Download - Hoja de Calculo Concreto 2 - 200915117
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALAFACULTAD DE INGENIERIAESCUELA DE CIVILCONCRETO ARMADO 2ING. LUIS SARAVIA
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ALUMNO OMAR ANIBAL MAZARIEGOS OROZCONo. CARNET 2009-15117FECHA Dec-11
LOSAS NERVURADAS'!A1 CORTE-TORSION'!A1
COLUMNAS!A1 DIAGRAMA DE INTERACION'!A1
DISEÑO DE LOSA NERVURADA
PASO 1 DIMENSIONES DE LOSA
LADO MTS PIES PLGa 4.25 13.94 167.28b 9.00 29.52 354.24
RELACION a/ba/b = 0.47 Trabaja en: Un Sentido
ESPESOR DE LOSAt=P/180 0.15 Se Diseña como: LOSA NERVURADA
DIMENSIONAMIENTO DEL NERVIOMTS PIES PLG CHEQUEOS
Base nervio (b) 0.10 0.33 3.94 bmin 0.10 OKRelleno 0.40 1.31 15.74 Smax <12t' 0.60 OKBase Patin (B) 0.50 1.64 19.68 B<L/4 1.06 OKEspesor Losa (t) 0.05 0.16 1.97 t=L/24 0.18 OKAltura Nervio (H) 0.20 0.66 7.87 h<3.5b 0.35 OKH efectiva 0.15 0.49 5.90
Cumple con todos los chequeos, seguir a paso 2.
PASO 2 INTEGRACION DE CARGAS
ESPESOR (cm) ELEMENTO PESO ESP. (lb/pie3) CARGA (lb/pie2)0.05 LOSA 150.00 24.600.02 ACABADOS 80.00 5.250.15 RELLENO 55.00 27.060.03 PISO + MEZCLA 110.00 10.82
CM 67.73 lb/pie2Uso: Oficinas CV 50.00 lb/pie2
VIENTO 0 No AplicaSISMO 0 No Aplica
COMBINACIONES DE CARGA ACI1.4CM 94.82 lb/pie21.2CM+1.6CV 161.28 lb/pie21.2CM+CV+1.6VIENTO 131.28 lb/pie21.2CM+SISMO+CV 131.28 lb/pie20.9CM+1.6VIENTO 60.96 lb/pie20.9CM+SISMO 60.96 lb/pie2
CU= 161.28 lb/pie2
W nervio= 29.05
W TOTAL 293.54 lb/pie2
PASO 3 DETERMINACION DE MOMENTOS
M(-) = WL2/9 6,338.06 lbs-pie 6.34 k-pieM(+) = WL2/10 5,704.26 lbs-pie 5.70 k-pie
PASO 4 Calculo de As con M(-) como viga b*d
Dimensiones de la Vigamts pulgadas
Base (b) 0.10 3.94Altura (h) 0.20 7.87Peralte (d) 0.17 6.58
Recubrimiento Varilla estribo Varilla Longitudinalcm No.3 No. 2
2.00 0.38 0.25
Datos para calculo de As (-)M diseno 6.34 k-pieFact. Flexion 0.90fy 40,000.00 lb/plg2f'c 3,000.00 lb/plg2
Por medio de Ecuacion Cuadratica
a = 71,736.01 As^2 X1 2.94b = -237,045.54 As As (-)c = 76,056.77 X2 0.36 plg2
Calculo As min y As max
ρ bal = 0.04 As min= 0.15 plg2
OKβ= 0.85 As Viga= 0.36 plg2ρ max = 0.02 As max= 0.48 plg2As min= 0.15 As temp= 0.05 plg2As max= 0.48
W nervio= Sec.*ρ Concreto
PASO 5 Determinar si trabaja como Viga T
Calculo As con M(+) como viga Bxd
Dimensiones de la Vigamts plg
Base (B) 0.50 19.68Altura (h) 0.20 7.87Peralte (d) 0.17 6.58
Recubrimiento Varilla estribo Varilla Longitudinalcm No.3 No. 2
2.00 0.38 0.25
Datos para calculo de As (+)M diseno 5.70 k-pieFact. Flexion 0.90fy 40,000.00 lb/plg2f'c 3,000.00 lb/plg2
Por medio de Ecuacion Cuadratica
a = 14,347.20 As^2 X1 16.23b = -237,045.54 As As (+)c = 68,451.09 X2 0.29 plg2
PASO 6 CHEQUEO SI TRABAJA COMO VIGA T
a=Asfy/0.85f'c*B 0.23 plgc=a/0.85 0.28 plgt= 1.97 plg
Entonces se diseña como : Viga b*d
NOTAS: Las celdas resaltadas de esta formaindican los unicos valores que deben ser sustituidos.
Esta hoja de calculo esta diseñada para calcular una losa nervurada en un sentido (nervios lado corto)
DISEÑO DE VIGA A FLEXION-CORTE Y TORSION
PASO 1 DATOS PARA EL DISEÑO
MTS PIES PLGL. Viga 7.30 23.94 287.33L. Voladizo 2.10 6.89 82.66Espesor Losa (t) 0.20 0.66 7.87Base Viga 0.30 0.98 11.81Altura Viga 0.50 1.64 19.68Recubrimiento 0.04 0.13 1.57Peralte (d) 0.44 1.43 17.17Ancho Columna 0.50 1.64 19.68
fy 60,000.00 lb/plg2f'c 4,000.00 lb/plg2Estribo 0.38 plg No. 3Refuerzo Long. 0.75 plg No. 6
PASO 2 INTEGRACION DE CARGAS
ESPESOR (cm) ELEMENTO PESO ESP. (lb/pie3) CARGA (lb/pie2)0.20 LOSA 150.00 98.400.02 ACABADOS 80.00 5.250.05 PISO + MEZCLA 110.00 18.04
CM 121.69 lb/pie2Uso: Oficinas CV 50.00 lb/pie2
VIENTO 0 No AplicaSISMO 0 No Aplica
COMBINACIONES DE CARGA ACI1.4CM 170.36 lb/pie21.2CM+1.6CV 226.03 lb/pie21.2CM+CV+1.6VIENTO 196.03 lb/pie21.2CM+SISMO+CV 196.03 lb/pie20.9CM+1.6VIENTO 109.52 lb/pie20.9CM+SISMO 109.52 lb/pie2
CU= 226.03 lb/pie2
W por Torsion= Cu*At 1,556.86 lb/pieW por Cortante= Cu*At+Ppviga 1,847.34 lb/pie
DIMENSIO
NES
DATOS DE
REFUERZO
PASO 3 CALCULO DE MOMENTO TORSOR
Mtorsor= Wt*Cg*L/2 lbs-pieCg= 1.20 mt
Mtorsor= 73,362.24 lbs-pie
Calculo del Tu por Rel. de Triangulos
Distancia X= L/2-Col/2-d 9.72 piesTu= 59,571.79 lbs-pie
Calculo del Tn70,084.46 lbs-pie
ϕ = 0.85
PASO 4 Calculo de Cortante Vu
Vu= WL/2 22,116.37 lbs
Calculo del Vu a Rostros por Rel. de Triangulos
Distancia X= L/2-Col/2 11.15 piesVu= 20,601.55 lbs
Calculo del Tn24,237.12 lbs
ϕ = 0.85
PASO 5 Determinar si se toma en cuenta torsion
Xv=bVIGA LOSA Xl=t
X 11.81 7.87Y 19.68 23.62 Yv=H Yl= 3t
ƩX2Y= 4,207.41 pulg3
Calculo de Resistencia a Torsion del Concreto
CHEQUEO 1 Se considera la torsion
Tn = Tu/ϕ
Vn = Vu/ϕ
CALCULO DE ƩX2Y
TU ≤ 0.5*0.85*√f'c*Ʃx2y
0.5*0.85*√f'c*Ʃx2y = 113,092.36 lbs-plg CONSIDERAR TORSIONTu = 714,861.44 lbs-plg
PASO 6 Resistencia a Torsion del Concreto
Ct= 0.03212Tc 200364.187018 lbs-plg
Calculo de Refuerzo a Torsion
Ts = Tn - Tc 640,649.28 lbs-plg
CHEQUEO Ts < 4Tc
Ts = 640,649.28 lbs-plg OK4Tc = 801,456.75 lbs-plg
YI 16.53XI 8.66
α=.66+0.33*(YI/XI) 1.29
CHEQUEO .66+0.33*(YI/XI) < 1.5 OK USO MENOR
Calculo de As por Torsion2At/s = 0.12 plg2/plg sep/2 ramales
PASO 7 Calculo de Av por Corte
Vc= 8661.4248984
Vs = Vn - Vc 15,575.69 lbs
Av/s = 0.02 plg2/plg sep/2 ramales
PASO 8 Ast TORSION Y CORTE COMBINADO
Ast/s= 0.13 plg2/plg sep/2 ramales
Calculo de α
2𝐴𝑡/𝑠= 2𝑇𝑠/(𝐹𝑦∗α∗𝑋𝐼∗𝑌𝐼)
Vc = (2√(𝑓^′ 𝑐)∗𝑏∗𝑑)/√(1+〖 (2.5∗𝐶𝑡∗ / )𝑇𝑢 𝑉𝑢〗^2 )
𝐴𝑣/𝑠= 𝑉𝑠/(𝐹𝑦∗𝑑)
𝐴𝑠𝑡/𝑠= 2𝐴𝑡/𝑠+𝐴𝑣/𝑠
CHEQUEO Ast > Asmin
As min = 50b/fy 0.00984 OK USO AstAst = 0.13
PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA
DATOS DIMENSIONAMIENTO DE VIGAfy 60000.00 psi L viga Mayor 5.50 mtf'c 4000.00 psi h=0.08L 0.44 h aproxφ 0.70 Col Cuadrada b=h/2 0.22 b aprox
COLUMNA cm mtbase (x) 30.48 0.30altura (y) 55.88 0.56
ELEMENTOS QUE LLEGAN A Ψabase (cm) altura (cm) largo (cm)
Col. 1 30.48 55.88 375.00 1181.88Col. 2 30.48 55.88 400.00 1108.01
base (cm) altura (cm) largo (cm)Vig. 1 25.00 45.00 500.00 379.69Vig. 2 25.00 45.00 550.00 345.17
ELEMENTOS QUE LLEGAN A Ψbbase (cm) altura (cm) largo (cm)
Col. 1 30.48 55.88 400.00 1108.01Col. 2 30.48 55.88 450.00 984.90
base (cm) altura (cm) largo (cm)Vig. 1 25.00 45.00 500.00 379.69Vig. 2 25.00 45.00 550.00 345.17
Ψa 3.16Ψprom 3.02
Ψb 2.89
VALOR DE K
K= 1.70
CALCULO DE FACTOR Ψ
Ψ𝑎=( 𝐸𝐼𝑐𝑜𝑙/Ʃ𝐻𝑐𝑜𝑙)/(Ʃ𝐸𝐼𝑣𝑖𝑔/𝐿𝑣𝑖𝑔)
𝐾=(20−Ψ𝑝𝑟𝑜𝑚)/20∗√(1+Ψ𝑝𝑟𝑜𝑚)
CALCULO DE ESBELTEZCalculo de "r" (cambiar datos según seccion)
CUADRADA r=0.30b 9.14RECTANGULAR r=(I/A)^0.5
E= 74.48 CIRCULAR r=0.25D
L columna= 400.00 cm
TIPO DE COLUMNA Ok COLUMNA INTERMEDIA
CAPACIDAD DE CARGA COLUMNA
CU 225.00 lb/pie2AT 32.81 mts2AT 353.01 pie2Niveles 3.00
5.00 5.50
6.50
6.00
Pt= 250722.98 lbs
AREA GRUESA DE COLUMNA CHEQUEOS
b= 30.48 cm bmin > 25cm Ok Dimension Correctah= 55.88 cm bmin > 25cm Ok Dimension CorrectaArea = 1703.22 cm2 A. min = 900 cm2 Ok Seccion CorrectaArea = 264.00 plg2
Area de varillasAs Min 1%-3% Area Columna No. 6 0.44
No. 7 0.60As Min= 2.64 plg2 No. 8 0.79
No. 9 1.00CHEQUEAR NUMERO DE VARILLA
𝐸=𝐾𝐿/𝑟
𝑃𝑡=𝐶𝑢∗𝐴𝑡∗#𝑁𝑖𝑣+𝑃𝑃𝑐𝑜𝑙*#Col
Uso No 7 0.60 4.40 6.00 VARILLAS
Ast = 3.60 plg2 % Ag = 1.36 Ok Porcentage Admisible
CARGA RESISTENTE
Pres= 770952.00 lbs Relacion Pres/Pt3.07 Ok Columna Adecuada
Pt= 250722.98 lbs
𝑃𝑟𝑒𝑠=ϕ[𝐴𝑠𝑡∗𝑓𝑦+0.85𝑓^′ 𝑐(𝐴𝑔−𝐴𝑠𝑡)]
mt cm0.45 45.000.25 25.00
Calculo de "r" (cambiar datos según seccion)
Ok COLUMNA INTERMEDIA
Ok Dimension CorrectaOk Dimension Correcta
Ok Seccion Correcta
plg2plg2plg2plg2
Ok Porcentage Admisible
Ok Columna Adecuada
DIAGRAMA DE INTERACION
DATOScm pulgadas
base 30.48 12.00altura 55.88 22.00rec 4 1.57
φ col 0.70φ viga 0.9fy 60000.00 psif'c 4000.00 psiEstribo No.3 3/8
SECCION TRANSVERSAL DE COLUMNA(Distribucion de Varillas segun Calculo Previo)
3 0 3Area Diametro
Refuerzo Uso No 7 0.60 plg2 7/8 plgVarillas eje 3 1.8 plg2
Ast 3.60 plg2Ast' 1.8 plg2
Peralte Efectivo "d"
d= 19.61 plg
PASO 1 Calculo de P1 (Pn, Mn = 0)
𝑑=ℎ−𝑟𝑒𝑐−ϕ 𝑒𝑠𝑡−ϕ 𝑣𝑎𝑟./2
𝑃𝑛=ϕ[𝐴𝑠𝑡∗𝑓𝑦+0.85𝑓^′ 𝑐(𝐴𝑔−𝐴𝑠𝑡)]
P1 Pn= 770952.00 lbsMn= 0 lbs-pie
PASO 2 Calculo de P2 (Pn = 0, Mn = Momento Max)
P2 Mn= 1777707.08 lbs-plg 148.142256 kipsPn 0 lbs
PASO 3 Calculo de Pb y Mb, en balance de cargas
PB ƩFext = ƩFintPb = Cs+Cc-Ts
Cs=Ast'fy Cs= 108000.0 LBSCc=0.85f'c*b*a Cc= 402548.6 LBSTs=Ast'fy Ts= 108000.0 LBS
Pb 402.5 Kips
MB ƩMCp=0ƩMext = ƩMintMb=Cs(h/2-d')+Cc(h/2-a/2)+Ts(d-h/2)
Calculo de Brazos
Cb= 11.6075145
ϵs= 0.00206897
a= 0.85 Cb a= 9.86638729h/2 11d'= d'= 2.38730315ϵu= 0.003Es= 29000000 psi
Mb= 4302526.9 lbs-inMb= 358543.9 lbs-pieMb= 358.5 Kip-pie
VALORES PARA DIAGRAMA DE INTERACIONCarga (Kips) Momento (Kip-pie)
P1 770.95 0
rec+φest+φvar/2
M𝑛=ϕ[𝐴𝑠𝑡^′∗𝑓𝑦∗(𝑑−(𝐴𝑠𝑡^′ 𝑓𝑦)/(1.7𝑓^′ 𝑐𝑏))]
𝐶𝑏=𝝐𝑢/(𝝐𝑢+𝝐𝑠)∗𝑑𝝐s=𝑓𝑦/𝐸𝑠
PB 402.5 358.5P2 0 148.14ORIGEN 0 0
0 50 100 150 200 250 300 350 4000.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
700.00
800.00
900.00
Diagrama de Interacion Sentido XX
Momentos (kip-pie)
P ax
ial (
kips
)
0 50 100 150 200 250 300 350 4000.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
700.00
800.00
900.00
Diagrama de Interacion Sentido XX
Momentos (kip-pie)
P ax
ial (
kips
)