Predimensionamiento de Elementos Estructurales

DISEÑO SIMORESISTENTE DE UNA VIVIENDA 1. ANTECEDENTES − Crear una estructura − ;redimensionamiento de los elementos estructurales 3etrado de cargas sismicas Fuerza cortante basal Calculo de la longitud total de placas por cada lado(con su respectiva ubicación por - Cálculo de asentamientos 2. INFORMACIÓN GENERAL §

§ §

§ §

§

=bicación del edi>cio =so ?istema de tec@ado 9zotea 9ltura de entrepiso ;eralte de 7igas

: : : : : :

Ciudad de Cajamarca, suel Casa abitación Losa aligerada en una dire !o utilisable, sin parapeto todos los pisos: "#$%m &ependiendo del re'uerim

3. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES Concreto *+c (gcm") c(/gCm) 3ódulo de poisson4

".% ".010%#$2. %#"

Acero de Re!er"o 9cero Corrugado, grado $% F54 6"%% gcm" S!e#o de !nd$c%&n Capacidad portante del suelo 4 %#A% /gcm " §

'. CARGAS UNITARIAS (Se)*n #$ Nor+$ E,2,e/o/ Vo#!+0tr%co/ Vo#!+0tr%co/ - ;eso volumBtrico del concreto armado: "#6% 8nm1 Sorec$r)$ 7ivienda : %#"% 8nm" Corrredo Co edores 5 es esccaler leras : %#"% #"% 8nm nm" 9zotea : %#.% 8nm" 9cabados : %#.% 8nm" 8abi'uera 8abi'uera móvil móvil : %#." 8nm"

ejes)

o CL - OL

cion

iento del diseo structural structural

ejes)

o CL - OL

cion

iento del diseo structural structural

A. DISEÑO DE ARUITECTURA SEG4N EL TIEMO DE EVA , &e acuerdo al BRe)#$+ento de Ed%c$c%one/ 6$r$ !/o de #$/ Un%>er/%d$d la ?OL=CDO! !E %16-"%."-9! tenemos:

21.5 L$ c$6$c%d$ c$6$c%d$d d de !/o de #o/ #o/ rec%nto/ rec%nto/ /e e/t$#ece e/t$#ecer7 r7 de conor+% conor+%d$ d$ #o/ /%)!%ente/ %nd%c$dore/ ($ctor e/t!d%$nte8c$r6et$- 1.2, m" por estudiante-carpeta# a) 9ulas de piso plano o en gradera: 1.2, m" +2 por estudiante - carpeta# b) 9ulas tipo auditorio: ,., +2 por +2 por estudiante# c) 8alleres 5 laboratorios: 2.2 +2 por +2 por alumno-mesa# d) Laboratorios de computación 5 salas de estudio: 1., +2 por +2 por e) Hibliotecas 5 centros de in*ormación (?ala de lectura o trabajo): 1., +2 por 21.9 21.9 L$/ L$/ 6!er 6!ert$ t$/ / de #$/ #$/ $!#$ $!#$/ / : otr otro/ o/ $+ $+%e %ent nte/ e/ de de en/e en/e;$ ;$n" n"$< $< deen deen $ e# tr7n/%to en #o/ 6$/$d%"o/ de c%rc!#$c%&n< #$ $6ert!r$ /e =$r7 =$c%$ e# l anc@o mnimo de las puertas de las aulas 5 otros ambientes de enseanza, se ', alumnos: una puerta de 1.2, m# a) 9ulas con capacidad no ma5or de ', alumnos: , alumnos o más: dos puertas separadas de 1.2, +# +# cu# b) 9ulas entre '1 : , alumnos

Art?c!#o 23.8 CIRCULACIONES INTERIORES Lo/ 6$/$@e/ de c%rc!#$c%&n : ed%c%o/ deer7n c!+6#%r con #$/ /%)!%ente/ cond%c%one/ a) l anc@o libre de circulación será, por piso, de @asta: .2% personas: .#2% m de anc@o mnimo pasajes 5 escaleras# ""2 personas: .#% escaleras, .#2% m pasaje# 1%% personas: "#6% m escaleras, .#% pasaje (o " esc# de .#2% m) 1$% personas: 1#%% m escaleras, .#% pasaje 62% personas: 1#$% m escaleras, "#6% pasaje 2"2 personas: 6#"% escaleras, 1#%%m pasaje 9 partir de 2"$ personas agregar un modulo de %#$% m de escalera por cada 02 9 partir de escaleras ma5ores de "#6%m# debe instalarse una baranda cada dos b) Cada tramo de escalera tendrá un máGimo de . contrapasos, contrapasos, de .$ a .0#2% 5 .0 pasos, de " a 1% cm# c) Las Las escal escaleras eras de uso uso eGclu eGclusivo sivo de escape escape podrán podrán tener tener un anc@o anc@o mnimo mnimo de de . d) La altur altura a de pasam pasamanos anos,, antepec@o antepec@o de ventana ventana o paredes paredes acris acristalad taladas, as, deber deber

una protección de .,.1 m del !;8# e)# Cuando eGista eGista un cambio cambio de desnivel desnivel en los pasajes pasajes de circulación, circulación, se se deber como mnimo " gradas#

CLCULOS RELIMINARES a) Irea minima de aulas para 6" alumnos 4 i) Irea adicional de pro*esor 5 desplazamiento 4

2%#6 m" .2 m" $2#6 m"

Por lo tanto consideramos un area total de 70 m2 por aula de 42 alumn

b) Irea minima de bibliotecas para $6 personas 4 i) Irea adicional de desplazamiento 4

A$ m" 1% m" ."$m"

Por lo tanto consideramos un area total de 130 m2 por biblioteca para

c) Irea de laboratorios de computo ". personas4 i) Irea adicional de pro*esor 5 desplazamiento 4

60#"2 m" "% m" $0#"2 m"

Por lo tanto consideramos un area total de 70 m2 por laboratorio de co

d) Irea de laboratorios para .6 alumnos 4 i) Irea adicional de pro*esor 5 desplazamiento 4

1.#2 m" .2 m" 6$#2 m"

Por lo tanto consideramos un area total de 50 m2 por laboratorio para

RESUMEN DE ERSONAS OR ISO

aulas bibliotecas laboratorios lab#comput# decanato dir#escuela sec#academ sala de pro* personal ccJ

!E de ambi# personas total $ 6" . $6 1 .6 " ". . " . " . " . .. . 0 . $ /!+.tot$#H

22 5' '2 '2 2 2 2 11 9 5 '3,

Art?c!#o 23.8 CIRCULACIONES INTERIORES Lo/ 6$/$@e/ de c%rc!#$c%&n : ed%c%o/ deer7n c!+6#%r con #$/ /%)!%ente/ cond%c%one/

a) l anc@o libre de circulación será, por piso, de @asta: .2% personas: .#2% m de anc@o mnimo pasajes 5 escaleras# ""2 personas: .#% escaleras, .#2% m pasaje# 1%% personas: "#6% m escaleras, .#% pasaje (o " esc# de .#2% m) 1$% personas: 1#%% m escaleras, .#% pasaje 450 personas: 3.60 m escaleras, 2.40 pasaje

2"2 personas: 6#"% escaleras, 1#%%m pasaje Consideramos dos escaleras de 2.4m de ancho  pasajes de 2.4m com

CEUEO DE EVACUACION SISMICA Los accesos a las edi>caciones para espectáculos deportivos serán distribuidos e id en *orma clara, @abiendo cuando menos uno por cada sector de tribuna# l anc@o de los pasajes de circulación 5 de los vanos será como mnimo el 'ue resul evacuación del sector al 'ue sirve en 1 minutos, segKn la *órmula del calculo para e anc@o de pasajes 5 escaleras de acuerdo con el nKmero de ocupantes, para casos d

Anc=o de >ent$n$/ de $!#$/ H Anc=o de >ent. de #$.de co+6!to Anc=o de >$no/ de %#%otec$/H Anc=o de 6$/$@e/H Anc=o de e/c$#er$/ H

1.', ,.23 1.,9 2.3 2.3

1. + +%n%+o ,.5 + +%n%+o 1.2 + +%n%+o J 2.' + OK J3+ OK

Con/%der$+o/ nece/$r%o !n%c$r #$/ +ed%d$/ de #o/ 6$/$d%"o/ : #$/ Anc=o de 6$/$@e/H Anc=o de e/c$#er$/ H

3., + 2.', +

CEUEO DE EVACUACION SISMICA VERTICAL La velosidad de las personas en descenso vertical se considera %#$mseg de e/c$#er$/ : 6$/$d%"o ce 3.1'1



'.2, +

como se tiene " escaleras entonces el anc@o por cada una sera de "#6m con lo cual el anc@o considerado anteriormente de "#6m cumple

Con/%der$+o/ e# 6$/$d%"o centr$# de #$ ed%c$c%on de '.2 + co+o +

CUACIÓN / mediante

con

alumno-asiento# r%r =$c%$ $!er$ /%n %nt ent%do de #$ e>$c!$c%& calcula a razón de:

$/ e/c$#er$/ de #o/ d%>

personas o *racción# ódulos de anc@o#

(máGimo),

#"% m# án tener

proponer

consideramos

os

consideramos

4 alumnos

consideramos

mputo para 21 alumnos

consideramos 14 alumnos

$/ e/c$#er$/ de #o/ d%>

minimo

nti>cables te necesario para la l dimensionamiento del e emergencia#

/c$#er$/< $/% !e ten

n%+o

.REDIMENSIONAMIENTOS 1.REDIMENSIONAMIENTO DE LA LOSA L$ #o/$ con #$/ d%+en/%one/ +7/ cr%t%c$/ /e enc!entr$ entre #o/ e@e/ C8D : LG4 L54

1#22 1#6%

m m

luz libre luz libre

consideramos una losa aligerada, en MNM

Calculo del espesor de la losa aligerada: Criterio: e(losa) 4

lm"2

D$to/ Luz libre 4 peralte (e) 4 e elegido 4 2.REDIMENSIONAMIENTO DE ESCALERA ;aso (;) ,.2 Cp %#.01 t4 L"2,L1%P p#e CQ (gm1)4 "6%% L (m) 4 "#1 t (m)4 %#% 9#escalera(m") 4 6#0.2 t# escogido(m) 4 ,.12

R(pp) 4 ;eso 4

220#1 "$1%#.

/gm" g

1#6 m %#.1$ m ,.19 c+

3.REDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS 2.1 REDIMENSIONAMIENTO RELIMINAR (OR FLEIONa! las "i#as principales se encontraran en la direccion $%$ por tener la ma

=H Ln1, 8 Ln12 H=2 con/%der$+o/ L12< 6or /er >%)$ cont%n!$ de #!ce/ de +eno/ de '+ Ln4

P

1#22 m

@4 b4

SSS "% cm

b! las "i#as secundarias se encontraran en la direccion $'$ por tener la m

consideramos $%T - 0%T de la viga principal .

@P

".

P

@4 b4

'.REDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS 3.1 REDIMENSIONAMIENTO RELIMINAR ;ara el predimencionamiento de columnas se selecciono cuatro columnas tpicas: T%6o C. C" C1 C6 T%6o C.

De/cr%6c%&n Columna central Columna eGtrema de un pórtico interior principal Columna eGtrema de un pórtico secundario interior Columna en es'uina Cond%c%&n ;ara todos los pisos

C.

;ara todos los pisos

C" 5 C1


C6


&onde: ;U: s el peso total de cargas de gravedad 'ue soporta la columna#

G H QT  At QT H QDQL &onde: R8: ;eso 8ota por m" RL: Carga viva R&: Carga ;ermanente (muerta) 9t: Irea 8ributaria de la columna (! )el plano obtenemos las medidas:

8ipo de columna C. C" C1

9nc@o(m) Largo(m) 1#1% 1#1% .#0%

re$ tr%!rt$%$ 11.92 +2 1#22 .5 +2 .#002 5.,' +2 1#22

C6

.#0%

.#002

3.,2 +2

*! +-()/ ) C(( ) ( -C-( : *.1! +-()/ P(( C/+( C1 Columna central!

D$to/  *5 4 *+c 4 Xconcreto 4 Ln (5) 4 Ln (G) 4 !E ;isos 4

6"%% ".% "6%% 1#22 1#1% 2

/gcm" /gcm" /gm1 m m ;isos

*.1.1! Car#a 5to piso

$. C$r)$ M!ert$ (QD- ;# de losa 4 8abi'ueria 4 9cabado 4 ;# de viga ;rincipal 4 ;# de viga ?ecundaria 4 QD H

"%#%% 2%#%% .%%#%% $2#622 11#%1 2.29

/gm" /gm" /gm" /gm" /gm" /gm"

. C$r)$ V%>$ (QL-  ?C azoteas (#%"%) 4 QL H

.%% 1,,

/gm" /gm"

Ru 2to piso 4 .%%TR& V 2%TRL Ru Wuinto piso4

20A#"20 gm"

*.1.2! Car#a del 1ro al 4to piso:


"%#%% 2%#%% .%%#%% $2#622 11#%1 2.29

/gm" /gm" /gm" /gm" /gm" /gm"

. C$r)$ V%>$ (QL-  ?C vivienda(#%"%) 4 QL H

"%% 2,,

/gm" /gm"

Ru .ro-6to piso 4 .%%TR& V 2%TRL

Ru .ro al 6to piso4

$"A#"20 gm"

*.1.3! Por lo tanto:

R84

3,5.29 )+2

*.2!+-()/ P(( C/+( C2 Columna etrema de un prtico interio


6"%% ".% "6%% .#0 1#1% 2


*.2.1! Car#a del 5to piso


"%#%% 2%#%% .%%#%% $2#62 $0#$. 53.,5,

/gm" /gm" /gm" /gm" /gm" /gm"


.%% 1,,

/gm" /gm"


$.1#%$% gm"



"%#%% 2%#%% .%%#%% $2#62 $0#$. 53.,5,

/gm" /gm" /gm" /gm" /gm" /gm"

. C$r)$ V%>$ (QL-  ?C vivienda (#%"%) 4 QL H

"%% 2,,

/gm" /gm"

Ru .ro-6to piso 4 .%%TR& V 2%TRL Ru .ro al 6to piso4

$$1#%$% gm"


R84

325.3,1 )+2

*.3!+-()/ P(( C/+( C3 Columna etrema de un prtico secund


6"%% ".% "6%% 1#22 .#0% 2




"%#%% 2%#%% .%%#%% 0%#2 11#%1 3'.31

/gm" /gm" /gm" /gm" /gm" /gm"


.%% 1,,

/gm" /gm"


26#1A. gm"



"%#%% 2%#%% .%%#%% 0%#2A 11#% 3'.31

/gm" /gm" /gm" /gm" /gm" /gm"

. C$r)$ V%>$ (QL-  ?C pasadizo (#%"%) 4 QL H

"%% 2,,

/gm" /gm"


$16#1A. gm"


R84

3121. )+2

*.4!+-()/ P(( C/+( C4 Columna etrema de un prtico secund


6"%% ".% "6%% .#0 .#0% 2




"%#%% 2%#%% .%%#%% ."0#%2A $0#$%$ 52'.55'

/gm" /gm" /gm" /gm" /gm" /gm"


.%% 1,,

/gm" /gm"


$06#$$6 gm"



"%#%% 2%#%% .%%#%% ."0#%$ $0#$. 52'.55'

/gm" /gm" /gm" /gm" /gm" /gm"

. C$r)$ V%>$ (QL-  ?C pasadizo (#%"%) 4 QL H

"%% 2,,

/gm" /gm"


0"6#$$6 gm"


393.322 )+2

R84

C- ALICANDO LA FORMULA SE TIENE

T%6o C. C" C1 C6

At (+2..#0" m" 2#$ m" $#%6 m" 1#%" m"

QT (K)1,%A$#"A 1,"$2#1% 1,.".#A$ 1,201#1"

G (K)1$"01 .A."$#2 .6. .%0"#2

n %#1% %#1% %#"2 %#"%

D- ENTONCES LAS DIMENSIONES RELIMINARES DE LAS COLUMNAS SERIA H =H

3, c+ 2 c+

1 82

or lu&, usamos:

3, c+ 3, c+ D$do en e# 6#$no

Y Y nor lu&, usamos:

2, c+ 2 c+

D$do en e# 6#$no

E@e 8 E@e C8C E@e D8D E@e E8E

: : : :

E@e 282 E@e 282 E@e 282 E@e 282

principal!

E@e A8A : E@e 282 E@e F8F : E@e 282

rio interior!

E@e 8 E@e C8C E@e D8D E@e E8E

: : : :

E@e 181<383 E@e 181<383 E@e 181<383 E@e 181<383

rio interior!

E@e A8A : E@e 181<383 E@e F8F : E@e 181<383

 .#. .#. .#. .#2 DE

c ()c+2- = (c+2".%#%% $11#16 ".%#%% 111#A2 ".%#%% 1A6#0$ ".%#%% 12#%A

Predimensionamiento de Elementos Estructurales

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