ESTRUCTURAS Y CARGAS DOCENTE: ING. RAUL PINTO BARRANTES ALUMNA: TARAZONA CHAMPA, JHOSELYN MIRELLA
TEMA: ESTRUCTURACIÓN Y PREDIMENSIONAMIENTO EN UN EDIFICIO CON SÓTANO Y 12 PISOS DE OFICINAS
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ESTRUCTURAS Y CARGAS
Ingeniería civil
ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN
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2. OBJETIVOS
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3. MARCO TEORICO
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4. RECOMENDACIONES
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5. CONCLUSIONES
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6. BIBLIOGRAF A
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TEMA: ESTRUCTURACIÓN Y PREDIMENSIONAMIENTO
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Ingeniería civil
1.
INTRODUCCIÓN
En el presente informe se dará a conocer la importancia de la estructuración de un edificio destinado para oficinas que cuenta con doce pisos y un sótano; realizando una adecuada disposición de los elementos estructurales, para que el edificio tenga un buen comportamiento durante su vida útil. Asimismo, se explicará que un buen predimensionamiento de los elementos estructuras, realizado según las luces y cargas que soporta, evitará algún tipo de falla en la edificación. 2. OBJETIVOS
2.1. Entender adecuadamente los conceptos de estructuración predimensionamiento. 2.2. Conocer el dimensionamiento que se realiza en una edificación.
y
3. MARCO TEORICO
A continuación se enumerará los sistemas estructurales que se presentan en una edificación, con sus determinadas características de predimensionamiento: 3.1. TECHOS: para la edificación, como se desea un ambiente acústico, se ha optado por el sistema de losa aligerada unidireccional, considerando que ésta también genera un menor peso y facilita las instalaciones eléctricas y sanitarias. La losa aligerada está compuesta por bloques de 30x30x20, que se colocan entre viguetas de 10 cm de ancho, espaciadas cada 40 cm y una losa superior de 5 cm. Las viguetas se armarán en la dirección longitudinal x-x paralela a la fachada. Se ha diseñado una vigueta de costura, sin ninguna función estructural, simplemente su objetivo es uniformizar deformaciones, debido a que las luces son parecidas. Usaremos el techo aligerado armado en la dirección más corta y uniformizaremos el sentido de las viguetas. Los peraltes mínimos para no verificar deflexiones, recomendado por la Norma Peruana de Concreto Armado es h = l/25 en losas aligeradas continuas conformados por viguetas de 10 cm de ancho, bloques de ladrillo de 30 cm de ancho y losa superior de 5cms, con sobrecargas menores a 300 kg/cm2 y luces menores a 7.3 m. El aligerado se armará en la dirección x-x, predimensionando: Peralte de losa: 4.75/25 = 0.190m Peralte de losa: 6.175/25 = 0.247m Para uniformizar la losa usaremos un peralte de 25 cm para todos los tramos. En las oficinas es posible el uso de algunos ambientes para almacenes, es por esto que preferimos uniformizar el peralte. TEMA: ESTRUCTURACIÓN Y PREDIMENSIONAMIENTO
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3.2. VIGAS: se dispondrán de tal manera que se realice la unión entre placas y columnas, formando así pórticos y pórticos mixtos con placas de concreto armado; tendrán el mismo peralte en las dos direcciones para mantener el diseño arquitectónico del edificio. La función de la dirección transversal y-y es soportar las cargas de gravedad y en la dirección transversal x-x, es recibir momentos importantes por carga sísmica en las fachadas anterior y posterior que le transmitirá las placas. Se usarán vigas chatas para soportar los tabiques de ladrillo en la zona de los baños, cuando estos sean paralelos a la dirección del aligerado, y para confinar los ductos de ventilación. Para el predimensionamiento de vigas tomaremos las siguientes recomendaciones: h > luz/12 y h< l/10 (para cargas verticales) El ancho se recomienda que esté comprendido entre 0.3 y 0.5 h. Donde h = peralte de la viga Como el edificio tiene luces de 4.75, 5.75 y 6.175m, se ha considerado vigas con peralte de 60cm y un ancho de 25cm en la dirección y-y, y un peralte de 60 cm y un ancho de 20 y 25 cm en la dirección x-x para uniformizar con el ancho de las placas en esta dirección.
3.3.
COLUMNAS: son elementos sometidos a flexocompresión y cortante. En nuestro caso el diseño por corte en la columna es menos importante porque las placas van absorber casi en su totalidad la fuerza horizontal a que será sometida el edificio en caso de sismo. Asimismo los momentos no son importantes. Las columnas van a ser dispuestas en la parte interior del área del edificio, debido a que en los extremos laterales se ubicarán las placas; y tendrán cierto distanciamiento para poder formar pórticos, sin dejar de respetar el requerimiento arquitectónico del edificio. También serán peraltadas en la dirección y-y por las cargas de gravedad que reciben de las vigas. Se reducirá el área de las columnas a partir del 5to nivel. Se predimensionará en función de la carga vertical; se realizará el predimensionamiento para la columna más cargada y uniformizaremos estas medidas para las demás columnas. Realizando los cálculos y las fórmulas según reglamento, se obtiene así los siguientes valores: 40 x 80 cm, f´c = 280 kg/cm 2 para el sótano, 1er y 2do piso. 40 x 80 cm, f´c = 210 kg/cm 2 para el 3er y 4to piso. 40 x 70 cm, f´c = 210 kg/cm 2 para el 5to, 6to, 7mo y 8vo piso. 40 x 60 cm, f´c = 210 kg/cm 2 para el 9no, 10mo, 11vo y 12vo piso.
3.4. PLACAS: tienen como finalidad tomar el mayor porcentaje de fuerza sísmica y a la vez proveen la estructura de rigidez lateral evitando desplazamientos excesivos que pueden dañar a los elementos estructurales y no estructurales. TEMA: ESTRUCTURACIÓN Y PREDIMENSIONAMIENTO
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La arquitectura ha permitido disponer de una adecuada densidad de placas en ambas direcciones y de forma simétrica dando al edificio adecuada rigidez lateral y torsional. En la dirección y-y las placas estarán ubicadas en los extremos laterales del edifico, en toda la extensión del límite de propiedad. También en esta dirección tendremos las placas de la caja del ascensor y de la escalera. En la dirección x-x se dispondrá de placas solamente en las fachadas del edificio. Para dimensionarlo se usan dos criterios:
3.4.1. Carga vertical: debe tener un ancho de 20 o 30 cm, ya que el edificio tiene una altura considerable de 36m. 3.4.2. Esfuerzo cortante actuante: se debe estimar el cortante total originado por el sismo y tratar de determinar cuál es el cortante actuante en cada placa. Luego verificamos que el cortante nominal o resistente de cada placa sea mayor al cortante último.
3.5. ESCALERA: es un elemento muy importante, ya que su función es permitir el escape en caso ocurra un siniestro, es por eso que se le debe prestar especial atención al momento de su diseño. En el diseño de la edificación, la escalera fue ubicada en el paño central frente a los ascensores, ubicada así en todos los niveles. La entrega de la escalera es apoyada sobre una viga y los descansos, en una de las placas de la dirección y-y. Su dimensionamiento, según el Reglamento Nacional de Construcciones, en cada 2 contrapasos más un paso debe dar de 60 a 64cm. Entonces, en la edificación se realizaran 16 pasos de 25 cm de ancho y el contrapaso de 18.75 cm. 3.6. CASETA DE MÁQUINA Y TANQUE ELEVADO: La caseta de máquinas se ubicará sobre la caja del ascensor para lo cual será necesario prolongar las placas de la misma. Igualmente se prolongará las placas de la escalera sobre el cual se ubicará el tanque elevado.
Las dimensiones del tanque serán:
Losa del fondo y paredes laterales serán de 20 cm y losa superior, de 15 cm. Área interna = 2.10 x 4.75 = 9.98 m2 Altura agua = 24.528 /9.98 = 2.50 m Altura libre mínima = .45 m Altura del muro del tanque = 2.5 +.45 =2.95 m
Las dimensiones de la cisterna serán:
Losa del fondo será de 15 cm y paredes laterales serán de 20 cm y el techo de la cisterna será de 15 cm. Área interna = 4.85x5.80 = 28.13 m 2
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Altura agua = 30.90 / 28.13 = 1.10 m. Altura libre mínima = .40 m. Altura del muro de la cisterna = 1.10 + .40 = 1.50 m.
4. RECOMENDACIONES
Al momento de realizar la estructuración, tener los conocimientos muy claros sobre cada uno de los elementos estructurales, para que el edificio tenga un buen funcionamiento durante su vida útil. Realizar un adecuado predimensionamiento a la edificación, guiándonos con el Reglamento Nacional de Edificaciones, para ver que cargas soportan cada elemento estructural.
5. CONCLUSIONES
El edificio tendrá rigidez lateral y torsional debido a que se colocarán muros de corte en su perímetro. La simetría del edificio permite que el desplazamiento sea mínimo. La simetría del edificio permitirá una rigidez uniforme en ambas direcciones.
6. BIBLIOGRAFÍA
Tesis. Edificio con sótano y 12 pisos de oficinas. Carlos Hernán Canales Quiñones Reglamento Nacional de Edificaciones. E-020 Cargas Reglamento Nacional de Edificaciones. E-030 Diseño Sismorresistente
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