te1-ec231h 2013-ii1

PRIMERA ENTREGA

PRIMERA ENTREGADAE FIC 2013 - II

PRIMERA ENTREGADAE FIC 2013 - II

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA CIVILDEPARTAMENTO ACADMICO DE ESTRUCTURAS1RA ENTREGAPre dimensionamiento, metrado de cargas y verificacin de desplazamientos laterales segn norma mediante etabs

UNI | 2013 - II

1ra ENTREGA TRABAJO ESCALONADO

I. PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES:L1 =6Victor

L2 =8Gabancho

L3 =7Briceo

Vista en planta

Vista en elevacin

Con las anteriores longitudes tenemos la siguiente figura en planta:Vista en planta

Vista en elevacin

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS: Para efectos prcticos como este es el caso nos limitaremos a disear con la mxima rea tributaria las vigas en direccin X (Vigas principales) y con esta misma rea las vigas en direccin Y (Vigas secundarias). Este pre dimensionamiento se basa en el control de deflexiones propuestas en la norma e-060 del RNE.Tenemos la siguiente rea tributaria:

Tenemos las siguientes relaciones;

Sobrecarga S/C (kg)/m2)

s/c 35011

350 < s/c 50010

s/c 5009

Para nuestro caso:N orden19

UsoHospital

S/C (kg/m2)300

Vigas Direccin x:TericoUsamos

b= 7.68 / 200.3840.40

h= 7.20 / 110.6550.65

Vigas Direccin y:

TericoUsamos

b= 6.93 / 200.3470.40

h= 8.00 / 110.7270.70

*Para ambos caso se igualo inercias y se tuvo un rea adecuada. (b0h03 = b1h13)

PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSA:En este caso plantearemos una losa aligerada, dado que nuestra sobrecarga es de 300 kg/m2 y es ms recomendable usar una losa aligerada.

El peralte de esta losa estar determinado por:

Donde Ln es la longitud del lado ms corto (A):Tenemos:h (m)=7.2 / 230.30

Pesos de losas segn espesor.Espesor (m)Peso (kg/m2)

0.17280

0.20300

0.25350

0.30420.00

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS:Al igual que vigas tomamos la misma rea tributaria:

Nuestra columna C1 es la que posee mayor rea tributaria y adems es una columna central, por criterios de diseo nuestras columnas perimetrales y de esquina tendrn la misma seccin transversal por tratarse de un modelo prctico.Tenemos los siguientes datos de la estructura:DATOS

Peso acabado (T/m2)0.10

Peso tabiquera (T/m2)0.15

Pesos de muros de fachada (T/m)0.45

Pesos de parapeto (T/m)0.30

Sobrecarga (Azotea) (T/m2)0.10

Sobrecarga (otros niveles) (T/m2)0.30

f'c (T/m2)0.21

Empezaremos los clculos proponiendo una seccin:

C1 (0.80x0.95) Propuesto

Entonces a partir de estos datos metramos dentro del rea tributaria para hallar nuestras cargas en servicio:

METRADO

rea Tributaria:6.93m x 7.68m= 53.22T

Losa:0.42T/m2 x 53.22m2 x 5= 111.76T

Acabado:0.10 T/m2 x 53.22m2 x 5= 26.61T

Tabiquera:(0.15 Tm2 x 5) x 53.22m2= 39.92T

S/C:(0.30 t/m2 x 4 + 0.10 t/m2 x 1) x 53.22m2= 69.19T

viga X:2.4T/m3 x 0.40m x 0.65m x 6.93mx5= 21.62T

viga Y:2.4T/m3 x 0.40m x 0.70m x 7.68mx5= 25.80T

columna:2.4T/m3 x 0.80m x 0.95m x 13.90m= 25.35T

PD:Carga Muerta= 251.06T

PL:Carga Viva= 69.19T

PG:Carga en Servicio = 320.25T

Usamos el metodo japones para sacar el area de columna:

Donde:PG: Carga de gravedad en servicio (T)b x t: rea de seccin transversal de columna (m2): Resistencia a la compresin del concreto (T/cm2)Los valores de y n los sacamos de la siguiente tabla:Tipon

CENTRAL1.10.3

PERIMETRAL1.250.25

ESQUINA1.50.2

Tenemos entonces: = 5591.67 cm2

Vemos que esta rea es menos que el rea propuesta:

A partir de esta rea generamos las posibles combinaciones de de b x t:b (cm)t (cm)

6093

6586

7079

7574

8069

8565

9062

Entonces vemos que nuestra rea de columna propuesta se encuentra dentro de esta tabla por lo tanto tendremos como dimensiones de la columna C1 0.75cmx0.75cm:C1:

Entonces para este primer caso, elegimos columnas cuadradasVista en planta del dimensionamiento final

Cuadro resumen del dimensionamiento final de las estructuras:

ESTRUCTURADENOMINACINDIMENSIONES (m)

VIGA "X"VS0.40 X 0.65

VIGA "Y"VP0.40 X 0.70

COLUMNAC10.75 X 0.75

LOSA ALIGERADAALIG300.30

II. METRADO DE CARGAS:Para el metrado de cada entrepiso usaremos los datos del cuadro final de estructuras y del cuadro de datos de carga viva y muerta.Adems se considero P=100%Carga Muerta+ 50%Carga Viva (edificacin tipo A) Entonces tenemos:

W1: rea tributara = 38.5mx20.6m=793.10m2

METRADO DE CARGAS DEL 1ER ENTREPISO

Peso losa aligerada : 0.42 T/m2 * 793.10 m2 = 333.10Tn

Peso de acabado : 0.1 T/m2 * 793.10 m2 = 79.31Tn

Peso de tabiquera : 0.15 T/m2 * 793.10 m2 = 118.97Tn

Peso de viga "x" : 2.4 T/m3 * 0.40m * 0.65m * 38.5 * 4 = 96.10Tn

Peso de viga "y" : 2.4 T/m3 * 0.40m * 0.70m * 20.6m * 7 = 96.90Tn

Peso columna C-1 : 2.4 T/m3 * 0.75m * 0.75m * 3.05m * 28 = 115.29Tn

S/C : 0.30 T/m2 * 793.10 m2 * 0.5 = 118.97Tn

Peso muro fachada : 0.45 T/m * 38.5m*2 = 34.65Tn

TOTAL = 993.29Tn

W2: rea tributara = 793.10m2

METRADO DE CARGAS DEL 2DO ENTREPISO







S/C : 0.30 T/m2 * 793.10 m2 * 0.5 = 118.97Tn


TOTAL = 976.28Tn

W3: rea piso 3 = 793.10m2rea piso 4 = 27.70mx20.6m=570.62m2

METRADO DE CARGAS DEL 3ER ENTREPISO






Peso columna C-1 : 2.4 T/m3 * 0.75m * 0.75m * 1.30m * 28: 2.4 T/m3 * 0.75m * 0.75m * 1.30m * 20 = 49.14Tn = 35.10Tn

S/C : 0.30 T/m2 * 793.10 m2 * 0.5 = 118.97Tn


Peso Parapeto: 0.30 T/m * (2*5.4m+20.6m) * 2 = 18.84Tn

TOTAL = 915.77Tn

W4: rea tributara = 570.62m2METRADO DE CARGAS DEL 4TO ENTREPISO







S/C : 0.30 T/m2 * 570.62 m2 * 0.5 = 85.59Tn

Peso muro fachada : 0.45 T/m * 27.7 m* 2 = 24.93Tn

TOTAL = 701.43Tn

W5: rea tributara = 570.62m2METRADO DE CARGAS DEL 5TO ENTREPISO







S/C : 0.10 T/m2 * 570.62 m2 * 0.5 = 28.53Tn

Peso muro fachada : 0.45 T/m * 27.7 m* 2 = 24.93Tn

Peso parapetos: 0.30 T/m * 2 * (27.7m+20.6m) = 28.98Tn

TOTAL = 638.25Tn

Tenemos entonces para todo el edificio:ENTREPISOPESO (Tn)

1er entrepiso993.29

2do entrepiso976.28

3er entrepiso915.77

4to entrepiso701.43

5to entrepiso638.25

TOTAL EDIFICIO 4225.02

Tambin tenemos el peso de cada piso por m2:PISOT/m2

1er Piso1.25

2do Piso1.23

3er Piso1.15

4to Piso1.23

5to Piso1.12

III. ANLISIS DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES:Para el anlisis de desplazamientos laterales modelamos utilizamos el programa de anlisis ssmico ETABS a continuacin mostramos la geometra de nuestro edificio modelado en el programa:

Modelo del edificio en Etabs Seguido a esto como manera de ver si nuestro trabajo est bien verificaremos las formas de vibracin de nuestra estructura para ver previamente si nuestra estructura est bien modelada:

Vemos que nuestro primer modo de vibracin es en el eje y siendo este el eje ms dbil y adems verificando que es un movimiento traslacional. Vemos que nuestro segundo modo de vibracin es en el eje x siendo este el segundo eje ms dbil y adems verificando que es un movimiento traslacional.

Vemos que nuestro tercer modo de vibracin es torsional siendo esto aceptado dado que se presenta recin en el tercer modo de vibracin.

Entonces empezaremos ahora si el anlisis esttico para la verificacin de los desplazamientos laterales para lo cual nos basaremos en RNE en el capito de diseo sismo resistente E-030. Cabe resaltar que nuestros anlisis ser tanto para el anlisis en la direccin x como en la direccin y por predominar en ambas direcciones los prticos.Para nuestro caso: Lugar de nacimiento: HuancayoTenemos la fuerza cortante en la base:

Entonces tenemos los datos:PARAMETROS SISMICOS

Z=0.3Zona 2

U=1.5Edificacin esencial

S=1.2Suelo Intermedio

Tp=0.6Periodo predominante del suelo S2

Rx=8.00Prticos de concreto armado

Ry=8.00Prticos de concreto armado

Rdx=6.00Correccin por irregularidad (Piso Blando)

Rdy=6.00Correccin por irregularidad (Piso blando)

Adems tenemos como peso del metrado de cargas:El factor de amplificacin ssmica:

En donde:

Para nuestro caso:3.75Entonces tomamos como:

Adems debiendo considerarse para C/R el siguiente valor mnimo:

Tenemos entonces:

Entonces tenemos la fuerza cortante en la base para ambas direcciones:

Distribucin de la Fuerza Ssmica en Altura:La distribucin de la fuerza cortante en la base se distribuye de la siguiente manera para cada piso segn:

Nuestro periodo:

.

Entonces tenemos el siguiente cuadro con la distribucin de la fuerza para cada piso:PisoHi(m)Pi(Tn)Hi xPiCoefFi (Tn)Vi (Tn)

513.9638.258871.6750.18168.04168.04

411.3701.437926.1590.16150.13318.16

38.7915.777967.1990.16150.90469.07

26.1976.285955.3080.12112.80581.86

13.5993.293476.5150.0765.85647.71

50189.971.00647.71

Despus de haber determinado las fuerzas inerciales estos los meteremos al Etabs adems en dicho programa colocaremos la excentricidad para que considere efectos de torsin.Una vez puesto estos valores vemos los desplazamientos laterales en cada direccin para cada piso estos sern corregidos multiplicando por 0.75 R y adems verificaremos el mximo desplazamiento relativo de entrepiso:

Material Predominante/hi

Concreto Armado 0,007

Desplazamientos Direccin Y

Tenemos la siguiente tabla:PisoHi (cm)d(etabs)d (corregido) /hiRESULTADO

62802.92413.1581.2110.0043CUMPLE

52802.65511.9481.7600.0063CUMPLE

42802.26410.1882.3000.0082NO CUMPLE

32801.7537.8892.7050.0097NO CUMPLE

23001.1525.1842.9790.0099NO CUMPLE

13600.4902.2052.2050.0061CUMPLE


Tenemos la siguiente tabla:PisoHi (cm)d (etabs)d (corregido) /hiRESULTADO

52604.39019.7553.4430.0123NO CUMPLE

42603.62516.3134.1400.0148NO CUMPLE

32602.70512.1734.3920.0157NO CUMPLE

22601.7297.7814.6080.0154NO CUMPLE

13500.7053.1733.1730.0088NO CUMPLE

Para solucionar el problema de desplazamientos laterales incorporaremos a nuestra estructura muros de corte convenientemente empezando por las esquinas que son las que presentan mayores desplazamientos.

IV. MODELAMIENTO CON MUROS DE CORTE:Tenemos la fuerza cortante en la base:

Entonces tenemos los datos:PARAMETROS SISMICOS

Z=0.3Zona 2

U=1.5Edificacin esencial

S=1.2Suelo intermedio

Tp=0.6Periodo predominante del suelo S2

Rx=7.00Sistema dual muros y prticos

Ry=7.00Sistema dual muros y prticos

Rdx=5.25Correccin por irregularidad

Rdy=5.25Correccin por irregularidad

Lo nico que cambiara ser la relacin C/R:

En este caso calcularemos el factor:

Este factor lo meteremos al ETABS y dejaremos que considere el metrado propio que est realiza. A continuacin mostramos como distribuimos los muros de corte.

VISTA FRONTAL DEL EDIFICIO

VISTA TRASERA DEL EDIFICIO

VISTA EN PLANTA CON MUROS DE CORTE DE ESPESOR DE 15 cm

Despus de haber determinado dicho factor verificaremos los desplazamientos laterales en cada direccin para cada piso estos sern corregidos multiplicando por 0.75 R y adems verificaremos el mximo desplazamiento relativo de entrepiso:Material Predominante/hi

Concreto Armado 0,007

Desplazamientos Direccin X

Tenemos la siguiente tabla:PisoHi (cm)d (etabs)d (corregido) /hiRESULTADO

52601.3175.9271.2200.0044CUMPLE

42601.0464.7071.3010.0046CUMPLE

32600.7573.4071.2780.0046CUMPLE

22600.4732.1291.2290.0041CUMPLE

13500.2000.9000.9000.0025CUMPLE


Tenemos la siguiente tabla:PisoHi (cm)d (etabs)d(corregido) /hiRESULTADO

62801.4496.5210.9140.0033CUMPLE

52801.2465.6071.0850.0039CUMPLE

42801.0054.5231.1750.0042CUMPLE

32800.7443.3481.1790.0042CUMPLE

23000.4822.1691.2060.0040CUMPLE

13600.2140.9630.9630.0027CUMPLE

Dimensiones finales:

ESTRUCTURADENOMINACIONDIMENSIONES

VIGA "X"VIGA40X650.40 m X 0.65 m

VIGA "Y"VIGA40X700.40 m X 0.70 m

COLUMNACOLUMNA75X750.75 m X 0.75 m

LOSAALIGERADO300.30 m

MURO DE CORTEMURO150.15 m

V. CONCLUSIONES:

Al agregar muros de corte a nuestro edificio este reduce de manera significativa los desplazamientos laterales y por ende reduce el desplazamiento lateral entrepiso haciendo cumplir con la norma E-030.

Cuando decidimos incorporar muros de corte a nuestro modelo tratamos de que estos vayan en las esquinas y adems que estos sean simtricos para no generar irregularidad torsional.

En muro de corte nos conviene aumentar la longitud en vez del espesor dado que as tendr mayor momento de inercia y por lo tanto mayor rigidez y menor sern los desplazamientos.

Es muy importante verificar a manera de avance del trabajo los modos de vibracin y vemos que cuando incorporamos los muros de corte los modos de vibracin 1 y 2 seguan siendo traslacionales al igual que nuestro modelo cuando aun no tenamos muros de corte lo que hace que nuestro trabajo sea valido al no tener modos de vibracin torsionales en las dos primeras formas de modo,

VI. BIBLIOGRAFA:

Ing. Irala Candiotti, Carlos. Apunte de clase, Ingeniera antissmica. UNI- Lima, 2013. Reglamento Nacional de edificaciones. E-0.20 Y E-0.30

54

te1-ec231h 2013-ii1

Documents