DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN EDIFICIO A BASE DE MARCOS DE ACERO PARA OFICINAS UTILIZANDO EL RCDF Y EL METODO LRFD.pdf

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO

“DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN EDIFICIO A BASE DE MARCOS DE ACERO PARA OFICINAS, UTILIZANDO EL

RCDF Y EL MÉTODO LRFD”

T

E

S

I

S

Por haberme puesto varias pruebas en el camino, por guiarme en todas mis metas, por enseñarme lo hermoso de la vida y sobre todo mostrar realmente cual es mi vocación.

Porque sin ellos nada de esto existiera. Gracias por enseñarme que la vida no es e s fácil y que los sueños existen.

Por su enorme amor, cariño, regaños y consejos. Gracias Gr acias por tus palabras que ayudaron a que todo lo lo que realizara realizara se se terminara. terminara. Te amo mama!, Eres mi vida. vida.

Por su apoyo incondicional y su gran ejemplo de valores, lucha, trabajo y dedicación en la vida, que ayudaron a culminar una de las tantas cosas importantes en mi superación personal.

Índice Introducción.............................................................................................................................i Justificación............................................................................................................................ii Objetivo general .................................................................................................................... iii Objetivos específicos.............................................................................................................iii Antecedentes históricos ................................................................ ......................................... iv Metodología............................................................................................................................v

Capítulo I.- Aspectos generales .........................................................................................18 1.1

Parámetros de cargas ............................................................................................. 18

1.1.1 Materiales de construcción .................................................................................. 18 1.1.2 Pesos específicos unitarios de cargas permanentes o muertas ............................ 19 1.1.3 Pesos específicos unitarios de cargas vivas......................................................... 19 1.1.4 Pesos específicos unitarios de cargas accidentales .............................................21 1.2

Propiedades mecánicas de elementos estructurales ............................................... 22

1.3 Factores de resistencia

22

Índice

Capítulo IV.- Análisis de cargas y predimensionamiento ...............................................43 4.1

Análisis de cargas ..................................................................................................43

4.2

Estados de carga por nivel .....................................................................................49

4.3

Predimensionamiento.............................................................................................55

4.3.1 Vigas principales..................................................................................................55 4.3.2 Vigas secundarias.................................................................................................57 4.3.3 Columnas.............................................................................................................. 58

Capítulo V.- Análisis sísmico estático ...............................................................................59 5.1

Cálculo de centros de masas .................................................................................. 59

5.1.1 Fuerzas horizontales X-X.....................................................................................59 5.1.2 Fuerzas horizontales Y-Y.....................................................................................64 5.1.3 Fuerzas cortantes por nivel...................................................................................70 5.1.4 Comprobación de pesos

71

Índice 6.3 Diseño de vigas principales y sus conexiones ......................................................... 107 6.4 Diseño de vigas secundarias y sus conexiones ......................................................... 137 6.5 Diseño de viga secundaria en cantiliver ................................................................ .. 156 6.6 Diseño de columnas ................................................................................................. 161 6.6.1 Columnas de 1er. nivel......................................................................................161 6.6.2 Secciones finales de proyecto ................................................................ ........... 178 6.7 Diseño de losa maciza.............................................................................................. 179 6.8 Diseño de placas base para columnas por el método LRFD.................................... 184 6.9 Diseño de dado de concreto ..................................................................................... 190 6.10 Diseño de pernos de anclaje................................................................ ................... 195 6.11 Análisis y diseño de cimentación................................................................ ........... 197 6.11.1 Tipo de cimentación........................................................................................ 197 6.11.2 Profundidad de desplante ................................................................................ 197 6.11.3 Diseño de zapata aislada de lindero ................................................................ 198 6.11.4 Diseño de zapata aislada central.....

209

Introducción

Introducción A través de los años el ser humano ha buscado distintas formas de cómo planear, suministrar y construir una vivienda; la inevitable necesidad de crear nuevas formas y estructuras que lo protegieran de las inclemencias del tiempo, los fenómenos naturales e incidentes provocados por ellos mismos. El edificio SOLORZANO S.A. DE C.V. pertenece a un grupo de inversionistas del Estado de México, que persuadidos por el nivel empresarial que existe en nuestro país y el crecimiento del personal que ha experimentado durante los últimos años, decidieron construir un inmueble que incluye el proyecto en cuestión. El edificio geométricamente es irregular y será proyectado a base de marcos de acero, trabajando en colaboración con losacero, muros de concreto, muros de mampostería y tablaroca; Este edificio consta de cuatro niveles y medio sótano como estacionamiento

Justificación

Justificación Se sabe que las estructuras de acero son durables y proporcionan una vida larga y útil, al mismo tiempo que la sociedad exige estructuras más funcionales, resistentes, durables y de fácil colocación. La construcción del edificio SOLORZANO S.A. DE C.V. permitirá a largo plazo a la empresa de puentes y estructuras, un mejor lugar de trabajo, un incremento en su capital, ya que omite el pago de rentas, alojamiento de mas trabajadores y por consecuente un mejor prestigio ante las demás empresas.

Objetivo general

Objetivo general Aplicar los conocimientos teórico-prácticos adquiridos durante la carrera de ingeniería civil para el análisis y diseño de un edificio en forma irregular a base de marcos y volados de acero, tomando en cuenta todas las acciones a las que pueda estar expuesta la estructura antes y durante su vida útil, esto conlleva a que debe cumplir con toda la normatividad aplicable, ya que su destino de uso serán oficinas. Por lo que la finalidad es: “Garantizar el cumplimiento exacto del proyecto es tructural, así como su diseño y su futura construcción”

Objetivos específicos • Comparar los cálculos manuales, con el programa Etabs y este tenga fines didácticos.

Antecedentes Históricos

Antecedentes históricos Historia del acero en el mundo [1] No se conoce con exactitud la fecha en que se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para producir un metal susceptible de ser utilizado. Los primeros utensilios de hierro descubiertos por los arqueólogos en Egipto datan del año 3.000 a.C., y se sabe que antes de esa época se empleaban adornos de hierro. Los griegos ya conocían hacia el 1.000 a.C. la técnica, de cierta complejidad, para endurecer armas de hierro mediante tratamiento térmico. Las aleaciones producidas por los primeros artesanos del hierro (y, de hecho, todas las aleaciones de hierro fabricadas hasta el siglo XIV d.C.) se clasificarían en la actualidad como hierro forjado. Para producir esas aleaciones se calentaba una masa de mineral de

Antecedentes Históricos materias primas. En estos hornos de mayor tamaño el mineral de hierro de la parte superior del horno se reducía a hierro metálico y a continuación absorbía más carbono como resultado de los gases que lo atravesaban. El producto de estos hornos era el llamado arrabio, una aleación que funde a una temperatura menor que el acero o el hierro forjado. El arrabio se refinaba después para fabricar acero.

Antecedentes Históricos Historia del acero en México [1] El hierro fue un elemento decisivo de la Conquista, ya que los españoles hacían uso extensivo de ese metal, (véase figura 2). Antes de la caída de la Gran Tenochtitlán los conquistadores, y sus aliados indígenas iniciaron trabajos de forja para la elaboración de clavos, cadenas y anclas necesarias para los 13 bergantines que construyeron en el Lago de Texcoco y que les ayudaron a vencer a la capital del Imperio Azteca. Posteriormente, el hierro sirvió de infamante marca de esclavitud de los pueblos sojuzgados.

Antecedentes Históricos fabricar armas, la expedición de las Ordenanzas hacia 1524, permitió al religioso Vasco de Quiroga pugnar por la instalación de talleres para los indígenas, quienes una vez que aprendieron el oficio, lo desarrollaron con gran maestría, por lo que se puede afirmar que toda la herrería de los conventos coloniales se logró gracias a la mano de obra indígena. Es importante destacar que durante los primeros años del Virreinato y por muy largo tiempo en todo el Continente Americano, las minas de Vizcaya, España, surtieron de hierro para la forja y la fundición, las técnicas principales para trabajarlo. La herrería mexicana copió los modelos traídos de España, prevaleciendo en un principio el estilo gótico, luego se asemejó al renacentista, pero después se fueron modificando gradualmente hasta definirse los estilos populares de Oaxaca, Zacatecas, Durango, San Luís Potosí y Guanajuato. El siglo XIX se caracterizó por la urgencia de contar con suficiente abastecimiento de hierro y acero en planchas y platina, que en su mayoría se importaba, lo que permitió que la

Antecedentes Históricos empresa Siemens de Alemania. Estas ferrerías fueron las primera en fabricar, ruedas dentadas, soleras, varillas corrugadas y hierro estirado, para convertirse en proveedoras locales de las empresas ferroviarias. Nacimiento y desarrollo [1] Al despuntar el siglo XX, las ferrerías fueron relevadas por compañías siderúrgicas de mayor envergadura que iban surgiendo al ritmo del desarrollo económico e industrial que estaba experimentando el país. La más importante de ellas fue la Fundidora de Fierro y Acero de Monterrey, (FUMOSA) empresa que modificaría drásticamente la forma de fabricar acero en el territorio nacional. La Cía. Fundidora de Fierro y Acero de Monterrey, S.A. fue una de las empresas nacidas con el siglo XX dentro del proceso de industrialización de la capital nueva leonesa. Quedó constituida el 5 de mayo de 1900 con un capital de diez millones de pesos y unos meses

Antecedentes Históricos para la educación de los hijos de obreros. Sus instalaciones albergaban a mil 500 trabajadores y se encontraban entre las más vanguardistas de la época, ya que utilizaban la tecnología siderúrgica que se estaba aplicando en Estados Unidos, país que estaba en pleno auge industrial. Aunque muchos de los equipos y la maquinaria de sus distintos departamentos ya habían sido empleados en acereras estadounidenses, estaban en perfectas condiciones para cubrir la demanda del mercado mexicano, incluso, eran capaces de generar una producción de 100 mil toneladas anuales de acero, cantidad muy elevada para las expectativas del incipiente mercado interno. Una de las instalaciones que moldearon a esta colosal empresa fue el Alto Horno 1, (véase figura 3).

Antecedentes Históricos Fue con ayuda del Gobierno Federal que don Adolfo Prieto – e n 1908 fue nombrado Consejero Delegado y en 1917 Presidente del Consejo de Administración-, logró sacar a Fundidora Monterrey del peor momento. La empresa tuvo una recuperación importante para 1929, mantuvo un ritmo moderado de producción y crecimiento, y entre 1950 y1953 se trazaron líneas de expansión para la creación de la filial Aceros Planos que significaba la incursión en la producción de planos (planchas, lámina, hojalata, entre otros). Con dinero de NAFINSA -el banco de desarrollo financiero del Gobierno de México- que había recibido un crédito del EXIMBANK-el banco de desarrollo exterior de los Estados Unidos, se funda Altos Hornos de México (AHMSA) en el año de 1942 por Harold R. Pape, un hombre de negocios proveniente de la Unión Americana casado con Suzanne Lou de Pape de origen francés. Pusieron sus ojos en Monclova Coahuila por su cercanía con la frontera, con las minas de hierro ubicadas en el mismo estado y Chihuahua, así como con

Antecedentes Históricos Actualmente opera a un ritmo de producción de 4 millones de toneladas anuales de acero líquido (casi el 25 % de la producción nacional), y cuenta con una plantilla laboral de 17.000 personas, incluyendo sus empresas subsidiarias. Es líder nacional en producción y comercialización de productos planos: lámina rolada en caliente, placa, lámina rolada en frío, hojalata y lámina cromada. Fabrica además productos no planos: perfiles estructurales y perfiles ligeros.

Metodología

Metodología La metodología a utilizar será el método deductivo ya que las conclusiones son una consecuencia necesaria de la validez y no hay forma de que la conclusión no sea verdadera. Por lo tanto la forma de nuestro análisis y diseño estructural será aplicada, ya que existen: 1.-Diseño de planos arquitectónicos 2.-Predimensionamientos de elementos estructurales 3.-Modelación a base del programa de análisis estructural Etabs 9. 4.-Diseño de elementos estructurales bajo el lineamiento de las normas técnicas

Capítulo I: Aspectos generales

Capítulo I.- Aspectos generales Cuando una persona camine entre los pasillos y niveles del edificio SOLORZANO, jamás pensará en el delicado proceso de ingeniería que debe realizarse para obtener una obra de semejante magnitud. En este primer capítulo explicaremos los parámetros, pesos volumétricos y superficiales, que serán considerados en el cálculo de cargas, análisis estructural y diseño de elementos. También, cuales criterios se tomaron en cuenta para

modelar el sistema

estructural propuesto.

1.1 Parámetros de cargas 1.1.1 Materiales de construcción Estos parámetros de cargas fueron establecidos por los socios del consorcio y el arquitecto que diseño el edificio, lo cual indicaron lo siguiente:


1.1.2 Pesos específicos unitarios de cargas permanentes o muertas Estos datos fueron obtenidos del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal. Cabe mencionar que se consideran como cargas muertas a los pesos de todos los elementos constructivos, de los acabados y de todos los elementos que ocupan una posición permanente y tienen un peso que no cambia sustancialmente con el tiempo, algunos de las cargas son:

• Concreto reforzado : • Acero: • Tabique de barro macizo recocido:

2400 kg/m3 7850 kg/m 3 1500 kg/m3

1.1.3 Pesos específicos unitarios de cargas vivas Se considerarán cargas vivas las fuerzas que se producen por el uso y ocupación de las edificaciones y que no tienen carácter permanente. A menos que se justifiquen racionalmente

Capítulo I: Aspectos generales Tabla 1. Cargas vivas unitarias, KN/m2 (kg/m2) Destino de piso o cubierta a) Habitación (casa – habitación, departamentos, viviendas, dormitorios, cuartos de hotel, internados de escuelas, cuarteles, cárceles, correccionales, hospitales y similares) b) Oficinas, despachos y laboratorios c) Aulas d) Comunicación para peatones (pasillos, escaleras, rampas, vestíbulos y pasajes de acceso libre al público) e) Estadios y lugares de reunión sin asientos

W

Wa

Wm

Observaciones

0.7 (70)

0.9 (90)

1.7 (170)

1

1.0 (100) 1.0 (100)

1.8 (180) 1.8 (180)

2.5 (250) 2.5 (250)

0.4 (40)

1.5 (150)

3.5 (350)

3y4

0.4 (40)

3.5 (350)

4.5 (450)

5

2

Capítulo I: Aspectos generales Donde: Wm = Carga viva máxima Wa = Carga Instantánea W = Carga media Durante el proceso de la edificación deben considerarse las cargas vibratorias que puedan producirse; estas incluirán el peso de los materiales que se almacenen temporalmente, el de los vehículos y equipo, el de colado de plantas superiores que se apoyen en la planta que se analiza y del personal necesario, no siendo este ultimo peso menor de (150 kg/m 2). Se considera, además, una concentración de (150 kg) en el lugar más desfavorable.

1.1.4 Pesos específicos unitarios de cargas accidentales Se llama cargas accidentales a aquellas que son imprevistas, de corta duración y de magnitud


1.2 Propiedades mecánicas de elementos estructurales Estas han sido establecidas para condiciones normales, bajo las cuales se supone tienen un desempeño apropiado. Además, por ser comunes y su costo no es tan elevado. De este modo tenemos:

• Para el concreto: fć = 250 kg/cm2

-Concreto clase I -Resistencia a compresión:

f*c = 0.8 fć = 0.8 x 250 = 200 kg/cm²

-Magnitud de bloque equivalente de esfuerzos a compresión

• • • •

f”c = 0.80 f*c = 0.85 x 200 = 170 kg/cm ²

Módulo de elasticidad del concreto (clase I): 14000 √fć = 221359 kg/cm² Para el acero estructural: Acero A-36 = 2530 kg/cm² Módulo de elasticidad del Acero: 2040000 kg/cm² Esfuerzo especificado de fluencia del acero de refuerzo Fy: 4200 kg/cm²

Capítulo I: Aspectos generales con las fuerzas internas de diseño que se obtienen multiplicando las debidas a las cargas especificadas en Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones, por los factores de carga ahí prescritos.

Capitulo II: Memoria descriptiva

Capítulo II.- Memoria descriptiva 2.1 Medio físico Texcoco se encuentra situada geográficamente en la parte este del Estado de México y colinda al norte con Tepetlaoxtoc, Papalotla, Chiautla, Chiconcuac; al sur con Chimalhuacán, Chicoloapan e Ixtapaluca; al oeste con Atenco y al este con los estados de Tlaxcala y Puebla. Sus coordenadas geográficas son las siguientes: Tabla 2. Coordenadas geográficas Longitud Latitud

Mínima 98º39'28" 19º23'40"

Máxima 99º01'45" 19º33'41"

Forma parte de la región económica III, subregión 3.3.


2.2 Ubicación Se trata de un edificio de 4 niveles, ½ sótano como estacionamiento subterráneo que albergara máximo 7 autos y un moderno ascensor, el cual se utilizara para el uso exclusivo de oficinas, que se ubica en calle Manuel González No. 303-305, casi esquina con Calle 2 de Marzo, Col. San Pablo, Municipio de Texcoco Edo. de México.

CALLE MANUEL GONZÁLEZ NO. 303 -305, CASI ESQUINA CON CALLE 2 DE MARZO, COL. SAN PABLO.


2.3 Descripción Arquitectónica El proyecto se realizo tomando en cuenta las necesidades de la empresa y sus trabajadores. Esto está considerado en un área de terreno de 1058.00 m2 y aproximadamente son 940.46 m2 construidos, los cuales están distribuidos de la siguiente manera: 1.-El edificio cuenta con 4 niveles y ½ sótano como estacionamiento. 2.-El área construida es de aproximadamente 940.46 m2, repartida de la siguiente manera: -Planta de estacionamiento: 209.90 m2 -

Primer nivel: 182.64 m2

-

Segundo nivel: 182.64 m2

-

Tercer nivel: 182.64 m2

-

Cuarto nivel: 182.64 m2

-

Azotea: 0.00 m2


• Azotea: La cual cuenta con una pendiente del 2% y sobre su contorno un pretil de mampostería con una altura de 1.50 mts. 4.-La distancia de los pisos terminados al lecho bajo de las trabes principales en el ½ sótano – estacionamiento es de 3.50 m., en la planta baja, primer nivel es de 2.77 m, para el segundo nivel y tercer nivel es de 2.87 m. 5.-La altura de nivel de piso terminado al nivel de piso terminado superior en el ½ sótano – estacionamiento es de 4.23 m., en la planta baja, primer nivel, segundo nivel, tercer nivel, cuarto nivel y quinto nivel es de 3.50 m. 6.-En la fachada principal y lateral las ventanas son de vidrio templado a medio muro y centradas. 7.-Los muros divisorios son de tablaroca con recubrimiento de pintura vinílica.

Capitulo II: Memoria descriptiva 11.-Las escaleras están diseñadas en dos partes como las principales y las de emergencia; las principales con un ancho de 1.20 m, con una huella de 17.5 cm por un peralte de 33 cm., estas van colocadas desde la planta de estacionamiento hasta el 4to. Nivel, las de emergencia con un ancho de 0.90 m, con una huella de 15 cm por un peralte de 30 cm., estas van colocadas desde la planta de estacionamiento hasta el 4to.Nivel. 12.-El abastecimiento de agua será por medio de 3 tinacos de agua con capacidad de 1100 lts. Cada uno y se tendrá una cisterna con capacidad de 24000 lts. 13.-Todos los materiales empleados en la construcción deberán ajustarse a las disposiciones de acuerdo a su resistencia, calidad y características de los materiales, bajo lo establecido por el Artículo 200 del Reglamento de Construcción para el Distrito

Federal. 14.-Las instalaciones hidráulicas y sanitarias muebles y accesorios de baño, válvulas,


2.4 Descripción estructural 1.-Clasificación de la estructura, al ser una edificación (oficinas) que alojara archivos y registros públicos de particular importancia está clasificada en el Grupo B según el artículo 139 del Reglamento de Construcción del Distrito Federal. 2.-La estructura está formada por vigas y columnas IR formando marcos rígidos dúctiles en dos direcciones ortogonales, las columnas del medio sótano serán empotradas, el acero que se utilizara será A-36. 3.-El sistema de piso en la azotea y en los entrepisos será a base de ternium losacero 25 con lámina de calibre 20 y una capa de compresión de 6 cm, el concreto que se utilizara tendrá un fć = 250 kg/cm2, los conectores serán tipo Nelson de 3/4” x 4 3/16” de longitud, apoyados en vigas primarias y secundarias (largueros), en el sistema de piso del estacionamiento se empleara una parte con losacero y otra parte con losa maciza de

Capitulo II: Memoria descriptiva Tabla 3. Características de la losacero

Capitulo III: Clasificación y ubicación geotécnica de la estructura

Capítulo III.- Clasificación y ubicación geotécnica de la estructura 3.1 Clasificación de la estructura De acuerdo al Reglamento de construcciones para el Distrito Federal en su Artículo 139 dice:

Grupo B: Edificaciones comunes destinadas a viviendas, oficinas y locales comerciales, hoteles y construcciones comerciales e industriales no incluidas en el Grupo A, las que se subdividen en: a) Subgrupo B1: Edificaciones de más de 30 m de altura o con más de 6,000 m2 de área total construida, ubicadas en las zonas I y II a que se aluden en el artículo 170 de este Reglamento, y construcciones de más de 15 m de altura o más de 3,000 m 2 de área total construida, en zona III; en ambos casos las áreas se refieren a un solo


3.2 Características generales de las edificaciones De acuerdo al Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal en su Artículo 140 dice: El proyecto de las edificaciones debe considerar una estructuración eficiente para resistir las acciones que puedan afectar la estructura, con especial atención a los efectos sísmicos. El proyecto, de preferencia, considerar una estructuración regular que cumpla con los requisitos que establecen las normas. Las edificaciones que no cumplan con los requisitos de regularidad se diseñan para condiciones sísmicas más severas, en la forma que se especifique en las normas.

3.3 Condiciones de regularidad 1.-Su planta es sensiblemente simétrica con respecto a dos ejes ortogonales por lo que toca a masas, así como a muros y otros elementos resistentes. Éstos son, además, sensiblemente paralelos a los ejes ortogonales principales del edificio.

Capitulo III: Clasificación y ubicación geotécnica de la estructura 2.-La relación de su altura a la dimensión menor de su base no pasa de 2.5. htotal =18.16 m .

por lo tanto

h b

= 18.16 = 1.79 < 2.5 10.13

Si cumple

3.-La relación de largo a ancho de la base no exceda de 2.5. l b

=

20.67 = 2.04 < 2.5 10.13

Si cumple

4.-En planta no tiene entrantes ni salientes cuya dimensión exceda de 20 % de la dimensión de la planta medida paralelamente a la dirección que se considera del entrante o saliente.


5.-En cada nivel tiene un sistema de techo o piso rígido y resistente. Si cumple

6.-No tiene aberturas en sus sistemas de techo o piso cuya dimensión exceda de 20 por ciento de la dimensión en planta medida paralelamente a la abertura; las áreas huecas no ocasionan asimetrías significativas ni difieren en posición de un piso a otro, y el área total de aberturas no excede en ningún nivel de 20 por ciento del área de la planta. EN (XX)

L1= 1.93/12.92 = 0.149 < 0.20 Si cumple

EN (YY)

L2= 1.50/19.32 = 0.078 < 0.20 Si cumple

Áreas huecas (3.60m x 2.03m)=7.308 m2 (2.10m x 1.37m) + (3.0m x 1.2m) + (2.39m x 1.20m) = 9.345 m2 (1.50m x 1.93m) = 2.895 m2

Área Total = 19.548 m2


9.-Todas las columnas están restringidas en todos los pisos en dos direcciones sensiblemente ortogonales por diafragmas horizontales y por trabes o losas planas. Si cumple

10.-Ni la rigidez ni la resistencia al corte de ningún entrepiso difieren en más de 50 por ciento de la del entrepiso inmediatamente inferior. El último entrepiso queda excluido de este requisito. Si cumple

11.-En ningún entrepiso la excentricidad torsional calculada estáticamente, es, excede del diez por ciento de la dimensión en planta de ese entrepiso medida paralelamente a la excentricidad mencionada.


3.4 Elección del tipo de análisis La elección que se le realizará a la estructura es el análisis sísmico estático, la cual se aplica a toda estructura, cualesquiera que sean sus características, según las Normas

Técnicas Complementarias para diseño por sismo 2004.

3.4.1 Factor de comportamiento sísmico Para el factor de comportamiento sísmico “Q” a q se refiere el c apitulo No.5 de las NTCSismo, se tomo el valor Q = 3, el cual hace referencia a lo siguiente: Requisitos para Q= 3 Se usará Q= 3 cuando se satisfacen las condiciones del inciso b y d ó e y en cualquier entrepiso dejan de satisfacerse las condiciones 5.1.a ó 5.1.c, pero la resistencia en todos los

Capitulo III: Clasificación y ubicación geotécnica de la estructura b) Si hay muros de mampostería ligados a la estructura en la forma especificada en la sección 1.3.1, éstos se deben considerar en el análisis, pero su contribución a la resistencia ante fuerzas laterales sólo se tomará en cuenta si son de piezas macizas, y los marcos, sean o no contraventeados, y los muros de concreto reforzado, de placa de acero o compuestos de los dos materiales, son capaces de resistir al menos 80% de las fuerzas laterales totales sin la contribución de los muros de mampostería. c) El mínimo cociente de la capacidad resistente de un entrepiso entre la acción de diseño no difiere en más de 35 por ciento del promedio de dichos cocientes para todos los entrepisos. Para verificar el cumplimiento de este requisito, se calculará la capacidad resistente de cada entrepiso teniendo en cuenta todos los elementos que puedan contribuir a la resistencia, en particular los muros que se hallen en el caso de la sección 1.3.1. El último entrepiso queda excluido de este requisito.

Capitulo III: Clasificación y ubicación geotécnica de la estructura elemento considerado permanecerá en el intervalo elástico mientras uno o varios elementos del nudo experimentan deformaciones plásticas importantes. Se deberá considerar que un elemento que experimenta deformaciones plásticas importantes ejerce una fuerza en el nudo correspondiente a su esfuerzo de fluencia esperado, Fye.

• Trabes: Las secciones transversales de las vigas deberán ser tipo 1. Sin embargo, se permite que la relación ancho/grueso del alma llegue hasta 3.71 E/Fy si en las zonas de formación de articulaciones plásticas se toman las medidas necesarias (reforzando el alma mediante atiesadores transversales o placas adosadas a ella, soldadas adecuadamente) para impedir que el pandeo local se presente antes de la formación del mecanismo de colapso. Deberá tenerse en cuenta la contribución de la losa cuando trabaja en acción


• Uniones viga – columna: Deberán satisfacerse todos los requisitos aplicables de la sección 5.8 de las Normas Técnicas Complementarias para diseño y construcción de estructuras metálicas.

3.5 Espectro de diseño sísmico Proyecto: Oficinas centrales Donde:

FC: Es el factor de carga Zona de ubicación: II C: Coeficiente sísmico Clasificación: Grupo B

FC = 1.4 c = 0.32 C = F.C*c = 1.4*0.32 = 0.448 Q=3

Capitulo III: Clasificación y ubicación geotécnica de la estructura Tabla 4. Valores de los parámetros para calcular los espectros de aceleraciones Zona c r a0 Ta Tb II 0.32 0.08 0.2 1.35 1.33 Tabla 5. Cálculo de factores Tiempo (T) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.53 0.6 0.7 0.8 09

Factor de Aceleración reducción (a) (Q´) 0.08 1 0.2 1.9 0.32 2.7 0.32 2.7 0.32 2.7 0.32 2.7 0.32 2.7 0.32 2.7 0.32 2.7 0.32 2.7 0 32 27

Continuación de tabla 5 Tiempo (T) 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4

Factor de Aceleración reducción (a) (Q´) 0.111 2.7 0.106 2.7 0.102 2.7 0.097 2.7 0.094 2.7 0.090 2.7 0.087 2.7 0.084 2.7 0.081 2.7 0.078 2.7 0 075 27

Capitulo III: Clasificación y ubicación geotécnica de la estructura Ts: Periodo dominante más largo del sitio de interés, desconocido a: Ordenada espectral entre la aceleración de la gravedad (sección 3 de las NTC-Sismo) Q': Factor reductivo (sección 4 de las NTC-Sismo)


3.6 Ubicación geotécnica El edificio está ubicado en la calle Manuel González No. 303-305, casi esquina con Calle 2 de Marzo, Col. San Pablo, Texcoco, Edo. de México, la cual se encuentra en la Zona II según el mapa de zonificación geotécnica de la ciudad de México. Zona II. Transición, en la que los depósitos profundos se encuentran a 20 m de profundidad, o menos, y que está constituida predominantemente por estratos arenosos y limoarenosos intercalados con capas de arcilla lacustre, el espesor de éstas es variable entre decenas de centímetros y pocos metros. En la zona II, la exploración del subsuelo se planeará tomando en cuenta que suele haber irregularidades en el contacto entre las diversas formaciones así como mantos de agua colgada y variaciones importantes en el espesor de los suelos compresibles.

Capitulo IV: Análisis de cargas y predimensionamiento

Capítulo IV.- Análisis de cargas y predimensionamiento 4.1 Análisis de cargas Losa de azotea Impermeabilizante Enladrillado y lechadeada Mortero Terrado de Tezontle Losacero (Lámina + Concreto)

Instalaciones

Plafón de yeso

Figura 11. Detalle de losa de azotea

Tabla 6. Análisis de losa de azotea Espesor Peso Vol.

W


Losa de entrepisos Loseta vinilica (acabado en piso) Mortero Losacero (Lámina + Concreto)

Instalaciones

Plafón de yeso

Figura 12. Detalle de losa de entrepisos

Tabla 7. Análisis de losa de entrepisos No.

Material

1

Muro divisorio

Espesor Peso Vol. (m) (Kg/m3) -

-

W (Kg/m2) 15.2


Losa maciza en entrepisos Loseta vinilica (acabado en piso) Mortero Losacero (Lámina + Concreto)

Instalaciones

Plafón de yeso

Figura 13. Detalle de losa maciza

Tabla 8. Análisis de losa maciza No.

Material

1

Loseta vinilica

Espesor Peso Vol. (m) (Kg/m3) -

-

W (Kg/m2) 10


Análisis de muros

0.16 0.01

0.14

0.01

Tabique rojo recocido peso volumétrico = 1500 kg/m ³

Mortero Cal - Arena peso volumétrico = 1500 kg/m ³

Figura 14. Detalle de muro de mampostería

Tabla 9. Análisis de muro de tabique de 2.88 m de altura W Espesor Peso Vol. No. Material 3 (m) (Kg/m ) (Kg/m2) Tabique de barro 1 0.14 1500 210 recocido Mortero 2 0.02 1500 30 cal-arena Carga


Análisis de tinacos Capacidad 1100 lts

TINACOS DE AGUA

Figura 16. Detalle de tinacos

Tabla 11. Análisis de tinacos No.

Material

Cantidad Peso (Kg) (Pzas)

W (Kg) i

1

Tinaco de 1100 lt c/agua

3

1100

3300

2

Tinaco s/agua

3

80

240


Análisis de escalera

0.33

Loseta vinilica (acabado en piso)

0.10 0.175

Losa de concreto reforzado Yeso 1.00

Figura 17. Detalle de escaleras

Tabla 12. Análisis de escaleras Espesor Peso Vol. (m) (Kg/m3)

W (Kg/m2)

No.

Material

1

Loseta vinilica

--

--

10

2

Losa de concreto reforzado

0.1

2400

240


4.2 Estados de carga por nivel Tabla 13. Cargas vivas unitarias

No

Descripción

1 2

Carga viva máxima para oficinas Carga viva instantánea para oficinas Carga viva máxima en azoteas con pendientes no mayor a 5% Carga viva instantánea en azoteas con pendientes no mayor a 5%

3 4

WCM = 437.00 kg/cm² WCVinst = 180 kg/cm² WCVmax = 250 kg/cm²

Peso (kg/m2) 250 180 100 70

N.T.A.= 4.10



N.T.A.=18.10


N.T.A.=14.60


N.T.A.=11.10

WCM = 657.20 kg/cm²

N.T.A.= 7.60

Capitulo IV: Análisis de cargas y predimensionamiento WCM = 534.50 kg/cm² WCVinst= 70 kg/cm² WCVmax = 100 kg/cm²

WCM = 534.50 kg/cm² WCVinst= 70 kg/cm² WCVmax = 100 kg/cm²

N.T.A.=18.10



N.T.A.=14.60

W = 657.20 kg/cm² W = 180 kg/cm² W = 250 kg/cm²

W = 657.20 kg/cm² W = 180 kg/cm² W = 250 kg/cm²

N.T.A.=11.10



N.T.A.= 7.60






N.T.A.=18.10





N.T.A.=14.60





N.T.A.=11.10

WCM = 657.20 kg/cm² WCVinst= 180 kg/cm² W = 250 kg/cm²




N.T.A.= 7.60





N.T.A.= 4.10

Capitulo Capitulo IV: Análisis Análisis de cargas y predimensionamie predimensionamiento nto WCM = 534.50 kg/cm² WCVinst= 70 kg/cm² WCVmax = 100 kg/cm²



N.T.A.=18.10




N.T.A.=14.60




N.T.A.=11.10




N.T.A.= 7.60





N.T.A.= 4.10

Capitulo Capitulo IV: Análisis Análisis de cargas y predimensionamie predimensionamiento nto


N.T.A.=18.10


N.T.A.=14.60


N.T.A.=11.10


N.T.A.= 7.60

Capitulo Capitulo IV: Análisis Análisis de cargas y predimensionamie predimensionamiento nto

4.3 Predimensionam Predimensionamiento iento Diseño de secciones compuestas: En edi edific ficios ios se se recom recomien ienda dann relac relacion iones es míni mínima mass peralt peralte/c e/clar laroo de apro aproxim ximad adam amen ente te las carga cargass son son estát estática icass y de las normas de la CFE.

L

20

L

24

si las las car carga gass pued pueden en causa causarr vibr vibrac acio ione ness apr aprec ecia iable bless seg según ún

4.3.1 Vigas principales Claros según según los ejes del edificio, donde donde tomaremos tomaremos el claro más crítico:

A

B 240.75

Viga principal

5

si

240.75

1242 240.75

240.75

C 279

Capitulo Capitulo IV: Análisis Análisis de cargas y predimensionamie predimensionamiento nto Tabla 14. Claros entre ejes del edificio .

Marco 1 2 3 4 4 5 5 A A A A B B B B C L

Por lo tanto utilizaremos: 24

Vigas principales Ejes A B A B A B A B B C A B B C 1 2 2 3 3 4 4 5 1 2 2 3 3 4 4 5 4 5

Longitud 9.63 9.63 9.63 9.63 2.79 9.63 2.79 2.35 5.90 5.80 5.64 2.35 5.90 5.80 5.64 5.64

Capitulo Capitulo IV: Análisis Análisis de cargas y predimensionamie predimensionamiento nto Para Para el 4to 4to.. niv nivel el y azote azoteaa uti utiliz lizar arem emos os este este tip tipoo de secci sección: ón: 305

25.4

Placa 1"

9.525 Placa 3/8"

500 449.2

Placa 1" 25.4

305

Figura Fig ura 26. Secció Secciónn de viga viga princip principal al - 2

4.3.2 Vigas secundarias secundarias Calcularemos Calcularemos la sección sección para la viga mas critica, la cual cual mide 5.90 metros de largo, largo, las cuales están ubicadas ubicadas entre el eje A-B, a lo largo del eje 2-3.


4.3.3 Columnas Las columnas propuestas serán fabricadas en taller, la cual tiene las siguientes características: Para el nivel del estacionamiento, 1er. Nivel y 2do. Nivel utilizaremos este tipo de columna: 25.4

330

Placa de 1"

12.7 600 549.2

Placa de 1/2"

Placa de 1"

Capitulo V: Análisis sísmico estático

Capítulo V.- Análisis sísmico estático 5.1 Cálculo de centros de masas 5.1.1 Fuerzas horizontales X-X

Wlosa maciza Wviga principal-1 Wviga secundaria Wcolumna-acero-1

11.31 11.99 1.18 3.80

Tabla 15. Marco 1 del eje A – B 1ER. NIVEL m2 x 0.6170 ton/m2 6.98 m x 0.1863 ton/m 2.23 m x 0.0445 ton/m 0.05 m/pza x 0.1863 ton/m x 2 pzas 1.42 Wentrepiso: W1 = 10.68 ton

Fuerzas cortantes: Según las Normas Técnicas Complementarias para diseño por sismo se debe aplicar este

Capitulo V: Análisis sísmico estático 1.27 ton

Figura 30. Fuerzas horizontales X-X en el marco 1


W pretil Wlosa azotea Wviga principal-2 Wviga secundaria Wcolumna acero-2

Wlosa entrepiso Wlosa maciza Wviga principal-2 Wviga secundaria Wcolumna acero-2 Wescalera

18.08 34.45 15.53 12.60 1.75

18.09 6.02 15.53 12.60 3.50 4.00

Tabla 17. Marco 2 del eje A – B AZOTEA m x 1.2 m x 0.24 ton/m2 5.21 m2 x 0.6045 ton/m2 20.83 m x 0.1552 ton/m 2.41 m x 0.0445 kg/m 0.56 m/pza x 0.1664 ton/m x 2 pzas 0.58 Wazotea: W5 = 29.59 ton

m2 x m2 x m x m x m/pza x m x

4TO. NIVEL 0.8372 ton/m2 0.6170 ton/m2 0.1552 ton/m 0.0445 ton/m 0.1664 ton/m x 0.877 ton/m2

2

15.14 3.71 2.41 0.56 pzas 1.16 3.51 Wentrepiso: W4 = 26.50 ton


Wlosa entrepiso Wlosa maciza Wviga principal-1 Wviga secundaria Wcolumna-acero-1 Wescalera

18.09 11.31 17.89 10.03 3.80 9.00


1ER. NIVEL 0.8372 ton/m 0.6170 ton/m 0.1863 ton/m 0.0445 ton/m 0.1863 ton/m x 0.877 ton/m

2


Tabla 18. Dirección X-X del marco 2 Piso (i) 5 4 3 2 1 Σ=

Wi (ton/m) 29.59 26.50 27.13 27.13 35.21 145.55

hi (m) 18.10 14.60 11.10 7.60 4.10

Wihi

535.50 386.94 301.09 206.15 144.37 Σ = 1574.05

Fi

Vi

5.87 4.24 3.30 2.26 1.58

5.87 10.11 13.41 15.67 17.25


4.24 ton

3.30 ton

2.26 ton

1.58 ton

Figura 31. Fuerzas horizontales X-X en el marco 2


5.1.2 Fuerzas horizontales Y-Y Tabla 19. Marco A del eje 1 – 5 W tinacos W pretil Wlosa azotea Wvi a rinci al Wvi a secundaria Wcolum de acero

Wlosa entrepiso Wlosa maciza Wviga principal-2 Wviga secundaria Wcolumna acero-2

1.50 29.15 92.02 36.58 30.50 1.75

78.44 6.02 36.58 30.50 3 50

pzas x m x m2 x m x m x m/pza x

AZOTEA 1.475 ton/pza 1.2 m x 0.24 0.6045 ton/m 0.1552 ton/m 0.0445 ton/m 0.1664 ton/m x 4

m2 x m2 x m x m x m/pza x

4TO. NIVEL 0.8372 ton/m2 0.6170 ton/m2 0.1552 ton/m 0.0445 ton/m 0 1664 ton/m x

4

2.21 ton/m2 8.40 55.63 5.68 1.36 pzas 1.16 Wazotea: W5 = 74.43 ton

pzas

65.67 3.71 5.68 1.36 2 33



78.44 11.31 43.80 28.55 3.80 13.50

2

m x m2 x m x m x m/pza x m x

1ER. NIVEL 0.8372 ton/m2 0.6170 ton/m2 0.1863 ton/m 0.0445 ton/m 0.1863 ton/m x 0.8770 ton/m2

5


Tabla 20. Dirección Y-Y del marco A Piso (i) 5 4 3 2

Wi (ton/m) 74.43 84.01 85.43 85.43

hi (m) 18.10 14.60 11.10 7.60

Wihi

Fi

Vi

1347.24 1226.55 948.24 649.24

14.91 13.57 10.49 7.18

14.91 28.48 38.97 46.16


14.91 ton

13.57 ton

10.49 ton

7.18 ton

4.42 ton


W tinacos W pretil Wlosa azotea Wviga principal Wviga secundaria Wcolum de acero

Wlosa entrepiso Wviga principal-2 Wviga secundaria Wcolumna acero-2 Wescalera

1.50 25.30 92.99 39.38 29.92 1.75

77.54 39.40 29.92 3.50 6.00

Tabla 21. Marco B del eje 1 – 5 AZOTEA pzas x 1.475 ton/pza 2.21 2 ton/m m x 1.2 m x 0.24 7.29 m2 x 0.6045 ton/m2 56.21 m x 0.1552 ton/m 6.11 m x 0.0445 ton/m 1.33 m/pza x 0.1664 ton/m x 4 pzas 1.16 Wazotea: W5 = 74.32 ton

m2 x m x m x m/pza x m x

4TO. NIVEL 0.8372 ton/m2 0.1552 ton/m 0.0445 ton/m 0.1664 ton/m x 0.877 ton/m2

4

64.92 6.11 1.33 pzas 2.33 5.26 Wentrepiso: W4 = 79.95 ton

Capitulo V: Análisis sísmico estático 1ER. NIVEL


77.54 11.31 46.55 30.47 3.80 13.50


Σ=

Tabla 22. Dirección Y-Y del marco B Wi hi Wihi Fi (ton/m) (m) 74.32 1345.18 18.10 14.90 79.95 1167.33 14.60 12.93 81.46 904.19 11.10 10.02 81.46 619.08 7.60 6.86 4.10 4.42 97.30 398.94 Σ = 4434.72 414.49

Piso (i) 5 4 3 2 1

0.8372 0.6170 0.1863 0.0445 0.1863 0.8770

ton/m2 ton/m2 ton/m ton/m ton/m x ton/m2

5


Vi 14.90 27.83 37.85 44.71 49.13


12.93 ton

10.02 ton

6.86 ton

4.42 ton


5.1.3 Fuerzas cortantes por nivel Tabla 23. Fuerzas cortantes por nivel en dirección X-X Wi (ton/m) 158.25 174.16 176.68 176.68 204.66 Σ= 890.41 c = 0.32 Q´= 3 x 0.9 = 2.7

Piso (i) Azotea 4to. Nivel 3er. Nivel 2do. Nivel 1er. Nivel

hi (m) 18.10 14.60 11.10 7.60 4.10

Wihi

2864.31 2542.68 1961.10 1342.73 839.10 Σ = 9549.91

Fi

Vi

31.65 28.10 21.67 14.84 9.27

31.65 59.75 81.42 96.26 105.53

Comprobación: V =

c

∑W = Q´

0.32 2.7

890.41

=

105.53

OK


5.1.4 Comprobación de pesos

Tabla 25. Pesos por nivel den dirección X-X Piso Azotea 4to. Nivel 3er. Nivel 2do. Nivel 1er. Nivel

Marco 1 eje A - B 0.00 0.00 0.00 0.00 10.68

Marco 2 eje A - B 29.59 26.50 27.13 27.13 35.21

Marco 3 eje A - B 42.09 50.77 50.77 50.77 55.27

Marco 4 eje A - C 53.65 59.76 60.81 60.81 65.36

Marco 5 eje A - C 32.92 37.12 37.97 37.97 38.14 W1 total =

Tabla 26. Pesos por nivel en dirección Y-Y Marco A Marco B Marco C Peso Piso eje 1 - 5 eje 1 - 5 eje 4 - 5 (ton) Azotea 74.43 74.32 9.49 158.24

Peso (ton) 158.25 174.16 176.68 176.68 204.66 890.41


5.1.5 Pesos por nivel y fuerzas cortantes utilizando el programa ETABS

Figura 34. Modelo tridimensional de la estructura

Capitulo V: Análisis sísmico estático Tabla 28. Fuerzas horizontales en la dirección X Story STORY5 STORY5 STORY4 STORY4 STORY3 STORY3 STORY2 STORY2 STORY1 STORY1

Load SISMX SISMX SISMX SISMX SISMX SISMX SISMX SISMX SISMX SISMX

Loc Top Bottom Top Bottom Top Bottom Top Bottom Top Bottom

P 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

VX -31.65 -31.65 -59.75 -59.75 -81.42 -81.42 -96.26 -96.26 -105.53 -105.53

VY 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

T 422.528 422.528 816.532 816.532 1120.482 1120.482 1328.72 1328.72 1445.996 1445.996

MX 0.001 -0.006 -0.006 -0.032 -0.032 -0.089 -0.089 -0.19 -0.19 -0.379

MY -0.011 -111.521 -111.52 -322.716 -322.717 -610.636 -610.636 -951.558 -951.558 -1388.5

Tabla 29. Fuerzas horizontales en la dirección Y Story STORY5 STORY5 STORY4 STORY4

Load Loc SISMY Top SISMY Bottom SISMY Top SISMY B

P 0 0 0 0

VX 0 0 0 0

VY -31.66 -31.66 -59.64 59 64

T MX -209.547 0 -209.547 111.932 -390.529 111.93 390 529 324 596

MY 0.001 0.012 0.012 0 037


5.1.6 Centro de masas 1er. Nivel (servicios)

A

B

C

1242 963

279

1.70 Ton

5

4 6 5

2.94 Ton

4

0 8 5 9 6 9 1

0.44 Ton

Capitulo V: Análisis sísmico estático Tabla 30. Fuerzas en dirección X-X en 1er. Nivel Px Xi Px * Xi Marcos 1 1.27 0.00 0.00 2 1.58 2.35 3.72 3 2.51 8.25 20.67 4 2.94 14.05 41.26 5 1.70 19.69 33.52 9.99 99.17 Σ= Σ= Yc

=

∑ ( Px * Yi ) = ∑ Px

99.17 9.99

=

9.92 m

Tabla 31. Fuerzas en dirección Y-Y en 1er. Nivel Py Yi Py * Yi Marcos A 4.42 0.00 0.00 B 4.42 9.63 42.56 C 0.44 12.42 5.42 9.28 47.98 Σ= Σ=


2do. Nivel (gerencial 1)

A

B

C

1242 963

279

3.14 Ton

5

4 6 5

5.06 Ton

4

0 8 5 9 6 9 1

3

0.80 Ton 4.27 Ton

Capitulo V: Análisis sísmico estático Tabla 32. Fuerzas en dirección X-X en el 2do. Nivel Px Xi Px * Xi Marcos 1 0.00 0.00 0.00 2 2.26 2.35 5.31 3 4.27 8.25 35.20 4 5.06 14.05 71.16 5 3.14 19.69 61.86 14.73 173.53 Σ= Σ= Yc

=

∑ ( Px * Y i ) = ∑ Px

173.53 14.73

=

11.78 m

Tabla 33. Fuerzas en dirección Y-Y en el 2do. Nivel Py Yi Py * Yi Marcos A 7.18 0.00 0.00 B 6.86 9.63 66.04 C 0.80 12.42 9.93 14.84 75.97 Σ= Σ=

Capitulo V: Análisis sísmico estático Tabla 34. Resumen de centros de carga por nivel Piso (i)

Xc

Yc

Azotea 3er. Nivel 2do. Nivel 1er. Nivel Planta Baja

5.26 5.11 5.12 5.12 5.17

11.47 11.78 11.78 11.78 9.92

De acuerdo al programa ETABS el centro de masas por entrepisos es el siguiente:

Capitulo V: Análisis sísmico estático Tabla 35. Centro de masas ( ETABS ) Story STORY5 STORY4 STORY3 STORY2 STORY1

Diaphragm MassX PISO5 PISO4 PISO3 PISO2 PISO1

7.6984 6.1597 6.2521 6.2841 7.2915

MassY

XCM YCM

7.6984 6.1597 6.2521 6.2841 7.2915

5.376 5.226 5.218 5.222 5.407

11.371 12.044 12.048 12.054 10.618

Cum Cum XCCM YCCM MassX MassY 7.6984 7.6984 5.376 11.371 6.1597 6.1597 5.226 12.044 6.2521 6.2521 5.218 12.048 6.2841 6.2841 5.222 12.054 7.2915 7.2915 5.407 10.618

XCR

YCR

6.172 6.136 6.102 6.059 5.986

12.382 12.353 12.179 11.679 10.725

La diferencia que existe entre los resultados obtenidos manualmente y con el programa son mínimos por lo tanto se aceptan en su totalidad.


5.2 Centro de torsión 5.2.1 Rigideces de wilbur Marco 1 - Eje 1 de A - B 1er. Nivel Datos generales : Considerando un modulo de elasticidad del acero de: E = 2040000 kg/cm2 Altura = 410 cm

Vigas-1 Columnas-1

Momentos de Inercia 151612.2010 cm4 155993.6449 cm4

Columnas por entrepiso =


RIGIDEZ DE WILBUR = 0.029 E K = 5953 ton/m

k = 5953 ton/m

Figura 38. Rigidez de marco 1


Marco 2 - Eje 2 de A - B Azotea Datos generales : Considerando un modulo de elasticidad del acero de: E = 2040000 kg/cm2 Altura = 350 cm

Vigas-2 Columnas-2


Columnas por entrepiso = Long 1 963

2

Longitudes de Vigas Long 2 Long 3 long 4 long 5 0 0 0 0


4to. Nivel Altura = 350 cm

Vigas-2 Columnas-2


Columnas por entrepiso = Long 1 963 100.65

2

Longitudes de Vigas Long 2 Long 3 long 4 long 5 0 0 0 0 Rigidez de Vigas 0.00 0.00 Rigidez de columnas 276.93

0.00

0.00


3er. Nivel Altura = 350 cm

Vigas-1 Columnas-1



2


0.00

0.00


2do. Nivel Altura = 350 cm

Vigas-1 Columnas-1



2


0.00

0.00


1er. Nivel Altura = 410 cm

Vigas-1 Columnas-1



2


0.00

0.00


k = 1702 ton/m k = 2009 ton/m k = 2674 ton/m k = 2843 ton/m k = 4267 ton/m

Figura 39. Rigidez en el marco 2 – eje 2 de A - B


5.2.2 Centro de torsión en cada nivel 1er. Nivel A

B

C

1242 963

279

5

m / n o t

9986 ton/m 4 6 5

6 7 3 5

9986 ton/m

4

0 8 5 9 6 9 1

m / n o t

m / n o t

6 2 8 7 1

6 2 8 7 1

4267 ton/m

Capitulo V: Análisis sísmico estático Tabla 36. Centro de torsión 1er. Nivel dirección X-X Rx Yi Px * Yi Marcos 1 5953.34 0.00 0.00 2 4267.49 2.35 10028.61 3 4267.49 8.25 35206.83 4 9986.08 14.05 140304.39 5 9986.08 19.69 196625.86 34460.49 Σ= Σ= 382165.69 Y T

=

∑ ( Rx * Yi ) = ∑ Rx

382165.69 34460.49

=

11.09 m

Tabla 37. Centro de torsión 1er. Nivel dirección Y-Y Marcos A B C Σ=

Ry 17825.59 17825.59 5375.65 41026.83

Xi 0.00 9.64 12.42 Σ=

Py * Xi 0.00 171838.72 66765.52 238604.24


2do. Nivel

A

B

C

1242 963

279

5 m / n o t

9065 ton/m 4 6 5

5 8 1 4

9065 ton/m

4 m / n o 0 t 8 5 9 6 9 1

3

0 9 5

4 5 5 2 1

m / n o t

2843 ton/m

4 5 5 2 1

Capitulo V: Análisis sísmico estático Tabla 38. Centro de torsión 2do. Nivel dirección X-X Rx Yi Px * Xi Marcos 2 2843.45 2.35 6682.11 3 2843.45 5.90 16776.36 4 9065.06 11.70 106061.24 5 9065.06 17.34 157188.20 23817.03 Σ= Σ= 286707.91

Y T

=

∑ ( Rx * Yi ) = ∑ Rx

286707.91 23817.03

=

12.04 m

Tabla 39. Centro de torsión 2do. Nivel dirección Y-Y Marcos A B C Σ=

Ry 12554.38 12554.38 4184.83 29293.58

Xi 0.00 9.64 12.42 Σ=

Py * Yi 0.00 121024.19 51975.56 172999.75


De acuerdo al programa ETABS el centro de torsión por entrepisos es el siguiente:


5.3 Cálculo de excentricidades 1er. Nivel esx = Cc X - CT X esy = Cc Y - CT Y

esx = esy =

2do. Nivel esx = Cc X - CT X esy = Cc Y - CT Y

esx = 5.12 - 5.91 = 0.79 m esy = 11.78 - 12.04 = 0.26 m

3er. Nivel esx = Cc X - CT X esy = Cc Y - CT Y

esx = 5.12 - 6.03 = 0.91 m esy = 11.78 - 12.18 = 0.40 m

4to. Nivel esx = Cc X - CT X esy = Cc Y - CT Y

esx = 5.11 - 6.03 = 0.93 m esy = 11.78 - 11.97 = 0.19 m

5.26 - 5.82 = 0.56 m 9.92 - 11.09 = 1.17 m


5.4 Cálculo de momentos torsionantes M tn = e T * V

1er. Nivel Dirección X Y

eT1 = 1.5 es + 0.1 b eT2 = es - 0.1 b 2.08 3.72

-0.684 -0.803

V (ton) 105.53 105.43

M t1

M t2

Md

219.38 391.94

-72.20 -84.69

219.38 391.94

M t1

M t2

Md

233.15 226.72

-43.82 -164.40

233.15 226.72

M t1

M t2

Md

212.23 208.68

-27.06 -127.72

212.23 208.68

2do. Nivel Dirección X Y

eT1 = 1.5 es + 0.1 b eT2 = es - 0.1 b 2.42 2.36

-0.46 -1.71

V (ton) 96.26 96.15

3er. Nivel Dirección X Y

eT1 = 1.5 es + 0.1 b eT2 = es - 0.1 b 2.61 2.57

-0.33 -1.57

V (ton) 81.42 81.31


5.5 Obtención de cortantes de diseño Determinación de las fuerzas cortantes sísmicas:

1) Cortante directo: Debido a su fuerza cortante estática o dinámica, lo cual se repartirá proporcionalmente a la rigidez de piso de cada marco por ejemplo si actúa el piso en la dirección "Y"

 RiY    ∑ RiY  Vy  

VDi = 

2) Cortante por torsión: Debido a su fuerza cortante estática o dinámica, lo cual se repartirá proporcionalmente a la rigidez de piso de cada marco por ejemplo si actúa el piso en la dirección "Y"

 MTYi * RiY * XiT   J  

VTiY = 

Capitulo V: Análisis sísmico estático Tabla 42. Fuerzas cortantes debidas a la torsión en dirección X-X en el 1er. Nivel VB =

105.53 ton

J = 3015372.66

MTd = MTo=

1er. Nivel Rx (ton/m)

EJE Marco Marco Marco Marco Marco

5 - Eje 5 4 - Eje 4 3 - Eje 3 2 - Eje 2 1 - Eje 1

de A - C 9986 de A - C 9986 de A - B 4267 de A - B 4267 de A - B 5953 Σ= 34460.49

YT (m) 19.69 11.09 14.05 11.09 8.25 11.09 2.35 11.09 0.00 11.09 Yi (m)

Yi T (m2) 8.60 2.96 -2.84 -8.74 -11.09

Ri * Yi T

Ri * (Yi T) 2

85880.58 738575.73 29559.11 87495.89 -12119.55 34419.14 -37297.77 325981.33 -66022.37 732185.95 Σ= 1918658.04

219.38 391.94

VDIR (ton) 30.58 30.58 13.07 13.07 18.23

V1 6.25 2.15 -0.88 -2.71 -4.80 0.00

VTOTAL-DISEÑO Vx = Vd + 0.3* V 1 32.46 31.23 13.33 13.88 19.67

Tabla 43. Fuerzas cortantes debidas a la torsión en dirección Y-Y en el 1er. Nivel VB =

105.43 ton

J = 3015372.66

MTd = MTo=

1er. Nivel EJE

Ry

Marco A - Eje A de 1 - 5 Marco B - Eje B de 1 - 5 Marco C - Eje C de 4 - 5

17826 17826 5376 Σ= 41026.83

391.94 219.38

Ri * (Xi T) 2

V DIR

V1

602926.44 259327.61 234460.57 Σ= 1096714.63

45.81 45.81 13.81

-13.48 8.84 4.61 -0.02

Xi

XT

Xi T

Ri * Xi T

0.00 9.63 12.42

5.82 5.82 5.82

-5.82 3.81 6.60

-103670.25 67990.21 35501.79

VTOTAL-DISEÑO Vx = Vd + 0.3* V1

49.85 48.46 15.20

Capitulo V: Análisis sísmico estático Tabla 46. Fuerzas cortantes debidas a la torsión en dirección X-X en el 3er. Nivel VB =

81.42 ton

J = 1317350.54

MTd = MTo=

3er. Nivel EJE

Marco Marco Marco Marco

5 - Eje 5 4 - Eje 4 3 - Eje 3 2 - Eje 2

Rx

de A - B de A - B de A - B de A - B

9189 9189 2674 2674 Σ= 23725.88

2

Yi

YT

Yi T

Ri * Yi T

Ri * (Yi T)

17.34 11.70 5.90 2.35

12.18 12.18 12.18 12.18

5.16 -0.48 -6.28 -9.83

47443.30 -4382.82 -16784.04 -26276.43

244951.53 2090.44 105352.82 258217.51 610612.30

Σ=

212.23 208.68 V DIR

V TOR

31.53 31.53 9.18 9.18

7.64 -0.71 -2.70 -4.23 0.00


33.83 31.75 9.99 10.45

Tabla 47. Fuerzas cortantes debidas a la torsión en dirección Y-Yen el 3er. Nivel VB =

81.31 ton

J = 1317350.54

3er. Nivel EJE

Ry

Marco A - Eje A de 2 - 5 10912 Marco B - Eje B de 2 - 5 10912 Marco C - Eje C de 4 - 5 4127 Σ= 25952.23

Xi

XT

Xi T

Ri * Xi T

0.00 9.63 12.42

6.03 6.03 6.03

-6.03 3.60 6.39

-65787.57 39299.61 26378.83

MTd = MTo=

Ri * (Xi T)

2

396610.52 141531.48 168596.24 706738.24

208.68 212.23

V DIR 34.19 34.19 8.18

VTOTAL-DISEÑO V TOR Vx = Vd + 0.3* V 1 -10.42 6.23 4.18 -0.02

37.32 36.06 9.43

Capitulo V: Análisis sísmico estático Tabla 50. Fuerzas cortantes debidas a la torsión en dirección X-X en azotea VB =

31.65 ton

J = 835879.12

MTd = MTo=

Azotea EJE

Marco Marco Marco Marco

5 - Eje 5 4 - Eje 4 3 - Eje 3 2 - Eje 2

Yi

YT

Yi T

Ri * Yi T

17.34 11.70 5.90 2.35

12.17 12.17 12.17 12.17

5.17 -0.47 -6.27 -9.82

30090.53 -2715.54 -10666.39 -16708.60

Rx

de A - B de A - B de A - B de A - B

5817 5817 1702 1702 Σ= 15037.42

Σ=

Ri * (Yi T)

2

155662.68 1267.76 66844.69 164025.89 387801.03

76.01 95.24 V DIR

V TOR

12.24 12.24 3.58 3.58

2.74 -0.25 -0.97 -1.52 0.00


13.06 12.32 3.87 4.04

Tabla 51. Fuerzas cortantes debidas a la torsión en dirección Y-Y en azotea VB =

31.66 ton

J = 835879.12

MTd = MTo=

Azotea EJE

Ry

Marco A - Eje A de 2 - 5 6915 Marco B - Eje B de 2 - 5 6915 Marco C - Eje C de 4 - 5 2621 Σ= 16451.13

Xi

XT

Xi T

Ri * Xi T

0.00 9.63 12.42

6.03 6.03 6.03

-6.03 3.60 6.39

-41703.61 24888.51 16745.95

Ri * (Xi T)

95.24 76.01 2

251507.41 89577.95 106992.74 448078.10

V DIR 13.31 13.31 5.04

VTOTAL-DISEÑO V TOR Vx = Vd + 0.3* V 1 -4.75 2.84 1.91 -0.01

14.73 14.16 5.62


5.6 Revisión de desplazamientos Los desplazamientos admisibles se mencionan en el RCDF como: -------------------------------------- Δadm: 0.006 h

*Para muros integrados al marco

---------------- Δadm: 0.012 h

*Para cuando los muros no estén integrados al marco

En nuestro caso es cuando los muros no están ligados al marco por lo tanto se utiliza: Tabla 52. Desplazamientos en dirección X- X

Marco 1 del eje A -B Rx (ton/cm) 59.53

V (ton) 19.67

Δ

Δadm

Conclusión

0.33

4.92

Si cumple

Marco 2 del eje A -B Rx (ton/cm)

V (ton)

Δ

Δadm

Conclusión


Rx (ton/cm) 58.17 58.17 91.89 90.65 99.86

Marco 5 del eje A - B y B - C V Δ Δadm (ton) 13.06 0.22 4.20 24.35 0.42 4.20 33.83 0.37 4.20 39.01 0.43 4.20 32.46 0.33 4.92

Conclusión

Si cumple Si cumple Si cumple Si cumple Si cumple

Tabla 53. Desplazamientos en dirección Y-Y Marco A - Eje A 1 -5 Rx V Conclusión Δ Δadm (ton/cm) (ton) Si cumple 69.15 14.73 0.21 4.20 Si cumple 69.15 27.02 0.39 4.20 Si cumple 109.12 37.32 0.34 4.20 Si cumple 125.54 44.76 0.36 4.20


5.7 Periodo fundamental de la estructura

Piso (i) 5 4 3 2 1

Tabla 54. Periodo fundamental de la estructura dirección X-X 2 Wi Fi Vi Ki di Wi di Vi / Ki (ton/m) (ton) (ton) (ton/m) (m) (ton) 158.25 31.65 31.65 15037.42 0.0021 0.0021 0.0007 174.16 28.10 59.75 15343.97 0.0039 0.0060 0.0063 176.68 21.67 81.42 23725.88 0.0034 0.0094 0.0157 176.68 14.84 96.26 23817.03 0.0040 0.0135 0.0321 9.27 204.66 105.53 34460.49 0.0031 0.0165 0.0560 Σ= 0.11 1 / 2

T

 ∑ Wi ∆ i 2   = 6.3 = 6 . 3   ∆ g Fi i ∑  

=

1 = 0.75

0.11 ton 9.81 m/s2 x 0.79 ton

1.33 ciclos

0.5

=

Fi di (ton) 0.0666 0.1686 0.2044 0.1999 0.1533 0.79

0.752 seg.


Conclusión: Propiedades dinámicas del terreno

Tabla 56. Valores de los parámetros para calcular los espectros de aceleraciones Zona c r a0 Ta Tb II 0.32 0.08 0.2 1.35 1.33

Q = 2.7 Por lo tanto: En dirección X-X

En dirección Y-Y

0.752 < 1.35

0.704 < 1.35

0.752 > 0.2

0.704 > 0.2


5.7.1 Comparación del periodo fundamental de la estructura mediante el programa Etabs

Capitulo VI: Diseño estructural

Capítulo VI.- Diseño estructural 6.1 Tipo de cargas Una vez realizado el cálculo de las fuerzas laterales en “X” y en “Y” a las que estará sometida la estructura, se continuara con las ocho combinaciones de cargas, este diseño se realizara para la combinación de las diferentes acciones. Las acciones que se toman en cuenta son las que tienen una probabilidad de acción considerable ante la estructura. Para estas acciones se tienen dos categorías: - Combinaciones que incluyan cargas permanentes y acciones variables. - Combinaciones que incluyan acciones permanentes, variables y accidentales. Como lo marcan las Normas Técnicas Complementarias del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal, en el apartado de Criterios y Acciones para el Diseño Estructural


6.2 Combinaciones de cargas La combinación de acciones que actúan sobre la estructura según las NTC-Criterio y acciones para el diseño estructural de las edificaciones son:

1.-

1.4 Peso propio + 1.4 Carga muerta + 1.4 Carga viva máxima.

2.-

1.1 Peso propio + 1.1 Carga muerta + 1.1 Carga viva instantánea + 1.1 Sismo en dirección X + 0.3 Sismo en dirección Y.

3.-

1.1 Peso propio + 1.1 Carga muerta + 1.1 Carga viva instantánea + 1.1 Sismo en dirección X - 0.3 Sismo en dirección Y

4.-

1.1 Peso propio + 1.1 Carga muerta + 1.1 Carga viva instantánea - 1.1 Sismo en dirección X + 0.3 Sismo en dirección Y

5.-

1.1 Peso propio + 1.1 Carga muerta + 1.1 Carga viva instantánea - 1.1 Sismo en dirección X - 0.3 Sismo en dirección Y

6.-

1.1 Peso propio + 1.1 Carga muerta + 1.1 Carga viva instantánea + 0.3 Sismo en

Capitulo VI: Diseño estructural Esta combinación es únicamente para la comparación de cálculos hechos a mano con los obtenidos con el programa ETABS.

11.- Peso propio + Carga muerta + Carga viva instantánea


6.3 Diseño de vigas principales y sus conexiones Viga del eje 4 – Tramo A-B

4to. Nivel

Capitulo VI: Diseño estructural Elementos mecanicos, obtenidos del análisis:

Momento ultimo 53.75 ton-m Cortante ultimo 24.79 ton Longitud libre : 9.63 m E = 2040000 kg/cm2 G = 784000 kg/cm2 Acero A-36 Fy : 2530 kg/cm2 C: 1 Propiedades de la sección : tf = 2.54

Longitud (L) : 963 cm Peralte (d) : 50 cm Espesor del alma (tw) : 1.27 cm Espesor del patín (tf) : 2.54 cm Ancho del patín (bf) : 30.5 cm

Capitulo VI: Diseño estructural Módulo de sección plastica: Zx

= b f t f ( d − t f ) +

Zx =

4317.38 h 2   t f b f

1 2 t w ( d − 2t f ) 4

cm3

  Ca =  2  12   3

2 47.46 cm Ca = 2

Ca =

6763592.92

2.54 cm

x 30.5 cm 12

3

cm6

Resistencia de diseño en flexión: Para secciones tipo I, el estado limite de resistencia en flexión se alcanza cuando se forma una articulación plástica en el centro del claro, que es la sección donde el momento


2 x 3.1416 4.06 cm

Lu =

Lu = Lr =

635.31

Lr =

Lr =

x x

6763592.92 349.67 cm4

cm6

2040000 kg/cm2 784000 kg/cm2

x x

6763592.92 349.67 cm4

cm6

1

+ 1 + 4.06 cm 2

1

+ 1 + 1.26 cm 2

cm

2π E Ca Xr

2040000 kg/cm2 784000 kg/cm2

G J

1 + 1 + Xr 2

2 x 3.1416 1.26 cm

809.09

cm

Por lo tanto

L=

963

cm

<

Lu = 635.31

El pandeo lateral es critico

Como Lr > L > Lu, el pandeo lateral es crítico y se inicia con el intervalo inelástico y el Mr se calculará de la siguiente forma:

Capitulo VI: Diseño estructural Entonces cumpliendo la condición de: M R

= 80.07 ton-n

>

M=

53.75

Ok

ton-m

Diseño por cortante: Tabla 57. Valores máximos admisibles de la relación ancho / grueso de viga 2 Sección Patines de secciones I, H, o T en flexión

Tipo 1

Tipo 2

Tipo 3

9.09

10.79

16.47

Alma en flexión

69.57

105.35

159.02

El cortante lo recibe el alma de la sección:

Por lo tanto si :

h t

≤

0.98

E K Fy

(Ec. 3.39 NTC-Metálicas)

Capitulo VI: Diseño estructural Por lo tanto :

0.98

2040000 kg/cm2 x 5.00 kg/cm 2530 2

x

=

62.225

Entonces : 62.2252

37.37

≥

Ok

Cortante resistente nominal: Vn = 0.66 Fy Aa Vn =

0.66 x

2530

kg/cm2

x

1.2700 cm x

50

cm = 106032.3 kg ≈

El alma falla por cortante en el intervalo de endurecimiento por deformación

VR = Vn FR VR = 106 03 ton x

09

=

95.43

ton

106.03 ton

Capitulo VI: Diseño estructural Flecha máxima obtenida del análisis

∆ máx =

1.10 cm

≤

Correcto

4.51 cm

Diseño de la conexión PL-1

Columna principal

Patín superior de la viga principal

PLANTA

PL-1

Columna principal


Capitulo VI: Diseño estructural 1.- Revisión de fluencia o flujo plástico en el área total de la placa de cortante (PL-3) Momento = 53750.0 kg-m Cortante = 24790.0 kg At =

Rt Fr Fy

=

0.9

24790 kg x 2530 kg/cm2

Por lo tanto se propone utilizar una PL

20

x

30

=

x

Rt = Fr x Fy x At = 0.9 x 2530 kg/cm2 x 38.00 cm2 = Rt = 86526.00 kg

>

2.- Diseño de la placa (PL-1) Peralte de la viga principal (d) =

50 cm

24790

kg

10.89

cm2

1.9 con 86526.00

At = 38.00 cm2 kg

Se acepta placa


2.1.- Diseño de la soldadura Soldadura longitudinal Espesor-Soldadura (W) = 1.3 cm

Tabla 5.4 de NTC-Metálicas Tabla 5.3 de NTC-Metálicas

Garganta (te) = 0.9 cm Angulo (e) = 0 grados Longitud efectiva = 35 cm Area efectiva (As) = 31.50 cm2 FR = 0.75

Tabla 5.5 de NTC-Metálicas

Se usará electrodos tipo E-70XX, cuya resistencia es de 7000 psi = 4900 kg/cm2 Resistencia nominal de la soldadura Fs = 0.6 FEXX (1.0 + sen 1.5 Ѳ)

Ec. 5.2.8 de NTC-Metálicas 1.5

Fs =

0.6 x

4900

kg/cm x

1

+ sen

0

= 2940.00 kg/cm2


Resistencia nominal de la soldadura Fs = 0.6 FEXX (1.0 + sen 1.5 Ѳ) 1.5

Fs =

0.6 x

4900

kg/cm x

1

+ sen

0

= 2940.00 kg/cm2

Resistencia de diseño de la soldadura Rd = Fr x Fs x As = 0.75 x 2940 kg/cm2 x 25.20 cm2 =

55566

kg

Como existe cordón de soldadura en los dos lados de la placa de conexión, la resistencia se multiplicara por dos. Por lo tanto:

Rd = 111132.0 kg

3.- Diseño de la placa (PL-2)

>

107500.00 kg

Ok


3.1.- Diseño de la soldadura Soldadura longitudinal Espesor-Soldadura (W) = 1.3 cm


Garganta (te) = 0.9 cm Angulo (e) = 0 grados Longitud efectiva = 35 cm Area efectiva (As) = 31.50 cm2 FR = 0.75


Se usará electrodos tipo E-70XX, cuya resistencia es de 7000 psi = 4900 kg/cm2 Resistencia nominal de la soldadura Fs = 0.6 FEXX (1.0 + sen 1.5 Ѳ)


F

06

4900

k/

1

+

0

2940 00 k /

2

Capitulo VI: Diseño estructural Resistencia nominal de la soldadura Fs = 0.6 FEXX (1.0 + sen 1.5 Ѳ) 1.5

Fs =

0.6 x

4900

kg/cm x

1

+ sen

0

= 2940.00 kg/cm2


55566

kg


Rd = 111132.0 kg

>

107500.00 kg

4.- Diseño de la placa (PL-3) Se acepta placa ------- Las cuales ya fue determinada en el paso No.1

Ok

Capitulo VI: Diseño estructural Resistencia nominal de la soldadura Fs = 0.6 FEXX (1.0 + sen 1.5 Ѳ) 1.5

Fs =

0.6 x

4900

kg/cm x

1

+ sen

0

= 2940.00 kg/cm2


59535

kg


Rd = 119070.0 kg

Soldadura transversal 1.3 cm Garganta (te) = 0.9 cm

Espesor-Soldadura (W) =

>

107500.00 kg

Ok


5.- Diseño de la soldadura de ranura Soldadura de ranura de penetración completa Longitud efectiva Lw = 29 cm Espesor de la soldadura = espesor de la placa = 1.90 cm Angulo (e) = 90 grados Área de la soldadura de ranura = 54.2 cm2 FR = 0.75 Resistencia nominal de la soldadura: Se usará electrodos tipo E-70XX, cuya resistencia es de 7000 psi = 4900 kg/cm2 Resistencia nominal de la soldadura

Fs = 0.6 FEXX (1.0 + sen 1.5 Ѳ) 1.5

Fs =

0.6 x

4900

kg/cm x

1

+ sen

90

= 5425.1 kg/cm2


Forma final de la conexión viga - columna 200 45° 15 15

15

45°

45°

PL de conexión

(PL-1) 280x350x1.9


13

13

Columna principal

300 (PL-3) 200x300x1.9

15

13

45°

45°

Alma de la viga


Viga del eje 4 – tramo A-B

1er. Nivel

Capitulo VI: Diseño estructural Elementos mecanicos, obtenidos del análisis: Momento ultimo : 68.5 68.566 tonon-m Cortante ultimo : 36.65 ton Longitud libre : 9.63 m E = 2040000 kg/cm2 G = 784000 kg/cm2 Acero A- 36 Fy : 2530 kg/cm2 C: 1 Propiedades de d e la sección : tf = 2.54

Longitud (L) : 963 Peralte (d) : 60 Espesor del alma (tw) : 1.27 Espesor Espeso r del patín (tf) : 2.54 Ancho del de l patín pa tín (bf) : 33

cm cm cm cm cm

Capitulo VI: Diseño estructural Modulo de sección plástica Zx

= b f t f ( d − t f ) +

Zx =

1 2 t w ( d − 2t f ) 4

cm3

5773.94

 t f b f 3    Ca =  12  2   h

2

57.466 cm Ca = 57.4 2

2

2.54 cm

x

33 c m

3

12

Ca = 12557278.83 cm6 1.-Resistencia de diseño en flexión: Para secciones tipo I, el estado limite de resistencia en flexión se alcanza cuando se forma una articulación articulación plástica en el centro centro del claro, que es la sección donde donde el momento


2 x 3.1416 6.04 cm

Lu =

Lu = Lr =

Lr =

Lr =

797.82 2π

E Ca

Xr

G J

x x

12557278.83 cm6 380.31 cm cm4

1

+ 1 + 6.04 cm 2

2040000 kg/cm2 784000 kg/cm2

x x

12557278.83 cm6 380.31 cm cm4

1

+ 1 + 1.88 cm 2

cm 1 + 1 + Xr 2

2 x 3.1416 1.88 cm

948.38

2040000 kg/cm2 784000 kg/cm2

cm

Por lo tanto:

L=

9 63

cm

<

Lu = 797.82

El pandeo lateral es critico

Como Lr > L > Lu, el pandeo lateral es crítico y se inicia con el intervalo inelástico y el Mr se calculará de la siguiente forma:

Capitulo VI: Diseño estructural Entonces cumpliendo la condición de: M R

= 106.18 ton- n

>

M=

68.56

ton- m

Ok

2.-Diseño por cortante: Tabla 58. Valores máximos admisibles de la relación ancho / grueso de viga 1

Se cción Patines de secciones I, H, o T en flexión

Tipo 1

Tipo 2

Tipo 3

9.09

10.79

16.47

Alma en flexión

69.57

105.35

159.02

El cortante lo recibe el alma de la sección: Por lo tanto si : Alma :

h t

≤

0.98

E K Fy

(Ec. 3.39 NTC- Metálicas)

Capitulo VI: Diseño estructural Entonces : 62.2252

45.24

≥

Ok

Cortante resistente nominal Vn = 0.66 Fy Aa Vn =

0.66 x

2530

kg/cm2

x

1.2700 cm x

60

cm = 1272 127238 38..76 kg ≈

127.24 ton

El alma falla por cortante en el intervalo de endurecimiento por deformación

VR = Vn FR VR = 127.24 ton x Cortante Ultimo = Vu =

36.65

0.9 ton

=

114.51 ≤

ton 114.51 ton

Correcto

3.-Flexión y cortante combinado: (Ec. 3.49 NTC-Metálicas)


Diseño de la conexión


PL-1

Columna principal

PLANTA

PL-1


Columna principal

PL de conexión

PL-3 Alma de la viga


Rt = Fr x Fy x At = 0.9 x 2530 kg/cm2 x 47.50 cm2 = Rt = 108157.50 kg

>

36650

108157.50

Se acepta placa

kg

2.- Diseño de la placa (PL-1) Peralte de la viga principal (d) =

60 cm

Fuerza axial de compresión o tensión

C =T=

M d

=

6856000.00 kg-cm 60 cm

Proponiendo dimensiones de la placa: *Soldadura de filete *Espesor de la placa (PL-1) = Espesor de la soldadura = Ancho de la placa = Largo de la placa =

19 mm 13 mm 300 mm 400 mm

=

kg

114266.67

kg

Capitulo VI: Diseño estructural Fs = 0.6 FEXX (1.0 + sen 1.5 Ѳ)


Fs =

0.6 x

4900

kg/cm x

1

+ sen

0

= 2940.00 kg/cm2

Resistencia de diseño de la soldadura Rd = Fr x Fs x As = 0.75 x 2940 kg/cm2 x

36.00 cm2 =

79380

kg


Rd = 158760.0 kg

Soldadura transversal 1.3 cm Garganta (te) = 0.9 cm

Espesor-Soldadura (W) =

> 114266.67 kg

Ok


3.- Diseño de la placa (PL-2) Proponiendo dimensiones de la placa: *Soldadura de filete *Espesor de la placa (PL-2) = 19 mm *Espesor del patin inferior de la viga = Espesor de la soldadura = 13 mm Ancho de la placa = 300 mm Largo de la placa = 400 mm

Rt = Fr x Fy x At Rt =

0.85 x

Rt =

122578.50

25.4 mm

5.5.1 inciso (b) NTC-Metálicas 2530 kg

3.1.- Diseño de la soldadura Soldadura longitudinal

kg/cm2 x 30.0 cm x >

114267

kg

1.9 cm =

122578.5 kg

Se acepta placa

Capitulo VI: Diseño estructural Como existe cordón de soldadura en los dos lados de la placa de conexión, la resistencia se multiplicara por dos. Por lo tanto:

Rd = 158760.0 kg

>

114266.67 kg

Ok

Soldadura transversal Espesor-Soldadura (W) =

Garganta (te) = Angulo (e) = Ancho efectivo = Area efectiva (As) = FR =

1.3 cm 0.9 cm 0 grados 30 cm 27.00 cm2 0.75

Se usará electrodos tipo E-70XX, cuya resistencia es de 7000 psi = 4900 kg/cm2 Resistencia nominal de la soldadura Fs 0.6 F

(1.0 + sen 1.5 Ѳ)


4.- Diseño de la placa (PL-3) Se acepta placa ------- Las cuales ya fue determinada en el paso No.1 Dimensiones de la placa: Espesor de la placa = 1.90 cm Ancho de la placa = 25 cm Largo de la placa = 40 cm

Diseño de la soldadura - longitudinal

Diseño de la soldadura – longitudinal *Soldadura de filete Espesor de la soldadura = 13 mm Garganta (te) = 0.9 cm

≈

1.3 cm



Soldadura transversal Espesor-Soldadura (W) =

Garganta (te) = Angulo (e) = Ancho efectivo = Area efectiva (As) = FR =

1.3 cm 0.9 cm 90 grados 25 cm 22.50 cm2 0.75

Se usará electrodos tipo E-70XX, cuya resistencia es de 7000 psi = 4900 kg/cm2 Resistencia ominal de la soldadura Fs = 0.6 FEXX (1.0 + sen 1.5 Ѳ) 1.5

Fs =

0.6 x

4900

kg/cm x

1

+ sen

2

22 50

90

= 5425.14 kg/cm2

Resistencia de diseño de la soldadura Rd F

F

A

0 75

5425 k /

2

91549 26818 kg

Capitulo VI: Diseño estructural Resistencia nominal de la soldadura: Fs = 0.6 FEXX (1.0 + sen 1.5 Ѳ) 1.5

Fs =

0.6 x

4900

kg/cm x

1

+ sen

90

= 5425.1 kg/cm2

Resistencia de diseño de la soldadura Rd = Fr x Fs x As = 0.75 x 5425 kg/cm2 x

58.90 cm2 =

Fuerza de tensión o compresión de la soldadura: Fuerza axial de compresión o tensión C = T = C=T=

6856000.0 kg-cm 60 cm + 1.90 cm

=

M d + eplaca

60140.4 kg

239655.6398 kg


Forma final de la conexión viga - columna

250 45° 15 15

15

45°

45°

PL de conexión

(PL-1) 300x400x1.9

13

13

Columna principal

400 (PL-3) 250x400x1.9

15 45°


13

Alma de la viga


6.4 Diseño de vigas secundarias y sus conexiones Viga secundaria – tramo 3-4 A

A1

1er. Nivel

A2

B

A3

963 cm 240.75

4

590

240.75

240.75

240.75

Capitulo VI: Diseño estructural Propiedades de la sección :

0.66

31.3

Longitud (L) : Peralte (d) : Espesor del alma (tw) : Espesor del patín (tf) : Ancho del patín (bf) : T: Área de la sección (As) : I x-x : I y-y :

16.6

.

Viga secundaria IR 305 x 44.5

1.-Calculo del ancho efectivo de la losa de concreto Cumpliendo con las condiciones:

590 31.3 0.66 1.12 16.6 26.6 56.7 9906 845

cm cm cm cm cm cm cm2 cm4 cm4 J : 19.10 cm4 Z x-x : 706 cm3 S x-x : 633 cm3 h = d - tf 30.18 cm

Capitulo VI: Diseño estructural Cumpliendo con la condiciónes de la tabla 2.1 de las NTC - Metálicas =

2040000 2530

0.32

kg/cm2 kg/cm2

=

9.09

> 7.41

Ok

4.-Revisión de pandeo local del alma a compresión por flexión positiva Esbeltez del alma =

h tw

3.71

=

30.18 0.66 2040000 2530

cm cm kg/cm2 kg/cm2

=

45.7

=

105.35

> 45.7

Se considera distribución plastificada de esfuerzos Suponiendo que el ENP está en la base del patín superior, utilizando el caso No.2 - La construcción compuesta compleja y eje neutro en la sección de acero tenemos: C´r = be t f"c

Ec. 3.72 NTC - Metalicas

Ok

Capitulo VI: Diseño estructural Como la compresión total es mayor que la fuerza resistente de tensión el ENP se encuentra un poco más arriba que el patín superior de la viga 170

6

C´r =

150450 kg

Cr =

E.N.P.

47037.8 kg

26.0 cm 22.96

cm

Tr = 96413.24 kg 8.30 cm

2530

Figura 51. Esfuerzos y fuerzas interiores cuando la sección desarrolla su resistencia máxima en flexión positiva Y =

As Fy − f " c b f t

2 Fyb

=

56.7 cm2 x

2530 kg/cm2 -

170 2530

kg/cm2 2

x

148 cm

x

6 cm


5.-Momento resistente nominal Caso 1. Según las NTC-Metálicas sección 3.6.2.3. La construcción compuesta completa y eje neutro plástico se encuentra en la losa por lo tanto el momento resistente nominal se calcula de la siguiente forma:

Mn = Tr e´ = Mn =

As Fy e´

Ec. 3.69 NTC - Metalicas

56.7 cm2 x

2530 kg/cm2 x

26.00

cm =

3730276.18 kg-cm

6.-Momento resistente de diseño 0.85

MRC = 0.85 Mn = Por lo tanto

MRC

>

x Mu =

37.30

ton-m =

18.49

ton-m

7.-Determinación del número de conectores de cortante Se usaran conectores tipo nelson Calculo de la fuerza cortante a trasnmitir por los conectores:

31.707 ton-m

Ok

Capitulo VI: Diseño estructural Factor de reducción de la resistencia del conector - lamina al eje de la viga Nervaduras perpendiculares a la viga de acero: 3.78 NTC - Metalicas Donde: hr = 6.35 cm Wr = 25 cm Hs = 10.636 cm Nr = 1 pza 0.85 1 pza

25 cm 6.35 cm

10.64 cm 6.35 cm

-

1

=

2.26

>

1

No aplica factor de reducción No. De conectores =

150.45 9.48154

ton ton

=

16 conectores

3.6.5.5 NTC - Metálicas

Capitulo VI: Diseño estructural 9.-Re visión por flecha del perfil propuesto Carga muerta: 534.50 W carga muerta: 1286.81 Peso Propio : 44.51 Carga viva media: 100.00 W carga viva media: 240.75 Wtotal = 1572.07 Longitud total de la viga es de :

kg/m2 kg/m kg/m kg/m2 kg/m kg/m

≈ 15.72 kg/cm

590 cm

Flecha permisible

∆=

∆=

L

240

+ 5 mm

590 cm 240

(Ec. 7.3 inciso (a) NTC-Metálicas)

+

0.5

=

2.96 cm


Sección simple Tabla 59. Propiedades de sección simple ELEMENTO Patin Superior Alma Patin Inferior Sumatorias:

AREA (cm2) 18.59 20.59 18.59 57.77

Y cm 30.74 15.65 0.56

Yi=

15.65

cm

Ys=

15.65

cm

=

Sección compuesta Relación de modulos de elasticidad

AY cm3 571.52 322.17 10.41 904.10

10106.16

y cm 15.09 0.00 15.09

cm4

Ay2 cm4 4233.55 0.00 4233.55 8467.10

Io cm4 1.94 1635.17 1.94 1639.06

Capitulo VI: Diseño estructural = 5 384

33912.62 x x

cm4

15.72 kg/cm x 590 cm 4 2040000 kg/cm2 x 33912.62 cm4

=

0.36 cm

Por lo tanto cumpliendo la condición:

∆ máx =

2.96 cm

≥

0.36 cm

Ok

10.-Revisión por cortante El cortante lo resiste el alma de la sección. Proponiendo tornillos de alta resistencia de cabeza cuadrada de un diámetro de 15.9 mm ø de de una calidad de ASTM A325 con Fu = 8840.00 kg/cm2 Características del tornillo de alta resistencia:

Capitulo VI: Diseño estructural El cortante resistente es: 3.14 cm2

Área de barrenos para tornillos:

Área neta del alma (Aw) : 0.66 cm x

29.06

cm

-

3.14 cm2

16.04 cm2

=

Por lo tanto: Fr 0.6 Fy Aw =

0.9

x

0.6

x

2530

kg/cm2 x

16.04 cm2

=

21911.1 kg

Por lo tanto:

Vr =

21911.116 kg

>

Diseño de la conexión Se revisarán 4 estados límites de servicio: 1.-Fluencia o flujo plástico en el área total

12610.00 kg

Ok


Revisión del alma de la trabe secundaria 12610 kg x 2530 kg/cm2

0.9

Espesor del alma de la viga = At =

10.16 cm

Rt = Fr x Fy x At =

5.54 cm2

0.66 cm x

0.66

=

6.71 cm2

2530 kg/cm2 x

0.9 x

Rt = 15268.7 kg

=

>

12610 kg

2.-Revisión de fractura en el área neta Revisión de la placa de conexión: Datos: At = 8.03 cm2

6.71

cm2 = Ok

15268.65 kg

Capitulo VI: Diseño estructural 10.16

3.0 20.32

3.0 3.0 1.66

4.08 5.08

Figura 54. Bloque de tensión y cortante en la placa de conexión hacia la viga principal

Ant = Anc=

4.08 cm 10 66 cm

x x

0.79 cm 0 79 cm

x x

1 1

placa placa

= =

3.22 cm2 8 42 cm2


Revisión del alma de la trabe secundaria 10.16

5.38

7.38

3.0 21.38 3.0 3.0

4.08 5.08

Figura 55. Bloque de tensión y cortante en el alma de la viga secundaria 2

Capitulo VI: Diseño estructural 4.-Revisión de la resistencia de los conectores

5.3.9 NTC-Metálicas

R = FR x Ax b x Fn

FR = 0.75 Ab = 1.99 cm2 Fn = 3380 kg/cm2 R=

0.75 x

La rosca no esta fuera de los planos de corte Tabla 5.7 de NTC-Metálicas 1.99 cm2

3380 kg/cm2 = 5033.42 kg

x

R/Tornillo = 5033.42 kg/tornillo Rc = 20133.7 kg

4 Tornillos

Por lo tanto:

Rt = 44116.34 kg

>

12610.00

Revisión de la separación entre tornillos Separación entre tornillos: 5 cm

kg

Ok

Capitulo VI: Diseño estructural Se usará electrodos tipo E-70XX, cuya resistencia es de 7000 psi = 4900 kg/cm2 Resistencia nominal de la soldadura Fs = 0.6 FEXX (1.0 + sen 1.5 Ѳ)


Fs =

0.6

x

2

4900 kg/cm

x

1

=

2940.00 kg/cm2

14.88 cm2 =

32817.015 kg

+ sen

0

Resistencia de diseño de la soldadura Rd = Fr x Fs x As = 0.75

2940 kg/cm2 x

x


Rd = 65634.0 kg

>

12610.00 kg

5.-Diseño de atiesadores transversales intermedios

Ok

Capitulo VI: Diseño estructural Aat =

1.00

0.15

x

1.00

50

x

1.27

1

-

1.81

x

12610 - 18 x 1.27 21911.1

Aat = -33.452 cm2 Se tomará cero, teóricamente no necesita atiesadores, pero deben colocarse por lo tanto se ensayaran 2 placas de:

Base (b) : 13.97 cm spesor ( t ) : 0.79

cm

Relación ancho grueso :

13.97 cm

0.79 cm

=

17.68

El momento de inercia del atiesador debe ser igual o mayor que

 2.5   − ≥ 0.5 at 3 2 2   ( a / h ) 

at 3 

Ec.4.5 de NTC-Metálicas

2


Revisión como columna Propiedades geométricas 0.79 cm

13.97 cm

1.27 cm

13.97 cm

25 tw = 31.75 cm

Figura 56. Geometría de atiesadores para revisión como columna

A : 62.40 cm2 Ix : 1435.90 cm rx : 4.80 cm


Revisión por aplastamiento Área de contacto = 20.5 cm2 Por lo tanto la resistencia por aplastamiento es: R = 1.8 x Fr x Fy x área de contaco

1.8

x

0.75

x

R = 69992.5 kg

2530 >

kg/cm2 x 20.5 cm2 = 69992.48 kg 12610.00 kg

Por lo tanto:

Se aceptan atiesadores

Ok


Forma Final de la conexión Viga Principal - Viga Secundaria Ancho del patin inferior y superior de la viga prinicipal (bf) =

305 mm

101.6 6.45 139.70

10 50.8

50.8 T ornillos de ø =

15.9

59.61 26.6

6

50 262.81 50 50

mm


6.5 Diseño de viga secundaria en cantiliver Viga secundaria en cantiliver

4to. Nivel

Elementos mecanicos, obtenidos del análisis: Momento ultimo : 4.12 ton-m Cortante ultimo : 3.73 ton Longitud libre : 1.80 m E = 2040000 kg/cm2 G = 784000 kg/cm2 Acero A-36 Fy : 2530 kg/cm2 C: 1 Propiedades de la sección : Longitud (L) : 180 cm Peralte (d) : 31.3 cm


Resistencia de diseño en flexión: Para secciones tipo I, el estado limite de resistencia en flexión se alcanza cuando se forma una articulación plástica en el centro del claro, que es la sección donde el momento máximo. MR = FR Z Fy = FR Mp < FR (1.5 My)


Donde Mp = Z Fy Calculo de longitudes criticas Lu y Lr : Xr =

4 2F y C 3 GJ

Ca


Iy

Xu = 3.220 Xr Xr = 1.33 x 1

(Ec. 3.27 NTC-Metálicas) x

706 cm3 784000 kg/cm2

x x

Xr = 2.41 cm Xu

3 22 x

2.41

cm

7.77 cm

194432.7935 cm6 2530 kg/cm2 x 845.00 19.10 cm4 cm4

Capitulo VI: Diseño estructural Por lo tanto : L=

180 cm

<

Ok

Lu = 435.00

Momento resistente de diseño : MR = FR Z Fy MR =

3 0.9 x 706.00 cm

FR (1.5 My) =

0.9 x 1.5

x

x

2

2530 kg/cm

633.00

cm3 x

=

1607562.00 kg-cm ≈ 16.076 ton-m

2 2530 kg/cm =

2162011.5

kg-cm ≈ 21.62 ton-m

Por lo tanto:

y

16.08 ton-m

≤

21.62 ton-m

MR = 16.08 ton-m

≥

Mu = 4.115 ton-m

Diseño por cortante:

Ok Ok

Capitulo VI: Diseño estructural Separación entre atiesadores transversales (a) = 180 cm

K = 5.0 +

180

cm

5.0 / 30.18 cm

=

2

5.00

Por lo tanto:

0.98

2040000 kg/cm2 x x 2530 kg/cm2

5.00

=

Entonces : 62.23

≥

Cortante resistente nominal Vn = 0.66 Fy Aa

45.73

Ok

62.23


Revisión por flecha de la viga propuesta: Longitud total de la viga es de :

180 cm

Flecha permisible

∆=

∆=

L

240

+ 5 mm

180 cm + 0.5 240

(Ec. 7.3 inciso (a) NTC- Metálicas)

= 1.25 cm

Flecha máxima obtenida del análisis

∆ máx =

0.04 cm

≤

1.25 cm

Correcto


6.6 Diseño de columnas 6.6.1 Columnas de 1er. Nivel El diseño de columnas de la planta baja se realiza en los marcos más desfavorables, es decir, donde tenemos las cargas y los momentos máximos, realizando el diseño como columnas a flexo compresión biaxial, bajo las 8 combinaciones de carga ultima. El método de diseño será el de las Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras Metálicas. El diseño para éste nivel quedará regido para todas las columnas de planta baja y los niveles subsecuentes.

Capitulo VI: Diseño estructural Tabla 62. Obtención de los elementos mecánicos más desfavorables. Story Column STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1 STORY1 C1

Load GSX1 GSX1 GSX1 GSX2 GSX2 GSX2 GSX3 GSX3 GSX3 GSX4 GSX4 GSX4 GSY1 GSY1 GSY1 GSY2 GSY2 GSY2 GSY3 GSY3 GSY3 GSY4

Loc 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0

P -78.35 -77.99 -77.64 -117.93 -117.58 -117.22 -58.45 -58.1 -57.75 -98.04 -97.69 -97.33 -115.41 -115.05 -114.7 -49.1 -48.75 -48.39 -127.28 -126.93 -126.57 -60.98

V2 8.87 8.87 8.87 -16.37 -16.37 -16.37 9.31 9.31 9.31 -15.93 -15.93 -15.93 -0.48 -0.48 -0.48 0.98 0.98 0.98 -8.05 -8.05 -8.05 -6.59

V3 3.72 3.72 3.72 2.12 2.12 2.12 -1.19 -1.19 -1.19 -2.79 -2.79 -2.79 8.89 8.89 8.89 -7.48 -7.48 -7.48 8.41 8.41 8.41 -7.96

T -0.002 -0.002 -0.002 0.002 0.002 0.002 -0.002 -0.002 -0.002 0.002 0.002 0.002 0 0 0 -0.001 -0.001 -0.001 0.001 0.001 0.001 0

M2 7.228 0.391 -6.48 4.038 0.145 -3.761 -2.683 -0.478 1.77 -5.873 -0.724 4.49 17.674 1.318 -15.155 -15.363 -1.577 12.348 16.717 1.244 -14.339 -16.319

M3 31.939 16.028 -0.053 -41.678 -12.403 17.004 33.187 16.492 -0.378 -40.43 -11.939 16.679 4.717 5.536 6.296 8.877 7.083 5.213 -17.368 -2.993 11.413 -13.208

Capitulo VI: Diseño estructural STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1

C2 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C3 C3 C3 C3 C3 C3 C3 C3 C3

GSX4 GSX4 GSX4 GSY1 GSY1 GSY1 GSY2 GSY2 GSY2 GSY3 GSY3 GSY3 GSY4 GSY4 GSY4 GSX1 GSX1 GSX1 GSX2 GSX2 GSX2 GSX3 GSX3 GSX3

0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551

-171.55 -171.19 -170.84 -135.26 -134.91 -134.55 -150.77 -150.41 -150.06 -147.36 -147 -146.65 -162.86 -162.51 -162.16 -115.14 -114.78 -114.43 -150.12 -149.77 -149.42 -112.71 -112.36 -112.01

-17.01 -17.01 -17.01 -4.89 -4.89 -4.89 -4.25 -4.25 -4.25 -10.68 -10.68 -10.68 -10.04 -10.04 -10.04 0.11 0.11 0.11 -13.34 -13.34 -13.34 0.05 0.05 0.05

-3.91 -3.91 -3.91 10.13 10.13 10.13 -9.57 -9.57 -9.57 9.56 9.56 9.56 -10.14 -10.14 -10.14 3.98 3.98 3.98 2.18 2.18 2.18 -1.7 -1.7 -1.7

0.002 0.002 0.002 0 0 0 -0.001 -0.001 -0.001 0.001 0.001 0.001 0 0 0 -0.002 -0.002 -0.002 0.002 0.002 0.002 -0.002 -0.002 -0.002

-7.373 -0.187 7.016 19.34 0.721 -17.966 -18.17 -0.572 17.079 18.264 0.69 -16.949 -19.246 -0.603 18.096 7.585 0.262 -7.085 4.118 0.116 -3.897 -3.368 -0.233 2.924

-37.808 -7.4 23.091 -0.853 7.837 16.439 0.889 8.425 15.867 -18.431 0.628 19.681 -16.69 1.216 19.109 13.945 13.672 13.245 -29.51 -5.659 18.255 13.719 13.554 13.235



GSY1 GSY1 GSY1 GSY2 GSY2 GSY2 GSY3 GSY3 GSY3 GSY4 GSY4 GSY4 GSX1 GSX1 GSX1 GSX2 GSX2 GSX2 GSX3 GSX3 GSX3 GSX4 GSX4 GSX4

0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551

-84.09 -83.73 -83.38 -102.77 -102.41 -102.06 -94.35 -93.99 -93.64 -113.02 -112.67 -112.32 3.04 3.39 3.75 -5.36 -5.01 -4.65 -9.18 -8.82 -8.47 -17.58 -17.22 -16.87

0.73 0.73 0.73 -0.47 -0.47 -0.47 -1.85 -1.85 -1.85 -3.05 -3.05 -3.05 5.67 5.67 5.67 -6.34 -6.34 -6.34 5.05 5.05 5.05 -6.95 -6.95 -6.95

10.09 10.09 10.09 -10.33 -10.33 -10.33 9.48 9.48 9.48 -10.94 -10.94 -10.94 3.77 3.77 3.77 1.62 1.62 1.62 -2.54 -2.54 -2.54 -4.7 -4.7 -4.7

0 0 0 -0.001 -0.001 -0.001 0.001 0.001 0.001 0 0 0 -0.002 -0.002 -0.002 0.002 0.002 0.002 -0.002 -0.002 -0.002 0.002 0.002 0.002

19.088 0.828 -17.474 -18.979 -0.301 18.392 17.965 0.813 -16.381 -20.102 -0.316 19.485 7.088 0.456 -6.166 3.268 0.425 -2.408 -4.371 0.113 4.599 -8.191 0.083 8.358

4.399 3.093 1.768 0.961 1.784 2.596 -4.374 -1.071 2.239 -7.812 -2.38 3.067 14.41 4.365 -5.668 -15.18 -3.948 7.274 12.903 3.95 -4.992 -16.687 -4.363 7.95



GSY1 GSY1 GSY2 GSY2 GSY2 GSY3 GSY3 GSY3 GSY4 GSY4 GSY4 GSX1 GSX1 GSX1 GSX2 GSX2 GSX2 GSX3 GSX3 GSX3 GSX4 GSX4 GSX4 GSY1

1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0

12.36 12.71 -28.35 -27.99 -27.64 14.14 14.49 14.84 -26.21 -25.86 -25.5 -86.19 -85.83 -85.48 -50.18 -49.83 -49.48 -90.55 -90.19 -89.84 -54.55 -54.19 -53.84 -68.5

2.83 2.83 0.82 0.82 0.82 -0.77 -0.77 -0.77 -2.78 -2.78 -2.78 5.97 5.97 5.97 -2.86 -2.86 -2.86 5.59 5.59 5.59 -3.24 -3.24 -3.24 3.31

10.22 10.22 -11.3 -11.3 -11.3 10.65 10.65 10.65 -10.87 -10.87 -10.87 2.23 2.23 2.23 3.58 3.58 3.58 -4 -4 -4 -2.65 -2.65 -2.65 9.97

0 0 -0.001 -0.001 -0.001 0.001 0.001 0.001 0 0 0 -0.002 -0.002 -0.002 0.002 0.002 0.002 -0.002 -0.002 -0.002 0.002 0.002 0.002 0

0.791 -17.247 -20.366 -0.396 19.569 19.605 0.786 -18.021 -19.601 -0.401 18.794 4.388 0.317 -3.777 6.857 0.325 -6.23 -7.326 -0.035 7.258 -4.857 -0.027 4.805 18.917

1.527 -3.481 1.572 0.113 -1.347 -2.337 -0.967 0.401 -7.303 -2.382 2.536 16.447 5.784 -4.929 -13.075 -7.937 -2.731 15.399 5.401 -4.642 -14.123 -8.32 -2.444 7.338



GSY1 GSY2 GSY2 GSY2 GSY3 GSY3 GSY3 GSY4 GSY4 GSY4 GSX1 GSX1 GSX1 GSX2 GSX2 GSX2 GSX3 GSX3 GSX3 GSX4 GSX4 GSX4 GSY1 GSY1

3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775

-138.99 -130.95 -130.59 -130.24 -131.35 -131 -130.65 -122.6 -122.24 -121.89 -92.15 -91.8 -91.44 -194.59 -194.23 -193.88 -100.18 -99.82 -99.47 -202.61 -202.26 -201.9 -118.64 -118.29

9.69 9.49 9.49 9.49 5.68 5.68 5.68 5.48 5.48 5.48 20.06 20.06 20.06 -8.46 -8.46 -8.46 20.21 20.21 20.21 -8.32 -8.32 -8.32 9.91 9.91

9.36 -9.79 -9.79 -9.79 9.64 9.64 9.64 -9.5 -9.5 -9.5 2.51 2.51 2.51 3.55 3.55 3.55 -3.68 -3.68 -3.68 -2.64 -2.64 -2.64 10.11 10.11

0 -0.001 -0.001 -0.001 0.001 0.001 0.001 0 0 0 -0.002 -0.002 -0.002 0.002 0.002 0.002 -0.002 -0.002 -0.002 0.002 0.002 0.002 0 0

-16.696 -19.067 -0.797 17.576 18.971 0.955 -17.185 -18.475 -0.742 17.087 4.735 0.195 -4.354 6.78 0.356 -6.086 -6.857 -0.206 6.455 -4.812 -0.045 4.723 18.975 0.719

-19.416 14.441 -2.524 -19.449 2.167 -7.934 -17.909 1.416 -8.329 -17.942 40.643 4.918 -30.836 -28.34 -13.238 1.939 41.11 5.126 -30.888 -27.874 -13.03 1.887 15.954 -1.68



GSY2 GSY3 GSY3 GSY3 GSY4 GSY4 GSY4 GSX1 GSX1 GSX1 GSX2 GSX2 GSX2 GSX3 GSX3 GSX3 GSX4 GSX4 GSX4 GSY1 GSY1 GSY1 GSY2 GSY2

3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775

-97.36 20.55 20.9 21.26 -51.2 -50.84 -50.49 -123.08 -122.73 -122.38 37.72 38.07 38.43 -102.17 -101.82 -101.46 58.63 58.99 59.34 -91.2 -90.85 -90.49 -21.49 -21.13

4.4 -2.82 -2.82 -2.82 -2.5 -2.5 -2.5 15.03 15.03 15.03 -14.51 -14.51 -14.51 15.57 15.57 15.57 -13.97 -13.97 -13.97 4.06 4.06 4.06 5.87 5.87

-9.35 8.81 8.81 8.81 -8.79 -8.79 -8.79 2.09 2.09 2.09 3.88 3.88 3.88 -2.99 -2.99 -2.99 -1.2 -1.2 -1.2 8.64 8.64 8.64 -8.29 -8.29

-0.001 0.001 0.001 0.001 0 0 0 -0.002 -0.002 -0.002 0.002 0.002 0.002 -0.002 -0.002 -0.002 0.002 0.002 0.002 0 0 0 -0.001 -0.001

16.022 17.745 1.566 -14.742 -17.276 -1.154 15.062 4.048 0.114 -3.838 7.692 0.356 -7.036 -6.401 -0.707 5.099 -2.757 -0.465 1.901 17.514 1.157 -15.385 -17.316 -1.58

-5.03 -9.484 -4.44 0.648 -8.112 -3.642 0.863 39.05 11.992 -15.298 -39.668 -13.533 12.865 40.418 12.388 -15.884 -38.299 -13.137 12.28 9.902 2.597 -4.758 14.464 3.915

Capitulo VI: Diseño estructural STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1

C12 C12 C12 C12 C12 C12 C12 C12 C12 C12

GSY1 GSY2 GSY2 GSY2 GSY3 GSY3 GSY3 GSY4 GSY4 GSY4

3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551 0 1.775 3.551

-111.06 -36.33 -35.98 -35.62 -150.19 -149.84 -149.48 -74.75 -74.4 -74.04

7.65 9.83 9.83 9.83 -3.29 -3.29 -3.29 -1.11 -1.11 -1.11

9.11 -8.03 -8.03 -8.03 9.42 9.42 9.42 -7.72 -7.72 -7.72

0 -0.001 -0.001 -0.001 0.001 0.001 0.001 0 0 0

-15.325 -16.339 -1.8 12.822 18.26 1.24 -15.838 -15.729 -1.751 12.309

-13.307 18.906 1.405 -16.104 -11.94 -6.069 -0.165 -6.971 -4.98 -2.961


Columna de acero – 1er. Nivel Elementos mecanicos del resultado del modelo matematico del programa ETABS 1.- Elementos en el extremo superior de la columna Mx = -19.57 ton-m My = 30.46 ton-m Pu = 208.7 ton 2.- Elementos en el extremo inferior de la columna Mx = 20.37 ton-m My = -47.36 ton-m Pu = 209.6 ton Acero A-36 Es = G=

Fy : 2040000 784000

Propiedades de la sección :

2530 kg/cm2 kg/cm2

kg/cm2 Acero


Módulo de sección plastica: Zx = b f t f ( d − t f ) +

Zx = 1

2

2

Zy =

1 4

4

t w (d − 2t f

(d − 2t f ) t w

1405.18

)

2

cm3

5773.94

Zy = t f b f +

1

2

cm3

1.-Revisión del pandeo de los patines Esbeltez del patín =

bf

2tf

=

33 2

x

cm 2.54 cm

=

Cumpliendo con la condiciones de la tabla 2.1 de las NTC - Metálicas E

2040000

kg/cm2

6.50


Resistencia de diseño a compresión λ =

KL

Fy

r

π 2 E

Ec.3.4 de NTC-Metálicas

2530 3.1416 2 x 2040000

16 x

0.18

Ec.3.3 de NTC-Metálicas n= Rc =

Dirección Y-Y

1.4 533332.06

kg

<

540533.39

Ok


4.-Indice de estabilidad del entrepiso Dire Direcc cció iónn X - X I =

I =

∑ PuQ∆ ( ∑ H ) L

OH

1401840 kg x 3 105531 kg x

Inciso Inciso 2.2.2 2. 2.2 de NTC-Metáli N TC-Metálicas cas

x 1 .6 5 c m 41 0 c m

=

0.16

>

0.08

Como el índice es es mayor se calculan los factores de amplificación de B1 y B2 Ec. 1.3 y 1.5 de NTC-Metálicas

El coeficiente depende de la variación del momento flexionante por lo tanto tenemos que:

Capitulo VI: Diseño estructural Mti = Mtp =

0.38 ton-m -19.22 ton-m

=

0.38

ton- m

+

1.19

x

- 19.22 to ton - m =

- 22.51 to ton- m

Momento de diseño de la zona central de la columna: = 1.00

0.38 to ton-m + 1.19

x

- 19.22 ton- m = -22.51 ton- m

Direcc Dirección ión Y -Y I = I =

∑ PuQ∆ ( ∑ H ) L

OH

1401840 kg x 3 105430 kg x

x 1.45 cm 4 10 c m

=

0.14

>

Como el índice es mayor se calculan los factores de ampilifación de B1 y B2

0.08

Capitulo VI: Diseño estructural Mti = Mtp =

-3.48 ton-m -42.38 ton-m

Momento de diseño en los extremos de la columna: =

- 3.48

ton- m

+

1.16

x

- 42.38 to ton - m =

- 52.82 to ton- m

Momento de diseño en la zona central de la columna: = 1 .0 0

-3.48 to ton-m + 1.16

x

-42.38 ton-m =

-52.82

ton-m

5.-Revisión de las secciones extremas de la columna Extremo superior: Formula: Ec. 3.51 de NTC-Metálicas

Capitulo VI: Diseño estructural Donde: Fy = FR = Muox = Muoy = Pu = Py = Mpx = Zx Fy = Mpy = Zy Fy =

2530 kg/cm2 0.9 -2251120.25 kg- cm -5282055.13 kg- cm 2 09 6 0 0 k g 6005 00592.7 kg 14608075.11 kg 3555093.046 kg

Por lo tanto:

= -0.75 < 1 Por ser columna de un marco no contraventeado

Ok


7.-Revisión de la columna completa Ec. 3.56 de NTC-Metálicas

-0.2 <

=

Ok

1

8.-Resistencia al cortante de la columna Resistencia nominal al cortante Rn = 0.6 At Fy =

0.6

x

237.39 cm2 x

2530 kg/cm2

=

360355.59 kg

Resistencia de diseño al cortante Rd = Fr x Rn =

0.9

x

360355.59

=

324320.03

Cortante mas desfavorable en la planta baja : 21830 kg Por lo tanto:

V

Rd

Ok

kg

Capitulo VI: Diseño estructural Resistencia nominal de la soldadura Fs = 0.6 FEXX (1.0 + sen 1.5Ѳ)


Fs =

0.6

x

2

4900 kg/cm

x

1

+ sen

0

=

2940.00

kg/cm2

Resistencia de diseño de la soldadura

Rd = Fr x Fs x As = 0.75

x

2940 kg/cm2 x

323.94 cm2 =

714278.9 kg

Como existe cordón de soldadura en los dos lados de la placa de conexión, la resistencia se multiplicara por dos.

Rd =

1428557.76

kg

>

138750.00 kg

Se acepta la soldadura para la unión de las placas de la columna.

Ok


6.7 Diseño de losa maciza La losa maciza existe en el tablero del primer nivel ya que el manual de instalación de la losacero exenta de que los entrepisos queden a nivel de terreno natural o debajo de éste, ya que por gravedad, el agua llegará a ellos. Por otro lado, si existen grietas el agua se infiltrará y se distribuirá, provocando corrosión prematura en la Ternium Losa cero. También la losa maciza se encuentra en los volados de los entrepisos subsecuentes al primer nivel ya que los volados quedan a la intemperie y por recomendación del estructurista y de la distribuidora de la losacero piden que no tenga exposición a la lluvia ya que esta puede filtrarse provocando corrosión prematura. A continuación se diseña la losa del primer nivel:

a2 =

963

Capitulo VI: Diseño estructural a) Cálculo del peralte mínimo d min

=

Perimetro del tablero

k = 0.032

250 4

K

Inc. 6.3.3.5 de las NTC-Concreto

0.6 fs W

4

0.6 x 4200 kg/cm2 x

k=

0.032 x

d min =

12.45 ≈ 12 cm

hmin

= 12 cm +

2 cm =

14

617.00 kg/m2 = 1.13

cm

Como hmin = 14 cm > 12.5 cm debemos aumentar 1.5 cm de espesor, incrementando el peso 2400 kg/m3 x 0.015 m = 36.00 kg/m2 Por lo tanto:


VR = 0.5

x 0.8 x 100

x

12 200 kg/cm2 = 6788.225 kg > 918.36 kg

El tablero resiste la fuerza cortante c) Determinación de armado por flexión Tipo de tablero: Extremo ( tres bordes discontinuos, un lado largo continuo) Relación m =

a1 a2

=

235 963

=

0.244

Cálculo de momentos últimos Mu =

2

W x a1

x 1.4 x Coef .

As

=

Mu

F R Fy J d 10000 Ya que no existe en la tabla 6.1 de las NTC-Concreto el coeficiente se realizara una interpolación para obtener esos valores

0.24

Ok

Capitulo VI: Diseño estructural Separación por cambios volumetricos as de varillas del #3 = as de varillas del #4 =

0.71 cm2 1.27 cm3

St =

as As

0.71 cm2 x 100 = 3.60 cm2

x 100 =

19.72 cm2

St =

as As

1.27 cm2 x 100 = 3.60 cm2

x 100 =

35.28 cm2

rige

Tabla 64. Coeficientes de momentos y separación definitiva Momento Sentido

Momento Separación S Separación Área de Coef. de tabla último (kg-m) acero (cm2) por cálculo (cm) definitiva (cm)

Negativo en bordes con.

Corto

1156

583.61

1.43

Negativo en bordes dis.

Corto Largo

0 0

0 0

0 0

49.7

> 0 0

19

19 cm 0 0

Capitulo VI: Diseño estructural Momento resistente de franja unitaria: MR = FR Fy As J d MR = 0.9 x 4200 x MR = 161028.00 kg-cm MR = 1610.28 kg-m

3.94

x 0.9 x 12

Al observar los momentos últimos calculados (tabla 63), se aprecia que ninguno rebasa el momento resistente de la parilla propuesta por lo que una parilla de 18 x 18 cm será suficiente para satisfacer la losa.

Diseño final de losa 963 cm Vars. # 3 @

18 cm Var. # 3 @ 18 cm


6.8 Diseño de placas base para columnas por el método LRFD De acuerdo a la planta establecida anteriormente (figura 54) los elementos mecánicos en el extremo inferior de cada columna son: Columna C1:

Columna C6 :

Mx = 4.04 ton-m

Mx = 4.99 ton-m

My = 41.68 ton-m

My = 15.92 ton-m

Pu = 117.093 ton

Pu = 9.60 ton

Columna C2:

Columna C7:

Mx = 3.88 ton-m

Mx = 4.39 ton-m

My = 38.33 ton-m

My = 16.95 ton-m

Pu = 166.9 ton

Pu = 86.19 ton

Columna C3:

Columna C8:


Columna C11:

Columna C12:

Mx = 6.40 ton-m

Mx = 5.154 ton-m

My = 40.42 ton-m

My = 47.36 ton-m

Pu = 102.17 ton

Pu = 17.91 ton

Diseño de placa base en C-9 33 2.54

1.27 60

54.92

Peralte (d) : 60 cm Ancho del patín (bf) : 33 cm Espesor del alma (tw) : 1.27 cm Espesor del patín (tf) : 2.54 cm

T:

54.92 cm

Capitulo VI: Diseño estructural A1

=

202610 kg 0.6 0.85 x 250 kg/cm2

A1 = d x bf A1 = 60 cm x

33.0 cm

=

=

1589.10 cm2

1980.00 cm

Si ensayamos una placa de: 70 cm x 80 cm Entonces el área del pedestal es:

50 cm x 80 cm

Revisión del área requerida: A2 A1

A1

=

=

6400 cm2 3500 cm2

=

Pu

φ c (0 .85 f ć )

A2 A1

1.35

<

2

A1 = 3500 cm A2 = 6400 cm


N = A1 N =

B = B =

+∆

3500.00

cm2 +

15.3

cm

74.46

≈

55 cm

≈

cm

75 cm

A1 N 3500.00 74.46

=

47.005 cm bf =

33.0 9

0.95 d d=

60

=

57

N=

75

Capitulo VI: Diseño estructural A2 A1

φ c PP

= 0.6 (0.85 f ć A1 )

φ c PP

= 0.6 x 0.85 x 250 kg/cm2 x = 711197.31 kg

φ c PP X =

4 d b f

(d + b f )

X= λ

=

λ

=

2

1+

2 1

x

55 cm

Pu φ c Pp

4 60 cm x 33.0 cm 60 cm + 33.0 cm 2

75 cm

2

202610.0 kg 711197 kg

= 0.26

X

1 − X

+

0.26 1 - 0.26

Utlizaremos : λ = 0.28

=

0.28

<

1

Ok

1.35


3.-Soldadura para la unión entre placas de acero Fuerza a transmitir por la soldadura: Cortante =

21.83

ton =

21830 kg

Cortante mas desfavorable obtenido de la corrida de Etabs.

*Soldadura de filete *Soldadura longitudinal Espesor-Soldadura (W) =

Garganta (te) = Angulo (e) = Longitud efectiva = Area efectiva (As) = FR =

10 mm 8 mm 0 grados 124.7 mm cm2 9.98 0.75



Se usará electrodos tipo E-70XX, Cuya resistencia es de 7000 psi = Resistencia Nominal de la soldadura 1.5

4900

kg/cm2


6.9 Diseño de dado de concreto De los elementos mecánicos antes mencionados se tiene: Pu=

202.61

fć 250 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2

ton

Mx=

4.81 ton-m

My= 27.87 ton-m

Figura 64. Elementos mecánicos en dado de concreto

Proponemos una sección 80

Capitulo VI: Diseño estructural f*c = 0.8 fć f*c = 0.8 x f"c = 0.85 x

250 kg/cm2 = 200 kg/cm2 =

200 kg/cm2 170 kg/cm2

1) Calculo de PRO PRO = 0.7 ( 0.85 F*c Ag + As Fy ) PRO = 0.7

0.85

x

200 kg/cm2 x

80 cm

x

80 cm

+ 26.2 x

2 2 7.92 cm x 4200 kg/cm

2) Calculo de M RX Calculo de excentricidad e min = 0.05 h e min = 0.05

x

80 cm =

Excentricidad respecto a "x" e x =

Mx

4.0 cm

> 2.0 cm

OK

Capitulo VI: Diseño estructural ρ

=

q f " c fy

Despejando q: q=

Fy ρ f " c

=

4200 kg/cm2 170 kg/cm2

0.032 =

De la grafica de de interacción k = PRX = 1.40

x

0.7

0.80

1.40 x

80

Dirección x x

80

x

200

=

3) Calculo de M RY Cálculo de excentricidad e min = 0.05 h e min = 0.05 x

80 cm =

Excentricidad respecto a "y"

4.0 cm

>

2.0 cm

Ok

1254.40 ton

Capitulo VI: Diseño estructural PR =

0.0008

1.00 + 0.001

-

=

0.00073

804.80

> 100

Por lo tanto: ρ

=

q f " c fy

ρmax = 0.060

=

>

0.80

0.032

x 170 kg/cm2 4200 kg/cm2

>

Ok

0.005

De las NTC-Concreto tenemos que: Despejando As : As = ρ x b x h As = 0.032 x

Numero de varillas: Nº5 105 Nº6 73 Nº8 41 Nº10 27

= 0.032

ρ

80 cm

= As

b d

x

80 cm

=

206.44 cm

Conclusión: vars vars vars vars

Se usaran 20 varillas del No.12

Ok

Capitulo VI: Diseño estructural Por lo tanto la separación es: a) b)

850 4200 48

x

x

c) Smax =

3.175 cm

=

1.27

=

61.0 cm

0.5

x

80 cm

41.6

cm

# 4 = 1.27 cm2 2 ɸ = # 10 = 3.175 cm ɸ=

=

40 cm

Separación máxima arriba y abajo: a)

80 cm

b)

80

c)

60 cm

/

6

=

13.3 cm

Por lo se armara con E # 4 @ 25 cm. en el centro y @ 12 cm en los extremos.


6.10 Diseño de pernos de anclaje Se usaran anclas hechas a base de varilla corrugada grado 42. Datos: Mu = 2787.4 ton-cm Fy = 4200 kg/cm2 fć = 250 kg/cm2 d = 40 cm

Columna de acero

Placa Base b

Anclas

Capitulo VI: Diseño estructural 2 Área de acero necesaria para cada ancla: 18.44 cm = 4

Se usará anclas de varilla del No. 8

As=

5.07 cm2

Radio de doblez 2787.4 x 2.54 = 60 x 250

7.46

Longitud del extremo = 12ø = 30.48 cm Longitud del ancla =

290

cm

cm

4.61

cm2

y con diametro de :

2.54 cm


6.11 Análisis y diseño de cimentación 6.11.1 Tipo de cimentación Según el estudio de mecánica de suelos (ver anexo A), el suelo tiene una buena capacidad de terreno debido a la zona donde se construirá el edificio para lo cual se recomienda emplear una cimentación de tipo superficial, a base de zapatas corridas o aisladas. La forma final se muestra en la siguiente planta.

6.11.2 Profundidad de desplante La cimentación va de acuerdo a la mecánica de suelos realizada en el lugar lo cual para fines de cálculos estructurales se determino que la profundidad de desplante sea de 3.00 metros incluyendo la plantilla de 5 cm de espesor. A

B 1242

C


6.11.3 Diseño de zapata aislada de lindero De los elementos mecánicos antes mencionados en el extremo inferior de las columnas, elegimos el más desfavorable para el diseño de la zapata de lindero. Por lo tanto tenemos:

Columna C-2 Datos: fta = 76 ton/m2 Df = 3.00 m C1 = 80 cm C2 = 80 cm fć = 250 kg/cm2 2 f*c= 200 kg/cm f"c= 170 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 P 166.90 ton

Nomenclatura : Az : Area de la zapata L : Longitud de la zapata B : Base de la zapata Df : Nivel de Desplante fta : Capacidad de carga admisible Ƴprom : Peso especifico del terreno


2) Presiones de contacto W = B x L x D f x Ƴprom W = 1.60 m

x

2.7 m

x

Pu = 1.1 166.90 ton = 183.59 ton P T = 166.90 ton + 28.68 ton P Tu = 1.1 x 195.6 ton =

MUX = F.C x MUY = F.C x

MEX MEY

= =

3.00 m

x

= 195.6 ton 215.14 ton

1.1 1.1

3.88 38.33

ton-m ton-m

Modulo de la sección Sx =

B L2 6

Sx = 1.60 m

Sy =

2.7 m 6

2

2.20 ton/m 3 = 28.68 ton

L B2 6

=

1.97

m3

= =

4.27 42.16

ton-m ton-m

Capitulo VI: Diseño estructural No pasa en la fibra No.1 por lo tanto se propone otra geometría de zapata L=

2.20 m

B=

2.20 m


B L2 6

Sy =

Sx = 2.20 m

Sy =

2.2

2.2 m

2

2.2 m

2

6

m 6

L B2 6

=

1.77

m3

=

1.77

m3

Presiones de contacto f 1 =

PTU B x L

+

Mu S

f 2 =

PTU B x L

−

Mu S

Capitulo VI: Diseño estructural e x = Mux Ptu

=

4.27 m 215.14 m

=

0.02

m

Muy Ptu

=

42.16 m 215.14 m

=

0.20

m

0.02 m 0.20 m

= =

ey =

L´ = L - 2ex = B´ = B - 2ey =

2.20 2.20

-

2 2

Presión total qtu

=

PTU B´ L´

qtu =

1.81 m

Presión neta q nu

=

PU B´ L´

215.14 ton x 2.16 m

=

55.1 ton/m2

2.16 1.81

m m

Capitulo VI: Diseño estructural Momento ultimo M UL =

q nu l12

2 2

x 2

1.40 m

2

2

x 2

0.70 m

2

M UL = 47.00 ton/m

=

46.1 ton-m

=

11.5 ton-m

2

M UB

M UB

=

=

qnu l2

2 47.00 ton/m

3) Obtención del peralte preliminar d =

Mu

14.8 ć

+

10 cm 15 cm 1151566.9kg-cm

s/sismo c/sismo


3) Obtención de cortante C1 + d = 108 cm C2 + d = 108 cm 108 80

108

80

Zapata de concreto

Zona de falla

Capitulo VI: Diseño estructural Por lo tanto Vu : Vu

=

Vu α Mu C AB + bo d Jc

< V CR = F R

f * c

Donde: α

1

=1− 1 + 0.67

Jc

C 1 + d

=

1

1

1

C 2 + d

+

0.67

80 cm + 80 cm +

28 28

cm cm

=

0.401

3 2 3 = d (C 1 + d ) + (C 1 + d )d + d (C 2 + d )(C 1 + d )

6

Jc =

₃

28 6

6

108

2

+

108

28 6

₃

₂

+

28 108 2

108

=

23909760.0 cm4

Entonces Vu es igual a:

Vu =

128766.02 432.00 x 28

+

Vu =

128766.02 432 00 x 28

+

0.40

x

426800.00 23909760.0

x

54.0

0.40

x

4216300.00 23909760.0

x

54.0

=

11.032

kg/cm2

=

14.47

kg/cm2

Capitulo VI: Diseño estructural 4.27 ton-m

>

0.2 Vu d =

9.01

ton-m

No existe transmision de momento

Si Muy = 42.16 ton-m

>

0.2 Vu d =

9.01

ton-m

Existe transmisión de momento

Si Mux =

Por lo tanto Vu : Vu =

Vu bo d

+

α Mu C AB Jc

< V CR = F R

f * c

Donde: α

1

=1−

C 1 + d

1 + 0.67 Jc =

d ( C 1 + d )

Jc =

6

=

1

1

1

C 2 + d 3

0.67

(C 1 + d )d 3 d (C 2 + d )(C 1 + d ) 2 + + 6 2 ₃

35 6

+

80 cm + 80 cm +

115

₃

+

115

35 6

+

35 35

cm cm

=

₂

35 115 2

115

=

36308854.2 cm4

0.401


4) Revisión como elemento ancho Revisando las tres condiciones: 1) B > 4d

2.20 m

2) h < 60 cm

>

1.4 m

OK

60 cm

OK

40 cm <

3) M < 2 Vd

M

=

q nu (l

− d ) 2 2

=

47.00 ton/m2

0.70 m 2

V = qnu ( l - d ) = 47.00 ton/m2 0.70 m M = Vd Vu =

2.88 ton-m 16.45 ton x 0.35

Vu = b d

16450.96 100 x 35

=

m =

0.35 m

0.35 m 0.50

₂

=

2.879 ton-m

= 16.45 ton <

4.70 kg/cm2

2.0

OK

Capitulo VI: Diseño estructural Acero lado largo lecho bajo

As = Sep=

40.96 cm2 Conclusión: Nº3 Nº4 Nº5 Nº6 Nº8 Nº10

2 3 5 7.0 12.4 19.4

cm cm cm cm cm cm

Se usaran varillas del No. 10 @ 18 cm

Acero lado corto lecho bajo

As = Sep=

10.24 cm2 Nº3 Nº4 Nº5 Nº6

7 12 19 27.8

cm cm cm cm

Conclusión: Se usaran varillas del No. 5 @ 18 cm


Diseño final de zapata de lindero

Vars. # 3 @

18 cm

Vars. # 3 @

40 cm

Vars. # 5 @

18

cm

Vars. # 10 @

18 cm

18 cm


6.11.4 Diseño de zapata aislada central De los elementos mecánicos antes mencionados en el extremo inferior de las columnas, elegimos el más desfavorable para el diseño de la zapata central. Por lo tanto tenemos:

Columna C-9 Datos: fta = 76 ton/m2 Df = 3.00 m C1 = 80 cm C2 = 80 cm fć = 250 kg/cm2 2 f*c= 200 kg/cm f"c= 170 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 P 202.61 ton

Nomenclatura : Az : Area de la zapata L : Longitud de la zapata B : Base de la zapata Df : Nivel de Desplante fta : Capacidad de carga admisible Ƴprom : Peso especifico del terreno


2) Presiones de contacto W = B x L x Df x Ƴprom W = 1.70 m

x

2.9 m

x

Pu = 1.1 202.61 ton = 222.87 ton P T = 202.61 ton + 32.17 ton P Tu = 1.1 x 234.8 ton = MUX = F.C x MEX MUY = F.C x MEY

= =

1.1 1.1

3.00 m

B L2 6

Sx = 1.70 m

Sy =

2.9 m 6

2

4.81 27.87

ton-m ton-m

= =

L B2 6

=

2.20 ton/m3 = 32.17 ton

= 234.8 ton 258.26 ton


x

2.33

m3

5.29 30.66

ton-m ton-m

Capitulo VI: Diseño estructural Por lo tanto se propone otras dimensiones: L=

2.20 m

B=

2.20 m


B L2 6

Sy =

Sx = 2.20 m

Sy =

2.2

2.2 m

2

2.2 m

2

6

m 6

L B2 6

=

1.77

m3

=

1.77

m3

Presiones de contacto f 1 =

PTU B x L

+

Mu S

f 2 =

PTU B x L

−

Mu S

Capitulo VI: Diseño estructural ex = Mux Ptu

=

5.29 m 258.26 m

=

0.02

m

Muy Ptu

=

30.66 m 258.26 m

=

0.12

m

2 2

0.02 m 0.12 m

= =

ey =

L´ = L - 2ex = B´ = B - 2ey =

2.20 2.20

-

Presión total qtu

=

PTU B´ L´

qtu =

1.96 m

Presión Neta q

PU

258.26 ton x 2.16 m

=

61.0 ton/m2

2.16 1.96

m m

Capitulo VI: Diseño estructural Momento ultimo

M UL =

qnu l12

2 2

x 2

0.70 m

2

2

x 2

0.70 m

2

M UL = 52.60 ton/m

=

12.9 ton-m

=

12.9 ton-m

2

M UB

=

qnu l2

2

M UB = 52.60 ton/m

Obtención del peralte preliminar

d =

Mu

14.8 f ć

+

10 cm 15 cm

s/sismo c/sismo


3) Obtención de cortante C1 + d = 109 cm C2 + d = 109 cm Zona de falla

109

Zapata de concreto

Dado de concreto

80

80

CAB=

54.5

Capitulo VI: Diseño estructural 3

Jc

= d (C 1 + d ) + (C 1 + d )d + d (C 2 + d )( C 1 + d ) 3

6

₃

29 6

Jc =

6

2

2

₂

₃

109

+

109

29 6

29 109 2

+

109

=

25480294.2 cm4


Vu =

160378.11 436.00 x 29

+

Vu =

160378.11 436.00 x 29

+

V CR

= F R

f * c

=

0.8

x

0.40

x

529320.00 25480294.2

x

54.5

0.40

x

3066140.00 25480294.2

x

54.5

200 kg/cm2 =

=

13.138

kg/cm2

=

15.32

kg/cm2

11.31 kg/cm2

Entonces: Vu = Eficiencia =

Vu VCR

2 15.32 kg/cm

<

15.32 11.31

=

=

2 VCR = 11.31 kg/cm

135.37%

No pasa

Capitulo VI: Diseño estructural Donde: α

1

=1−

C 1 + d

1 + 0.67 Jc =

d ( C 1 + d )

Jc =

6

=

1

1

C 2 + d 3

0.67

( C 1 + d ) d 3 d ( C 2 + d )( C 1 + d ) 2 + + 6 2 ₃

40 6

+

1 80 cm + 80 cm +

120

₃

+

120

40 6

+

40 40

cm cm

=

0.401

₂

40 120 120 2

=

47360000.0 cm4


Vu =

160378.11 436.00 x 40

+

Vu =

160378.11 436.00 x 40

+

0.40 x

529320.00 47360000.0

x

54.5

0.40 x

3066140.00 47360000.0

x

54.5

=

9.440

kg/cm2

=

10.61

kg/cm2

Capitulo VI: Diseño estructural M Vd Vu

=

V CR

=

2.37 ton-m 15.78 ton x 0.40 15779.70 100 x 40

Vu = bo d

= 0.5F R

f * c

=

0.5

2 3.94 kg/cm

Vu =

<

=

m

0.38

<

OK

2.0

3.94 kg/cm2

= x

0.8

VCR =

200 kg/cm2 =

x

2 5.66 kg/cm

5.66 kg/cm2

Ok, pasa

5) Diseño por flexión ASL

=

ASB

=

AS min

M UL F R fy z M UB F R fy z

 0.7 = 

=

0.9

=

0.9

f ć   bd =



x

1288675.87 4200 x 0.85

x

1288675.87 4200 x 0.85

0.7 250 4200

100 x

x

40

x

40

40

=

=

10.03 cm2

=

10.03 cm2

10.54 cm 2

Capitulo VI: Diseño estructural Acero por temperatura Ast = 0.0018 b d Ast = 0.0018 x

Ast= Sep =

100

cm

x

40 cm

=

3.60 cm2 Conclusión: Nº3 Nº4 Nº5 Nº6

19.7 35.3 55.0 79.2

cm cm cm cm

Se usaran varillas del No. 3 @ 18 cm

Diseño final de la zapata central

7.20

cm2

/

2

=

2 3.60 cm

Conclusiones 1.-La estructura planteada que existe desde la arquitectura del edificio ha sido requerida de la necesidad de la empresa, adecuándonos a la comodidad del personal en todos los rincones del edificio. 2.-Toda la estructura trabajara con acero estructural ASTM a-709 grado 36 ó ASTM a-36. 3.-La estructura se encuentra en una zona de tipo II la cual cumple con las condiciones idóneas para no utilizar una cimentación tipo cajón, la resistencia del terreno donde se ubicara el edificio es de 76 ton/m2, lo cual nos permite utilizar zapatas aisladas. 4.-Para la revisión de los desplazamientos se tomó el permisible del 12% de la altura de entrepiso ya que los muros no están integrados a los marcos, lo cual garantizó que todos los desplazamientos se mantuvieran dentro de los permisibles, dando como conclusión que todas las secciones propuestas como vigas y columnas son las adecuadas.

Recomendaciones 1.- Para mantener la vida útil de la estructura se recomienda aplicar dos recubrimientos primarios y dos de acabado, ambos anticorrosivos de material epóxico, catalizando con amínico, con un alto contenido de pigmentos inhibidores de corrosión, este puede ser aplicado en taller o ya cuando la estructura este montada. 2.-Pedir autorización al estructurista para la perforación en elementos estructurales primarios, para evitar la debilidad de la sección. 3.-Reforzar con placas de acero estructural en perforaciones realizadas en patines y alma de las vigas para las instalaciones necesarias. 4.-La soldadura a emplear será de la serie E-70XX de acuerdo a las NTC-Metálicas 5.- Los cortes en las placas deberán realizarse empleando soplete guiado mecánicamente. 6.- Las superficies por soldar deberán estar libres de escoria, grasa, pintura, rebabas, etc.

Bibliografía 1.- González Cuevas y Robles Fernández. 2006, Aspectos fundamentales del concreto reforzado, Limusa, México. Págs. 80-90. 2.- Braja M. Das. 2010, Ingenieria de cimentaciones, quinta edición, Cengage learning, Querétaro, Qto. Págs. 123-148. 3.- Apuntes del curso diseño de cimentaciones, Academia de estructuras, I.P.N., 2009. 4.- Apuntes del curso estructuras de acero, Academia de estructuras, I.P.N., 2008. 5.- Apuntes del curso ingeniería sísmica, Academia de estructuras, I.P.N., 2009. 6.- Gaceta Oficial del Distrito Federal, 2004, Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones, GDF, México.

14.- Gabriel O. Gallo Ortiz, Luis I. Espino Márquez., Alfonso E. Olvera Montes, Diseño Estructural de casas habitación, Mc Graw Hill, México. Págs. 112-116

ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Tipo de hornos para la transformación del mineral de hierro en arrabio............................11 Figura 2. Rodelero, arcabucero ..........................................................................................................12 Figura 3. Alto Horno 1 de Fundidora Monterrey, a principios del siglo XX .....................................15 Figura 4. Vista actual de la planta principal de AHMSA ..................................................................17 Figura 5. Croquis de localización ......................................................................................................25 Figura 6. Detalle de losacero ............................................................................................................29 Tabla 3. Características de la losacero ...............................................................................................30 Figura 7. Planta de condiciones de regularidad .................................................................................32 Figura 8. Planta de salientes y entrantes ............................................................................................33 Figura 9. Espectro de diseño sísmico.................................................................................................41 Figura 10. Zonificación geotécnica de la ciudad de México y área metropolitana...........................42 Figura 11. Detalle de losa de Azotea .................................................................................................43 Figura 12. Detalle de losa de Entrepisos............................................................................................44

Figura 30. Fuerzas Horizontales X-X en el Marco 1 .........................................................................60 Figura 31. Fuerzas Horizontales X-X en el Marco 2 .........................................................................63 Figura 32. Fuerzas Horizontales Y-Y en el Marco A ........................................................................66 Figura 33. Fuerzas Horizontales Y-Y en el Marco B ........................................................................69 Figura 34. Modelo Tridimensional de la Estructura ..........................................................................72 Figura 35. Fuerzas Cortantes en Planta Baja .....................................................................................74 Figura 36. Fuerzas Cortantes en el 1er. Nivel....................................................................................76 Figura 37. Centro de masas por entrepisos utilizando el programa Etabs .........................................78 Figura 38. Rigidez de marco 1 ..........................................................................................................81 Figura 39. Rigidez en el marco 2 – Eje 2 de A - B ............................................................................87 Figura 40. Rigideces en marcos de 1er. Nivel ..................................................................................88 Figura 41. Rigideces en marcos del 2do. Nivel .................................................................................90 Figura 42. Centro de torsión por entrepisos utilizando el programa Etabs ........................................92 Figura 43. Periodo fundamental de la estructura mediante el programa Etabs................................103 Figura 44. Diagrama de Momentos y Cortantes de la Viga 2, obtenidos del programa Etabs ........107

Figura 62. Diseño final de la losa maciza ........................................................................................183 Figura 63. Cálculo requerido de placa base .....................................................................................187 Figura 64. Elementos mecánicos mecánicos en dado de concreto ...................................................................190 Figura 65. Vista de la conexión de la columna - placa y anclas para su diseño diseño .............................195 Figura 66. Estructuración de columnas...........................................................................................197 Figura 67. Longitudes de presiones de contacto en Zapata de lindero ..........................................200 Figura 68. Dimensiones Dimensiones de la zapata de lindero .............................................................................201 Figura 69. Dimensiones del área de falla – zapata de lindero..........................................................203 Figura 70. Armado final de la zapata de lindero..............................................................................208 Figura 71. Longitudes de presiones de contacto en zapata central .................................................211 Figura 72. Dimensiones de la zapata central....................................................................................212 Figura 73. Dimensiones del área de falla .........................................................................................214 Figura 74. Armado final de la zapata central ...................................................................................218

ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Cargas vivas unitarias, KN/m2 (kg/m2) ................................................................................20 Tabla 2. Coordenadas geográficas .....................................................................................................24 Tabla 3. Características de la losacero ...............................................................................................30 Tabla 4. Valores de los parámetros para calcular los espectros de aceleraciones..............................40 Tabla 5. Cálculo Cálculo de factores factores...............................................................................................................40 Tabla 6. Análisis de losa de azotea ....................................................................................................43 Tabla 7. Análisis Análisis de losa de entrepisos entrepisos ..............................................................................................44 Tabla 8. Análisis de losa maciza........................................................................................................45 Tabla 9. Análisis de muro de tabique de 2.88 m de altura .................................................................46 Tabla 10. Análisis de tablero de yeso de 2.44 m de altura.................................................................46 Tabla 11. Análisis de tinacos .............................................................................................................47 Tabla 12. Análisis de escaleras ..........................................................................................................48 Tabla 13. Cargas vivas unitarias ........................................................................................................49

Tabla 31. Fuerzas en dirección Y-Y en 1er. Nivel.............................................................................75 Tabla 32. Fuerzas en dirección X-X en el 2do. Nivel ........................................................................77 Tabla 33. Fuerzas en dirección Y-Y en el 2do. Nivel ........................................................................77 Tabla 34. Resumen de Centros de Carga por nivel............................................................................78 Tabla 36. Centro de torsión 1er. Nivel dirección X-X.......................................................................89 Tabla 37. 37. Centro de de torsión torsión 1er. Nivel Nivel dirección dirección Y - Y.....................................................................89 Tabla 38. Centro de torsión 2do. 2do. Nivel dirección X-X......................................................................91 Tabla 39. Centro de torsión 2do. Nivel dirección Y-Y ......................................................................91 Tabla 40. Resumen de centros de torsión por nivel ...........................................................................91 Tabla 41. Centro de Torsión (ETABS) ..............................................................................................92 Tabla 42. Fuerzas Cortantes debidas a la torsión en dirección X-X en el 1er. Nivel.........................96 Tabla 43. Fuerzas Cortantes debidas a la torsión en dirección Y-Y en el 1er. Nivel.........................96 Tabla 44. Fuerzas Cortantes debidas a la torsión en dirección X-X en el 2do. Nivel........................96 Tabla 45. Fuerzas Cortantes debidas a la torsión en dirección Y-Y en el 2do. Nivel........................96 Tabla 46. Fuerzas Cortantes debidas a la torsión en dirección X-X en el 3er. Nivel.........................97

Tabla 64. Coeficientes de momentos y separación definitiva ..........................................................182

Anexo A ESTUDIO ESTUDIO DE MECÁNI MECÁNICA CA DE SUELOS SUELOS

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTU RAS S.A. DE C.V.

S O L O R Z A N O ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS INFORME GENERAL I

DATOS DE LA OBRA Tipo de obra: Edificio GEPESA S.A. DE C.V. Localización: Calle Manuel Gonzales No. 303-305, casi esquina con calle 2 de Marzo, Col. San Pablo, Texcoco Edo. de México.

1.-La cimentación será a base de las características estratigráfica del sitio en estudio, para la cimentación de la estructura de proyecto se recomienda: Emplear una cimentación de tipo superficial, a base de zapatas corridas o aisladas.

Anexo B

Elaborad o p or Perla Arizbé Cantú González Producto Ternium Méx ico

Rev isa do por Felipe Cav azos René Garza Cav azos Producto Ternium Méx ico

Aprobado por Fernand o A ctis Producto Ternium Méx ico

N3 ETP

MEX

C03 TER LS 25 2007

Especificación Técnica de Produ c to 25 Ent pi Te i Lo

Contenido 1. Desc rip ción

2. Us os

3. Sustrato y Rec ub rim ientos

4. Características del P rodu cto

5. Ge om etrí a

1. Descripción Sistema de entrepiso metálico que utiliza un perfil laminado diseñado para anclar perfectamente con el concreto y formar la losa de azotea o entrepiso

2. Usos Entrepisos de centros comerciales, edificios corporativos, estacionamientos, hoteles, hospitales, etc.

3. Sustrato y Rec ub rimientos O

L C B

(

E

A R

S

E

I

P

Ñ

L

G

0

.

2 0

2

0

.

2 0

2

0

.

2 0

3

.

1 0

O

R

S

R

P

E

E D D

T

M

9

5

9

1 1

0 2 5 6 8

8

A

0 2 5 6 8

1 1

8

7

R

O

2

5

S

I

N

S

0 2

1 1

0

T

E

P

E

O

B

R

A

R

A

R E

N

C

A

O R

S

G

A

C

A

D

O

M

I

S

N I B

L

E

C

E

(

T

K

O

G

/

R

M

2

E

S

)

O

.

5 6 8

2

4

S 5 6 8

4 9

S E

E

P

C

I Ó

N

E

N

T

R

E

A

P

O

Y

O

S

E

N

M

E

T

R

O

S

O

) C

9

C

A

S E R R

O C

O .

3

S

I

S N

E

0 M

E

O

S P

I

L E

P

C

D

1 1 N

T

E

:

P

A

R

0 2 A

C

R

I T

E

R

1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2

. 4 , 9 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0

0 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0

5 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2

.

6 , , , , , , , , , ,

3 7 0 0 0 0 0 0 0 0

9 6 0 0 0 0 0 0 0 0

9 5 0 0 0 0 0 0 0 0

1 1 1 1 1 2 1 1 2 2 2

2 2 2 2 2 2 2 2

, 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

2 2 2 2 2 2 2 2

, 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

1 2 2 2 2 2 2 2

2 2

, 0 , 0 I O

0 0 S

0 0

2 2

2 2 D

E

C

, , A

0

0 0

0 0 L

0 0 C

U

L

O

.

8 , 1 , 3 , 5 , 7 , 0 , 6 , 7 , 0 , 0 , 0

0

2

8 0 3 2 0 0 6 0 0 0

3 6 4 9 0 4 7 0 0 0

, 9 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0

9 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

, 0 , 0 Y

0 0

0 0 S

1 1 2 1 1 1 2 2

. 0 8 9 , 4 , 8 , 0 , 2 , 3 , 8 , 0 , 0

0 9 7 8 2 0 0 1 3 0 0

6 8 9 2 0 6 2 7 0 0

1 1 1 1 1 1 1 1

, , , , , , , ,

2 8 9 1 4 7 0 2 4 5 7

1 1 1 2 2 2 2 2

, , , , , , , ,

5 6 9 0 0 0 0 0

2 7 5 0 0 0 0 0

1 5 7 0 0 0 0 0

1 1 1 2 2 1 1 2

, , , , , , , ,

, ,

0 0 0 0 I C

0 0 A

, ,

2 2 I G

N

I

F

2

.

2 2 D

O

D

0

2

1 3 8 5 2 8 0 1 9 3

0 0 3 0 6 8 1 1 0 1

1 2 4 0 0 6 8 0

7 7 5 0 0 5 3 0

3 7 4 0 0 3 0 0

0 0 E

0 0

0 0 A

B

R

.

1 1

, ,

1 1 2

, , ,

4 6 7 9 1 3 8 9 0 1 0

1 1 1 1 1 1

, , , , , ,

9 9 4 5 7 3 4 6

1 1 E

, ,

8 9 V

0 4 4 5 6 9 6 4 8 9 0

8 5 0 7 1 4 5 8 6 0

2

0 7 1 9 4 1 4 7

9 5 0 4 2 5 3 4

5 7 8 2 I A

1 1

6 5 6 7 9 , 1 6 7 8 , 4 , 7

0 2 0 6 4 3 9 4 3 4 2

3 1 9 7 0 0 6 6 4 3

1 1 1 1 1 1

8 9 , 1 , 2 , 3 , 0 , 1 , 2

7 6 1 3 1 5 4 9

7 1 3 1 1 1 1 2

, ,

9 2 S

0 7

1

C

I O

1 1 N

.

3 4 E

2

V

E

R

.

8

0

1 1

, ,

4 6 7 9 5 5 9 2 4

8 2 7 2 5 8 7 0 3

7 5 2 4 1 8 4 0 4

1

,

1

7 7 8 9 7 8 9 , 3

1 7 7 4 6 4 0 1

3 5 6 3 6 2 2 6

1 1

, ,

8 2 O

8 4

4 6 N

3

. 0

S

0 3 5 5 3 1 0 0

9 1 7 0 4 3 3 1

,

5 6 6 2 4 6 9 0

8 2 8 4 9 7 2 7

2 4 6 5 0 3 3 1

, ,

1 2

8 6

9 9 N

, ,

1 1

, ,

1

A

G

3

5 6 7 5 6 8 0 2

1 1

1 1 T

0

E

.

1

,

1 1

, ,

2

0

4

0

6

0

5 6

1 2

5 0

5

0

7

5 6 8 0

2 8 4 1

9 1 3 1

5 7 8

7 0 5

2 9 3

4 5 7

8 9 2

0 8 0

4 5 8 0 2 7 7 8

7 0 5 5 6 0 6 7

4 1 3 4 4 3 5 1

7 8 0 5 6 7

2 9 7 8 3 0

4 7 7 9 5 5

6 7 9 4 5 9

1 6 2 9 2 6

6 5 0 3 5 7

4 7

4 8 S

2 4

4 9

5 4

0 2

7 9

5 2

9 9 E

R

A

L

E

3

.

1

,

1 1

, ,

3

1 1

.

, ,

3

1

.

,

8

0

4

.

0

0

5 6

0 0

3 8

5

1

3

6 7

5 8

3 8

5 6

5 7

7 4

8 9

0 7

8 5

7

4

9

9 1

3 2

1 1

4. Características del P rodu cto •

Es un sistema de entrepiso metálico que utiliza un perfil laminado diseñado para an clar perfectamente con el concreto y formar la losa de azotea o entrepiso

•

•

•

•

El concreto actúa como elemento de compresión efectivo y rellena los canales de la Losacero , proporcionando una superficie plana para acabado s.

ra guado. Esta diseñado para soportar la carga muerta completa del concreto antes del f Después de que el concreto adquiere su resistencia propia, la sobrecarga de diseño es sopo rtada por la sección compuesta donde Losacero provee el refuerzo positivo del entr episo. Reemplaza la cimbra de madera convencional logrando eliminar en algunos casos el apuntalamiento tempo ral.

•

•

•

•

•

Consultar la tabla de claro máximo sin apuntalar para los requerimientos de apuntalamiento tem po r a l. Acelera la construcción por manejo de colados simultáneos en distintos niveles del edificio, generando ahorro en mano de obra y tiempo. Limpieza por el nulo trabajo con madera, alambres, etc., y seguridad por su rigidez hacia las cargas de tr án sito. La lámina crea una membrana de estabilidad y resistencia contra efectos sísmicos, cuando se crea el efecto de diafragma en la lo sa.

5. Rango Dime nsiona l

7. Propiedades y Capacidades de Ca rga CONCRETO ESPE SOR

VOLU M EN

CMS

M3/M2

5 6 8 10 12

0.0816 0.0916 0.1116 0.1316 0.1516

MALLA DE ACERO MÍNIMA RECOMENDADA POR TEMPER ATUR A SEGÚN EL SDI

MALLA 6 * 6 - 10/10 ( .61 CM2/MT) MALLA 6 * 6 - 10/10 ( .61 CM2/MT) MALLA 6 * 6 - 10/10 ( .61 CM2/MT) MALLA 6 * 6 - 8/ 8 ( .87 CM2/MT) MALLA 6 * 6 - 6/ 6 ( 1.23 CM2/MT)

PROPIEDADES DE LA SECCI N DE ACERO: PROPIEDADES EFECTIVAS ESP.ACERO BASE PESO CAL.

PLG.

MM.

KG/ml

IX+

SX +

SX -

PROP. SIN REDUCIR IX

CM4/MT CM3/MT CM3/MT CM4/MT CM3/MT CM3/MT

24 0.0239 0.607 6.14 53.09 14.26 15.54 57.79 22 0.0299 0.759 7.60 69.54 19.22 20.66 72.31 20 0.0359 0.912 9.06 86.34 24.54 26.04 86.81 18 0.0478 1.214 11.96 114.63 35.25 36.61 114.63 PROPIEDADES PARA UN ACERO GRADO 37 CON UN fy DE 37 KSI **

SX SUP. SX INF.

Calibre 18 solo se fabrica bajo consulta técnica CONCRETO NORMAL, F’C = 200 KG/CM2 , P. VOL. 2400KG/M3 : N=9

17.85 22.33 26.82 35.40

18.571 23.23 27.89 36.83

LOSACERO 25 SIN PERNOS CONECTORES C ALIBRE

(ESPESOR DISEÑO )

PL G. 24 0.0239

22 0.0299

ESPESOR

SOBRECARGA ADMISIBLE ( KG / M2 )

DE

DE CONCRETO

SEPARACIÓN ENTRE APOYOS EN METROS

CMS. 5 6 8 10 12

1.40 1,985 2,000 2,000 2,000 2,000

1.60 1,399 1,765 2,000 2,000 2,000

1.80 1,183 1,306 1,534 1,729 2,000

2.00 896 978 1,489 1,822 2,000

2.20 810 930 1,183 1,450 1,726

2.40 648 745 950 1,167 1,391

2.60 523 601 769 947 1,130

2.80 487 625 772 924

509 631 757

515 620

507

5 6 8 10 12

2,000 2,000 2,000 2,000 2,000

2,000 2,000 2,000 2,000 2,000

1,604 1,767 2,000 2,000 2,000

1,206 1,312 1,837 2,000 2,000

1,088 1,201 1,411 1,590 1,731

864 945 1,088 1,196 2,000

690 746 836 1,444 1,723

551 588 974 1,200 1,434

550 634 813 1,003 1,201

529 681 843 1,011

572 709 853

480 598 720

724 897 1,077 589 635 705 1,245

616 765 920 493 525 967 1,075

5 2,000 2,000 1,990 1,521 6 2,000 2,000 2,000 1,675 20 8 2,000 2,000 2,000 1,957 0.0359 10 2,000 2,000 2,000 2,000 12 2,000 2,000 2,000 2,000 5 2,000 2,000 2,000 2,000 6 2,000 2,000 2,000 2,000 18 8 2,000 2,000 2,000 2,000 0.0478 10 2,000 2,000 2,000 2,000 IMPORTANTE : PARA CRITERIOS DE CALCULO Y SIGNIFICADO **

Calibre 18 solo se fabrica bajo consulta técnica

3.00

3.20

1,173 909 877 713 582 474 1,277 975 961 775 624 501 1,454 1,410 1,113 876 686 853 2,000 1,594 1,231 943 1,245 1,054 2,000 1,742 1,311 1,766 1,490 1,264 1,653 1,315 1,051 842 673 703 1,830 1,443 1,141 902 923 765 2,000 1,674 1,292 1,316 1,071 871 2,000 1,857 1,390 1,488 1,189 944 DE ABREVIACIONES VER NOTAS GENER AL ES

3.40

3.60

3.80

503 608

653 788

749 931

4.

2.-Para la selección de claro de apoyo, calibre y espesor de concreto adecuado es indispensable utilizar esta tabla en conjunto con la de claro máximo sin a pun talar. 3.-Los valores son validos solamente si la losacero esta sujetada a la estructura de soporte en cada valle, mediante tornillos auto taladrantes, clavo de disparo o soldadu ra. 4.-Los valores mostrados no son aplicables a losas con cargas vivas móviles como es el caso de estacionamientos de autos,, en cuyo caso se debe considerar la losa continua con su acero de refuerzo pa ra momento nega tivo. 5.-Para determinar la resistencia como losa, se siguieron los lineamientos del Steel Deck Institute con sidera ndo una deflexión máxima de L/360 para la carga viva como limite de deflexión . 6.-El concreto tendrá un peso volumétrico máximo de 2,400 kg/M3 y un F'c mínimo de 200 kg/cm2, evitando acelerantes que contengan cloruro de sod io . 7.-Para los bordes perimetrales y huecos en donde se considere la lamina en cantiliver, es obligatorio calcular el acero de refuerzo negativo a colocar en la parte superior de la l osa. 8.-Se deberán utilizar conexiones entre lamina y lamina para que trabajen en conjunto, a base de puntos de soldadura para calibre 22 o mayor y pijas auto taladrantes cuando sea un calibre 24 según el manual de mon ta je de losacero o del Steel Deck i nstitute..

14.- Capacidad de carga en ambas tablas: Para cumplir con los valores de capacidad de carga se deb erá apuntalar al centro del claro según se requiera en la tabla de claro máximo sin apuntalar. Como ilustración los valores sombreados con gris necesitan apuntalamiento temporal para cuando la lamina es colocada con condición de apoyo doble, triple o mas y los valores sombreados en ocre deben apuntalarse en casos de condición de apoyo simple.

15.-Ternium proporciona esta información como guía para la selección de productos y no es responsable po r una mala selección o aplicación, por lo cual el cliente deberá contar con un ingeniero capacitado en diseño estructural que verifique su aplicabilidad según los criterios de diseño del código loca l.

Anexo C PLANO DE UBICACIÓN

Calle 5 de Mayo

o c i x e M o c o c x e T l a r e d e F a r e t e r r a C

o b l P a S. e D l e l a C

a n i M r e i v a J o c s i c n a r F

o b l a P S. e D l e l a C

Calle De S. Pablo

Calle De S. Pablo

a ñ a p m a C

o z r a M e d 2 e l l a C

N O T A S: 1.-SINESCALAY SINMEDIDAS. SIMBOLOGIA ZONA DE CONSTRUCCIÓNDEL EDIFICIO

Calle Manuel Gonzàlez

CalleManuel Gonzàlez

o z r a M e d 2 e l l a C

o c i x e

M o c o c x e T l a r e d e F a r e t e r r a C

Calle Cristobal Colon

o r e r r e u G e t n e c i V e l l a C

Calle Jose Maria Morelos

CalleManuel Gonzàlez

a g e t r O z e l à z n o G e l l a C

a g e t r O z e l à z n

Calle Jose Maria Morelos

o G e l l a C

A-1

Anexo D

Anexo F

DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN EDIFICIO A BASE DE MARCOS DE ACERO PARA OFICINAS UTILIZANDO EL RCDF Y EL METODO LRFD.pdf

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