ANÁLISIS DE UN PÓRTICO DE DOS PISOS CON CUATRO VANOS - COLEGIO

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

A N Á L I S I

INGENIERÍA CIVIL

ANÁLISIS DE UN ANÁLISIS PÓRTICO DE UN DOSPÓRTICO PISOS DE DOSCOLEGIO PISOS COLEGIO

S

E S T R U

CATEDRÁTICO

ING. SANTANA TAPIA, Ronald

C T

ALUMNO

 

RODRIGUEZ ORÉ, KENYE CÓGIGO: CÓGIGO: 2008200547C

U R A L

I HUANCAYO — PERÚ PERÚ AGOSTO - 2013

U N I V E R S I D AD AD N A C I O N A L D E L C E N T R O D E L P E R U

DEDICATORIA El presente trabajo está dedicado a mis padres padres por su apoyo incondicional. A la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional del Centro, que brinda conocimientos a los futuros profesionales con una plana docente de calidad.

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

INTRODUCCIÓN……………………………………………………………...…….. ... Pág. 3



PREDIMENSIONAMIENTO……………………………………………… PREDIMENSIONAMI ENTO……………………………………………… ..…… ..……..… Pág. 11



METRADO DE CARGAS…………………………………………………………..…. Pág. 16



ANALISIS ESTRUCTURAL DEL PORTICO EMPOTRADO……………….. Pág. 19



ANALISIS DE LAS COMBINACIONES EN EL SAP2000….………………… SAP2000….………………… Pág. 45



OBTENCION DE LA ENVOLVENTE DE MOMENTOS FLECTORES ……. Pág. ……. Pág. 67



OBTENCION DE LA ENVOLVENTE DE FUERZAS CORTANTES.……...… Pág. 67



DISEÑO DE VIGAS………………………………………..………………….……… .... Pág. 68



DISEÑO DE COLUMNAS DEL PRIMER NIVEL………………………...…...… Pág. 7 0



DISEÑO DE LA ZAPATA DE LA COLUMNA…………… ESTA SE ADJUNTA EN HOJA EXCEL



ANALISIS DE LA INERCIA MODIFICADA…............................ ............. ............. Pág. 75



ANALISIS DE LOS APOYOS MODIFICADOS………………………….……. MODIFICADOS………………………….…… .…. …. Pág. 78

CONCLUSION……………………………………………………………………………………………. Pág. 81 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS……………………………………………………………….. Pág. 8 2 ANEXOS……………………………………………………………………………………………………. Pág. 83

DATO: TODOS LOS CÁLCULOS SOLICITADOS SE ADJUNTAN EN LAS HOJAS EXCEL Y MODELADAS MODELA DAS EN EL SAP2000V15

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INTRODUCCIÓN El siguiente trabajo consiste en el análisis completo de un pórtico de 4 vanos en ambas direcciones de concreto armado (f’c = 210Kg/cm2 y fy = 4200 Kg/cm2) para un uso de un colegio. La estructura es cualquier tipo de construcción formado por uno o varios elementos enlazados entre sí que están destinados a soportar la acción de una serie de fuerzas aplicadas sobre ellas. Para diseñar estructuras no debemos analizar los efectos que este sufre por causa de un solo tipo de cargas, si no que debemos estudiar también las variaciones que esta pueda sufrir a causa de la variabilidad de la carga viva. En el informe, con ayuda de la combinación de carga que la norma exige, se analizó cada caso que se pudo encontrar para así tener una envolvente de momentos y fuerza cortante. Teniendo como herramienta poderosa como es el SAP 2000 v.15, se halló los valores máximos de los efectos que sufre la estructura mencionada anteriormente. El proceso manual se hizo por los métodos de DEFORMACIONES ANGULARES, MÉTODO DE HARDY CROOS y el MÉTODO DE KANI, los cuales son métodos muy eficaces para el desarrollo de este tipo de ejercicios para los diferentes casos.

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U N I V E R S I D AD N A C I O N A L D E L C E N T R O D E L P E R U

OBJETIVOS DEL PRESENTE TRABAJO El presente trabajo tiene por objeto el análisis y diseño estructural en concreto armado de un pórtico de dos (2) pisos destinado para un colegio, ubicado en la ciudad de Huancayo, sobre un terreno de 572 m2 de área. NORMAS Y CARGAS DE DISEÑO a. Normas Empleadas Las normas utilizadas para la elaboración del proyecto son la que se encuentran en el Reglamento Nacional de Construcciones: - Norma E-020 de Cargas - Norma E-030 de Diseño Sismo resistente. - Norma E-060 de Concreto Armado - Norma E-070 de Albañilería b. Cargas de Diseño La característica principal de cualquier elemento estructural es la de poder resistir de manera segura las distintas cargas que pueden actuar sobre él durante su vida útil. De esta manera el Reglamento Nacional de Construcciones en la Norma E-020 de Cargas establece los valores mínimos a utilizar para las diversas solicitaciones y posterior diseño de cualquier elemento estructural. Para el diseño se debe de considerar principalmente tres tipos de cargas: - Carga Muerta (CM):Es el peso de los materiales, dispositivos de servicio, equipos, tabiques y otros elementos soportados por la estructura, incluyendo el peso propio, que sean permanentes o con una variación en su magnitud pequeña en el tiempo. - Carga Viva (CV):Es el peso de todos los ocupantes, materiales, equipos, muebles y otros elementos movibles soportados por la edificación. - Carga de Sismo (CS):Son aquellas que se generan por la acción sísmica sobre la estructura siguiendo los parámetros establecidos en la Norma E-030 de Diseño Sismo resistente. Los elementos estructurales serán diseñados empleando el método de Diseño por Resistencia de acuerdo a lo estipulado en la Norma E-060 de Concreto Armado. Este

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método consiste en amplificar las cargas actuantes en los elementos estructurales mediante factores establecidos en esta norma, y a la vez reducir la resistencia nominal de los elementos mediante factores también establecidos en esta norma. Por lo tanto cada elemento estructural estará diseñado para poder cumplir con siguiente relación:

   Ф: factor

de reducción de resistencia

Rn: resistencia nominal o teórica del elemento (Flexión, Corte, Torsión, etc.) Y: factor de amplificación de carga Fi: cargas actuantes La Norma E-060 de Concreto Armado establece las combinaciones de carga y los factores de amplificación siendo estas las siguientes: U1 = 1.4 CM + 1.7 CV U2 = 1.25 (CM + CV) ± CS U3 = 0.9 CM ± CS De esta manera la Norma también establece los factores de reducción de resistencia para los siguientes casos:        

Flexión pura……………………………………………………… 0.90 Tracción y Flexo-compresión……………………….……0.90 Compresión y Flexo-compresión Para miembros con refuerzo en espiral…...……... 0.75 Para otro tipo de miembros……………………………... 0.70 Corte y Torsión…………………………………………….…... 0.85 Aplastamiento del Concreto………………………….…. 0.70 Concreto simple………………………………………….……. 0.65

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MARCO TEORICO Son otras estructuras cuyo comportamiento está gobernado por la flexión. Están conformados por la unión rígida de vigas y columnas. Es una de las formas más populares en la construcción de estructuras de concreto reforzado y acero estructural para edificaciones de vivienda multifamiliar u oficinas.

Estructura metálica aporticada Los pórticos tienen su origen en el primitivo conjunto de la columna y el dintel de piedra usado por los antiguos, en las construcciones clásicas de los griegos, como en el Partenón y aún más atrás, en los trilitos del conjunto de Stonehenge en Inglaterra (1800 años a.C.). En éstos la flexión solo se presenta en el elemento horizontal (viga) para cargas verticales y en los elementos verticales (columnas) para el caso de fuerzas horizontales (figura 6.9: (a) y (c)).

Figura 6.9: acción de pórtico bajo cargas verticales y horizontales vs. acción en voladizo.

Con la unión rígida de la columna y el dintel (viga) se logra que los dos miembros participen a flexión en el soporte de las cargas (figuras 6.9 (b) y (d)), no solamente verticales, sino horizontales, dándole al conjunto una mayor «resistencia», y una mayor

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«rigidez» o capacidad de limitar los desplazamientos horizontales. Materiales como el concreto reforzado y el acero estructural facilitaron la construcción de los nudos rígidos que unen la viga y la columna. La combinación de una serie de marcos rectangulares permite desarrollar el denominado entramado de varios pisos; combinando marcos en dos planos perpendiculares se forman entramados espaciales. Estos sistemas estructurales son muy populares en la construcción, a pesar de que no sean tan eficientes como otras formas, pero permiten aberturas rectangulares útiles para la conformación de espacios funcionales y áreas libres necesarias para muchas actividades humanas (ver figura 6.10).

Figura 6.10: edificio aporticado de concreto reforzado Los métodos de análisis introducidos desde la distribución de momentos de CROSS (1930), hasta las formulaciones matriciales de la RIGIDEZ, ampliamente usados con los computadores, han reducido las tediosas operaciones rutinarias, que limitaron su uso en el siglo pasado. En capítulos posteriores se estudiarán diversos métodos para el análisis clásico de estas estructuras aporticadas: método de las fuerzas o de las flexibilidades; métodos de ángulos de giro y método de la distribución de momentos o de CROSS.

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DIAGRAMAS DE FUERZAS INTERNAS EN LOS PORTICOS Para el diseño de los sistemas de pórtico es necesario la determinación de las fuerzas internas: momento, cortante y fuerza axial; anteriormente se mostraron los diagramas de momento y fuerza cortante de una viga y se indicaron las convenciones típicas empleadas para el dibujo de esos diagramas. Esta determinación de las fuerzas internas es lo que se ha llamado tradicionalmente el «análisis» de una estructura. Para el análisis de un pórtico es necesario hacer algunas simplificaciones a la estructura real. Un pórtico tiene no solo dimensiones longitudinales, sino transversales, como el ancho y la altura de la sección transversal y estos valores influyen en el análisis de la estructura; sin embargo la determinación definitiva de las dimensiones de los elementos es el objetivo final del denominado «diseño estructural». Este «círculo vicioso» lo rompe el diseñador suponiendo inicialmente unas dimensiones, de acuerdo al tipo de estructura y a su conocimiento basado en la experiencia que ha tenido con esas estructuras. Una vez supuestas unas dimensiones, el análisis se hace con modelos matemáticos pertinentes, previas algunas simplificaciones. La simplificación más común, es analizar una estructura de dimensiones teóricas en que los elementos no tienen secciones físicas, sino parámetros asociados a ellas como el área, el momento de inercia. Según se muestra en la figura 6.11, la estructura teórica para el análisis es la «punteada» que corresponde a una idealización por el eje neutro de los elementos. El estudiante debe entonces distinguir claramente la diferencia entre la longitud real de la viga, la longitud libre y la longitud teórica, que usa en los modelos matemáticos empleados para el análisis de la estructura. Al hacer esta idealización, secciones diferentes en la estructura como son el extremo de la viga y el extremo de la columna se juntan en un punto: el nudo rígido teórico (ver figura). Esto produce dificultades al estudiante, para aplicar las condiciones de equilibrio de los elementos, pero que no son insuperables y que la guía del profesor y el estudio personal, le permitirán sobrepasar con éxito.

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Figura 6.11: diferencia entre luz libre y luz de cálculo (teórica) El conocimiento de las metodologías para dibujar los diagramas en los pórticos es importante para que el estudiante pueda entender cómo se afecta el diseño no solo por la magnitud y posición de las cargas, sino por las variaciones en las dimensiones de las secciones transversales y vaya obteniendo criterios cualitativos y sentido de las magnitudes que le permitan criticar y usar de modo seguro la información obtenida mediante los modernos programas de computador; éstos le permiten obtener rápida y eficientemente no solo las variaciones, sino los valores máximos y mínimos, que se emplearán posteriormente en el diseño de los elementos de las estructuras, que también será hecho por programas de computador adicionales. Teniendo en cuenta que los pórticos tienen elementos horizontales y verticales (en el caso de pórticos rectangulares) es necesario definir algunas convenciones adicionales a las planteadas en las vigas, para evitar equívocos.

Figura 6.12: convenciones de las fuerzas internas

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Se usará como elemento auxiliar la denominada «fibra positiva», que se dibuja gráficamente en la parte inferior de las vigas y en el interior de los pórticos, con el fin de evitar las confusiones comunes al manejar ecuaciones de equilibrio, según se mostró en el caso de las vigas. También se dibujarán los momentos del lado de la fibra a tensión. Esta convención, que no es universal, sobre todo en los textos de origen, se adopta con el fin de facilitarle al estudiante el diseño en concreto reforzado, en el cual se coloca el refuerzo del lado de tensión. En el tema adicional se presenta un ejemplo en el cual se muestra el proceso para obtener las fuerzas internas en un pórtico y dibujar los diagramas de momento flector y cortante.

Figura 6.13: comparación entre pórticos estables e inestables

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PREDIMENSIONAMIENTO LOSAS ALIGERADAS Las luces de las losas aligeradas son de distintas longitudes, variando estas desde los 5.50 m. hasta los 6.50 m., siguiendo el predimensionamiento ofrecido por el docente por tanto se eligió como peralte de las losas aligeradas en todos los tramos de h = 20 cm. De acuerdo con la Norma E-060 para aligerados convencionales y sin tabiques en la misma dirección del aligerado no será necesaria la verificación de las deflexiones si cumple con los siguientes criterios: - Se tiene carga de 300 Kg. /m2.

Fig.2.2. dimensiones de aligerado típico

VIGAS Las vigas se dimensionan generalmente considerando un peralte del orden de 1/10 a 1/12 de la luz libre (ln), esta altura incluye el espesor de losa de techo o piso. El ancho de las vigas puede variar entre 0.3 a 0.5 de la altura. Sin embargo la Norma Peruana E-060 de Concreto Armado indica que para vigas que forman parte de pórticos o elementos sismorresistentes estas deben tener un ancho mínimo de 25 cm.Para el presente trabajo se considerara una viga de las siguientes dimensiones de 0.3m x 0.55m. Elaborada de concreto de peso específico de 2400 Kg. /m3. Y de una carga de 100 kg. /m2. COLUMNAS Para edificios con una densidad de placas adecuada, las columnas se dimensionan estimando la carga axial que van a soportar, para columnas rectangulares los efectos de esbeltez son más críticos en la dirección de menor espesor, por lo que se recomienda utilizar columnas con espesores mínimos de 25 cm. Para edificios que tengan muros de corte en las dos direcciones, tal

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que la rigidez lateral y la resistencia van a ser principalmente controlados por los muros, las columnas de pueden dimensionar suponiendo un área igual a:

    

    

Para el mismo tipo de edificios, el predimensionamiento de las columnas con menos carga axial, como es el caso de las exteriores y esquineras se podrá hacer con un área igual a:

    

    

Teniendo en cuenta estos criterios en la estructura tenemos las columnas interiores, las cuales considerando las áreas tributarias y elementos que ellas soportaran obtenemos columnas de 35 x 35 cm.

PREDIMENSIONAMIENTO Y METRADO DE CARGAS Dimensiones generales: 





APELLIDO PATERNO = 9/4=2 residuo n = 1

L1 = 5+1/2 = 5.5

3/4=0 residuo n = 3

L2 = 5+3/2 = 6.5

APELLIDO MATERNO =

NOMBRE = 5/3=1 residuo n = 2

fy = 4200 kg/cm2 f’c = 210 kg/cm 2 h1 = 4.00 m h2 = 3.50 m L1 = 5.50 m L2 = 6.50 m SOBRECARGA=300 kg/m2

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VISTA EN ELEVACIÓN

VISTA EN PLANTA

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PREDIMENCIONAMIENTO PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS: CARGA MUERTA Peso de Aligerado = Peso de Acabado = Peso de Columna = Peso de Viga = C.M. =

⇨

          

CARGA VIVA Peso de tabiquería móvil Sobrecarga para un uso de colegio C.V.

=   =   =  

        para cada piso                           

        

     

PREDIMENCIONAMIENTO DE LA LOSA ALIGERADA DE CONCRETO ARMADO Para la losa se predimensionará, el espesor de la losa (e) igual a la luz libre entre 20 ó 25 dependiendo del tipo de uso y la sobrecarga. En este caso se tomara el valor de 25 ya que el uso es de un colegio y la sobrecarga no supera los 350 kg/m2.

hl = LL/25 SOBRECARGA = 300kg/cm2≤350kg/cm2 hl = 5.10/25 = 0.204 m

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PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGA



      

  

     

        

Sabemos que la base mínima es 0.25; por tanto por conveniencia redondeamos al mayor

METRADO DE CARGAS

COLUMNA

VIGA

CUADRO DE RESUMEN Columna 35 cm. x 40 cm. Viga 30 cm. x 55 cm. Losa e = 20 cm.

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1. METRADO PARA EL PRIMER NIVEL: A) CARGA MUERTA

B) CARGA VIVA

2. METRADO PARA EL SEGUNDO NIVEL: A) CARGA MUERTA

B) CARGA VIVA

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CUADRO DE CARGAS

CARGA MUERTA CARGA VIVA

ESTADO DE CARGAS 



17






18




ANALISIS AUTOMATIZADO DEL PORTICO EN EXCEL METODO DE DEFORMACIONES ANGULARES ANALISIS CON LA PRIMERA COMBINACION:

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

   F’c E

210 kg/cm2 217370.6512



COLUMNA: b h

0.35m 0.40m

 

 

I

0.001867

b h

0.30m 0.55m

VIGA:

  I

  0.004159



θ

θ

θ

θ

θ

θ

θ

θ

θ

θ



K DE COLUMNAS:

K 32= K 65= K 98= K 1211= K 1514 = 2EI/L K 21= K 54= K 87= K 1110= K 1413= 2EI/L

20

= =

231.9034 202.9155


K DE VIGAS: K 36 = K 69 = K 912 = 2EI/L K 25= K 58= K 811= 2EI/L

= =

278.1676 278.1676



M⁰36 = M⁰69 = M⁰912 = -(WxL^2)/12 = -15643 M⁰63 = M⁰96 = M⁰129 = (WxL^2)/12 = 15643

M⁰25 = M⁰58 = M⁰811 = -(WxL^2)/12 = -28811 M⁰52 = M⁰85 = M⁰118 = (WxL^2)/12 = 28811



ECUACION DE BARRAS:

0 0

202.8793 ( 2θ1 + θ2 )

M23 = M32 = M45 =

0

231.8620 ( 2θ2 + θ3 )

0 0

231.8620 ( 2θ3 + θ2 )

M54 M56 M65 M78 M87

0 0 0 0 0 0

202.8793 ( 2θ5 + θ4 )

0 0 0

231.8620 ( 2θ9 + θ8 )

M12 = M21 =

= = = = =

M89 = M98 = M1011 = M1110 = M1112 = M1211 =

0 0

202.8793 ( 2θ2 + θ1 )

202.8793 ( 2θ4 + θ5 ) 231.8620 ( 2θ5 + θ6 ) 231.8620 ( 2θ6 + θ5 ) 202.8793 ( 2θ7 + θ8 ) 202.8793 ( 2θ8 + θ7 ) 231.8620 ( 2θ8 + θ9 ) 202.8793 ( 2θ10+θ11 ) 202.8793 ( 2θ11+θ10 ) 231.8620 ( 2θ11+θ12 ) 231.8620 ( 2θ12+θ11 )

21


0 0 0 0

202.8793 ( 2θ13+θ14 )

M25 = M52 =

-28811 28811

278.1926 ( 2θ2 + θ5 )

M58 = M85 = M811 = M118 = M1114 = M1411 = M36 = M63 = M69 = M96 = M912 =

-28811 28811 -28811 28811

278.1926 ( 2θ5 + θ8 )

-28811 28811 -15643 15643 -15643 15643 -15643

278.1926 ( 2θ11 + θ14)

M129 =

15643

278.1926 ( 2θ12 + θ9 )

M1215 = M1512 =

-15643 15643

278.1926 ( 2θ12 + θ15)

M1314 M1413 M1415 M1514



= = = =

202.8793 ( 2θ14+θ13 ) 231.8620 ( 2θ14+θ15 ) 231.8620 ( 2θ15+θ14 ) 278.1926 ( 2θ5 + θ2 ) 278.1926 ( 2θ8 + θ5 ) 278.1926 ( 2θ8 + θ11) 278.1926 ( 2θ11 + θ8) 278.1926 ( 2θ14 + θ11) 278.1926 ( 2θ3 + θ6 ) 278.1926 ( 2θ6 + θ3 ) 278.1926 ( 2θ6 + θ9 ) 278.1926 ( 2θ9 + θ6 ) 278.1926 ( 2θ9 + θ12)

278.1926 ( 2θ15 + θ12 )

CONDICIONES DE EQUILIBRIO DE NUDOS:

NUDO2:

M21+M23+M25

NUDO3:

M32+M36

NUDO5: NUDO6: NUDO8: NUDO9: NUDO11:

M52+M54+M56+M58 M65+M63+M69 M87+M85+M89+M811 M96+M98+M912 M1110+M118+M1112+M1114

NUDO12:

M129+M1211+M1215

NUDO14:

M1413+M1411+M1415

NUDO15:

M1514+M1512

22




RESOLUCION DEL SISTEMA DE ECUACIONES:

23


Ѳ2

18.97351

Ѳ 3

10.86469

Ѳ 5

-2.73858

Ѳ 6

0.57750

Ѳ 8

0.05882

Ѳ 9

-0.38548

Ѳ 11

2.64072

Ѳ 12

1.55793

Ѳ 14

-18.87518

Ѳ 15

-11.46939



24


25


26


METODO METO DO DE HARDY CROSS ANALISIS ANALISIS CON LA CUARTA COMBINA CO MBINACION: CION:

CALCULOS PREVIOS

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SEGUNDO PISO

PRIMER PISO

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30


SEGUNDO PISO

31


PRIMER PISO

32


SEGUNDO PISO

33


PRIMER PISO

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35


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METODO DE KANI ANALISIS CON LA OCTAVA COMBINACION:

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PROCESO DE DISTRIBUCIÓN SEGUNDO PISO

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PRIMER PISO:

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ANALISIS ESTRUCTURAL CON EL PROGRAMA SAP 2000



DEFORMADA  DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE  DIAGRAMA DE MOMENTOS FLECTORES

45


SE MUESTRA CON DETALLE LOS RESULTADOS DE LA FUERZA CORTANTE, DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTORY LA DEFORMADA DE UNA DE LAS VIGAS DEL SEGUNDO NIVEL DEL PORTICO.EN ESTE MENU PODEMOS HALLAR CUALQUIER SOLICITACION EN CUALQUIER PUNTO DE LA VIGA.

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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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DISEÑO DE VIGA DEL PRIMER NIVEL POR FLEXION El diseño por flexión se desarrollara empleando los resultados de la envolvente reduciendo los momentos del eje a las caras, para ello hallamos el momento actuante a una distancia de 0.15m de cada eje de la columna.

MOMENTOS REDUCIDOS A LA CARA DE LA COLUMNA:

DISEÑO DE LA VIGA DEL PRIMER NIVEL:

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DISEÑO DE VIGA DEL PRIMER NIVEL POR CORTANTE El diseño por corte se desarrollara empleando los resultados de la envolvente reduciendo los cortes del eje a las caras, para ello hallamos el cortante actuante a una distancia de 0.15m de cada eje de la columna.

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CRITERIO SISMORRESISTENTE PARA EL DISEÑO POR CORTE

70


ɸ

71


DISEÑO DE COLUMNA INTERIOR

72


DIAGRAMA DE INTERACCION PARA DISEÑO DE COLUMNA

73


N°

DIAMETRO

Φ (cm.) PERIMETRO

Φ (pulg.)

0.635 0.952 3/8’’ 1.27 ½’’ 1.588 5/8’’ 1.905 ¾’’ 2.22 7/8’’ 2.54 1’’ 1 3/8’’ 3.58 ¼’’

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2 3 4 5 6 7 8 100

AREA

PESO (ПD /4) (Kg/m) 0.32 0.25 0.71 0.56 1.29 0.994 2 1.552 2.84 2.235 3.87 3.042 5.07 3.973 10.06 7.906 2


ANALISIS ESTRUCTURAL DEL PORTICO CON INERCIA MODIFICADA Para el análisis original tenemos la viga de dimensiones 30 x 55 obteniendo un momento de inercia de 0.004159375m4

El enunciado solicita un análisis con una modificación de la inercia de las vigas en un 25%, es decir 0.25x0.00419375 = 0.0010398m 4; para ello buscamos una nueva sección que arroje un momento de inercia de: 0.004159375+0.0010398 =0.005199175m 4. Para ello mantenemos la dimensión de la altura y solo variamos la base.



  

         

Finalmente insertamos en el programa SAP 2000 un pórtico con las nuevas dimensiones y analizamos para una carga permanente D.

75


ANALISIS ORIGINAL SIN MODIFICAR LA INERCIA: DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE

DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR

76


ANALISIS CON INERCIA MODIFICADA: DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE


COMENTARIO Observando los gráficos se deduce que al aumentar el momento de inercia en mis vigas producirá una disminución de mis momentos flectores por tanto en mi análisis de viga para su respectivo diseño este modificara mi cantidad de acero requerido.

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ANÁLISIS ESTRUCTURAL DEL PÓRTICO CON APOYOS MODIFICADOS Analizamos la estructura aporticada modificando las condiciones de apoyo de empotrado a articulado. Este análisis se desarrolla ya que el empotramiento en la base supone una zapata con dimensiones considerables quien restringe la rotación en la base; mientras que en realidad para la zapata obtenida en el diseño este puede aceptar algunas rotaciones diferenciales. PORTICO CON APOYOS EMPOTRADOS

PORTICO CON APOYOS ARTICULADOS

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ANALISIS DEL PORTICO ORIGINAL Y EL PORTICO CON APOYO MOFIFICADO PARA LAS CARGAS DE SISMO ANALISIS ORIGINAL CON APOYO EMPOTRADO: DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE

DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE

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ANALISIS CON APOYOS ARTICULADOS: DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE


COMENTARIO Observando los gráficos se deduce que al cambiar la situación de apoyo este producirá mayores momentos en mis vigas por lo que en el diseño se necesitar mayor cantidad de acero y en mis columnas se requerirá mayor acero corrido para mi condición de apoyo.

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CONCLUSIONES

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Siguiendo adecuadamente los criterios de estructuración, los requisitos de la Norma de Diseño Sismoresistentes y de la Norma de Concreto Armado se tiene una estructura suficientemente resistente y con la adecuada rigidez lateral.

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En cuanto a los desplazamientos y giros de la estructura no se tuvo mayor problema como se pudo apreciar durante el análisis del colegio, pues la arquitectura del colegio es simétrica y se logró una rigidez uniforme para ambas direcciones. La reducción de la excentricidad accidental de e= .10 L a e= 0.05 L, fue conveniente pues redujo los desplazamientos y giros de la estructura, pues como este presenta una longitud considerable los giros y desplazamientos que se produjeron por la excentricidad accidental se aproximaban a los límites de la Norma E- 030.

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Del análisis sísmico se puede apreciar que para una adecuada cantidad de muros de corte y cimentando sobre un suelo de buena calidad, se obtienen fuerzas de corte muy bajas siendo en nuestro caso del orden del 16% de peso total de la estructura.

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Como se puede apreciar del análisis sísmico, debido a la adecuada cantidad de muros de corte se tienen desplazamientos pequeños e incluso muy por debajo de los permitidos por la norma, los cuales generan que los muros no estén sometidos a una elevada exigencia sísmica y por lo tanto al momento del diseño se obtendrá una cantidad de refuerzo liviano.

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Las estructura que se analizó nos ofreció un mejor panorama sobre el diseño estructuras aporticadas cuando ocurre la acción del sismo.

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ANÁLISIS DE UN PÓRTICO DE DOS PISOS CON CUATRO VANOS - COLEGIO

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