concreto armado ii - analisis de un edificio

8/18/2019 CONCRETO ARMADO II - ANALISIS DE UN EDIFICIO

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UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI

INDICEIntroducción...................................................................................................................2

Capítulo 1: Estructuración

Generalidades.................................................................................................................31.1 Techos.......................................................................................................................31.2 Vigas.........................................................................................................................31.3 Columnas..................................................................................................................41.5 Escalera.....................................................................................................................4

Capítulo 2: Predimensionamiento

Generalidades................................................................................................................42.1 Techos......................................................................................................................42.2 Vigas.........................................................................................................................52.3 Columnas..................................................................................................................8

Capítulo 3: Metrado de cargas

Generalidades..............................................................................................................10

3.1 Aligerado................................................................................................................10.3.2 Vigas.......................................................................................................................103.3 Columnas................................................................................................................10

Capítulo 4: Anlisis !ísmicoGeneralidades..............................................................................................................114.1 Modelaje esrucural...............................................................................................11

4.2 Corane !asal del edi"icio......................................................................................124.2.1 An#lisis Es#ico...................................................................................................124.2.2 An#lisis $in#mico.................................................................................................124.3 $es%la&amienos 'aerales.....................................................................................12

Capitulo "#$Estructuración con el programa eta%s 2&1"(((((((((((.15

'esultados#$ (((((((((((((((((((((((((((((((1)

Conclusiones#*(((((((((((((((((((((((((((22

II# DI!E() DE *APA+A!

CONCRETO ARMADO II 1


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CAP.+,/) 1#$E!+',C+,'ACI-N

0ENE'A/IDADE!

Esrucurar un edi"icio signi"ica omar decisiones en conjuno con oros%ro"esionales ue iner,ienen en la o+ra/ acerca de las caracersicas -dis%osicin de los elemenos esrucurales/ de manera ue el edi"icio enga un+uen com%oramieno durane su ,ida ?il@ es decir ue ano las cargas%ermanenes ;%eso %ro%io/ aca+ados/ ec.< como las e,enuales ;so+recarga/sismo/ ,ieno/ ec.


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'a losa aligerada es# com%uesa %or +loues de 30D30D20/ ue se colocanenre Vigueas de 10 cm. de ancho/ es%aciadas cada 40 cm/ - una losasu%erior de 5 cm.

'as ,igueas se armar#n en la direccin longiudinal D*D %aralela a la "achada.

Como las luces son relai,amene %arecidas/ se colocar# %er%endicularmeneal armado una ,iguea de cosura/ cu-o o+jei,o es uni"ormi&ar de"ormacionesesa ,iguea no ac?a como a%o-o del aligerado.

1#2#$I0A!

'as ,igas se dis%ondr#n de al manera ue una las %lacas - columnas enre s- "ormen %ricos - %ricos miDos con %lacas de concreo armado. Tendr#n elmismo %erale en las dos direcciones %ara manener el diseo aruiecnicodel edi"icio.

En la direccin rans,ersal -*- %rinci%almene so%oraran las cargas degra,edad - en la direccin D*D/ reci+ir# momenos im%oranes %or cargassmica en las "achadas anerior - %oserior ue le ransmiir# las %lacas.

6e usar#n ,igas chaas %ara so%orar los a+iues de ladrillo en la &ona de los+aos/ cuando esos sean %aralelos a la direccin del aligerado/ - %ara con"inar los ducos de ,enilacin.

1#3# $C)/,MNA!

'as columnas se dis%ondr#n en la %are inerior del #rea del edi"icio/ %orue enlos eDremos laerales ha+r# %lacas. 'as columnas esar#n u+icadas -disanciadas de al manera de "ormar %ricos - res%eando el reuerimienoaruiecnico del edi"icio.

1#4# E!CA/E'A

'a escalera es el elemeno ue sir,e de esca%e en caso ocurra un siniesro;sismo/ incendio/ ec.


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2#1#$+EC)!

Fsaremos el echo aligerado armado en la direccin m#s cora -uni"ormi&aremos el senido de las ,igueas. 'os %erales mnimos %ara no,eri"icar de"leDiones/ recomendado %or la orma eruana de Concreo Armado

;10.4.1< es h l:25 en losas aligeradas coninuas con"ormados %or ,igueas de10 cm de ancho/ +loues de ladrillo de 30 cm . $e ancho - losa su%erior de5cms/ con so+recargas menores a 300 9gcm2 - luces menores a H.3 m. Elaligerado se armar# en la direccin D*D.

ara uni"ormi&ar la losa usaremos un %erale de 20 cm %ara odos los ramos.En las o"icinas es %osi+le el uso de algunos am+ienes %ara almacenes/ es %or eso ue %re"erimos uni"ormi&ar el %erale.

2#2#$ I0A!:

'as ,igas del %ro-eco %resenan las siguienes caracersicas

- Vigas %rinci%ales coinciden con los ejes de la esrucura/ ra+ajan ano

%ara carga ,erical como %ara cargas de sismo - las condiciones o luces

li+res son de 3.0 m.- Vigas inermedias o secundarias se a%o-an en las ,igas %rinci%ales -

ra+ajan ?nicamene a carga.

ara e c#lculo de las dimensiones se em%le los siguienes crierios

PERALTE=luz libre

8=4

8=0.50 cm

PERALTE=luz libre

10=3.2

10=0.32cm

PERALTE=luz libre

12=3.2

12=0.27cm

6e escogi un %erale de 0.50 %ara las ,igas/ eniendo un ancho de ,iga de

0.30.

Iro moi,o %ara el %redimensionamieno de ,igas es %orue coincide con el

ancho de la columna/ de esa manera aumenamos la rigide& de los %ricos de

la esrucura/ lo ue genera a conri+uir al conrol de los des%la&amienos

laerales.

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H

B

Viga típica (0.30*0.50c! (i"t#$"a%

Viga #&t$#!'% (0.30*0.55 c!


2#3#$C)/,MNA!

'as columnas de concreo armado %ueden ser de res i%os ue son

- Elemenos re"or&ados con +arras longiudinales - &unchos

- Elemenos re"or&ados con +arras longiudinales - esri+os- Elemenos re"or&ados con u+os de acero esrucural/ con o sin +arras

longiudinales/ adem#s de di"erenes i%os de re"uer&o rans,ersal.

ara las columnas de concreo armado/ la cuana de acero oscila enre 1 a 8J

con un mnimo de cuaro +arras longiudinales.

ME+)D) PA'A P'EDIMEN!I)NA' C)/,MNA! DE C)NC'E+)A'MAD)

EDisen dos i%os de modo %ara %redimensionar las columnas de concreo

armado/ el %rimero es una a%roDimacin/ -a ue se +asa en la carga aDial

?nicamene/ de+ido a ue esa carga es "#cil de o+ener %or modos

a%roDimados %ara c#lculos %reliminares de %ricos. El segundo modo es

m#s %reciso - es# +asado en la carga aDial - el momeno "lecor conocido/

,alores ue son los necesarios %ara disear una columna.

a# C)N)CID) Pu

EDisen una gran ,ariedad de "rmulas %ara %redimensionar columnas con Puconocido/ solo se %resena$os i%os.

ME+)D) !,0E'ID) P)' NI/!)N 5IN+E'

'as dimensiones de las columnas se conrolan %rinci%almene %or cargasaDiales/ aunue la %resencia deMomeno incremena el #rea necesaria. ara columnas ineriores/ donde elincremeno de momeno no es A%recia+le un aumeno del 10J %uede ser su"iciene/ mienras ue %aracolumnas eDeriores un incremeno del 50J del #rea sera a%ro%iado ;ilson -Kiner/ 1))4


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A C =incremento pu

∅ f ' c

ME+)D) !,6E'ID) P)' A'NA/ EPE/7)IM

El #rea de concreo armado %uede esimarse %or la siguiene "ormula.

A C = pu

α ∅ f ' c

$onde

Ac #rea de la columnaα =factor segunla posicion de lacolumna indicado en latabla2.

∅=factor de minoracion de resistencia ,∅=0.65 para columnas con estribos y ∅=0.70 para columnas conz

6AC+)'E! !E08N /A ,7ICACI-N DE /A C)/,MNA

+IP) DEC)/,MNA

α

Es9uina 0.207orde 0.25Central 0.28

%# C)N)CID)! Pu Mu

Ese modo es# +asado en el em%leo de #+acos en diagramas de ieracin deresisencia ue de"inen la com+inacin de carga aDial - momeno "lecor de"alla %ara una columna deerminada/ con un iner,alo com%leo deeDcenricidades desde cero hasa in"inio/ los %asos %ara o+ener lasdimensiones son

1. Calcular la eDcenricidade=

u

Pu

2. 6eleccionar la cuana de acero

!= [0.02−0.03 ] calcular "= ! f y

0.85 f ' c

3. Escoger un ,alor enai,o %ara h o $ - escoger un A+aco con

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# =h−2r

h # =

$−2 r

$

4. Calcular el ,alor de e:h o e:$ con el ,alor de h o $ del %aso anerior -

ra&ar una lnea radial ue re%resene ese ,alor.

e

ho

e

$=

%

&

5. $onde cora la lnea radial e:h o e:$ con la cur,a L leer el

corres%ondiene ,.

. Calcular el #rea reuerida Ag con

A g= Pu∅0.85 f

' c&

∅=0.65 para columnascon estribos y

¿0.70 para columnascon zuncho

H. Calcular

b= A g

h o $=√

4 A g(

8. 6i es necesario re,isar el ,alor enai,o de h %ara o+ener una seccin

+ien %ro%orcionada

b

h=[0.6−1.0 ] o siesel mismo balor para $.

c# ME+)D) PA'A E/ ACI

6eg?n el aci %ara el %redimensionamieno de columnas ser# dada seg?n la

%osicin acuane de dicha columna - acuando una carga de ser,icio.

6i es una columna cenrada

Acol= Pser&icio

0.45∗f ' c

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6i es una columna eDcnrica o esuinada

Acol= Pser&icio

0.35∗f ' c

'a carga oal acuane de ser,icio ser# dada seg?n el i%o de edi"icacin a

consruir %or el #rea ri+uaria de la columna.

Pser&icio= P∗ Area tributaria∗ ) * pisos

Pser&icio=1500∗25∗3

6iendo P=1500 paraedificaciones de categoria A

P=1250 ' para edificaciones de categoria+

P=1000 paraedificaciones de categoriaC

d# P'EDIMEN!I)NAMIEN+) !E08N A/+,'A EN+'E PI!)!

ara el %redimensionamieno de una columna cuadrada de lados iguales aN

seg?n la alura e"eci,a %or %iso es# dado %or las siguienes "ormulas

a=

8 para columnas centricas

a= ,

9 para columnas e-centricas

a=

10 para columnase-uinadas

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,

#cci/" iga

a

a

#cci/" c'!"a

# ## c!pi$ #

6a$a #ita$ a $7pia $'t$aci/"67%tica #" c'!"a%

A

A

6a$a #%i"a% 8 '$#%

D

6a$a pa%ai9'% 8 c:"t$ic'%

A

A

6a$a i%#;' c'!"a c:"t$ic'


e# P'EDIMEN!I)NAMIEN+) C)N 'E!PEC+) A/ PE'A/+E DE /AI0A

6i enemos una ,iga de dimensiones

6e recomienda %ara &onas ssmicas el #rea mnima de la columna de+e de ser

de 1000cm2.

CAP.+,/) 3#$ ME+'AD) DE CA'0A!

0ENE'A/IDADE!

'as esrucuras de+er#n resisir las cargas ue se les im%onga comoconsecuencia de su uso %re,iso. Esas cargas acuar#n en las com+inaciones%rescrias - no causar#n es"uer&os ue eDcedan los es"uer&os admisi+les delos maeriales ;$iseo %or Besisencia


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merado de cargas es un %roceso sim%li"icado -a ue %or lo general sedes%recian los e"ecos hi%eres#icos %roducidos %or los momenos "lecores/sal,o ue sean esos mu- im%oranes.

'os i%os de carga ue se usar#n en el merado son las siguienes

Carga Muerta 6on cargas de gra,edad ue ac?an durane la ,ida ?il de laesrucura/ como

• el %eso %ro%io de la esrucura/ el %eso de los elemenos ue

com%lemenan la esrucura como aca+ados/ a+iues/ mauinarias.

Carga ia o !o%recarga: son cargas gra,iacionales de car#cer mo,i+le/ue ac?an en "orma es%or#dica. Enre sas se ienen el %eso de losocu%anes/ mue+les/ nie,e/ agua/ eui%os remo,i+les.

'as cargas uniarias ue usaremos son las siguienes

7c210 9g:cm2

"- 4200 9g:cm2 ;es"uer&o de "luencia del acero


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Fili&ando un %rograma de com%uacin/ el ea+s 2015.

4#1#$PA';ME+')! DE !I+I)

*)NI6ICACI-N

El erriorio nacional se considera di,idido en res &onas/ como se muesra en laigura O 1. 'a &oni"icacin %ro%uesa se +asa en la disri+ucin es%acial de lasismicidad I+ser,ada/ las caracersicas generales de los mo,imienosssmicos - la aenuacin de sos con la disancia e%icenral/ as como enin"ormacin neoecnica. En el AneDo O 1 se indican las %ro,incias uecorres%onden a cada &ona.

DA+)! A ,!A'PA'A MI

DI!E()

acor de &ona 3 0.4 ; Mouegua<

Condiciones geocnicas 61 ; 6uelo rgido<

Velocidades de %ro%agacin de onda de core similar al de una roca/ en los ueel %erodo "undamenal %ara ,i+raciones de +aja am%liud no eDcede de 0/25 s/inclu-ndose los casos en los ue se cimiena so+re

• Boca sana o %arcialmene alerada/ con una resisencia a la com%resin

no con"inada ma-or o igual ue 500 9a ;5 9g:cm2


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• Esrao de no m#s de 20 m de arena mu- densa con P 30/ so+re roca u

oro maerial con ,elocidad de onda de core similar al de una roca.

Parmetros del !uelo

Caegora

de las

edi"icaciones

6isemas esrucurales ; Coe"iciene de reduccin B <

ricos coe"iciene de reduccin 8N

"#$ CIMEN+ACI)NE!

CONCRETO ARMADO II13

Ti%o $escri%cin T% ;s< 6

61 Boca o suelos mu- rgidos 0.4 1.0


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Artículo 1


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DI!E() !.!MIC)

Visa en %lana de mis elemenos esrucurales



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DA+)! 0ENE'A/E!> MA+E'IA/E! ? CA'0A!

Categoría de la )%ra: $e acuerdo al Beglameno acional de Edi"icaciones -su norma de $iseo 6ismo resisene E.030/ se caegori&a a la edi"icacin

como Edi"icacin Esenciales ;A


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DIA0'AMA! DE EN)/EN+E $ M)MEN+) DE !I!M) E!+A+IC)

CONCRETO ARMADO II1)


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DIA0'AMA! DE EN)/EN+E $ M)MEN+) DE !I!M) DINAMIC)

A!I0NAM)! DIA6'A0MA A MI E!+',C+,'A

CONCRETO ARMADO II1


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MAIM) !+)' DE!P/A*AMIEN+) EN)/ !I!M) E!+A+IC)

MAIM)!+)' DE!P/A*AMIEN+) EN)/ !I!M) DINAMIC)

CONCRETO ARMADO II1+


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'E!,/+AD)!

EPEC+') ECE//

ANA/I!I! E!+A+IC)


DATO DE ?

9'"a 3 @ 0.4 0.4

ED=CATIVO = 1.5 1.5

RIIDO 1 1

R

+.1 +.1

> ?

= 0.)35 ? 0.+

=C 0.1)5 0.2500


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ANA/I!I! DINAMIC)



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C)NC/,!I)NE!



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6eg?n el BE E*030 nos indica ue la corane es#ica de+e ser ma-or ue la

corane din#mica en nuesro caso ,emos lo conrario enonces nosoros

de+emos modi"icar la seccin de columna o agregar %lacas %ara ue as ha-a

ma-or rigide& en la esrucura.

DI!E() DE *APA+A! DE E=E! EN DI'ECCI)N >



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• EUE =

• $ATI6 $E' ETA!6

C)/,MNA 1

6CM0.3) MCM>0.3+ ?4200 CM2

6CV45.22 MCM?0.543 C210 CM26C>1 MCV>0.3)) T20 TONM2

6C?10 MCV?0.42 D1.20 MMC>0.13

MC?+.)1

RE=CE


25/30


6C?10 MCV?0.034 D1.20 MMC>0.1)1

MC?+.103

RE=CE0.1)2

MC?+.111

RE=CE


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6C?10 MCV?0.22 D1.20 MMC>0.20

MC?11.5

RE=CE


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<

B

<

B


• CO0.041 ?4200CM26CV33.3 MCM?0.035 C210CM26C>+.2 MCV>0.0 T20TONM26C?10 MCV?0.03 D1.2M

MC>.52MC?0.12

• CO


28/30

<

B


6CM51.3+ MCM>0.03 ?4200CM26CV.4 MCM?0.054 C210CM26C>+.2 MCV>0.041 T20TONM26C?10 MCV?0.02 D1.2M

MC>.52

MC?0.12


MC>.52MC?0.12

CONCRETO ARMADO II2


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<

B

<

B



MC>.52MC?0.12

CONCRETO ARMADO II2+


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