UNIVERSIDAD ALAS PERUANASINGENIERIA CIVIL WILLIAM HURTADO
CASAVERDE RESUMEN
Este proyecto desarrollado como tema de trabajo para el curso de
CONCRETO ARMADO
IIelanlisisydiseodeunedificiodeviviendasubicadoenlacalleElias,distritode
Abancay, provincia de Apurimac, sobre un terreno plano de160.00
m2.
Eledificio tiene 4 pisos.El rea construida total del proyecto es
160.00 m2. El sistema estructural del edificio de concreto armado
est conformado por muros de corte, columnas
yvigas.Lostechosseresolvieronusandoaligerados.Paralacimentacin,dadala
buenacapacidaddelterrenosediseusandozapatasaisladasyconectadas.La
profundidad de cimentacin es 1.20 m.
ElprocesodeanlisisydiseoserealizsiguiendoelReglamentoNacionalde
Edificaciones(R.N.E.).LametodologaempleadaparaeldiseofueladeResistencia,
adems, en todos aquellos elementos con responsabilidad ssmica se
realiz el diseo por capacidad.
Loscriteriosdepredimensionamientoempleadosfueroncorrectos,lograndouncontrol
adecuado de deflexiones y un armado sin congestin
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CASAVERDE INDICE Captulo 1. INTRODUCCIN1.1.Consideraciones
generales para el diseo
Captulo 2. ESTRUCTURACIN Y PREDIMENSIONAMIENTO
2.1.Predimensionamiento de vigas 2.2.Predimensionamiento de
columnas 2.3.Predimensionamiento de loas aligeradas Captulo 3.
CALCULOS DE ACEROS 3.1.Clculos de acero por mtodo de flexin y
coeficientes ACI
Captulo 4. PLANOS4.1. Plano de de estructuras UNIVERSIDAD ALAS
PERUANASINGENIERIA CIVIL WILLIAM HURTADO CASAVERDE CAPTULO 1 1.1
CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DISEO
Estudio del suelo:
- Grava arenosa bien graduada.- Capacidad admisible = 1.6
kg/cm2- Profundidad mnima de cimentacin = 1.20 m.
Caractersticas y propiedades de los materiales:
Concreto:
- Resistencia nominal a compresin = fc = 210 kg/cm2
Acero de Refuerzo:- Corrugado, grado 60, esfuerzo de fluencia (
fy )= 4200 kg/cm2 = 4.2 ton/cm2 Normatividad:
En todo el proceso de anlisis y diseo se utilizarn las normas
comprendidas en el Reglamento Nacional de Edificaciones
(R.N.E.):
- Metrado de cargasNorma E.020- Diseo sismorresistenteNorma
E.030- Concreto ArmadoNorma E.060- Suelos y cimentacionesNorma
E.050
CAPTULO 2UNIVERSIDAD ALAS PERUANASINGENIERIA CIVIL WILLIAM
HURTADO CASAVERDE ESTRUCTURACIN Y PREDIMENSIONAMIENTO
El proceso de estructuracin consiste en definir la ubicacin y
caractersticas de los diferentes elementos estructurales (losas,
vigas, muros, columnas), de tal forma que
selogredotaralaestructuradebuenarigidez,ademsresultefcilyconfiable
reproducir el comportamiento real de la estructura.
Medianteelpredimensionamientosebrindarlasdimensionesmnimasalas
secciones de los elementos estructurales para que tengan una buena
respuesta ante solicitaciones por carga de gravedad y de sismo. El
predimensionado usa diferentes valores en trminos de la longitud de
los elementos: 2.1.PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS PREDIMENSIONAMIENTO
DE VIGAS PRINCIPALES.
Unposiblemtodoesutilizarh=L/9,h=L/12,siendohlaalturaocantototaldela
seccin, y L la luz o longitud libre entre apoyos de la viga. Se
considera L/9 cuando se tiene seguridad de que el armado de la viga
es correcto, y L/12 cuando no se tiene
seguridaddelcorrectoarmadodelaviga,aunquetambinsepuedenhacerun
promedio entre los dos anteriores si los criterios son moderados.
Para la base (B) de LA VIGA SE CONSIDERAR B = H/2. Para desarrollar
nuestro diseo de tomo la longuitudes las criticas o mas largas .
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PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS SECUNDARIAS. Puede usarse un criterio
similar al anterior donde se empieza considerando h = L/14 y B =
h/2, donde h es la altura de la seccin transversal de viga, L
longitud de de la viga y B la base de la seccin transversal de
viga. Para desarrollar nuestro diseo de tomo la longuitudes las
criticas o mas largas . UNIVERSIDAD ALAS PERUANASINGENIERIA CIVIL
WILLIAM HURTADO CASAVERDE UNIVERSIDAD ALAS PERUANASINGENIERIA CIVIL
WILLIAM HURTADO CASAVERDE 2.2.PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS
COEFICIENTE K PARA DETERMINAR EL REA DE COLUMNA CUADRADA PARA
DIFERENTES LUCES ENTRE EJES. PISO TIPO DECOLUMNA LUZ 1234
ANTEPENLTIMO 4 8 6 0.0013 0.0011 0.0011 0.0025 0.0020 0.0017 0.0022
0.0016 0.0015 0.0040 0.0028 0.0023 SEGUNDO 4 8 6 0.0011 0.0012
0.0012 0.0014 0.0014 0.0014 0.0014 0.0014 0.0014 0.0021 0.0015
0.0015 6.00 m6.10 m 123456 3.10 m 3.10 m 3.10 m 3.50 m 5.20 m5.40
m5.10 m5.10 m5.00 m Tipo 4Tipo 3Tipo 3Tipo 3Tipo 3Tipo 4 Tipo 4Tipo
3Tipo 3Tipo 3Tipo 3Tipo 4 6.00 6.10 123456 C B A Tipo 1Tipo 1Tipo
1Tipo 1 Tipo 2Tipo 2 UNIVERSIDAD ALAS PERUANASINGENIERIA CIVIL
WILLIAM HURTADO CASAVERDE DISEO DE NUESTRAS COLUMNAS
COLUMNAPISOSL1L2AREAKTSECCION C-135.24.8825.40.00120.37 35X35
C-232.64.8812.70.00140.30 30X30 C-332.445.212.70.00140.30 30X30
C-432.62.446.30.00210.27 30X30 UNIVERSIDAD ALAS PERUANASINGENIERIA
CIVIL WILLIAM HURTADO CASAVERDE UNIVERSIDAD ALAS PERUANASINGENIERIA
CIVIL WILLIAM HURTADO CASAVERDE 2.3.PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS
ALIGERADAS
Paraelpredimensionamientodelespesordelalosaaligeradasetomaencuentalo
siguiente, primero se tiene ktomar la luz ms larga de todo el
prtico para as dividirlo entre 25 y de esta manera obtener el
espesor deseado. Se tomo como referencia un espesor de losa para
nuestro diseo de 20cm CAPTULO 3 A.-MTODO DE DISEO
LametodologaempleadafueladeDiseoporResistencia.Conestemtodose
buscaquelaresistencialtimadeunelementosometidoaflexin,compresin,o
corte sea mayor o igual a la fuerza ltima que se obtiene mediante
las combinaciones de cargas amplificadas, lo cual se resumen en la
siguiente frmula:
RnCiUNIVERSIDAD ALAS PERUANASINGENIERIA CIVIL WILLIAM HURTADO
CASAVERDE
Donde:
: Factor de reduccin de resistencia, menor que la unidad
Rn:Resistencianominal:Factordecargaode amplificacinCi:Efecto de las
cargas de servicio
La tabla 5.1 muestra los factores de reduccin de resistencia
indicados en la Norma E.060.Tabla 5.1
Losfactoresdeamplificacindecargasparacasodecargamuerta,vivaysismoson
los mostrados en la tabla 5.2.Tabla 5.2
A.1.-DISEO POR FLEXIN
Laseccincrticaparamomentonegativosetomarenlascarasdelosapoyos,
mientras que para momentos positivos en el interior de la luz.
Para calcular la resistencia a flexin de una seccin, como la
mostrada en la figuraUNIVERSIDAD ALAS PERUANASINGENIERIA CIVIL
WILLIAM HURTADO CASAVERDE 5.1, se supone que:
Las secciones planas permanecen planas (hiptesis de Navier). No
existe deslizamiento entre el acero de refuerzo y el
concreto.Lamximadeformacinaconsiderarenlafibraextremaacompresinserde
0.003Parapodersimplificarlosclculos,elACIpermitequeseempleeelbloque
equivalente de compresiones. En consecuencia, para un elemento con
ancho b y altura igual a h, tenemos:
Figura 5.1 Bloque equivalente de compresiones
Por tanto se puede estimar el momento resistente a flexin
como:
Para flexin el valor del factor de reduccin () es 0.9
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CASAVERDE Se alcanzar esta resistencia nominal cuando el acero
llegue al esfuerzo de fluencia cuando el concreto alcance su
deformacin mxima. El tipo de falla depender de la cuanta de acero
colocado en la seccin.Dicha cuanta se define como:
Cuantabalanceada: Sedefinecuantabalanceada alreadeaceroque
propicia una falla por aplastamiento de la seccin de concreto en
compresin al mismo tiempo que el acero alcanza la deformacin de
fluencia.
Cuandosecolocaunacuantamayoralabalanceadaseproducirfallaen
compresin, es una falla frgil muy peligrosa. Por ello, lo que
debemos buscar en el diseo es una falla dctil. Por ende, es
importante controlar la cuanta de acero, ya
queunacuantamayoromenoralabalanceadadeterminareltipodefallaque
puede presentar la seccin del elemento.
Cuanta mxima: La Norma E.060 Concreto Armado limita la cuanta
mxima al 75%
delabalanceada,detalformaquegaranticemosunafalladctil.Sedeterminar
segn:
Cuantamnima:EnlaNormaE.060seestablecequesedebedeproveeruna
cuanta minima a la seccin de tal forma que la resistencia de la
seccin fisurada sea por lo menos 1.5 veces mayor que el momento
flector causante del agrietamiento de la seccin. El rea minima para
secciones rectangulares se calcular: UNIVERSIDAD ALAS
PERUANASINGENIERIA CIVIL WILLIAM HURTADO CASAVERDE
Los requisitos especficos para diseo por flexin en losas y vigas
sern explicados en acpite correspondiente.
A.2.-DISEO POR FLEXO-COMPRESIN
CapacidadporFlexo-compresin:Lasmismashiptesisbsicasutilizadasenel
anlisis de una seccin en flexin simple sern validas para este
acpite.
Loselementostipocolumnasoplacastienenunainfinidaddecombinacionesde
momento flector y carga axial que pueden producir su falla.
Conociendolaspropiedadesdelmaterial,laseccindelacolumnaoplacayla
distribucindelaceroderefuerzosepuedeconstruirundiagramadeinteraccin
nominal(MnVs Pn)conlasdiferentescombinaciones demomento
flectorycarga axial que causala falla de la seccin. 3.1.CLCULOS DE
ACERO POR MTODO DE FLEXIN Y COEFICIENTES ACI Para el clculo de
acero se empleara el mtodo aproximado del comit ACI 318 que
nosdaunosparmetrosmeaproximacinparadeterminarlosmomentosdela
estructura,cumplindoselascondiciones,comoqueladiferenciaentrelasluces
continuas no excedan la diferencia del 20% entre ellos, se aplicara
para dos o mas prticos. UNIVERSIDAD ALAS PERUANASINGENIERIA CIVIL
WILLIAM HURTADO CASAVERDE MOMENTOS DE COEFICIENTES ACI
UNIVERSIDAD ALAS PERUANASINGENIERIA CIVIL WILLIAM HURTADO
CASAVERDE METRADO DE CARGAS VIGA SECUNDARIAS METRADO DE CARGAS POR
METRO ELEMENTOSPESOUNDLARGOANCHOCARGA PESO PROPIO DE LA VIGA
SOLERA2.400tn/m30.2500.3500.210 TECHO ALIGERADO0.300tn/m24.800
1.440 ACABADOS + CIELO RASO0.120tn/m24.800 0.576
TABIQUERIA0.150tn/m24.800 0.720 CARGA MUERTA2.946 SOBRE
CARGA0.300tn/m24.800 1.440 CARGA VIVA1.440 CARGA MAYORADA Wu=1.4CM
+ 1.7CV Wu=6.57Tn/m UNIVERSIDAD ALAS PERUANASINGENIERIA CIVIL
WILLIAM HURTADO CASAVERDE MOMENTOS EN COMPRESIONL=4.88 M12= WL^2/16
=9.78Tn.m M21= WL^2/9 =17.39Tn.m M23= WL^2/9 =17.39Tn.m M32=
WL^2/16 =9.78Tn.m CALCULANDO "AS" - COMPRESION DATOS: DATOS DE
VIGAS ALTURA35FC210kg/cm2 BASE25FY4200kg/cm2 RECUBRIMIENTO5
25.73cm2 PERALTE EFECTIVO (d)30 Mu17.39tn.m
RESULTADOSW0.6861 P0.0343 AS25.7276 a24.2142cm UNIVERSIDAD ALAS
PERUANASINGENIERIA CIVIL WILLIAM HURTADO CASAVERDE MOMENTOS EN
TENSIONL=4.88 M12= WL^2/14 =11.18Tn.m M23= WL^2/14 =11.18Tn.m
CALCULANDO "AS" - TENSION DATOS: RESULTADOS ALTURA35FC210kg/cm2
BASE25FY4200kg/cm2 RECUBRIMIENTO5 PERALTE EFECTIVO (d)30
Mu11.18tn.m
PROCESADOSW0.3250 P0.016312.19cm2 AS12.1879 a11.4709cm
UNIVERSIDAD ALAS PERUANASINGENIERIA CIVIL WILLIAM HURTADO CASAVERDE
METRADO DE CARGAS VIGA PRINCIPAL UNIVERSIDAD ALAS
PERUANASINGENIERIA CIVIL WILLIAM HURTADO CASAVERDE METRADO DE
CARGAS POR METRO ELEMENTOSPESOUNDLARGOANCHOCARGA PESO PROPIO DE LA
VIGA SOLERA2.400tn/m30.3000.5500.396 TECHO ALIGERADO0.300tn/m25.240
1.572 ACABADOS + CIELO RASO0.120tn/m25.240 0.629
TABIQUERIA0.150tn/m25.240 0.786 CARGA MUERTA3.383 SOBRE
CARGA0.300tn/m25.240 1.572 CARGA VIVA1.572 CARGA MAYORADA Wu=1.4CM
+ 1.7CV Wu=7.41Tn/m UNIVERSIDAD ALAS PERUANASINGENIERIA CIVIL
WILLIAM HURTADO CASAVERDE MOMENTOS EN COMPRESIONL=5.20 MAB= WL^2/16
=12.52Tn.m MBA= WL^2/10 =20.03Tn.m MBC= WL^2/10 =20.03Tn.m MCB=
WL^2/10 =20.03Tn.m MCD= WL^2/10 =20.03Tn.m MDC= WL^2/16 =12.52Tn.m
CALCULANDO "AS" - COMPRESION DATOS: DATOS DE VIGAS
ALTURA55FC210kg/cm2 BASE30FY4200kg/cm2 RECUBRIMIENTO5 11.66cm2
PERALTE EFECTIVO (d)50 Mu20.03tn.m
RESULTADOSW0.1554 P0.0078 AS11.6581 a9.1436cm UNIVERSIDAD ALAS
PERUANASINGENIERIA CIVIL WILLIAM HURTADO CASAVERDE MOMENTOS EN
TENSIONL=5.20 MAB= WL^2/14 =14.31Tn.m MBC= WL^2/16 =12.52Tn.m MCD=
WL^2/14 =14.31Tn.m CALCULANDO "AS" - TENSION DATOS: RESULTADOS
ALTURA35FC210kg/cm2 BASE25FY4200kg/cm2 RECUBRIMIENTO5 PERALTE
EFECTIVO (d)30 Mu14.31tn.m
PROCESADOSW0.4622 P0.023117.33cm2 AS17.3319 a16.3124cm CAPTULO 4
4.1 PLANOS DE ESTRUCTURAS
