1 E R TRABAJO
CURSO TÍTULO
:
ANTISISMICA
:
PREDIMENSIONAMIENTO PREDIMENSIONAMIENT O DE VIGA S Y COLUMNAS COLUMNAS METRADO DE CARGAS
CATEDRATICO INTEGRANTES
:
CABALLERO SANCHEZ, Omar
:
CCENTE CHANCHA, Enso
El primer trabajo se desarrolla el metrado de cargas de una edificación aporticada teniendo en cuenta todos los parámetros necesarios como son: Pre dimensionamiento de la losa, Pre dimensionamiento de la Viga, Pre dimensionamiento de la Columna, y el correspondiente metrado carga para cada piso de la edificación.
CONTENIDO 1. DATOS GENERALES DE LA EDI FI CACI ON La edificación se va considerar como una estructura Aporticada donde van a intervenir los siguientes elementos estructurales:
Losa aligerada
Vigas en: eje X-X, eje Y-Y
Columnas
Zapatas
Muros no portantes
Cimentaciones corridos para muros portantes
De las cuales las 4 primeras tiene comportamiento estructural, es decir soportan el peso de las cargas vivas y cargas muertas. Mientras las 2
últimas intervienen solo para cerrar los ambientes no teniendo
función estructural netamente. Las características de nuestra edificación de 5 Niveles son las siguientes:
DATOS GEOMÉTRICOS Longitud Total X 17.00 m Longitud Total Y 8.75 m Altura del primer piso 3.50 m Parapateto de azotea 1.10 m Nº Pórticos X-X 4 Nº Pórticos Y-Y 2
DATOS PARA EL DISEÑO Niveles 1-5 Carga viva 250 Kg/m² Uso OFICINAS f 'c 210 Kg/cm² 2400 Kg/cm³ C
:
2. PREDIMENSIONAMIENTO Pre dimensionamiento de la Losa Aligerada: para su análisis se tuvo en
cuenta: el espesor de la losa estará en función de la separación entre apoyos. La dirección en que se armará será la menor distancia teniendo en cuenta la siguiente formula:
Datos: Luz =
3.50 m
Redondeando
h=
0.18 m
h=
0.20 m
Pre dimensionamiento de la Viga: para su análisis se tendrá en cuenta la luz libre, la luz entre viga y tendremos la sobre carga que soportara. usos
sobrecarga altura total
oficinas y departamentos 250 L/11
garajes y Depósitos tiendas 500 1000 L/10 L/8
Teniendo en cuenta estos parámetros se calcula:
Recomendaciones del ACI 318-02, b ≥ 0.25 m
Pre dimensionamiento en el eje Y-Y VI GA V X-YX101 Luz =
6.80 m Redondeando
h=
0.53 m
h=
0.55 m
b=
0.29 m
b=
0.30 m
Ancho Tributario "B" L1 =
5.80 m
L2 =
5.80 m Redondeando
USAR
VIGA V X-X 101 (0.30X0.55)
VI GA V Y-Y 102 Luz =
2.95 m Redondeando
h=
0.27 m
h=
0.30 m
b=
0.22 m
b=
0.25 m
h=
0.32 m
h=
0.35 m
b=
0.16 m
b=
0.25 m
h=
0.27 m
h=
0.30 m
b=
0.16 m
b=
0.25 m
Ancho Tributario "B" L1 = 2.95 m L2 =
5.80 m Redondeando
USAR
VIGA V Y-Y 102 (0.25X0.30)
Pre dimensionamiento en el eje X-X VI GA V X-X 101 Luz =
3.50 m Redondeando
Ancho Tributario "B" L1 =
3.00 m
L2 =
3.50 m Redondeando
USAR
VIGA V X-X 101 (0.25X0.35)
VI GA V X-X 102 Luz =
3.00 m Redondeando
Ancho Tributario "B" L1 =
3.00 m
L2 =
3.50 m Redondeando
USAR
VIGA V X-X 102 (0.25X0.30)
Resumen de las dimensiones de las vigas: TIPO TIPO TIPO TIPO
VIGA V Y-Y 101 (0.30X0.55) VIGA V Y-Y 102 (0.25X0.30) VIGA V X-X 101 (0.25X0.35) VIGA V X-X 102 (0.25X0.30)
Pre dimensionamiento de Columnas: Según la discusión de algunos resultados de investigación en Japón debido al sismo de TOKACHI 1968, donde colapsaron muchas columnas por: o
Fuerza cortante
o
Deficiencia en el anclaje del acero en las vigas
o
Deficiencia en los empalmes del acero en las
o
o
columnas. Por aplastamiento
Para lo cual se aplica la siguiente expresión GENERALIDADES
Tipos de Columnas: C1 = C2 = C3 = C4 =
Columna central Columna extrema de un pórtico interior principal Columna extrema de un póritco interior secundario Columna de esquina
Formula Para el Dimensionamiento de Columnas: Donde: D
P
bD =
n*f'c
b P f'c n
: : : : :
Dimensión de la sección en la dirección del análisis sísmico de la columna La otra dimensión de la sección de la columna Carga Total que soporta la columna (Acorde a la Tabla Nº 01) Resistencia del Concreto a la compresión simple Coeficiente sismico, que depende del tipo de columna (ver tabla Nº 01)
SEGÚN ENSAYOS EXPERIMENTALES EN JAPÓN - TABLA Nº 01 TIPO DE COLUMNA
UBICACIÓN
Tipo C1, para los Para los Primeros Pisos
Columna Interior
P= n=
1.10 0.30
PG.
Tipo C1, para los Para los 4 ultimos pisos superiores
Columna Interior
P= n=
1.10 0.25
PG.
Tipo C2 y C3
Columnas Extremas de Porticos Interiores
P= n=
1.25 0.25
PG.
Tipo C4
Columna de Esquina
P= n=
1.50 0.20
PG.
PESO "P"
Donde: Nota : PG : P :
Se considera primeros pisos a los restantes de los ultimos 4 pisos Es el Peso total de Cargas de Gravedad (D,L) que soporta la columna Carga Total Inclin. Sismo.
Formulas para el Encontrar el PG. y WT, respectivamente: PG
=
WT*At
WT = WD + WL
Donde:
WT At WD WL
: : : :
Peso Total Area Tributaria de la columna Carga Permanente (muerta) Carga Libre (viva)
Pre dimensionamiento la columna C-01, los demás cálculos se muestran en la hoja de calculo. Anexadas en la hoja de calculo
CARGA MUERTA CM 1,2,3,4,5 NIVEL PARA C-1 Nº ELEMENTOS PESO PROPIO 1 2 4 5 6
S/C
TECHO ALIGERADO ACABADO + CIELO RASO TABIQUERIA VIGA V Y-Y 101 VIGA V X-X 102
300 120 100 2400 2400
UND KG/M2 KG/M2 KG/M2 KG/M3 KG/M3
5 NIVELES
:CARGA VIVA C.V
AREA TRIBUTARIA
PISOS
LARGO
ANCHO
5 5 5 5 5
2.90 2.90 2.90 2.90 1.50
1.50 1.50 1.50 0.30 0.25
S/C 250
UND KG/M2
AREA TRIB. 4.35
PESO PARCIAL
ALTURA
0.55 0.30 CM TOTAL =
(KG) 6525 2610 2175 5742 1350 18402 KG
CANTIDAD 5 C TOTAL =
5437.5 23839.5 KG
Predimensionamiento de la Columna C 1 :
PT= f´C= a= b= A=
d d
23839.50 210 1.5 0.2 851.4107143
29.17894299 30.00 cm
USAR C1 (0.30X0.30)
OK
Para el análisis se tuvo en cuanta lo siguiente:
Para el análisis de las columnas se tuvo en cuenta el área de influencia de cada uno de ellas, en base a ello se coloco las columnas.
Se tuvieron en cuenta el peso de: Techo Aligerado, Acabdo+ Cielo raso, Tabiquería, peso de las vigas en los ejes X-X y eje Y-Y
Las columnas C-01, C-02, C-05, C-06, C-09, C-10. Soportan cargas para 5 Niveles
Las columnas C-03, C-04, C-07, C-08, C-010, C-11, C-12, C-13,. Soportan cargas para 5 Niveles.
Resumen de las dimensiones de las columnas:
USAR C1 (0.30X0.30) USAR C2 (0.35X0.35) USAR C3 (0.30X0.35) USAR C4 (0.30X0.30) USAR C5 (0.35X0.35) USAR C6 (0.35X0.40) USAR C7 (0.30X0.35) USAR C8 (0.30X0.30) USAR C9 (0.30X0.30) USAR C10 USAR C11 USAR C12 USAR C13
(0.30X0.30) (0.25X0.30) (0.30X0.30) (0.25X0.25)
Criterio de Homogenización para el diseño de las columnas
SECCION DE COLUMNA TIPO A (cm.) B (cm.) C1 C2 C3 C4 C5
30.00 35.00 30.00 30.00 35.00
30.00 35.00 35.00 30.00 35.00
C6 C7 C8
35.00 30.00 30.00
40.00 35.00 30.00
C9 C10 C11 C12 C13
30.00 30.00 25.00 30.00 25.00
30.00 30.00 30.00 30.00 25.00
CRITERIO DE HOMOGENIZACION
ORDENANDO C1 C4 C8 C9 C10 C12 C2 C5 C3 C7 C6 C11 C13
DIMENSION
TIPO
0.30m x 0.30m
C-01
0.35m x 0.35m
C-02
0.30m x 0.35m
C-03
0.35m x 0.40m 0.25m x 0.30m 0.25m x 0.25m
C-04 C-05 C-06
Metrado de cargas para el análisis se tuvo en cuenta el peso de: Techo Aligerado, Tabiqueria + Acabado, Peso de muro Perimetrico, Peso de Muro Interior, Peso de columnas, Peos de vigas en los eje X-X y Y-Y, sobrecarga Los demás cálculos se muestran en los anexos de la hoja de cálculo para cada nivel. Metrado de muros interiores y exteriores.
CARGA MUERTA CM Nº ELEMENTOS 1
TECHO ALIGERADO
2
TABIQUERIA + ACABADO
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
PESO MURO PERIMETRICO
S/C
PESO MURO INTERIOR PESO C-1 PESO C-2 PESO C-3 PESO C-4 PESO C-5 PESO C-6 VIGA V Y-Y 101 VIGA V Y-Y 102 VIGA V X-X 101 VIGA V X-X 102
PARA 1ER PISO
PESO PROPIO 300 300 220 220 1400 1400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400
CANT.
17*8.75 148.75 M2 AREA PESO PARCIAL DIEMENSION O AREA
UND KG/M2 KG/M2 KG/M2 KG/M2 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3
LARGO
ANCHO
1 1 1 1 1 1 6 2 2 1 1 1 6 6 12 3
17.00 AREA CAD= 17.00 AREA CAD= VOL CAD= VOL CAD= 0.30 0.35 0.30 0.35 0.25 0.25 5.80 2.95 3.50 3.00
8.75 16.57 8.75 16.57 17.35 12.19 0.30 0.35 0.35 0.40 0.30 0.25 0.30 0.25 0.25 0.25
NIVELES
250
UND KG/M2
AREA 165.32
:CARGA VIVA C.V
ALTURA
3.45 3.45 3.45 3.45 3.45 3.45 0.55 0.30 0.35 0.30 CM TOTAL=
UND KG 44625.00 4971.00 32725.00 3645.40 24290.00 17066.00 4471.20 2028.60 1738.80 1159.20 621.00 517.50 2376.00 3186.00 8820.00 1620.00 153860.70
CANTIDAD 1
10332.5
C. TOTAL
164193.20 164.19
KG
TN
Resumen de cálculo del peso por cada piso
PESO TOTAL POR PISO PNº1 164.19 PNº2 185.01 PNº3 181.52 PNº4 183.46 PNº5 48.39 TOTAL 762.575
UND TN TN TN TN TN TN
Vista general de la edificación de 5 piso en el programa SAP 2000
Lateral 1 Vista general de la edificación de 5 piso en el programa SAP 2000
UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIE NCI AS DE LA I NGENIE RI A
E S C U E L A A C A D E M IC O P R O F E S I ON A L D E I N G E N I E R I A C I V I L -H UA N C A V E L I C A
Lateral 2 Vista general de la edificación de 5 piso en el programa SAP 2000
UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIE NCI AS DE LA I NGENIE RI A
E S C U E L A A C A D E M IC O P R O F E S I ON A L D E I N G E N I E R I A C I V I L -H UA N C A V E L I C A
Lateral 2 Vista general de la edificación de 5 piso en el programa SAP 2000
UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIE NCI AS DE LA I NGENIE RI A
E S C U E L A A C A D E M IC O P R O F E S I ON A L D E I N G E N I E R I A C I V I L -H UA N C A V E L I C A
BIBLIOGRAFÍA Las bibliografías consultadas para el presente trabajo son las siguientes:
Análisis y diseño con SAP
Diseño de estructuras Aporticadas de concreto Armado(Genaro
Delgado
Contreras)
Pre dimensionamiento De Vigas Y Columnas (Apuntes y Diapositivas de las clases del Ing. Carlos Santana Tapia )
Norma E-20 Reglamento Nacional de Estructuras
Norma E-30 Reglamento Nacional de Estructuras
Diseño de Concreto Armado ICG ( Roberto Morales Morales)
Apuntes de las clases del curso Antisísmica de la UNI
Apuntes de las clases del curso Antisísmica de la UNH
