diseÑo edificio aporticado 3n-c°a°
Post on 26-Dec-2015
95 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Losas Pred. Luz
<3.5 m 3.5-4.5 4.5-5.5 5.5-6.5
Losas Aligeradas L/21 17 cm 20 cm 25 cm 30 cm
Losas Macizas L/28 15 cm 17 cm 20 cm 25 cm
Para nuestro modelo:
Luz (máxima) Peralte
5.25 m h= 25 cm
Losa
aligerada
Capitulo 9 – E060
Losas
Predimensionamiento
Metrado losa aligerada
Losita = 1.00m x 1.00m x 0.05m
x 2400kg/m3 = 120 kg
Viguetas = 0.10m x 0.20m x
1.00m x2.5x 2400kg/m3 = 120 kg
Ladrillo = 10 kg x 8.33 unid =
83 kg
Total= 323 kg de carga
por metro cuadrado en
losa aligerada
Analizamos
1m2
Carga Muerta Carga Viva (s/c)
Losa Alig. 323 x 0.4 = 129.2 kg/m 1er y 2do Piso 250 x 0.4 = 100 kg/m
Acabados 100 x 0.4 = 40 kg/m 3er Piso 100 x 0.4 = 40 kg/m
Metrado de cargas aplicadas
a una vigueta
Para metrar las cargas , se toma
en cuenta un ancho tributario de
40 cm.
Elemento Peralte
Viga con Carga Normal (viga principal) L/12
Viga con Carga Importante L/10
Viga en Voladizo L/6
Viga con carga mínima (viga secundaria) L/14
Dependerá del tipo de elemento y su respectiva luz
* Debe cumplir la siguiente relación entre el peralte y la base de la viga:
b ≥ h/2.5
Vigas
Predimensionamiento
Tramo Eje Luz
Libre Pred. Peralte Resultado Dimensiones Recomendadas
2-3 B 6 m L/12 0.50 m 0.25x0.50 m
BC 3 5 m L/14 0.36 m 0.25x0.40 m
4-5 B 2 m L/6 0.33 m 0.25x0.35 m
En nuestro proyecto
tendremos 3 tipos de
vigas:
V1, V2: 0.25x0.50m
V3, V4: 0.25x0.40
V voladizo: 0.25x0.35
Carga Muerta
Peso Viga 0.25m x 0.50m x 2400kg/m3 = 300 kg/m
Peso Losa 2.375m x 323kg/m2 + 2.625m x 323kg/m2 = 1615 kg/m
Peso Acabados (2.375m +2.625m+0.25m)x 100kg/m2 = 525 kg/m
Carga Viva
s/c (2.375m+2.625m+0.25m) x 250kg/m2 = 1312.5kg/m
Metrado de viga 0.25x0.50
Carga Muerta
Peso Viga 0.25m x 0.40m x 2400kg/m3 = 240 kg/m
Peso Losa 1.0 x 323kg/m2 = 323 kg/m
Peso
Acabados (1.0m+0.25m) x 100kg/m2 = 125 kg/m
Carga Viva
s/c (1.0m+0.25m) x 250kg/m2 = 312.5
kg/m
Metrado de viga 0.25x0.40
Carga Muerta
Peso Viga 0.25m x 0.35m x 2400kg/m3 = 210 kg/m
Peso Losa 2.625m x 323kg/m2 + 2.438m x 323kg/m2 = 1635.35 kg/m
Peso Acabados (2.625m + 2.438m+0.25m) x 100kg/m2 = 531.3 kg/m
Carga Viva
s/c (2.625m+2.438m+0.25m) x 250kg/m2 = 1328.25 kg/m
P1=2400kg/m3 x 0.25m x 0.20m x (2.625m+2.438m+0.25m) = 637.56 kg
P2=1350kg/m3 x 0.15m x 1m x (2.625m+2.438m+0.25m) = 1075.88 kg
Metrado de viga 0.25x0.35
También habrá una carga puntual equivalente al
peso de la viga chata y del parapeto
Parapeto y
viga chata
Carga Muerta
Peso Viga 1 3.0m x 0.25m x 0.50m x 2400kg/m3 900 kg
Peso Viga 2 2.75m x 0.25m x 0.50m x 2400 kg/m3 825 kg
Peso Viga 3 2.50m x 0.25m x 0.4m x 2400 kg/m3 600 kg
Peso Viga 4 2.25m x 0.25m x 0.4m x 2400 kg/m3 540 kg
Peso Losa [(2.375mx2.875m)+(2.375mx3.125m) + (2.625mx2.875m)
9669.813 kg +(2.625m x 3.125m)-(0.125mx0.125m)x4]x323kg/m2
Peso Acabados {[(2.25m+0.5m+2.5m)x(3m+0.5m+2.75m)]-0.5mx0.5m}x100kg/m2 3256.25 kg
15791.07 kg
Carga Viva
s/c {(2.25m+0.5m+2.5m)x(3m+0.5m+2.75m)-0.5mx0.5m}x250kg/m3 = 8140.625 kg
Carga Viva
s/c {(2.25m+0.5m+2.5m)x(3m+0.5m+2.75m)-0.5mx0.5m}x100kg/m3 = 3256.25 kg
Metrado
de carga
viva para
el 1er y
2do piso
Metrado
de carga
viva para
el 3er
piso
Metrado de Carga muerta total en columna central
Metrado de Carga viva total en columna central 8140.625+ 3256.25 = 11396.875 Kg
Columna (mxm) Longitud (m) Pe (kg/m3) Carga Muerta (kg)
0.5x0.5 10 2400 6000
Metrado peso propio de la columna Se va a suponer una sección
de la columna (50x50) que
luego se corroborara.
Calculamos las cargas por piso: P3 (piso3) P2 (piso2) y P1 (piso1)
Luego hallamos el área de la sección de la columna necesaria para
resistir el peso total calculado del metrado anterior:
Este valor es el necesario para que el sistema
resista las cargas por gravedad y por sismo,
pero no para que cumpla los desplazamientos
máximos según la norma, por eso
trabajaremos con una columna de 50x50.
Carga Muerta
Peso Viga 1 3.0m x 0.25m x 0.50m x 2400kg/m3 900 kg
Peso Viga 2 2.75m x 0.25m x 0.50m x 2400 kg/m3 825 kg
Peso Viga 4 2.25m x 0.25m x 0.4m x 2400 kg/m3 540 kg
Peso Losa [(2.375mx2.875m)+(2.375mx3.125m)-(0.125mx0.125m)x2]x323kg/m3 4592.66 kg
Peso Acabados {[(3m+0.5m+2.75m)x(0.5m+2.25m)]-0.5mx0.5m}x100kg/m3 1693.75 kg
8551.41 kg
Carga Viva
s/c {[(3m+0.5m+2.75m)x(0.5m+2.25m)]-0.5mx0.5m}x250kg/m2 4234.38 kg
Carga Viva
s/c {[(3m+0.5m+2.75m)x(0.5m+2.25m)]-0.5mx0.5m}x100kg/m2 1693.75 kg
Metrado
de carga
viva para
el 1er y
2do piso
Metrado
de carga
viva para
el 3er
piso
Metrado de Carga muerta total en columna lateral
Metrado de Carga viva total en columna lateral 4234.38 + 1693.75 = 5928.13 Kg
Metrado peso propio de la columna
Calculamos las cargas por piso: P3 (piso3) P2 (piso2) y P1 (piso1)
Luego hallamos el área de la sección de la columna necesaria para resistir el
peso total calculado del metrado anterior:
Este valor es el necesario para que el sistema resista las cargas por
gravedad y por sismo, pero no para que cumpla los desplazamientos
máximos según la norma, por eso:
Trabajaremos con una columna de 50x50.
Para nuestro modelo:
De los metrados de la columna central tenemos las siguientes cargas:
P = 72910.72 kg
Pl Zapata = 19537.48 kg Pd Zapata= 53373.24 kg
Reemplazamos
los datos:
Teniendo los metrados de los diferentes
elementos estructurales, procedemos a
COMPARAR los resultados del SAP y
de los métodos calculados a mano
Método de Coeficientes Viga – Principal (25cmx50cm)
Método de
los
Coeficientes
Para el momento negativo de los extremos,
usamos el coeficiente “11” porque se trata de
la cara interior de un apoyo interior ya que el
volado se considera como un tramo mas.
Momentos
(Ton-m)
Obtenidos por
el calculo
Viga – Principal (25cmx50cm)
Momentos
(Ton-m)
Obtenidos del
SAP
Momentos
(Ton-m)
Obtenidos por
el calculo
Viga – Secundaria (25cmx40cm)
Momentos
(Ton-m)
Obtenidos del
SAP
g = Aceleración de la gravedad 9.81
Z = Factor de uso de la zona 0.40
U = Factor de uso de importancia 1.00
S = Factor de suelo 1.20
R X = Factor de Reducción 8.00
Tp = Periodo de vibración fundamental de la estructura 0.60
R Y = Factor de Reducción 8.00
Analizamos el espectro
Teniendo en cuenta que diseñamos un edificio de
categoría C (Oficina) y que se encuentra en la
Zona 3
Zona 3 Z=0.40
Perfil S2 Tp= 0.6 y
S=1.20
Categoría C (Edificaciones comunes)
U=1.00
Sistema estructural de
pórticos R=0.80
Parámetros para definir el espectro
de sismo
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0
Acele
racio
nes
(g
)
Periodo (s)
Después de compara los valores
observamos que el calculo a mano es el
mas conservador, por lo tanto
procedemos a DISEÑAR
Del reglamento nacional de edificaciones tenemos:
* La distancia libre mínima entre barras paralelas de una capa debe
ser db, pero no menor de 25mm
Por lo tanto, como para la zona de momento negativo en
nuestro diseño no cumple la condición anterior, usaremos 2
capas para el acero negativo, realizaremos el mismo proceso
tomando como d=50-9=41cm
Formulas a utilizar en el diseño:
El acero a utilizar:
Verificamos el
diseño tal como
lo hicimos
anteriormente,
teniendo en
cuenta d1 y d2: d1
d2
Datos para el diseño de
la viga en voladizo
Formulas a utilizar en el diseño:
Diseño de Viga - Voladizo
Del reglamento nacional de edificaciones tenemos:
* La distancia libre mínima entre barras paralelas de una capa debe
ser db, pero no menor de 25mm
Por lo tanto, por no cumplir con la condición anterior,
usamos 2 capas para el acero negativo, realizaremos el
mismo proceso tomando como d=35-9=26cm
Formulas a utilizar en el diseño:
El acero a utilizar:
Verificamos el
diseño tal como
lo hicimos
anteriormente,
teniendo en
cuenta d1 y d2: d1
d2
Esquema
general
para
diseño de
columnas
Calculamos la
cantidades de
acero que hay a
una distancia
d1, d2, d3 y d4
d1 d2
d3
d4
Ubicamos el centroide plastico de la columna
Calculamos la carga y
el momento
respectivo en esos
puntos
Calculamos la deformacion
y el esfuerzo del acero en
los puntos de compresion
pura, carga balanceada y
las zonas de falla fragil y
falla ductil
Obtenemos el diagrama de iteracion de las columnas
Diseño de Columnas (50x50)cm
𝑓′𝑐 = 210𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝑓𝑦 = 4200𝑘𝑔/𝑐𝑚2
𝐴𝑠1 = 2∅3/4" + 2∅5/8" = 9.66 𝑐𝑚2 𝑑1 = 4 + 0.95 + 0.95 = 5.9cm
𝐴𝑠2 = 2∅5/8" = 3.96 𝑐𝑚2 𝑑2 = 18.63𝑐𝑚
𝐴𝑠3 = 2∅5/8" = 3.96 𝑐𝑚2 𝑑3= 31.36cm
𝐴𝑠1 = 2∅3/4" + 2∅5/8" = 9.66 𝑐𝑚2 𝑑4 = 44.10𝑐𝑚
Graficamos el diagrama de iteración
considerando los siguientes valores:
CP=0.85∗𝑓′
𝑐𝐴𝑔ℎ
2+𝐴𝑠1𝑓𝑦𝑑1+𝐴𝑠2𝑓𝑦𝑑2+𝐴𝑠3𝑓𝑦𝑑3+𝐴𝑠4𝑓𝑦𝑑4
0.85𝑓′𝑐𝐴𝑔+𝐴𝑠𝑡𝑓𝑦
CP= 25 𝑐𝑚
𝑃𝑛 = [0.85 ∗ 𝑓′𝑐
𝐴𝑔 − 𝐴𝑠𝑡 + 𝐴𝑠𝑡𝑓𝑦] = 555.80 𝑡𝑜𝑛
𝑃𝑛 𝑚𝑎𝑥 = 0.8 ∗ 𝑃𝑛 = 444.64 𝑡𝑜𝑛 , 𝑀𝑛 = 0 𝑡𝑜𝑛
Calculamos el centroide platico
Para el Diagrama de iteración tendremos
los siguientes puntos: • Compresión pura • Carga balanceada • Zona de falla frágil • Zona de falla dúctil
Punto A ( Compresión pura)
Primero hallamos el valor de c:
𝑐𝑏 =6000
6000 + 𝑓𝑦𝑑4 =
6000
6000 + 420044 = 25.94 𝑐𝑚
𝑎𝑏 = 0.85 ∗ 𝑐𝑏 = 22 𝑐𝑚
εs1=c-d1c0.003=25.94-5.9x25.94x0.003=0.0023
εs2=c-d2c0.003=25.94-18.63x25.94x0.003=0.000846
εs3=c-d3c0.003=25.94-31.36x25.94x0.003=0.000627
εs4=c-d4c0.003=25.94-44.1x25.94x0.003=0.0021
Punto B (Carga Balanceada)
Luego hallamos las deformaciones de cada acero
𝑓𝑠1 = 𝜀𝑠1 ∗ 𝐸𝑠 = 0.0023 2𝑥106 = 4600 Por lo tanto 𝑓𝑠1 = 4200 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝑓𝑠2 = 𝜀𝑠2 ∗ 𝐸𝑠 = 0.000846 2𝑥106 = 1691 Por lo tanto 𝑓𝑠2 = 1691 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝑓𝑠3 = 𝜀𝑠3 ∗ 𝐸𝑠 = 0.000627 2𝑥106 = 1253.3 Por lo tanto 𝑓𝑠3 = 1253 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝑓𝑠4 = 𝜀𝑠4 ∗ 𝐸𝑠 = 0.0021 2𝑥106 = 4200 Por lo tanto 𝑓𝑠4 = 4200 𝑘𝑔/𝑐𝑚2
Teniendo las deformaciones, calculamos el esfuerzo para cada acero (Máximo = 4200kg/𝑐𝑚2 ).
Fs1=fs1*As1=4200x9.66=40568 Por lo tanto Cs1=40.6 ton/cm2
Fs2=fs2*As2=1691x3.96=6694 Por lo tanto Cs2=6.7 ton/cm2
Fs3=fs3*As3=1253x3.96=4962 Por lo tanto Ts3=5.0 ton/cm2
Fs4=fs4*As4=4200x9.66=40568 Por lo tanto Ts4=40.6 ton/cm2
Ccc=0.85f'c.ab.b=0.85x210x22x50=96.80 ton/cm2
Calculamos la fuerza de cada capa de acero
𝑃𝑛 = 40.6 + 6.7 − 5 − 40.6 + 196.80
𝑃𝑛 = 199 𝑡𝑜𝑛
𝑀𝑛 = 40.6 25 − 5.9 + 6.7 25 − 18.63 + 5 31.36 − 25 + 40.6(44.1 − 25)+ 196.80(25 − 22/2)
𝑀𝑛 = 43.8 𝑡𝑜𝑛 − 𝑚
Calculamos la fuerza resultante:
El momento nominal lo calculamos respecto al centro plástico:
c = 35 cm
a=0.85*c=29.75 cm
Punto C (Zona de falla frágil)
𝑃𝑛 = 304.6 𝑡𝑜𝑛
𝑀𝑛 = 38.1 𝑡𝑜𝑛 − 𝑚
Con el mismo procedimiento para el punto anterior, obtenemos:
C = 18.63 cm
𝑎 = 0.85 ∗ 𝑐 = 15.84 𝑐𝑚
Punto D (Zona de falla dúctil)
Con el mismo procedimiento para el punto anterior, obtenemos:
𝑃𝑛 = 124 𝑡𝑜𝑛
𝑀𝑛 = 40.5 𝑡𝑜𝑛 − 𝑚
Del programa obtenemos los siguientes valores de carga y
momento:
De la Comb1, tenemos: Pu=127 ton Mu=1.62 ton m
Combo Pu (ton) Mu (ton-m)
Comb 1 127,00 1,62
Comb 2 106,68 8,53
Comb 3 106,68 8,53
Comb 4 108,84 7,00
Comb 5 108,84 7,00
Comb 6 52,40 7,91
Comb 7 52,40 7,91
Comb 8 54,57 6,77
Comb 9 54,57 6,77
Comb 10 106,12 1,46
Obtenemos el valor de todas las combinaciones de las columnas laterales y luego graficamos:
Del mismo modo obtenemos el valor de todas las combinaciones de las columnas centrales y luego graficamos:
Combo Pu (ton) Mu (ton-m)
Comb 1 139,7 1,62
Comb 2 117,28 8,53
Comb 3 117,28 8,53
Comb 4 117,33 7,10
Comb 5 117,33 7,10
Comb 6 57,65 7,91
Comb 7 57,65 7,91
Comb 8 57,70 7,00
Comb 9 57,70 7,00
Comb 10 116,73 1,46
P (ton) Mx (tonxm) My (tonxm)
carga muerta 63.4396 0.04347 0.84164
carga viva 29.9366 0.01974 0.25972
carga sismo x 0.5575 3.644E-07 7.15366
carga sismo y 0.6052 6.99571 0.63276
Resistencia del terreno = 20 ton/m2
Resistencia del terreno por sismo = 1,3*20 = 26 ton/m2
Dimensionamiento por cargas de verticales
P (ton) = 99.38 Ton
A req = 4.97 m2
b columna = 0.50 m
h columna = 0.50 m
Volado = 0.90 m
B = 2.30 m
L = 2.30 m
Area zapata = 5.29 m2
Como el A zapata > A req
Es conforme
Dimensionamiento con momentos en X e Y respectivamente
Peralte con el que
diseñaremos la zapata
central (d=41 cm)
hmin =50 cm Peralte minimo para Zapatas
(RNE)
Verificación por Corte
altura de la zapata (h) = 0.50 m.
peralte efectivo(d) = 0.41 m.
volado = 0.90 m.
Vu = 16622.73 kg
ØVc = 26766.30 kg.
*verificamos que ØVc ≥ Vu
Diseño por Flexión
Mu (kgxm) = 13739.2 kgxm
b(cm) = 100 cm
d(cm) = 41 cm
b x d2 = 168100
Ku = 8.17
w = 0.04
pho = 0.0022
As (cm2) / m = 9.10 cm2
As min= 9.00 cm2/m
As min req. x= 20.70 cm2
As min req. y= 20.7 cm2
Area de acero req. horizontal = 20.94 cm2
Area de acero req. vertical = 20.94 cm2
varillas de acero horizontal = 17 Ø 1/2"
varillas de acero vertical = 17 Ø 1/2"
espaciamiento horizontal = 14 cm
espaciamiento vertical = 14 cm
top related