Módulo 01: Análisis y Diseño de Edificaciones de Albañileria Expositor: Ing. Erik J. Barreto Zavaleta
[email protected] Tema: Estructuración, predimensionamiento y configuración estructural.
La Albañilería en el Perú Datos Estadísticos en nuestro País
Construcción Urbana: Entre el 60% y 70% es de albañilería.
Construcción Rural Entre el 90% al 100% es albañilería.
Construcción informal: Casi el 100% es albañilería
Los edificios de albañilería confinada en comparación a los sistemas de concreto armado cuestan 30% menos.
Preguntas básicas 1. Que e s l a Al ba ñi l e r í a ? Es una estructura sobre la base del empleo de ladrillos de cerámica, bloques de concreto o algún otro elemento de forma semi irregular unidos entre si por una capa de mortero. 2. Qu e e s l a Alb añ iler ía Estr uc tu ra l? Construcciones de albañilería que han sido diseñadas racionalmente de tal manera que las cargas que se transmitan durante su vida útil se transmitan adecuadamente.
3. Que e s la Alb añil ería C on finada? Albañilería reforzada con confinamientos, verticales y horizontales los cuales le proveen mayor 4 . Que e s se u n emplean m ur o p o r tcomo a n t e ? elementos estructurales de un edificio. Son los que Estos mu ros es tá n suj et os a to do ti po de fu er za s y es fue rz os. 5. Cua l es el ámbi to d e aplic aci ón de la alba ñile ría conf inad a? Edificios de viviendas, Colegios, Edificios Industriales y depósitos, etc.
Sistemas Estructurales Albañilería simple: De manera común conformada por unidades de albañilería y mortero
Albañilería Confinada: Conformada por unidades de albañilería y elementos de confinamiento que en su conjunto se denominan marco
Albañilería Armada: Conformada por bloques de concreto, con refuerzo vertical y horizontal y concreto liquido llamado grouth
Fallas en Muros Corte
Manda la resistencia al corte Calcular la fuerza de corte Calcular el esfuerzo tangencial Comparar con el v´m • • •
Deslizamiento
Para tipos de cargas Cargas paralelas Cargas perpendiculares En la base de los muros • • •
Flexión
Manda la resistencia normal Calcular la fuerza axial y momento •
Manda la resistencia normal Calcular la fuerza axial Comparar con el f’m Carga axial, aplastamiento. •
Compresión
• •
EAC
Norma E070 •
Consideraciones de cálculos sísmicos
•
Consideraciones de propiedades mecánicas de los materiales en base al a experiencia en laboratorio.
•
Reducción de factor de regularidad E-030.
•
Consideración de cálculos por resistencia, esfuerzos admisibles y capacidad.
•
Libertad en el uso de software de análisis estructural con el criterio adecuado.
CAPITULO 06 Estructuración Esta parte del trabajo es una de las mas importantes, requiere de cierta experiencia tanto en la elaboración de proyectos, construcción y la enseñanza de los sismos, la cual consiste en ubicar estratégicamente Los elementos estructurales
Recomendaciones de estructuración E.070 Art. (14) •
•
Podrá considerarse que el diafragma rígido cuando la relación de lados no excede de 4. La cimentación debe constituir el primer diafragma rígido en la base de los muros y debería tener la rigidez necesaria para evitar que asentamientos diferenciales produzcan daños en los muros
Recomendaciones de estructuración E.070 (Art. 15) Plantas simples y regulares. Las plantas con formas de T o L, etc., deberán ser evitadas o, todo caso, se dividirán en formas simples Tienen un mal comportamiento sísmico, por el hecho de que cada zona está sujeta a fuerzas de inercias que podrían actuar simultáneamente en sentidos indeseables.
Recomendaciones de estructuración E.070 (Art. 15) Simetría en la distribución de masas y las disposición de muros en planta de la manera que se logre una razonable simetría en la rigidez lateral de cada piso.
Recomendaciones de estructuración E.070 Art. (15) •
•
Proporciones entre las dimensiones mayor y menos, que en planta estén comprendidas entre 1 a 4, y en elevación sea menor que 4. Para edificaciones de Albañilería Confinada la altura máxima es de 15m o 5 pisos.
Recomendaciones de estructuración E.070 Art. (15, 19.20) •
Densidad de muros similares en las dos direcciones principales de la edificación. Cuando en cualquiera de las direcciones no exista el área suficiente de muros para satisfacer los requisitos de la norma, se deberá suplir con pórticos o muros de concreto armado o la combinación de ambos.
Recomendaciones de estructuración E.070 Art. (16) Debe preferirse edificaciones con diafragma rígido y continuo, es decir, edificaciones en los que las losas de piso, el techo y la cimentación, actúen como elementos que integran a los muros portantes y compatibilicen sus desplazamientos laterales.
Recomendaciones de estructuración E.070 Art. (16) Formas de solucionar la falta de rigidez por el vacío
EL vacío destruye la habilidad del diafragma para expandirse hacia el muro derecho, si el propósito del vacío es para iluminar se podría estructura como elemento de reforzamiento.
Si la estructura diagonal fuera la mejor solución debido a un tema estético o funcional, también se podría resolver por medio de un reforzamiento en forma de celosía y brindar la misma resistencia.
Recomendaciones de estructuración E.070 Art. (16) De existir reducciones importantes en planta u otras irregularidades en el edificio, deberá efectuarse el análisis dinámico especificado en la NTE. E.030 Diseño sismorresistente
Bajo
las
condiciones
de
la
E.030 los edificios que clasifiquen como irregulares se deberán castigar a su Parámetro R*3/4, que es equivalente a incrementar las fuerzas sísmicas un 33.33%.
Recomendaciones de estructuración E.070 Art. (16) De no aislarse adecuadamente los alfeizar y tabiques de la estructura principal se deberá contemplar sus efectos en el análisis y en el diseño estructural
Recomendaciones de estructuración E.070 Art. (16) Aislamiento de alfeizar
Recomendaciones de estructuración E.070 Art. (16)
Recomendaciones de estructuración E.070 Art. (16)
Recomendaciones de estructuración E.070 Art. (17) Muro portante Continuidad vertical hasta la cimentación Una longitud mayor o igual a 1.20m para ser considerados como contribuyentes en la resistencia a las fuerzas laterales. • •
CAPITULO 07 Requisitos Estructurales Mínimos y predimensionamiento En esta sección se muestra los requisitos mínimos para predimensionar el espesor de los muros, posteriormente su densidad como los criterios para predimensionar columnas, vigas y losas de concreto armado
Requisito mínimo E.070 Art. (19)
Requisito mínimo E.070 Art. (19)
Requisito mínimo E.070 Art. (19) Ec Em
De no cumplirse la expresión (Artículo 19 (19.2b)), podrá cambiarse el espesor de algunos de los muros, o agregarse placas de concreto armado, en cuyo caso, para hacer uso de la fórmula, deberá amplificarse el espesor real de la placa por la relación Ec/Em
Requisitos adicionales E.070 Art. (20) •
•
Que la distancia máxima centro a centro entre las columnas de confinamiento sea dos veces la distancia entre los elementos horizontales de refuerzo y no mayor de 5 m. Utilizar unidades de albañilería de acuerdo a lo especificado en: •
•
Utilizar elementos de confinamiento con un f´c =175kg/cm2 como mínimo El espesor mínimo de las columnas y vigas soleras será igual al espesor efectivo del muro.
Predimensionamiento de Elementos de Concreto Armado Losa aligerada unidireccional Se debe verificar si el paño a predimensionar clasifica como losas aligerada unidireccional, debe cumplir la siguiente condición
≥1.50
ℎ= 25
Losa aligerada bidireccional y Maciza Se debe verificar si el paño a predimensionar clasifica como losas aligerada bidireccional o maciza, debe cumplir la siguiente condición
≤ 1.50 ℎ = 40 180
Predimensionamiento de Elementos de Concreto Armado Columnas Las columnas al trabajar bajo solicitaciones de carga axial, cortante y momento flector tienen que ser dimensionadas considerando estos efectos, tratando de evaluar cual es el que gobierna y por ende influirá en su dimensionamiento
Según ACI Para predimensionar las columnas se clasifican en dos grupos. Grupo 01= Columnas Centradas
= () 0.45 ∗ ´
Grupo 02=Columnas excéntricas y esquineras
= () 0.35 ∗ ´
Siendo: P(servicio)=P.A.N. Edificios de categoría A (ver E.030) P=1500kg/m2 Edificios de categoría B (ver E.030) P=1250kg/m2 Edificios de categoría C (ver E.030) P=1000kg/m2 A= Área tributaria N= Número de pisos
Metrado
de Cargas
Carga Viva E.020
Análisis Estát ico y Dinámico
