Clase 8 Semana N_04 Analisis Por Cargas Verticales

ALBAÑILERIA ANALISIS POR CARGAS VERTICALES

UPN – Ing. JAIME CRUZ DIAZ

ANALISISPOR PORCARGAS CARGASVERTICALES VERTICALES ANALISIS

En este sección del curso se explicará el metrado o cálculo de las cargas verticales (cargas de gravedad) en los muros. Estas cargas provocan esfuerzos axiales en los muros que deben de controlarse con la siguiente fórmula:


En este sección del curso se explicará el metrado o cálculo de las cargas verticales (cargas de gravedad) en los muros. Estas cargas provocan esfuerzos axiales en los muros que deben de controlarse con la siguiente fórmula:


Donde:

ANALISISPOR PORCARGAS CARGASVERTICALES VERTICALES ANALISIS …..y además:

ANALISISPOR PORCARGAS CARGASVERTICALES VERTICALES ANALISIS El valor máximo del esfuerzo axial m, se limita a 0.15 f m para que no se reduzca la ductilidad del muro ante solicitaciones sísmicas severas. ´

ANALISISPOR PORCARGAS CARGASVERTICALES VERTICALES ANALISIS Las cargas de gravedad influyen en el valor de la resistencia a fuerza cortante de los muros (Vm) y en la magnitud de las fuerzas sísmicas actuantes.

ANALISIS POR CARGAS VERTICALES Las cargas de gravedad son de dos tipos: - Cargas muertas o permanentes (cm o pp) - Cargas vivas o sobrecargas.

ANALISIS POR CARGAS VERTICALES Las cargas verticales se dividen en: Cargas directas Cargas indirectas. 



ANALISISPOR PORCARGAS CARGASVERTICALES VERTICALES ANALISIS Las cargas directas

Son aquellas que actúan directamente sobre el muro, tales como su propio peso, el de la solera, columnas, dinteles y cualquier otro elemento como tabiques, alféizares, etc., que se construya en el plano del muro o que se concentre perpendicular a él.

ANALISIS POR CARGAS VERTICALES ANALISIS POR CARGAS VERTICALES

ANALISIS POR CARGAS VERTICALES ANALISIS POR CARGAS VERTICALES Las cargas indirectas

Son la que provienen de las losas de techo, como el peso de la losa, los acabados de la losa. Estas cargas son distribuidas por unidad de área y se deben trasladar al muro considerando el área de influencia respectiva.

ANALISISPOR PORCARGAS CARGASVERTICALES VERTICALES ANALISIS En el caso de losas aligeradas armadas en una dirección las áreas se deben de considerar como se muestra en la figura siguiente:



Para losas macizas y losas aligeradas armadas en dos direcciones, las áreas de influencia se obtienen con la denominada regla del sobre, procedimiento que se muestra en la siguiente figura:

ANALISIS ANALISIS POR POR CARGAS CARGAS VERTICALES VERTICALES



Las cargas directas e indirectas se suman para obtener la carga vertical en un nivel determinado del muro. Estas cargas se deben de acumular en cada piso desde arriba hacia abajo.

ANALISISPOR PORCARGAS CARGASVERTICALES VERTICALES ANALISIS En el caso del diseño por carga vertical, se debe considerar en el metrado toda la carga muerta y el 100% de la carga viva para la determinación de la carga P m.


Para el caso de Muros Confinados, puede recurrirse a las columnas para disminuir el esfuerzo axial en la albañilería.

ANALISIS POR POR CARGAS CARGAS VERTICALES VERTICALES ANALISIS

ANALISIS ANALISISPOR PORCARGAS CARGASVERTICALES VERTICALES En este caso se tiene: Deformación unitaria = e = d / h

s = E x e → s = E x d / h => d = [s h ]/E x

Para las columnas:

dcol = (scol x h)/Ecol = (Pcol x h)/(Acol x Ecol) Para la Albañilería:

dalb = (salb x h)/Ealb = (Palb x h)/(Aalb x Ealb)

ANALISIS ANALISISPOR PORCARGAS CARGASVERTICALES VERTICALES También:

dcol = dalb…………..…...( 1 )

P = 2 x Pcol + Palb…..…( 2 ) De (1)→ (Pcol x h)/(Acol x Ecol) = (Palb x h)/(Aalb x Ealb) → Pcol =(Palb x Acol x Ecol)/(Aalb x Ealb) De (2)→ P =(Palb x Acol x Ecol)/(Aalb x Ealb) + Palb → Palb = P x Aalb x Ealb 2 x Acol x Ecol + Aalb x Ealb

ANALISIS ANALISISPOR PORCARGAS CARGASVERTICALES VERTICALES

A continuación se desarrollará un ejemplo en el que se tratará aspectos de estructuración, predimensionamiento y análisis.

ANALISIS POR CARGAS VERTICALES ANALISIS POR CARGAS VERTICALES Características:

Planta típica de un edificio de 4 pisos y azotea. Edificio destinado a oficinas Ubicación: Lima Suelo: grava arenosa densa

ANALISIS POR CARGAS VERTICALES ANALISIS POR CARGAS VERTICALES Considerar: Altura de c/nivel: 2.50 m Vigas soleras Y-Y: 0.15x0.30 m Vigas soleras X-X: 0.25x0.30 m Paño de mayor luz: 4.95 m Espesor de la losa=0.20 m

ANALISIS POR CARGAS VERTICALES ANALISIS POR CARGAS VERTICALES Lima: Zona Sísmica 3

Como h = 2.40 m t ≥h/20, t = 2.40/20 = 0.12m Entonces Muros de soga t = 0.13 m

ANALISISPOR PORCARGAS CARGASVERTICALES VERTICALES ANALISIS Materiales Concreto: f c=175 kg/cm2, Acero: fy = 4200 kg/cm2 ´


Albañilería: Pilas: f m = 65 kg/cm2 Ladrillo: King Kong Industrial Mortero: 1:4 (cemento : arena gruesa) Consideraremos: Muros Y-Y: espesor = 0.13 m Muros X-X: espesor = 0.23 m ´


Cargas Muertas y Vivas 3 Concreto Armado: 2.40 ton/m Losa Aligerada e = 0.20 m: 0.30 ton/m2 2 Acabados: 0.15 ton/m S/C Oficina (piso típico): 0.25 ton/m2 2 S/C Azotea: 0.10 ton/m Muro de Albañilería: 1.80 ton/m3


Asignamos a cada uno de los muros una numeración para identificarlos en el análisis, tanto en la dirección Y-Y como en X – X.


Se realizará el cálculo del esfuerzo axial para el muro Y7 como ejemplo del procedimiento a seguir para cada muro. Para hallar la carga axial sobre cada muro es necesario determinar las áreas tributarias. En la siguiente figura se aprecia la determinación de las áreas mencionadas.

ANALISIS POR CARGAS VERTICALES

Muro Y7

Nota: Longitud del Muro = 2.15 + 0.25/2 = 2.275 = 2.28 m

Vigas: 0.25 x 0.20

ANALISISPOR PORCARGAS CARGASVERTICALES VERTICALES ANALISIS Área Tributaria (A.T.): Longitud=2.15 - 0.25/2 + 0.85- 0.23/2 = 2.76 m Ancho = (0.73-0.13/2+ 1.2-0.13)/2 + (1.2-0.13+ 1.8+ 1+1.08-0.13/2)/2 = = 0.87 + 2.44 = 3.31 m A.T. = 2.76 x 3.31 = 9.14 m2

ANALISISPOR PORCARGAS CARGASVERTICALES VERTICALES ANALISIS Peso del Muro = 0.296m2 x 2.4m x 1.90ton/m3 = 1.35 ton NOTA: en el calculo del peso del Muro, se esta considerando el peso del muro TARRAJEADO, por lo tanto se le adiciona 0.10 ton/m3 al peso el muro (1.80 ton/m3 + 0.10 ton/m3 = 1.90 ton/m3)

ANALISISPOR PORCARGAS CARGASVERTICALES VERTICALES ANALISIS Peso de la Losa = 9.14m2x0.30ton/m2= 2.74 ton Peso del Acabado= 9.14m2x0.15ton/m2= 1.37 ton Peso de la Solera= 0.15x0.3x2.28x2.4= 0.25 ton Peso S/C Piso Típico=9.14m2x0.25ton/m2=2.29 ton Peso S/C Azotea=9.14 m2x0.10ton/m2=0.91 ton


La máxima carga axial para todos los muros se encuentra en los muros del primer nivel. En este ejemplo el número de pisos es 4 (4 pisos típicos y 1 azotea)

ANALISISPOR PORCARGAS CARGASVERTICALES VERTICALES ANALISIS PD=4x(1.35+2.74+1.37+0.25)=22.84 ton PL=3x2.29 + 1x0.91 = 7.78 ton  Pm = 22.84 + 7.78 = 30.62 ton  sm7 = 30.62/(0.296) = 103.45 ton/m2

ANALISISPOR PORCARGAS CARGASVERTICALES VERTICALES ANALISIS Fa = 0.2x650x(1-[2.40/35/0.13]2) = 93.83 ton/m2 0.15xf m = 97.50 ton/m2 sm7 = 103.45 ton/m2 ´

Vemos que NO SE CUMPLE que: sm ≤ Fa

ANALISISPOR PORCARGAS CARGASVERTICALES VERTICALES ANALISIS Se debe aumentar el espesor del muro, es decir

de 0.13m a 0.23m. Haciendo este cambio, el muro pasará?


El procedimiento seguido para el muro Y7 debe ser el mismo que se siga para cada uno de los muros situados en la dirección Y.


Para los muros ubicados en la dirección X, se deberá tener presente lo recomendado para hallar el área tributaria y a continuación seguir el procedimiento visto para los muros ubicados sobre Y.


Bibliografía BIBLIOGRAFIA • Diseño

y Construcción de Estructuras Sismorresistentes de Albañilería. Ángel San Bartolomé, Daniel Quiun y Wilson Silva. Fondo Editorial Pontificia Universidad Católica del Perú. • Diseño de Edificación con Albañilería Confinada. Ing. Cruz Godoy.

Clase 8 Semana N_04 Analisis Por Cargas Verticales

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