DISEÑO DE EDIFICACIONES EDIFICACIONES DE CONCRETO ARMADO MsC. RICARDO OVIEDO SARMIENT SARMIENTO O
DIPLOMADO EN ESTRUCTURAS
MODELAMIENTO, ANALISIS Y DISEÑO DE UNA EDIFICACIÓ MODELAMIENTO, EDIF ICACIÓ DE 05 NIVELES CON ETABS ETABS 2015
A lo largo de la presentación se desarrollaran los siguientes temas Pre dimensionamiento de los elementos Metrado de cargas y predimensionamiento de vigas ,columnas, zapatas, placas. Modelamiento Geométrico de la estructura Definición de las propiedades del material, Definición de las secciones de columnas y vigas, Asignación de brazos rígidos Asignación de restricciones en la base Etc. Verificaciones para el Análisis Estructural Verificación de la masa participativa Verificación del sistema estructural Diseño de los elementos estructurales Vigas Columnas Losas
CRITERIOS ARQUITECTÓNICOS Con los siguientes ejemplos repasaremos las consideraciones elementales que se han de tomar en cuenta para todo edificio destinado a oficinas en lo referente a la especialidad de Arquitectura Ancho del pasadizo
0.90 m
Los pasadizos deberán tener un ancho mínimo de 90 cm
Vista en corte de una
Sin embargo se deberá proyectar un ancho de 1.20 metros en caso de pasadizos de
CRITERIOS ARQUITECTÓNICOS
2.40 m
La altura mínima recomendable para este tipo de estructuras es d 2.40 metros para el piso típico
La altura mínima recomendable para este sótanos en oficinas es de 2.10 metros 2.10 m
Vista en corte de una
No olvide que la altura se toma hasta el fondo de viga
CRITERIOS ARQUITECTÓNICOS
2.5 m 5.0 m
Para proyectar columnas es importante tener en cuenta que la caja de estacionamiento tiene 2.50 metros de ancho Por lo general se proyecta una columna cada 2 cajas de estacionamiento – con 3 cajas se tendría inconvenientes al intentar cubrir 7.50 metros de luz
5.00 m
Vista en corte de una
El radio de giro mínimo que se debe tener es de 5.00
CRITERIOS ARQUITECTÓNICOS
6.0 m
Vista Amplificada del patio de maniobras
Artículo 18 – Capítulo III – Norma A.070
El reglamento nacional de edificaciones R.N.E nos señala que el patio de maniobras en estacionamientos debe tener como minio 6m. De ancho Vista en corte de una
Vista en planta del
DESCRIPCION GENERAL DE LA EDIFICACION
Se analizará una estructura mixta de 5 niveles destinada para oficinas. En las imágenes que se muestran se pueden apreciar las vistas del 3D renderizado así como la vista en planta del piso típico La escalera es una estructura independiente. La estructura pertenece al sistema estructural aporticado solo en la dirección Y, mientras que en la dirección X es de Muros estructurales como se verá a lo largo de la presentación.
DESCRIPCION DE LA EDIFICACION
Se analizará una estructura aporticada de 5 pisos mostrada en la figura, que será destinada a oficinas. La escalera es una estructura independiente. En Dirección X es Muro estructural y en Dirección Y se tiene pórtico de concreto armado. Los muros de
PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS LOSA MACIZA
Para el calculo del espesor de las losas macizas armadas en dos direcciones se empleo , para un paño rectangular de 6.50 y 4.00 m, el siguiente criterio:
Por tener una longitud de 650 cm se tendrá => 650/35 = 18.57cm
LOSA ALIGERADA
Para nuestro ejemplo, tomamos la dirección del aligerado sobre las luces más cortas. Con un extremo continuo
Ambos extremos continuo
L /18.5
L/21
EJES
LUZ (m)
A-B
5.20
0.28 m
-
B-C
3.70
-
0.18 m
En conclusión, se recomienda usar una losa aligerada en una dirección con un peralte de 0.25m.
PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS VIGAS PRINCIPALES
VIGAS SECUNDARIAS =
≥ .
=
= .
Dónde: B: Ancho tributario en metros. Ln: Luz libre en metros. Dónde: B: Ancho tributario en metros. Ln: Luz libre en metros.
/ = / ℎ=
ℎ=
6.00 = 0.545m 11
= . =
6.00 = 0.30 ≥ 0.25 20
b= .
Para nuestro ejemplo, tomamos las vigas principales, las cuales están cargando las losas aligerada y maciza.
Para nuestro ejemplo, tomamos las vigas principales, las cuales están cargando las losas aligerada y maciza. / = /
=
/ = / ℎ=
6.00 = 0.60m 10
= . =
6.00 = 0.30 ≥ 0.25 20
b= .
5.50 = 0.395m 14
= .
b= . b = . . Se consideró para el control de distorsiones las siguientes secciones:
PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS METRADO PARA EL CALCULO DE CARGAS DE GRAVEDAD PARA COLUMNA = ′
: Carga por Gravedad. λ, η: Factores que dependen de la ubicación de la columna.
Para el cálculo de las cargas de gravedad (PG) realizaremos el metrado para una columna central. Se recomienda los siguientes pesos para las distintos tipos de losa, según su peralte:
PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS Metrado carga Muerta
Peso Acabado
N° PISOS
BT (m)
LT (m)
PESO
Carga
5
4.75
6.25
0.10 T/m2
Tn/m2
14.84 Tn
Tipico
4
4.75
6.25
0.10 T/m2
Tn/m2
11.88 Tn
Ultimo Nivel
1
4.75
6.25
0.05 T/m2
Tn/m2
Peso Losa 0.25
5
2.6
6.25
0.35 T/m2
28.44 Tn
Peso Losa 0.25
5
1.85
2.85
0.35 T/m2
9.23 Tn
CANTIDAD
b (m)
h (m)
Ancho (m)
4
1.85
3.1
0.2
Tabiqueria
Peso losa Maciza
Luego de obtener la carga en servicio, calcularemos las dimensiones de la columna. f’c: 210kg/cm2
1.48 Tn
P. Concreto
CARGA
=
. ∗ . = . . ∗ .
Las dimensiones de columnas podrían ser:
11.01 Tn
2.40 T/m2
b
t
0.3
0.84
CANTIDAD
b (m)
h (m)
L (m)
P. Concreto
CARGA
Peso Viga X
5
0.3
0.45
4.25
2.40 T/m2
6.89 Tn
0.4
0.63
Peso Viga Y
5
0.3
0.6
5.75
2.40 T/m2
12.42 Tn
0.5
0.51
Peso Columna
b (m)
h (m)
L (m)
P. Concreto
CARGA
0.5
0.5
16
2.40 T/m2
9.60 Tn
CARGA MUERTA (D)
105.78 Tn
Metrado carga Viva N° PISOS
B (m)
H (m)
4
2.75
6.25
0.25 T/m2
Tn/m2
Típico
4
2
3
0.25 T/m2
Tn/m2
6.00
Típico
4
2
3.25
0.50 T/m2
Tn/m2
13.00
Ultimo Nivel
1
4.75
6.25
0.10 T/m2
Tn/m2
2.97
Típico SOBRECARGA
PESO
CARGA 17.19
CARGA VIVA (V)
39.16
CARGA EN SERVICIO (D+L)
144.94
CARGA ULTIMA (1.4 D+1.7L)
214.66
0.55
0.46
0.6
0.42
Tomaremos como sección de columna 55 x 55cm.
PREDIMENSIONAMIENTO DE ZAPATA =
Dónde: P: Peso en servicio. : Capacidad portante.
ZAPATA PARA COLUMNA CENTRAL Con la carga de gravedad para la columna obtenida del Metrado anterior, y con una capacidad portante de 3.00 k g/cm2, calculamos las dimensiones de la zapata. =
. = .
ZAPATA PARA COLUMNA PERIMETRAL Con la carga de gravedad para la columna obtenida del metrado anterior, y con una capacidad portante de 3.00 kg /cm2, calculamos las dimensiones de la zapata. =
. = .
De aquí tenemos que los lados de la zapata que serán iguales ya que es una columna cuadrada.
De aquí tenemos que los lados de l a zapata que serán iguales ya que es una columna cuadrada.
= ∗
=
=
= . ,
= . ,
= .
PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS DE CIMENTACIÓN ZAPATA CONECTADAS La zapata conectada está constituida por una zapata aislada excéntrica y una zapata interio unidas por una conexión rígida (VIGA DE CIMENTACIÓN). Esta viga nos permite controlar la rotación de la Zapata excéntrica.
DIMENSIONAMIENTO DE VIGA DE CONEXIÓN Teniendo:
Esta propuesta de Zapata es la más económica cuando se tiene distancias entre columnas de 6 m promedio a comparación de una Zapata combinada. El diseño se basa en el Dimensionamiento de la viga de conexión, Diseño de la Zapata Excéntrica y Diseño de la Zapata interior.
Peralte:
ℎ=
7
Base:
=
ℎ ≥ 3 1 × 2
Dónde:
La viga de conexión debe analizarse como una viga articulada a las columnas
DE VIGAS DE CIMENTACIÓN
Hasta el momento tenemos las dimensiones de: Zapatas Centrales de 2.30 m X 2.30 m
Zapatas Perimetrales de 2.60 m X 1.30 m
Se ha decidido reforzar la cimentación con el empleo de vigas de conexión entre zapatas:
ℎ : ℎ = = 5.50 . = 0.78 . 7 7 ℎ :
=
. á ∶ 55 × 80
89.81 = = 0.53 ∗) 1 3 1 × 31 × 5.5 0.78
¡Muchas Gracias! Contacto
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Msc. Ricardo Oviedo Sarmiento
