1. DESCRIPCIN DEL TRABAJO
1.1 Caractersticas principales:
El proyecto que se describe a continuacin es un prtico de 5 pisos cuyas principales
caractersticas se detallan en el siguiente cuadro resumen:
Tipo de proyecto: Universidad.
rea construida: 495 m2.
Nro. de pisos: 5
Altura: Primer nivel: 4m
Pisos tpicos: 3m
1.2 Diseo del proyecto:
El diseo para ste proyecto est hecho en base al actual Reglamento Nacional de
Edificaciones
Norma E.020 Cargas
Nueva Norma E.030 Diseo Sismo resistente
Norma E.060 Diseo en Concreto Armado
Norma E.070 Diseo en Albailera
1.-PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
1.1 PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSA ALIGERADA.
=
, como L = 6.20 m, entonces, la altura de la Losa ser:
=6.20
20= .30
1.2 PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS DE EJES PRINCIPALES.
De la figura 1.1 podemos observar:
El peralte ser el mismo para las vigas principales:
=.
12=
6.10
12= 0.508 0.55.
Ancho de la Viga:b.
=
2=
. 55
2 .30.
1.3 PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS DE EJES SECUNDARIOS.
De la figura 1.1 podemos observar:
El peralte de la viga del eje A-A es igual a:
=.
14=
6.1
14= 0.436 .50.
Ancho de la Viga:b
=
2=
. 50
2 .25
1.3 PREDIMENSIONAMIENTO DE LA COLUMNA
Se dimensionanaran con la columna con carga ms critica por gravedad, esto luego se generalizara a todas las columnas, porque las
columnas perifricas sern gruesas para tomar las cargas de sismo por volteo.
Donde:
=
. ().
Ag = rea de la seccin de la columna
P = Peso de la Carga permanente (CM)+ 25% CV.
Datos:
De acuerdo al uso de la edificacin para una Universidad, la carga viva mnima (CV) segn la Norma E-20 del RNE, artculo 6.
USO U OCUPACION CARGA VIVA ,S/C
Universidad 350kg/cm2
Clculos previos para el clculo de P:
Peso de las cargas permanentes:
Peso de losa aligerada (e=.25m) =350Kg/cm2
Peso del piso+ cielorraso =100kg/cm2
Peso de Tabiquera =100kg/cm2
PESO TOTAL =550Kg/cm2
.rea Tributaria de la columna critica= 5.95mx5.65m =33.62m2
Con los clculos anteriores podemos hallar el valor de P.
P= (550x5,65x5.95+ 2400x0,3x0,5x(5+7)+2400x0,3x0,5x3+350x5.95x5,65x0,25)x5
P = 160 070 kg.
Remplazando valores en la ecuacin ().
=
0.45=
160070
0.45210= 16942 =
= .
= .30 = 16942
= .60.
2.-METRADO DE CARGAS.
Metrado de cargas del prtico 2-2
2.1 METRADO DE CARGA MUERTA O PERMANENTE (WD= Ton/m)
De planta de losa aligerada figura 2, se puede observar lo siguiente.
= = 5,5, 2 2.
Sabemos que:
= ( + )/
=(. 555,5 + 2.4. 30. 60)
= 3.5/.
2.2 METRADO DE CARGA VIVA (WL= Ton/m)
Para el metrado de carga viva mnima repartida, se reducir en un porcentaje, tal como indica la Norma E -020 del RNE, artculo 10.
S/C=350kg/m2 (Universidad).
La reduccin de la carga viva repartida se realizara por Tramos, pero en este anlisis en particular la distribucin de cargas sern
iguales en todos los tramos, debido a tener reas tributarias iguales.
PRIMER TRAMO DE VIGA. (Eje 2-2 entre ejes A y B)
Donde:
De la figura 2.
Lo=350kg/m2=s/c
= = 2(5,57.50) = 82,52 > 402
Remplazando en la ecuacin General:
= 264 /2
. = 0.2645,5/ = 1.5/ (Para todos los tramos de la Viga)
3.- ANALISIS SISMICO
3.1.- Zonificacin (Z):
La zonificacin se basa en la distribucin espacial de la sismicidad en el pas, las caractersticas generales de los movimientos
ssmicos y la atenuacin de stos con la distancia al epicentro, as como en informacin neo tectnica.
Segn el Grfico que se muestra a continuacin:
Zona: 3
Factor Z: 0.35
3.2.- Factor de uso e importancia (U):
Edificaciones Esenciales: Cuya funcin no debera interrumpirse inmediatamente despus de que ocurra un sismo.
Factor U: 1.5
3.3.- Coeficiente de Ampliacin Ssmica (C):
De acuerdo a las caractersticas de sitio, se define el factor de amplificacin ssmica (C) por las siguientes expresiones:
T= h/35 = 0,4 s
TP= 1 s
TL= 1,6 s entonces C=2,5
3.4.- Factor Suelo (S):
Los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta las propiedades mecnicas del suelo, el espesor del estrato, el perodo
fundamental de vibracin y la velocidad de propagacin de las ondas de corte.
Descripcin: Suelo Blando
Factor S2: S=1.2
3.5.- Coeficiente de Reduccin de Solicitantes Ssmicas (R):
Sistema Estructural: Estructura Aporticada
Coeficiente R: Ro x Ia x Ip = 8x1x1= 8
4.- ANALISIS ESTRUCTURAL:
4.1.- Fuerza cortante en la Base:
=Z U C S
R =
. , . .
, =
4.2.- Distribucin de la fuerza ssmica en altura: Se distribuyen con ayuda de las siguientes expresiones:
Tenemos entonces:
fuerza sismica repartida
Nivel Pi (Kg.) hi (m.) K Pi (hi^K) alfa Fi (Kg.) Fi (t)
1 590355,18 3,5 1 2066243,13 0,07368421 42,8842104 10,7210526
2 590355,18 6,5 1 3837308,67 0,13684211 79,6421051 19,9105263
3 590355,18 9,5 1 5608374,21 0,2 116,4 29,0999999
4 590355,18 12,5 1 7379439,75 0,26315789 153,157894 38,2894736
5 590355,18 15,5 1 9150505,29 0,32631579 189,915789 47,4789473
28041871,1
Tenemos entonces:
4.3.- Realizamos Clculo de fuerzas internas con el programa de Escaletti.
Consideraciones:
Modulo de Elasticidad: E=2173700t/m2
Modulo de Corte: G=0.40E=869480t/m2
WD = 3,5 Kg/cm2
WL = 1,5 Kg/cm2
Nomenclatura de nudos y elementos:
Usando un programa se obtuvieron los efectos externos de todos los elementos, por separado, debido a carga muerta viva y a carga de
sismo.
A continuacin se mostrarn solo las fuerzas que actan sobre las vigas 6, 7, 8, 9
CARGA MUERTA ( D )
Elemento Mi Mcentro Mj
(t m) (t m) (t m)
6 -15,474 8,682 -16,381
7 -10,856 4,995 -10,654
8 -14,074 7,307 -14,186
9 -10,895 5,434 -9,738
CARGA VIVA ( L )
Elemento Mi Mcentro Mj
(t m) (t m) (t m)
6 -6,632 3,721 -7,020
7 -4,653 2,141 -4,566
8 -6,032 3,132 -6,080
9 -4,669 2,329 -4,173
CARGA POR SISMO ( E )
Elemento Mi Mcentro Mj
(t m) (t m) (t m)
6 38,713 0,958 -36,797
7 43,460 0,031 -43,399
8 37,330 0,046 -37,238
9 44,729 -0,978 -46,684
A continuacin tenemos los momentos generados por las combinaciones de cargas:
Elemento
i Centro de luz j
1.4D + 1.7L 1.4D + 1.7L 1.4D + 1.7L
6 -32,938 18,480 -34,868
7 -23,109 10,632 -22,678
8 -29,958 15,554 -30,196
9 -23,190 11,566 -20,727
Diseo con Carga Muerta, Carga Viva,
Sismo
Elemento
i Centro de luz j i Centro de luz j
1.25(D+L)+E 1.25(D+L) 1.25(D+L)+E 1.25(D+L)-E 1.25(D+L) 1.25(D+L)-E
6 11,081 15,504 -66,049 -66,345 15,504 7,546
7 24,074 8,919 -62,423 -62,846 8,919 24,374
8 12,198 13,049 -62,570 -62,463 13,049 11,906
9 25,274 9,703 -64,073 -64,184 9,703 29,295
CUADRO RESUMEN
Elemento Distancia 1.4D + 1.7L 1.25(D+L)+E 1.25(D+L)-E 0.9D + E 0.9D - E
6
0,00 -32,938 11,081 -66,345 24,786 -52,640
3,00 18,480 15,504 15,504 7,814 7,814
6,00 -34,868 -66,049 7,546 -51,540 22,054
7
6,00 -23,109 24,074 -62,846 33,689 -53,231
9,50 10,632 8,919 8,919 4,495 4,495
13,00 -22,678 -62,423 24,374 -52,987 33,810
8 13,00 -29,958 12,198 -62,463 24,664 -49,997
16,25 15,554 13,049 13,049 6,577 6,577
19,50 -30,196 -62,570 11,906 -50,005 24,470
9
19,50 -23,190 25,274 -64,184 34,923 -54,534
23,00 11,566 9,703 9,703 4,890 4,890
26,50 -20,727 -64,073 29,295 -55,448 37,920
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