CONTENIDO
INTRODUCCION………………………………………………………………………3
RECONOCIMIENTOS………………………………………………………………...4
CONCEPTOS GENERALES…………………………………………………………5
DEFINICIONES………………………………………………………………..5
ELEMENTOS ESTRUCTURALES:
Cimentación…………………………………………………………………….5
Columna………………………………………………………………………...5
Muro……………………………………………………………………………..5
Muro de corte…………………………………………………………………..5
Viga……………………………………………………………………………...5
Losa……………………………………………………………………………..5
Pedestal………………………………………………………………………...6
Capitel…………………………………………………………………………..6
Pilote…………………………………………………………………………....6
Zapata………………………………………………………………………..…6
CARGAS:
Cargas de servicio……………………………………………………………...…7
Carga Factorizada o Carga Amplificada o Carga Última………………….….7
Carga Muerta o Carga Permanente o Peso Muerto…………………………..7
Carga viva………………………………………………………………………….7
Caraga sismo………………………………………………………………………7
Carga de viento……………………………………………………………………7
ALBANILERIA:
Albañilería o maposteria………………………………………………………….7
Albanileria confinada…………………………………………………………….8
Arriostre…………………………………………………………………………….8
Placa……………………………………………………………………………..…8
Tabique………………………………………………………………………….….8
LOSAS DE CONCRETO ARMADO…………………………………………8
PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS ALIGERADAS…..…………….12
PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS……………………………………12
PREDIMENSIONAMMIENTO DE COLMUNAS…………………………..13
MEMORIA DE CÁLCULO
PREDIMENSIONAMIENTO DE UNA LOSA ALIGERADA
METRADO DE CARGAS DE UNA LOSA ALIGERADA
CALCULO DE MOMENTOS ULTIMOS POR EL METODO DE CROSS
PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS PRINCIPALES
METRADO DE CARGAS DE VIGAS PRINCIPALES
PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS SECUNDARIAS
METRADADO DE CARGAS DE VIGAS SECUNDARIAS
PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS
PREDIMENSIONAMIENTO DE ESCALERAS
ANALISIS DE PORTICOS POR EL METODO DE TAKABEYA
RECOMENDACIONES……………………………………………………………..14
BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………...…15
INTRODUCCION
El estudiante de Ingeniería civil debe tener conocimiento de la aplicación
del Análisis Estructural, del uso de conceptos y métodos desarrollados en
los cursos anteriores de la carrera universitaria, y aprender a manejar
criterios de diseño aceptables.
El presente trabajo se da un resumen de la asignatura de ANALISIS
ESTRUCTURAL I, que se imparte a los alumnos de Ingeniería Civil de la
Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez, Conceptos Generales obtenidos
de una investigación bibliográfica y como aspecto principal el Pre
dimensionamiento y Análisis de La Estructura de una Edificación.
Para el pre dimensionamiento se hará el Metrado de Cargas, considerando los
parámetros del Reglamento Nacional de Edificaciones, para una losa
Aligerada, Vigas y Escaleras.
En los análisis que se empleara el Método De Cross, 3 Momentos y Takabeya.
Los esfuerzos y momentos resultantes se diagraman al final de cada cálculo.
Pudiéndose se usar para el cálculo de refuerzo, con el previo conocimiento
de conceptos que se desarrollan en la asignatura de Concreto Armado
Las formulas usadas y coeficientes se podrá encontrar en la bibliografía
mencionada más adelante, para acudir a conceptos más amplios sobre el tema.
RECONOCIMIENTOS
Damos gracias sobre todo a nuestros padres, quienes son el principal apoyo
para que nosotros podamos estudiar en la universidad, Ellos Proporcionaron
el material y nos brindaron la comprensión por el tiempo que dedicamos al
presente trabajo.
Estamos verdaderamente agradecidos con el Ing. Wilson Gómez Paredes,
Docente de la Asignatura de Análisis Estructural I; quien aporto en
nuestros desarrollos del aprendizaje del curso, y nos guió para mejorar la
calidad de nuestros conocimientos, mediante sus explicaciones en el Aula.
Finalmente un gran reconocimiento a todos nuestros compañeros del Curso y
de los semestres superiores por sus comentarios y sugerencias que nos
ayudaron a salir de dudas.
CONCEPTOS GENERALES
DEFINICIONES:
ELEMENTOS ESTRUCTURALES:
cimentación:
Elemento estructural que tiene como función transmitir las acciones de
carga de la estructura al suelo de fundación.
columna:
Elemento estructural que se usa principalmente para resistir carga axial de
compresión y que tiene una altura de por lo menos 3 veces su dimensión
lateral menor
Muro:
Elemento estructural, generalmente vertical empleado para encerrar o
separar ambientes, resistir cargas axiales de gravedad y resistir cargas,
perpendiculares a su plano, provenientes de empujes laterales de suelos o
líquidos.
Muro de corte:
Elemento estructural usado básicamente para proporcionar rigidez lateral y
absorber porcentajes importantes del cortante horizontal sísmico.
Viga:
Elemento estructural que trabaja fundamentalmente a flexión.
Losa:
Elemento estructural de espesor reducido respecto a sus otras dimensiones
usado como techo o piso, generalmente horizontal y armado en una o dos
direcciones según el tipo de apoyo existente en su contorno. Usado también
como diafragma rígido para mantener la unidad de la estructura frente a
cargas horizontales de sismo.
Pedestal:
Miembro Vertical en compresión que tiene una relación promedio de altura no
soportada a la menor dimensión lateral de tres o menos.
Capitel:
Engrosamiento de la losa en su apoyo sobre columnas.
Pilote:
Elemento estructural esbelto introducido o vaciado dentro del terreno con
el fin de soportar una carga y transferirla al mismo o de compactar el
suelo
Zapata:
Parte de la cimentación de una estructura que reparte y transmite la carga
directamente al terreno de cimentación o a pilotes.
Cargas:
Cargas de servicio:
Carga prevista en el análisis durante la vida de la estructura (no tiene
factores de amplificación).
Carga Factorizada o Carga Amplificada o Carga Última:
Carga multiplicada por factores de carga apropiados, utilizada en el diseño
por resistencia a carga última (rotura)
Carga Muerta o Carga Permanente o Peso Muerto:
Es el peso de lo materiales, dispositivos de servicio, equipos, muebles y
otros elementos móviles soportados por la edificación, incluyendo su peso
propio, que se supone sean permanentes.
Carga Viva:
Es el peso de todos los ocupantes, materiales, equipos, muebles y otros
elementos móviles soportados por la edificación.
Carga Sismo:
Fuerza elevada según el Reglamento Nacional de Edificaciones para estimar
la acción sísmica sobre una estructura.
Carga de viento:
Fuerza exterior elevada según la Norma E.20 CARGAS.
Albañilería:
Albañilería o Mampostería:
Material compuesto por unidades de albañilería asentadas con mortero.
Albañilería Confinada:
Albañilería reforzada de concreto armado en todo su perímetro, vaciado
posteriormente a la construcción de la albañilería.
Arriostre:
Elemento de refuerzo que cumple la función de proveer estabilidad y
resistencia a los muros portantes y no portantes sujetos a cargas
perpendiculares a sus plano
Placa:
Muro portante de concreto armado, diseñado de acuerdo a las
especificaciones de la Norma Técnica de Edificación E.60.
Tabique:
Muro no portante de carga vertical, utilizado para subdividir ambientes o
como cierre perimetral.
LOSAS DE CONCRETO ARMADO:
Las losas son elementos estructurales bidimensionales, en los que la
tercera dimensión es pequeña comparada con las otras dos dimensiones
básicas las cargas que actúan sobre las losas son esencialmente
particulares al plano principal de las mismas, por lo que su comportamiento
esta dominado por la flexión.
CLASIFICACION DE LAS LOSAS POR EL TIPO DE APOYO:
Pueden estar soportadas perimetralmente o interiormente por vigas
monolíticas, por vigas de otros materiales, independientes o integradas a
la losa; o soportadas por muros de hormigón, muros de mampostería o muros
de otro material.
Losas sustentadas sobre vigas.
Losas sustentadas sobre muros.
Losas planas.
Las losas pueden sustentarse directamente sobre columnas llamándose en
este caso losas planas, en su forma tradicional no son adecuadas para zonas
de alto riesgo sísmico, la integración de losa columna es poco confiable,
pero pueden utilizarse capiteles y ábacos, para superar parcialmente ese
problema.
CLASIFICACION DE LAS LOSAS POR LA DIRECCION DE TRABAJO
Si la geometría de la losa y el tipo de apoyo determinan la magnitud
esfuerzos en dos direcciones ortogonales, sean comparables, se denominan
losas bidireccionales. Si los esfuerzos en una dirección son preponderantes
sobre los esfuerzos en la dirección ortogonal, se llaman losas
unidireccionales
CLASIFICACION DE LAS LOSAS POR LA DISTRIBUCION INTERIOR DEL HORMIGON
Cuando el hormigón ocupa todo el espesor de la losa se llama Losa Maciza, y
cuando parte del volumen de la losa es ocupado por materiales más livianos
o por espacios vacíos, se le llama Losa Alivianada, Losa Aligerada o Losa
Nervada.
PREDIMENSIONAMIENTO DE UNA LOSA ALIGERADA
Las losas nervadas están constituidas por una serie de pequeñas vigas T,
llamadas nervaduras o viguetas, unidas a través de una losa de igual
espesor que el ala de la viga.
Si se prefiere una losa cuya superficie inferior sea uniforme se rellena
los espacios vacíos con ladrillos huecos o materiales análogos
El espesor o la altura de la sección de la losa será:
; Donde L es la luz libre.
PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS
Vigas Principales: Se denomina ejes principales a los ejes donde se apoyara
la losa aligerada armada en una dirección; se escoge a estos ejes pues
entre ellos tienen la menor distancia va entre si, por que en ella
obtenemos momentos flectores de menor valor, y ellos buscamos para ahorrar
la cantidad de acero de refuerzo.
Vigas Secundarias: Los ejes secundarios denominados así por que no largan
la losa, son denominados con números. Las vigas que contienen a estos ejes
se les denominan vigas secundarias de arriostre.
"Ancho de la Viga b = (1/20)x Ancho Tributario "
"Uso "Dpto. – "Garaje – "Deposito"
" "Oficinas "Tiendas " "
"s/c (Kg/m²) "250 "500 "1000 "
"Altura Total "L/11 "L/10 "L/8 "
""h" " " " "
PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS
Para el pre dimensionamiento de columnas debemos calcular el "Ag" = K t
así mismo en la figura podemos observar columna central C1, columna externa
del pórtico principal C2, columna externa de pórtico secundario C3, Columna
de esquema C4.
Pasos a seguir:
1.- calcular "Ag" para columnas de 2do y antepenúltimo piso.
2.- determinar los lados de las columnas considerando cuadradas.
3.- calcular las dimensiones de las columnas intermedias considerando las
cuadradas.
4.- calcular dimensiones de columnas del primer piso de la siguiente
manera:
A.- por extrapolación lineal se la altura del primer piso es igual al
segundo piso
B.- Sumándole 7cm a la del 2do piso si la altura del 1er piso es 1.5
veces la del 2do piso.
C.- Por interpolación entre A y B Si la relación de alturas es menor
que 1.5
Coeficientes validos de edificios hasta 30 pisos
5.- usan las dimensiones para el penúltimo piso y para el último
6.- cuando coincidan en el 2do y antepenúltimo piso entonces se considera
el mayor
RECOMENDACIONES
La utilización de programas, ha mejorado mucho la eficiencia del cálculo de
estructuras acorta bastante el tiempo que se emplea, pero el ingeniero se
ha convertido en un simple técnico, por ello es necesario que los
estudiantes, no se olviden de los conceptos y principios con los que han
sido creados los programas y tener un mejor entendimiento de estos.
Existen muchos métodos para el pre dimensionamiento de una estructura de
vivienda, es necesario ampliar aún mas el conocimiento de estos, debido a
que los que repasamos en el presente trabajo tiene limitaciones en el
cálculo de estructuras de diferente configuración.
Dicho esto cabe mencionar que el estudiante de Ingeniería civil debe tener
un conocimiento amplio de la aplicación del Análisis Estructural, del uso
de conceptos y métodos desarrollados en los cursos anteriores de la carrera
universitaria, y aprender a manejar criterios de diseño aceptables.
BIBLIOGRAFIA
DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO
(TEODORO E. HAMSEN)
DISEÑO DE ELEMENTOS DE CONCRETO ARMADO
(RICARDO YAMASHIRO K.)
REINFORCED CONCRETE
(BRIAN BOUGHTON)
REGLAMENTO NACIONAL NACIONAL DE EDIFICACIONES (RNE-2010)
REINFORCED CONCRETE
(BRIAN BOUGTON)
ANALISIS DE ESTRUCTURAS (JACK C. MC CORMAC)
LECTURAS DE PLANOS EN EDIFICACIONES(ARQ.JULIO TUMIALAN PINTO)
