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La tarea mas chivaTRANSCRIPT
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Kenneth Arce C. Carnet A70511
Tarea 1
La figura #1 muestra la distribucin geomtrica para la planta tpica de un edificio de cuatro
pisos a partir del nivel de suelo (incluyendo la azotea). El uso de la edificacin es para oficinas y
est localizado en el centro de Atenas y suelo Tipo III. Todos los elementos estructurales son de
concreto reforzado (fc = 350 kg/cm2), las dimensiones de los elementos son:
i. Vigas: 60cm x 30cm
ii. Columnas: 75 cm x 75 cm
iii. Losa entrepiso: 25 cm espesor
iv. Losa azotea: 30 cm espesor
La altura de las columnas de n.p.t @ n.p.t. es de 3,1 m en todos los niveles. Las vigas estn
centradas en los ejes de las columnas.
Suponga que en los ejes del permetro existen fachadas de piso @ piso que pesan 300 kg/ml.
Determinar:
1. De acuerdo con el CSCR-2010, en qu zona est la edificacin. Qu aceleracin efectiva
a efec debera de utilizarse.
2. Clasifique la estructura por:
a. Importancia
b. Sistema estructural
c. Regularidad, todo de acuerdo con el CSCR-2010.
3. Si las losas de entrepiso estn apoyadas en ambas direcciones, distribuya las cargas
permanentes y temporales en cada una de las vigas de cada nivel. Asuma
a. Peso de acabados: 85 kg/m2
b. Paredes divisorias: 110 kg/m2
c. Puertas electromecnicas: 30 kg/m2
d. Otros: 20 kg/m2
4. Determine las cargas axiales en cada columna (estimada por rea tributaria) para las
cargas permanentes y temporales
5. Grafique la variacin en altura de las cargas axiales en las columnas para una columna
central, para una columna lateral y para una columna esquinera
6. Determine la carga permanente total y la carga temporal total por piso
7. Si se estima que el peso ssmico es de WD + 0,15 WL encada nivel, y la Fuerza Ssmica
lateral es igual a Esis = 0,22 Wsismo calcule y grafique la variacin del cortante lateral
con la altura.
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Respuestas:
1. Se determinaron las siguientes caractersticas para la edificacin en cuestin
Zona Tipo III
Tipo Cimentacin S3
Aceleracin Efectiva 0,36 (PR = 475 aos)
2. Se clasifica la estructura de la siguiente forma
Importancia D (Edificaciones de Ocupacin Normal)
Sistema Estructural Marco
Regularidad Regular en Planta y Altura
3. Para distribuir las cargas temporales y permanentes sobre las vigas primero se deben
obtener las reas tributarias para cada viga y luego calcular la carga que percibe cada rea
Fig. 1. Distribucin de reas tributarias para cada losa (en m2).
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Se tiene que para la losa de techo el peso es de 600 kg/m2 y para la losa de los dems pisos es de
720 kg/m2. Sumando las cargas permanentes (indicadas en el enunciado) y temporales (WL = 250
kg/m2 segn CSCR-2010) a los pesos propios de las losas se obtienen las cargas sobre cada rea
tributaria. Adems se suma el peso propio de la viga.
Se us una densidad de concreto = 2400
3.
= 14,06 2
= 2400
3 0,25 = 600
2
, = 85 + 110 + 30 + 20 + 600 = 845
2
= 250
2
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Fig. 2. Peso WD para losas de niveles 1, 2 y 3 (en ton).
Fig. 3. Peso WD para losas de nivel 4 con Wtecho = 720 kg/m2 (en ton).
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Fig. 4. Peso WL para losas de niveles 1, 2, 3 y 4 (en ton).
Para calcular el peso de la viga se considera que sta comprende la distancia entre las caras de las
columnas y que las cotas en el plano estn dadas originalmente a centros de columna por lo que
las medidas de las vigas son la medida indicada en planos menos 0,75 m.
. = 0,3 0,6 = 0,2 2
. = 0,22 6,75 = 1,35 3
= 2400
3 1,35 3 = 3,24
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Fig. 4. Pesos Wviga para todos los niveles (en ton).
Una vez calculados estos valores se suman por separado para el techo y para los dems niveles. En
las vigas perimetrales se considera el peso de las paredes indicadas en el enunciado.
= 300
7,5 = 2,25
= 2,25 + 11,89 + 3,24 = 17,38
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Fig. 6. Peso WD total para cada viga en los niveles 1, 2 y 3 (en ton).
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Fig. 7. Peso WD total para cada viga en el nivel 4 (en ton).
Se suman WD y WL, luego se dividen las cargas entre 2 ya que cada mitad es soportada por una de
las columnas al extremo.
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Fig 8. Carga aplicada sobre cada cara de las columnas, niveles 1, 2 y 3 (en ton)
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Fig 9. Carga aplicada sobre cada cara de las columnas, nivel 4 (en ton)
Se suman las cargas que llegan a cada columna. Para graficar el aumento de carga sobre las
columnas se debe considerar que stas aportan carga de su peso propio sobre la estructura
conforme se desciende.
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Fig 10. Carga sobre cada columna. Arriba la carga para el nivel 4, abajo la carga para los niveles 1, 2
y 3 (en ton).
Se grafica el aumento de carga axial sobre las columnas en 3 casos: columna central, columna
lateral y columna esquinera.
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Fig. 11. Carga Axial sobre una columna central
Fig. 12. Carga Axial sobre una columna lateral
0
2
4
6
8
10
12
14
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Elev
aci
n (
m)
Carga axial (ton)
Columna Central
0
2
4
6
8
10
12
14
0 50 100 150 200
Elev
aci
n (
m)
Carga axial (ton)
Columna LAteral
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Fig. 13. Carga Axial sobre una columna esquinera
Se obtiene el peso total acumulado por piso para la estructura estudiada
Nivel WD (ton) WL (ton)
4 509,32 155,98
3 1221,2 311,96
2 1933,08 467,94
1 2644,96 623,92
0 3356,84 623,92
Para obtener la Carga Ssmica se considera el peso para cada piso, esto incluye la losa, las vigas, las
columnas, adems de media pared para arriba y media pared para abajo. En el caso del techo solo
se considera media pared hacia abajo.
= + 0,15
= 0,22
= 16 (0,75)2 = 9 2
=
[
2]
Nivel WD (ton) WL (ton) Wsis (ton) Esis (ton) Cortante V (ton/m2)
4 516,82 155,98 540,22 118,85 13,21
3 644,84 155,98 668,24 147,01 16,33
0
2
4
6
8
10
12
14
0 20 40 60 80 100 120
Elev
aci
n (
m)
Carga axial (ton)
Columna Esquinera
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2 644,84 155,98 668,24 147,01 16,33
1 644,84 155,98 668,24 147,01 16,33
Fuente de Consulta
Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos (2012). Cdigo Ssmico de Costa Rica 2010.
Editorial Tecnolgica de Costa Rica.