Pre Dimensionado de Vigas

Pre dimensionado de vigas: El predimensionamiento de vigas y pilares es el procedimiento previo al cálculo de dimensionado que es necesario llevar a cabo en estructuras hiperestáticas antes hiperestáticas antes de poder calcular con precisión los esfuerzos sobre las mismas. Con el predimensionado se establecen unas dimensiones orientativas de las secciones transversales de vigas y vigas y pilares que pilares que sirven de base para un cálculo de comprobación y reajuste de las dimensiones definitivas de las secciones. En el predimensionamiento intervienen una serie de aspectos que involucran el criterio a considerar por lo cual se tiene que tener en cuenta que estos parámetros pueden variar dependiendo de aspectos como la calidad de material mano de obra calificada etc Estructuras de hormigón armado !"#$ El predimensionado usa diferentes valores en t%rminos de la longitud de los elementos: •

Predimensionamiento de vigas principales . &n posible m%todo es

utilizar h ' L() h ' L(*+ siendo h la altura o canto total de la sección y L la luz o longitud libre entre apoyos de la viga. ,e considera L() cuando no se tiene seguridad de que el armado de la viga es correcto y L(*+ cuando se tiene seguridad del correcto armado de la viga aunque tambi%n se pueden hacer un promedio entre los dos anteriores si los criterios son moderados. Para la base !-$ de la viga se considerará B ' h(+. •

Predimensionamiento de vigas secundarias . Puede usarse un criterio

similar al anterior donde se empieza considerando h ' L(* y B ' h(+ donde h es la altura de la sección transversal de viga L longitud de la viga y B la base de la sección transversal de viga. •

Predimensionamiento de columnas . #nálogamente puede usarse el

m%todo japon%s consistente en usar la fórmula apro/imada para las dimensiones de un conjunto de pilares id%nticos de sección rectangular b / d  tal  tal que se cumpla:

bd ≥

p ∅ fck 

0onde b es la dimensión menor de la sección transversal del pilar d  es la dimensión mayor de la sección transversal P  es el peso de la edificación un factor que depende del tipo de columna f   la resistencia en compresión del hormigón usado. ck 

Predimensionado de vigas

1as vigas se dimensionan generalmente considerando un peralte del orden de *(*2 a *(*+ de la luz libre. 0ebe aclararse que esta altura incluye el espesor de la losa del techo o piso El ancho es variable de *(+ a +(3 veces su altura teniendo en cuenta un ancho m4nimo de +5cm con la finalidad de evitar el congestionamiento del acero y presencia de cangrejeras Para predimensionar una viga dadas que estas trabajan predominantemente en fle/ión simple el perfil para empezar a comprobar la resistencia y la rigidez se eval6a a partir del má/imo momento flector como: WF ≥

MF  σadm

Escogida una forma para el perfil que usualmente es un perfil 7 un perfil " o un perfil & se escoge dentro de la serie de perfiles de la misma forma aqu%l cuyo momento resistente 89 satisface la relación anterior. 0onde: 9 es el momento flector  má/imo sobre la viga. σadm

 es la tensión mecánica admisible del material de la viga.

1;,#, #17 longitud del lado mayor  *. " ' altura o espesor total de la losa aligerada y por tanto incluye los 5cm de losa superior y el espesor del ladrillo de techo. 1os ladrillos serán de *+ *5 +2 y +5cm respectivamente El #rquitecto y el 7ngeniero Civil deberán tener en cuenta la determinación de la altura de piso a piso el espesor

anteriormente indicado y la consideración de 5cm adicionales para el denominado piso terminado.

P=E07E?,7;?#7E?@; 0E C;1&?#, 1as columnas al ser sometidas a cargas a/iales y momento flector tienen que ser dimensionadas considerando los dos efectos simultáneamente tratando de evaluar cual de los dos es el que gobierna en forma más influyente en dimensionamiento En base a todo lo indicado se puede recomendar el siguiente criterio de dimensionamiento. ,e siguió el criterio de dimensionamiento por carga vertical pues en la edificación se ha usado el sistema mi/to de pórticos y muros de corte el cual permite que los momentos en las columnas debido a sismo se reduzcan muy considerablemente. Para este tipo de edificio se recomiendan los siguientes criterios de predimensionamiento: a$ Columnas Centrales:  Area'

 P ( servicio ) 0,45∗f ´ c

b$ Columnas E/teriores o Esquineras:  Area'

 P ( servicio ) 0,35∗f ´ c

ostramos un ejemplo del predimensionamiento: B se supone un peso por piso de * ton ( m+. B Columna interior C: ?6mero de pisos ' ) Area tributaria: !.5 D 5.22$ ' +.+5 m+  Peso total !ton $ ' *.2 ton ( m+ D +.+5 m+ D ) pisos ' +*.+5 Area de la columna ' +32).5 cm+ ,e escoge columna de sección 2 D 2 cm 40 * 60 = 2400 > 2310

El momento flector 6ltimo de una sección cualquiera puede e/presarse como 2 u' wuB ¿ ln / α 

0onde 8u' Carga por unidad de área. 1n' 1ongitud libre. -' 0imensión transversal tributaria. F' Coeficiente de omento 0epende de la ubicación de la sección y de las restricciones en el apoyo. Para una sección rectangular con acero solo en tracción de acuerdo al #C7 3* se tiene:

u(G' 9Hc

bd

2

 I !*B25)I$.

0onde: I 'J fy( fKc 0e donde

√

0' 1n

wvb α ∅ F ´ cbw ( 1− 0,59 w )

Predimensionamiento de columnas usando el criterio del área tributaria.  Coeficientes L para determinar el área de columnas cuadradas para diferentes luces entre ejes Mt' 2.2+  #g' L#  #g' ,ección de la columna # t' Area tributaria acumulada tipo de columna piso

antepen6ltimo antepen6ltimo antepen6ltimo segundo segundo segundo

luz

     

área tributari a por m+ * 3  * 3 

*

222*3 222** 222** 222** 222*+ 222*+

+ 222+5 222+2 222*N 222* 222* 222*

3

222++ 222* 222*5 222* 222* 222*

 2222 222+ 222+3 222+* 222*5 222*5

 #plicación de Predimensionamiento de Columnas ,e tiene un edificio a porticado de *2 pisos cuya planta t4pica demuestra en la figura adjuntaO el uso es de oficinas  considere los techos de aligerados de 2.+5 m tabiquer4a de *+2 g(m

+ acabado de*22 g(m + fKc' +2 g(cm  f y' +22 g(cm ,e pide dimensionarlas columnas seQaladas en el gráfico