PROYECTO DE EDIFICIO DE ALBAÑILERIA CONFINADA - DISEÑO ESTRUCTURAL ESTRUCTURAL 1.1.-
INFORM ORMACI ACION GEN GENER ERAL AL:: Ubicación No. De pisos Uso Distri Distribuc bucion ion arquit arquitec ecton tonica ica Sistema de techado Azotea Altura de piso a techo Ancho de las puertas Altura de Alfeizares Longitud de ventanas
: Lima : 4 : Vivienda : 02 dormit dormitori orios os por piso, piso, sala sala come comedor dor,, coci cocina, na, SS.HH SS.HH y Esca Escaler leraa (Fig (Fig.. 01) 01) : Losa aligerada, e= 0.20 m : Con parapeto h = 1.20 m, m , sin tanque elevado (sistema Hidroneumatico) : 2.40 m : 0.90 m : 1.00 m, m , (excepto en los Servicios Higienicos donde h = : En Dormitorios y cocina L = 1.40 m
Peralte de viga solera Peralte de vigas en dinteles
En la Sala L= En SS .HH L= En escalera L= : 0.20 m ( igual al espesor del techo) : 0.30 m
3.00
4.00
1.30
1.30
1.80 m) m)
2.50 m 1.15 m 2.45 m
4.00
3.00
4.00
8.13
4.00
16.73
FIGURA No. 01
2.2.-
CARA CARACT CTER ERIS ISTI TICA CAS S DE LOS LOS MAT MATER ERIA IALES LES:: Albañilería
- Ladrillos clase IV sólidos (30% de huecos), tipo King Kong de arcilla, t = 13 cm, f´b = 145 kg/cm2 - Mortero tipo P2: cemento-arena 1 : 4 - Pilas: resistencia característica a compresión (f´m) = 65 kg/cm2 = 650 ton/m2 - Muretes: resistencia característica a corte puro ( v´m) = 8.1 kg/cm2 = 81 ton/m2 - Módulo de elasticidad ( Em) = 500 f´m = 32500 kg/cm2 = 325000 ton/m2 - Módulo de corte (Gm )= 0.4 Em = 13000 kg/cm2 kg/cm2 - Módulo de Poisson (n) = 0.25 Concreto
- Resistencia nominal a compresión (f´c) = 175 kg/cm2 - Módulo de elasticidad ( Ec) = 200,000 kg/cm2 = 2´000,000 ton/m2 - Módulo de Poisson (nc) = 0.15 Acero de Refuerzo
- Corrugado, grado 60, esfuerzo de fluencia (fy) = 4200 kg/cm2 = 4.2 ton/cm2
3.-
PREDIMENSIONAMIENTO DE MUROS: 3.1.- Espesor Efectivo de Muros “t” Para la zona sísmica 3, el espesor efectivo mínimo, descontando tarrajeos, es t = h / 20 , h en cm. t= 240 / 20 = 12.00 cm donde “h” es la altura libre de la albañilería. Con lo cual, se utilizará muros en aparejo de
soga con espesor efectivo t =
13 cm
(mas el recubrimiento) t' =
15 cm
3.2.- Densidad minima de muros reforzados
La densidad mínima de muros reforzados (confinados en este ejemplo), para cada dirección del edificio, se determina con la expresión (Norma E.070 de albañileria): ΣLt
>
ZSUN
Ap
56
Donde: L = longitud total del muro incluyendo sus columnas (sólo intervienen muros con L > 1.2 m) t = espesor efectivo = 0.13 m Ap = área de la planta típica en m2 Z= 0.4 El edificio está ubicado en la zona sísmica 3 (Norma E.030 - Norma sismica) U= 1 El edificio es de uso común, destinado a vivienda (Norma E.030) S= 1 El edificio está ubicado sobre suelo de buena calidad (Norma E.030) N= 4 Numero de pisos del edificio Para nuestro caso: ZSUN = 0.4 x 1x 1x 4 = 56 56
0.0286
Calculo del area de la planta tipica (Ap) :
Ap = área de la planta típica =
8.13
x
2
136.01 m
=
16.73
Calculo de la Desndidad de los muros en ambas direcciones:
En la siguiente tabla se determinan lo siguiente : L = EN LA DIRECCION X (VER FIGURA No. 01) x1 = 3.00 + 0.13 = 3.13 x2 = 4.00 2.50 = 1.50 x3= x1 = 3.13 m x4 = 4.00 0.90 = 3.10 x5= x1 = x3= 3.13 m x6 = 4.00 1.40 = 2.60 x7 = 2.60 + 0.13 = 2.73 EN LA DIRECCION Y: y1 = 4.00 y2 = y1 = y3 = 4.00 y4 = y3 = y5 = 4.00 y6= 4.00 y7= 4.00
+
1.40 = 2.60 m 0.90 = 3.10 m 0.90 = 0.90 = 0.13 =
Longitud del muro m m m m m
2.60 m 3.10 m 3.10 m 3.10 m 4.13 m Ac =
Area de corte = L .t
DENSIDAD DE MUROS REFORZADOS
DIRECCION X Ac (m2) # Veces Ac(total Muro L (m) t (m) X1 3.13 0.13 0.41 2 0.81 X2 1.50 0.13 0.20 2 0.39 X3 3.13 0.13 0.41 2 0.81 X4 3.10 0.13 0.40 2 0.81 X5 3.13 0.13 0.41 2 0.81 X6 2.60 0.13 0.34 2 0.68 X7 2.73 0.13 0.35 1 0.35 Σ= 4.67
Muro Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
L (m) 2.60 2.60 3.10 3.10 3.10 3.10 4.13
DIRECCION Y Ac (m2) # Veces t (m) 0.13 0.34 2 0.13 0.34 2 0.13 0.40 2 0.13 0.40 2 0.13 0.40 2 0.13 0.40 2 0.13 0.54 1 Σ=
Ac(total
0.68 0.68 0.81 0.81 0.81 0.81 0.54 5.11
EN LA DIRECCIÓN X: ΣLt
=
Ap
4.67
=
0.0343
>
0.0286
OK
=
0.0376
>
0.0286
OK
=
0.0343
>
136.01
EN LA DIRECCIÓN Y: ΣLt
=
Ap
5.11 136.01
OTRA CONSIDERACION:
EN LA DIRECCIÓN X: ΣLt
>
Ap
4.67
N
=
4
140
136.01
=
0.0286
OK
=
0.0286
OK
140
EN LA DIRECCIÓN Y: ΣLt
>
Ap 3.3.-
=
5.11
0.0376
N
>
= 140
136.01
4 140
Verificación del esfuerzo axial por cargas de gravedad:
La resistencia admisible (Fa) a compresión en los muros de albañilería está dada por la expresión: 2 Fa =
0.20 f'm
1 -
h 35 t
<
0.15 f'm
2 Fa =
0.20 x
65
x
1
-
2.40 35 x
=
9.38 kg/cm2
0.13
luego Fa = tomemos
9.38 kg/cm2 Fa =
9.38
<
0.15 f'm =
9.75 kg/cm2
OK gobierna el esfuerzo calculado
kg/cm2
DETERMINACION DEL ANCHO TRIBUTARIO EN LOS MUROS:
4.00
4.00
4.00
3.00
CARGAS UNITARIAS Pesos Volumétricos
Peso volumétrico del concreto armado: Peso volumétrico de la albañilería: Peso volumétrico del tarrajeo:
2400 kg/m3 1800 kg/m3 2000 kg/m3
Techos
Peso propio de la losa aligerada de techo (e=0.20): Sobrecarga en piso tipico (incluso en escalera): Sobrecarga en azotea (incluso en escalera): Acabados: 100 kg/m2
300 kg/m2 200 kg/m2 100 kg/m2
Muros
Peso de los muros de albañilería con 1 cm de tarrajeo: 1800 x 0.13 x 2.40 = Peso de 1 cm de tarrajeo = 2000 x 0.02 Peso total de los muros de albañilería con 1 cm de tarrajeo:
Peso del Muro = γm x h x t =
x
Peso del muro por ml incluido 1 cm de tarrajeo =
peso de Ventanas:
20
Altura del muro (h) = 561.6 kg/m2 2.40 = 657.6 kg/m2
2.40 m 96 kg/m2
657.6 kg/m
kg/m2
ANALISIS DE LAS CARGAS VERTICALES: CARGA MUERTA (D) DIRECCION X-X : Peso del muro por ml incluido 1 cm de tarrajeo =
300 x At 100 x At 32 x At
peso del techo=
D
Piso terminado= Parapetos + alfeizares=
D= 432 x (en el cuarto piso)
Para el muro X1: Peso del muro:
657.6 kg/m x
657.6 kg/m
siendo: At = Area tributaria
At
3.13 m = 2
kg/m2 432 x 2.06 m = peso total de la Carga Muerta en el muro X1= D en muro X1 =
Peso del techo y otros:
(en el Tercer piso) Para el muro X1: Peso del piso 4 + el peso del piso 3 =
2948.21
2058.29
kg
889.92 2948.21
kg kg
El peso del muro y techo es el mismo en cada piso x 2= 5896.42 kg
(en el Segundo piso) Para el muro X1: El peso del muro y echo es el mismo en cada piso 2948.21 x 3 = Peso del piso 4 + el peso del piso 3 + peso del piso 2= 8844.62 kg
Para el muro X1: El peso del muro y techo es el mismo en cada piso (en el Primer piso) Peso del piso 4 + el peso del piso 3 + peso del piso 2 + peso del piso 1 = 2948.21 x 4 =
11792.83
kg
CARGA VIVA (L):
Para la carga viva (L) = Para la carga viva (L) = Para el muro X1: Sobrecarga en la Azotea =
100 x At 200 x At
En Azotea Piso tipico
(en el cuarto piso)
100 x At
2 kg/m2 Peso del techo y otros: 100 x 2.06 m = peso total de la Carga Muerta en el muro X1= L en muro X1 =
Para el muro X1: Sobrecarga en piso tipico =
(en el Tercer piso)
206.00 206.00
kg kg
la sobrecarga es el mismo en cada piso
200 x At
kg/m2 Peso del techo y otros: 200 x peso total de la Carga viva en el muro X1= L en muro X1 =
2 2.06 m =
412.00 412.00
peso total de la Carga viva en el muro X1 (L) = Peso del 4° piso + peso del 3° piso Peso del 4° piso + peso del 3° piso = 206.00 + 412.00
=
kg kg
618.00 kg
(en el Segundo piso) Para el muro X1: la sobrecarga es el mismo en cada piso Peso del piso 4 + el peso del piso 3 + peso del piso 2= 206.00 + 2 x 412.00 =
1030.00 kg
(en el Primer piso) Para el muro X1: la sobrecarga es el mismo en cada piso Peso del piso 4 + el peso del piso 3 + peso del piso 2 + peso del piso 1 = 206.00 + 3 x
412.00
=
1442.00 kg
EN LA DIRECCIÓN X-X 4° PISO
muro X1
h (m) 2.40
t (m)
L (m) 0.13
At (m2)
D (kg)
3° PISO
L (kg)
D (kg)
2° PISO
L (kg)
D (kg)
1° PISO
L (kg)
D (kg)
fa =(D+L)/A (kg/cm2)
L (kg)
3.13
2.06
2948.21
206.00
5896.42
618.00
8844.62
1030.00
11792.83
1442.00
3.25
X2
1.50
3.06
2308.32
306.00
4616.64
918.00
6924.96
1530.00
9233.28
2142.00
5.83
X3
3.13
4.82
4140.53
482.00
8281.06
1446.00
12421.58
2410.00
16562.11
3374.00
4.90
X4
3.10
7.02
5071.20
702.00
10142.40
2106.00
15213.60
3510.00
20284.80
4914.00
6.25
X5
3.13
2.06
2948.21
206.00
5896.42
618.00
8844.62
1030.00
11792.83
1442.00
3.25
X6
2.60
3.23
3105.12
323.00
6210.24
969.00
9315.36
1615.00
12420.48
2261.00
4.34
X7
2.73
1.1
2270.45
110.00
4540.90
330.00
6811.34
550.00
9081.79
770.00
2.78
91168.13
16345.00
Σ = Finalmente en todos los muros se tiene :
fa < Fa
ok
X2, X4 son los muros mas esforzado CARGA MUERTA (D) DIRECCION Y-Y : Peso del muro por ml incluido 1 cm de tarrajeo =
300 x At 100 x At 32 x At
peso del techo=
D
Piso terminado= Parapetos + alfeizares=
D= 432 x (en el cuarto piso)
657.6 kg/m
siendo: At = Area tributaria
At
Para el muro Y1: Peso del muro: 657.6 kg/m x 2.60 m = 2 Peso del techo y otros: 432 x 3.24 m = kg/m2 peso total de la Carga Muerta en el muro Y1= D en muro Y1 =
(en el Tercer piso) Para el muro Y1: Peso del piso 4 + el peso del piso 3 =
3109.44
1709.76 1399.68 3109.44
kg kg kg
El peso del muro y Techo es el mismo en cada piso x 2= 6218.88 kg
(en el Segundo piso) Para el muro Y1: El peso del muro y echo es el mismo en cada piso Peso del piso 4 + el peso del piso 3 + peso del piso 2= 3109.44 x 3 = 9328.32 kg (en el Primer piso) Para el muro Y1: El peso del muro y echo es el mismo en cada piso 3109.44 x 4 = Peso del piso 4 + el peso del piso 3 + peso del piso 2 + peso del piso 1 =
12437.76
kg
CARGA VIVA (L):
Para la carga viva (L) = Para la carga viva (L) = Para el muro Y1: Sobrecarga en la Azotea =
100 x At 200 x At
En Azotea Piso tipico
(en el cuarto piso)
100 x At
2 Peso del techo y otros: 100 x 3.24 m = kg/m2 peso total de la Carga Muerta en el muro X1= L en muro X1 =
Para el muro Y1:
324.00 324.00
kg kg
la sobrecarga es el mismo en cada piso 200 x At 2 Peso del techo y otros: 200 x 3.24 m = 648.00 kg/m2 peso total de la Carga viva en el muro Y1= L en muro Y1 = 648.00
kg kg
peso total de la Carga viva en el muro Y1 (L) = Peso del 4° piso + peso del 3° piso Peso del 4° piso + peso del 3° piso = 324.00 + 648.00
kg
(en el Tercer piso)
Sobrecarga en piso tipico =
=
972.00
(en el Segundo piso) Para el muro Y1: la sobrecarga es el mismo en cada piso Peso del piso 4 + el peso del piso 3 + peso del piso 2= 324.00 + 2 x 648.00 =
1620.00 kg
(en el Primer piso) Para el muro Y1: la sobrecarga es el mismo en cada piso Peso del piso 4 + el peso del piso 3 + peso del piso 2 + peso del piso 1 = 324.00 + 3 x
648.00
=
2268.00 kg
Fa (kg/cm2) 9.38
EN LA DIRECCIÓN Y-Y 4° PISO
muro Y1
h (m) 2.40
t (m)
L (m) 0.13
At (m2)
D (kg)
L (kg)
3° PISO
D (kg)
2° PISO
L (kg)
2.60
3.24
3109.44
324.00
6218.88
Y2
2.60
3.24
3109.44
324.00
6218.88
Y3
3.10
8.03
5507.52
803.00
11015.04
Y4
3.10
5.41
4375.68
541.00
8751.36
Y5
3.10
5.54
4431.84
554.00
8863.68
Y6
3.10
4.21
3857.28
421.00
Y7
4.13
4.18
4521.65
418.00
D (kg) 972.00
1° PISO
L (kg)
L (kg)
fa =(D+L)/A
Fa
(kg/cm2)
(kg/cm2)
9328.32
1620.00
12437.76
2268.00
4.35
972.00
9328.32
1620.00
12437.76
2268.00
4.35
2409.00
16522.56
4015.00
22030.08
5621.00
6.86
1623.00
13127.04
2705.00
17502.72
3787.00
5.28
1662.00
13295.52
2770.00
17727.36
3878.00
5.36
7714.56
1263.00
11571.84
2105.00
15429.12
2947.00
4.56
9043.30
1254.00
13564.94
2090.00
18086.59
2926.00
3.91
115651.39
23695.00
Σ =
NOTA: Y5 en la azotea tiene mayor area tributaria
D (kg)
Finalmente en todos los muros se tiene :
fa < Fa
9.38
ok
