PREDIMENSIONAMIENTO DE UNA ESTRUCTURA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL-HUANCAVELICA

1 ER TRABAJO

CURSO

:

ANTISISMICA

TÍTULO

:

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGA S Y COLUMNAS METRADO DE CARGAS

CATEDRATICO

:

CABALLERO SANCHEZ, Omar

INTEGRANTES

:

CCENTE CHANCHA, Enso

El primer trabajo se desarrolla el metrado de cargas de una edificación aporticada teniendo en cuenta todos los parámetros necesarios como son: Pre dimensionamiento de la losa, Pre dimensionamiento de la Viga, Pre dimensionamiento de la Columna, y el correspondiente metrado carga para cada piso de la edificación.

ANTISISMICA

UNH - IX


CONTENIDO 1.

DATOS GENERALES DE LA EDIFICACION La edificación se va considerar como una estructura Aporticada donde van a intervenir los siguientes elementos estructurales: 

Losa aligerada



Vigas en: eje X-X, eje Y-Y



Columnas



Zapatas



Muros no portantes



Cimentaciones corridos para muros portantes

De las cuales las 4 primeras tiene comportamiento estructural, es decir soportan el peso de las cargas vivas y cargas muertas. Mientras las 2

últimas intervienen solo para cerrar los ambientes no teniendo

función estructural netamente. Las características de nuestra edificación de 5 Niveles son las siguientes:

DATOS GEOMÉTRICOS Longitud Total X 17.00 m Longitud Total Y 8.75 m Altura del primer piso 3.50 m Parapateto de azotea 1.10 m Nº Pórticos X-X 4 Nº Pórticos Y-Y 2

DATOS PARA EL DISEÑO Niveles 1-5 PCarga viva ( )= / 250 Kg/m² Uso OFICINAS f 'c 210 Kg/cm² gC 2400 Kg/cm³ ( )=

P

:

/

B= B

ANTISISMICA

/ +

( )= /

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2. PREDIMENSIONAMIENTO 

Pre dimensionamiento de la Losa Aligerada: para su análisis se tuvo en cuenta: el espesor de la losa estará en función de la separación entre apoyos. La dirección en que se armara será la menor distancia teniendo en cuenta la siguiente formula:

Datos: Luz = 3.50 m



h= h=

Redondeando

0.18 m 0.20 m

Pre dimensionamiento de la Viga: para su análisis se tendrá en cuenta la luz libre, la luz entre viga y tendremos la sobre carga que soportara. usos

sobrecarga altura total

oficinas y departamentos 250 L/11

garajes Depósitos B= y/ + tiendas 500 1000 L/10 L/8

Teniendo en cuenta estos parámetros se calcula:

B=

/ +

Recomendaciones del ACI 318-02, b ≥ 0.25 m Pre dimensionamiento en el eje Y-Y VIGA V Y-Y 101 Luz =

5.80 m Redondeando

Ancho Tributario "B" L1 = 5.80 m L2 = 5.80 m

B=

Redondeando USAR

/ +

h= h=

0.53 m 0.55 m

b= b=

0.29 m 0.30 m

VIGA V Y-Y 101 (0.30X0.55)

B= ANTISISMICA

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/ +

/


VIGA V Y-Y 102 Luz =

2.95 m Redondeando

h= h=

0.27 m 0.30 m

Redondeando

b= b=

0.22 m 0.25 m


USAR

VIGA V Y-Y 102 (0.25X0.30)

B=

Pre dimensionamiento en el eje X-X

/ +

VIGA V X-X 101 Luz =

3.50 m Redondeando

h= h=

0.32 m 0.35 m

Redondeando

b= b=

0.16 m 0.25 m


USAR

B= B=

VIGA V X-X 101 (0.25X0.35)

VIGA V X-X 102 Luz =

3.00 m Redondeando

h= h=

0.27 m 0.30 m

Redondeando

b= b=

0.16 m 0.25 m


USAR

VIGA V X-X 102 (0.25X0.30)

Resumen de las dimensiones de las vigas: TIPO TIPO TIPO TIPO

ANTISISMICA

VIGA V Y-Y 101 (0.30X0.55) VIGA V Y-Y 102 (0.25X0.30) VIGA V X-X 101 (0.25X0.35) VIGA V X-X 102 (0.25X0.30)

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/ + / +

/ /




Pre dimensionamiento de Columnas:Según la discusión de algunos resultados de investigación en Japón debido al sismo de TOKACHI 1968, donde colapsaron muchas columnas por:

ANTISISMICA

o

Fuerza cortante

o

Deficiencia en el anclaje del acero en las vigas

o

Deficiencia en los empalmes del acero en las

o

columnas.

o

Por aplastamiento

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Para lo cual se aplica la siguiente expresión GENERALIDADES Tipos de Columnas: C1 = Columna central C2 = Columna extrema de un pórtico interior principal C3 = Columna extrema de un póritco interior secundario C4 = Columna de esquina Formula Para el Dimensionamiento de Columnas: bD =

P n*f'c

Donde:

D b P f'c n

: : : : :

Dimensión de la sección en la dirección del análisis sísmico de la columna La otra dimensión de la sección de la columna Carga Total que soporta la columna (Acorde a la Tabla Nº 01) Resistencia del Concreto a la compresión simple Coeficiente sismico, que depende del tipo de columna (ver tabla Nº 01)

SEGÚN ENSAYOS EXPERIMENTALES EN JAPÓN - TABLA Nº 01

Donde: Nota : PG : P :

TIPO DE COLUMNA

UBICACIÓN

PESO "P"

Tipo C1, para los Para los Primeros Pisos

Columna Interior

P= n =

1.10 0.30

PG.

Tipo C1, para los Para los 4 ultimos pisos superiores

Columna Interior

P= n =

1.10 0.25

PG.

Tipo C2 y C3

Columnas Extremas de Porticos Interiores

P= n =

1.25 0.25

PG.

Tipo C4

Columna de Esquina

P= n =

1.50 0.20

PG.

Se considera primeros pisos a los restantes de los ultimos 4 pisos Es el Peso total de Cargas de Gravedad (D,L) que soporta la columna Carga Total Inclin. Sismo.

Formulas para el Encontrar el PG. y WT, respectivamente: PG

=

WT*At

WT = WD + WL

Donde:

WT At WD WL

: : : :

Peso Total Area Tributaria de la columna Carga Permanente (muerta) Carga Libre (viva)

Pre dimensionamiento la columna C-01, los demás cálculos se muestran en la hoja de calculo. Anexadas en la hoja de calculo

ANTISISMICA

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CARGA MUERTA CM 1,2,3,4,5 NIVEL PARA C-1 Nº ELEMENTOS PESO PROPIO 1 2 4 5 6

TECHO ALIGERADO ACABADO + CIELO RASO TABIQUERIA VIGA V Y-Y 101 VIGA V X-X 102

S/C

:CARGA VIVA C.V

300 120 100 2400 2400

UND KG/M2 KG/M2 KG/M2 KG/M3 KG/M3

5 NIVELES

PISOS

AREA TRIBUTARIA

5 5 5 5 5

LARGO 2.90 2.90 2.90 2.90 1.50

ANCHO 1.50 1.50 1.50 0.30 0.25

S/C 250

UND KG/M2

AREA TRIB. 4.35

PESO PARCIAL ALTURA

0.55 0.30 CM TOTAL =

(KG) 6525 2610 2175 5742 1350 18402 KG

CANTIDAD 5 C TOTAL =

5437.5 23839.5 KG

Predimensionamiento de la Columna C1 :

PT= f´C= a= b= A=

23839.50 210 1.5 0.2 851.4107143



d d

29.17894299 30.00 cm

USAR C1 (0.30X0.30)

OK

Para el análisis se tuvo en cuanta lo siguiente: 

Para el análisis de las columnas se tuvo en cuenta el área de influencia de cada uno de ellas, en base a ello se coloco

las

columnas. 

Se tuvieron en cuenta el peso de: Techo Aligerado, Acabdo+ Cielo raso, Tabiquería, peso de las vigas en los ejes X-X y eje Y-Y



Las columnas C-01, C-02, C-05, C-06, C-09, C-10. Soportan cargas para 5 Niveles



Las columnas C-03, C-04, C-07, C-08, C-010, C-11, C-12, C-13,. Soportan cargas para 5 Niveles.



Resumen de las dimensiones de las columnas: USAR C1 (0.30X0.30) USAR C2 (0.35X0.35) USAR C3 (0.30X0.35) USAR C4 (0.30X0.30) USAR C5 (0.35X0.35) USAR C6 (0.35X0.40) USAR C7 (0.30X0.35) USAR C8 (0.30X0.30) USAR C9 (0.30X0.30) USAR C10 (0.30X0.30) USAR C11 (0.25X0.30) USAR C12 (0.30X0.30) USAR C13 (0.25X0.25)

ANTISISMICA

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Criterio de Homogenización para el diseño de las columnas



SECCION DE COLUMNA

CRITERIO DE HOMOGENIZACION

TIPO

A (cm.)

B (cm.)

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8

30.00 35.00 30.00 30.00 35.00 35.00 30.00 30.00

30.00 35.00 35.00 30.00 35.00 40.00 35.00 30.00

ORDENANDO C1 C4 C8 C9 C10 C12 C2 C5

C9 C10 C11 C12 C13

30.00 30.00 25.00 30.00 25.00

30.00 30.00 30.00 30.00 25.00

C3 C7 C6 C11 C13



DIMENSION

TIPO

0.30m x 0.30m

C-01

0.35m x 0.35m

C-02

0.30m x 0.35m

C-03

0.35m x 0.40m 0.25m x 0.30m 0.25m x 0.25m

C-04 C-05 C-06

Metrado de cargas para el análisis se tuvo en cuenta el peso de: Techo Aligerado, Tabiqueria + Acabado, Peso de muro Perimetrico, Peso de Muro Interior, Peso de columnas, Peos de vigas en los eje X-X y Y-Y, sobrecarga Los demás cálculos se muestran en los anexos de la hoja de cálculo para cada nivel. Metrado de muros interiores y exteriores.

CARGA MUERTA CM Nº ELEMENTOS 1

TECHO ALIGERADO

2

TABIQUERIA + ACABADO

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

PESO MURO PERIMETRICO PESO MURO INTERIOR PESO C-1 PESO C-2 PESO C-3 PESO C-4 PESO C-5 PESO C-6 VIGA V Y-Y 101 VIGA V Y-Y 102 VIGA V X-X 101 VIGA V X-X 102

S/C

:CARGA VIVA C.V

PARA 1ER PISO PESO PROPIO 300 300 220 220 1400 1400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400

CANT.

AREA 17*8.75 148.75 M2 DIEMENSION O AREA PESO PARCIAL

UND KG/M2 KG/M2 KG/M2 KG/M2 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3 KG/M3

1 1 1 1 1 1 6 2 2 1 1 1 6 6 12 3

LARGO 17.00 AREA CAD= 17.00 AREA CAD= VOL CAD= VOL CAD= 0.30 0.35 0.30 0.35 0.25 0.25 5.80 2.95 3.50 3.00

ANCHO 8.75 16.57 8.75 16.57 17.35 12.19 0.30 0.35 0.35 0.40 0.30 0.25 0.30 0.25 0.25 0.25

NIVELES

250

UND KG/M2

AREA 165.32

ALTURA

3.45 3.45 3.45 3.45 3.45 3.45 0.55 0.30 0.35 0.30 CM TOTAL=

UND KG 44625.00 4971.00 32725.00 3645.40 24290.00 17066.00 4471.20 2028.60 1738.80 1159.20 621.00 517.50 2376.00 3186.00 8820.00 1620.00 153860.70

CANTIDAD 1

10332.5

C. TOTAL

ANTISISMICA

164193.20 164.19

KG TN

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

Resumen de calculo del peso por cada piso PESO TOTAL POR PISO PNº1 164.19 PNº2 185.01 PNº3 181.52 PNº4 183.46 PNº5 48.39 TOTAL 762.575



ANTISISMICA

UND TN TN TN TN TN TN

Vista general de la edificación de 5 piso en el programa SAP 2000

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

Lateral 1 Vista general de la edificación de 5 piso en el programa SAP 2000

ANTISISMICA

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


ANTISISMICA

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


ANTISISMICA

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BIBLIOGRAFÍA Las bibliografías consultadas para el presente trabajo son las siguientes: 

Análisis y diseño con SAP



Diseño de estructuras Aporticadas de concreto Armado(Genaro Delgado Contreras)



Pre dimensionamiento De Vigas Y Columnas (Apuntes y Diapositivas de las clases del Ing. Carlos Santana Tapia )



Norma E-20 Reglamento Nacional de Estructuras



Norma E-30 Reglamento Nacional de Estructuras



Diseño de Concreto Armado ICG ( Roberto Morales Morales)



Apuntes de las clases del curso Antisísmica de la UNI



Apuntes de las clases del curso Antisísmica de la UNH

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