DISEAR ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE UNA EDIFICACIN APORTICADA1. INTRODUCCIN:El proyecto Construccin del Cuartel de Polica Nadie Sale, se proyecta a construir en la Zona 1 (Z=0.30), en el distrito de Yauli, provincia de Ocobamba, departamento de Huancavelica, y consiste en la construccin de una Biblioteca (U=1.3; Edificaciones Importantes), cuya necesidad es importante para los habitantes de dicho distrito, debido a que el nivel intelectual a ido disminuyendo de manera alarmante. Esta estructura estar conformada por prticos de cinco niveles. El terreno de fundacin tiene segn el estudio de suelos la siguiente informacin, sustancial para definir las caractersticas estructurales de la edificacin:

Capacidad portante admisible de 2.0 kg/cm2 para una cimentacin de zapatas aisladas y corridas desplantados a la profundidad mxima estimada de 2.00 m. por debajo del nivel del terreno natural.

Los parmetros de suelo para el anlisis sismo-resistentes se recomienda considerar un factor no mayores de S=1.0 y un Tp=0.4 s.

2. OBJETIVOS: Que el alumno pueda dimensionar y disear elementos de una edificacin aporticada de concreto armado, seguros ante cargas gravitacionales y eventos ssmicos. Para estos procedimientos se requerirn los conocimientos de anlisis estructural y diseo.

3. CONCEPCIN ESTRUCTURAL.El planteamiento estructural del proyecto, tiene por objetivo principal la seguridad y estabilidad de todos sus componentes, para el anlisis estructural se han considerado las cargas de gravedad y las cargas ssmicas a la que es sometida la estructura durante su vida til; por las condiciones de ubicacin de riesgo ssmico medianamente, Zona II en el planteamiento estructural de la edificacin se han proyectado prticos de concreto armado. Compuesto por un suelo gravo-arenoso y la capacidad de carga es de 2 Kg/cm2. 3.1. Condiciones de Diseo.

N L1 L2 L3 L4 ZONA 21 6 7,5 6 6 2

USO BIBLIOTECA

SUELO S1

CAPACIDAD PORTANTE KG/CM2 2

NIVEL PORTICO DE DE 5 3

N DE 5

DISEO DISEO PISO

4. PRE DIMENSIONAMIENTO Y METRADO DE CARGAS.El pre - dimensionamiento de los elementos estructurales, se realiza con la finalidad de dar medidas geomtricas que garanticen un comportamiento ptimo del modelo estructural en primera instancia. Siguiendo las recomendaciones existentes de los Cdigos y Reglamentos se realiz el pre dimensionamiento de los elementos estructurales del proyecto en concordancia con el planteamiento arquitectnico, cuidando al mximo la seguridad de la estructura proyectada. 4.1. PRE - DIMENSIONAMIENTO DE LOSAS ALIGERADAS Para las losas aligeradas armadas en una direccin como en nuestro proyecto, con ladrillos de techo de 20x30x30, con una luz de 5 m. (viguetas colocadas en el tramo ms corto en direccin de las vigas secundarias), su espesor de losa ser, incluyendo tanto al espesor del ladrillo como los 5cm de losa superior, de acorde con la siguiente frmula: Nota: en la luz mayor (6 m.) podremos vigas chatas para reforzar la losa y reducir los costos de la losa.,es por eso que utilizaremos el promedio de las tres luces 5.1 m = 5m

L h 20 =

Siendo: h = Altura del aligerado L = Luz mayor

h=

= 0.250 m.

5 20

Metrado de Cargas

* Para 1 m2 de losa aligerada con ladrillo se la siguiente informacin segn el libro costos y presupuestos en edificacin de CAPECOConocida la expresin para calcular la cantidad de ladrillos huecos por m2 de losa aligerada:

C=

1 (A+V)*L

=

1 0.40*L

Donde:C = Cantidad de ladrillos (pza/m2) L = Longitud de ladrillo hueco (mt) A = Ancho del ladrillo hueco = 0.30 m. standard . V = Ancho de la vigueta = 0.10 m. standard.

A manera de ejemplo se presenta el siguiente clculo: Ladrillo de techo de 20x30x30 L = 0.30 m. C= 1 = 0.12 1 = 8.33 unid/m2

0.40*0.30

C = 8.33 unid/m2

TIPO DE LADRILLO

DIMENSIONES (cm)

FORMULA C = 1:0.40*L

CANTIDAD DE LADRILLOS (pza/m2)

Techo de 4 huecos Techo de 8 huecos

12x30x30 15x30x30 20x30x30

1:0.40x0.30 1:0.40x0.30 1:0.40x0.30

8.33 8.33 8.33

Techo

RESUMEN * En 1 m2 de losa aligerada hay 2.5 m. de vigueta * En 1 m2 de lasa aligerada hay 8.33 unidades de ladrillos de techo * El Peso especifico del concreto armado es 2.4 T/m3 CLCULOS POR M2 DE LOSA * Peso de Losa * Peso de Vigueta *Peso de Ladrillo * Peso total por m2 : : : = 2.4 T/m3 *0.05m. * 1 m. * 1 m. = 0.12 T 2.4T/m3 * (h ladrillo * b w)(Long .viguetas por m2 ) 2.4 T/m3 *(0.2m*0.1m)(2.5 m)= 0.12 T (# de Ladrillos por m2) * (Peso de ladrillo) (8.33) * (9.28Kg)=77.33Kg = 0.077 T 0.12 + 0.12 + 0.077 = 0.317 T W losa = 0.317 T / m2 o 0.350 T/m2 escogemos W losa = 0.350T/m2 * Peso de Acabados = 0.1 T / m2W Total de Losa Aligerada = 0.450 T / m2

4.2. PRE - DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS PRINCIPALES La recomendaciones segn el RNE, las vigas principales se pre dimensionan sus peraltes en el orden 1/10 a 1/12 de la luz libre (ln), el ancho de la base vara entre 0.3 ~ 0.5 de la altura. La Norma Peruana indica que el ancho mnimo de la base es 25 cm. para el caso que estos formen parte de prticos o elementos de sismo-resistentes de las estructuras de concreto armado. Esta limitacin no impide tener vigas de menor espesor (15 o 20 cm) si se trata de vigas que no formen prticos, se usaran vigas de amarre en los voladizos de 10x25.

tambin segn A.C.I h= luz libre de la viga (LN) 4 Wu

Donde: ln=luz libre B=Ancho tributario h=Peralte de la viga asumimos columna=0.40 Solucin:

Por lo tanto se puede usar: ( H= 7.10/(4/

) = 0.74cm

Por lo tantouso :

( 30cm*60cm)

Considerando un ancho (

), por ser un sistema aporticado.

Sabemos que se encuentra en una zona medianamente ssmica, entonces usamos el CRITERIO DE IGUALDAD DE CUANTAS : (Ecuacin 1)

Reemplazando en la ecuacin (1):

,

Por lo tanto se us: ( )

4.3. PRE - DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS SECUNDARIAS Las vigas secundarias se pre - dimensionan con 1/14 de la luz libre (ln), dichas vigas no cargan las losas de los pisos o techos y pueden tener menor peralte si se admite que ellas solo reciben esfuerzos debido a sismo, sin embargo si se tiene en cuenta que los esfuerzos debido a sismo son mucho ms importantes que las cargas de gravedad, no debe disminuirse mucho su peralte pues adems est perdiendo rigidez lateral en esa direccin. El objetivo es estructurar considerando rigidez lateral y resistencia en las 2 direcciones de la estructura por lo tanto debe de disponerse de vigas peraltadas. L