Informe 02 Final Cimentaciones.docx

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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TRABAJO N°2 METRADO DE CARGAS DE UNA VIVIENDA MULTIFAMILIAR, CON FINES DE CIMENTACION

CURSO:

CAMINOS II

CURSO: INGENIERIA DERODRIGUEZ CIMENTACIONES DOCENTE: Ing. TAMARA JOAQUIN CICLO:Ing. BARRETO IX DOCENTE: PALMA JOHN FRAYLUIS SEMESTRE: CICLO: VIII 2018-II ALUMNO:

POLANCO ZAMBRANO BORIS KOPERFIL

SEMESTRE: 2018-II GRUPO: Nº 06 ALUMNOS:

HUARAZ  OBREGON PAGOLA AVELINO OCTUBRE-2018     

OSORIO TRINIDAD YEREMI PAUCAR SANCHEZ JEAN PAUL POLANCO ZAMBRANO BORIS QUIROZ BOJÓRQUEZ JOSE TUYA CONDOR JHONATAN

HUARAZ- PERÚ, 06 de noviembre del 2018

FIC 208-II

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I.

INTRODUCCIÓN En esta parte del trabajo escalonado se realizará el metrado de cargas de nuestro edificio y diseñará los principales elementos estructurales; así de esta manera recordar, organizar y complementar, bajo una forma de aplicación práctica, los conocimientos adquiridos en los diversos cursos básicos de la carrera. El edificio es de tipo aporticado, provista de muros de corte; tiene cuatro pisos, está ubicado en Monterrey – Huaraz, en un terreno con antecedentes de cultivo, rodeado por corredores ya que es una vivienda de tipo multifamiliar de 4 pisos; cuenta con un área ocupada de 251.5 m2 y el programa de soporte para realizar este trabajo es el ETABS 2016, en el cual se realizó un análisis dinámico. Donde se diseñó el edificio aporticado, usando las normas E.020 y E.030 para las cargas correspondientes. Con estas cargas veremos las que llegan en cada columna a la cimentación. La cimentación es aquella estructura que se encarga de transmitir las cargas al terreno, distribuyéndolas de forma que la presión admisible no debe ser superada en cada parte de la edificación y no produzca cargas zonales, teniendo en cuenta las características del suelo, se va a elegir el tipo de cimentación a desarrollar. Las estructuras y sobrecargas (viva y muerta) transmiten las fuerzas al suelo mediante las columnas. También podemos decir que la cimentación es el soporte de la edificación, y la causante del equilibrio. Debe de ser construida fijando el peso de las cargas vivas y muertas, para que pueda ser duradera.

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II. OBJETIVOS II.1.

II.2.

OBJETIVOS GENERAL: Analizar y determinar el cálculo de cargas transmitidas a la cimentación en cada columna. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Determinar la carga vertical en cada apoyo. Determinar las cargas horizontales que llegan a la cimentación para cada uno de los apoyos. Determinar si es que hay momentos en los apoyos; y si los hay cuanto son sus valores. Determinar los diagramas de fuerza normal, cortante y momento flector de la estructura con el apoyo del programa ETABS 2016.

III. METODOLOGIA III.1.

DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA



La estructura, que es objeto de estudio, cuenta con área techada por



piso de 193.63 m2 . La estructura está proyectada para ser una edificación de 4 pisos sin azotea, con un sistema aporticado, por lo que estará definida como edificación de TIPO C, según la Norma E 0-50 de suelos y cimentaciones.

C

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

La estructura cuenta con 27 columnas (C2 - C28), cabe resaltar que hay un apoyo en la escalera y 40 vigas por piso, las cuales fueron distribuidas tratando de obtener una configuración geométrica; las columnas y vigas empleadas tienen las dimensiones descritas en la siguiente tabla:

COLUMNA TIPICA C-1 VIGA TIPICA VP VS

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DIMENSIONES ancho (m) alto (m) 0.35 0.35 DIMENSIONES ancho (m) alto (m) 0.3 0.6 0.25 0.5

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

El techo o losa de cada piso tiene un peralte de 20 cm, del tipo aligerado, como se muestra en el siguiente detalle.



Asimismo, las escaleras fueron introducidas en el análisis para obtener los valores más aproximados a los reales, además la altura entre cada



piso es de 3.5 m. La estructura será analizada con el software ETABS, para lo cual designaremos

como

material

utilizado

el

concreto

de

resistencia f ’ c=210 Kg/cm 2 .

III.2.

PARAMETROS UTILIZADOS PARA EL ANALISIS III.2.1. DE

LA

NORMA

E-030

DISEÑO

SISMORRESISTENTE

TENEMOS: 

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Z=0.35 Debido a que estamos en la zona 3.

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

U=1 Para edificaciones comunes tales como: viviendas, oficinas, hoteles, restaurantes, cuya falla no acarree peligros.



S: 1.15 Para nuestro análisis consideramos el suelo de fundación como un Tipo S2, suelo intermedio.



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R=8 Por ser un sistema de pórticos.

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Por lo tanto, de acuerdo a lo indicado de la norma E-030 tenemos los siguiente:

PSEUDOESPECTRO - ACELERACIÓN 1 FACTOR DE ZONA "Z" ZONA 3

"Z" 0.35

CATEGORIA DE LA EDIFICACIÓN Y FACTOR DE USO 2 "U" C

3 SISTEMA

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CATEGORIA E. COMUNES

FACTOR "U" 1.0

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ESTRUCTURAL "R SISTEMA ESTRUCTURAL Pórticos de Concreto Armado

"Ro"

ESTRUCTURA

8.00

Regular Irregularidad Rigidez Blando

Regular

de Piso

"Ia"

Regular

"Ip"

"R"

1.00

Irregularidad Torsional

1.00

8.00

4 PARÁMETROS DEL SUELO "S" TIPO DE SUELO S2

ZONA

3

DESCRIPCIÓN

"S"

Tp(s)

TL(s)

S. Intermedios

1.15

0.60

2.00

De acuerdo a las condiciones y clasificación obtenemos el siguiente gráfico.

ESPECTRO DE PSEUDO-ACELERACIONES 0.140 0.120 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0.000 0.00



0.50

1.00

Predimensionamiento 1).

Aligerado:

L L
1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

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L(m)=

¿ h<¿

0.18 Por lo tanto:

2).

4.9 0.196

h(cm)=

20

hf(cm)= hb(cm)=

5 20

bw(cm)= c(cm)=

25cm

Vigas:

0.41

1 para b=V2 ∗h L2(m)=2

L L
Para V1 L1(m)=

10 30

¿ h<¿

0.49 45

h(cm)= b(cm)=

4

0.33 ¿ h<¿ h(cm)= 40

30

b(cm)=

20

3).

Columnas: Datos a usar:

f'c(kg/cm2)= #pisos= f=

210 4 0.4

Formulas a usar:

AC ≥ P=

Pi n 0.40 f ' c

Con placas (pocas)Pdual. (T/m2)= = A ∗P i

Con muchas placas= Porticos=

Del gráfico: At(m2)=

15.58

Pi(T)=

12.464

Ac(cm2)=

593.524

b(cm)= h(cm)=

30 30

f

La nueva área:

≥

b*h(cm2)= Verificación de f:

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t

Pi n '

Ac ∗f c

900

1.00 1.20 0.80

0. 4 Mínimo 25 cm según la norma E 0.20

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f=

0.26

ok

III.2.2. DE LA NORMA E-020 CARGAS TENEMOS: a) CARGA MUERTA Para el análisis de la estructura se tomará la carga viva de materiales, y dejaremos de lado los dispositivos y tabiques. MATERIALES: Se considerará el peso real de los materiales que conforman y de los que deberán soporta la edificación calculados en base a los pesos unitarios. El peso real se podrá determinar por medio de análisis o usando los datos indicados en los diseños y catálogos de los fabricantes. DISPOSITIVOS DE SERVICIO Y EQUIPOS: Se considerará el peso de todos los dispositivos de servicio de la edificación, inclusive las tuberías, ductos y equipos de calefacción, instalaciones eléctricas, ascensores y otros dispositivos fijos similares. TABIQUES: Se considerará el peso de todos los tabiques, usando los pesos reales en las ubicaciones que indican los planos.

b) CARGA VIVA: Para el análisis de la estructura utilizaremos una carga viva de 200kg/m2, especificado de la siguiente tabla de la presente norma mencionada:

c) COMBINACIÓN DE CARGAS PARA DISEÑO:

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Se considerará que actúan en las siguientes combinaciones, la que produzca los efectos más desfavorables en el elemento estructural considerando, con las reducciones, cuando sean aplicables. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

D D+L D + (W o 0,70 E) D+T α [D + L + (W o 0,70 E)] α [D + L +T] α [D + (W o 0,70 E) + T] α [D + L + (W o 0,70 E) + T]

Donde: D = Carga muerta L = Carga viva W = Carga de viento E = Carga de sismo, según NTE E.030 T = Acciones por cambios de temperatura, contracciones y/o deformaciones. α = Factor que tendrá un valor mínimo de 0.75 para las combinaciones (5), (6) y (7); y de 0.67 para la combinación (8).

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IV. RESULTADOS 1. Estructura modelada en el software ETABS.

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2.

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Deformadas de la estructura antes las cargas.

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3. Diagrama de fuerza normal en todas las columnas de la estructura.

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4. Diagrama de fuerza cortante con respecto al eje y en todas las columnas de la estructura.

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5. Diagrama de momentos flectores en todos los elementos de la estructura.

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6. Deformadas de todas las losas de cada uno de los niveles de la estructura.

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7. Espectro que nos muestra las deformaciones en la losa del ultimo nivel (azotea) debido a la fuerza cortante.

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8. Espectro que nos muestra las deformaciones en la losa del ultimo nivel (azotea) debido al momento flector.

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9. Tabla que nos muestra las deformaciones máximas en cada piso de la estructura, con la envolvente de cargas.

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Story TECHO TECHO PISO4 PISO4 PISO3 PISO3 PISO2 PISO2

Load Direction Case/Combo Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max

Drif

Label

X

Y

Z

m

m

m

X

0.000304

4

9.86

21.76

10.6

Y

0.00024

16

9.86

11.83

10.6

X

0.000578

4

9.86

21.76

7.95

Y

0.000414

28

9.86

0

7.95

X

0.000776

4

9.86

21.76

5.3

Y

0.000532

28

9.86

0

5.3

X

0.00074

4

9.86

21.76

2.65

Y

0.00051

28

9.86

0

2.65

10. Reacciones en los apoyos de la estructura debido a la envolvente de cargas.

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11. Cargas en los apoyos debido a la envolvente de cargas vista en un plano bidimensional ( eje z ).

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12. Cargas en los apoyos debido a la envolvente de cargas en la dirección

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y .

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13. Cargas en los apoyos debido a la envolvente de cargas en la dirección

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x .

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14. Momentos en los apoyos debido a la envolvente de cargas en la dirección .

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z

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15. Momentos en los apoyos debido a la envolvente de cargas en la dirección .

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y

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16. Momentos en los apoyos debido a la envolvente de cargas en la dirección .

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x

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17. Tabla con el resumen de cargas acumuladas en los apoyos en la dirección al eje z .

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Story TECHO TECHO PISO4 PISO4 PISO3 PISO3 PISO2 PISO2

Load P Case/Comb Location o tonf Envolvente Top 205.0159 Max Envolvente Bottom 234.4658 Max Envolvente Top 522.6534 Max Envolvente Bottom 553.5088 Max Envolvente Top 841.6964 Max Envolvente Bottom 872.5518 Max Envolvente Top 1160.7394 Max Envolvente Bottom 1191.5949 Max

VX

VY

T

MX

MY

tonf

tonf

tonf-m

tonf-m

tonf-m

20.1266

23.6416

264.6136

2131.0641

-543.1975

20.1266

23.6416

264.6136

2452.4833

-586.6542

41.1724

48.7333

551.5298

5472.8398

-1296.4566

41.1724

48.7333

551.5298

5801.8908

-1289.0248

56.4037

66.7295

758.1954

8822.2473

-1998.8272

56.4037

66.7295

758.1954

9151.2982

-1952.3329

64.5529

76.0635

867.74

12171.6548

-2662.1353

64.5529

76.0635

867.74

12500.7057

-2594.8362

18. Masa de cada piso incluyendo el techo.

Story

Diaphragm

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Mass X

Mass Y

XCM

YCM

Cumulative X Cumulative Y

XCCM

YCCM

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TECHO PISO4 PISO3 PISO2

kg 136036.63 189413.87 189915.83 189915.83

D1 D1 D1 D1

kg 136036.63 189413.87 189915.83 189915.83

m 4.9266 4.9341 4.9315 4.9315

m 10.5297 10.5713 10.5538 10.5538

kg 136036.63 325450.5 515366.32 705282.15

kg 136036.63 325450.5 515366.32 705282.15

m 4.9266 4.9309 4.9312 4.9313

19. Tabla con las cargas transmitidas a la cimentación por cada columna (la primera columna es la C-2).

Descripción

Número

Dimensiones

PISO1

2

35cmx35cm

PISO1

3

35cmx35cm

PISO1

4

35cmx35cm

PISO1

5

35cmx35cm

PISO1

6

35cmx35cm

PISO1

7

35cmx35cm

PISO1

8

35cmx35cm

PISO1

9

35cmx35cm

PISO1

10

35cmx35cm

PISO1

11

35cmx35cm

PISO1

12

35cmx35cm

PISO1

13

35cmx35cm

PISO1

14

35cmx35cm

PISO1

15

35cmx35cm

PISO1

16

35cmx35cm

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Carga de Análisis Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max

FZ

MX

MY

tonf

tonf-m

tonf-m

28.8308

3.0061

4.3992

38.1902

3.1981

4.7578

26.404

3.17

4.1227

25.3083

2.9372

3.8422

48.6615

3.2885

4.4172

55.9281

3.3042

3.9561

35.6992

3.4682

3.5064

38.8942

3.191

3.3921

66.16

3.3

3.6872

54.8376

3.1849

3.2269

28.0177

2.7971

2.9049

45.3504

3.1186

2.7715

82.4789

3.2347

2.9971

70.2129

3.5424

2.4214

30.8315

3.3718

2.2188

m 10.5297 10.5539 10.5539 10.5539

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PISO1

17

35cmx35cm

PISO1

18

35cmx35cm

PISO1

19

35cmx35cm

PISO1

20

35cmx35cm

PISO1

21

35cmx35cm

PISO1

22

35cmx35cm

PISO1

23

35cmx35cm

PISO1

24

35cmx35cm

PISO1

25

35cmx35cm

PISO1

26

35cmx35cm

PISO1

27

35cmx35cm

PISO1

28

35cmx35cm

PISO1

29 (Apoyo de

-

escalera)

Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max Envolvente Max

43.2756

2.737

2.4574

77.57

2.4152

1.9545

71.1856

2.6701

2.532

41.4172

3.0504

1.7759

38.2719

3.2165

2.5309

84.6535

3.3358

4.4138

63.4985

3.3986

2.4985

36.424

3.5223

1.8731

25.7864

2.26

2.6708

42.7883

2.2108

2.9332

42.4508

2.2903

2.641

25.8754

2.498

2.3207

15.2343

0.0072

2.3989

V. CONCLUSIONES Se analizó y determinó el cálculo de cargas transmitidas a la cimentación en cada columna, la máxima alcanzo

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84.6535 Tn en la columna 22.

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Se determinó la carga vertical en cada apoyo y la carga mínima se dio en el apoyo numero 29 (apoyo de escalera) con una carga de 15.2343Tn . Se determinaron las cargas horizontales que llegan a la cimentación para cada uno de los apoyos, los que recibieron mayores cargas fueron los apoyos de la escalera, tanto para el eje x como el eje y . Se determinaron los momentos en los apoyos; en la dirección varían entre

0.0072

y

3.5424 Tnf −m

y en la dirección

x estos y

varían

y 4.7578 Tnf −m . entre 1.7759 Se determinaron los diagramas de fuerza normal, cortante y momento flector de la estructura con el apoyo del programa ETABS 2016. Las dimensiones de los elementos en el ETABS 2016 coinciden con el plano de distribución de arquitectura, tanto para las columnas como para las vigas primarias y vigas secundarias. VI. RECOMENDACIONES 

Usar de manera correcta las normas E.020 y E.030 para dar un correcto



metrado de cargas a la estructura que se desea analizar. Usar de manera correcta el programa ETABS 2016 para evitar errores de



cálculo del mismo sobre nuestra estructura. Analizar el metrado de cargas hecho a mano y compararlo con el ETABS para evitar así errores en el cálculo y saber como es que el programa trabaja con ciertas estructuras.

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VII. ANEXOS

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ANEXO Nº 01 PLANO DE ARQUITECTURA

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ANEXO Nº02 PLANOS DE EJES ESTRUCTURALES Y DISTRIBUCIÓN DE COLUMNAS, ESCALA 1/100

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ANEXO Nº03 PLANOS DE DISTRIBUCIÓN DE VIGAS, ESCALA 1/100

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