“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
PREDIMENSIONAMIENTO: SISTEMA APORTICADO – ALBAÑILERIA CONFINADA 1. MARCO TEÓRICO A. PREDIMENSIONAMIENT PREDIMENSIONAMIENTO O DE LOSAS Las losas son los elementos que hacen factible la existencia de los pisos y techos de una edificación Tienen dos funciones principales desde el punto de vista estructural: la primera ligada a las cargas de gravedad, que es la trasmisión hacia las vigas de las cargas propias de la losa, losa, el piso terminado, la sobrecarga sobrecarga y eventualmente eventualmente tabiques u otros elementos apoyados en ellos, y la segunda ligada a las cargas de sismo que es la obtención de la unidad de la estructura, de manera que esta tenga un comportamiento uniforme en cada piso, logrando que las columnas y muros se deformen una misma cantidad en cada nivel . TIPOS DE LOSAS: Las losas se pueden subdividir en: A. Losas Macizas B. Losas Nervadas C. Losas Aligeradas. Las losas macizas tienen un determinado espesor íntegramente en concreto
armado. Las losas nervadas tienen en cambio nervios o viguetas cada cierta distancia
unidas por una losa maciza superior más delgada Las losas aligeradas son en esencia losas nervadas, pero tienen como
diferencia que el espacio existente entre las nervaduras y viguetas este relleno por un ladrillo aligerado.
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
Fuente: Blanco Blasco, A. (1994). Estructuración y diseño de edificaciones de concreto armado. Lima: Colegio de Ingenieros del Perú.
A.1) LOSAS ALIGERADAS: Blanco Blas nos dice que el peralte de las losas aligeradas podrá ser dimensionado considerando los siguientes criterios: TABLA N°1.1: Criterios para el predimensionamiento de una losa aligerada.
h L h ladrillo 17 cm Menores de 4m 12 cm 20 cm 4m a 5.5m 15 cm 25 cm 5m a 6.5 m 20 cm 6m a 7.5m 25 cm 30 cm Fuente: Blanco Blasco, A. (1994). Estructuración y diseño de edificaciones de concreto armado. Lima: Colegio de Ingenieros del Perú.
A.2) LOSAS MACIZAS: Blanco Blas nos dice que las losas macizas pueden ser dimensionadas en forma aproximada considerando espesores menores en 5cm a los indicados para losas aligeradas así se podrá tener:
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
TABLA N°1.2: Criterios para el predimensionamiento de una losa maciza.
h L 12 cm Menores o iguales a 4m 15 cm Menores o iguales a 5.5m 20 cm Menores o iguales a 6.5 m Menores o iguales a 7.5m 25 cm Fuente: Blanco Blasco, A. (1994). Estructuración y diseño de edificaciones de concreto armado. Lima: Colegio de Ingenieros del Perú.
A.3) LOSAS NERVADAS: Blanco Blas nos recomiendo el siguiente redimensionamiento: TABLA N°1.3: Criterios para el predimencionamiento predimencionamiento de una losa nervada. Ancho de la viga H 35 cm 10 a 15 cm 40 cm 10 a 15 cm 50 cm 10 a 15 cm Fuente: Blanco Blasco, A. (1994). Estructuración y diseño
L Menores a 7.5m Menores a 8.5m Menores a 9.5m de edificaciones de concreto
armado. Lima: Colegio de Ingenieros del Perú.
B. PREDIMENSIONAMIENT PREDIMENSIONAMIENTO O DE VIGAS Son los elementos que recibe la carga de las losas, y las trasmiten hacia otras o directamente hacia las columnas o muros. El conjunto formado por las vigas y las columnas recibe el nombre de pórticos. Las vigas pueden ser peraltadas o chatas dependiendo de su altura o peralte; se denomina viga peraltada a aquella que tiene una altura mayor al espesor del techo, y por tanto es visible. Las vigas peraltadas pueden ser invertidas, cuando sobresalen hacia la parte superior de la losa.
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
FIGURA: 2.1 tipos de vigas P REDIMENSIONAMIENTO O FUENTE: Velazquez, H. A. (2012). ESTRUCTURACIÓN Y PREDIMENSIONAMIENT
La diferencias entre una viga peraltada y una viga chata si son notorias, puesto que comprenden no solo su capacidad resistente por flexión y cortante, sino su capacidad de deformación (rigidez o flexibilidad). El comportamiento en flexión de una viga origina esfuerzos de compresión y tracción. Estas fuerzas internas estarán espaciadas una cierta distancia, que será mayor mientras mayor sea el peralte de la viga.
FIGURA: 2.2 Comportamiento en flexión de una viga FUENTE: BLASCO, A. B. (1995). Estructuracion y Diseño de Edificaciones de Concreto Armado
B.1) VIGAS PRINCIPALES PERALTE DE VIGA Tomando las recomendaciones del libro de concreto armado del Ing. Antonio Blanco, las dimensiones de las vigas principales pueden obtenerse con las siguientes expresiones:
…(1) ℎ ≥ − 10 12
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
DONDE: h: peralte de la viga (m) Ln: luz libre de la viga (m); se tomará luz entre ejes para ser más conservador. BW: ancho de viga (m) ANCHO Según Antonio Blanco
h: peralte de la viga (m) BW: ancho de viga (m)
0.3∗ℎ< <0.5∗ℎ…(2)
También se puede considerar:
= ℎ2 …(3)
Para el ancho de la viga la norma E.060 indica en el numeral 21.5.1.3 que las vigas deben tener un ancho mínimo de 0.25 m en el caso que forme parte de elementos sismo resistentes.
B.2) VIGAS SECUNDARIAS PERALTE DE VIGA
…(4) ℎ = ; ℎ = 12 14
DONDE: h: peralte de la viga (m) Ln: luz libre de la viga (m); se tomará luz entre ejes para ser más conservador. ANCHO: Se usa la misma ecuación 3. Para el ancho de la viga la norma E.060 indica en el numeral 21.5.1.3 que las vigas deben tener un ancho mínimo de 0.25 m en el caso que forme parte de elementos sismo resistentes.
B.3) VIGAS DE CONFINAMIENTO (albañilería) La Norma NTE E.070 especifica que el espesor mínimo las vigas soleras debe ser igual al espesor efectivo del muro y el peralte mínimo de las vigas soleras debe ser igual al espesor de la losa de techo. ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
B.4) DIMENSIONES USUALES DE LAS VIGAS. TABLA 2.1 Secciones usuales para vigas (blanco, 1995) LUCES
SECCIONES
cm X cm L
<=
5.5
25x50, 30x50
L
<=
6.5
25x60;30x60; 40x60
L
<=
7.5
25x70, 30x70, 40x70, 50x70
L
<=
8.5
30x75, 40x75,30x80,40x80
L
<=
9.5
30x95,30x90,40x85,40x90
FUENTE:(BLASCO, 1995)
C. PREDIMENSIONAMIENT PREDIMENSIONAMIENTO O DE COLUMNAS Las columnas al ser sometidas a carga axial y momento flector, tienen que ser dimensionadas considerando los dos efectos simultáneamente, tratando de evaluar cuál de los dos es el que gobierna en forma más influyente el dimensionamiento. 1) Para edificios que tengan muros de cortes en las dos direcciones, tal que la rigidez lateral y la resistencia van estar principalmente controladas por los muros, las columnas se pueden dimensionar suponiendo un área igual a:
= 0.45∗ ′ Donde: Ac: área de columna en cm2 Pservicio: carga de servicio en kg-f f’c: resistencia a la rotura por compresión a los 28 días
2) Para el mismo tipo de edificio, el dimensionamiento dimensionamiento de las columnas con menos carga axial, como es el caso de las exteriores o esquineras, se podrá hacer con un área igual a:
= 0.35∗′
Donde: Ac: área de columna en cm2 Pservicio: carga de servicio en kg-f f’c: resistencia a la rotura por compresión a los 28 días
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
3) Pservicio=P*Atributaria*Np Pservicio=P*Atributaria*Npisos isos Donde: P=1000kg/m2
FUENTE:(BLASCO, 1995)
4) La Norma NTE E.070 especifica que que el espesor mínimo las columnas en en albañilería confinada será igual al espesor efectivo del muro y su peralte mínimo de 15 cm.
D. PREDIMIENSIONAMIENTO DE ESCALERAS ESCALERAS TIPOS DE ESCALERAS A. ESCALERAS DE TRAMO RECTO
FIGURA: Planta y elevación de una escalera de tramo recto.
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
B. ESCALERA DE UN TRAMO CON ARRANQUE DE UN CUARTODE VUELTA Y PELDAÑOS COMPENSADOS
Figura Planta y elevación tipo de una una escalera de un tramo con con arranque de un cuarto de vuelta y peldaños compensados. Esta forma de escalera ofrece la ventaja de ocupar una menor superficie en su proyección horizontal.
C. ESCALERA DE DOS TRAMOS EN ÁNGULO RECTO CON DESCANSO Corresponde a la mejor alternativa para la proyección de escaleras en superficie y espacio reducido. Si por requerimientos de superficie y espacio se necesita disminuir la longitud del segundo tramo de la escalera, es factible convertir el descanso de la misma mi sma ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
en tres peldaños compensados, alternativa que se presenta en el punto D.
Figura: Planta y elevación tipo de una escalera de dos tramos en ángulo recto con descanso.
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
D. ESCALERA DE DOS TRAMOS EN ÁNGULO RECTO CON PELDAÑOS COMPENSADOS
Figura: Planta y elevación tipo de una escalera de dos tramos en ángulo recto con peldaños compensados
Esta alternativa es la de mayor eficiencia en cuanto al uso y aprovechamiento de la superficie útil requerida.
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
Figura : Isométrica de escalera de 2 tramos con descanso de media vuelta.
Figura : Isométrica de escalera de un tramo con peldaños compensados de media vuelta.
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
COMPONENTES QUE CONFORMAN UNA ESCALERA Se estructuran en base a los siguientes componentes básicos: básicos:
A. Escalón o peldaño Corresponde a cada uno de los sub-niveles o gradas que conforman la escalera, los cuales permiten acceder a uno o más recintos en un nivel superior o inferior de la vivienda.
B. Huella o Paso Componente horizontal de cada peldaño o escalón. Corresponde a la profundidad neta entre dos contrahuellas sucesivas. sucesivas.
Figura N° 12: Vista isométrica de los componentes de una escalera de madera.
C. Contrahuella o Contrapaso Componente vertical de cada peldaño o escalón, corresponde a la altura neta entre dos huellas sucesivas (Figura N° 12). Al igual que la huella, puede ser especificado utilizando como componente de terminación alguna de los ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
materiales anteriormente descritos, o la otra alternativa es que no se materialice la contrahuella, dejando el espacio libre. La Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones (OGUC) establece que las dimensiones mínimas para ancho de escaleras, huella contrahuella, son las siguientes: • Ancho libre mínimo = 80 cm mínimo • Fondo de huella en proyección horizontal = 28 cm libre • Altura de contrahuella = 17 cm máximo
Figura N° 13: Dimensiones reglamentarias para escaleras de viviendas unifamiliares según OGUC.
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
E. PREDIMENSIONAMIENT PREDIMENSIONAMIENTO O DE MUROS PORTANTES PORTANTES Los criterios que a continuación se indican están especificados en la Norma E.070 y se aplican tanto a la Albañilería Armada como a la Confinada La estructura de una edificación de Albañilería está compuesta por la cimentación, los muros, las vigas y losas de techo. La diferencia principal entre el sistema confinado y el armado radica en los muros. En el caso de la Albañilería Armada el refuerzo horizontal y vertical se aloja repartiéndolos en el interior de los muros, cuya albañilería está compuesta por bloques asentados con mortero. Los alvéolos (o celdas) de los bloques se re llenan con concreto líquido (“grout”) después de haberse construido la albañilería, para así integrar al refuerzo con la albañilería en una sola unidad d enominada “Albañilería Armada”.
E.1) MUROS PORTANTES Se denomina muro portante o muro de carga a las paredes de una edificación que poseen función estructural, es decir, aquellas que soportan otros elementos estructurales como arcos, bóvedas, vigas y viguetas Los muros portantes deberán tener: a) Una sección transversal preferentemente simétrica. b) Continuidad vertical hasta la cimentación. c) Una longitud mayor o igual a 1,20 m para ser considerados como contribuyentes en la resistencia resistencia a las fuerzas horizontales. horizontales. d) Longitudes preferentemente uniformes en cada dirección. e) Juntas de control para evitar movimientos relativos debidos a contracciones, dilataciones y asentamientos diferenciales en los siguientes sitios: • En cambios de espesor en la longitud del muro, para el caso de Albañilería
Armada • En donde haya juntas de control en la cimentación, en las losas y techos. • En alféizar de ventanas o cambios de sección apreciable en un mismo piso.
f) La distancia máxima entre juntas de control es de 8m, en el caso de muros con unidades de concreto y de 25m en el caso de muros con unidades de arcilla. ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
E.2) ESPESOR EFECTIVO “t” Se define al espesor efectivo “t” como el espesor bruto del muro descontando
recubrimientos y bruñas. El tarrajeo debe descontarse porque puede desprenderse por la acción vibratoria de los sismos, salvo que se aplique sobre una malla debidamente conectada al muro.
≥ ≥
Para las Zonas Sísmicas 2 y 3 Para la Zona Sísmica 1
FIGURA: 5.1 espesor efectivo de un muro FUENTE: Ing. Á. SAN BARTOLOMÉ. (2008) manual de construcción, estructuración y predimensionamiento en albañilería armada hecha con bloques de concreto vibrado
Densidad Mínima de Muros Portantes En la Norma E.070 se proporciona la fórmula, para determinar la densidad mínima de muros portantes que debe tener cada dirección (X,Y) de una edificación de albañilería armada (o confinada). Esta expresión se utiliza sólo con fines de pre dimensionamiento para evitar un estado de colapso total cuando ocurran terremotos severos y no exime del diseño estructural que deben tener los muros. ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
= ∑ ≥ 56 Donde: L:
Longitud total del muro incluyendo columnas (m) (mayor a 1.20 m)
T:
Espesor efectivo del muro (m)
Ap:
Área de la planta típica (m2)
N:
Número de pisos del edificio
Además, de la NTE E.030 tenemos: tenemos: Z:
Factor de zona sísmica. Cajamarca (Zona 3) corresponde Z = 0.40
U:
Factor de importancia. Edificio de vivienda (categoría C), U = 1.00
S:
Factor de suelo (suelos flexible o con gran espesor), le corresponde S = 1.40
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
2. PREDIMENSIONAMIENTO PREDIMENSIONAMIENTO CONFINADA
DE
ELEMENTOS
DE
ALBAÑILERIA
A. PREDIMENSIONAMIENTO DE UNA LOSA PARA UN SISTEMA DE ALBAÑILERIA: 1. Para esto escogemos escogemos la luz más larga a techar que para nuestro caso caso es de 4m:
2. Luego siguiendo siguiendo las indicaciones indicaciones dadas dadas anteriormente tendríamos tendríamos un peralte de 20 cm y tendríamos que usar ladrillos de 15 cm.
H 17 cm 20 cm 25 cm 30 cm
L Menores de 4m 4m a 5.5m 5m a 6.5 m 6m a 7.5m
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
h ladrillo 12 cm 15 cm 20 cm 25 cm
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
3. Donde finalmente la loza nos quedaría quedaría de la siguiente siguiente manera: manera:
B. PREDIMENCIONAMIENTO DE MUROS PORTANTES PARA UN SISTEMA DE ALBAÑILERÍA 1) De
acuerdo nuestra geografía Cajamarca Cajamarca se se encuentra encuentra en la zona zona
sísmica 3. Por lo tanto el el espesor debe ser mayor que la altura altura libre de la albañilería entre 20
≥
t h /20 Para el diseño del muro de albañilería se eligió utilizar ladrillos clase IV sólidos (30% de huecos) tipo King Kong Industrial, según la Tabla N° 9 de la NTE E.070, en un amarre de soga con un espesor de 0.13 m. Se verifica el espesor mínimo requerido mediante el Artículo 19 de la NTE E.070 en relación a la altura libre “h”
La altura libre es: h = 2.40m
≥ 20ℎ ≥ 2.40 20 ≥0.12
Por tanto, t=0.13 m cumple con un espesor efectivo en un amarre de soga
Nota: Como debemos procurar que el peso de la edificación sea el mínimo posible para aminorar las fuerzas de inercia originadas por el sismo, se considerara que inicialmente todos los muros son de albañilería y son de espesor: e=15 cm, verificando que este espesor asumido cumpla con el espesor mínimo reglamentado en el capítulo E-3 de la NORMA DE ALBAÑILERIA. 2) Encontramos la densidad densidad mínima de muros ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
∑ ≥ = 0.4∗1∗1.4∗3 =0.300 56 56 3) En la siguiente tabla se se presenta la longitud de los muros, área de corte (L x t), número de muros de iguales características y además la verificación de la densidad de muros en cada dirección
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
TABLA E.1: densidad de muros en dirección x-x. x -x. DIRECCION X-X MURO
L (M)
L*t (m2)
t (M)
1
0
0.13
0
2a
1.35
0.13
0.1755
2b
1.45
0.13
0.1885
2c
2.6
0.13
0.338
3
2.6
0.13
0.338
4
3.4
0.13
0.442
5a
4.5
0.13
0.585
5b
2.55
0.13
0.3315
6a
4.5
0.13
0.585
6b
2.55
0.13
0.3315
7a
1.45
0.13
0.1885
7b
1.45
0.13
0.1885
7c
2.65
0.13
0.3445
8
8
0.13
1.04
∗
4.0365
Área de planta (Ap)
92.7664
∑L.t. / Ap = 0.0435
TABLA E.2: densidad de muros en dirección y-y DIRECCIÓN Y-Y MURO
L (M)
T (M)
L*T (m2)
A
13.15
0.13
2.6
B
9.54
0.13
1.2402
C
13.15
0.13
2.6
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
∗
4.6592
Área de planta (Ap)
92.7664
∑L.t. / Ap = 0.0502
En la dirección X-X el resultado es (0.0435) y en dirección Y-Y, el resultado (0.0407) es siempre mayor que el mínimo solicitado (0.030). Se ha considerado para este primer análisis que todos los muros existentes son de albañilería confinada, sin embargo, esto no garantiza que sea la distribución de muros definitiva. C.PRE DIMENS DIMENS IONAM IONAMIENT IENTO O DE VIGAS
PERALTE: se considera el mismo espesor (peralte) de la losa de 0.20 m ANCHO: se considera el ancho efectivo del muro como dice la norma de albañilería NTE E.070: de 0.15m
D.PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS Estas columnas de confinamiento deben tener una dimensión de 20 cm*(espesor del muro), como mínimo. Ac= 20*25= 500cm2
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
E.PREDIMENSIONAMIENTO DE ESCALERAS PRIMER PISO Hallando t (espesor de la garganta): L/25 ≤ t ≤ L/20
Donde L : luz efectiva de la escalera. a) L= 2000 mm
t = L/25 =
80.00 mm.
t = L/20 =
100.00 mm.
Tomando un valor de t = 100.00 mm. (Valor mas trabajable y seguro) b) L= 2100 mm
t = L/25 =
84.00 mm.
t = L/20 =
105.00 mm.
Tomando un valor de t = 100.00 mm. (Valor mas trabajable y seguro) SEGUNDO PISO
a) L= 2000 mm
t = L/25 =
80.00 mm.
t = L/20 =
100.00 mm.
Tomando un valor de t = 100.00 mm. (Valor mas trabajable y seguro) ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
b) L= 2100 mm
t = L/25 =
84.00 mm.
t = L/20 =
105.00 mm.
Tomando un valor de t = 100.00 mm. (Valor mas trabajable y seguro)
3. PREDIMENSIONAMIENTO APORTICADO
DE
ELEMENTOS
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
DE
UN
SISTEMA
“
1.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
A. PREDIMENSIONAMIENTO DE UNA LOSA EN UNA DIRECCION PARA UN SISTEMA DE APORTICADO: Para esto escogemos la luz más larga a techar que para nuestro caso es de 4.2 m:
2. Luego siguiendo siguiendo las indicaciones indicaciones dadas anteriormente tendríamos un peralte de 20 cm y tendríamos que usar ladrillos de 15 cm.
H 17 cm 20 cm 25 cm 30 cm
L Menores de 4m 4m a 5.5m 5m a 6.5 m 6m a 7.5m
h ladrillo 12 cm 15 cm 20 cm 25 cm
3. Donde finalmente finalmente la loza loza nos quedaría quedaría de la siguiente manera: manera: ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
B. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS VIGAS PRINCIPALES 1. Como ejemplo escogemos escogemos la viga viga en el eje C (paralelo a y) que está entre entre los ejes 5 y 6 (paralelo a x)
…(1) ℎ ≥ − 10 12 0.3∗ℎ< <0.5∗ℎ…(2) Reemplazando en (1) y (2) obtenemos: Para el peralte L(entre ejes)=
04.3 m
h=L/10=
0.43 m
h=L/12=
0.36 m
Consideramos el
=.≈.
Al tener mayor inercia se deforma menos y tendrá mayor capacidad resistente por flexión y cortante. Para el ancho 0.13 m
<
bw
<
0.22 m
Considerando según la norma E.060 un espesor mínimo de 0.25 m
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
Esbozo del pre dimensionamiento de viga principal:
PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS SECUNDARIAS 1. Consideramos solo como viga secundaria ya que es aquí donde la escalera descansa.
C onsi deramo deramoss el
Para el ancho 0.11 m
L(entre ejes)=
04. m
h=l/12=
0.33 m
h=l/14=
0.29 m
=.≈.
<
bw
<
0.18 m
Considerando según la norma E.060 un espesor mínimo de 0.25 m
C. PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS COLUMNAS 1. SE UTILIZARA LA FORMULA
= 0.35∗ ′
Dónde: Ac: área de columna en cm2 Pservicio: carga de servicio en kg-f f’c: resistencia a la rotura por compresión a los 28 días
Pservicio=P*Atributaria*Npisos Dónde: P=1000kg/m2 Se analizó solo el primer nivel ya que este es el que soportara mayor carga. Se tiene: ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
Caract.-Columna 1-b 1- d 1-e Area de influ fluenci encia a 2.31 .31 3.85 .85 1.75 .75 m2 Carga 1000 10 1000 1000 kg-f/m2 Pservicio 6930 11550 52 5250 kg-f f'c 210 210 210 kg-f/cm2 Ac 94.29 157.14 71.43 cm2 Lado 9.71 12.54 8.45 cm Caract.-Columna 2-a 2- b 2-d 2-e Area Area de influ influen encia cia 1.859 1.8594 4 6.153 6.1531 1 7.528 7.528 3.421 3.4219 9 m2 Carga 1000 1000 1000 1000 kg-f/m2 Pservicio 5578.2 18459 22584 10265.7 kg-f f'c 210 21 210 210 210 kg-f/cm2 Ac 75.89 251.15 307.27 139.67 cm2 Lado 8.71 15.85 17.53 11.82 cm ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
Caract.-Columna 3-a 3- c 3-d 3-e Area Area de influ influen encia cia 4.815 4.8154 4 8.411 8.4115 5 5.765 5.765 1.943 1.9438 8 m2 Carga 1000 1000 1000 1000 kg-f/m2 Pservicio 14446 25235 17296 5831.4 kg-f f'c 210 21 210 210 210 kg-f/cm2 Ac 196.55 343.33 235.32 79.34 cm2 Lado 14.02 18.53 15.34 8.91 cm Caract.-Columna 4-a 4- c 4-d 4-e Area rea de influ influen enci cia a 2.604 2.604 4.547 4.5479 9 5.02 5.026 6 1.56 1.5626 26 m2 Carga 1000 1000 1000 1000 kg-f/m2 Pservicio 7812 13644 12328 1562.6 kg-f f'c 210 21 210 210 210 kg-f/cm2 Ac 106.29 185.63 167.73 21.26 cm2 Lado 10.31 13.62 12.95 4.61 cm Caract.-Columna 5-a 5- c 5-d 5-e Area rea de infl influ uenci encia a 3.54 3.54 7.6 7.638 385 5 8.12 8.121 1 4.185 .1851 1 m2 Carga 1000 1000 1000 1000 kg-f/m2 Pservicio 10620 22916 21944 9806.8 kg-f f'c 210 21 210 210 210 kg-f/cm2 Ac 144.49 311.78 298.56 133.43 cm2 Lado 12.02 17.66 17.28 11.55 cm Caract.-Columna 6-a 6- c 6-d 6-e Area Area de influ influen encia cia 6.630 6.6308 8 11.57 11.575 5 10.02 10.02 5.458 5.4589 9 m2 Carga 1000 1000 1000 1000 kg-f/m2 Pservicio 19892 34726 30050 110 11078.2 kg-f f'c 210 21 210 210 210 kg-f/cm2 Ac 270.64 472.46 408.84 150.72 cm2 Lado 16.45 12.26 20.22 12.28 cm Caract.-Columna 7-a 7- c 7-d 7-e Area Area de influ influen encia cia 5.248 5.2483 3 8.544 8.5446 6 5.545 5.545 3.058 3.0584 4 m2 Carga 1000 1000 1000 1000 kg-f/m2 Pservicio 15745 25634 16635 3058.4 kg-f f'c 210 21 210 210 210 kg-f/cm2 Ac 214.22 348.76 226.33 41.61 cm2 Lado 14.64 10.54 15.04 6.45 cm
Como se puede observar ninguna llego al área mínima de 600 cm2, por lo cual todas las columnas estarán dadas por 25cm*25cm.
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
D. PREDIMENSIONAMIENTO DE ESCALERAS ESCALERAS PRIMER PISO Hallando t (espesor de la garganta): L/25 ≤ t ≤ L/20
Donde L : luz efectiva de la escalera. a) L= 2040 mm t = L/25 =
81.60 mm.
t = L/20 =
102.00 mm.
Tomando un valor de t = 90.00 mm.
(Valor mas trabajable y seguro)
SEGUNDO PISO Y TERCER PISO
ESCALERA EN CARACOL Altura 2400 mm Diámetro de la escalera 1300 mm Diámetro interior 80 mm Número total de peldaños 12 Angulo de rotación de la escalera escalera 270° Espesor del peldaño 50 mm Altura del peldaño 200 mm Ángulo de paso 22.5° Ancho del peldaño 610 610 mm
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS
“
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P.I.C
”
ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS