cap. v metrado de cargas

Br. Deyvis Nahel Choque Cruz - 56 - Oscarin Hurtado Espinoza

DISEÑO ESTRUCTURAL

DEL MERCADO DE ABASTOS DE HUYRO

CAPITULO V:

METRADO DE CARGAS

CARGAS ACTUANTES EN EL PROYECTO

5.0 METRADO DE CARGAS

5.0.1 ALCANCES

Toda edificación, en sus elementos estructurales, será capaz de resistir los diversos tipos de cargas que se le apliquen las cuales pueden actuar en diferentes combinaciones y al hacerlo las deformaciones y esfuerzos no deberán exceder los límites impuestas por el reglamento.

Las cargas que soporta toda edificación está dividida en:

Cargas Muertas Cargas Vivas Cargas de Sismo Cargas de Viento Cargas de Nieve

Debido a la zona en la que nos encontramos, las cargas de viento son omitidas en el análisis, debido a que en comparación con la magnitud de las fuerzas horizontales de sismo pueden ser despreciables. Las cargas de nieve para nuestro caso no son consideradas debido a que las características climáticas de la región no se caracterizan por tener estas condiciones.

CARGAS MUERTAS

Es el peso de los materiales dispositivos de servicio, equipos, tabiques y otros elementos soportados por la edificación, incluyendo su peso propio que sean permanentes o con una variación en su magnitud pequeña en el tiempo.

CARGAS VIVAS

Es el peso de todos los ocupantes, materiales, equipos, muebles y otros elementos movibles soportados por la edificación.

CARGAS DE SISMO

Son las fuerzas horizontales y verticales que actúan en cada nivel de la edificación debido a la inercia de la misma frente a un movimiento telúrico. En el análisis sísmico se puede despreciar la componente vertical generada por el sismo debido a que este, es compensado u absorbido por el peso propio de la edificación.

5.0.2 PROCESOS PARA EL METRADO DE CARGAS

Debido a que se determino con anterioridad el uso de losa aligerada armada en un sentido,

este hecho determina la forma de distribuir las cargas hacia los elementos estructurales.

La forma de distribuir las cargas es mediante el Método de áreas tributarias, donde la viga principal soporta las cargas ubicadas dentro del ancho tributario, la cual es igual a la suma de las luces perpendiculares a ella.

Las viguetas se encargan de distribuir las cargas muertas y vivas, ubicadas dentro de la losa, hacia los pórticos principales, específicamente hacia las vigas principales, y estas hacia las columnas, mientras que los pórticos secundarios solo soportaran las cargas debidas a su peso propio.


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Se realizo el metrado de cargas en función a:

Los tipos de carga y el sistema estructural planteado. Se utilizo para ello el programa sap2000, que realiza el metrado tanto de cargas muertas,

cargas vivas, cargas de sismo, dependiendo de la forma como se modela la estructura. Se hizo el modelo en 3D, de la edificación, de los pórticos principales, secundarios y losa

armada en un sentido. No se modelo la tabiquería, la escalera, la estructura del techo. Por consiguiente el programa metra el peso propio de las columnas, vigas y muros de

corte. Distribuye el peso de losa, la sobrecarga y acabados a los pórticos principales. El metrado de la tabiquería y cargas de sismo fueron hechas en hojas de cálculo e

introducidas al programa. La razón principal para realizar el metrado de cargas por sismo en hojas de cálculo, es

que el programa no trabaja acorde con las normas peruanas de diseño sismo resistente.

5.1 METRADO DE CARGAS MUERTAS

El metrado de cargas muertas consiste en determinar el peso propio de los elementos estructurales y no estructurales que forman parte de la edificación y que se entiende son permanentes.

Se realizo el metrado con ayuda del programa sap2000v14 en función al modelamiento hecho, explicado anteriormente. Para tal efecto es necesario introducir las características del material predominante de la estructura, el concreto.

Fig. 5.1 Propiedades del Concreto

Con esta propiedad del concreto el programa determinara el peso de las vigas y columnas.


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5.1.1 METRADO DE LOSA ALIGERADA

De acuerdo al espesor determinado en la etapa de pre dimensionamiento y configuración estructural. Teniendo el espesor de la losa aligerada de 20cm espesor se recurre al R.N.E. Norma E-020 de Cargas, y haciendo uso del anexo 1, se tiene el siguiente cuadro:

ESPESOR DE LOSA

ALIGERADA

(m)

ESPESOR DE

LOSA SUPERIOR

(m)

PESO

PROPIO

(kg/m2)

0.17

0.20

0.25

0.30

0.05

0.05

0.05

0.05

280

300

350

420

Tabla. 5.1 Peso propio de losa aligerada

En nuestro caso el espesor de losa aligerada es de 20cm para el bloque I y de 25cm para el bloque II y III incluyendo el espesor de la losa superior, y según el cuadro anterior le corresponde un peso propio de 300 kg/m2 350kg/m2 respectivamente mas 100kg/m2 proveniente de los acabados (piso terminado). De donde el peso proveniente de la losa aligerada será 400kg/m2x ancho tributario, bloque I y de 450kg/m2xancho tributario bloques II y III.

5.1.2 METRADO DE VIGAS

Para el metrado de vigas, y de acuerdo el sistema estructural planteado, específicamente en función al tipo de losa elegida (losa aligerada armada en un sentido), se debe considerar dos tipos de elementos estructurales,

Para las vigas principales el programa utiliza el método de áreas tributarias, donde la viga principal soporta las cargas muertas y vivas, ubicadas dentro del ancho tributario, la cual es igual a la suma de las luces perpendiculares a ella.

Para las vigas secundarias, estas solo soportan su peso propio y eventualmente el de muros ubicados encima de ellas.

5.1.3 METRADO DE COLUMNAS Las columnas reciben las cargas, ubicadas dentro de un área de influencia, que es igual al producto de la mitad de las luces ortogonales a ella. Como se plantea un sistema estructural mediante pórticos principales y secundarios hacia los cuales todas las cargas de distribuyen se calcula la carga de cada columna teniendo en cuenta las vigas que llegan a esta y sumando la carga que soporta la mitad de la viga principal mas la carga que soporta la mitad de la viga secundaria.

El programa utiliza este principio y en función a ello realiza el cálculo de las fuerzas internas (cargas axiales) que transmite cada columna al suelo resistente.

5.1.4 METRADO DE TABIQUERIA

Para el metrado de la tabiquería, es necesario determinar las características del material, en función al tipo de unidades que se va a utilizar durante la construcción. El peso unitario de las unidades de albañilería se obtiene de la norma E-020 Cargas, anexo 1, mediante el siguiente cuadro:


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UNIDADES DE ALBAÑILERÍA

MATERIAL PESO UNITARIO (m)

(kg/m3)

Unidades de arcilla cocida sólidas

Unidades de arcilla cocida huecas

1800

1350

Tabla. 5.2 Peso unitario de unidades de albañilería

Durante la construcción se hará uso de unidades de albañilería de arcilla cocida sólida

con un peso volumétrico de 1800 kg/ m3.

El metrado de la tabiquería, que está conformado por los muros no estructurales, cuya función es la de dividir ambientes, se realizo en hojas de cálculo (Microsoft Excel), de acuerdo a como se distribuye los muros con respecto al sentido del armado de la losa aligerada, ya que el peso de los muros ubicados dentro del área de la losa se orientan hacia los pórticos principales. Por tal razón, se hizo el cálculo para los dos casos siguientes:

CASO 1: TABIQUERIA PARALELA AL SENTIDO DE ARMADO DE LA LOSA

Utilizando lo principios del análisis estructural, el peso del muro, en este caso, llega a las vigas principales como carga puntual.

Se calcula la carga puntual equivalente del muro, de acuerdo a la siguiente relación:

mhLeP (2.1.3-1)

e : Espesor del muro

L : Longitud del muro

h : Altura del muro

m : Peso unitario del muro


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De la figura se tiene:

Una viga simplemente apoyada que representa la losa aligerada armada en un sentido. Apoyos en los extremos que representan las vigas principales La carga puntual equivalente, que se ubica en el centro de gravedad del muro y que

representa el peso total del mismo. Mediante este principio, se debe determinar las reacciones en los apoyos, a través de la siguiente expresión, que se obtiene del análisis estructural, teniendo en cuenta que el sistema se encuentra en equilibrio

5.2 METRADO DE CARGAS VIVAS O SOBRECARGA

El metrado de cargas vivas, está en función al uso u ocupación del ambiente, de ahí que los ambientes de poca ocupación tienen cargas menores a los ambientes que de mayor uso. De la norma E-020, se resume una tabla, utilizada para nuestro caso.

Reglamento Nacional De Edificaciones en la tabla 1 de la norma E-020, de acuerdo al uso da los ambientes las siguientes sobrecargas, tal como se muestra.

OCUPACION O USO CARGAS VIVA

REPARTIDA(Kg/m2)

Corredores y escaleras

Lugares de Asamblea

Restaurante

500

400

400

Tabla. 5.3 Cargas vivas de acuerdo al uso del ambiente

Esta condición hace que durante el modelamiento en el programa, la losa se divida en paños que represente cada ambiente para de esta forma poder asignarle a cada uno de estas las sobrecargas que le correspondan.

Una vez asignada las cargas, éstas se distribuyen hacia las vigas principales siguiendo el mismo criterio de Áreas tributarias ya antes mencionado.

La Asignación de Cargas Vivas será en: tn/m2

BLOQUE II


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5.3 METRADO DE CARGAS POR SISMO

El metrado de cargas por sismo, es requerido específicamente para el análisis sísmico

estático. Consiste en determinar los pesos por niveles, tomando en cuenta que el peso por

nivel, es la suma de la carga muerta total por piso más un porcentaje de la carga viva, que de

acuerdo a la norma E-030 diseño sismo resistente, articulo 16.3, varía según la categoría de

la edificación y el tipo de estructura, así tenemos:

Tabla. 5.4 Porcentaje de Carga viva de acuerdo a la categoría del Edificio

CATEGORIA DE LA

EDIFICACION

PORCENTAJE DE LA

SOBRECARGA

A

B

C

50%

50%

25%

Tabla. 5.4 Porcentaje de Carga viva de acuerdo al tipo de estructura

NOTA: Porcentaje de Carga viva a considerar en los techos para cualquier estructura es

25%.

Se supone que la estructura funciona como un péndulo invertido con las masas concentradas

en cada nivel de piso, por esta razón, para el metrado por sismo, se consideran un área de

influencia formado por las cargas actuantes y ubicadas medio piso arriba y medio piso por

debajo del diafragma rígido.

Para el metrado de cargas muertas se toma en cuenta el peso propio de los elementos

estructurales y no estructurales ubicados dentro del área de influencia, las cuales se

mencionan:

Las vigas ubicadas dentro del diafragma rígido y que por consiguiente están dentro del

área de influencia.

Las columnas, tomando en cuenta la mitad del entrepiso inferior más la mitad del

entrepiso superior.

La losa aligerada con su peso propio y de acabados.

EL peso de la escalera que de acuerdo a los planos en elevación de arquitectura y

tomando en cuenta el área de influencia está formado por dos losas planas (de

descanso) mas una losa inclinada.

En los muros estructurales y tabiquería en general se tomo en cuenta media altura del

muro ubicado en el entrepiso inferior al diafragma rígido y media altura del muro ubicado

en el entrepiso superior al diafragma rígido.

Para el metrado de cargas vivas, en nuestro caso y de acuerdo a la categoría de la

edificación, que es de categoría tipo B, por lo tanto se tomara en cuenta el 50% de

sobrecarga. Este porcentaje se toma en cuenta para el metrado de losa aligerada y de la

escalera, pasadizos, y 25% en los techos. Debido a que en estos dos elementos existe

sobrecarga.


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