DISEÑO SÍSMICO DE V.I.S. CON MUROS DE C.R. 2016-II UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA LOSAS – ESCALERAS - CUBIERTAS Lady Carolina Castro Malaver – 5500005 Nelly Vanessa Padilla Bello – 5500020 Steffi Madeleine Salgado Orjuela – 5500031 Iván Darío Becerra Hernández – 5500003
I.
LOSAS
Losas Elementos rígidos de la estructura que separan un piso de otro, construidos monolíticamente o en forma de vigas apoyadas sobre los muros.
http://2.bp.blogspot.com/_4U7rE4K7L-o/TK6L6k6nL5I/AAAAAAAAAck/O5nmqDODOYs/s400/UNO.bmp
Funciones Estructural
•Soportar las cargas •Formar un diafragma rígido
Arquitectónica
•Separar espacios verticales formando los pisos de la construcción (Segura, 2011)
Tipos de losas Losas apoyadas o soportadas en los bordes sobre muros o vigas rígidas
Losas apoyadas en columnas
Losas macizas Losas aligeradas Losas macizas con ábacos Losas reticulares (Segura, 2011)
Tipos de losas
Losas Macizas https://encryptedtbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcT5b6H7sKVpx7p0OK9On3v_ABSdITS6wLAYPZWXgfMy oNLJWVy
Losas Aligeradas https://encryptedtbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSSSY Rv5hOT9l76u37TDkPL1Xl9KfOYTupir0E8B5M mVt9H7-Qhig
Losa Reticular http://cobraci.com/losas/3.1/13.jpg
Métodos de diseño • Distribución de momentos a las secciones de la losa Método de diseño directo C.136
Métodos plásticos de diseño C13.8
• Verifican los principios de equilibrio y compatibilidad de las deformaciones directamente a partir del análisis o indirectamente según la capacidad de deformación en los sitios donde se generan articulaciones plásticas
Métodos de los coeficientes C.13.9
• Considera que la losa está formada por dos conjuntos de placas paralelas las cuales cuando se intersectan soportan parte de la carga • La carga aplicada se reparte en partes iguales en cada dirección.
Proceso de construcción Montaje de apoyos
Descimbrado
Montaje de la camillas
Instalaciones
Refuerzo
Curado
Vaciado y vibrado del concreto
Montaje de guías
(Babativa y Aguirre, s.f.)
Ejemplo Diseñar una losa maciza armada e dos direcciones apoyadas sobre muros, considerando que hace parte de un conjunto monolítico para un conjunto habitacional, utilizando concreto de f’c = 21,1 MPa y acero de baja resistencia (fy =420 MPa).
(Segura, 2011)
Ejemplo Como una aproximación se puede adoptar: 𝑃𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝐿𝑖𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑡= ≥ 0,09 𝑚 180
2(7,55 + 8,40) 𝑡= = 0,177 𝑚 ≈ 0,18 𝑚 = 180 𝑚𝑚 180 (Segura, 2011)
Ejemplo
𝑙𝑛 8,40 𝑡= = = 0,233 𝑚 ≈ 0,24 𝑚 36 36
(Segura, 2011)
Ejemplo • De acuerdo al numeral C.9.5.3.2, el espesor máximo sería 0,24 m, por lo tanto, se adoptará el promedio tomando así 0,21 m. Cargas Peso propio de la losa (kN/m2) Alistados y desniveles (kN/m2) Afinados (kN/m2) Carga Muerta (kN/m2) Carga Viva (kN/m2) Total
5,04 0,88 0,59 6,51 1,8 8,31 (Segura, 2011)
Ejemplo • Teniendo en cuenta el método de los coeficientes descrito en la norma en el numeral C.13.9, se tiene: Momentos negativos en los bordes 26,05 Ma 21,70 Mb Momentos positivos Ma (Carga Muerta) 8,16 Ma (Carga Viva) 3,49 11,65 Total Ma Mb (Carga Muerta) 6,43 Mb (Carga Viva) 2,79 9,23 Total Mb
𝑙𝑎 7,55 𝑚= = ≈ 0,9 𝑙𝑏 8,40
(Segura, 2011)
Ejemplo
Para los refuerzos de las luces se toma b = 1 m, en la luz corta d = 0,18 m y en la luz larga d = 0,17, con un Φ =1,5 y una cuantía mínima de 0,0020, por lo tanto:
M (kN.m) ΦM ρ As (m2/m) As min (m2/m)
Luz Menor 26,05 11,65 39,08 17,48 0,005812 0,002543 0,001046 0,000458 0,00042
26,05 39,08 0,005812 0,001046
M (kN.m) ΦM ρ As (m2/m) As min (m2/m)
Luz Mayor 21,70 9,23 32,54 13,84 0,005412 0,00225 0,000920 0,000383 0,00042
21,70 32,54 0,005412 0,000920
(Segura, 2011)
Ejemplo • Refuerzos: • Franja Central – Luz Menor • Superior: Ø1/2 c/0,12 • Inferior: Ø3/8 c/0,15
– Luz Mayor • Superior: Ø1/2 c/0,14 • Inferior: Ø3/8 c/0,16
• Franja de columna – Luz Menor • Superior: Ø1/2 c/0,17 • Inferior: Ø3/8 c/0,165
– Luz Mayor • Superior: Ø1/2 c/0,21 • Inferior: Ø3/8 c/0,165 (Segura, 2011)
II.
ESCALERAS
Escaleras: Definición y tipos DEFINICIÓN:
TIPOS:
• Elementos de transición entre diferentes niveles • Medios de Salida • Rutas de Evacuación
• Proceso Constructivo • Diseño arquitectónico • Material de Construcción
(Babativa y Aguirre, s.f.)
Escaleras: Procesos de Construcción Fundidas en sitio Prefabricadas Maciza con tramos rectos
Ancladas en muros
Maciza con tramos Curvos
Soportadas en estructura metálica
Pasos embebidos en muros
(Babativa y Aguirre, s.f.)
Escaleras: Procesos de Construcción Fundidas en sitio: Maciza • Alto costo • No son frecuentes en V.I.S. • Tramos rectos o curvos • Uno o más tramos • Mano de Obra experiencia • Adecuado enlace estructural (Babativa y Aguirre, s.f.)
https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRfNH_V_BM4ZII8WvWXtRB9enJMcaeb0DcwsXqlyADm6H3SXgSsw
Escaleras: Procesos de Construcción Demarcación de escalones
Afinado
Abertura de muros
Formaleta Inferior
Colocación de refuerzo
Descimbrado
Colocación y Compactación
Testeros
(Babativa y Aguirre, s.f.)
Escaleras: Tipos por Procesos de Construcción Fundidas en sitio: Maciza
(Babativa y Aguirre, s.f.)
Escaleras: Tipos por Procesos de Construcción Prefabricadas • Predomina en los V.I.S. • Tramos rectos y escaleras compensadas https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSuliDwke-aMTNIgvlctKUQw2okN_tgxVAS3tmGWxrVHkZQaCm
(Babativa y Aguirre, s.f.)
Prefabricados
Demarcación de escalones
Instalación de Láminas
Montaje
Escaleras: Tipos por Procesos de Construcción
Prefabricadas
(Babativa y Aguirre, s.f.)
Escaleras: Tipos por condición de Apoyo • Longitudinalmente: – Simplemente Apoyadas – Empotrada – Ortogonal
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Escaleras: Tipos por condición de Apoyo • Transversalmente – Continuas – De tribuna – Voladizo • Muros • Columna central https://s-media-cache-ak0.pinimg.com/236x/1b/29/cd/1b29cd182c411aa8ebf135384214e3ba.jpg
Escaleras: Especificaciones de la NSR10 TÍTULO K: Requisitos Complementarios K.3.8.3.4 Ancho >1.20 m
Ancho >0.90 m
Ancho >0.75 m
Acceso Público u Ocupación superior a 50 personas Residenciales con ocupación menor a 50 personas Residenciales Unifamiliares
Escaleras: Especificaciones de la NSR10 TÍTULO K: Requisitos Complementarios
• K.3.8.3.4.: – h > 0.28 m – 0.10 m < ch < 0.18 m
• K.3.18.2.: – h > 0.21 m – ch < 0.21 m
• Altura libre: 2.10 m http://www.mobileread.com/forums/showthread.php?t=80518&page=4
Escaleras: Ejemplo Numérico ℎ = 0.28 𝑚
2.52 0.28
=9
3.5 𝑚 𝑚 = 0.175 20 𝑝𝑎𝑠𝑜𝑠 𝑝𝑎𝑠𝑜
Escaleras: Ejemplo Numérico
Escaleras: Ejemplo Numérico • Evaluación de Cargas
Escaleras: Ejemplo Numérico • Evaluación de Cargas
Escaleras: Ejemplo Numérico • Equilibrio
Escaleras: Ejemplo Numérico • Diseño a Cortante
Escaleras: Ejemplo Numérico • Diseño a Flexión
Escaleras: Ejemplo Numérico • Refuerzo por temperatura y retracción
III. CUBIERTAS
http://www.archdaily.co/co/02-183747/en-detalle-cortes-constructivos-cubiertas
Estructuras de cierre superior, que sirven como cerramientos exteriores, cuya función fundamental es ofrecer protección al edificio contra los agentes climáticos y otros factores, para resguardo, darle intimidad, aislación acústica y térmica
TIPOS
Plana
Espacial
Inclinada
Autoporta ntes
Sándwich
Simple
Deck
Telescópica
Vivienda de baja altura
Métodos de diseño
Método de diseño por esfuerzos permisibles (ASD, Allowable Stress Desing) o método elástico
Método de diseño por factores de carga y resistencia (LRFD, Load and Resistance Factor Design del AISC) (Segura, 2011)
Análisis de carga • •
Carga muerta (D) Carga viva de cubierta (Lr) –
que para su cálculo de acuerdo a la NSR -10, no debe ser menor que el máximo valor de las cargas vivas usadas en el resto de la edificación
𝑘𝑁 cubiertas usadas en jardines 𝐿𝑟 = 5 𝑚 2
(tabla B.4.2.1-2). Carga de viento (W) (Capitulo B.6) (Título B, Figura 6.4-1) Cargas de remozamiento de agua y granizo (Titulo B.4.8). cubiertas inclinadas S> 20%,
• •
𝐿𝑟 = 0.35
𝑘𝑁 ,s 𝑚2
< 20% 𝐿𝑟 = 0.5
𝑘𝑁 𝑚2
Concreto (título C), metálicas (título F), madera (título G) guadua (título G) y bahareque (título E)
Herramientas Materiales • • • • • • • • • • • • • • • •
Hilo nivel Martillo escuadra metro destornillador alicate tenazas sierra Serrucho Segueta Rayador Limas Taladro Berbiquí tijeras y palustres.
• • • • • • • • •
tipo de tejas Accesorios Ganchos pernos Amarres Masillas Canales Bajantes cementos
Equipos • • • • •
Andamios Escaleras Manilas carretas grúas
1. 2.
Interpretación de los planos Seleccionar los materiales, herramientas y equipos
3. Verificar enrase y pendientes
6. Colocar alfardas y correas
4. Instalar listones de apoyo o solera
7. Colocar las tablillas
5.Colocar cumbreras
8.Impermeabiliz ación
9. Colocar las tejas.
Ejemplo de Aplicación cubierta
Diseño en Planta
Diseño en Planta
Especificaciones de la cubierta • Teja ondulada Eternit (fibrocemento) tipo 10- No 8. • Cerchas metálicas. • Correas metálicas tipo C. • Canal rectangular se 30 x 30 cm. • Cubierta compuesta por 2 tramos independientes a una vertiente que llegan a una misma canal de aguas lluvia.
https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRMfanqGSOspoGyKzNuxu8kxyznSp8EFSUIkhiaymtEOmY2nS57Q
https://encryptedtbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSTWQGxTUTfqukt2Px6PEvh_PByEXb5cxge3QvyjooIfBUe985-w
Teja Eternit (Fibrocemento)
http://www.eternit.com.co/index.php?option=com_content&view=article&id=6:cubiertas-de-
fibrocemento&catid=6:cubiertas-de-fibrocemento&Itemid=29#descargas
Correa metálica Tipo C
http://www.acesco.com/archivos/descargas/catalogo-de-productos-acesco.pdf
Especificaciones NSR 10 - Cargas
Especificaciones NSR 10 - Cargas
Análisis de carga • El análisis de carga de la cubierta, se realiza mediante las cargas que se emplean en los elementos de mayor importancia, en este caso las correas y las cerchas. • Las cargas son estipuladas por la NSR -10 , Titulo B.
Combinaciones de Carga • La NSR 10 estipula una serie de combinaciones básicas (B.2.4.2) las cuales se deben evaluar en su totalidad para conocer la combinación mas desfavorable para el diseño.
Resultados 𝐾𝑔 𝐿𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑎 𝑤 = 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 ∗ 𝑚 2
Bibliografía •
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Babativa , Juan Carlos, y Francisco Aguirre. Manual de Recomendaciones técnicas para la ampliación de V.I.S. . Manual, Tunja, Boyacá: Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, s.f. Cárdenas Almeyda, Jairo Alfonso, y Nicolás Antonio Vera Marcias. Desarrollo computacional del algoritmo para el diseño y análisis de cubiertas metálicas por método de diseño por factores de carga y resistencia (LRF) e implementación de la interfaz de usuario. Bucaramanga: Trabajo de grado, 2006. Construmatica, Mecataportal de Arquitectura, Ingeniería y Construcción. Construpedia. 14 de 10 de 2016. http://www.construmatica.com/construpedia/Cubiertas. Datateca, UNAD. UNAD, tecnologías de la construcción. 17 de 10 de 2016. http://datateca.unad.edu.co/contenidos/102803/MODULO_ACADEMICO/leccin_11_cubiertas_y_pisos.html. Dirección general de planeación, infraestructura y equipamientos sanitarios. «Ejecución de obras de edificación hospitalaria.» Madrid, s.f. Fernández, Carlos . Análisis y Diseño de Escaleras. Lima, Perú, s.f. Franco, Jorge Ignacio Segura. Estructuras de Concreto I. Bogotá, Colombia: Universidad Nacional de Colombia, 2011. Min. de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. «Título C Concreto Estructural.» Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente. Bogotá, Colombia, 2010. —. «Título K Requisitos Complementarios.» Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente. Bogotá, Colombia, 2010.
G R A C I A S
