calculo hormi2 general

DIRIGIDO A INGENIEROS ESTRUCTURALES Y CALCULISTAS

• EL SISTEMA DE MUROS ESTRUCTURALES, HORMI2, EN SU MODALIDAD INTEGRAL PRESENTA LOS SIGUIENTES ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE FORMA TÍPICA PARA EL CÁLCULO ESTRUCTURAL:

• LOSA DE CIMENTACIÓN• SISTEMA DE LOSAS SOPORTADAS POR MUROS

PORTANTES• MUROS PORTANTES

• DICHA TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL VA ACORDE CON EL DISEÑO ARQUITECTÓNICO, YA QUE LA DEFINICIÓN DE LOS ESPACIOS PARA USO DE LA EDIFICACIÓN SON TAMBIEN ESPACIOS DESTINADOS A UBICAR LOS MUROS PORTANTES

• CIMENTACIÓN:• LA CIMENTACIÓN TIPO DEL SISTEMA, ES UNA LOSA , QUE

CUMPLE CON LOS PARÁMETROS DE CÁLCULO ESTABLECIDOS PARA EL DISEÑO DE CIMENTACIONES EN EL CÓDIGO DEL ACI.

• LAS CARACTERISTICAS DEL SUELO SON PROPIAS DE CADA SITIO DE CONSTRUCCIÓN.

• POR LO TANTO LAS CONSIDERACIONES ESPECIALES EN LA CIMENTACIÓN SON:

• PESO DE LA SUPERESTRUCTURA CONFORMADA POR EL SISTEMA HORMI2.

• CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DEL SUELO• DISEÑO DE LA LOSA DE CIMENTACIÓN VERIFICANDO

ESFUERZOS

• EXISTEN SOFTWARES PARA EL ANÁLISIS DE CIMENTACIONES, O MÉTODOS TRADICIONALES PARA SU CÁLCULO.

• Emuro = 30000 Kg/cm2• Elosa = 15000 Kg/cm2• Densidad Comercial EPS = 12 Kg/m3• Masa específica = 0.157 T/m2• Peso específico = 1.54 T/m2• f´c = 2100 T/m2 (mortero estructural).• fy = 65000 T/m2 (malla electrosoldada)

• EL SOFTWARE LIBRE, ES UNA OPCIÓN PARA EL CÁLCULO ESTRUCTURAL, SE RECOMIENDA EL USO DE CUALQUIER SOFTWARE, SIEMPRE Y CUANDO CONSIDERE TEORÍA BÁSICA DE ELEMENTOS TIPO PLACA, ELEMENTOS FINITOS, ELEMENTOS APORTICADOS, COMPATIBILIDAD DE DEFORMACIONES, TRANSMISIÓN ADECUADA DE ESFUERZOS, Y EL EQUILIBRIO ESTÁTICO.

• EL ANÁLISIS SÍSMICO DEBERÁ ESTAR INTEGRADO AL PROGRAMA DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL O DEBERÁ REALIZARSE ESTE ANÁLISIS DE OTRA FORMA INDEPENDIENTE.

• SIENDO UN PROGRAMA MUY USADO EN NUESTRO MEDIO, REALIZAREMOS UN EJEMPLO UTILIZANDO ETABS.

• Es necesario definir el peso del material a utilizarse, según el tipo de panel.• Para el Panel PSE 80 el peso calculado es de 157.3 Kg/

cm2

Los Datos ingresados están en formato unidades: T - m

• TOME EN CUENTA LOS SIGUIENTES PESOS PARA CADA PANELHormigón Proyectado cada

cara3cm

MUROSDenominació

nEspesor

Núcleo EPSEspesor

FinalPeso Total

PR cm cm Kg/m240 4 12.2 156.5850 5 13.2 156.760 6 14.2 156.8270 7 15.2 156.9480 8 16.2 157.0690 9 17.2 157.18

100 10 18.2 157.3115 11.5 19.7 157.48130 13 21.2 157.66150 15 23.2 157.9170 17 25.2 158.14205 20.5 28.7 158.56

• TOME EN CUENTA LOS SIGUIENTES PESOS PARA CADA PANELHormigón en Capa de compresión 5cm

Capa Inferior 3cm

LOSA

DenominaciónEspesor

Núcleo EPSEspesor

FinalPeso Total

PRPR cmcm cmcm Kg/m2Kg/m240 4 13 292.5850 5 14 292.760 6 15 292.8270 7 16 292.9480 8 17 293.0690 9 18 293.18

100 10 19 293.3115 11.5 20.5 293.48130 13 22 293.66150 15 24 293.9170 17 26 294.14205 20.5 29.5 294.56

• ES NECESARIO DEFINIR DOS TIPOS DE ELEMENTOS CON LOS CUALES SE TRABAJA EN EL MODELADO DE LA ESTRUCTURA:

• ELEMENTOS TIPO SHELL (PLACA)

• CUANDO SE TRABAJA EN ETABS, SE DEBE TENER MUCHA PRECAUCIÓN DE MODELAR CADA ELEMENTO COMO SE ESPERA SU COMPORTAMIENTO, YA QUE EN LA GENERACIÓN DE ELEMENTOS FINITOS SE DUPLICAN ESFUERZOS SI NO ES CORRECTA LA DEFINICIÓN DE LOS ELEMENTOS.

ESTE MURO SE COMPONE DE 5 ELEMENTOS TIPO SHELL DE TAL FORMA QUE LOS ELEMENTOS QUE SE

ASUME SE CAMBIAN SU COMPORTAMIENTO DE COMPRESIÓN A FLEXOCOMPRESIÓN ESTÉN

DIFERENCIADOS

ESTE MURO SE COMPONE DE 5 ELEMENTOS TIPO SHELL DE TAL FORMA QUE LOS ELEMENTOS QUE SE

ASUME SE CAMBIAN SU COMPORTAMIENTO DE COMPRESIÓN A FLEXOCOMPRESIÓN ESTÉN

DIFERENCIADOS

• NO MODELAR ELEMENTOS TIPO PLACA DE TAL FORMA QUE SE GENEREN LAS SIGUIENTES CONDICIONES

• PARA MODELAR UNA LOSA SE RECOMIENDA EL ELEMENTO MEMBRANA PARA TRANSMITIR ADECUADAMENTE LAS CARGAS:

• ELEMENTOS TIPO MEMBRANE (MEMBRANA)

• SE ASIGNA UNA SECCIÓN PARA CADA ELEMENTO CREADO:

• LA NORMATIVA DEL NEC 2011 DETERMINA QUE LA INERCIA DE UN MURO AGRIETADO ES IGUAL A 0.6 VECES SU INERCIA GRUESA, PERO ESTO SE APLICA EN LOS 2 PRIMEROS PISOS:

• RECAPITULAMOS QUE TANTO EN MUROS COMO EN LOSAS, AL MOMENTO DE DEFINIR SUS SECCIONES CORRESPONDIENTES, SE INGRESAN DOS ESPESORES DE PARA DESCRIBIR A LA SECCIÓN.• MEMBRANE: ES EL ESPESOR TOTAL QUE EL PROGRAMA DE

CALCULO, USA PARA DETERMINAR EL PESO DE LA SECCIÓN PROPUESTA EN LA ESTRUCTURA.

• BENDING: ES EL ESPESOR DE LA SECCIÓN REAL O EQUIVIALENTE (PARA EL CASO DEL SISTEMA HORMI2).

• DADO QUE EXISTEN LOS

PANELES QUE SE

USAN TANTO EN LOSA COMO EN MUROS

PORTANTES VARÍAN DE

ESPESOR, SE PRESENTA

EL CALCULO DE INERCIAS

PARA LOS PANELES

MAS COMERCIALI

ZADOS

100 cmy

A 5 cm

C 3 cmx

Ia 1041.66667 cm4IbIc 225 cm4

A A*z(cm2) (cm3)

Fa 500 8750Fc 300 450

800 9200

cgx 11.5

Inercia combinada solo Hormigón 49266.6667 cm4.

DETERMINAMOS EN CENTRO DE GRAVEDAD DE LA SECCION

cmB 12

• PARA NO INCURRIR EN EL DISEÑO ESPECÍFICO DE CADA SECCIÓN DE PANEL Y LOGRAR UN DISEÑO AGIL DE LA ESTRUCTURA SE ESTABLECE, SEGÚN LA INERCIA PROPORCIONADA POR CADA PANEL REVOCADO CON HORMIGÓN, LOS ESPESORES EQUIVALENTES CON LOS CUALES LA INERCIA DEL PANEL EN GENERAL RESULTA SER LA MISMA.

MURO E muro = 30000

Ancho Capa 1 Espesor Eps Capa 2 cgx Ipanel E I Esp. Equiv

cm cm cm cm cm cm4 Kg/cm2

119 3 4 3 5 9282.00 278460000 9.78

119 3 5 3 5.5 11959.50 358785000 10.64

119 3 6 3 6 14994.00 449820000 11.48

119 3 7 3 6.5 18385.50 551565000 12.28

119 3 8 3 7 22134.00 664020000 13.07

119 3 9 3 7.5 26239.50 787185000 13.83

119 3 10 3 8 30702.00 921060000 14.57

119 3 11.5 3 8.75 38065.13 1141953750 15.66

119 3 13 3 9.5 46231.50 1386945000 16.71

119 3 15 3 10.5 58369.50 1751085000 18.06

119 3 17 3 11.5 71935.50 2158065000 19.36

119 3 20.5 3 13.25 99112.13 2973363750 21.54

LOSA E Losa = 15000

Ancho Sup Espesor Eps Inf cgx Ipanel E I esp equiv

cm cm cm cm cm cm4 Kg-cm2 cm

119 5 4 3 6.5 15787.33 236810000 11.68

119 5 5 3 7.125 19580.46 293706875 12.55

119 5 6 3 7.75 23819.83 357297500 13.39

119 5 7 3 8.375 28505.46 427581875 14.22

119 5 8 3 9 33637.33 504560000 15.03

119 5 9 3 9.625 39215.46 588231875 15.81

119 5 10 3 10.25 45239.83 678597500 16.59

119 5 11.5 3 11.1875 55113.11 826696719 17.71

119 5 13 3 12.125 65990.46 989856875 18.81

119 5 15 3 13.375 82055.46 1230831875 20.23

119 5 17 3 14.625 99905.46 1498581875 21.60

119 5 20.5 3 16.8125 135438.11 2031571719 23.90

• SE ASIGNA UNA SECCIÓN PARA CADA ELEMENTO CREADO:

• SE CONSIDERA UN APOYO ARTICULADO EN LA FUNDACIÓN

• PERO SE DEJA AL CRITERIO ESTRUCTURAL EL ANÁLISIS DE EL APOYO YA QUE ESTA CONDICIÓN PUEDE VARIAR DE ACUERDO A CADA PROYECTO

• SEGÚN EL NEC 2011, SE TRABAJAN CON LOS SIGUIENTES COMBINACIONES DE CARGA PARA ANÁLISIS ESTRUCTURAL:

• U = 1.4 D + 1.7 L• U = 0.75(1.4 D + 1.7 L ± 1.87E)• U = 0.9D ±1.43 E

U: RESISTENCIA REQUERIDAD: CARGA MUERTA O PERMANENTEL: CARGAS VIVAS.E: EFECTOS CONSIDERADOS POR EL SISMO

• PARA ASIGNAR CARGAS EN LA ESTRUCTURA RECUERDE QUE:

1.EL SISTEMA INTEGRAL HORMI2, TIENE LA CARGA DE MAMPOSTERÍA COMO PESO PROPIO, ASI QUE NO ES NECESARIO ADICIONAR CARGA DE MAMPOSTERÍA.

2.LA CARGA DEPENDERÁ DEL USO PARA EL CUAL ESTA DISEÑADA LA EDIFICACIÓN

3.DE EXISTIR CARGAS ADICIONALES COLOQUELAS DE ACUERDO AL BUEN CRITERIO ESTRUCTURAL.UN EJEMPLO

PRÁCTICO EN NUESTRO MEDIO ES AGREGAR LA CARGA ADICIONAL DE CENIZA EN ZONAS DE ACTIVIDAD VOLCÁNICA

• EL RIESGO SIMICO SE DETERMINA DE ACUERDO AL NEC 2011 DE LA SIGUIENTE MANERA:

1.IDENTIFICANDO EL TIPO DE SUELO.2.IDENTIFICAR LOS FACTORES DE RESISTENCIA,

AMPLIFICACIÓN DE RESPUESTA DINÁMICA, E IMPORTANCIA

3.DEFINIR LA ACELERACIÓN ESPERADA PARA EL TIPO DE SUELO.

4.ELABORAR UN ESPECTRO ELÁSTICO DE DISEÑO.5.VERIFICAR QUE LA ACELERACIÓN SEA COHERENTE

CON EL DISEÑO DEL CORTANTE BASAL

• DE ACUERDO AL NEC 2011, EL CAPÍTULO DE RIESGO SISMICO SE TIENE : (TRANSCRITO NEC 2011)

• UNA VEZ INCLUIDOS TODOS ESTOS CRITERIOS EN EL ANÁLISIS ESTRUCTURAL REALICE LA CORRIDA DEL PROGRAMA, E INICIE LA INTERPRETACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS PREVIO AL DISEÑO

• NO SE CONFORME CON UN SOLO MODELO DE SU ESTRUCTURA, ANALICE DIVERSOS CASOS CON CONDICIONES DE APOYO DIFERENTES QUE PUEDAN ABARCAR OTROS POSIBLES COMPORTAMIENTOS.

• RECUERDE SIEMPRE: “LAS ESTRUCTURAS TRABAJAN COMO SE CONSTRUYEN, MAS NO COMO SE CALCULAN”

• EL MODELO MATEMÁTICO DE LA ESTRUTURA DEBERÁ SER SEMEJANTE AL PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DE LA EDIFICACIÓN.

• EVALÚE LOS DIAGRAMAS DE ESFUERZOS DE ACUERDO AL COMPORTAMIENTO GENERAL DE LA ESTRUCTURA:

1.IDENTIFIQUE QUE LOS ELEMENTOS SE COMPORTEN COMO USTED ESPERA.

2.DE SER NECESARIO CAMBIE LAS CONDICIONES DE APOYO.

3.REALICE UN CHEQUEO DE MÁXIMAS DEFLECCIONES Y ANÁLISIS DE DERIVAS DE PISO.

• REVISE LA CARGA AXIAL QUE RECIBE CADA ELEMENTO.

• VERIFIQUE EL LOS ESFUERZOS MÁXIMOS.• REALICE UN ANÁLISIS PARA FLEXOCOMPRESIÓN

DE ACUERDO A LO ESTABLECIDO EN EL NEC 2011, CAPÍTULO 7 DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL.

ESFUERZOS DE COMPRESIÓN (T-m)

• PARA EL DISEÑO DE ELEMENTOS, DE SER ANALIZADOS ESFUERZOS Y SOLICITACIONES, SE PUEDE GENERAR REFUERZOS ADICIONALES EN EL CASO DE QUE ESTOS SEAN NECESARIOS.

• ADICIONALMENTE CUANDO SEA NECESARIO SE CAMBIARÁN LAS SECCIONES DE MUROS PARA MEJORAR EL COMPORTAMIENTO DE LA ESTRUCTURA.

• SI DESEA DISEÑAR EN EL PROGRAMA ETABS, SE DEBE GENERAR LA ASIGNACIÓN DE ELEMENTOS TIPO PIER (PARA MUROS PORTANTES), Y DE ELEMENTOS TIPO SPANDREL.

• PARA EL DISEÑO DE ANCLAJE, SE CONSIDERA LO SIGUIENTE

1.PUEDE UTILIZAR LOS DATOS PROPORCIONADOS POR EL PROGRAMA.

2.O CALCULAR MANUALMENTE LAS CARGAS Y REALIZAR EL SIGUIENTE ANÁLISIS:

Area m2PESO PANEL LOSA 293.48 Kg/m2 36

PESO PANEL MAMPOSTERÍA 157.48 Kg/m2 33.6

Peso Propio 12.86 TCarga Viva 0.20 T/m2

Peso carga Viva 7.20 T

Combinación 14.66 T

Aceleración 0.24

V= 0.24 WV= 3.52 T

CALCULO DE ANCLAJE

LONGITUD DE PAREDES PARA ANCLAJE 14m           Resistencia Lineal por m de pared anclada = 3.52/14 0.251T/m           Número de Varillas en 14m               φ Varilla de acero 6mm               Espaciamiento cada 0.3m               Número de Varillas 46                Fy   6200Kg/cm2    Fg   2480Kg/cm2               

Area Total de Varilla de Acero en

2 caras de muro

26.0cm2    

           Fuerza Total Resistente de corte del Acero                 Ft 64.51T      Ft/m 4.61T/m               Siendo Ft = 64.51T > V=3.52 T, se calcula el factor de Seguridad Resultante                      

  FS 18.3353                Por Razones constructivas se realiza esta separación de varilla anclaje siendo suficiente el anclaje mínimo de 30 cm de separación                                                

• LAS PROPIEDADES DE CADA MATERIAL SON INGRESADAS POR MEDIO DE LA SIGUIENTE VENTANA EN EL PROGRAMA DE CALCULO PARA LA CIMENTACIÓN.

• LOS PROCEDIMIENTOS PARA INGRESAR EL MATERIAL CORRESPONDIENTE A HORMI2, SON LOS MISMOS DESCRITOS ANTERIORMENTE.

• COMO SE MENSIONA ANTERIORMENTE LAS CARACTERISTICAS DEL SUELO SE ANALIZAN INTRODUCIENDO EL DATO DE MÓDULO DE REACCIÓN DEL SUELO ANTERIORMENTE CALCULADO

• PARA EL EJEMPLO QUE SE PRESENTA, SE DEBE DEFINIR LA LOSA DE ENTREPISO CON LAS CARACTERISTICAS DE HORMI2.

• Y PARA LA LOSA DE CIMENTACIÓN SE DEBE GENERAR CARACTERISTICAS DE HORMIGÓN ARMADO

• HAY QUE NOTAR QUE ESTE MODELO A DIFERENCIA DEL ANTERIOR YA POSEE UNA LOSA DE CIMENTACIÓN PARA EL ANÁLISIS COMPLETO DE LA ESTRUCTURA.

• EL INGRESO DE CARGAS SE GENERA TANTO PARA LOSA DE CIMENTACIÓN, COMO PARA LA LOSA DE CUBIERTA.

• REALICE UNA CORRIDA DEL PROGRAMA DE COMPUTACIÓN PARA OBTENER RESULTADOS

• UNA VEZ MAS, SE RECALCA QUE EL DISEÑO MEDIANTE ESTE TIPO DE SOFTWARE, ESTA SUJETO A MODIFICACIONES Y VARIOS MODELOS MATEMÁTICOS PUEDEN GENERARSE PARA ADOPTAR OTROS COMPORTAMIENTOS

PARA EL EJEMPLO ANALIZADO, TENEMOS QUE ADOPTAR NORMAS DE DISEÑO, EN ESTE CASO SE ADOPTA EL DISEÑO DEL ACI 318-2008

• UNA VEZ MAS, SE RECALCA QUE EL DISEÑO MEDIANTE ESTE TIPO DE SOFTWARE, ESTA SUJETO A MODIFICACIONES Y VARIOS MODELOS MATEMÁTICOS PUEDEN GENERARSE PARA ADOPTAR OTROS COMPORTAMIENTOS

PARA EL EJEMPLO ANALIZADO, TENEMOS QUE ADOPTAR NORMAS DE DISEÑO, EN ESTE CASO SE ADOPTA EL DISEÑO DEL ACI 318-2008

• EN LA SIGUIENTE VENTANA SE COLOCAN DATOS NECESARIOS PARA EL DISEÑO DE LOSA, COMO POR EJEMPLO DIÁMETROS DE VARILLAS Y ESPACIAMIENTOS