Mathcad - 01 - Memoria de Calculo - Columnas

MEMORIA DE CÁLCULO 1.- BASES DE CALCULO .- DESCRIPCION DE LA ESTRUCTU E STRUCTURA RA .La estructura pertenece a una vivienda familiar , fue idealizada en base a los planos arquitectonicos, la estructura se presenta en f orma tridimensional conformado por elementos elementos de hormigon armado armado como s er vigas columnas y losa maciza en su primera fase que se muestra a continuación :

- NORMA DE DISEÑO.Est r u c t u r as d e Ho r m i gó n Ar m ad o : Es t r u c t u r a d e Ac e r o :

CBH 87 LRFD

-MATERIALES .De acuerdo acuerdo al Código Código Boliviano se ut ilizara los siguient es mat eriales: eriales: HORMIGON TIPO H21 (21 MPa) ACERO AH 420 N (420 MPa) Grado 60 EDWIN F. CORDERO BEJARANO

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- CONTROL DE OBRA Y FACT ORES DE SEGURIDAD .El cont rol de obra en la ej ecución de los elem ent os est ruct urales se regirá las de cont rol norm al, realizando la verificación de las propie dades físico mecánicas del acero com o del horm igón. Los coeficientes son los establecidos en la Norma Boliviana del Hormigón CBH 87 en la sección 7.3 en los est ados límit es últim os. Coe f i cien t e de minoraci ón del acero Co ef i ci en t e d e m i no rac ió n d el h or m igó n Coe f i cien t e de m ayoraci ón de accio nes

1. 15 1. 50 1. 60

- METODO DE CÁLCU LO . Para el cálculo del análisis estruct ural, se aplica el m ét odo de est ados lim it es ult im os , equi ulibri o a nivel de la est ructu ra o element o est ruct ural , agot amient o o de rot ura, a nivel de la sección del elemento inest abilidad o de pandeo , a nivel de elem ent o estruct ural, adherencia, perdida de adherencia a nivel de la seccion , anclaj e a nivel lo cal en zonas de anclaje, fat iga a nivel de sección b ajo cargas dinamicas . En análisis est ruct ural se basa en mod elaciones ut ilizando soft ware que se describe seguidamen t e: - EST RUCT URA S EN GENERAL .Se u t il iz ara el pr ogr am a: SAP 2000 V. 14. 2.4 DE LA CSI BERKELEY Mat eriales y secciones de los elemen t os est ruct urales. Element os som et idos a acción ext erna y est ados de carga Out put s: Diagramas de Moment os, cort ant es, axiales en ej es locales Desplazami ent os de los nudos y Reacciones de en apoyos Diagramas de envolventes por elemento Plant illas en Excel para diseños específico s dist ribución estrib os, anclaj es y ot ros

- NIV ELES DE CONTROL Y ENSAY OS.De acuerdo a las condicio nes de diseño, se adopt a como m ecanismo d e cont rol la to ma dem uest ras en número suficient e, t ant o para el horm igón como para el acero, y ser somet idos a pruebas dest ruct ivas según CBH. Asimismo, en los casos en que los result ados de resist encia cilíndrica del horm igón no dem uestre n fie lm ent e los que se cont enga en obra, podrán ser rat ifi cados con cont rol es escleromét ricos y en su caso prospecciones por profómetro para adoptar las recomendaciones más pertinentes.

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2.- GEOMETRIA.-

A

B

1.20

 

      E

      D

      0       0  .       6

      C

      0       5  .       4

A

( ( n  1 )  e  Lu )

n Nº de Nervios →

e separación de eje a eje →

Lu Luz Útil

Sea el caso 1, de entrepiso que no hade soportar muros ni tabiques Sea caso 2con muros o tabiques con mortero de yeso

→

Si ( e  0.50m)

( L1  450cm) L2  600cm

L3  500cm

L4  400 cm

Lu  6.5m  6.0m  0.50m  12 m

 n   Lu   1      e    

( n )  23

 h1   

L1 28

 0.16 m

   

( n  23)( Nervios)

 h4   

Lu    eusar   ( e)  0.5m

→

 

h2 

( n  1 ) 

L2 28

L4 28

 0.21 m

 0.14 m

 h3   

L3 32

 0.16 m

   

   

( n  23)( Nervios) ( Usar→)

Cada 0.492m

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Probar con h=20cm COLUMNAS

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SECCIÓN TIPO  Ademas Probamos : ( t  0.05m)

( e  0.50m)

bw  0.12cm

( s  0.4m)

( h  0.20m)

Cargas.Peso_Propio 

2500 0.50

  kg 

 ( 0.12 0.20  0.05 0.40)  220

2

 m  

Peso Mosaico + Carpeta de nivelación :

60

kg 2

m

Peso cielo :

20

Kg 2

m g  220

kg 2

 60

m q  330

kg 2

m

 20

kg 2

 300

m

kg 2

m

PARA EDIFICIOS DE DOCENTES

kg 2

m

 AULAS DESPACHOS Y COMEDORES

 p  g  q  630   2 m     kg

Cargas por cada nervio .g  80 0.50  40

 Kg    m  

( p  g  q  205 )

 Kg    m  

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q  330 0.5  165

 Kg    m  

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3.- ANÁLISIS DE CARGAS .- Pre

dimensionamiento de la estructura .-

VIGAS .- 

Las alturas de las visas las estimamos con la siguiente relación L  6.5m

Luz mayor del plano en planta

h  0.08 L

L

→

Luz de la viga

h  0.52 m h  0.40m

→

Usar Vigas X de 25*50 cm.

→

Usar Vigas Y de 25*40 cm.

COLUMNAS .- 

Son dificiles de estimar para un intento inicial , se utilizan dimensiones que solamente el criterio de calculista puede justificar y lógicamente experiencias sobre el tipo de estructura que se esta calculando en algunas condiciones el criterio arquitectónico predomina en la forma y dimensiones de la columna. COLUMNAS : 40/40 Y 30/30 EN SECTORES CENTRALES DEL ENTREPISO COLUMNAS DE : 40/30 Y 30/40 EN SECTORES DE ESQUINA Y MEDIANERAS DE ENTREPISO

Peso de la losa maciza La altura la determinamos la siguiente relación h 

h  2

P 180

Donde P, es el perimetro del panel con mayor área de todo el entrepiso

( 6.5m  6.0m) 180

 Asumimos h:14cm

 0.139 m

Peso propio de la losa γ

h  0.14m Peso_Propio_de_la_losa 

γ

HoA h  350

HoA  2500

kg 3

m

kg 2

m

Peso de la carpeta de nivelación  Asumiendo un espesor : e  0.025 m de capa niveladora de mortero se tiene : Peso_Propio_de_la_capa_de_nivelación 

γ

Mortero e  55

γ

Mortero  2200

kg 3

m

kg 2

m

Peso del mosaico  Asumimos un peso de :

35

kg 2

m

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Peso de cielo raso El peso del cielo raso varia entre 10 y 20 kg/m^2/cm ( si esta hecho de revoque de yeso )  Asumiendo un peso de: Peso_Cielo_Raso  16

kg 2

m

Peso total de la terraza Carga_Permanente  350

kg 2

 55

m

kg

 35

2

m

Sobrecarga: q  200

kg 2

m

kg 2

m

 16

kg 2

 456

m

kg

55  35  16  106

2

m

Sobrecarga para viviendas  Apuntes Clases Ing. Ivan Carmona

ANALISIS DE CARGAS.-  Junta_Vertical_Y_Horizontal  1.5cm

MUROS .- 

Nº_de_Ladrillos_fila_horizontal  Nº_de_Ladrillos_fila_Verticall 

100

 3.774

25  1.5 100

10  1.5

 8.696

Piezas Piezas

2

Nº_de_ladrillos_en_un_m  3.7748.696  32.82

Piezas

2

3

Volumen_del_muro_por_m  15cm100cm100cm  150000 cm 2

3

3

Volumen_de_ladrillos_en_1_m  32.80 3750cm  123000.0 cm 3

3

3

Volumen_Mezcla_( diferencia)  150000cm  123000cm  27000 cm 3

Peso Unitario = 2.72 kg

Volumen revoque grueso:

0.021 1 2  0.042

Volumen_Unitario  15cm 25cm 10cm

Volumen revoque Yeso:

0.005 1 1 2  0.01 m

3

Volumen_Unitario  3750 cm

3 213

kg m

 639

3

Luego , el peso total por metro de altura será : Ladrillos

1º Planta:

32.80  2.72  89.216

kg m

3

Mezcla 0.027m  1700

 Asumiendo un 65 %

TABIQUES INTERIORES

kg 3

kg pza

 45.9 kg

m

1º planta fachada principal

639 0.65  415.35

m

Revoque Grueso kg

3

0.040m  1700

kg 3

 68kg

m

m

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3

RESTANDO PUERTAS Y VENTANAS

CARGA DE TABIQUERIA kg

m

3

 10kg

Peso_muro  89  46  68  10  213

P  639 0.5  319.5

m

kg m

kg

639 0.65  415.35

m  213 3  639

Revoque Yeso 0.010m  1000

kg

P 2

kg 2

m

 159.75

kg

FACHADA FLOTANTE.- 

El vidrio templado es un vidrio de seguridad, al que mediante tratamiento térmico se le ha incrementado la resistencia estructural del mismo sin alterar sus propiedades. Tabla de peso de vidrios

Grosor

3 mm

4 mm

5 mm

6 mm

8 mm

10 mm

Peso

Fórmulas de peso del vidrio

Peso (kg) = densidad x grosor x m2 Densidad = 2,5 Kg/m2 Peso (kg) = 2,5 x grosor x m^2

 14 kg 

Peso de estructura de aluminio :

  Peso de vidrio Templado

2

m

KG

2.5  5  12.5

g  14  12.5  26.5

 

M2 KG M2

 Alturas de la Fachada Principal hm1  3.5  0.50  3

( m)

hm2  3.5  0.40  3.1

( m)

g  3 26.5  79.5

 Kg    m  

Primer Piso : Fachada Principal

NOTA .-  EL

ANALISIS DE CARGAS NO SE TOMO EN CUENTA EL PESO PROPIO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE ( VIGAS , COLUMNAS,LOSA NERVADA , LOSA MACIZA, ESCALERAS, CUBIERTA ), ESTE SE TOMA EN CUENTA DIRECTAMENTE EN EL PROGRAMA SAP 2000 EDWIN F. CORDERO BEJARANO

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3.-ANALISIS ESTRUCTURAL Esquema de todos los estados de carga que presenta la estructura. Losa Maciza - Losa Nervada

B

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COLUMNA DE DISEÑO.-

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CALCULO DE COEFICIENTES DE ESBELTEZ , LONGITUD DE PANDEO, ESBELTEZ MECANICA - COLUMNA D-2

      0       5  .       1       0       5  .       3

      0       5  .       3

      0       5  .       3

      0       5  .       3

      0       0  .       4

5.50  EDWIN F. CORDERO BEJARANO

6.50  COLUMNAS

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CALCULO DE COEFICIENTES DE ESBELTEZ , LONGITUD DE PANDEO, ESBELTEZ MECANICA - COLUMNA D-2

      0       5  .       1       0       5  .       3

      0       5  .       3

      0       5  .       3

      0       5  .       3

      0       0  .       4

6.00

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5.00  

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POS.

ESQUEMA a

1

Ø (mm)

Peso Unit

6

0.22

10

Cantidad

CUANTIA DE ACERO Dimensiones (cm)

Long. parc.

Long Total

Peso Total

m

m

Kg

3

156

34.320

4.88

97.6

60.512

8

3

45

9.900

20

0.91

13.65

8.463

3.08

70.84

63.048

14

3.23

58.14

23.256

571

14

5.99

101.83

40.732

14

571

14

5.99

41.93

293.510

23

128

180

3.08

70.84

63.048

0.89

23

128

180

3.08

70.84

63.048

10

0.62

20

30

442

280

7.66

153.2

94.984

8

0.40

15

20

12

56

0.88

13.2

5.280

a

b

c

52

8

284

8

0.62

20

9

12

442

6

0.22

15

8

284

10

0.62

15

56

15

12

0.89

23

128

180

8

0.40

18

25

284

8

0.40

17

14

6

7.00

7

b

12

0.89

b

12

b

Kg/m

d

e

f

g

c d

c

2

25

a b a

3

b

c

a

4 b c

b

5

6

a

b

c

a

7 8

a

b

c

a

b

c

a

9

a

10

a b

11

c

14

d

b

12

a c

PESO TOTAL(Kg)= 760.100

VOLUMEN LOSA TRAMO1 = VOLUMEN LOSA(TRAMO2)= OLUMEN LOSA(DESCANSO)= VOLUMEN PELDA OS= VOLUMEN TOTAL=

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1.09 1.22 2.99 3.58 8.88

m³ m³ m³ m³ m³

COLUMNAS

VOLUMEN ESCALERA=

8.8 8

m³

CUANTIA =

85.64

Kg m

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