 STORY7 SDY
0.000676
STORY6 SDY 0.000334 STORY6 SDY
0.000775
STORY5 SDY 0.000377 STORY5 SDY
0.000865
STORY4 SDY 0.000394 STORY4 SDY
0.000911
STORY3 SDY 0.000359 STORY3 SDY
0.000852
STORY2 SDY 0.000216 STORY2 SDY
0.000576
STORY1 SDY 0.000034 STORY1 SDY
0.00011
0.75xRx(∆/hi) Verificación 0.00150
Cumple
0.00355
Cumple
0.00175
Cumple
0.00407
Cumple
0.00198
Cumple
0.00454
Cumple
0.00207
Cumple
0.00478
Cumple
0.00188
Cumple
0.00447
Cumple
0.00113
Cumple
0.00302
Cumple
0.00018
Cumple
0.00058
Cumple
El modelo cumple a cabalidad con los parámetros sísmicos establecidos en la E030 (Diseño Sismorresistente) del RNE 2009, verificándose en todos los bloques que los desplazamientos laterales de entrepiso son menores a : Δi X/heX
(máx.) = 0.007 (máximo permisible Concreto armado, NTE E.030)
Δi Y /he Y
(máx.)=0.005(máximo permisible Albañilería confinada, NTE E.030)
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Memoria de Cálculo Estructural
11.
MODELO ESTRUCTURAL
Modelo Estructural
Modelo Estructural
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Distribución típica de Secciones De Los Elementos Estructurales
Etiquetado de Pórticos Principales
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Memoria de Cálculo Estructural
Etiquetado de Pórticos Secundarios
12.
DISEÑO
ESTRUCTURAL
(Componentes
de
Concreto
Armado) Para el diseño de vigas y columnas el programa sigue los lineamientos del ACI 318-08 cuyas fórmulas y factores de cargas son equivalentes a los de nuestra norma E060.
Para el trazo de los planos se verifica que las cuantías de diseño sean mayores a la mínima y menores a la máxima estipuladas en la Norma E060.
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Plantas: Diseño de refuerzo longitudinal y transversal en miembros (frame)
de C°A°. Se indican áreas (As) en cm2.
12.1. Diseño de Losa Aligerada Losa: Sección: f'c: Fy: Peso de Losa: Acab. y Tab.: S/C : Luz:
210
Kg/cm2
42000
Kg/cm2
350
Kg/m2
200
Kg/m2
200
Kg/m2
6.6
m
d=
22.00
cm
b=
40.00
cm
bw=
10.00
cm
Espesor de Losa:
26.4
25
Cm= Cv= Cu= Wu =
550
Kg/m2
200
Kg/m2
1110
Kg/m2
444.00
Kg/m
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Se indican áreas (As) en cm2, los ejes van de Izq. a Derecha empezando del eje 1 indicado en los planos. Se considerara la luz más grande para el diseño, siendo las luces variables en la dirección de la losa.
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12.2. Diseño de Vigas Para el diseño de Vigas usamos los diagramas de la Envolvente de Momentos de las combinaciones usadas en el programa.
12.2.1. Diseño de Viga 0.30 x 0.55m.
Se procederá con el diseño del pórtico presentado que corresponde al pórtico con mayor luz dentro de la estructura, y estará sometido a los mayores esfuerzos. 4Ø5/8”
2Ø5/8” +
2Ø1/2”
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12.2.2. Diseño de Viga 0.25 x 0.45m. Se escogió la viga sometida a mayores esfuerzos.
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2Ø5/8” + 2Ø1/2”
2Ø5/8” + 2Ø1/2”
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12.3. Diseño de Columnas 12.3.1. Diseño de Columnas de 0.50 x 0.70m.
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12.3.2. Diseño de Columnas de 0.50 x 0.40m.
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12.4. DISEÑO DE CIMENTACIÓN El diseño de la Cimentación está basado en los resultados obtenidos en el programa SAFE v.12.3.1 con el método propuesto por Winkler.
El diseño de la cimentación garantiza que no se exceda la capacidad portante del suelo, evitar que se produzcan asentamientos diferenciales y que la resistencia de los elementos sea mayor o igual a las solicitaciones últimas.
Pre diseño de Cimentación
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Asignación del Suelos de Soporte Coeficiente de Balasto (3.10 kg/cm3)
12.4.1. DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN NETA DEL SUELO
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SOIL P ESSURES (kg/cm2) Case
Case Type
Max Press Min Press Kg/cm2
Kg/cm2
1
COMB1 Combination
-1.273
-1.356
2
COMB1 Combination
-1.291
-1.335
3
COMB1 Combination
-1.254
-1.332
4
COMB1 Combination
-1.237
-1.33
5
COMB1 Combination
-1.236
-1.903
6
COMB1 Combination
-1.251
-1.327
8
COMB1 Combination
-1.205
-1.273
9
COMB1 Combination
-1.181
-1.254
10 COMB1 Combination
-1.109
-1.813
11 COMB1 Combination
-1.254
-1.333
13 COMB1 Combination
-1.205
-1.257
14 COMB1 Combination
-1.176
-1.217
15 COMB1 Combination
-1.103
-1.743
16 COMB1 Combination
-1.257
-1.344
17 COMB1 Combination
-1.265
-1.286
18 COMB1 Combination
-1.201
-1.27
19 COMB1 Combination
-1.173
-1.223
20 COMB1 Combination
-1.099
-1.719
21 COMB1 Combination
-1.286
-1.354
22 COMB1 Combination
-1.27
-1.297
23 COMB1 Combination
-1.223
-1.28
24 COMB1 Combination
-1.18
-1.235
25 COMB1 Combination
-1.104
-1.721
26 COMB1 Combination
-1.284
-1.368
27 COMB1 Combination
-1.28
-1.3
28 COMB1 Combination
-1.229
-1.289
29 COMB1 Combination
-1.193
-1.241
30 COMB1 Combination
-1.116
-1.748
31 COMB1 Combination
-1.289
-1.525
33 COMB1 Combination
-1.236
-1.47
34 COMB1 Combination
-1.218
-1.434
35 COMB1 Combination
-1.133
-1.939
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Memoria de Cálculo Estructural
Diagrama De Fuerza Cortante En Cimentaciones
Diagrama De Momentos En Cimentaciones
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