Predimensionamiento de Elementos Estructurales Genner

PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES Dr. GENNER VILLARREAL CASTRO PROFESOR VISITANTE UMRPSFXCH-Bolivia PROFESOR EXTRAORDINARIO UPAO PROFESOR PRINCIPAL UPC, USMP, ECIC PREMIO NACIONAL ANR 2006, 2007, 2008

LOSAS ALIGERADAS:

El peralte de las losas aligeradas podrán ser dimensionadas considerando el siguiente criterio: H=Ln/25 Siendo: Ln – longitud del lado mayor

H = altura o espesor total de la losa aligerada y por tanto incluye los 5cm de losa superior y el espesor del ladrillo de techo. Los ladrillos serán de 12, 15, 20 y 25cm respectivamente

El Arquitecto y el Ingeniero Civil deberán tener en cuenta la determinación de la altura de piso a piso, el espesor anteriormente indicado y la consideración de 5cm adicionales para el denominado piso terminado

LOSAS MACIZAS:

Las losas macizas pueden ser dimensionadas en forma aproximada, considerando espesores menores en 5cms a los indicados para losas aligeradas

LOSAS NERVADAS:

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 1/2 a 2/3 veces su altura, teniendo en cuenta un ancho mínimo de 25cm, con la finalidad de evitar el congestionamiento del acero y presencia de cangrejeras

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS Las columnas al ser sometidas a cargas axiales y momento flector, tienen que ser dimensionadas considerando los dos efectos simultáneamente, tratando de evaluar cual de los dos es el que gobierna en forma más influyente en dimensionamiento En base a todo lo indicado se puede recomendar el siguiente criterio de dimensionamiento:

1)

COLUMNAS CENTRADAS : Área de columna = P (servicio) / 0,45f‘c

2)

COLUMNAS EXCENTRICAS Y ESQUINADAS : Área de columna = P (servicio) / 0,35f’c

Siendo: P(servicio) = P . A . N Edificios categoría A (ver E030) P = 1500 kg/m2 Edificios categoría B (ver E030) P = 1250 kg/m2 Edificios categoría C (ver E030) P = 1000 kg/m2 A – área tributaria N – número de pisos

METODO PRACTICO 1 TIPO 1 : lado = H/8 TIPO 2 : lado = H/10 TIPO 3 : lado = H/9 Donde: H = altura del piso

METODO PRACTICO 2 El lado de la columna debe ser entre el 70% y 80% del peralte de la viga

PREDIMENSIONAMIENTO DE PLACAS Es difícil poder fijar un dimensionamiento para las placas puesto que, como su principal función es absorber las fuerzas de sismo, mientras más importantes sean, tomarán un mayor porcentaje del cortante sísmico total, aliviando más a los pórticos.

Las placas pueden hacerse mínimo de 10cm de espesor (muros de ductilidad limitada), pero generalmente se consideran de 20, 25 o 30cm conforme aumentemos el numero de pisos o disminuyamos su densidad

ANALISIS ESTRUCTURAL II TRABAJO DE PREDIMENSIONAMIENTO INTEGRANTES: Contreras Diaz, Stefany Miñano Mairata, Ugo Rojas Barrientos, Ronald

INTRODUCCIÓN En el presente avance se efectuará el pre dimensionamiento de los elementos estructurales de una edificación de 5 pisos.  LOSAS ALIGERADAS  COLUMNAS  VIGAS  MUROS DE ALBAÑILERIA  COMPROBACION FUERZA AXIAL

PLANO DE PLANTA

PLANO DE CORTES

PLANO DE ELEVACIONES

ESPECIFICACIONES • Ubicación de la estructura: Lima. • Uso del suelo: Vivienda. • Tipo de suelo: Rígido. f’c = 210 kg/cm2. fy= 4200 kg/cm2. • Dimensiones en Planta: L1 = 4.5m L2 = 4 m • Número de pisos : 5

Carga viva para viviendas: 200 kg/m² (según Norma E020)

Tabla para determinación de áreas de la columnas (según Norma E030)

PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

LOSAS ALIGERADA

0.05 0.15

Se redondeará a 0.20 m, por motivo de estandarización y procesos constructivos.

VIGAS En nuestro caso consideraremos h = ln/10 como el peralte y b = h/2 será la base. H

1 Ln 12

Ln: luz entre ejes de las columnas H: peralte de la viga B: base de la viga (b mín de 0.25m) El valor de Ln será 4.50 m, la luz entre ejes transversales

El valor de Ln será 4.00 m, la luz entre ejes longitudinales

La viga tendrá las siguientes dimensiones: Transversales (.25 x 0.40) m. Longitudinales (.25x.50)m.

COLUMNAS Columnas centradas:

Columnas excéntricas y esquinadas:

Por tratarse de un pre dimensionamiento la variable P puede utilizarse entre 1000 a 1500 Kg/m2. En nuestro caso utilizaremos un promedio 1000 Kg/m2.por ser una edificación de categoría «C»

Según el área tributaria se ha podido determinar cuatro tipos de columnas:

Tipo de Columnas

Área Tributaria (m2)

C-1

4.50

C-2

9.00

C-3

9.00

C-4

18.00

Aplicando las formulas: Tipo de columnas

Área tributaria (m2)

C-1

4.50 9.00 9.00 18.00

C-2 C-3 C-4

Peso por unidad # de Pisos de área (kg/m2)

f´c (kg/cm2)

Área de la columna(cm2)

1000

5

210

306.12

1000

5

210

612.24

1000

5

210

612.24

1000

5

210

952.38

Por motivos de simetría y de proceso constructivo se tomarán columnas cuadradas: TIPO DE COLUMNA

Área de la columna(cm2)

Lado de la columna(cm)

Lado de la columna designado.(cm)

C-1 (Esquinera)

306.12

17.50

25.00

C-2 (Excéntrica 1)

612.24

24.75

25.00

C-3 (Excéntrica 2)

612.24

24.75

25.00

C-4 (Central)

952.38

30.86

30.00

Para poder uniformizar las columnas se tomarán (.30 x .30) m

ESPESOR EFECTIVO DE MUROS ESPESOR DE MURO 1ER PISO

DENSIDAD DE MUROS

Z 0.4

U 1

S 1

N 5

0.0340

ESPESOR EFECTIVO DE MUROS ESPESOR DE MURO 2,3,4,5 PISOS TIPICOS

Z 0.4

DENSIDAD DE MUROS

U 1

S 1

N 5

0.0340

DENDIDAD DE MUROS MURO X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X11 X12 X13 X14 X15 X16

L(m) 3.64 2.5 3.64 3.1 3.64 2.6 2.73 3.13 3.64 3.1 2.6 2.73 3.13 3.64 2.6

X-X t(m) 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 sumatoria Area=

Ac(m2)

MURO 0.473 Y1 0.325 Y2 0.473 Y3 0.403 Y4 0.473 Y5 0.338 Y6 0.355 Y7 0.407 Y8 0.473 Y9 0.403 Y11 0.338 Y12 0.355 Y13 0.407 Y14 0.473 Y15 0.338 Y16 6.952 188.790 0.036821866

L(m)

Y-Y t(m) Ac(m2) 2.6 0.13 3.64 0.13 3.1 0.13 3.64 0.13 3.1 0.13 3.1 0.13 4.13 0.13 2.6 0.13 2.6 0.13 3.64 0.13 3.1 0.13 4.13 0.13 2.6 0.13 2.6 0.13 3.64 0.13 sumatoria Area=

0.338 0.473 0.403 0.473 0.403 0.403 0.537 0.338 0.338 0.473 0.403 0.537 0.338 0.338 0.473 7.186 188.790 0.038061338

ESFUERZO AXIAL VERIFICACION DE ESFUERZO AXIAL POR CARGAS DE GRAVEDAD

VALOR QUE NO DEBE SUPERAR A 0.15fm=0.15x650=97.5 ton/m2 Carga proveniente de la losa de la azotea=(.3+.1+.1)x3.5= 1.75ton/m Carga proveniente de la losa en pisos típicos=(.30+.1+.2)x3.5=2.1 ton/m Peso proveniente del muro en un piso típico=.274x2.4=0.66ton/m Carga axial total=Pm=1.75+2.1x3+4x0.66=10.69ton/m Esta carga produce un esfuerzo axial máximo =Pm/t=10.69/.13=82.23tn/m ‹ Fa=93.8ton/m2 ok

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