diseÑo de portico

“DISEÑO DE PORTICO”ALUMNA : PATRICIA A. COSSI AROCUTIPA

FACULTAD : ING. CIVIL.

MODULO : CONCRETO ARMADO DOCENTE : Mgter J. Salas M.

TACNA - PERU2010

GENERALIDADES Mientras mas complejas es la estructura mas difícil resulta

predecir su comportamiento sísmico. Se aconseja que la estructuración sea lo mas simple y real. (B.B

PAG 5). Para el Perú en las Regiones sísmicas caso Moquegua se debe

considerar análisis o diseño de sismo. La estructura debe concebirse como un conjunto de partes que se

combinan ordenadamente para cumplir una función dada.(R.M. PAG.1)

El reto del Ingeniero Estructural, como diseñar una estructura economica, que sea susceptible de dañarse en un gran terremoto, pero su colapso esté controlado de manera de evitar pérdidas de vidas humanas.

https://sites.google.com/site/blogparaingcivil/

CONCRETO ARMADO Conformado por los elementos grava, arena, cemento, agua y barras de

refuerzo. Es la combinación de aceros y concretos de alta resistencia. (Pasino Pág.

2). La resistencia del concreto depende de la relación agua cemento. VENTAJAS:

Es un material con aceptación universal y fácil de transportar para su fabricación a un en sitios remotos.

No se necesita mucha habilidad para su fabricación y utilización y no es necesario contar con mano calificada.

Es económico comparando con otros materiales. Se emplea en casi cualquier tipo de forma estructural como: represas,

puentes, edificios, casas, tanques, silos, tuberías, etc. Es un material de construcción con una buena durabilidad y un bajo costo

de mantenimiento. Es un material apropiado para cumplir funciones estructurales y

arquitectónicas.


DESVENTAJAS El concreto tiene una baja resistencia a los esfuerzos de tracción, 10%. Las grietas hacen permeable al concreto armado y puede producirse la

corrosión de las armaduras en concretos pocos densos y permeables. Para la construcción de los elementos de concreto armado son necesarios

los encofrados, mientras el concreto se encuentra en estado plástico. El proceso constructivo puede ser lento lo que significa un mayor costo de

dinero. El concreto sufre cambio de volumen en el tiempo, la contracción de secado

o retracción que puede originar fisuración en vigas, losas y muros. El concreto armado es un material con baja resistencia por unidad de

volumen si se compara con el acero o la madera.


CODIGOS O NORMAS REGLAMENTO NACIONAL

E-020 Normas de cargas. E-030 Es la norma de diseño sismorresistente. E-050 La norma de suelos y cimentaciones. E-060 Norma concreto armado. E-070 Norma de Albañilería E-080 Norma de Adobe E-101 Agrupamiento de madera para uso estructural. E-102 Diseño y construcción con madera. E-110 Vidrios. E-120 Seguridad durante la construcción


FALLAS MAS COMUNES DEBIDAS A SISMO

Edificio que a colapsado debido a tener elementos con poca capacidad resistente en una dirección como columnas con poco peralte en la dirección secundaria.


Columnas cortas Columnas falladas por efecto de tabiques de

ladrillos altos con ventanas altas y que forman las denominadas columnas cortas


Si las columna son mas débiles que la viga se forman rotulas plásticas en sus extremos teniendo deformacion lateral.

0

50

100

1ertrim.

3ertrim.

Este

Oeste

Norte


CAPITULO I : VISTAS DEL PORTICO A ANALIZAR

CAPITULO II : PREDIMENSIONAMIENTO

CAPITULO III : DISEÑO POR FLEXIÓN

CAPITULO IV : DISEÑO POR CORTANTE CAPITULO V : DISEÑO POR FLEXOCOMPRESIÓN

CAPITULO VI : DISEÑO POR CORTANTE EN COLUMNA

CAPITULO VII : DIAGRAMA DE INTERACCION

TEMAS A ANALIZAR


CAPITULO I

PORTICO A SER ANALIZADO


VISTA DE PERFIL


ESTRUCTURA EN PLANTA


CAPITULO II

PREDIMENSIONAMIENTO


PREDIMENSIONAMIENTO

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

10

Lh

hb %50

b

h

PERALTE h = L / 10 @ h = L / 12

BASE b = 50% h


PREDIMENSIONAMIENTO


6 4 7

LUZ MAS CRITICA: L = 7 metros

2.02.0 6


PREDIMENSIONAMIENTO


35 cm

70 cm

h

(L/10) b h

7 0.70 0.21 0.35 0.35 0.70 x

7 0.70 0.21 0.35 0.35 0.70 y

Dimensionesb2=(0.5*h)

h

(L/10) b h

7 0.70 0.21 0.35 0.35 0.70 x

7 0.70 0.21 0.35 0.35 0.70 y

luces

PARA AMBAS DIRECCIONES


PREDIMENSIONAMIENTO

CARGAS A TOMAR PARA LAS COLUMNAS

CM = 4 Tn / m


PREDIMENSIONAMIENTO

CV = 1.5 Tn / m

CARGAS A TOMAR PARA LAS COLUMNAS


PREDIMENSIONAMIENTO

CON ESTAS CARGA POR SU ANCHO TRIBUTARIO DE CADA COLUMNA PROCEDEMOS A SER EL

PREDIMENSIONAMIENTO CON LOS SIGUIENTES PARAMETROS:


PREDIMENSIONAMIENTO

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

TIPO C1(para las primeros

pisos)

Columna Interior

N < 3 pisos

P = 1.10PGn = 0.30

TIPO C1(para los 4

ultimos pisos superiores)

Columnas interior

N > 4 pisos

P = 1.25PGn = 0.25

TIPO C2,C3 Columnas Externas de

pórticos interiores

P = 1.25n = 0.25

TIPO C4 Columnas de esquina

P = 1.50PGn = 0.20


PREDIMENSIONAMIENTO

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNASC-1 = Columna central

C-2 = Columna extrema de un portico principal interior

C-3 = Columna extrema de un portico secundario interior

C-4 = Columna en esquina

Las columnas se predimensionan con :

bT = P

n*f'c

donde :

T = Dimension de la seccion en la direccion del analisis sismico de la columna

b = La otra dimension de la seccion de la columna

P = Carga total que soporta la columna ( tabla)

n = Valor que depende del tipo de columna ( tabla)

f'c = Resistencia del concreto a la compresion simple


PREDIMENSIONAMIENTO


pisoNcfn

PbD º

´*


PREDIMENSIONAMIENTO


COLUMNAS EXTERNAS 3

descrip peso ancho trib. total

CM x 4 5.5 22

CV x 1.5 5.5 8.25

CM y 4 6 24

CV y 1.5 6 9

P Y 39.5 - 39.5

P X 33 - 33

PG : 135.75 Tn

DATOS:

PG: 135.75 bt= P

P: 169.69 f`c*n

n: 0.25

f´c: 280.00 bt= 2424.1 0.50

Nª PISOS: 1.00

bt= 49.2 cm2

0.50

TOMAMOS LA SECCION MAS CRITICA


PREDIMENSIONAMIENTO


ESQUINA

EXTREMO

UTILIZAMOS 3 SECCION DE COLUMNA

C:60*60

CENTRO

C:50*50 C:45*45


CAPITULO III

DISEÑO POR FLEXION


DISEÑO POR FLEXION

FLEXION

PARA EL DISEÑO POR FLEXION DEBEMOS SABER QUE EL TIPO DE FALLA DESEABLE ES LA FALLA DUCTIL

CON LA CUAL LA SECCION HA DESARROLLADO GRANDES DEFORMACIONES


DISEÑO POR FLEXION

CUANTÍA MAXIMA EN TRACCIÓN:Para asegurar que los diseños sean dúctiles o sub.-reforzados, la norma Peruana especifica:

ρmáx ≤ 0.75 ρmáx

CUANTÍA MINIMA EN TRACCIÓN:Para asegurar que el acero colocado provea un momento resistente mayor al momento de agrietamiento.

ρmín. = 0.7√f´c fy


DIAGRAMA DE MOMENTOS EN 3D


DIAGRAMA DE MOMENTOS


DISEÑO POR FLEXION

As

A`s

2 Ø 1”+ 2 Ø 3/4”

2 Ø 1“

DATOS:

Mu = 28.13 ton-m ρb = 0.0283F'c = 280.00 kg/cm2 ρmín = 0.0028

b = 35 cm ρmáx = 0.0213h = 70d = 64 cm

Fy = 4200.00 kg/cm2 ρ ≥ ρmin ρ ≤ 0.75ρb Tipo de falla bmín = 25cmβ1 = 0.85 CUMPLE CUMPLE DÚCTIL CUMPLE

ρ = 0.0055 As = 12.22 cm2

CONDICIONES DE DISEÑO

TRAMO 1


DISEÑO POR FLEXION

TRAMO 2 → M-1

As

A`s

4 Ø 1”+ 2 Ø 3/4”

2 Ø 1“


DISEÑO POR FLEXION

TRAMO 2 → M-2

DATOS:


b = 35 cm ρmáx = 0.0213h = 70d = 64 cm


ρ = 0.0064 As = 14.29 cm2

SIMPLEMENTE REFORZADA


A´s

As

2 Ø 1”

2 Ø 1”+ 2 Ø 3/4”


DISEÑO POR FLEXION

TRAMO 2 → M-3

As

A`s

4 Ø 1”

2 Ø 1“

DATOS:


b = 35 cm ρmáx = 0.0213h = 70d = 64 cm


ρ = 0.0084 As = 18.71 cm2

SIMPLEMENTE REFORZADA



DISEÑO POR FLEXION

LOS DEMAS TRAMOS SON DEL MISMO PROCEDIMIENTO LO CUAL SE TOMA REPETITIVO

POR ELLO PASAMOS A DETALLAR EN LOS PLANOS DE AUTOCAD Y EL CALCULO EN LAS HOJAS DE

EXCEL


CAPITULO IV

DISEÑO POR CORTANTE


DISEÑO POR CORTANTE EN VIGAS

Resistencia requerida por corte (Vu):

Vu ≤ Φ Vn

Donde el Vu se calculará a una distancia “d” de la cara del apoyo.

Refuerzo transversal:

Estará constituido por estribos cerrados de diámetro mínimo 3/8”

Estará constituido por estribos cerrados con ganchos estándar a 135º.



DATOS PARA EL DISEÑO POR CORTE

Viga = 35 cm 70 cmd = 64 cm cm

Col.= 60 cm cm

d = h - 6 Nro capasF'c = 280 Kg/cm2

Fy = 4200 Kg/cm2

diam = 0.71Av = 1.42


DISEÑO POR CORTANTETRAMO 1 - DERECHA

= 19865.66

Diseño con Estribos:

= 1569.64

Vu = 18220

Vc < VuNO REQUIERE ESTRIBOS

CONDICION :

Para el Concreto:

d* b *cf' * 0.53 Vc

VcVu

Vs

Utilizar #¡VALOR!1 @ 0.050 RESTO 0.25

Dist = 1.06 mVu1 = 18.22



Dist = 0.94 mVu1 = 42.12 Ton

TRAMO 2__IZQUIERDA - - DERECHA

= 19865.66


= 29687.29

Vu = 42120

Vc < VuREQUIERE ESTRIBOS

CONDICION :

Para el Concreto:

d* b *cf' * 0.53 Vc

VcVu

Vs

Espaciamiento

= 12.86 cm12.50

Nro de estribos espaciamiento4.72 colocar dato

5 0.125

Vs

dFyAvs

**

Utilizar 0.631 @ 0.050 5 @ 0.125

NUEVA DISTANCIAhttps://sites.google.com/site/blogparaingcivil/


Dist = 1.62 mVu1 = 22.87 Ton

= 19865.66


= 7040.23

Vu = 22870


Espaciamiento

= 54.22 cm12.50

Nro de estribos espaciamiento1.09 colocar datoresto 0.250

Para el Concreto:

CONDICION :

Vs

dFyAvs

**

d* b *cf' * 0.53 Vc

VcVu

Vs

1 @ 0.050 5 @ 0.125 resto 0.250https://sites.google.com/site/blogparaingcivil/


Dist = 5.11 m LONG. TR. 6.00 mVu1 = 39.16 Ton

TRAMO 2__DERECHA -- IZQUIERDA

= 19865.66


= 26204.93

Vu = 39160


Espaciamiento

= 14.57 cm12.50

Nro de estribos espaciamiento4.72 colocar dato

5 0.125

Para el Concreto:

CONDICION :

Vs

dFyAvs

**

d* b *cf' * 0.53 Vc

VcVu

Vs

Utilizar 0.631 @ 0.050 5 @ 0.125

NUEVA DISTANCIAhttps://sites.google.com/site/blogparaingcivil/

DISEÑO POR CORTANTEDist = 4.44 mVu1 = 20.53


= 4287.29

Vu = 20530


Espaciamiento

= 89.03 cm

Nro de estribos espaciamiento0.66 colocar datoresto 0.250

CONDICION :

Vs

dFyAvs

**

VcVu

Vs

1 @ 0.050 5 @ 0.125 RESTO 0.250


DISEÑO POR CORTE

LOS DEMAS TRAMOS SON DEL MISMO PROCEDIMIENTO LO CUAL SE TOMA REPETITIVO

POR ELLO PASAMOS A DETALLAR EN LOS PLANOS DE AUTOCAD Y EL CALCULO EN LAS HOJAS DE

EXCEL


CAPITULO V

DISEÑO POR FLEXOCOMPRESION


TIPOS DE COLUMNAS

Columnas cortas de concreto reforzado:

Si una columna de CºAº falla debido a la falla inicial del material, se clasifica como columna corta. Una columna corta es un miembro robusto con poco flexibilidad.

Columnas largas o esbeltas de concreto reforzado:

Cuando los momentos secundarios son de tal magnitud que reducen apreciablemente la capacidad de carga a axial de la columna, esta se denomina larga o esbelta.

DISEÑO FLEXOCOMPRESION


DATOS QUE VAMOS A UTILIZAR PARA EL DISEÑO DE COLUMNAS


Datos: Viga = 0.35 0.70 mF'c = 280 Kg/cm2 Col = 0.50 0.50 mFy = 4200 Kg/cm2 Col = 0.60 0.60 m



Pu : 553.39 TnMu : 6.80 Tn-m CALCULAMOS RADIO DE GIRO

r : 0.3 h = 0.15 mANALIZAMOS LOS EFECTOS DE ESBELTEZ LOCAL: LONGITUD DEL ELEMENTO DE COMPRESION

Ln: 3 0.6 2.40 m

M1 -4.44 -0.65

16.00 ≤ 41.84 SI CUMPLE M2 6.8

HIPOTESIS __1.5CM + 1.8CV

2

11234

ln

M

M

r

1l

MOMENTO CORREGIDO rec.: 5

Mc = 6.80 Tn-m 40 50

Y: 0.7950

e : 1.23 cm g : 40 = 0.80

50X: 0.02

CUANTIAρ : 1%

As : = 25.0 cm2

gMuslMuMc

tbfc

PuK

**

t

K

tb** https://sites.google.com/site/blogparaingcivil/


HIPOTESIS __1.25(CM+CV+CS)

Pu : 448.63 TnMu : 11.2 Tn-m

MOMENTO CORREGIDO

Mc :

ANALIZAMOS LOS EFECTOS DE ESBELTEZ GLOBAL:

20.99 22.00 SI CUMPLE

))((25.1))((25.1 McsgMcvMcml

22r

KLn

1g



ANALIZAMOS LOS EFECTOS DE ESBELTEZ LOCAL:

16.00 32.13 SI CUMPLE

Mc :

Mc : 11.2 Tn-m

Y: 0.642.49

X: 0.03

ρ : 1.0%

As : = 25.0 cm2

2

11234

ln

M

M

r

Pu

Mc

t

Ktbfc

PuK

**

tb**

))((25.1))((25.1 McsgMcvMcml

1L

HIPOTESIS __1.25(CM+CV+CS)



HIPOTESIS __1.25(CM+CV-CS)

Pu : 445.16 TnMu : 13.2 Tn-m

MOMENTO CORREGIDO

Mc :


20.99 22.00 SI CUMPLE

))((25.1))((25.1 McsgMcvMcml

22r

KLn

1g



HIPOTESIS __1.25(CM+CV-CS)ANALIZAMOS LOS EFECTOS DE ESBELTEZ LOCAL:

16.00 30.60 SI CUMPLE

Mc :

Mc : 13 Tn-m

Y: 0.64

2.97

X: 0.04

ρ : 1.0%

As : = 25.0 cm2

2

11234

ln

M

M

r

Pu

Mc

t

K

tbfc

PuK

**

tb**

))((25.1))((25.1 McsgMcvMcml

1L



HIPOTESIS __0.9 CM + 1.25 CS

Pu : 272.18 TnMu : 10.2 Tn-m

MOMENTO CORREGIDO

Mc :


20.99 22.00 SI CUMPLE

))((25.1))((9.0 McsgMcml

22r

KLn

1g



HIPOTESIS __0.9 CM + 1.25 CS


16.00 30.23 SI CUMPLE

Mc :

Mc : 10.2 Tn-m

Y: 0.39

3.76

X: 0.03

ρ : 1.0%

As : = 25.0 cm2

2

11234

ln

M

M

r

Pu

Mc

t

K

tbfc

PuK

**

tb**

))((25.1))((9.0 McsgMcml

1L



Pu : 268.71 TnMu : 11.7 Tn-m

MOMENTO CORREGIDO

Mc :


20.99 22.00 SI CUMPLE

))((25.1))((9.0 McsgMcml

22r

KLn

HIPOTESIS __0.9 CM - 1.25 CS

1g



HIPOTESIS __0.9 CM - 1.25 CS


16.00 29.20 SI CUMPLE

Mc :

Mc : 11.7 Tn-m

Y: 0.38

4.36

X: 0.03

ρ : 1.0%

As : = 25.0 cm2

2

11234

ln

M

M

r

Pu

Mc

t

K

tbfc

PuK

**

tb**

))((25.1))((9.0 McsgMcml

1L



RESUMEN DE LAS 5 HIPOTESIS – COLUMNA 50*50

SE TOMARA LA MAYOR AREA DE ACERO DE LAS CINCO HIPOTESIS:

RESUMEN : DE LAS HIPOTESISAs mayor : 25.00 cm2

4 Φ @ 3/4 + 8 Φ5/8

Ø Área diamet Nro Varillas A.Act

3/8" 0.71 0.98 0.001/2" 1.27 1.27 0.005/8" 2 1.60 8 16.003/4" 2.84 1.91 4 11.361" 5.1 2.55 0.00

AREA TOTAL = 12 27.36



RESUMEN DE LAS 5 HIPOTESIS – COLUMNA 60*60

SE TOMARA LA MAYOR AREA DE ACERO DE LAS CINCO HIPOTESIS:

EL CALCULO DE ESTA COLUMNA ESTA DETALLADO EN ECXEL

14 Φ @ 3/4

RESUMEN : DE LAS HIPOTESISAs mayor : 36.00 cm2

Ø Área diamet Nro Varillas A.Act

3/8" 0.71 0.98 0.001/2" 1.27 1.27 0.005/8" 2 1.60 14 28.003/4" 2.84 1.91 4 11.361" 5.1 2.55 0.00

AREA TOTAL = 18 39.36


CAPITULO VI

DISEÑO POR CORTANTE EN COLUMNAS


La fuerza cortante Vu se deberá determinarse a partir de las resistencias nominales en flexión (Mn), en los extremos de la luz libre.

factor elpor afectado nominal Momento Mnl

factor elpor afectado nominal Momento Mns

columna la de libre Luz

MnsMnl

HnHn

Vu



VcVu


v: 35 cm 70 cmc : 60 cm 60 cm

d: 64 cmf'c: 280 fy: 4200

Mul : 39.34 Mnl : 43.71

Mus : 54.53 Mns : 60.59

Hn: 3.0 m

VU1 = 34.77 Tn

Vc: 19865.66 Tn

Vu: 34766.7Vc: 19865.7 Nesecita Estribos

Para el Concreto:

Condicion:

DISEÑO POR CORTE

d* b *cf' * 0.53 Vc




MnsMnl

COLUMNAS EN

HnHn

Vu

CORTANTEPORDISEÑO

VcVu




MnsMnl

COLUMNAS EN

HnHn

Vu

CORTANTEPORDISEÑO


VcVu



Vu: 34766.66667Vc: 19865.65567 Vs: 21036.31

Tabla de Valores de Av:

Diam.(Pulg) Av Av *4

3/8 1.43 2.85Calculando el espaciamiento:

Av: 2.85Vs: 21036.31d: 64

fy: 4200 S: 36.4 cm

VcVu

Vs

Vs

dFyAvs

**

VcVu

Vs


VcVu


CONDICIONES ESPECIALES PARA SISMO

La longitud de la zona de confinamiento Io:

h/6 = 50.0cm a y b seccion de la columnamax a,b 60.0cm a : 60cm

lo = 45.0cm b : 60cm

LA ZONA DE CONFINAMIENTO MEDIADA DE LA CARA DE LA COLUMNA SERA:

lo = 60.0cm 60.0cm

Espaciamiento maximo en la zona de confinamiento (S):: 30 cm: 30 cm: 10 cm

Espaciamiento maximo en la zona de confinamiento sera:

S : 10.0 cmEl primer estribo a: 5 cm

en la zona de confinam. 6 estribos

10cmS

/2S

a/2S

:sera ntoconfinamie de zona la de dentro

b

ntoEspaciamie

10cmS

/2S

a/2S

:sera ntoconfinamie de zona la de dentro

b

ntoEspaciamie


VcVu


Espaciamiento fuera de la zona de confinamiento (S´) :40.6 cm60 cm30 cm

Espaciamiento fuera de la zona de confinamiento :

S' : 30cm

Resto : 25cm

1 Φ3/8 @ 0.05 + 6 Φ3/8 @ 0.10 + resto Φ3/8 @ 0.25

cm

in

toEspaciamen

03S'

b)(a, mS'

allongitudin db 16S'

:sera ntoconfinamie de zona la de fuera

cm

in

toEspaciamen

03S'

b)(a, mS'

allongitudin db 16S'

:sera ntoconfinamie de zona la de fuera


DISEÑO POR CORTE

PARA LAS DEMAS COLUMNAS DETALLAMOS EN LOS PLANOS DE AUTOCAD Y EL CALCULO EN LAS

HOJAS DE EXCEL


DIAGRAMA DE INTERACCIONCOLUMNA 1

60 X 60


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Bach. ING. CIVIL

diseÑo de portico

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