Trabajo Final Diseño en Acero y Madera (1) (1)

DISEÑO DE UNA VIVIENDA DE ESTRUCTURA MIXTA CURSO – DISEÑO EN ACERO Y MADERA

2 DE JULIO DE 2014 UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS ANDRES SAAVEDRA VARGAS

DISEÑO DE UNA VIVIENDA DE ESTRUCTURA MIXTA | Andres Saavedra CONTENIDO 1) 2) 3) 4) 5)

MEMORIA DESCRIPTIVA MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL COSTOS Y PRESUPUESTOS CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES PLANOS (ARQUITECTURA, ELEVACION Y CORTES)

DISEÑO DE UNA VIVIENDA DE ESTRUCTURA MIXTA | Andres Saavedra

1) MEMORIA DESCRIPTIVA VIVIENDA Tomando en cuenta los parámetros y datos de la vivienda se ha realizado un proyecto acorde a estas necesidades establecidas. Una vivienda con un área de construcción de 54.00m2 de una planta con un diseño practico. La vivienda tipo, esta desarrollada en una parcela de 5 4 , 0 0 m 2 , c u e n t a c o n l o s e s p a c i o s y m e d i d a s mínimas de diseño para garantizar un buen funcionamiento y está constituida de la siguiente forma: PLANTA GENERAL -

2 Dormitorios 1 Cocina 1 Baño 1 Cochera


2) MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL TRABAJO FINAL - DISEÑO EN ACERO Y MADERA - Parte 1 (MADERA) DISEÑO DE UNA VIVIENDA DE ESTRUCUTRA MIXTA DISEÑO DE COLUMNA CRITICA DATOS

H= 2,75 m Vigas 3" x 2 1/2" pulg2 Correas 2" x 2" pulg2 Cielo raso 0,034 tn/m2 calamina 0,025 tn/m2 s/c 0,03 tn/m2 Madera Tipo C

2,92 1,41

* DE LOS PLANOS REALIZADOS 1.- Tomamos el area de los dormitorios 1 y 2, por tener mayor Area, por tanto habra mayor area tributaria en columnas, y diseñaremos la columna mas critica. 2.- Tomaremos como columna de diseño, la columna C1, por tener la carga de la mayor area tributaria

AREA 1

2,9

2,8

2,8

NOTA - El grafico muestra como se obtiene la carga actuante sobre la columna C1, La carga del techo (calamina y correas), es transmitida a las vigas y estas lo transmiten a la columna. * Area tributaria actuante en la columna C1 = METRADO DE CARGAS Wcorreas = Wvigas = cielo raso= Calamina= s/c =

23,69 Kg 12,73 Kg 276,08 Kg 203,00 Kg 243,60 Kg

Wtotal

759,10 Kg

=

8,12

m2

DISEÑO DE UNA VIVIENDA DE ESTRUCTURA MIXTA | Andres Saavedra * El siguiente cuadro muestra los esfuerzos admisibles según el tipo de diseño que se este haciendo (en este caso diseño a compresion), se toma el valor correspondiente.

Esfuerzo Admisible =

15 Kg/cm2

* Con este dato se ira tanteando una seccion de columna que sobrepase el "Wtotal" y que sea, a la vez, una seccion simetrica que concuerde con las dimensiones de la viga. Seccion de la columna =

4" x 4" pulg2

4

Area=

81

4 Esfuerzo Admisible de la seccion =

1215

Kg

* Este es el esfuerzo maximo que tendra nuestra seccion

Entonces se tiene: Esfuerzo admisible

1215

˃

759,10

Esfuerzo actuante

OK

CLASIFICACION DE LA COLUMNA

λ=

Lef/d =

42,31

COLUMNA LARGA

* Con la nueva seccion de columna, se procedera a hacer el metrado general de la estructura de madera, y al replanteo del plano.

cm2


TRABAJO FINAL - DISEÑO EN ACERO Y MADERA - Parte 2 (ACERO) DISEÑO DE VIGA - TIPO DE SECCION "L" DATOS Lmax calamina s/c

2,57 m 0,03 tn/m2 0,03 tn/m2

* Realizando el metrado de carga, y distribuirlo linealmente sobre la viga, para asi calcular el Mto maximo. calamina s/c

2,57

0,06 tn/m 0,07 tn/m 2,32

*Asi, tenemos el siguiente diagrama

CM= CV=

2,57 *Realizando las combinaciones de carga Combo 1

formula - Pu = 1,4 * Pn

=

Combo 2

formula - Pu = 1,2 * Pb + 1,6 * Pl =

*Analizando la viga, y obtiniendo el Mmax

Mto Max =

0,13 tn-m

0,0812

tn

0,18096

tn

Pu=

0,18

tn

DISEÑO DE UNA VIVIENDA DE ESTRUCTURA MIXTA | Andres Saavedra * Con estos datos, vamos a la tabla de selección de perfiles soldados VS y escogemos un perfil cuyo φMp este por encima del valor considerado para Mu, es decir como seccion compacta Mu ≤ φMp * De la tabla, escogeremos el perfil VLS150X18 cuyo φMp = 3,0 tn-m, verificaremos si este perfil es compacto * Para que un perfil sea compacto en primer lugar debe cumplir L < LP, en este caso, LP = 3,11 (por tabla) y L = 2,57, entonces cumple, es un perfil de seccion compacta. Para el caso de la esbeltez local a nivel de ala y alma verificaremos que λ < λp Para las alas considerando la tabla 2.5.1 (REALACIONES LIMITE ANCHO/ESPESOR PARA ELEMENTOS EN COMPRESION ) λ < λp λp =

107

PERO 44 < 107

λ = 44 OK - Seccion Compacta

Para el caso de esbeltez local a nivel del alma tambien verificaremos que λ < λp Para las alas considerando la tabla 2.5.1 (REALACIONES LIMITE ANCHO/ESPESOR PARA ELEMENTOS EN COMPRESION ) λ < λp λp

= 13,3

PERO 11,7 < 13,3

λ=

11,7

OK - Seccion Compacta

DISEÑO DE UNA VIVIENDA DE ESTRUCTURA MIXTA | Andres Saavedra DISEÑO DE COLUMNA - TIPO DE SECCION "I" DATOS H= calamina = s/c =

2,57 2,75 0,025 0,03

VLS150x18 Inercia 992 Area 23,2 Peso 18,2

1,03

cm4 cm2 kg/m

1) Metrado de cargas calamina = viga = s/c =

66,18 65,52 79,41

2) Amplificacion de Cargas kg kg kg

Combo 1 =

formula - Pu = 1,4 * Pn =

Combo 2 =

formula - Pu = 1,2 * Pb + 1,6 * Pl =

Pu =

285,10

184,38 285,10

kg

* Se tantea una seccion de columna para empezar el diseño, verificando que la relacion (K*L / r ) no exceda de 200, L es longitud de dato, K se hallara por medio de la relacion de rigideces y r se hallara por la operación de inercia y area de dicha seccion, de esa forma se comprobara la condicion. Tomaremos CS200X42 Inercia 4221 Area Peso

53,1 41,7

a) Hallamos la relacion de rigidez, y usamos el abaco para hallar K K G0 = GA =

1 5,57

1,75

b) comprobando (K * L) / r < 200 r=

6,54

( K*L) /r=

0,74

3) Hallamos el Fcrit * Debido a que la relacion ( K * L ) / r, es menor que 1, tomaremos 1 como el valor de la relacion, y hallamos el Fcrit de la tabla. Fcrit =

2,16

* Comprobacion de la condicion =

5,72 0,29

5,72 OK

OK


3) COSTOS Y PRESUPUESTOS (MADERA Y ACERO) METRADO Y PRESUPUESTO - MADERA (Madera Tornillo) NOMENCLA TURA Columnas C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 Vigas V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 V11 V12 V13 V14 V15 V16 V17 V18

PERALTE (pulg)

BASE (pulg)

LARGO (pies)

Pt

S/. / Pt 4,00

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12

48,00 48,00 48,00 48,00 48,00 48,00 48,00 48,00 48,00 48,00 48,00 48,00 48,00 48,00

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

9,4 2,7 11,2 11,2 11,2 9,4 2,7 8,3 4,9 6,4 3,2 9,4 9,4 8,8 8,8 8,8 9,4 9,4

5,86 1,68 6,97 6,97 6,97 5,86 1,68 5,21 3,03 4,02 1,99 5,86 5,86 5,52 5,52 5,52 5,86 5,86

23,46 6,73 27,89 27,89 27,89 23,46 6,73 20,83 12,14 16,08 7,96 23,46 23,46 22,06 22,06 22,06 23,46 23,46


Correas Correa x12 Correa x4 Correa x2 Correa x5 Correa x7 Correa x2 MUROS

2 2 2 2 2 2 10

2 2 2 2 2 2 2

8,8 3,2 8,3 5,25 9,4 11,2 109,15

35,30 4,24 5,56 8,75 21,89 7,44 181,92 523,36

141,21 16,97 22,22 35,00 87,58 29,75 727,67 2093,44

METRADO Y PRESUPUESTO - ACERO

Descripcion

Peso (kg/m)

Veces

Longitud

Peso (kg)

Columna Vigas eje x Vigas eje y TOTAL

41,7 18,2 18,2

6 13 4

2,75 2,06 2,57

688,05 487,396 187,096

Calamina de metal 0.2 mm x 0.8x1.8 m Area Calamina Area Veces m2 Vivienda m2 1,44 54 38

PRESUPUESTO TOTAL MADERA 2093,44 ACERO 5082,28 CALAMINA 490,2 7665,92 S/.

Precio por unidad S/. 12,9

TOTAL 490,2

Precio por Kilo 3,73 3,73 3,73

Total S/. 2566,43 1817,99 697,87 5082,28


4) CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

-

Debido a que en el diseño no se consideró grandes cargas de losas, sino más bien calamina, es que las secciones de viga “VLS” y columna CS son cortas. Considerando un techo entablado y aumentando la sobrecarga se obtendría valores más reales para una viga y columna.

-

Se recomienda hacer las adecuadas combinaciones de carga y las alternancias de carga para hallar los Mtos Max más críticos, así estaremos diseñando de una forma correcta.


5) PLANOS





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