PROYECTO DE EDIFICIO DE ALBAILERIA CONFINADA - DISEO ESTRUCTURAL

1.- INFORMACION GENERAL:Ubicacin : Lima

No. De pisos : 4

Uso : Vivienda

Distribucion arquitectonica : 02 dormitorios por piso, sala comedor, cocina, SS.HH y Escalera (Fig. 01)

Sistema de techado : Losa aligerada, e= 0.20 m

Azotea : Con parapeto h = 1.20 m, sin tanque elevado (sistema Hidroneumatico)

Altura de piso a techo : 2.40 m

Ancho de las puertas : 0.90 m

Altura de Alfeizares : 1.00 m, (excepto en los Servicios Higienicos donde h = 1.80 m)

Longitud de ventanas : En Dormitorios y cocina L = 1.40 m

En la Sala L = 2.50 m

En SS .HH L = 1.15 m

En escalera L = 2.45 m

Peralte de viga solera : 0.20 m ( igual al espesor del techo)

Peralte de vigas en dinteles : 0.30 m

3.00 4.00 1.30 1.30 4.00 3.00

4.00

8.13

4.00

16.73

FIGURA No. 01

2.- CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES:Albailera

- Ladrillos clase IV slidos (30% de huecos), tipo King Kong de arcilla, t = 13 cm, fb = 145 kg/cm2

- Mortero tipo P2: cemento-arena 1 : 4

- Pilas: resistencia caracterstica a compresin (fm) = 65 kg/cm2 = 650 ton/m2

- Muretes: resistencia caracterstica a corte puro ( vm) = 8.1 kg/cm2 = 81 ton/m2

- Mdulo de elasticidad ( Em) = 500 fm = 32500 kg/cm2 = ton/m2

- Mdulo de corte (Gm )= 0.4 Em = 13000 kg/cm2

- Mdulo de Poisson (n) = 0.25

Concreto

- Resistencia nominal a compresin (fc) = 175 kg/cm2

- Mdulo de elasticidad ( Ec) = 200,000 kg/cm2 = 2000,000 ton/m2

- Mdulo de Poisson (nc) = 0.15

Acero de Refuerzo

- Corrugado, grado 60, esfuerzo de fluencia (fy) = 4200 kg/cm2 = 4.2 ton/cm2

325000

3.- PREDIMENSIONAMIENTO DE MUROS:3.1.- Espesor Efectivo de Muros t

Para la zona ssmica 3, el espesor efectivo mnimo, descontando tarrajeos, es t = h / 20 , h en cm.

t = 240 / 20 = 12.00 cm

donde h es la altura libre de la albailera. Con lo cual, se utilizar muros en aparejo de

soga con espesor efectivo t = 13 cm (mas el recubrimiento) t' = 15 cm

3.2.- Densidad minima de muros reforzados

La densidad mnima de muros reforzados (confinados en este ejemplo), para cada direccin del

edificio, se determina con la expresin (Norma E.070 de albaileria):

L t > Z S U NA p 56

Donde:

L = longitud total del muro incluyendo sus columnas (slo intervienen muros con L > 1.2 m)

t = espesor efectivo = 0.13 m

Ap = rea de la planta tpica en m2

Z = 0.4 El edificio est ubicado en la zona ssmica 3 (Norma E.030 - Norma sismica)

U = 1 El edificio es de uso comn, destinado a vivienda (Norma E.030)

S = 1 El edificio est ubicado sobre suelo de buena calidad (Norma E.030)

N = 4 Numero de pisos del edificio

Para nuestro caso:

Z S U N = 0.4 x 1 x 1 x 4 =

56 56

Calculo del area de la planta tipica (Ap) :

Ap = rea de la planta tpica = 8.13 x 16.73 = 136.01 m2

Calculo de la Desndidad de los muros en ambas direcciones:

En la siguiente tabla se determinan lo siguiente : L = Longitud del muro

EN LA DIRECCION X (VER FIGURA No. 01)

x1 = 3.00 + 0.13 = 3.13 m

x2 = 4.00 - 2.50 = 1.50 m

x3= x1 = 3.13 m

x4 = 4.00 - 0.90 = 3.10 m

x5= x1 = x3= 3.13 m

x6 = 4.00 - 1.40 = 2.60 m

x7 = 2.60 + 0.13 = 2.73 m

EN LA DIRECCION Y:

y1 = 4.00 - 1.40 = 2.60 m

y2 = y1 = 2.60 m

y3 = 4.00 - 0.90 = 3.10 m

y4 = y3 = 3.10 m

y5 = 4.00 - 0.90 = 3.10 m

y6= 4.00 - 0.90 = 3.10 m

y7= 4.00 + 0.13 = 4.13 m

Ac = Area de corte = L .t

Muro L (m) t (m) # Veces Ac(total Muro L (m) t (m) Ac (m2) # Veces Ac(total

X1 3.13 0.13 0.41 2 0.81 Y1 2.60 0.13 0.34 2 0.68

X2 1.50 0.13 0.20 2 0.39 Y2 2.60 0.13 0.34 2 0.68

X3 3.13 0.13 0.41 2 0.81 Y3 3.10 0.13 0.40 2 0.81

X4 3.10 0.13 0.40 2 0.81 Y4 3.10 0.13 0.40 2 0.81

X5 3.13 0.13 0.41 2 0.81 Y5 3.10 0.13 0.40 2 0.81

X6 2.60 0.13 0.34 2 0.68 Y6 3.10 0.13 0.40 2 0.81

X7 2.73 0.13 0.35 1 0.35 Y7 4.13 0.13 0.54 1 0.54

= 4.67 = 5.11

DENSIDAD DE MUROS REFORZADOS

0.0286

DIRECCION X DIRECCION Y

Ac (m2)

EN LA DIRECCIN X:

L t = 4.67 = 0.0343 > 0.0286 OKA p 136.01

EN LA DIRECCIN Y:

L t = 5.11 = 0.0376 > 0.0286 OKA p 136.01

OTRA CONSIDERACION:

EN LA DIRECCIN X:

L t > 4.67 = 0.0343 > N = 4 = 0.0286 OKA p 136.01 140 140

EN LA DIRECCIN Y:

L t > 5.11 = 0.0376 > N = 4 = 0.0286 OKA p 136.01 140 140

3.3.- Verificacin del esfuerzo axial por cargas de gravedad:

La resistencia admisible (Fa) a compresin en los muros de albailera est dada por la expresin:

2

Fa = 0.20 f'm 1 - h < 0.15 f'm

35 t

2

Fa = 0.20 x 65 x 1 - = 9.38 kg/cm2

35 x 0.13

luego

Fa = 9.38 kg/cm2 < 0.15 f'm = 9.75 kg/cm2 OK gobierna el esfuerzo calculado

tomemos Fa = 9.38 kg/cm2

DETERMINACION DEL ANCHO TRIBUTARIO EN LOS MUROS:

4.00

4.00

4.00 3.00

2.40

CARGAS UNITARIAS

Pesos Volumtricos

Peso volumtrico del concreto armado: 2400 kg/m3

Peso volumtrico de la albailera: 1800 kg/m3

Peso volumtrico del tarrajeo: 2000 kg/m3

Techos

Peso propio de la losa aligerada de techo (e=0.20): 300 kg/m2

Sobrecarga en piso tipico (incluso en escalera): 200 kg/m2

Sobrecarga en azotea (incluso en escalera): 100 kg/m2

Acabados: 100 kg/m2

Muros

Peso de los muros de albailera con 1 cm de tarrajeo: Altura del muro (h) = 2.40 mPeso del Muro = m x h x t = 1800 x 0.13 x 2.40 = 561.6 kg/m2

Peso de 1 cm de tarrajeo = 2000 x 0.02 x 2.40 = 96 kg/m2

Peso total de los muros de albailera con 1 cm de tarrajeo: 657.6 kg/m2

Peso del muro por ml incluido 1 cm de tarrajeo = 657.6 kg/m

peso de Ventanas: 20 kg/m2

ANALISIS DE LAS CARGAS VERTICALES:CARGA MUERTA (D) DIRECCION X-X :

Peso del muro por ml incluido 1 cm de tarrajeo = 657.6 kg/m

peso del techo= 300 x At

D Piso terminado= 100 x At

Parapetos + alfeizares= 32 x At siendo:

D = 432 x At At = Area tributaria

Para el muro X1: (en el cuarto piso)

Peso del muro: 657.6 kg/m x 3.13 m = kg

Peso del techo y otros: 432 kg/m2 x 2.06 m2 = kg

peso total de la Carga Muerta en el muro X1= D en muro X1 = kg

Para el muro X1: (en el Tercer piso) El peso del muro y techo es el mismo en cada piso

Peso del piso 4 + el peso del piso 3 = 2948.21 x 2 = 5896.42 kg

Para el muro X1: (en el Segundo piso) El peso del muro y echo es el mismo en cada piso

Peso del piso 4 + el peso del piso 3 + peso del piso 2= 2948.21 x 3 = 8844.62 kg

Para el muro X1: (en el Primer piso) El peso del muro y techo es el mismo en cada piso

Peso del piso 4 + el peso del piso 3 + peso del piso 2 + peso del piso 1 = 2948.21 x 4 = 11792.83 kg

CARGA VIVA (L):

Para la carga viva (L) = 100 x At En Azotea

Para la carga viva (L) = 200 x At Piso tipico

Para el muro X1: (en el cuarto piso)

Sobrecarga en la Azotea = 100 x At

Peso del techo y otros: 100 kg/m2 x 2.06 m2 = kg

peso total de la Carga Muerta en el muro X1= L en muro X1 = kg

Para el muro X1: (en el Tercer piso) la sobrecarga es el mismo en cada piso

Sobrecarga en piso tipico = 200 x At

Peso del techo y otros: 200 kg/m2 x 2.06 m2 = kg

peso total de la Carga viva en el muro X1= L en muro X1 = kg

peso total de la Carga viva en el muro X1 (L) = Peso del 4 piso + peso del 3 piso

Peso del 4 piso + peso del 3 piso = 206.00 + 412.00 = 618.00 kg

Para el muro X1: (en el Segundo piso) la sobrecarga es el mismo en cada piso

Peso del piso 4 + el peso del piso 3 + peso del piso 2= 206.00 + 2 x 412.00 = 1030.00 kg

Para el muro X1: (en el Primer piso) la sobrecarga es el mismo en cada piso

Peso del piso 4 + el peso del piso 3 + peso del piso 2 + peso del piso 1 =

206.00 + 3 x 412.00 = 1442.00 kg

206.00

412.00

412.00

889.92

2948.21

2058.29

206.00

EN LA DIRECCIN X-X

muro h (m) t (m) L (m) At (m2) D (kg) L (kg) D (kg) L (kg) D (kg) L (kg) D (kg) L (kg)

fa =(D+L)/A

(kg/cm2)

Fa

(kg/cm2)

X1 2.40 0.13 3.13 2.06 2948.21 206.00 5896.42 618.00 8844.62 1030.00 11792.83 1442.00 3.25 9.38

X2 1.50 3.06 2308.32 306.00 4616.64 918.00 6924.96 1530.00 9233.28 2142.00 5.83

X3 3.13 4.82 4140.53 482.00 8281.06 1446.00 12421.58 2410.00 16562.11 3374.00 4.90

X4 3.10 7.02 5071.20 702.00 10142.40 2106.00 15213.60 3510.00 20284.80 4914.00 6.25

X5 3.13 2.06 2948.21 206.00 5896.42 618.00 8844.62 1030.00 11792.83 1442.00 3.25

X6 2.60 3.23 3105.12 323.00 6210.24 969.00 9315.36 1615.00 12420.48 2261.00 4.34

X7 2.73 1.1 2270.45 110.00 4540.90 330.00 6811.34 550.00 9081.79 770.00 2.78

= 91168.13 16345.00Finalmente en todos los muros se tiene : fa < Fa ok

X2, X4 son los muros mas esforzado

CARGA MUERTA (D) DIRECCION Y-Y :

Peso del muro por ml incluido 1 cm de tarrajeo = 657.6 kg/m

peso del techo= 300 x At

D Piso terminado= 100 x At

Parapetos + alfeizares= 32 x At siendo:

D = 432 x At At = Area tributaria

Para el muro Y1: (en el cuarto piso)

Peso del muro: 657.6 kg/m x 2.60 m = kg

Peso del techo y otros: 432 kg/m2 x 3.24 m2

= kg

peso total de la Carga Muerta en el muro Y1= D en muro Y1 = kg

Para el muro Y1: (en el Tercer piso) El peso del muro y Techo es el mismo en cada piso

Peso del piso 4 + el peso del piso 3 = 3109.44 x 2 = 6218.88 kg

Para el muro Y1: (en el Segundo piso) El peso del muro y echo es el mismo en cada piso

Peso del piso 4 + el peso del piso 3 + peso del piso 2= 3109.44 x 3 = 9328.32 kg

Para el muro Y1: (en el Primer piso) El peso del muro y echo es el mismo en cada piso

Peso del piso 4 + el peso del piso 3 + peso del piso 2 + peso del piso 1 = 3109.44 x 4 = 12437.76 kg

CARGA VIVA (L):

Para la carga viva (L) = 100 x At En Azotea

Para la carga viva (L) = 200 x At Piso tipico

Para el muro Y1: (en el cuarto piso)

Sobrecarga en la Azotea = 100 x At

Peso del techo y otros: 100 kg/m2 x 3.24 m2 = kg

peso total de la Carga Muerta en el muro X1= L en muro X1 = kg

Para el muro Y1: (en el Tercer piso) la sobrecarga es el mismo en cada piso

Sobrecarga en piso tipico = 200 x At

Peso del techo y otros: 200 kg/m2 x 3.24 m2 = kg

peso total de la Carga viva en el muro Y1= L en muro Y1 = kg

peso total de la Carga viva en el muro Y1 (L) = Peso del 4 piso + peso del 3 piso

Peso del 4 piso + peso del 3 piso = 324.00 + 648.00 = 972.00 kg

Para el muro Y1: (en el Segundo piso) la sobrecarga es el mismo en cada piso

Peso del piso 4 + el peso del piso 3 + peso del piso 2= 324.00 + 2 x 648.00 = 1620.00 kg

Para el muro Y1: (en el Primer piso) la sobrecarga es el mismo en cada piso

Peso del piso 4 + el peso del piso 3 + peso del piso 2 + peso del piso 1 =

324.00 + 3 x 648.00 = 2268.00 kg

648.00

648.00

4 PISO 3 PISO 2 PISO

1709.76

1399.68

3109.44

324.00

324.00

1 PISO

EN LA DIRECCIN Y-Y

muro h (m) t (m) L (m) At (m2) D (kg) L (kg) D (kg) L (kg) D (kg) L (kg) D (kg) L (kg)

fa =(D+L)/A

(kg/cm2)

Fa

(kg/cm2)

Y1 2.40 0.13 2.60 3.24 3109.44 324.00 6218.88 972.00 9328.32 1620.00 12437.76 2268.00 4.35 9.38

Y2 2.60 3.24 3109.44 324.00 6218.88 972.00 9328.32 1620.00 12437.76 2268.00 4.35

Y3 3.10 8.03 5507.52 803.00 11015.04 2409.00 16522.56 4015.00 22030.08 5621.00 6.86

Y4 3.10 5.41 4375.68 541.00 8751.36 1623.00 13127.04 2705.00 17502.72 3787.00 5.28

Y5 3.10 5.54 4431.84 554.00 8863.68 1662.00 13295.52 2770.00 17727.36 3878.00 5.36

Y6 3.10 4.21 3857.28 421.00 7714.56 1263.00 11571.84 2105.00 15429.12 2947.00 4.56

Y7 4.13 4.18 4521.65 418.00 9043.30 1254.00 13564.94 2090.00 18086.59 2926.00 3.91

= 115651.39 23695.00

NOTA: Y5 en la azotea tiene mayor area tributaria Finalmente en todos los muros se tiene : fa < Fa ok

4 PISO 3 PISO 2 PISO 1 PISO