concreto armado

UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO 1 FACULTAD DE INGENIERIA

UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULDAD DE INGENIERIA

CARRERA PROFECIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TRABAJO FINAL

PROYECTO:

“METRADO, DIESÑO Y ANALISIS DE ELEMENTOS

ESTRUCTURALES DEL CENTRO EDUCATIVO INICIAL Y

PRIMARIA”

CURSO : ANALISIS ESTRUCTURAL II

DOCENTE : ING. HEINER SOTO FLÓREZ

ALUMNOS : ROJAS LOPEZ, Raquel

LUNA GUTIERREZ,MARJORI

ACUÑA PERALTA, BRAYAN

GRUPO NUMERO : 4, 5, 6

FECHA DE ENTREGA : 23 DE JULIO DEL 2015

JULIO DEL 2015

CUSCO – PERU


1.MEMORIA DESCRIPTIVA

Se tiene una estructura de forma rectangular,

de concreto armado, de tipo aporticada con las

siguientes especificaciones.

TIPO DE ESTRUCTURA : COLEGIO

UBICACIÓN : CUSCO

NUMERO DE NIVELES : 4

ALTURA TIPICA DE PISO : 2.70 m

AREA TOTAL : 140.00 m2

AREA CONSTRUIDA : 119.00 m2

TIPO DE UNIDADES DE ALBAÑILERIA : HUECA

CONCRETO f’c : 245 kg/cm2

ACABADO DE PISO : PARQUET

NUMERO DE EJES EN X : 8

NUMERO DE EJES EN Y : 2

NUMERO DE TIPOS DE COLUMNA : 1 (25cm*25cm)

NUMERO DE TIPOS DE VIGA : 1 (50cm*25cm)

TIPO SE SUELO : suelo intermedio

CARGA VIVA : 250 kg/cm2


2. PREDIMENSIONAMIENTO ESTRUCTURAL DE LOSAS Y VIGAS

2.1 PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSA

Al tener la mayor luz una longitud de 3.50 m se opta por asumir una

altura de losa de 20 cm.

ALTURA DE LUCES LUCES

17 < 4 metros

20 Entre 4 y 5.5 metros



2.2 PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

Para las vigas tenemos para las principales una luz máxima de 2.90 m y

para las secundarias una luz máxima de 3.50 m, no se considera como

vigas principales a la mayor luz de la edificación (3.50 m) pues estas

luces se presentan solo en 3 casos, para el resto de la edificación se

tiene 3 ejes en Y.

DIMENSION CRITERIO OBSERVACIONES

h L/10 , L/12 , L/14 H>L/4

b B/20 B≥25cm

L: luz de viga

B: ancho tributario de viga

Para nuestro caso tenemos:

h de viga : 3.50m/10 = 0.35 m

Por estar 0.35 en el valor tope de la luz entre 10, asumimos como

valor para h = 40cm.

Para b, se tiene máximo ancho tributario igual a 3.38 m, por lo tanto

tenemos:

b de viga : 3.38/20 = 0.169 m

Por estar 16.9 ≡ 17 cm, muy cercano a 20 y al tener como mínimo de

base para vigas 25 cm, por lo que tomamos un valor que se ajuste mejor

al peralte para este caso tomaremos, b = 30 cm.

3. ANÁLISIS ESTÁTICO DE SISMO


h = 1.0 m

L = 3.00+3.25+1.71+2.78+0.43+2.45+0.50+2.05+2.90+1.60+1.25+3.35

L = 25.27 m

Wm = 25.27m x 0.15 x 1.00 x 1350 kg/m3

Wm = 5,117.175 kg

3.1 CALCULAMOS EL AREA EN PLANTA DEL EDIFICIO POR PISO

Área = 119.00 m2

N° de niveles = 4

3.2 CARGAS

3.2.1 Tabiquería

Muros h = 2.5 m

L =

1.71+2.78+2.61+2.85+2.90+2.40+2.75+4.25+2.10+2.75+2.35+2.61+2.78+1.71+

3.00+3.00+1.15

L = 43.70 m

Wm = 43.70m x 0.15m x 2.50 x 1350 kg/m3

Wm = 22,123.125 kg

Muros

ELEMENTO CARGA X m2 AREA m2 CARGA kg

h losa (20cm) 300.00 kg/m2 119.00 35,700.00

Contrapiso(e=0.05m) 115.00 kg/m2 119.00 13,685.00

Acabado (parquet) 020.00 kg/m2 119.00 2,380.00

Tabiquería (hueca) - - 27,240.30

Columnas 60.00 kg/m2 119.00 7,140.00

Vigas 100.00 kg/m2 119.00 11,900.00

S/C 300.00 kg/m2 119.00 35,700.00

∑ (PESO DE LA EDIFICACION POR PISO) 133,745.30

PESO TOTAL DE LA EDIFICACION = 133,745.30 * 4 = 534.981 tn

3.3 CALCULAMOS LOS PARAMETROS ZUCS PARA EL ANALISIS DE SISMO


3.3.1 PARAMETRO DE SITIO O ZONA

Para la presente edificación, que se ubica en el departamento

del Cusco cuyo parámetro de zona es igual:

Cusco = 0.30

3.3.2 PARAMETRO DE USO O CATEGORIA DE LA EDIFICACION

Se tiene la edificación para uso como centro educativo, por

tanto tiene un factor de uso igual a:

Centro educativo = 1.5

3.3.3 FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA O FACTOR C

Calculamos el factor C mediante la siguiente expresión

Con los siguientes valores:

Tp = 0.6

T = 12/35 = 0.343

Luego se tiene, C = 4.37

C ≡ 2.5

3.3.4 FACTOR S O TIPO SE SUELO

Teniendo en cuenta el cuadro siguiente.

Asumimos como valor para el parámetro S = 1.2

3.4.5 FACTOR DE REDUCCION, SEGÚN EL TIPO DE MATERIAL

Para la edificación que es una de tipo regular, y aporticada, el valor

que toma el parámetro de reducción R es de:

R = 8

3.4.6 FINALMENTE CALCULAMOS EL VALOR DE LA CORTANTE BASAL


4. MODELAMIENTO EN ETABS

N F(x,y)

4 36.11109 36.11109 12.63888

3 27.08400 27.08400 9.47940

2 18.05591 18.05591 6.31956

1 9.02800 9.02800 3.15980

Teniendo en cuenta que ya se conocen los parámetros ZUCS y el

peso del edificio, procedemos a calcular el valor de la cortante

basal, mediante la expresión siguiente:

��𝑠=ZUCS/��∗𝑃

Con los siguientes valores

Z = 0.30

U = 1.50

C = 2.5

S = 1.2

R = 8

P = 534.981 tn

Vs = (0.30)x(1.5)x(2.5)x(1.2)

8

Vs = 90.28 tn

Repartimos la fuerza a cada nivel

Vs = 22.57 tn

3.4.7 LLENAMOS EL CUADRO ADJUNTO

N A m2 P tn H piso H acum. P x H acm. % % x Vs

4 119.00 133.745 2.7 10.8 1,444.446 0.39999 36.11109

3 119.00 133.745 2.7 8.1 1,083.335 0.30000 27.08400

2 119.00 133.745 2.7 5.4 722.223 0.19999 18.05591

1 119.00 133.745 2.7 2.7 361.112 0.10000 9.02800

534.981 3,611.116 1 90.27900

3.4.8 FINALMENTE COMPLETAMOS EL CUADRO SIGUIENTE PARA HALLAR LOS

MOMENTOS Y LAS FUERZAS DE SISMO QUE ACTUAN SOBRE LA ESTRUCTURA.

N Lx Ly ex ey Fi Mx My

4 20.00 7.00 1.00 0.35 36.11109 36.11109 12.63888

3 20.00 7.00 1.00 0.35 27.08400 27.08400 9.47940

2 20.00 7.00 1.00 0.35 18.05591 18.05591 6.31956

1 20.00 7.00 1.00 0.35 9.02800 9.02800 3.15980

3.4.9 CALCULAMOS EL C.G. DE LA EDIFICACION, PARA SABER DONDE ACTUAN

LAS FUERZAS Y LOS MOMENTOS.

El cuadro adjunto muestra los momentos y fuerzas de sismo que actúan

sobre la edificación por piso.


Se realizó el modelamiento del edificio con el software ETABS2013 de

los cuales se extraerán los valores de momentos, cortantes y cargas

axiales, a continuación se muestran capturas del modelamiento por

ejes.

5. DISEÑO ACERO A TRACCION POSITIVA Y NEGATIVA DE VIGAS

Para esta parte se realizaran primero el diseño y luego el análisis de

tres vigas, para todos los casos (vigas, columnas y losa) los datos de

momentos flectores, fuerzas cortantes y axiales se tomara como base de

datos los cálculos hechos un modelamiento con el software estructural

ETABS 2013.

ENVOLVENTE DE MOMENTOS

ENVOLVENTE DE CORTES A

ENVOLVENTE DE CORTE B


ENVOLVENTE DE CORTE C

ENVOLVENTE DE CORTE D

ENVOLVENTE CE CORTE E


ENVOLVENTE DE CORTE H

ENVOLVENTE DE CORTE F

ENVOLVENTE DE CORTE G


DIAGRAMA DE MOMENTOS FLECTORES PARA LA LOSA

NIVEL 5

MOMENTO DE LA ENVOLVENTE NIVEL 4


B 30 H 50 r 4

e= 0.05

e= 0.07


5.1 VIGA PRINCIPAL EJE A

ITER Mu b d aasum As areal As diseño

A (-) 676000.49 50.00000 45.00000 3.32952 4.12681 3.32919 2Ø5/8"

A-B (+) 1450000.00 50.00000 45.00000 7.50334 9.29972 7.50229 3Ø3/4"

B (-) 1831700.00 50.00000 45.00000 7.50229 11.74764 9.47709 2Ø1"+1Ø5/8"

B-C (+) 1148980.00 50.00000 45.00000 5.82748 7.22238 5.82646 2Ø3/4"

C (-) 796240.00 50.00000 45.00000 5.82646 5.00503 4.03767 2Ø5/8"

La disposición de aceros final puede apreciarse en el grafico

6. DISEÑO DE COLUMNAS

Pn= 72599.87

Pu= 50.819909 tn Mn= 129.6 tnm Mu= 90.72

Mux 6.3504

Muy 4.536

f´c 245

fy= 4200

1) pred col. Recta. (A=1%)


tabla R-3.60.9, R-3.908

x 0.7 0.8 y 0.6 1.2

0.75 0.9

= 393.4952 mayor a 600 ok mas o menos el doble

adoptamos Ag= 1500 (de 1500 a 2000) 786.990461

50 B/H˃=0.4 0.6 OK CUMPLE

30

ɣh= 40

ɣ= ɣh/h= 0.80

Knx=Pn/(fć*Ag)= 0.197550667 Kny=Pn/(fć*Ag)= 0.19755067

Rnx=Mu*e(fć*Ag*h)= 0.11755102 Rny=Mu*e7(fć*Ag*h)= 0.225647

diagrama. ρ= 1.65

As= 24.75 28.4 10Ø3/8"

03/04.

Ac= 1471.6

Pn0= 425740.7 425.7407 tn Knx= 0.7

Pnx= 257250 257.25

Kny= 1.18

Pny= 433650 433.65

0.01967733 0.00549204 El diseño es suficiente para soportar la carga a la que será sometida


7. CONCLUSIONES

Primeramente hemos empleado nuestros conocimiento de la rama de

estructuras (Análisis Estructural I, Análisis Estructural II,

Concreto Armado) para la resolución de dicho trabajo para los

metrados de de losas aligeradas, columnas, vigas.

El empleo de hojas de cálculo y programas presenta dos ventajas

en el cálculo de estructuras. Desde el punto de vista

teórico, permite utilizar métodos de cálculo en forma

compacta, precisa y, al mismo tiempo, completamente general.

Esto facilita el tratamiento de la teoría de estructuras como

unidad, sin que los principios fundamentales se vean

oscurecidos por operaciones de cálculo, por un lado, o

diferencias físicas entre estructuras, por otro.

Desde el punto de vista práctico, proporciona un sistema

apropiado de análisis de Estructuras y determina una base muy

conveniente para el desarrollo de programas de computación.

8. BIBLIOGRAFIA

Analisis_edificios_ angel san bartolome (2da parte).pdf

Diapositivas de clases Ing. Ing. Heiner Soto Flórez REG.

CIP. N° 90177

Tutoriales de software etabs2013 Ing. Ing. Heiner Soto

Flórez REG. CIP. N° 90177

concreto armado

Documents