Calculo-Estructura Una Vivienda de 2 Niveles

La estructura es una

, de dos pisos, se construirá en el ,perteneciente a la ciudad de .

La estructura a analizar tiene un área de construcción de correspondientes a  de frente y  de profundidad.

,

La estructura tendrá un grupo de uso , destinado a la ocupación residencial.

La estructura se diseñara de acuerdo al aplicando el , que establece los requisitos para la construcción sismo resistente de viviendas de uno y dos pisos de mampostería confinada y de bahareque encementado.

La ciudad de Quibdó, cuenta con una Microzonificación Sísmica reglamentada bajo el ; el cual es de carácter obligatorio y sustituye las secciones y (efectos locales de amplificación de las ondas sísmicas debidas al suelo subyacente de la edificación y el Espectro de Diseño, respectivamente) del La localización de la estructura tiene una zona de amenaza sísmica alta.

Coeficiente de Aceleración

0.35

Coeficiente de Sitio

1.2

Coeficiente de Importancia

1.0

Altura medida desde la base, de la altura de cubierta Periodo Fundamental Aproximado

6.1m 0.368

1

seg Espectro Elástico de Diseño

0.75

Coeficiente de Disipación de Energía

Zapatas

:

7

concreto f c = 210 kg/cm2   ̕

Vigas de cimentación

concreto f c = 210 kg/cm2   ̕

:

Columnas

concreto f c = 210 kg/cm 2   ̕

:

Vigas Placas

  ̕

concreto f c = 210 kg/cm 2   ̕

:

Losas aligerada

concreto f c = 210 kg/cm 2   ̕

:

Escalera

concreto f c = 210 kg/cm 2   ̕

:

2300kg/m3

Concreto simple : Concreto armado

Corrugado estructural

concreto f c = 210 kg/cm 2

:

2400kg/m 3

:

:

fy = 4200 kg/cm 2

Resistencia a la compresión de la mampostería Unidad de mampostería (ladrillo)

:

f m = 100kg/cm2   ̕

:

12 x 20 x 30 cm

Mortero tipo

:

Juntas

Ladrillo hueco

M :

:

1 cm

1300kg/cm3

2

Ladrillo solido

:

Perfil metálico placa fácil :

1800kg/cm3

9cm de alto x 13cm de ancho

Bloque de loza (ladillo de arcilla):80cm de largo x 23cm de ancho x 10cm de alto. Malla electro soldada

:

grafil de 5 mm con retícula de 15cm x

15cm

2.1

Diseño muros

La estructura a diseñar es una vivienda de dos pisos, donde se adoptó como sistema estructural mampostería confinada; (NSR-10 sec. E.3.1.1.1).



Se adopto una altura libremáxima de ( establece(NSR-10 sec. E.3.5.1).



donde ). como lo

(NSR-10 sec. E.3.5.2) se adopto una longitud , donde (

libre máxima de ). 

(NSR-10 sec. E.3.5.3) se adopto un espesor de muro de ya que la estructura está en la  de la , se encuentra en zona de amenaza sísmica alta, con un coeficiente de aceleración de .donde el espesor adoptado es mayor al recomendado en la (

3



(NSR-10 sec. E.3.6): para garantizar un comportamiento sísmico adecuado debe proveerse de una longitud mínima de muros confinados en cada una de las direcciones principales en planta. La longitud de los muros confinados en la dirección  = La longitud de los muros confinados en la dirección = La longitud de los muros confinados que se requieren en cada dirección principal de la edificación, en metros, no puede ser menor a la obtenida por medio de la

=

M O xA P t 

 =

= Longitud mínima de muros en cada dirección en (m). = Coeficiente establecido en la para Aa = 0.35 → . = Espesor efectivo del muro de confinamiento en los dos niveles es . = El área de la cubierta liviana,  = .  Tomamos la longitud menor, en la dirección

2.2

=

Columnas de confinamiento

Las columnas de confinamiento deben ser de hormigón reforzado, su armadura debe anclarse a la cimentación y a la viga de amarre superior. Su vaciado debe realizarse con posterioridad al levantamiento de los muros de confinamiento y directamente contra ellos.



  que se adopto para las columnas de amarre es de para un área de , el espesor es igual al del muro que confina ( ), como se establece en



  entre columnas de amarre en los extremos de los muros de confinamiento que se adopto es , la cual es menor a los requisitos que exige el L = 4.00m < 35 * 0.12 = 4.20m < 1.5 * 2.8 = 4.20m < 4.00m.

4





2.3

 que se adopto para las columnas es de diámetro.   que se adopto para las columnas es de estribos cerrados de  espaciados cada 20cm. Los primeros seis estribos se deben espaciar a 10cm en las zonas adyacentes a los elementos horizontales de amarre.

Vigas de confinamiento

Las vigas de confinamiento serán de hormigón reforzado, su refuerzo será anclado en los elementos terminales con ganchos de 90°. Su vaciado se realizara directamente sobre los muros de confinamiento



  de las vigas de amarre es igual al espesor del muro , y su sección transversal será de ( ), para un área transversal de



 podrán ir embebidas en la losa aligerada del entrepiso.



de las vigas de confinamiento será de , las cuales se dispondrán de manera simétrica respecto a los ejes de la sección.



considerando como luz de espacio comprendido entre las columnas de amarre ubicadas en el eje de la viga, se utilizaran estribos cerrados de   espaciados cada   en los primeros  de cada extremo de la luz y espaciados a  en el resto de la luz.

2.4

Cintas de amarre

 Se adopto un elemento de concreto reforzado de altura de

, con un ancho igual al espesor del elemento que remata y será reforzado con dos barras longitudinales . El refuerzo transversal se utilizara estribos de barras , espaciadas cada

5

2.5

Losa de entrepiso

Esta losa está proyectada para soportar cargas por muros divisorios. La cual se construirá con un sistema económico, rápido y seguro llamado



El sistema constructivo Placa fácil es considerado en Colombia como uno de los procesos para realizar  que ofrece mayor rapidez en el proceso de construcción para dichos elementos estructurales de las viviendas y/o edificaciones, ya que el desarrollo de la instalación es fácil de implementar y toma menos tiempo que una losa de entrepiso tradicional, además de ser un sistema económico que se adapta de forma perfecta a las necesidades de las personas que construyen su propia vivienda, logrando obtener entrepisos o losas de forma más práctica y rápida. La   ofrece ciertas ventajas en comparación de otros sistemas de losas, entre los cuales se encuentras las siguientes características: 

No requiere formaleta, ya que los bloquelones hacen la función de esta.



Montaje rápido y sencillo



Sistema Económico



Liviano y resistente



No requiere herramientas ni equipo especial para su instalación

Disponible en depósitos, ferreterías y cadenas de almacenes de construcción 



Calidad en acabados interiores



Se ajusta a cualquier área



Cumple con la

El sistema placa fácil consta una serie de perfiles metálico o de concreto, que conforman el soporte estructural de los demás componentes de la solución, piezas de arcilla llamado bloquelones que sirven como aligerante o formaleta.

6

El sistema lo complementa la malla de refuerzo y una capa de concreto de de espesor. Su construcción es sencilla y no demanda formaletas ni mano de obra especializada.

Para 1 metro cuadrado (m2) de placa fácil son necesarios la siguiente cantidad de materiales, en base a esto podremos calcular que cantidad vamos a necesitar para la losa de entrepiso de nuestro proyecto de vivienda.    



de 1.00 m de largo 5 bloquelones Malla electro soldada de 1 m * 1 m con grafil de 5 mm 1m2 x 0.05m de espesor de Concreto de 3000 psi.

  aligerada con bloquelones y de apoyos continuos, cumpliendo los requisitos de y la donde no será necesario verificar las deflexiones; entonces: el espesor de la losa que soporta muros divisorios y particiones frágiles es: Para apoyos L/18.5

continuos

es

=

………………………………………………..

3.10  20

 =

Por razones constructivas adoptaremos un espesor de losa de



que se utilizara es un Perfil estructural abierto es formado en frío, compuesto por una base de 13 cm con dos aletas de 2,5 cm de ancho que le dan soporte al bloquelón y dos almas de 9 cm de altura

7

separadas entre sí por 8cm, como se puede observar en la siguiente figura. Estos se espaciaran entre si cada 89 cm.

Como primero anteriormente se escogió y predimensiono un los cuales tendrán la función de elemento estructural (nervios metálicos), dando soporte al sistema de aligeramiento con bloquelones, donde la separación aproximada de perfiles será de quese construirá como entrepiso de una vivienda unifamiliar. La losa debe soportar el acabado del piso y particiones de mampostería para una carga valorada en la  de .

8

A partir de la distribución estructural se usara un método más exacto de análisis manteniendo las cargas aproximadas de la predimension, a fin de comparar los resultados de las cargas últimas requeridas   por perfiles con las cargas últimas  que pueden soportar estos perfiles.

(4.77kg/m)/0.89m = 5.36kg/m2

 

=

56kg/m2 ( 0.05m2400kg/m 3)



=

2

120kg/m 

según NSR-10 Tabla B.3.4.3-1

=

según NSR-10 Tabla B.3.4.3-1

=

2

160kg/m 

2

300kg/m 

=



=



=

Escogemos la combinación de carga más desfavorable de



Wu = (1.2 * 641.36 + 1.6 * 180)

=



Según tabla para  y espesor de placa de concreto se tiene una carga ultima de Donde: Wu perfil =

Wu requerido =

,

“CUMPLE”

9

Se recomienda la utilización del perfil escogido ya que cumple con los requisitos estipulados en la 

que se adopto esunbloquelón (pieza de arcilla resistente), es útil como elemento aligerante, y cumple la función de aislante térmico y acústico. Con dimensiones del bloquelón de 80 cm de largo, 23 cm de ancho y 8 cm de alto.



será una malla electro soldada con un espesor de 5mm y retículas de 15 cm por 15 cm.



es en concreto que se debe utilizar según la norma NSR10 para el recubrimiento (losa) es de 3.000 psi de resistencia y 5 cm de altura, con un agrega do máximo de 1/2”.

2.6

Cimentaciones

Esta cimentación será competente para transmitir con seguridad el peso de la vivienda al suelo, ya que se cuenta con un suelo duro y resistente.  Ya que no se cuenta con un estudio geotécnico, para la obtención de la licencia construcción se logro verificar el comportamientos de casas vecinas, donde constato que no se han producidos asentamientos, agrietamientos deslizamientos. Concluyéndose que el comportamiento de las casas aledañas sido adecuado, contándose así con un terreno firme.



de se y ha

estas vigas tendrán la función de transmitir las cargas de los muros de confinamiento, y poder distribuirlas al suelo de soporte. Se adoptó una sección de (20cm x 25cm), ya que se proveerá zapatas para transmitir las cargas de las columnas y un refuerzo longitudinal será de

10

y un refuerzo transversal con estribos cerrados de espaciados cada 20cm. 

2.7

se dispondrán zapatas aisladas de  x  de área en planta y un espesor de . las cuales anclaran las columnas de confinamiento para poder transmitir las cargas de estas. Esta irán reforzadas con cada en las dos direcciones principales

Diseño de la Escalera

Uno de los elementos estructurales más frecuente son las escaleras de tipo losas simplemente apoyada. Se diseñara una escalera en   de dos tramos inclinados, la cual tendrá una altura libre entre pisos de , para subir al segundo piso. 

  adoptadas en el plano arquitectónico, de la huella son de  y de contrahuella es de



 de la losa maciza inferior inclinada se predimensiona:

=



3.0m 20

 = 0.15m

En cuanto que la -1

 Tan α =

0.18m 0.25m

= 0.72 → α = 35.75°

Con estas dimensiones y pendiente se analizan las cargas en kN por m 2 de área en proyección horizontal. 

( 0.15*1.00*1.00*24)/cos α = 4.44kN/m2 ( 0.18*0.25/2*1.00*24)/0.25 =

 

2.16kN/m2 

( 0.02*1.00*1.00*22)/cos α 0.54kN/m

=

2

11



0.04*( 0.18+0.25)/0.25*1.00*22 1.51kN/m



=

2

 =



=



=



wu = (1.4 * 8.65 + 1.6 * 3.00)

=



16.91kN/m2 ∗3.0  2



w ∗l 2 8

 =

16.91 ∗3.0 2 8



19.02kN −m 1.00m ∗(0.12m)2

 =

1,320.83kN/m2 → ρ = 0.003666

Por lo tanto las armaduras seran: 

As = ρ*b*d = 0.003666* 1.00m * 0.12m = 0.00043992m 2 = 439.92mm2

12



At = ρ*b*d = 0.0018 * 1.00m * 0.15m = 0.00027m2 = 270mm2



Enla seccion longitudinal. 

ф

→



ф

→

En la sección transversal.

Ф

→





=

 

 =

16.91kN/m2

11.65kN/m2

 =

1.45

 = R A - W*d = 25.37kN  –  (11.65kN/m2 * 0.12m) =  = U * Vd = 1.45 * 23.97 kN =

13

ф

= ф 0.17 * (√f c)bw * d

ф

= (0.75)(0.17)(√21.1Mpa)(1.00m)(0.12)(1000) =

ʼ

ф

14