Informe de Fallas Estructurales

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL TRABAJO: REVISION DEL DISENO DE EDIFIO EN ACEROS CATEDRATICO: ING. MARCELO PUMAGUALLI ASIGNATURA: DISENO DE ACEROS REALIZADO POR: RAUL GUAMÁN CH. CURSO: 5º CURSO “B” INGENIERIA CIVIL AÑO: RIOBAMBA – ECUADOR 2012- 2013

DISENO DE ACEROS

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Contenido 1.- ANTECEDENTES ........................................................................................................................................ 2 2.- OBJETIVOS................................................................................................................................................ 2 3.- MATERIALES ............................................................................................................................................. 2 Hormigón armado ..................................................................................................................................... 2 Acero estructural ...................................................................................................................................... 2 4.- EVALUACION DE CARGAS ........................................................................................................................ 3 Acciones de Sismo..................................................................................................................................... 3 5. ANÁLISIS DE LOS ELEMENTOS ................................................................................................................... 4 PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ............................................................................................... 4 PREDIMENSIONAMIENTO COLUMNAS ..................................................................................................... 9 PREDIMENSIONAMIENTO LOSAS COLABORANTES................................................................................. 12 6. REVISION TECNICA DE LA EDIFICACION .................................................................................................. 14

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1.- ANTECEDENTES Diversos estudios realizados por diferentes entidades del sector de la construcción, han concluido que los daños que surgen en las edificaciones, se deben en mayor medida, a los defectos durante las fases de diseño y construcción del proyecto. Las fases de diseño y construcción son cruciales en la permanencia, durabilidad y conservación de la edificación durante su vida útil, son fases determinantes en el comportamiento de la estructura cuando sea sometida a fuerzas externas, como las impuestas por los sismos, o a cualquier otra carga adicional e imprevista que pueda presentarse. Debido a que las fuerzas sísmicas son las que inciden con mayor impacto sobre las estructuras, y son las que han causado mayores daños en edificaciones escolares a nivel mundial, nos enfocaremos en el estudio de los efectos que producen los eventos de esta naturaleza, los eventos sísmicos; así como en las consideraciones necesarias para elaborar un apropiado diseño de estructuras sismorresistentes.

2.- OBJETIVOS Identificar las principales patologías en el diseño de la edificación en acero estructural Una vez identificadas analizar cada una de estas para saber las causas principales por las que aparecen dichas fallas, su origen y factores que influyen en cada una de ellas. Conociendo más a fondo cada una de estas fallas se puede llegar a reducir la aparición de dichas fallas en las construcciones posteriores en la edificación

3.- MATERIALES Hormigón armado 2

Resistencia nominal (ACI 318-02) f’c = 210 kg/cm 2

Módulo de elasticidad E = 210 000 kg/cm 3

Peso específico 2.4 t/m

2

Acero de refuerzo grado 60 fy= 4,200 kg/cm

Acero estructural Perfiles y planchas (ASTM A36) fY= 2 400 kg/cm Soldadura AWS E70XX

2

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4.- EVALUACION DE CARGAS

Carga total D= 0.457 T/m² L= 0.2 T/m² Ps= 0.657 T/m²

Acciones de Sismo El análisis sísmico se realizó según el CEC 2000 y CPE INEN 5 Parte 1, con el método estático equivalente, considerando las condiciones de suelo, las características de la estructura y las condiciones de uso, se utilizaron los parámetros siguientes:

Cortante Basal de Diseno DATOS

V=

I

1.000

Sa R

1.190 7.000

W

0.900 1.000 0.786

0.149

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Distribución de Fuerzas Horizontales por Piso Distribucion de Fuerzas Horizontales por Piso Piso Nivel hi (m) Peso Wi (T) Wi*hi (Tn-m) Fx (T) 1 3.2 81.32 260.22 0.01680457 2 5.9 81.32 479.79 0.03098343 3 8.6 81.32 699.35 0.04516229 4 11.3 76.15 860.46 0.05556627 Ʃ

482.74

2299.81

0.149

5. ANÁLISIS DE LOS ELEMENTOS PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS VIGAS PRINCIPALES Cargas de Trabajo D= L=

0.736 0.2

T/m² T/m²

Combinacion de cargas

Se determinara la viga más desfavorable, por el método de áreas cooperantes.

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Qu= 3,86 T/m

Calculo del momento Ultimo

MOMENTO MÁXIMO VIGA q l Mu1 Mu2

3.86 4.65 6.96 3.48

T/m m T.m T.m Página 5

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Determinacion del Modulo Plastico Requerido ACERO UTILIZADO A36; Fy = 2536 kg/cm2 Fb= 0.6 x Fy Fb = 0,6(2536) = 15221,60 kg/cm2 Como la seccion es no compacta asumimos Fb = 1000 kg/cm2

Modulo resistente = (6955,24kg-m)/(1000kg/cm2) W = 695,52 cm3.

Dimencionamiento Perfil tipo I

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VIGAS SECUNDARIAS

Cargas de Trabajo D= L=

0.736 0.2

T/m² T/m²

Carga Uniforme Distribuida W= Q ultimo * ancho cooperante. W= 1.37 T/m2* 1.55 m W= 2.13 T/m Dimensionamiento Vigas Secundarias Area cooperante: 1.55*3.50= 5.25 m2 Ancho cooperante: 1.55 m

Momento Maximo Viga Secundaria

MOMENTO MÁXIMO VIGA SECUNDARIA q l Mu1 Mu2

2.13 3.50 2.17 1.09

T/m m T.m T.m Página 7

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Determinacion del Modulo Plastico Requerido

MU Fi de Flexión fy A36 Zx Req= Zx Req=

217437.50 Kg-cm 0.9 2530 Kg/cm2 95.49 cm3 5.83 pulg3

Dimencionamiento Perfil tipo I

PERFIL VIGA SECUNDARIA Viga secundaria=

IPE 160 A=

20.1

cm2

h=

16

Cm

Peso/m=

15.8

kg/m

Wxx=

109

Cm3

PREDISEÑO

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PREDIMENSIONAMIENTO COLUMNAS Determinacion de las cargas que actuan sobre la columna

CARGA PERMANENTE CARGA VIVA PESO DE LA COLUMNA

1370.00 200 35

kg/m2

Calculo Carga Axial

COMBINACION DE CARGA LRFD U=1.4D + 1.7L U= 2307.00 kg Area cooperante = 11.70 m2 numero de pisos= 4 Pu=

107967.60 kg

Relación de esbeltez de una columna de 3m a 4,57m va de 40 a 60

Tabla LRFD Con esa relación ir a la tabla del código LRFD correspondiente a los esfuerzos críticos y luego seleccionar el perfil adecuado.

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AREA REQUERIDA Esfuerzo admisible de compresión δ= 28.40 ksi Esfuerzo admisible de compresión δ= 1996.80 kg/cm2

Areq=

54.07 cm2

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PERFIL DE DISENO

tamaño= espesor= AREA=

100.00 mm 4 mm 53.80 cm2

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PREDIMENSIONAMIENTO LOSAS COLABORANTES Carga Sobre Impuestas:

Esta tabla nos ayudara a escoger las viguetas según la carga sobreimpuesta. Para nuestro caso la carga sobreimpuesta es de

, pero este valor no existe exactamente

en la tabla de kubiec al cual optamos al valor más cercano que es de dando una separaciónmáxima entre apoyo de 2,2 metros y el espesor de la kubilosa es de 0,65mm. Hay que tener muy en cuenta que la máxima luz sin apuntalar que nos da el catálogo del fabricante es de 2,2m, es decir que a partir de ésta dimensión en el momento de la fundición hará falta apuntalar la placa colaborante, para evitar pandeos de la misma.

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6. REVISION TECNICA DE LA EDIFICACION Los 3 principios básicos que debe cumplir el presente diseño estructural para que se comporte adecuadamente ante la ocurrencia de un evento sísmico, son los siguientes:

REVISION TECNICA DE LA EDIFICACION

Requerimiento

Estado de la Edificacion

La edificación debe ser lo más liviana posible. Mientras más masa tiene el edificio, más elevadas serán las fuerzas de inercia que originan las solicitaciones sísmicas. La edificación debe ser suficientemente rígida y suficientemente dúctil. La nueva filosofía es lograr edificaciones cada vez más rígidas, limitando el valor de las derivas de pisos.

En este caso la edificacion esta elevada en en su cragas de diseno, por que experimentara una gran intensidad en la solicitación sísmica.

Es una edificacion con elementos estructurales metalicos, y sus ventajas principales en este sistema de construccion es el trabajo en el campo plastico y que permite su comportamiento plastico. La edificación debe ser sencilla y El area de construccion en planta simétrica, tanto en planta como de todos los niveles del proyecto en altura. Mientras más es de forma regular, y simetrica sencillas, simétricas y rectilíneas en todos los ambientes, con estas sean las estructuras, mayor será caracteristicas cuando la el grado de confiabilidad de las edificacion experimente un mismas cuando sean castigadas movimiento sismico, la fuerza por algún movimiento sísmico. horizontal de los sismos se  disiparan de manera homogenea en las caras laterales en las que se efectue el movimeinto sismico.

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