estructuracion de 5 niveles

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANNFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, ARQUITECTURA Y GEOLOGIA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TRABAJO ENCARGADO

ESTRUCTURACION DE UN EDIFICIO DE 5 NIVELES

OBJETIVO:

1. Realizar estructural de la estructura.

2. Verificar el el análisis desplazamiento máximo.

3. Determinar los Momentos máximos de diseño para las vigas

4. Diseñar las vigas y la losa del segundo nivel, detallando la cantidad de acero a

emplear.

DATOS:

USO: CATEGORIA A

DATOS ASUMIDOS:

UBICACIÓN: TACNA

ALTURA ENTREPISOS: 3.40m

SOBRECARGA: Centro Educativo=250 Kg/m2

CARGAS:

Peso específico de elementos de concreto armado : 2400 Kg./m3 Peso propio de Losa (e=0.30m) : 420 Kg./m2 Peso por Tabiquería Repartida : 150 Kg./m2 Peso acabados : 100 Kg./m2 Azotea : 150Kg/m2. Sobrecarga : 250Kg/m2 Sobrecarga en azotea : 120Kg/m2

ESPECIFICACIONES PARA EL DISEÑO EN CONCRETO ARMADO:

Acero Estructural fy = 4200kg/cm2 Acero Estructura Metálica fy = 2500kg/cm2 Concreto f’c = 280kg/cm2 Módulo de Elasticidad del concreto Ec = 15000√fc kg/cm2 Modulo de Elasticidad del Acero Es = 2.10 E+6 kg/cm2

JULIO CESAR AGUILAR CHANINI CONCRETO ARMADO II

0.30

0.70



RECUBRIMIENTOS LIBRES:

Vigas r = 4.0 cm Columnas r = 3.5 cm Vigas chatas y losas r = 2.5 cm

NORMAS DE DISEÑO:

Norma Técnica de Edificación E.020 Cargas. Norma Técnica de Edificación E.060 Concreto Armado. El Código A.C.I. 318-99

I. PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS

Usaremos loas aligerada, tomando en cuenta que las viguetas serán paralelas al

tramo más corto posible, descansando sobre vigas principales. Para ello tomaremos

la luz mas critica:

LAB=5 .00m

LBC=7 .00m

LCD=5.00m

El espesor máximo permisible es de 0.30m armado en una sola dirección para

sobrecargas menores a 350kg/m2

t= lc25

=7 .0025

=0 .28≃0.30m

Entonces el espesor del aligerado será de 0.30m armado en un solo sentido.

II. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

1.1. Vigas principales

Las vigas principales se ubicaran sobre los ejes A, B, C, y D con luces

máximos de 7.00 m, el peralte de esta se determinara dentro del margen

de las siguientes condiciones:

h= lc10

=7 .0010

=0 .70m

h= lc12

=7 .0012

=0 .58≃0 .60m




Elegimos el más crítico, ya que sobre estas vigas hay transmisión de cargas de

gravedad generadas por la losa. Por tanto h=0.70m

El fondo o base será determinado por las siguientes expresiones: Por tanto

establecemos b=0.30m

1.2. Vigas secundarias

Hay que tomar en consideración que esta viga no recibe transmisión de cargas

sin embargo tiene una luz máxima de 7.00m; podemos optar por un peralte de

0.60m pero por razones arquitectónicas definimos su peralte h=0.70m y

b=0.30m.

III. PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

Al no tener la distribución arquitectónica en planta, para determinar la densidad de

muros en caso de usarse un sistema de albañilería y ventanas para poder trabajar

para poder elegir el sistema dual que es lo que por lo general se usa para

edificaciones de categoría esencial (A) especialmente en Centros Educativos. Por

tanto trabajaremos con el sistema estructural de pórticos.

3.1. Para soportar cargas de gravedad

Al no tener la estructuración definida para hacer el metrado de cargas,

asumiremos el valor referencial de 1tn/m2 por cada piso; para la columna

más crítica.

AREA DE INFLUENCIA:

A=(3 .50+3.50 )∗(2 .50+2 .50 )=35 .00m2

P=35m2∗1 tn /m2∗4 pisos+35m2∗0.7 tn /m2∗1 piso=164 .50 tn

ACOLUMNA=

P

0 .45∗f'C=164 .50∗1000

0 .35∗280=1678 .6cm2

Elección de secciones:

Como la sección exigida es de forma cuadrada:

La sección seria:


b=0 .30 (h)=0 .30 (0.70 )=0 .21≃0 .25mhastab=0 .50 (h)=0 .50 (0.70 )=0 .35≃0 .40m



d=46.23cm≈50 cmd2∗pi4

=1678.6cm2

Optamos por la sección circular de 50cm de diámetro, las cuales serán las

columnas principales ubicadas en el centro de la estructura.

3.2. Para soportar cargas sísmicas

Ubicación: TACNA, zona 3………Z=0.4

Uso: categoría esencial…………..U=1.5

Suelo: Grava Arena Densa……….S=1.0

Amplificación Sísmica:…………..C=2.5

Factor de Reducción:…………….R=8

Calculo del peso total del edificio:

Atotal=17∗17=286m 2.

P=286m 2.∗1 tnm 2

∗4 pisos+286m 2∗0.7 tnm 2

∗1 piso=1344.2 tn

Reemplazando en:

v=ZUCSR

P=0.4∗1.5∗2.5∗1.08

∗1344.2=252.04 tn

Para concreto de f c' =280 kg/cm2

En columnas de acuerdo al RNE φ=0 .75

σ col=φ∗0 .53∗√ f c' =6 .65kg /cm2

A= Vac6.65

=252.04∗10006.65

=37892.51cm 2

Elección de la sección:

Como todos las secciones son de la mismas dimensiones:

A/16=2327.7cm2 columnas de 48x48cm2




VISTA EN PLANTA DE LA ESTRUCTURA PREDIMENSIONADA:




ELEVACION LATERAL DE LA ESTRUCTURA:




IV. METRADO DE CARGAS:




1. METRADO DE COLUMNA:AREA TRIBUTARIA 1 : COLUMNA C-1


ANCHO LARGOaligerado 420 2.2 2.2 2032.8V. Principal 504 2.275 1146.6V. Secundaria 504 2.275 1146.6columna 486 3.4 1652.4acabados 100 2.65 2.65 702.25

6680.65SOBRECARGA 120 2.65 2.65 842.7

842.7aligerado 420 2.2 2.2 2032.8V. Principal 504 2.275 1146.6V. Secundaria 504 2.275 1146.6columna 486 3.4 1652.4acabados 100 2.65 2.65 702.25tab. Repartida 150 2.65 2.65 1053.375

7734.025SOBRECARGA 250 2.65 2.65 1755.625


7734.025SOBRECARGA 250 2.65 2.65 1755.625


7734.025SOBRECARGA 250 2.65 2.65 1755.625


7734.025SOBRECARGA 250 2.65 2.65 1755.625

1755.625

45481.95

NIVEL ELEMENTOCARGA

UNITARIAAREA TRIB/LONG

1º

PESO MUERTO

PESO VIVA

PESO TOTAL C-2

3º

PESO MUERTO

PESO VIVA

2º

PESO MUERTO

PESO VIVA

PESO MUERTO

PESO VIVA

4º

PESO (Kg)

EJE-A-4

PESO MUERTO

PESO VIVA

5º



AREA TRIBUTARIA 2:COLUMNA C-3




ANCHO LARGOaligerado 420 5.7 5.7 13645.8V. Principal 504 5.55 2797.2V. Secundaria 504 5.55 2797.2columna 486 3.4 1652.4acabados 100 6 6 3600

24492.6SOBRECARGA 120 6 6 4320

4320aligerado 420 5.7 5.7 13645.8V. Principal 504 5.55 2797.2V. Secundaria 504 5.55 2797.2columna 486 3.4 1652.4acabados 100 6 6 3600tab. Repartida 150 6 6 5400

29892.6SOBRECARGA 250 6 6 9000


29892.6SOBRECARGA 250 6 6 9000


29892.6SOBRECARGA 250 6 6 9000


29892.6SOBRECARGA 250 6 6 9000

9000

184383

EJE-B-3

NIVEL ELEMENTOCARGA

UNITARIA

3º

2º

PESO MUERTO

PESO VIVA

1º

PESO MUERTO

PESO VIVA

AREA TRIB/LONGPESO (Kg)

5ºPESO MUERTO

PESO VIVA

4º

PESO MUERTO

PESO VIVA

PESO TOTAL C-1

PESO MUERTO

PESO VIVA

AREA TRIBUTARIA 3: COLUMNA C-2




ANCHO LARGOaligerado 420 2.2 6 5544V. Principal 504 5.55 2797.2V. Secundaria 504 5.55 2797.2columna 486 3.4 1652.4acabados 100 2.65 6 1590

14380.8SOBRECARGA 120 2.65 6 1908

1908aligerado 420 2.2 6 5544V. Principal 504 5.5 2772V. Secundaria 504 5.5 2772columna 486 3.4 1652.4acabados 100 2.65 6 1590tab. Repartida 150 2.65 6 2385

16715.4SOBRECARGA 250 2.65 6 3975


16715.4SOBRECARGA 250 2.65 6 3975


16715.4SOBRECARGA 250 2.65 6 3975


16715.4SOBRECARGA 250 2.65 6 3975

3975

99050.4

2º

PESO MUERTO

PESO VIVA

1º

PESO MUERTO

PESO VIVA

4º

PESO MUERTO

PESO VIVA

EJE C-1

3º

PESO MUERTO

PESO VIVA

NIVEL ELEMENTOCARGA

UNITARIAAREA TRIB/LONG

PESO (Kg)

5ºPESO MUERTO

PESO VIVA

PESO TOTAL C-3

CUADRO RESUMEN DE METRADO EN COLUMNAS:




5 4 3 2 1C-1 28812.60 38892.60 38892.60 38892.60 38892.60 184383.00C-2 7523.35 9489.65 9489.65 9489.65 9489.65 45481.95C-3 16288.80 20690.40 20690.40 20690.40 20690.40 99050.40

CUADRO RESUMEN DE PESO EN COLUMNAS

NIVEL PESO (kg)COLUMNA AREA TRIB.

PESO TOTAL(Kg)

VERIFICAMOS LAS SECCIONES PREDIMENSIONADAS:

F'c (Kg/cm2) FACTOR AREA BASEC-1 223275.60 280 0.45 1772.03 42.10 50 diam.C-2 54971.60 280 0.35 560.93 23.68 35x35C-3 119740.80 280 0.35 1221.84 34.95 35x35

COLUMNA PESO TOTAL(Kg)CALCULOS

SECCION

Por razones Arquitectónicos se elige la una sección igual para todos las columnas en todos las cinco plantas a diseñar, la que se va a tomar es de 45x45cm2 de sección para las columnas; se pudo verificar que la sección pre dimensionada para estas columnas era la correcta.

2. METRADO DE CARGAS UNITARIAS EN VIGAS:




0.3 0.7 1 2400 5042.35 1 420 9872.65 1 100 265

Wd 1756 kg/m2.650 1 120 318

Wl 318 kg/mWu 2999 kg/mWu=1.4Wd+1.7Wl

AZOTEA (VIGA EN EJE A-D)

PESO PROPIO DE LA VIGAPESO PROPIO DE LA LOSAPESO DE ACABADO

SOBRECARGA

CARGA ULTIMA

PARA LOS DEMAS NIVELES EL METRADO DE CARGAS UNTARIAS ES UNO SOLO:

0.3 0.7 1 2400 5042.35 1 420 9872.65 1 100 2652.65 1 150 397.5

Wd 2153.5 kg/m2.650 1 250 662.5

Wl 662.5 kg/mWu 4141.15 kg/m

EN PISOS INTERIORES (VIGA EN EJE A-D)

PESO PROPIO DE LA VIGAPESO PROPIO DE LA LOSAPESO DE ACABADOPESO TABIQUERIA REP.

SOBRECARGA

CARGA ULTIMA Wu=1.4Wd+1.7Wl

METRADO EN EJE B Y C

0.3 0.7 1 2400 5045.7 1 420 2394

6 1 100 600Wd 3498 kg/m

6.000 1 120 720Wl 720 kg/m

Wu 6121.2 kg/m

SOBRECARGA


AZOTEA (VIGA EN EJE B-C)

PESO PROPIO DE LA VIGAPESO PROPIO DE LA LOSAPESO DE ACABADO

PARA LOS DEMAS NIVELES INTERIORES ES DE LA MISMA MANERA Y LOS MISMOS VALORES:

0.3 0.7 1 2400 5045.7 1 420 2394

6 1 100 6006 1 150 900

Wd 4398 kg/m6.000 1 250 1500

Wl 1500 kg/mWu 8707.2 kg/m

EN PISOS INTERIORES (VIGA EN EJE B-C)


PESO DE ACABADOPESO TABIQUERIA REP.

SOBRECARGA

PESO PROPIO DE LA VIGAPESO PROPIO DE LA LOSA




3. METRADO DE LOSA TIPICA:




METRADO DE CARGA PARA LA AZOTEA CON S/C=120kg/m

0.3 0.7 0 2400 00.4 1 420 1680.4 1 100 40

Wd 208 kg/m0.400 1 120 48

Wl 48 kg/mWu 372.8 kg/m

0.4 1 420 1680.4 1 150 600.4 1 100 40

Wd 268 kg/m0.400 1 250 100

Wl 100 kg/mWu 545.2 kg/m

PESO PROPIO DE LA LOSAPESO DE TABIQUERIA REP.PESO DE ACABADO

SOBRECARGA


PESO DE ACABADO

SOBRECARGA

CARGA ULTIMA

PESO PROPIO DE LA VIGAPESO PROPIO DE LA LOSA

Wu=1.4Wd+1.7Wl

LOSA DE LA AZOTEA

LOSA TIPICO DE CADA PISO

CALCULO DE ESFUERZOS ULTIMOS CALCULADOS POR PROGRAMAS:




CONCLUSIONES:

1. Se realizó un análisis estructural aplicando programas satisfactorios que

determinan deformaciones, desplazamientos y las envolventes, de la cual

se obtuvo un desplazamiento de 6,6mm. Y esto no excede el límite de

7mm.por acción de fuerzas de gravedad.

2. Se verifico las dimensiones pre dimensionadas de columnas en la cual se

obtuvo el mismo resultado de sección, se mantuvo la dimensión para todos

las columnas por motivos arquitectónicos.

3. En la mayoría de las vigas diseñadas se adoptó la cuantía minina ya que la

cuantía calculada o necesaria no alcanzaba esta mínima cuantía

especificada.

4. En las zapatas, los criterios usados , el refuerzo usados son al parecer

sobredimensionados.

5. En las columnas, el punto de diseño de la columna circular C-3 se ubica casi

al borde del diagrama de interacción, por lo cual la solución sería

incrementar la sección a 55cm. O aumentar la cantidad de acero para

reducir los esfuerzos aplicados en dicha columna.

BIBLIOGRAFIA:

DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO ANTONIO BLASCO BLANCO.

DISEÑO EN CONCRETO ARMADO ROBERTO MORALES MORALES

DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO TEODORO HARMSEN.

DEISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARTHUR H. NILSON

ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO PARK AND PAULAY


estructuracion de 5 niveles

Documents

en pisos interiores

concreto armado ii

repartida sobrecarga aligerado

viga en eje

columna

2 kg

5 kg

lc 7