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PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMTOS ESTRUCTURALES ALUMNO: GONZALES LUCAS JUNIOR

En el presente informe se efectuará el pre-dimensionamiento de los elementos estructurales de una edificación de 5 pisos. - LOSA ALIGERADA - COLUMNAS - VIGAS

UBICACION DE LA ESTRUCTURA: -LINCE - LIMA USO DE LA EDIFICACION: -COLEGIO TIPO DE SUELO: -RIGIDO 4 kg/cm2 CARACTERISTICAS DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES: F`c = 210kg/cm2 Fy = 4200kg/cm2 NUMERO DE PISOS: 5

1- LOSAS ALIGERADAS El peralte de las losas aligeradas podrán ser dimensionadas considerando el siguiente criterio:

H=Ln/25 SIENDO: LUZ MAXIMA 7.50m entre ejes A-B

Fuente: ESTRUCTURACION Y DISEÑO DE EDIFICACIONES DE CONCRETO ARMADO- ANTONIO BLANCO BLASCO

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.

H= 30cm e= 10cm

2- 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

H= 750/10 H= 75cm  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 B=H/3 B= 75/3 B= 25 B= 25 cm

3- COLUMNAS C1: COLUMNA EN ESQUINA C2: COLUMNA EXTREMA DE UN PORTICO PRINCIPAL INTERIOR C3: COLUMNA CENTRICA

• Solución: Realizamos como primer paso el metrado de las cargas de la estructura: S/c = 250 kg/m2 • P. aligerada : 350 kg/m2 • Tabiquería : 120 kg/m2

• Acabado : 100 kg/m2 • Peso de Vigas Promedio : 100 kg/m2 W= 700+250 = 950 kg/m2(Carga por Piso)

COLUMNA C1: PG=AT*W PG=10.3125*950*5=48984.375 kg P=1.5PG P=1.5*48984.375 = 73476.562 Kg 𝑃 b*D= 𝑛∗𝐹`𝑐 b*D 73476.562 /0.20*210 b*D = 1749.442cm2 = 41.826 cm A = 0.40m*0.45m COLUMNA C2: PG=AT*W PG=17.875*950*5=84906.25 Kg P=1.25PG P=1.25*84906.25 = 106132.812 Kg 𝑃 b*D= 𝑛∗𝐹`𝑐 b*D = 106132.812 /0.25*210 b*D = 2021.577 cm2 = 44.96 A = 0.45m*0.45m

COLUMNA C3: PG=AT*W PG=35.75*950*5=169812.5 Kg P=1.10PG P=1.10*169812.5 = 186793.75 Kg 𝑃 b*D= 𝑛∗𝐹`𝑐 b*D = 186793.75/0.30*210 b*D = 2964.98 cm = 54.45 A = 0.55m * 0.55m

METRADO DE CARGAS LOSA ALIGERADA

PRIMER PISO: SOBRECARGAS : 250 kgf/m2 * 0.85 m = 2.45 KN/m2 * 0.85m = 2.08 KN/m PESO PROPIO = 0.25*0.75 m2 * 23.5 KN/m3 = 4.406 KN/m ACABADOS : 20 KN/m3 * 0.05m * 0.85 m = 0.85 KN/m ALBAÑILERIA MOVIL : 100 kgf/m2 *0.85m = 0.85 KN/m PESO TOTAL = 6.106 KN/m

SEGUNDO PISO: SOBRECARGAS : 250 kgf/m2 * 0.85 m = 2.45 KN/m2 * 0.85m = 2.08 KN/m PESO PROPIO = 0.25*0.75 m2 * 23.5 KN/m3 = 4.406 KN/m ACABADOS : 20 KN/m3 * 0.05m * 0.85 m = 0.85 KN/m ALBAÑILERIA MOVIL : 100 kgf/m2 *0.85m = 0.85 KN/m PESO TOTAL = 6.106 KN/m

TERCER PISO: SOBRECARGAS : 250 kgf/m2 * 0.85 m = 2.45 KN/m2 * 0.85m = 2.08 KN/m PESO PROPIO = 0.25*0.75 m2 * 23.5 KN/m3 = 4.406 KN/m ACABADOS : 20 KN/m3 * 0.05m * 0.85 m = 0.85 KN/m ALBAÑILERIA MOVIL : 100 kgf/m2 *0.85m = 0.85 KN/m PESO TOTAL = 6.106 KN/m

CUARTO PISO: SOBRECARGAS : 250 kgf/m2 * 0.85 m = 2.45 KN/m2 * 0.85m = 2.08 KN/m PESO PROPIO = 0.25*0.75 m2 * 23.5 KN/m3 = 4.406 KN/m ACABADOS : 20 KN/m3 * 0.05m * 0.85 m = 0.85 KN/m ALBAÑILERIA MOVIL : 100 kgf/m2 *0.85m = 0.85 KN/m PESO TOTAL = 6.106 KN/m

QUINTO PISO: SOBRECARGAS : 250 kgf/m2 * 0.85 m = 2.45 KN/m2 * 0.85m = 2.08 KN/m PESO PROPIO = 0.25*0.75 m2 * 23.5 KN/m3 = 4.406 KN/m ACABADOS : 20 KN/m3 * 0.05m * 0.85 m = 0.85 KN/m ALBAÑILERIA MOVIL : 100 kgf/m2 *0.85m = 0.85 KN/m PESO TOTAL = 6.106 KN/m

VIGA CARGA PERMANENTE EN PORTICO ANALIZADO EJE 5-5 CARGAS DIRECTA : Peso Propio : 0.25m * 0.75m*23.5KN/m3= 4.40625 KN/m Albañileria(h=2.5m) : 525 Kg/m = 4.86KN/m CARGAS DE LOSA : P total = 6.106KN/m W1 = 17.0423 KN/m SC = 2.08 KN/m2 * 2m = 4.17 KN/m ]

ANALISIS ESTRUCTURAL PORTICO 5-5

ASIGNACION DE CARGAS CARGAS PERMANENTES

CARGAS DE EXPLOTACION

-PORTICO EN ANALISIS(PORTICO 3)

COMBINACION DE CARGAS SEGÚN E060: Wu = 1.5CM+1.8CV

DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR(PORTICO 3)

DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE

CONSIDERACIONES: -Como se puede observar los niveles mas críticos son el Nivel 5 y Nivel 6 -Para el diseño de viga principal, se optara por tomar los valores mas críticos que se encuentran en los ejes 3-3 entre los ejes B-C.

MEMORIA DE CALCULO: 1

Nivel:  Nombre  Cota de nivel  Resistencia al fuego

2

: : --: 0 (h)

Viga: Viga161 2.1

Número: 1

Característica de los materiales:

 Hormigón: : Densidad :  Armaduras longitudinales  Armaduras transversales  Armadura adicional: :

2.2

fc' = 2.25 (kN/cm2) 2400.00 (kG/m3) : B 400 S fy = 40.00 (kN/cm2) : B 400 S fy = 40.00 (kN/cm2) B 400 S fy = 40.00 (kN/cm2)

Geometría: 2.2.1 Tramo

Ap. Izq. L (m) (m) P1 Tramo 0.55 7.00 Longitud de cálculo: Lo = 7.50 (m) Sección de 0.00 a 7.00 (m) 25.0 x 75.0 (cm) Sin losa izquierda Sin losa izquierda

2.3

Posición

Opciones de cálculo:

 Regulación de la combinación : ACI318_2011  Cálculos según la norma : ACI 318-11 metric  Viga prefabricada : no

Ap. Der. (m) 0.45

   

Tomando en cuenta la fuerza axial : no Considerando la reducción del esfuerzo cortante en la zona de apoyo : no Categoría de dimensionamiento sísmico : SDC A Recubrimiento de la armadura : Armaduras inferioras c = 3.8 (cm) : lateral c1 = 3.8 (cm) : superficial c2 = 3.8 (cm)

2.4

Resultados de los cálculos:

Coef. de seguridad: 0.87 2.4.1 Solicitaciones ELU Tramo P1 -300 -250

Mu,máx. Mu,mín. Mu,iz Mu,d Vu,iz Vu,d (kN*m) (kN*m) (kN*m) (kN*m) (kN) (kN) 192.95 -0.00 -259.78 -222.20 248.85 -264.96

[kN*m]

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

[m] 0

1

Momento flector ELU:

2 Mu

3 Mu,rd

4

5

6

7

8

fi*Mn

300 [kN] 200 100 0 -100 -200 [m] -300 0

1

Esfuerzo cortante ELU:

2.4.2 Tramo P1

2.4.3 Tramo

2 Vu

3 Vu,rd

4 fi*(Vc+Vs)

5 fi*Vn

Solicitaciones ELS Mu,máx. Mu,mín. Mu,iz Mu,d Vu,iz (kN*m) (kN*m) (kN*m) (kN*m) (kN) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Vu,d (kN) 0.00

Solicitaciones ELU - combinaciones rara Mu,máx. Mu,mín. Mu,iz Mu,d Vu,iz (kN*m) (kN*m) (kN*m) (kN*m) (kN)

Vu,d (kN)

6

7

8

P1

2.4.4

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Sección Teórica de Acero

Tramo

Tramo (cm2) inf. sup. 8.15 0.00

P1

Apoyo izquierdo (cm2) Apoyo derecho (cm2) inf. sup. inf. sup. 0.00 11.19 0.00 9.46

15 [cm2] 10 5 0 5 [m] 10

0

1

2

Sección de armadura de flexión:

3 As/As'

4 Ast,red

5 As,min

6 As,des

7

8

Ast

10 [cm2/m]

8 6 4 2 0 2 4 6

[m]

8 10

0

1

2

Sección de armadura de cortante:

2.4.5

3 Av

4 Av,min

5

6

Av,hang

Flechas

d(L) -Flecha inicial debida a las cargas vivas d(D) - Flecha inicial debida a las cargas muertas d(LS) - Flecha inicial debida a las cargas vivas de larga duración d(LT) - flecha inicial total de larga duración d(LT),lim - flecha admisible Tramo P1

d(LS) (cm) 0.0

d(L) (cm) 0.0

d(D) (cm) 0.0

d(LT) (cm) 0.0=(L0/--)

d(LT),lim (cm) -3.0

7

8

-4 [cm] -3

-2 -1 0 1

2 3 [m] 4 0

1

Flechas:

2

d(L)

2.5

d(D)

3 d(LS)

4 d(LT)

5

6

7

d(LT),lim

Resultados teóricos - detalles: 2.5.1

P1 : Tramo de 0.55 a 7.55 (m)

Abscisa (m) 0.55 1.03 1.78 2.53 3.28 4.03 4.78 5.53 6.28 7.03 7.55

ELU Mu,máx. (kN*m) 0.00 0.00 0.00 96.89 161.96 192.95 181.94 135.21 48.82 0.00 0.00

Mu,mín. (kN*m) -259.78 -142.67 -3.72 -0.00 -0.00 -0.00 -0.00 -0.00 -0.00 -84.90 -222.20

Abscisa (m) 0.55 1.03 1.78 2.53 3.28 4.03 4.78 5.53 6.28 7.03 7.55

ELU Vu,máx. (kN) 248.85 237.98 166.54 106.29 50.00 -6.09 -23.25 -82.39 -152.52 -252.95 -264.96

ELS Vu,máx. (kN) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

ELS Mu,máx. (kN*m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Mu,mín. (kN*m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

As/As',inf. (cm2) (cm2) 0.00 11.19 0.00 5.94 0.00 0.15 3.99 0.00 6.78 0.00 8.15 0.00 7.66 0.00 5.62 0.00 1.98 0.00 0.00 3.48 0.00 9.46

As,sup.

8

2.6

Armadura: 2.6.1 P1 : Tramo de 0.55 a 7.55 (m) Armaduras longitudinales:  Armaduras inferiores (B 400 S) 2 25 

2 14 

l = 7.61

de 0.25

a

7.85

Armaduras de montaje (encima) (B 400 S) l = 7.92

de 0.04

a

7.96

de 0.04 de 5.97

a a

3.03 7.96

tramo (B 400 S) 2 25 2 25

l = 3.34 l = 2.16

Armaduras transversales:  Armaduras principales (B 400 S) estribos

3

30 8 l = 1.77 e = 1*0.11 + 1*0.13 + 6*0.14 + 2*0.30 + 13*0.34 + 4*0.13 + 3*0.12 (m)

Cuantitativo:  Volumen del hormigón = 1.50 (m3)  Superficie de encofrado = 14.13 (m2)  Acero B 400 S  Peso total = 141.24 (kG)  Densidad = 94.16 (kG/m3)  Diámetro medio = 13.7 (mm)  Lista según diámetros: DiámetroLongitud Peso (mm) (m) (kG) 8 1.77 0.70 14 7.92 9.58 25 2.16 8.33 25 3.34 12.89 25 7.61 29.33

Número Peso total (piezas) (kG) 30 20.98 2 19.16 2 16.66 2 25.78 2 58.67

PLANOS DE DETALLE ANEXADOS