Universidad Marista de Querétaro Análisis Estructural Estructural I Profesor: Dr. Roberto Alvarado Cárdenas Alumno: Alvarado Alvarado Pére Pére Andre! Andre! "onat#an "onat#an Pro$ecto: Cálculo Edificio Profesional UMQ %& semestre '()*()*+'
Planteamiento del problema
El ,ro$ecto consiste en el cálculo de todas las car-as áreas tributarias ba/ada de car-as etc. Con el fin de ,oder aterriar todos los conocimientos conocimientos 0ue #emos tenido en clases. En tiem,os anteriores se nos ,idi1 la reestructuraci1n reestructuraci1n de este mismo edificio $ con nuestras #abilidades $ conocimientos anteriores deb2amos ,ro,oner una resoluci1n adecuada de nuestro ,ro$ecto de análisis. En este caso nos basaremos en los cálculos de todas las car-as involucradas en nuest nuestro ro edifi edifici cio o toman tomando do en cuenta cuenta lo 0ue 0ue son son las las áreas áreas tribu tributar tarias ias la ba/ad ba/ada a de car-as cálculo de elementos estructurales de nuestro edificio etc. 3omando en cuenta los ,esos de todo el material 0ue es re0uerido en nuestro edificio se tendrán 0ue obtener estos datos de forma clara $ concisa. Utilian Utiliando do ,ro-rama ,ro-ramas s como autolis, autolis, será ,osible ,osible el cálculo cálculo de las diversa diversas s áreas áreas tributarias de nuestro edificio as2 también el ,oder calcular los diversos elementos estructurales 0ue ten-amos.
Caso de estudio
El edificio de la Universidad Marista de Querétaro fue dise4ado $ construido ,ara eso ser un edificio en donde se ,udieran tomar diversas clases. En este edificio es donde estudiantes de in-enier2a ar0uitectura derec#o dise4o $ ,sicolo-2a toman clases en #oras matutinas $ ves,ertinas. El edificio cuenta con ) ba4os en cada ,iso uno de #ombres $ el otro de mu/eres $ los demás cuartos son utiliados ,ara im,artir clases. 5a universidad está localiada en Avenida Universidad en donde es sencillo ,oder reconocerla debido a su as,ecto e6terior 0ue tiene como de un castillo. 5a Universidad Marista $a es una instituci1n vie/a ,ero aun as2 sus funciones estructurales si-uen funcionando adecuadamente ,ara tener un buen ambiente de estudio ,ara los estudiantes de la universidad. Aun0ue nos centraremos ,rinci,almente en el edificio más reciente 0ue $a e6,li0ue en el ,árrafo anterior.
Planos
Análisis de cargas en la estructura
Para el dise4o estructural de nuestro ,ro$ecto es necesario ,oder estimar tanto las car-as muertas como las vivas 0ue ,udieran actuar sobre la estructura. Para la estimaci1n de las car-as muertas sobre las losas de entre,iso $ aotea se obtendrán a ,artir del ,eso ,ro,io de dic#os elementos sumándosele también el ,eso de los recubrimientos. Para la estimaci1n de las car-as vivas sobre las losas se utiliará la car-a 0ue esta es,ecificada en el re-lamento de construcci1n del Distrito 7ederal. Em,earemos con el dise4o de la losa de la aotea en la cual se considera un es,esor de ++ cm. Es im,ortante también mencionar 0ue las car-as actuantes de la estructura vivas $ muertas se deberán multi,licar ,or los factores corres,ondientes de car-a viva $ car-a muerta en la cual el ACI 8American Concrete Institute9 est2,ula dic#os valores en +. $ +.; res,ectivamente. El ,eso volumétrico a usar del concreto reforado es de );** <-(m =. El ,eso del mortero cemento>arena ,ara el recubrimiento será de )+** <-(m =. Losa de cubierta: Peso propio Recubrimientos Carga accidental Carga viva Factor de carga muerta = 1.4
*.++ m ? );** <-(m = *.*; m ? )+** <-(m = ;* <-(m) )'* <-(m )
)%; <-(m ) @; <-(m )
Factor de carga viva = 1.7 muerta = 1.4 ! "## = $4".% &g'm % viva = 1.7 ! %$( = 4%$ &g'm % total = viva ) muerta = $4".% ) 4%$ = *+#.% &g'm %
Cargas sobre las vigas de apo,o de la a-otea
Para ,oder calcular las car-as 0ue actan sobre las vi-as en 0ue se a,o$an las losas se recomienda calcular ,rimeramente el área tributaria sobre cada una de ellas. El área tributaria de cada vi-a multi,licada ,or el valor de la car-a distribuida ,ro,orciona la car-a actuante. Para ,oder determinar la car-a 0ue caen sobre las vi-as de % m de lon-itud se tiene 0ue multi,licar el área tributaria corres,ondiente ,or nuestra car-a muerta de la losa $a obtenida. Para lue-o dividirla entre la lon-itud de nuestra vi-a.
Carga repartida en viga de +m Carga sobre la viga = #.$4 ! *+#.%/ ' + = 1"7#.(71 &g'm
0iseo de la viga de + m
A continuaci1n se mostrara una ima-en donde teniendo nuestra car-a 0ue cae sobre nuestra vi-a $ con la resistencia de concreto de fBc =** <-(m ) ,odemos definir nuestra vi-a:
En la si-uiente tabla se establece la car-a 0ue van a tener estas vi-as ,ara el ,rimer ,iso: i-a +
b 8m9 *.+'
# 8m9 *.=*
Car-a 8<-(ml9 +*@
Cálculo del cortante , momento en la viga 21
5as reacciones en las vi-as de @ metros es de 4 ton.
5on-itud 8m9 %
Car-a 8<-9 +4#
Carga repartida en viga de # m.
Para ,oder determinar la car-a re,artida 0ue cae sobre nuestras vi-as de @ m de lon-itud se realia el mismo ,rocedimiento 0ue la vi-a de % m.
Carga sobre la viga = 14.*# ! *+#.%/ ' # = 1#1%.*$ &g'm 0iseo de la viga de # m de longitud
Para el dise4o de nuestra vi-a se a,licará el método anterior utiliando nuestra car-a $ la resistencia del concreto de fBc =** <-(m ).
En la si-uiente tabla se establece la car-a 0ue van a tener estas vi-as ,ara el ,rimer ,iso:
i-a )
b 8m9 *.+'
# 8m9 *.=*
Car-a 8<-(ml9 +*@
Cálculo del cortante , momento en la viga 2%
5as reacciones en las vi-as de @ metros es de 7 ton.
Carga repartida en viga de $ m.
5on-itud 8m9 @
Car-a 8<-9 #+4
Carga sobre la viga = $.#+ ! *+#.%/ ' $ = 11"4.7" &g'm 0iseo de la viga de $ m de longitud
En la si-uiente tabla se establece la car-a 0ue van a tener estas vi-as ,ara el ,rimer ,iso: i-a =
b 8m9 *.+'
# 8m9 *.=*
Car-a 8<-(ml9 +*@
Cálculo del cortante , momento en la viga 2"
5as reacciones en las vi-as de ' metros es de %.7 ton.
Carga repartida en viga de 1% m.
5on-itud 8m9 '
Car-a 8<-9 $4(
Carga sobre la viga = "1.(% ! *+#.%/ ' 1% = %$(%.7*7 &g'm 0iseo de la viga de 1% m de longitud
En la si-uiente tabla se establece la car-a 0ue van a tener estas vi-as ,ara el ,rimer ,iso:
i-a ;
b 8m9 *.+'
# 8m9 *.=*
Car-a 8<-(ml9 +*@
Cálculo del cortante , momento en la viga 24
5as reacciones en las vi-as de +) metros es de 1$ ton.
Carga repartida en viga de " m
5on-itud 8m9 +)
Car-a 8<-9 1%*+
Carga sobre la viga = %.%% ! *+#.%/ ' " = 71+.4+ &g'm 0iseo de la viga de " m de longitud
En la si-uiente tabla se establece la car-a 0ue van a tener estas vi-as ,ara el ,rimer ,iso: i-a '
b 8m9 *.+'
# 8m9 *.=*
Car-a 8<-(ml9 +*@
5on-itud 8m9 =
Car-a 8<-9 "%4
Cálculo del cortante , momento en la viga 2$
5as reacciones en las vi-as de = metros son de 1 ton.
0iseo de las columnas
a teniendo las car-as de las distintas vi-as la car-a de nuestra losa de aotea. A#ora ,odemos em,ear con el dise4o $ car-as de nuestro entre,iso 8,rimer nivel9. El es,esor de nuestra losa de concreto reforado será ma$or debido a las car-as 0ue tendrá 0ue a-uantar entonces se usará un es,esor de +; cm utiliando el mismo ,eso del concreto reforado $ también del mortero cemento>arena. );** $ )+** <-(m = res,ectivamente. Losa de entrepiso Peso propio Recubrimientos Carga accidental Carga viva Carga de vigas "er piso
*.+; m ? );** <-(m = *.*; m ? )+** <-(m = ;* <-(m) )'* <-(m )
==% <-(m ) @; <-(m )