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PROYECTO ARMADO IIDISEO EDIFICACION

CONDICIONES PRESENTADAS:El servicio de la edificacin corresponde a oficinas, ubicadas en la ciudad de Pasto (Nario). La cual corresponde una zona de amenaza ssmica alta segn la norma NSR-10.La edificacin constara de 4 pisos y tendr un ascensor.Se construir en un suelo con capacidad portante de 18 Ton/m2.MATERIALES:Para la edificacin se ha requerido: Concreto de fc=35 MPa. Acero de refuerzo de fy=420 MPa. Aligeramiento por bloques de Icopor de 0,1KN/m2

CONDICIONES PARA EL DISEO: Losa aligerada en cada piso. Se presenta la distribucin y ubicacin de las columnas. Adems de la ubicacin de las escaleras y el ascensor. Para cada condicin de carga mayorada se ha establece U=1.2 D+1.6L

Ilustracin 1: Esquema general de los pisos

Pre-dimensionamiento. Tipificacin de las vigas y nervios. : Losa aligerada.Se plantea una losa aligerada en el sentido de los ejes A, B Y C.

Ilustracin 2: distribucin y tipificacin de vigas y nervios.

Para el esquema propuesto se han establecido unas vigas auxiliares; de las escaleras y voladizos. Ademas para el diseo y analisis de los nervios se los pretende agrupar en nervios segn la condicion de apoyos.

Pre-dimensionamiento de los elementos de la losa. Nervios de arriotramientoLa norma NSR-10 establece la necesidad de nervaduras perpendiculares o riostras para transferencia de carga. En que la separacin se establece:Que distancia mxima de 10h pero sin exceder los 4m. De esta manera se ubicaron a la mitad de las vigas de arriostramiento, sin exceder los 4m. Nervios principales. Altura:

Para la altura se analiza la minima establecida por la norma sismoresistente colombiana, segn las condiciones en los apoyos del elemento. Esto se hace para cada tipo de nervio establecido en la Ilustracin 3.

Ilustracin 3: Tipificacin de los nervios de la losa aligerada.Tipo I:Hmin tramo 1 = 6/18.5= 0,32 mSe establece una hmin de 0.35 m.

Tipo II:

Hmin tramo 1 = 1,13/8= 0,14 mSe establece un Hmin de 0.30 m.

Hmin tramo 2 = 6 /21 = 0.29 m

Tipo III:Hmin tramo 1 = 1,13/8= 0,14 mSe establece un Hmin de 0.31 m.

Hmin tramo 2 = 6,4 /21 = 0.31m

Hmin tramo 2 = 5,20/16 = 0.33 mSe establece un Hmin de 0.35 m.

Tipo IV:

Hmin tramo 1 = 1,13/8= 0,14 mSe establece un Hmin de 0.31 m.

Hmin tramo 2 = 6,4 /21 = 0.31m

Finalmente para la altura se adopta un H= 40cm, sin tener problemas en ningun nervio. Ancho(bw):Los nervios y viguetas no deben tener un achno menor a 10 cm por lo tanto se ha establecido un ancho de 15 cm. Loseta superior:Para el dimensionamineto de esta se debe tener en cuenta;No menor a 4.5 cm.Para lo cual se ha estabkecido un hs= 5cm. Loseta inferior:se ha establecido un espesor de 3cm. Separacion de nervios:Se debe tener en cuenta que:El espaciamiento entre nervios se establece el mximo de 1,2 metros. Y a 2.5*(altura de la losa). Bd=2.5(40cm)=100 cmPara lo cual se ha establecido una separacion de 100 cm cumpliendo con los requisitos.

Ilustracin 4: Esquema pre dimensionamiento de la losa aligerada.Evaluacion de aproximada de cargas de la losa a emplear.Los materiales empleados en la construccion y acabo de la losa se han empleado valores recomendados por la norma NSR-10 capitulo B.Los calculos se resumen en la siguiente tabla.

Distancia entre nervios bd=1.0m,bw=0.15

Carga muerta

Tabla 1: resumen de los elementos correspondientes a carga muerta.Elemento (A)Magnitud(m)(B)Peso unitario(KN/m3) (C)CalculoCarga(KN/m2)

Loseta superior0.0524B*C1.20

Nevaduras0.3524bw*B*C/bd1.26

Loseta inferior0.0322(bd-bw)*B*C/bd0.56

Mortero emp/ to de piso0.0321B*C0.63

Acabado de piso0.0121B*C0.21

Mortero emp/to cielo raso0.0221B*C0.42

Acabado cielo rasoSe toma un paete de yeso y la carga se toma por especificacion de la norma.0.25

AligeramientoEl material a emplear es icopor.0.1

Fachada y particiones *2

Cargas totales 6.63

(* correponde a un valor minimo presentado por la norma NSR-10 TITULO B correspondiente a oficinas, cuando no se realiza un analisis detallado de cargas por muros y elementos de particion)

Carga vivaPara la asignacion del valor a carga viva se ha tomado los valores minimos correspondientes a oficinas, presentados en la tabla B.4.2.1-1 de la Norma NSR-10.Corredores y escaleras = 3 KN/m2.Oficinas =2 KN/m2.Aunque en la tabla no aparece un valor correspondiente a balcones, para el caso se ha empleado el minimo correspondiente a uso residencial.Balcones = 5KN/m2. Carga total.Para la carga total se debe establecer los distintos tipos de combinaciones y tipo de uso del elemento dentro de la estructura.

Tabla 2: Cargas mayoradas segn la distribucin del uso.Corredores y escalera1.2 muerta+ 1.6 viva12,76 KN/m2

Oficinas1.2 muerta+ 1.6 viva11,16 KN/m2

Balcones1.2 muerta+ 1.6 viva16,96 KN/m2

Evaluacion de aproximada de carga aferente a vigas cargueras.El procedimiento siguiente se lo ha hecho con el fin de obtener un dimensionamineto de acuerdo a la aferencia de cada viga con repecto a la distribucion espacial en planta.

Ilustracin 5: reas aferentes a las vigas cargueras.En la anterior imagen se muestra la distribucin de las reas aferentes adems de la sectorizacin de los pisos segn el uso donde:I: Uso para oficinas.II: uso para balcones.III: uso para corredores y escaleras.

Con esto se realiza el anlisis de las cargas resultantes a las vigas de acuerdo a la geometra del rea aferente y uso (I, II o III) de cada tramo. Para el anlisis se propone medir el rea correspondiente a cada lado de las vigas cargueras y determinar el correspondiente uso, adems de tener en cuenta la distribucin final de estas para determinar los momentos mximos, para ello se ha identificado por lados( izquierdo y derecho) y la enumeracin de esta hace referencia a la diferencia de medidas o cargas.

Viga carguera en el eje 1:Ilustracin 6: Disposicin de apoyos de las viga carguera 1.Tabla 3: Anlisis carga viva y muerta.Ancho aferente(m)Carga viva (KN/m2)Carga viva (KN/m)Carga muerta (KN/m2)Carga muerta (KN/m)

Lado izquierdo1,2566,637,96

Lado derecho 3266,6319,89

Los valores anteriores corresponden a las cargas vivas y muertas de la viga carguera en el eje 1, se las distribuye segn los tramos actuantes y con la combinacin 1,2muerta+1,6 viva.Se resalta que la disposicin de apoyos de todas las vigas cargueras es igual (ver Ilustracin 6), pero la distribucin de las cargas actuantes es completamente diferente. Viga carguera eje 2.Tabla 4: Anlisis de cargas para viga 2.Ancho aferente(m)Carga viva (KN/m2)Carga viva (KN/m)Carga muerta (KN/m2)Carga muerta (KN/m)

Lado izquierdo 13266,6319,89

Lado izquierdo 21,1655,86,637,691

Lado derecho 10,631,86,633,978

Lado derecho 22,637,86,6317,238

Lado derecho 32,625,26,6317,238

Lado derecho 42,65136,6317,238

Viga carguera eje 3. Tabla 5: Anlisis de cargas para la viga 3.Ancho aferente(m)Carga viva (KN/m2)Carga viva (KN/m)Carga muerta (KN/m2)Carga muerta (KN/m)

Lado izquierdo 10,631,86,633,98



Lado izquierdo 42,65136,6317,24

Lado derecho 12,236,66,6314,59

Lado derecho 23,239,66,6321,22

Lado derecho 33,226,46,6321,22

Lado derecho 41,3656,86,639,02

Viga carguera eje 4. Tabla 6: anlisis de cargas aferentes para la viga 4.Ancho aferente(m)Carga viva (KN/m2)Carga viva (KN/m)Carga muerta (KN/m2)Carga muerta (KN/m)



Lado izquierdo 33,25166,6321,22

Lado derecho 11,1355,656,637,49

Pre-dimensionamiento de vigas.Inicialmente se debe tener encuenta el analisis de carga anteriormente y realizar el diagrama de momentos para cada viga carguera. Para cada diagrama las fuerzas estan en KN/m y los momentos estan en KN.m. Para cada viga se presentado segn las espedificaciones de la norma un ancho(bw) de 35 cm cumplinedocon el requisito minimo de 25cm.Adicionlamente para los analisis se ha supuesto un peso propio mayorado de 4 kN/mAdemas se han utilizado las tablas de PAZ DEL RIO.Partiendo de las expresiones en clase; incialmente planteamos que: Y la correspondiente cuanta del 75% a la balanceada o mxima permitida. Con un correspondiente concreto de fc= 28 MPa y un acero de 420 MPa.Utilizando las expresiones de:

Vigas carguera 1Con las cargas de la Tabla 3 se las dirtibuye de acuerdo a la geomertria y se establece la combinacion de carga 1,2 D+ 1,6V.

Ilustracin 7: Grafica de momentos viga 1.En la ilustracin 7 se muestra que el momento mximo correspondiente es de 331,85 KN*m.Mu = 331,85 KN.m = 7,78235=7782,35 KN/mb = 35 cmd = 35 cm se asume un d = 35 cm, y un recubrimiento de 5 cm.Seccion finalmente de 35*40 cm. Vigas carguera 2:

Ilustracin 8: Grafica de momentos viga 2.

Mu = 341,01 KN.m = 7,78235=7782,35 KN/mb = 35 cmd = 0,35 cm se asume un d = 35 cm, y un recubrimiento de 6 cm.Seccion finalmente de 30*40 cm. Vigas carguera 3:

Ilustracin 9; Grafica de momentos viga 3.Mu = 346,66 KN.m = 7,78235=7782,35 KN/mb = 35 cmd = 36 cm se asume un d = 36 cm, y un recubrimiento de 4 cm.Seccion finalmente de 30*40 cm. Vigas carguera 4:

Ilustracin 10: Grafica de momentos de la viga 4.Mu = 290,12 KN.m = 7,78235=7782,35 KN/mb = 35 cmd = 33 cm se asume un d = 35 cm, y un recubrimiento de 5 cm.Seccion finalmente de 30*40 cm.Vigas arriostramiento Para el analisis adicionalmente se ha establecido que las cargas actuantes deben ser 2 veces a las de una nervadura de la losa. Ancho nervadura bd=1 m. Carga muerta = 6.63 KN/m2. Carga Viva = 2 KN/m2, correspondiente a oficianas. Carga total =2*(1.2*6.63+1.6*2)*1 KN/m=22,312 KN/m Por peso propio se asume un valor de 4 KN/m mayorados. Carga total =26,312 KN/mPara algunas vigas de arriostramiento se tiene voladizos para lo cual se ha establecido: Ancho nervadura bd=1m. Carga: muerta= 6.63 KN/m2. Viva = 5 KN/m2, correspondiente a balcones. Carga total =2*(1.2*6.7+1.6*5)*1KN/m=32,1 KN/m Por peso propio se asume un valor de 4 KN/m mayorados. Carga total =36,1 KN/m

Para el analisis se tiene encuenta las vigas correspondientes al ejes B.Viga eje B.

Ilustracin 11: Condicin de apoyos de la viga.

Ilustracin 12: distribucin de la carga supuesta en la viga de arriostramiento.

Ilustracin 13: Diagrama de momentos. El momento maximo Mu= 88,80 KN*m = 7,78235=7782,35 KN/mb = 25 cmd = 21,1 cm se asume un d = 25 cm, y un recubrimiento de 5 cm.Seccion finalmente de 25*30 cm.Evaluacion aproximada de carga aferente a COLUMNAS.

Ilustracin 14: Distribucin de reas aferentes en las columnas.

Para el analisis correspondiente a cargas en columnas se has establecido 6 tipos diferentes de geometria con respecto a areas aferentes.Para el analisis de cargas por la simetria en la altura y en el uso, en analisis se lo hace en un piso y para la conbinacion de carga se toma 1,2D+1,6L.Columna 1-A y 4-ACARGAVALOR KN/m2AREA m2FUERZA KN

Muerta6,6317,23114,235

viva5735

viva210,2320,46

Carga mayorada total225,82

Columna 1-B y 4-B

CARGAVALOR KN/m2AREA m2FUERZA KN

Muerta6,6323,82157,93

Viva 156,2231,1

Viva 229,619,2

Viva 23824


Columna 1-C y 4-CPara la evaluacin de cargas se la toma igual aunque por geometra no son iguales se debe tener en cuenta el efecto de la escalera en la columna 4-C.CARGAVALOR KN/m2AREA m2FUERZA KN

Muerta6,639,4862,85

viva51,547,7

viva27,9415,88


Columna 2-A y 3-ACARGAVALOR KN/m2AREA m2FUERZA KN

Muerta6,6321,52142,68

viva53,618

viva217,9235,84


Columna 2-B y 3-BCARGAVALOR KN/m2AREA m2FUERZA KN

Muerta6,6327,5182,33

viva33,29,6

viva224,348,6


Finalmente la carga total por los 4 pisos se resume en la siguiente tabla:

ColumnaCarga aproximada por piso (KN)Carga total Pu (KN)

1-A y 4-A225,82903,28

1-B y 4-B308,401233,60

1-C y 4-C113,15452,60

2-A y 3-A257,361029,44

2-B y 3-B311,921247,68

Predimensionamiento de columnas.Para el analisis se ha determinado inicialmente que: K se ha tomado 0,75 Cm se ha tomado el valor mximo de 1. se tomado el valor de 1,5. Bdns para el caso el valor no debe superar el valor de 1, de modo que se ha tomado el valor de 0,75. K se tomado el valor de 2 Ec para un concreto de 35 Mpa. altura libre de cada piso es de 2,2 m.Para lo cual de la ecuacion:

Ig para una seccin cuadrada: Ec=470*=2780,5575 KN/cm2

Se ha deducido o obtenido la expresion para una columna cuadrada:

Dnde:b lado de la columna (cm)Pu carga actuante en KNPara lo cual el diemnsionamiento de cada columna se resume.Y se debe tener en cuenta ademas el valor minimo que presenta la norma para zonas de amenaza sismica alta, de 30*30 cm. ColumnaPu (KN)b (cm)b (cm) tomada

1-A y 4-A903,283435

1-B y 4-B1233,603740

1-C y 4-C452,602930

2-A y 3-A1029,443535

2-B y 3-B1247,683740

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