Concreto Nuevo

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOFACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y ARQUITECTURAEscuela Profesional de Ingeniera Civil

CONCRETO ARMADO I

TRABAJO(Estructuracin y Pre-dimensionamientoDe elementos Estructurales)

ESTUDIANTES:

SEMESTRE VII

PUNO, 29 DE MAYO DEL 2015

EL PROYECTODESCRIPCION DEL PROYECTO: Se trata de disear la parte estructural de una edificacin de cinco plantas. Esta estructura en la primera planta tiene ambientes destinados para reas comerciales, y en la segunda a quinta planta un ambiente de usos mltiples (sala - comedor, cocina, bao, dormitorio, etc.).

ESTRUCTURACION: Es la parte ms importante del proyecto el cual se elegir el tipo de estructura que vendr a soportar finalmente, el peso propio del edificio, sobrecarga y probables acciones del sismo.Se trabaja sobre el planteamiento arquitectnico del edificio, el cual si es posible podr ser alterado ajustndose a las necesidades del planteamiento estructural de la edificacin.En el caso del presente proyecto tenemos 3 ejes principales y 5 ejes secundarios, dos columnas intermedias para la estabilizacin de la escalera interior.

REGLAMENTOS: Usaremos como base para el diseo El Reglamento Nacional de Edificaciones la parte referida a las normas de estructuras:

CARGAS DE DISEO: Se consideran.

Cuadro de peso de losa por espesor

Losa t = cmPeso de losa Kg/m2

17280

20300

25350

30420

35475

Cuadro de pesos de piso terminado

Piso parquet30 Kg/m2

Madera machihembrada20 Kg/m2

Cemento acabado100 Kg/m2

Cermico 100 Kg/m2

Cuadro de peso de muros

Muro soga 290 Kg/m2

Muro cabeza520 Kg/m2

MATERIALESDel Concreto:Fc = 210 Kg/cm2: para vigas aligeradas y columnasDel Acero:Fy = 4 200 Kg/cm2: para cualquier tipo de armadura

PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOSESTRUCTURALES

Losas aligerada.

En los aligerados continuos conformados por viguetas de 10 cm. de ancho, bloques de ladrillo de 30 cm. de ancho y losa superior de 5cm, se da la siguiente relacin:

Tomaremos el pao ms crtico as:

Entonces el peralte de la losa ser h = 30 cm.

Vigas.

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS PRINCIPALES

Para el pre dimensionamiento de las vigas primarias o principales mucho es lo que afecta la longitud de la viga, tambin afecta al pre dimensionamiento los muros que estn colocados sobre la viga principal; si un muro est colocado sobre la viga se hace una correccin de ancho tributario.A continuacin se presenta unos cuadros y frmulas para pre dimensionar las VP.

USOS/C Kg/m2 (alfa)

Departamentos y oficinas25011.09

40010.62

Garaje y tiendas50010.30

7509.20

depsitos10008.30

DONDE:h=altura o peralte de la vigab=ancho de la vigaB=ancho tributarioPara corregir cuando una viga tiene aplicado directamente un muro sobre esta es B=B+BadicionalBadicional = P/WP = Peso del muro Kg/mlW = Peso losa + Peso piso terminado + Peso tabique + S/C = (Kg/m2)

1. Pre dimensionamiento de la viga eje A-A entre 1y2

Por tener un muro por encima se corrige el rea tributaria (2.6m= altura del muro)La carga del muro de soga por metro cuadrado es: 290 Kg/m2 entonces:P=290 Kg/m2 x 2.6m=754Kg/mW= peso de losa + peso piso terminado + tabique + S/cW=300 Kg/m2+100 Kg/m2 + 100 Kg/m2+200 Kg/m2=700 Kg/m2B=ANCHO TRIBURARIO=2.875m

B=B+Badicional=2.875m+1.08m=3.955m

Por lo tanto las dimensiones de la viga son de 0.20m x 0.45m.

2. Pre dimensionamiento de la viga EJE A-A entre 2y3




3. Pre dimensionamiento de la viga EJE A-A entre 3y4




Nota: En el eje principal A-A las vigas en los tramos 1-2 y 2-3 son iguales a las vigas en los tramos 4-5 y 5-6 por simetra.

CUADRO DE RESUMEN DE LAS DIMENSIONES MAS CRITICAS ELIGIDAS EN LOS CALCULOS ANTERIORES EJE A-A.VigasB(cm) x H(cm)

Eje A-A Entre 1y220x45

Entre 2y320x50

Entre 3y420x70

Entre 4y520x50

Entre 5y620x45

Mas critico 20x70

Si consideramos un ancho que es el mnimo segn RNE. Aplicamos el criterio de igualdad de rigideces ya que el sistema estructural es aporticado y se encuentra en zona de alto riesgo ssmico. As:

Por tanto las dimensiones de las vigas en el eje A-A ser 0.25mx0.65m

4. Pre dimensionamiento de la viga eje B-B entre 1y2










B=B+Badicional=5.625m +1.08m=6.705m

Por lo tanto las dimensiones de la viga son de 0.35m x 0.70m.Nota: En el eje principal B-B las vigas en los tramos 1-2 y 2-3 son iguales a las vigas en los tramos 4-5 y 5-6 por simetra.CUADRO DE RESUMEN DE LAS DIMENSIONES MAS CRITICAS ELIGIDAS EN LOS CALCULOS ANTERIORES EJE B-B.VigasB(cm) x H(cm)

Eje B-BEntre 1y235x50

Entre 2y335x50

Entre 3y435x70

Entre 4y535x50

Entre 5y635x50

Mas critico 35x70


Por tanto las dimensiones de las vigas en el eje B-B ser 0.25mx0.70m

C-C7. Pre dimensionamiento de la viga eje C-C entre 1y2



Por lo tanto las dimensiones de la viga son de 0.30m x 0.50m.8. Pre dimensionamiento de la viga eje C-C entre 2y3



Por lo tanto las dimensiones de la viga son de 0.30m x 0.50m.9. Pre dimensionamiento de la viga eje C-C entre 3y4


B=B+Badicional=4.5m +1.08m=5.58m


Nota: En el eje principal C-C las vigas en los tramos 1-2 y 2-3 son iguales a las vigas en los tramos 4-5 y 5-6 por simetra.CUADRO DE RESUMEN DE LAS DIMENSIONES MAS CRITICAS ELIGIDAS EN LOS CALCULOS ANTERIORES EJE C-C.VigasB(cm) x H(cm)

EJE C-CEntre 1y230x50

Entre 2y330x50

Entre 3y430x70

Entre 4y530x50

Entre 5y630x50

Mas critico 30x70


Por tanto las dimensiones de las vigas en el eje B-B ser 0.25mx0.75m

POR SIMETRIA LAS VIGAS EN LOS EJES D-D, E-E ,F-F SON IGUALES A LAS VIGAS DE LOS EJES A-A,B-B,C-C.CUADRO RESUMEN EJEDIMENSIONES DE VIGAS

A-A=F-F0.25X0.65

B-B=E-E0.25X0.70

C-C=D-D0.25X0.75

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS SECUNDARIASPara el pre dimensionamiento de las vigas secundarias mucho es lo que afecta la longitud de la viga, tambin afecta al pre dimensionamiento, los muros que estn colocados sobre la viga secundaria; si un muro est colocado sobre la viga se hace una correccin de ancho tributario.A continuacin se presenta unos cuadros y frmulas para predimencionar las VS. Las vigas secundarias se dan un ancho tributario de B=1.00m

USOS/C Kg/m2 (beta)

Departamentos y oficinas25013

40012

Garaje y tiendas50011

75010

depsitos10009

DONDE:h=altura o peralte de la vigab=ancho de la vigaB=ancho tributario: tomando un criterio asumiendo un ancho tributario arbitrario de 2 m a 3 m.Para zonas de alto riesgo ssmico: sistema netamente aporticado:B=3m.Entonces:

Cambiando el ancho de la viga b=0.25

Usar 0.25m x 0.50mNota.- el pre dimensionamiento se hace para una viga secundaria crtica en eje 4-4. Dando as las dimensiones de las vigas secundarias que son 0.25x0.40m que es la que se tomara como nica viga secundaria en la segunda planta y en la tercera y cuarta planta se adoptara las dimensiones: 0.25m x 0.35m y en el techo de 0.25m x 0.30 m.

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

FIGURA N 01: Condicin inicial de las columnasDebido al terremoto de TOKACHI 1968 en Japn, se hizo una serie de investigaciones, donde colapsaron muchas columnas por: Fuerza cortante. Deficiencia en el anclaje del acero en las vigas. Deficiencia en los empalmes del acero en las columnas. Por el aplastamiento. Refuerzo de viga hacia columna.Por este motivo para el siguiente trabajo se empleara el mtodo japons segn el DR: Yamashiro, que establece y justifica los valores y coeficientes especificados en sus tablas, y aplicar estas a las formulas.

Donde n = ndice de AplastamientoSi n > 1 / 3 falla frgil por aplastamiento debido a cargas axiales excesivasSi n < 1 / 3 falla dctil.Las columnas se predimensionan con:

Donde:T = dimensiones de la seccin en la direccin del anlisis ssmico de la columna.b = la otra dimensin de la seccin de la columna.p = carga total que soporta la columna (ver tabla N 1).n = valor que depende del tipo de columna.fc = resistencia del concreto a la compresin simple, para nuestro caso se trabajara con un fc de 210 kg/cm2.TABLA: N1.Tipo C1(para los primeros pisos)Columna InteriorN4 pisosP=1.10PGn=0.25

Tipo C2, C3

Columnas extremas de prticos interiores.P=1.25PGn=0.25

Tipo C4

Columna de esquinaP=1.50PGn=0.20

PG=Debido a carga de gravedad.P=Debido a carga de sismo.NOTA, se considera primeros pisos a los restantes de los 4 ltimos pisos.Valores de P y n para el predimensionamiento de columnas. PG es el peso total de cargas de gravedad que soporta la columna.CALCULO DEL AREA TRIBUTARIACONCRETO ARMADO - IUNA PUNO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA

PUNO, Mayo del 2015

Para la columna C-1: Para la columna C-2: Para la columna C-3: Para la columna C-4: Para la columna C-5: Para la columna C-6: Para la columna C-7: Para la columna C-8: Para la columna C-9:

FIGURA N 02: Calculo de las reas tributariasA continuacin realizamos el metrado de las cargas de la estructura:Considerando lo siguiente (Segn RNE E-020 de cargas):P. muerta: P. aligerado: 350 kg/m2 Tabiquera: 120 kg/m2 Acabados: 100 kg/m2 Peso de vigas: 100 kg/m2 Peso de columnas: 60 kg/m2 P. M. total (): 730 kg/m2P. viva: S/C (Viviendas): 200 kg/m2 P. V. total (): 200 kg/m2Tenemos entonces: PG = P. muerta + P. viva =730+200 = 930 kg/m2PG = 930 kg/m2(Esta carga se considerar para cada piso pues las cargas son las mismas)Predimensionamiento de Columna C-1 (Exterior):rea=6.89 m2El valor de PG = 930(kg/m2)*6.89 (m2)=6407.7 kgReemplazando en la teora:

Donde n = 0.25

Considerando un rea cuadrtica de lado l tenemos:

Entonces tomamos l=30 cmC-1: 0.30x0.30Predimensionamiento de Columna C-2 (exterior):rea=15.42 m2El valor de PG = 930(kg/m2)*15.42 (m2)=14340.6kgReemplazando en la teora: Dnde: n=0.25 C-2: 0.40x0.40Predimensionamiento de Columna C-3 (exterior):rea=11.81 m2El valor de PG = 930(kg/m2)*11.81 (m2)=10983.3 kgReemplazando en la teora: Dnde: n=0.25 C-3: 0.35x0.35Predimensionamiento de Columna C-4 (exterior):rea=13.58 m2El valor de PG = 930(kg/m2)*13.58 (m2)=12629.4kgReemplazando en la teora: Dnde: n=0.25 C-4: 0.40x0.40Predimensionamiento de Columna C-5 (interior):rea=30.40 m2El valor de PG = 930(kg/m2)*30.40 (m2)=28272kgReemplazando en la teora: Dnde: n=0.30 C-5: 0.50x0.50Predimensionamiento de Columna C-6 (interior):rea=23.29 m2El valor de PG = 930(kg/m2)*23.29 (m2)=21659.7kgReemplazando en la teora: Dnde: n=0.30 C-6: 0.45x0.45Predimensionamiento de Columna C-7 (exterior):rea=18.9 m2El valor de PG = 930(kg/m2)*18.9 (m2)=17577kgReemplazando en la teora: Dnde: n=0.25 C-7: 0.45x0.45Predimensionamiento de Columna C-8 (interior):rea=42.3 m2El valor de PG = 930(kg/m2)*42.3 (m2)=39339kgReemplazando en la teora: Dnde: n=0.30 C-8: 0.60x0.60Predimensionamiento de Columna C-9 (interior):rea=32.4 m2El valor de PG = 930(kg/m2)*32.4 (m2)=30132kgReemplazando en la teora: Dnde: n=0.30 C-9: 0.55x0.55Haciendo un resumen de las dimensiones de las columnas se tiene lo siguiente:ColumnaDimensin (mxm)

C-10.30x0.30

C-2=C-40.40x0.40

C-30.35x0.35

C-50.50x0.50

C-6=C-70.45x0.45

C-80.60x0.60

C-90.55x0.55

Renombrando las columnas tendremos 7 tipos de columnas, que las mencionaremos a continuacin:ColumnaNueva columnaDimensin (mxm)

C-1C-10.30x0.30

C-2=C-4C-20.40x0.40

C-3C-30.35x0.35

C-5C-40.50x0.50

C-6=C-7C-50.45x0.45

C-8C-60.60x0.60

C-9C-70.55x0.55

Tenemos finalmente nuestra distribucin de columnas en nuestra estructura a porticada.

Ilustracin FIGURA N 03: Condicin final del predimensionamiento de columnas

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