trabajo c.a.i escalonado

55
CONCRETO ARMADO I ESIC - 1 - DESCRIPCIÓ N DEL PROYECTO

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metrado de cargas

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Page 1: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

- 1 -

DESCRIPCIÓN DEL

PROYECTO

Page 2: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

[1] ESTRUCTURACIÓN:

La

estructura se encuentra conformada por losas maciza, vigas

principales y secundarias, columnas, muros de ladrillo colocados en

“soga” y escaleras.

La edificación consta de:

- 2 -

4

3

2

1

A B C D E

SENTIDO DE LA LOSA

B

VIGA PRINCIPAL

SENTIDO DE LA LOSA

EDCA

1

2

3

4

Page 3: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Pórticos principales: 4, identificados con los ejes 1-1, 2-

2, 3-3, 4-4.

Cada pórtico consta con 4 luces y 4 niveles.

La altura de piso terminado a fondo de techo es de: en el

1er nivel 2.80 m, la del 2do, 3er y 4to nivel de 2.50 m.

entre piso y fondo de techo.

Pórticos secundarios serán los que se encuentren según los

ejes secundarios, en nuestro caso los ejes A-A, B-B, C-C, D-

D, E-E.

El sentido de la losa será paralelo a lo ejes A-A, B-B, C-C,

D-D, E-E.

La vigas principales son las transversales al sentido de la

losa y están ubicadas en los ejes 1-1, 2-2, 3-3, 4-4.para

nuestro diseño tomaremos la que se encuentra en el eje 3-3.

Las vigas secundarias se encuentran ubicadas en los ejes A-

A, B-B, C-C, D-D, E-E.

La escalera será de concreto armado de dos tramos con

descanso (escalera tipo 2), la cual se apoya en una viga

intermedia.

1.2 CARGAS DE DISEÑO

i) Cargas muertas:

P.P de elemento de concreto armado: 2400 Kg/m3

Piso terminado: 120 Kg/m2

Tabiquería repartida: 280 Kg/m2

ii) Cargas vivas:

2do, 3er y 4to nivel (vivienda): 350 Kg/m2

En la azotea : 120 Kg/m2

Escalera : 350 Kg/m2

- 3 -

Page 4: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

2.1 DIMENSIONAMIENTO DE LA LOSA MACIZA:

El predimensionamiento de la losa maciza para ambos extremos continuos es:

- 4 -

PREDIMENSIONAMIENTO

Page 5: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

h = L /28 h =Peralte mínimo de la losa maciza

h =18.3929 L =515cm (Luz mayor entre eje y eje)

h = 18cm b =100cm (ancho tributario)

2.2 DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS:

Vigas principales:

Peralte de la viga con ambos extremos continuos:

h = L /12 h = Peralte mínimo de la viga

h = 50.5 L = 606cm (Luz libre mayor)

h = 50cm h = L/12 o L/10

b = h/1.5 = 33.33 b = Ancho de la viga

b = 35cm

d = h - 5 = 45cm

Vigas secundarias:

Se considerará una viga de ancho igual al de la viga principal b = 0.35m

Se disminuirá el peralte debido a que la sobrecarga es menor h = 0.40m

2.3 DIMENSIONAMIENTO DE LA ESCALERA:

La escalera presenta 2 tramos inclinados y uno horizontal que sería el descanso, por cada piso

ESCALERA PARA 1ER PISO:

- 5 -

CB

D

Viga que debeColocarse

2.98 m

Page 6: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

ALTURA:

H = 2.8 + 0.18 → H = 2.98m

PASO:

P = 30.00cm → P = 0.30m

CONTRAPASO:

CP = 15.00cm → CP = 0.15m

RELACION ENTRE PASO Y CONTRPASO:

60≤2cp+ p≤6460≤2∗15+30≤6460≤60≤64ANCHO DE LA ESCALERA:

Para tener una circulación fluida en las horas de mayor transito ya que es un local de centro de computo se considera un ancho de 2.40m.

DESCANSO:

L2 = 2.40m

ESPESOR DE LA ESCALERA:

t = 3(3.00)=9.00cmt = 4(3.00)=12.00cmt =L/20 =300/20= 15.00cm

t =L/25 =300/25= 12.00cm

Se promedian estos valores. t = 0.12m

Las vigas que soportaran la escalera serán de Sección 30x30 para todas.

ESCALERA PARA 2DO, 3ER y 4TO PISO:

- 6 -CB

D

Viga que debeColocarse

2.68 m

Page 7: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

ALTURA:

H = 2.5 + 0.18 → H = 2.68m

PASO:

P = 30.00cm → P = 0.30m

CONTRAPASO:

CP = 15.00cm → CP = 0.15m

RELACION ENTRE PASO Y CONTRAPASO:

60≤2cp+ p≤6460≤2∗15+30≤6460≤60≤64ANCHO DE LA ESCALERA:

Para tener una circulación fluida en las horas de mayor transito ya que es un local de centro de computo se considera un ancho de 2.40m.

DESCANSO:

L2 = 2.40m

ESPESOR DE LA ESCALERA:

t = 3(2.70)=8.10cmt = 4(2.70)=10.80cmt =L/20 =270/20= 13.50cm

t =L/25 =270/25= 10.80cm

Se promedian estos valores t = 0.11m

- 7 -

Page 8: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

- 8 -

ANALISIS DE CARGAS

Page 9: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

3.1 METRADO DE CARGAS PARA LA LOSA MACIZA TIPICA:

Carga muerta:

* Peso propio de la losa maciza : 1m * 1m * 0.18m * 2400kg/m3: 432.0 kg/ml* Peso por piso terminado : 1m * 1m *120kg m2 : 120.0 kg/ml* Peso por la tabiquería repartida: 1m * 1m * 280 kg/m2: 280.0 kg/ml

WD: 832.0 kg/mlCarga viva:

Para 1er, 2do, 3er piso:

* Sobrecarga : 1m * 1m * 350kg/m2 : 350.0 kg/mlWL: 350.0 kg/ml

Para azotea:

* Sobrecarga : 1m * 1m * 120kg/m2 : 120.0 kg/mlWL: 120.0 kg/ml

- 9 -

Page 10: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Mayoración de las cargas: WU = 1.4 WD + 1.7 WL

Para 1er, 2do, 3er piso:

Wu = 1760.0 kg/ml

Para azotea:

Wu = 1369.0 kg/ml

3.2 METRADO DE CARGAS PARA LA VIGA TIPICA INTERIOR (eje 3):

Carga muerta:

Para 1er, 2do, 3er piso:

* Peso propio de la viga : 0.35m* 0.50m *1m*2400kg/m3: 420.0 kg/ml* Peso propio losa maciza: (2.18+2.53)m*0.18m*1m*2400kg/m3: 2035.0 kg/ml* Peso piso terminado : (2.18+2.53+0.35)*1m*120kg/m2 : 607.0 kg/ml* Peso tabiquería repartida: (2.18+2.53+0.35)*1m*280kg/m2 :1417.0 kg/ml

WD: 4479.0 kg/ml Para azotea:

- 10 -

Page 11: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

* Peso propio de la viga : 0.35m* 0.50m *1m*2400kg/m2: 420.0 kg/ml* Peso propio losa maciza: (2.18+2.53)m*0.18m*1m*2400kg/m2: 2035.0 kg/ml* Peso piso terminado : (2.18+2.53+0.35)*1m*120kg/m2 : 607.0 kg/ml

WD: 3062.0 kg/ml

Carga viva:

Para 1er, 2do, 3er piso:

* Sobrecarga :(2.18+2.53+0.35)m* 1m * 350kg/m2 : 1771.0 kg/mlWL: 1771.0 kg/ml

Para azotea:

* Sobrecarga :( 2.18+2.53+0.35)m* 1m * 120kg/m2: 607.0 kg/mlWL: 607.0 kg/ml

3.3 METRADO DE CARGAS DE ESCALERAS:

PARA 1ER PISO:

TRAMO INCLINADO

= 27°

Cos = 0.89

Carga muerta: por 1 m lineal

* Peso propio + peldaño:

2400 x ( cp2 + tcosα )=2400 x (0 . 15

2+ 0. 12

0 . 89 )=504 kg /ml

* Peso Acabados: 1m * 1m * 120kg/m2 : 120.0 kg/ml

WD : 624.0 Kg/mlCarga viva:

* Sobrecarga: 1m * 1m * 400kg/m2 : 400.0 kg/ml

WL : 400.0 kg/ml

Carga última: WU = 1.4 WD + 1.7 WLWU = 1754.0 kg/ml

TRAMO HORIZONTAL:

- 11 -

Page 12: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

h = 12cm y b = 100cm

Carga muerta:

* Peso propio de la losa: 1m*1m*0.12*2400kg/m3: 288.0 kg/ml* Peso Acabados: 1m * 1m * 120kg/m2 : 120.0 kg/ml

WD: 408.0 Kg/mlCarga viva:

* Sobrecarga: 1m * 1m * 400kg/m2 : 400.0 kg/ml WL: 400.0 kg/ml

Carga última: WU = 1.4 WD + 1.7 WLWU = 1251.0 kg/ml

PARA 2DO, 3ER Y 4TO PISO:

TRAMO INCLINADO

= 27°

Cos = 0.89

Carga muerta: por 1 m lineal

* Peso propio + peldaño:

2400 x ( cp2 + tcosα )=2400 x (0 . 15

2+ 0 .11

0 . 89 )=477kg /ml

* Peso Acabados: 1m * 1m * 120kg/m2 : 120.0 kg/ml

WD : 597.0 Kg/mlCarga viva:

* Sobrecarga: 1m * 1m * 400kg/m2 : 400.0 kg/ml

WL : 400.0 kg/ml

Carga última: WU = 1.4 WD + 1.7 WLWU = 1516.0 kg/ml

TRAMO HORIZONTAL:

h = 12cm y b = 100cm

Carga muerta:

* Peso propio de la losa: 1m*1m*0.11*2400kg/m3: 264.0 kg/ml* Peso Acabados: 1m * 1m * 120kg/m2 : 120.0 kg/ml

- 12 -

Page 13: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

WD: 384.0 Kg/mlCarga viva:

* Sobrecarga: 1m * 1m * 400kg/m2 : 400.0 kg/ml WL: 400.0 kg/ml

Carga última: WU = 1.4 WD + 1.7 WLWU = 1218.0 kg/ml

o El Software utilizado como herramienta de apoyo para el cálculo de momentos máximos positivos, negativos y esfuerzos cortantes máximos en el caso de la viga y la escalera fue el sap2000 ver. 8.00.

o En el caso de losa solo se empleo lo coeficientes del ACI.

- 13 -

ANALISIS ESTRUCTURAL

Page 14: Trabajo C.a.I Escalonado

31 422

2ln24

UW 2ln

10

UW 2ln

24

UW

2ln14

UW 2ln

16

UW 2ln

14

UW

2ln10

UW

4.45m 5.15m 4.65m0.35m 0.35m

CONCRETO ARMADO I ESIC

4.1 ANALISIS DE LA LOSA MACIZA:

MOMENTOS MAXIMOS

Apoyo 1:M 1=(−1760

24 ) (4 . 45 )2=−1453Kg /ml

Tramo 1-2:M 1−2=(1760

14 ) ( 4 .45 )2=2490Kg /ml

Apoyo 2:M 2=(−1760

10 )( 4 . 45+5 .152 )

2=−4055Kg /ml

Tramo 2-3:M 2−3=(1760

16 )(5 . 15 )2=2918Kg /ml

Apoyo 3:M 3=(−1760

10 )( 5 .15+4 .652 )

2=−4226Kg /ml

- 14 -

66cm

Page 15: Trabajo C.a.I Escalonado

31 422

4.45m 5.15m 4.65m

ln2

UW ln

2

UW

ln2

UW ln

2

UW

ln2

15.1

UW

ln2

15.1

UW

CONCRETO ARMADO I ESIC

Tramo 3-4:M 3−4=(1760

14 ) (4 .65 )2=2719Kg /ml

Apoyo 4:M 4=(−1760

24 ) (4 .65 )2=−1586Kg /ml

FUERZAS CORTANTES:

Tramo 1-2:

V 1−2=(17602 )( 4 .45 )=3916Kg

V 2−1=1 .15(17602 )( 4 . 45 )=4503Kg

Tramo 2-3:

V 2−3=(17602 ) (5 .15 )=4532Kg

V 3−2=(17602 ) (5 .15 )=4532Kg

Tramo 3-4:

- 15 -

Page 16: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

V 3−4=1 .15(17602 ) ( 4 .65 )=4706Kg

V 4−3=(17602 ) ( 4 .65 )=4092Kg

4.2 ANALISIS DE LA VIGA INTERIOR:

Hay que hallar los ejes de nuestro pórtico lo cual se muestra en la figura.

El juego de cargas para hallar los Mmax (+) y Mmax (-) que se utilizo fue el siguiente: Para momentos máximos positivos: teniendo ya cargado la carga muerta

Para momentos máximos negativos: teniendo ya cargado la carga muerta

- 16 -

Page 17: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

- 17 -

Page 18: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

- 18 -

Page 19: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

o Se eligió los momentos máximos de cada apoyo y tramo a la cara de la columna en el pórtico y es el siguiente:

APOYO A: Mu = 20854.66 Kg-m

TRAMO A-B: Mu = 16888.12 Kg-m

APOYO B: Mu = 19234.74 Kg-m

TRAMO B-C: Mu = 18524.53 Kg-m

APOYO C: Mu = 28155.06 Kg-m

TRAMO C-D: Mu = 12694.58 Kg-m

APOYO D: Mu = 24414.33 Kg-m

TRAMO D-E: Mu = 16995.66 Kg-m

APOYO E: Mu = 20639.14 Kg-m

o Las cortantes a la cara de la columna son:

Tramo A-B: VA-B = 27113.57 Kg

VB-A = 28743.20 Kg

Tramo B-C: VB-C = 30539.05 Kg

VC-B = 30281.21 Kg

Tramo C-D: VC-D = 25575.80 Kg

VD-C = 25581.15 Kg

Tramo D-E: VD-E = 28404.84 Kg

VE-D = 18536.32 Kg

- 19 -

Page 20: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

4.2 ANALISIS DE LA ESCALERA:

Para la escalera se toma una viga de tres tramos para luego hacerle el juego de cargas siguiente:

CM

CV1

CV2

CV3

CV4

CV5

Con este juego de cargas se procede a utilizar el sap2000.Al diagrama final de momentos debe de aumentársele momentos de seguridad en los extremos en nuestro caso se pondrá momentos de seguridad de:

- 20 -

Page 21: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Mu=(Wu12 )L2

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Page 22: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

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Page 23: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

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DISEÑO DE LA LOSA

Page 24: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

VERIFICACION A LA FUERZA DE CORTE:

De nuestro análisis estructural obtenemos que:

Vu max = 4706 Kg VN max = 4706/0.85 Kg

VN max = 5537 Kg

Fuerza de corte que absorbe nuestro concreto:

VCN = 0.53*(210)½ b d b = 100cmd = 18-2 = 16cm

VCN = 12289 Kg

Ahora vemos la condición:

VCN = 12289 Kg > VN max = 5537 Kg

Por tanto se concluye que no fallara al corte.

REFUERZO PRINCIPAL:

Verificación de área de acero:

AS min = 0.0018*b*h AS min = 3.24cm2Verificación de espaciamiento máximo:

S max = 45= 45cm

S max = 3*16 = 48 cm

Se toma el menor de los valores: S máx. = 45cm

Apoyo 1: Mu = 1453.0 kg-m b = 100.0 cm d = 16cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 0.63 cm As = 2.45 cm2

- 24 -

Page 25: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Verificación de a: a = 0.57 cm OK

Por ser menor que el mínimo se tomara:

As = 3.24 cm2

Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * (Ab/As)

S = 22 cm

POR LO TANTO SE COLOCARA: Ø3/8"@ 22cm

Tramo 1-2: Mu = 2490.0 kg-m b = 100.0 cm d = 16cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 1.00 cm As = 4.26 cm2 OK

Verificación de a: a = 1.07cm OK

As = 4.26 cm2

Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * (Ab/As)

S = 17 cm

POR LO TANTO SE COLOCARA: Ø3/8"@ 17cm

Apoyo 2: Mu = 4055.0 kg-m b = 100.0 cm d = 16cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 1.75 cm As = 7.09 cm2 OK

Verificación de a: a = 1.67 cm OK

As = 7.09 cm2

- 25 -

Page 26: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Se usará Ø = 1/2" Ab = 1.27 cm2

Separación entre barras: S = b * (Ab/As)

S = 18 cm

POR LO TANTO SE COLOCARA: Ø1/2"@ 18cm

Tramo 2-3: Mu = 2918 kg-m b = 100.0 cm d = 16cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 1.26 cm As = 5.02 cm2 OK

Verificación de a: a = 1.18 cm OK

As = 5.02 cm2

Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * (Ab/As)

S = 14cm

POR LO TANTO SE COLOCARA: Ø3/8"@ 14cm

Apoyo 3: Mu = 4226.0 kg-m b = 100.0 cm d = 16cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 1.82 cm As = 7.41 cm2 OK

Verificación de a: a = 1.74 cm OK As = 7.41 cm2

Se usará Ø = 1/2" Ab = 1.27 cm2

Separación entre barras: S = b * (Ab/As)

S = 17 cm

POR LO TANTO SE COLOCARA: Ø1/2"@ 17cm

Tramo 3-4:

- 26 -

Page 27: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Mu = 2719 kg-m b = 100.0 cm d = 16cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 1.17 cm As = 4.67 cm2 OK

Verificación de a: a = 1.10 cm OK

As = 4.67 cm2

Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * (Ab/As)

S = 15cm

POR LO TANTO SE COLOCARA: Ø3/8"@ 15cm

Apoyo 4: Mu = 1586.0 kg-m b = 100.0 cm d = 16cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 0.69 cm As = 2.68 cm2

Verificación de a: a = 0.63 cm OK

Por ser menor que el mínimo se tomara:

As = 3.24 cm2

Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * (Ab/As)

S = 22 cm

POR LO TANTO SE COLOCARA: Ø3/8"@ 22cm

PUNTOS DE CORTE:

Para Ø3/8 :b = 12*0.95= 11.4 cm

d = 16cmTomando el mayor:

- 27 -

Page 28: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Ld = 16cm

Para Ø1/2 :b = 12*1.27= 15.24 cm

d = 16cmTomando el mayor:

Ld = 16cm

0.108Ln+16 0.224Ln+16 0.24Ln+16 0.24Ln+16 0.224Ln+16 0.108Ln+16

4.45 5.15 4.65

REFUERZO POR TEMPERATURA:

Ast = 0.0018bh b = 100 cm h = 18 cm

Ast = 3.24 cm2Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * Ab /As

S = 22 cm

Verificación del espaciamiento máximo:

S max = 45= 45cm

S max = 5*h = 90 cm

Se toma el menor de los valores: S max = 45cm

Entonces la separación es la calculada anteriormente:

S = 22cm

Se colocará Ast : Ø 3/8" @ 22 cm

1Ø3/8@22cm 1Ø1/2@18cm 1Ø1/2@17cm 1Ø3/8@22cm

- 28 -

31 4

4321

120cm140cm140cm116cm64cm

4321

Page 29: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

1Ø3/8@17cm 1Ø3/8@14cm 1Ø3/8@15cm

por razones constructivas se tomara refuerzo positivo corrido:

1Ø3/8@15cm

- 29 -

DISEÑO DE LA VIGA

Page 30: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

REFUERZO PRINCIPAL:

Verificación del área de acero y la cuantía:

AS min = 0.0033*b*d = 0.0033*(35)*(45) AS min = 5.20cm2

AS max = 0.016*b*d = 0.016*(35)*(45) AS max = 25.20cm2

Apoyo A:

Mu = 20854.66 kg-m b = 35cm d = 45cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 9cm As = 13.62 cm2 AS min < AS < AS max

Verificación de a: a = 9.16cm OK

As = 13.62 cm2

Tramo A-B:

Mu = 16888.12 kg-m b = 35cm d = 45cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 7.42 cm As = 10.82 cm2 AS min < AS < AS max

Verificación de a: a = 9.16cm OK

As = 10.82 cm2

- 30 -

Page 31: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Apoyo B:

Mu = 29234.74 kg-m b = 35cm d = 45cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 12.84 cm As = 20.05 cm2 AS min < AS < AS max

Verificación de a: a = 13.48cm OK

As = 20.05 cm2

Tramo B-C:

Mu = 18524.53 kg-m b = 35cm d = 45cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 9.0 cm As = 12.10 cm2 AS min < AS < AS max

Verificación de a: a = 8.13cm OK

As = 12.10 cm2

Apoyo C:

Mu = 28155.06 kg-m b = 35cm d = 45cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 12.36 cm As = 19.19 cm2 AS min < AS < AS max

Verificación de a: a = 12.90 cm OK

As = 19.19 cm2

Tramo C-D:

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Page 32: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Mu = 12694.58 kg-m b = 35cm d = 45cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 5.57 cm As = 7.96 cm2 AS min < AS < AS max

Verificación de a: a = 5.35 cm OK

As = 7.96 cm2

Apoyo D:

Mu = 24414.33 kg-m b = 35cm d = 45cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 10.72 cm As = 16.29 cm2 AS min < AS < AS max

Verificación de a: a = 10.95 cm OK

As = 16.29 cm2

Tramo D-E:

Mu = 16995.66 kg-m b = 35cm d = 45cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 7.46 cm As = 10.90 cm2 AS min < AS < AS max

Verificación de a: a = 7.32 cm OK

As = 10.90 cm2

Apoyo E:

- 32 -

Page 33: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Mu = 20639.14 kg-m b = 35cm d = 45cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 9.0 cm As = 13.48 cm2 AS min < AS < AS max

Verificación de a: a = 9.19 cm OK

As = 13.48 cm2

As =13.62cm2 As =20.05cm2 As =19.19cm2 As =16.29cm2 As =13.48cm2

As = 10.82cm2

As para refuerzo corrido (-):

As min = 4.46 cm2

As(-)/4 = 20.05/4 = 5.01 cm2

As min (-) = 5.01 cm2

As para refuerzo corrido (+):

As min = 4.46 cm2

As(+)/3 = 12.10/3 = 4.03 cm2

As(-)/4 = 20.05/4 = 5.01 cm2

As min (+) = 5.01 cm2

Según la tabla de varillas se obtiene la siguiente distribución:

2Ø1/2+3Ø5/8 3Ø1 3Ø1/2+2Ø1 3Ø5/8+1Ø1 2Ø1/2+2Ø3/4

1Ø1/2+2Ø5/8 1Ø1/2+2Ø5/8 1Ø1/2+2Ø5/8 1Ø1/2+2Ø5/8

1Ø1/2+2Ø5/8

1Ø1/2+2Ø5/8 1Ø1/2+2Ø5/8 1Ø1/2+2Ø5/8 1Ø1/2+2Ø5/8

4Ø3/8+1Ø3/4 2Ø5/8+1Ø3/4 4Ø3/8 1Ø3/8+4Ø1/2

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Page 34: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

REFUERZO TRANSVERSAL:

En el análisis estructural se encontró las cortantes últimas por tanto las

cortantes nominales se hallaran de la siguiente manera:

V N=

VU0 . 85

Las fuerzas nominales serán:

V N A-B = (27113.57)/0.85 = 31898.32 Kg

V N B-A = (28743.20)/0.85 = 33815.53 Kg

V N B-C = (30539.05)/0.85 = 35928.29 Kg

V N C-B = (30281.21)/0.85 = 35624.95 Kg

V N C-D = (25575.80)/0.85 = 30089.18 Kg

V N D-C = (25581.15)/0.85 = 30095.47 Kg

V N D-E = (28404.84)/0.85 = 33417.46 Kg

V N E-D = (18536.32)/0.85 = 21807.44 Kg

Fuerza cortante que absorbe el concreto es:

VCN = 0.53*(210)½ b d b = 35cmd = 45cm

VCN = 12096.68 Kg

Fuerza cortante máxima que puede absorber el refuerzo de acero:

VS MAX = 2.1*(210)½ b d b = 35cmd = 45cm

VS MAX = 47930.23 Kg

Fuerzas cortantes que deben absorber los refuerzos transversales para cada

tramo:

V S=V N−V CN

VS A-B = 31898.32 - 12096.68 = 19801.64 Kg

V S B-A = 33815.53 - 12096.68 = 21718.85 Kg

V S B-C = 35928.29 - 12096.68 = 23831.61 Kg

V S C-B = 35624.95 - 12096.68 = 23528.27 Kg

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Page 35: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

V S C-D = 30089.18 - 12096.68 = 17992.50 Kg

V S D-C = 30095.47 - 12096.68 = 17998.79 Kg

V S D-E = 33417.46 - 12096.68 = 21320.78 Kg

V S E-D = 21807.44 - 12096.68 = 9710.76 Kg

Ninguna de nuestras fuerzas cortantes sobrepasa a VS MAX = 47930.23 Kg por

tanto seguimos con nuestro diseño.

Para la verificación de los espaciamientos debe verse la siguiente

condición:

V S>1 .1√210∗35∗45=25106 . 31Kg Ó

V S<1 .1√210∗35∗45=25106 . 31KgComo todas nuestras fuerzas satisfacen la segunda condición se tiene:

SMAX=60 cm

SMAX=452

=22 .5≈23cm

Tomando el menor: SMAX = 23cm

Espaciamiento de los refuerzos transversales :

Se ah considerado varilla (2Ø3/8) que tiene un AV = 1.42 cm2:

Tramo A-B:

VS A-B = 19801.64 KgS=1 . 42∗4200∗45

19801. 64 S = 13.55cm

Verificación de S:

S = 14 cm

Tramo B-A:

VS B-A = 21718.85 KgS=1 . 42∗4200∗45

21718. 85 S = 12.36cm

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Page 36: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Verificación de S:

S = 12 cm

Tramo B-C:

VS B-C = 23831.61 KgS=1 . 42∗4200∗45

23831. 61 S = 11.26cm

Verificación de S:

S = 11 cm

Tramo C-B:

VS C-B = 23528.27 KgS=1 . 42∗4200∗45

23528. 27 S = 11.41cm

Verificación de S:

S = 11 cm

Tramo C-D:

VS C-D = 17992.50 KgS=1 . 42∗4200∗45

17992. 50 S = 14.92cm

Verificación de S:

S = 15 cm

Tramo D-C:

VS D-C = 17998.79 KgS=1 . 42∗4200∗45

17998. 79 S = 14.91cm

Verificación de S:

S = 15 cm

Tramo D-E:

VS D-E = 21320.78 KgS=1 . 42∗4200∗45

21320. 78 S = 12.59cm

Verificación de S:

S = 13 cm

Tramo E-D:

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Page 37: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

VS E-D = 9710.76 KgS=1 .42∗4200∗45

9710 .76 S = 27.64cm

Verificación de S:

Sobrepasa el máximo por tanto se tiene.

S = 23 cm

1 Ø3/8@5cm 1Ø3/8@5cm 1Ø3/8@5cm 1Ø3/8@5cm

resto Ø3/8@13cm resto Ø3/8@11cm resto Ø3/8@15cm resto Ø3/8@15cm en cada extremo en cada extremo en cada extremo en cada extremo

PUNTOS DE CORTE DEL REFUERZO :

Con la ayuda del sap2000 localizamos los siguientes puntos:

1.22 0.98 1.48 1.00 1.37 0.90 1.36 0.76

1.11 0.8 1.30 0.86 1.11 0.68 1.21 0.67

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Page 38: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

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DISEÑO DE LA ESCALERA

Page 39: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

REFUERZO PRINCIPAL:

PARA ESCALERA DEL 1ER PISO

Verificación de área de acero:

AS min = 0.0018*b*h AS min = 2.16cm2Verificación de espaciamiento máximo:

S max = 45= 45cm

S max = 3*12 = 36 cm

Se toma el menor de los valores: S máx. = 36cm

Apoyo A: (se coloco un momento de seguridad Wul2/12).

Mu = 1315.0 kg-m b = 100.0 cm d = 12-2-0.5 = 9.5cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 0.96 cm As = 3.85 cm2

Verificación de a: a = 0.91 cm OK

As = 3.85 cm2

Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * (Ab/As)

S = 18.44 cm

Verificación de S:

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Page 40: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

S = 18cm

SE COLOCARA: Ø3/8"@ 18cm

Tramo A-B: Mu = 1574.0 kg-m b = 100.0 cm d = 9.5cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 1.14 cm As = 4.66 cm2 OK

Verificación de a: a = 1.10cm OK

As = 4.66 cm2

Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * (Ab/As)

S = 15.24 cm

Verificación de S:S = 15 cm

SE COLOCARA: Ø3/8"@ 15cm

Apoyo B:

Mu = 1532.0 kg-m b = 100.0 cm d = 9.5cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 1.11 cm As = 4.53 cm2 OK

Verificación de a: a = 1.07 cm OK

As = 4.53 cm2

Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * (Ab/As)

S = 15.67 cm

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Page 41: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Verificación de S:

S = 16cm

SE COLOCARA: Ø3/8"@ 16cm

Tramo B-C: Mu = 58.0 kg-m b = 100.0 cm d = 9.5cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 0.04 cm As = 0.16 cm2

Verificación de a: a = 0.03cm OK

El As obtenido es menor que el mínimo por tanto se tiene:

As = 2.16 cm2

Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * (Ab/As)

S = 32.87 cm

Verificación de S:S = 33 cm

SE COLOCARA: Ø3/8"@ 33cm

Apoyo C: Mu = 1532.0 kg-m b = 100.0 cm d = 9.5cm

Es igual al apoyo B As = 4.53 cm2

SE COLOCARA: Ø3/8"@ 16cm

Tramo C-D:

Mu = 1574.0 kg-m b = 100.0 cm d = 9.5cm

Es igual al tramo A-B As = 4.66 cm2

SE COLOCARA: Ø3/8"@ 15cm

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Page 42: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Apoyo D: (se coloco un momento de seguridad Wul2/16).

Mu = 987.0 kg-m b = 100.0 cm d = 9.5cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 0.72 cm As = 2.85 cm2 OK

Verificación de a: a = 0.67 cm OK

As = 2.85 cm2

Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * (Ab/As)

S = 24.91 cm

Verificación de S:

S = 25 cm

SE COLOCARA: Ø3/8"@ 25cm

PARA ESCALERA DEL 2do, 3er y 4to PISO:

Verificación de área de acero:

AS min = 0.0018*b*h AS min = 1.98cm2Verificación de espaciamiento máximo:

Smax = 45= 45cm

Smax = 3*12 = 36 cm

Se toma el menor de los valores: S máx. = 36cm

Apoyo F: (se coloco un momento de seguridad Wul2/12).

Mu = 691.0 kg-m b = 100.0 cm d = 11-2-0.5 = 8.5cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 0.56 cm As = 2.22 cm2 OK

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Page 43: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Verificación de a: a = 0.52 cm OK

As = 2.22 cm2

Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * (Ab/As)

S = 31.98 cm

Verificación de S:

S = 32 cm

SE COLOCARA: Ø3/8"@ 32cm

Tramo F-G: Mu = 1261.0 kg-m b = 100.0 cm d = 8.5cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 1.02 cm As = 4.17 cm2 OK

Verificación de a: a = 0.98 cm OK

As = 4.17 cm2

Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * (Ab/As)

S = 17.02 cm

Verificación de S:S = 17 cm

SE COLOCARA: Ø3/8"@ 17cm

Apoyo G:

Mu = 1252.0 kg-m b = 100.0 cm d = 8.5cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 1.02 cm As = 4.14 cm2 OK

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Page 44: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Verificación de a: a = 0.97 cm OK

As = 4.14 cm2

Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * (Ab/As)

S = 17.15 cm

Verificación de S:

S = 17 cm

SE COLOCARA: Ø3/8"@ 17cm

Tramo G-H: Mu = 237.0 kg-m b = 100.0 cm d = 8.5cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 0.19 cm As = 0.75 cm2

Verificación de a: a = 0.17 cm OK

El As obtenido es menor que el mínimo por tanto se tiene:

As = 1.98 cm2

Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * (Ab/As)

S = 35.86 cm

Verificación de S:S = 36 cm

SE COLOCARA: Ø3/8"@ 36cm

Apoyo H: Mu = 1258.0 kg-m b = 100.0 cm d = 8.5cm

Es igual al apoyo G As = 4.14 cm2

SE COLOCARA: Ø3/8"@ 17cm

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Page 45: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Tramo H-I: Mu = 1261.0 kg-m b = 100.0 cm d = 8.5cm

Es igual al tramo F-G As = 4.17 cm2

SE COLOCARA: Ø3/8"@ 15cm

Apoyo I: (se coloco un momento de seguridad Wul2/16).

Mu = 691.0 kg-m b = 100.0 cm d = 8.5cm

a= As . fy0. 85∗f ' c∗h

As= Muφ∗fy∗(d−a/2)

a = 0.56 cm As = 2.22 cm2 OK

Verificación de a: a = 0.52 cm OK

As = 2.22 cm2

Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * (Ab/As)

S = 31.98 cm

Verificación de S:

S = 32 cm

SE COLOCARA: Ø3/8"@ 32cm

VERIFICACION A LA FUERZA DE CORTE:

ESCALERA DEL 1ER PISO:

De nuestro análisis estructural obtenemos que:

Vu max = 3446 Kg VN max = 3446/0.85 Kg

VN max = 4054 Kg

Fuerza de corte nominal que absorbe nuestro concreto:

VCN = 0.53*(210)½ b d b = 100cmd = 9.5cm

VCN = 7296 Kg

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Page 46: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Ahora vemos la condición:

VCN = 7296 Kg > VN max = 4054 Kg

Por tanto se concluye que no fallara al corte.

ESCALERA DEL 2DO, 3ER Y 4TO PISO:

De nuestro análisis estructural obtenemos que:

Vu max = 3009 Kg VN max = 3009/0.85 Kg

VN max = 3540 Kg

Fuerza de corte nominal que absorbe nuestro concreto:

VCN = 0.53*(210)½ b d b = 100cmd = 8.5cm

VCN = 6528 Kg

Ahora vemos la condición:

VCN = 6528 Kg > VN max = 3540 Kg

Por tanto se concluye que no fallara al corte.

REFUERZO POR CONTRACCION DE FRAGUA Y POR TEMPERATURA:

PARA ESCALERA DEL 1ER PISO:

Ast = 0.0018*b*h b = 100 cm h = 12 cm

Ast = 2.16 cm2

Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * Ab /As

S = 32.87 cm

Verificación del espaciamiento máximo:

Smax = 45= 45cm

Smax = 5*12 = 60 cm

Se toma el menor de los valores: Smax = 45cm

Entonces la separación es la calculada anteriormente:

S = 33cm

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Page 47: Trabajo C.a.I Escalonado

CONCRETO ARMADO I ESIC

Se colocará Ast: Ø 3/8" @ 33 cm.

PARA ESCALERA DEL 2DO, 3ER Y 4TO PISO:

Ast = 0.0018*b*h b = 100 cm h = 11 cm

Ast = 1.98 cm2

Se usará Ø = 3/8" Ab = 0.71 cm2

Separación entre barras: S = b * Ab /As

S = 35.86 cm

Verificación del espaciamiento máximo:

Smax = 45= 45cm

Smax = 5*11 = 55 cm

Se toma el menor de los valores: Smax = 45cm

Entonces la separación es la calculada anteriormente:

S = 36cm

Se colocará Ast: Ø 3/8" @ 36 cm.

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