trabajo de concreto - predimensionamiento (reparado).docx

PREDIMENSIONAMIENTO Y METRADO DE CARGAS

PREDIMENSIONAMIENTO Y METRADO DE CARGAS 2015

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................3

2. OBJETIVO DEL TRABAJO.......................................................................................3

3. MARCO TEÓRICO.....................................................................................................4

3.1. FUNDAMENTOS DEL PREDIMENSIONAMIENTO.................................................4

3.2. FUNDAMENTOS DEL METRADO DE CARGA.......................................................4

4. EJEMPLOS DE PREDIMENSIONAMIENTO Y METRADO DE CARGA..............12

5. CONCLUSIONES......................................................................................................25

6. REFERENCIA BIBLIOGRAFÍA...............................................................................25

2

ING. EDWIN RODRIGUEZ PLASENCIA


1. INTRODUCCIÓN

En la historia de construcción, antiguamente se formaron estructuras sin establecer un parámetros de economía, el punto que tomaban era el de rigidizar sin límite una estructura, debido al poco conocimiento de los materiales que hoy en día conocemos, y que con ella en la actualidad se edifica, proponiendo dimensiones menores a las que antiguamente se requerían. Para ello la ingeniería fue adoptando modelos matemáticos y así poder optar por secciones adecuadas a los elementos estructurales.

La importancia de realizar cálculos para formar una estructura resistente y segura es por medio de mecanismos iterativos lo cual consiste en ir perfeccionando una propuesta de elementos inicial, hasta llegar a una propuesta óptima. El poder hallar el peso de la estructura completa indica el punto límite de lo que un terreo pueda soportar, o establecer que tanto podría ser desplazada ante el acontecimiento de fuerzas sísmicas.

2. OBJETIVO DEL TRABAJO

Identificar las dimensiones que podrían optar las secciones los elementos estructurales.

Aprender a regirnos a los alcances que nos brinda el reglamento nacional de edificaciones

Realizar ejemplos contrastando lo aprendido a partir de un diseño arquitectónico.

3



3. MARCO TEÓRICO

3.1. FUNDAMENTOS DEL PREDIMENSIONAMIENTO

El proceso de diseño es un mecanismo iterativo el cual consiste en ir perfeccionando una propuesta de elementos inicial, hasta llegar a una propuesta óptima. Por esta razón se suponen secciones iniciales para los elementos en la estructura, como vigas principales y columnas, y con ellos se realiza un análisis estructural preliminar. La propuesta inicial de estas secciones no son definitivas, ya que a través del proceso de diseño se van optimizando las secciones de los elementos estructurales, sin embargo a partir de una buena selección inicial, se puede reducir el número de iteraciones necesarias

PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS

4



El Reglamento Nacional de Edificaciones da peraltes mínimos para no verificar deflexiones. En losas aligeradas continuas conformadas por viguetas de 10 cm. De ancho, bloques de ladrillo de 30 cm. de ancho y losa superior de 5 cm. con sobrecargas menores a 300 kg/cm2 y luces menores de 7.50 m., el peralte debe cumplir, y para esto se debe cumplir la siguiente relación:

Donde:

h -> peralte de la losa

L -> longitud más crítica (entre ejes de columna)

l/18 -> material de pésima calidad, mano de obra no calificada y quipos y herramientas convencionales.

l/25 -> material de buena calidad, mano de obra calificada y equipos y herramientas adecuados.

5



A) LOSAS ALIGERADAS

De las relaciones anteriores, podemos dar los siguientes criterios de dimensiones:

B) LOSAS ALIGERADAS

De las relaciones anteriores, podemos dar los siguientes criterios de dimensiones:

C) LOSAS NERVADAS

Las losas nervadas consisten en una combinación monolítica de nervios o viguetas regularmente espaciados y una losa colocada en la parte superior que actúa en una dirección o en dos direcciones ortogonales.

Para viguetas de distancias separadas en 70 cm. Se puede considerar el siguiente dimensionamiento.

6



PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

Las vigas se dimensionan generalmente considerando un peralte del orden de 1/10 a 1/12 de la luz libre. Debe aclararse que esta altura incluye el espesor de la losa del techo o piso.

El ancho es variable de 0,3 a 0,5 veces su altura, teniendo en cuenta un ancho mínimo de 25 cm, con la finalidad de evitar el congestionamiento del acero y presencia de cangrejeras.

VIGAS – PRINSIPALES - PERALTE

Al pre-dimensionar las vigas, se tiene que considerar la acción de cargas de gravedad y de sismo. Hay criterios prácticos que, de alguna manera, toman en cuenta la acción de combinada de cargas verticales y de sismo, a continuación se muestra alguno de estos criterios.

Donde:

Criterio práctico frente a sismos

h -> peralte de la vigaL -> longitud más crítica (entre ejes de columna)L/10 -> material de pésima calidad, mano de obra no calificada y equipos y herramientas convencionales.L/12 -> material de buena calidad, mano de obra calificada y equipos y herramientas adecuadas.

VIGAS – PRINSIPALES – BASE

7



VIGAS – SECUNDARIAS

Se recomiendan la siguiente relación:

VIGAS EN GENERAL

De las relaciones anteriores, podemos dar los siguientes criterios de dimensiones (como dimensiones usuales):

PERALTES O ESPESORES MÍNIMOS DE VIGAS NO PREESFORZADAS O LOSAS REFORZADAS EN UNA DIRECCIÓN A MENOS QUE SE CALCULEN LAS DEFLEXCIONES.

8



PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

Las columnas son elementos estructurales que al ser sometidas a cargas axiales y momento flector, tiene que ser dimensionadas considerando los dos efectos simultáneamente, tratando de evaluar cual de los dos es el más influyente en dimensionamiento

En base a todo lo indicado se puede recomendar los siguientes criterios de dimensionamiento:

1) Para edificios que tengan muros de corte en las dos direcciones, tal que la rigidez lateral y la resistencia van a estar principalmente controladas por los muros, las columnas se pueden dimensionar suponiendo un área igual a:

Área de columna = P (servicio)/0.45 f´c

2) Para el mismo tipo de edificio, el dimensionamiento de las columnas con menos carga axial, como es el caso de las exteriores o esquinadas, se podrá hacer con un área igual a:

Área de columna = P (servicio)/0.35 f´c

Para ambas áreas de columnas:

9



3) Para edificios aporticados íntegramente, para los cuales se recomienda no exceda los 5 pisos, las columnas deberán dimensionarse mediante alguna estimación del momento de sismo, demostrando la experiencia que se requerirán columnas con un área fluctuante entre 1000 y 2000 cm2, salvo que tengan vigas con luces mayores a 7.00 m. Así para este tipo de edificios, se dispondrán columnas de 35x25, 40x40, 25x50, 30x60, 30x40, 30x50 cm o circulares de 40 o 50 cm. de diámetro, escogiéndose estas diferentes alternativas según las dimensiones cuadradas o rectangulares de los paños, no olvidando la importancia de ubicar columnas con suficiente peralte en las dos direcciones, pues se trata de proporcionar la rigidez lateral en las dos direcciones.

4) Para edificios con luces significativas (mayores a 7 u 8 m.), debe tenerse especial cuidado en las columnas exteriores, pudiendo dimensionarse el peralte de la columna en un 70% u 80% del peralte de la viga principal.

PREDIMENSIONAMIENTO PRÁCTICO 1

10



TIPO 1: lado = H/8

TIPO 2: lado = H/10

TIPO 3: lado = H/9

Donde: H = altura del piso

PREDIMENSIONAMIENTO PRÁCTICO 2

El lado de la columna debe ser entre el 70% y 80% del peralte de la viga

I columna > I viga

11



PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA (METODO DE ÁREA TRIBUTARIA ACUMULADA)

Los factores que afectan la dimensión bt de las columnas son: El Área Tributaria acumulada, intensidad de las cargas, ubicación de las columnas, longitud de las columnas, arrastramiento contra el desplazamiento lateral cargas laterales, rigidez de las vigas.

El área de la columna correspondiente al segundo y antepenúltimo piso de un edificio, se puede calcular mediante la relación

Ag = KATA

Ag = Área de la sección transversal de la columna

K = Coeficiente que se obtiene de tabla.

ATA = Área tributaria acumulada del piso considerando

Conociendo el Área, se puede determinar la dimensión t de la sección cuadrada de la columna. La dimensión t de la columnas intermedias se hallan por interpolación lineal; las del 1er piso por extrapolación lineal aumentando además de un 5% y las de los dos últimos pisos se tomará igual a la del antepenúltimo piso.

Según norma A.C.I b ≥ 0.40h b min = 0.25 m.

La tabla de dimensionamiento de columnas, considera además el hecho de uniformizar secciones, el cual es conveniente poner los efectos del encofrado.

COEFICIENTE “K” PARA DETERMINAR EL ÁREA DE COLUMNA CUADRADA PARA DIFERENTES LUCES ENTRE EJES.

12



3.2. FUNDAMENTOS DEL METRADO DE CARGAS

Es una técnica con la cual se estiman las cargas actuantes sobre los distintos elementos estructurales.

Al metrar las cargas deben pensarse como se apoya un elemento estructura sobre otro.

En el diseño de estructuras existen los siguientes tipos de metrados de cargas.

1.- Metrado de carga para hallar el peso total de la estructura y calcular la fuerza horizontal “H” por sismo.

2.- Metrado de cargas para hallar el peso total de la estructura y calcular el ancho de las zapatas y cimentaciones.

3.- Metrado de cargas para hallar el peso total de la estructura y hacer análisis estructural.

a) Los metrados de carga se hacen para estructuras aporticadas, de albañilería o mixtas.

b) Por lo general se trabaja por metro de longitud y luego se halla el peso total.

c) Se trabaja teniendo en cuenta el ancho tributario que reciben los elementos estructurales.

OBSERVACIONES IMPORTANTES PARA VIGAS Y COLUMNAS

1.- Para hacer análisis por sismo se considera la altura de columna desde la parte superior de la zapata.

2.- Consideramos viga a la luz libre entre columna

3.- Consideramos columna desde la parte superior de la zapata hasta la parte superior del entre piso (losa)

13



4.- Para el metrado de altura de columna por sismo se considera media columna del piso anterior y media columna del piso posterior.

El mismo criterio se hace para muros.

Para tener un

14


trabajo de concreto - predimensionamiento (reparado).docx

Documents