INFORME CONCRETO EDIFICIO 4 PISOS

8/15/2019 INFORME CONCRETO EDIFICIO 4 PISOS

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Tabla de contenido

1. Introducción .............................................................................................................. 2

2.

Objetivos ................................................................................................................... 32.1 Objetivos generales ...................................................................................... 3

2.2 Objetivos específicos .................................................................................... 3

3. Metodología ............................................................................................................... 4

3.1 Planos arquitectónicos del proyecto .................................................................... 4

3.2 Obtención de las propiedades geométricas de los elementos ................................. 4

3.3 Cargas en la estructura ............................................................................................... 4

3.4 Modelo en SAP2000 ................................................................................................... 4

3.5 Propiedades de los elementos en SAP2000 ............................................................ 4

3.6 Asignación de la carga en SAP2000 ......................................................................... 5

3.7 Análisis de la estructura ........................................................................................... 5

3.8

Diseño de los elementos ............................................................................................ 5

3.9 Obtención de planos ........................................................................................... 5

4. Justificación ............................................................................................................... 65. Descripción de la estructura ..................................................................................... 76. Especificación de los materiales ............................................................................... 7

7.

Localización ............................................................................................................... 78.

Normativa .................................................................................................................. 79.

Desarrollo .................................................................................................................. 8

9.1 Pre dimensionamiento .................................................................................. 8

9.2 Análisis de cargas ....................................................................................... 10

9.3 Dimensiones elementos estructurales ......................................................... 12

9.4 Diseño a flexión .................................................................................................. 12

9.5 Diseño a cortante ....................................................................................... 15

9.6 Columnas ................................................................................................... 16

9.7 Diagrama de momentos .............................................................................. 20

9.8 Longitud de desarrollo ................................................................................ 29

9.10 Tablas resumen columnas y derivas ........................................................... 30


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1. INTRODUCCION

En la presente memorias de cálculo se muestra el proceso y desarrollo adecuado que se

debe seguir para la elaboración de un diseño estructural, en nuestro caso específico para

fines académicos analizaremos una estructura de cuatro niveles destinada para uso

habitacional localizada en la ciudad de Santa Marta.

Para realizar un diseño estructural es necesario seguir una secuencia lógica y ordenada de

la siguiente manera: Una primera etapa en la que tomando como base los planos

arquitectónicos y basados en la Normativa Colombiana Sismo resistente vigente (NSR-10)

realizaremos el pre-dimensionamiento de los elementos estructurales que compondrán la

edificación. En una segunda etapa realizaremos el avalúo de cargas basados en la norma,

los materiales escogidos y teniendo en cuenta que para este trabajo en específico

únicamente evaluaremos cargas verticales o gravitacionales.Luego se desarrollará el

sistema estructural empleando un modelo matemático apropiado para el análisis de laestructura, para nuestro caso utilizaremos el Software SAP 2000. Finalmente realizaremos

el diseño de las vigas, viguetas y columnas que componen la estructura.


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2 OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL

Realizar el análisis y diseño estructural de los elementos vigas y viguetas para un

edificio de 4 niveles bajo la acción de cargas gravitacionales basadas en la NSR-10.

2.2

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Realizar el avaluó de cargas de la estructura y sus elementos.

Asignar cargas a la estructura y modelarla en el programa SAP 2000.

Realizar el diseño de los elementos estructurales (vigas y viguetas) y obtenerplanos constructivos.


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3. METODOLOGIA

3.1 PLANOS ARQUITECTONICOS DEL PROYECTO

Se cuenta con los siguientes planos de detalle:

Planta Arquitectónica piso 1.

Planta Arquitectónica pisos 2-3-4.

Fachada lateral.

Fachada principal.

Corte transversal A-A.

3.2 OBTENCION DE LAS PROPIEDADES GEOMETRICAS DE LOS ELEMENTOS DE

LA ESTRUCTURA

Partiendo de la información en los planos arquitectónicos, los elementos estructurales se

pre-dimensionan, una vez montada y analizada la estructural en el programa SAP 2000 se

dimensionan realmente los elementos dependiendo de las fuerzas que actúen sobre

estos.

3.3

CARGAS EN LA ESTRUCTURA

Basándonos en las especificaciones que se establecen en la Norma Colombiana Sismo

Resistente del 2010, obtendremos las cargas muertas en la estructura teniendo en cuentaque la losa a utilizar será aligerada en una dirección con casetones de icopor, además

cargas de pisos y acabados, muros divisorios y perimetrales, cielo rasos. La carga viva será

de 1.8 KN/m2 correspondiente para viviendas de acuerdo a lo establecido en la norma.

3.4 MODELO EN SAP 2000

Después de tener las cargas tanto vivas como muertas, y el pre-dimensionamiento de los

elementos estructurales, se procede a realizar el modelo en el software SAP 2000 V.17

versión de prueba.

3.5 PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS EN SAP 2000

Se asignan las dimensiones de los diferentes elementos estructurales, también asignamos

las propiedades de los materiales de cada elemento.


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4. JUSTIFICACION

Es de gran importancia la realización de este trabajo, puesto que nos brinda una base para

saber cómo se debe modelar una estructura de manera correcta y con los criterios que

establece la normativa Colombiana Sismo Resistente del 2010. Además mediante lautilización del software de análisis logramos un primer acercamiento hacia esta

herramienta, familiarizándonos con su uso y estando a la vanguardia de la tecnología en el

campo del diseño estructural.


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5. DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA

Nuestro sistema estructural está conformado por pórticos espaciales resistentes a

momentos, que resisten toda la carga vertical. El sistema de entrepiso será en losa

aligerada con viguetas en concreto en una dirección fundidas en situ monolíticamente

junto con la loseta,el aligeramiento será en casetones de icopor recuperables. Lacimentación será superficial con zapatas cuadradas y excéntricas con profundidad de

desplante de 1.5 m. La cubierta también se realizará en concreto con las mismas

características que las otras plantas.

6. ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES

CONCRETOS:

De limpieza (solados): f’c = 140 Kg/cm2 (14 Mpa)

Zapatas: f’c = 210 Kg/cm2 (21 Mpa)

Columnas: f’c = 210 Kg/cm2 (21 Mpa)

Vigas: f’c = 210 Kg/cm2 (21 Mpa)

Viguetas y losetas: f’c = 210 Kg/cm2 (21 Mpa)

REFUERZO:

fy = 4200 Kg/cm2 (420 Mpa)

7. LOCALIZACION

El proyecto está localizado en la ciudad de Santa Marta, Departamento del Magdalena,

específicamente en la calle 6 carrera 12ª No. 12ª – 03 Gaira.

8. NORMATIVA

Todos los parámetros de diseño están basado en la normativa Colombiana Sismo

Resistente del año 2010 (NSR-10).


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9. DESARROLLO

9.1 PREDIMENSIONAMIENTO

DATOS GENERALES DEL PROYECTO

Nombre del Proyecto: Locales y apartamentosDirección: Calle 6 Kra 12 a

Número de pisos: Cuatro (4)

Método de Diseño: Resistencia Ultima

Placa de Entrepiso:Losa Aligerada con caseton de

icopor recuperable

Norma Técnica: NSR-10

Espesor losa

Longitudinal /Transversal

Luz 1-2/A-C Luz 2-3/C-D Luz 3-4 Luz 4-5

Longitudinal (m) 6,12 4,35 6,03 5,23

Transversal (m) 5,78 3,68


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ELEMENTO

Simplementeapoyado

Con unextremocontinuo

Ambosextremoscontinuo

Vigas o losas nervadas en una dirección

0 6,12/12 6,03/14

0 0,51 0,43

Ancho nervios

Ancho escogido "b" (m) 0,12

Separación entre nervios

2.5 x h 1,251,2 1,2

SeparacionMaxima escogida "S"(m) 1,00

Riostras

10 x h 5

4 4

Se colocaran riostras perpendiculares a las viguetas enluces mayores a 4 mts


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Carga Viva

De acuerdo con la NSR-10 el valor de la carga viva para uso residencial es de 180 Kg/cm2

CARGA VIVA

L (Kg/m2) 180

CARGAS DE SERVICIOD+L 878,01

CARGA ULTIMA DE DISEÑO

1,2D+1,6L 1126 Kg/m2

CARGA POR VIGUETA

W*S 1126 Kg/m

Carga muerta muros perimetrales (Bloques 20x20x40):

= 300 /

Cubierta

CARGAS MUERTAS CUBIERTA

LOSETA 0,05 2400 120 Kg/m2

VIGUETA 0,12 0,40 2400 / 1 115,20 Kg/m2

CIELO RASO 0,03 800 24 Kg/m2

CASETON 0,45 10 4,5 Kg/m2

MANTO EDIL 10 Kg/m2

SOBRECARGA 100 Kg/m2

TOTAL 373,70 Kg/m2

CARGA VIVA

L (Kg/m2) 180

CARGAS DE SERVICIO

D+L 553,70

CARGA ULTIMA DE DISEÑO

1,2D+1,6L 736 Kg/m2

CARGA POR VIGUETA

W*S 736 Kg/ml


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9.3 Cuadro de dimensiones de elementos estructurales

DIMENSIONES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Piso Elemento b(cm) h(cm) f'c (Kg/cm²)

2-3-4-Cubierta

Viga Longitudinales 35 40 210

Vigas Transversales 25 40 210

Viguetas 12 40 210

Riostras 12 40 210

Columnas T1 40 40 210


Placa tanque

Viga Longitudinales 30 40 210

Vigas Transversales 30 40 210

Viguetas 15 40 40


9.4 Diseño a flexión

Calculo tipo: Eje 1 – Tramo A-B

b = 35 cm; h = 40 cm; d= 35 cm; f’c = 210 Kg/cm2; fy = 4200 Kg/cm2

Cálculo de la cuantía mínima

= 0.8 ′ ≥ 14

= 0.8√ 2104200 ≥ 144200 = 0.8√ 2104200 ≥ 144200 = 0.0028 ≥ 0.0033 = 0.0033

Calculo de la cuantía máxima:

= 0.85 ≤ 28 = 0.65 ∗ 0.85 ∗ ´ ∗ ∗ [ 60006000] = 0.65 ∗ 0.85∗210∗0.854200 ∗ [ 600060004200] = 0.013


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Cálculo de la cuantía para momento positivo:

= 0.85´

= 42000.85∗21 = 23.52

+ = 5.71 ∗ ( 2000) = + ∗ = 5.710.35∗0.35 = 133.18 / = 1 ∗ 1 1 2∅ ; ∅ = 0.9 ó

= 123.52 ∗ 1 1

2∗23.52∗133.180.9∗42000

= 0.0037 Cálculo del área de acero requerida:

= ∗ ∗ = 0.0037 ∗ 35 ∗ 35 = 4.53 = 4 ∗ 2.85 = 5.70 = 4 ∅ 3/4"

Cálculo de la cuantía para momento negativo apoyo izquierdo:

= 0.85´ = 42000.85∗21 = 23.52 − = 10.204 ∗ ( 2000) = − ∗ = 10.2040.35∗0.35 = 237.99 /

= 1 ∗ 1 1 2∅ ; ∅ = 0.9 ó = 123.52 ∗ 1 1 2∗23.52∗237.990.9∗42000 = 0.0068


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Cálculo del área de acero requerida:

= ∗ ∗ = 0.0068 ∗ 35 ∗ 35 = 8.33 = 3 ∗ 2.85 = 8.55 = 3 ∅ 3/4"

Cálculo de la cuantía para momento negativo apoyo derecho:

= 0.85´ = 42000.85∗21 = 23.52 − = 8.116 ∗ ( 2000)

= −

∗ = 8.116

0.35∗0.35 = 189.29 /

= 1 ∗ 1 1 2∅ ; ∅ = 0.9 ó

= 123.52 ∗ 1 1 2∗23.52∗189.290.9∗42000 = 0.0053

Cálculo del área de acero requerida:

= ∗ ∗ = 0.0053 ∗ 35 ∗ 35 = 6.49 = 2 ∗ 3.88 = 7.76 = 2 ∅ 7/8" 9.5 Diseño a Cortante

Calculo tipo: Eje 2 – Tramo A-B

b = 35 cm; h = 40 cm; d= 35 cm; f’c = 210 Kg/cm2; fy = 4200 Kg/cm2

Del programa de análisis SAP 2000 tenemos:

= 17002.19 ( = 0) = 3,06


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Cálculo de ∅ ( ): ∅ = 0.53 ∗ 0.75 ∗ ′ ∗ ∗ ∅ = 0.53 ∗ 0.75 ∗ √ 2 1 0 ∗3 5 ∗3 5 ∅ = 7056.4 Cálculo de ( ): = 3.06 = 3.060.35 = 17002.193.06 = 3.060.35 = 17002.19 3.06 = 2.71

= 15057.49

Cálculo de : = ∅( ) = ∅∅ = 15057.49 7056.40.75 = 10668.12 ∅ < ∅

Cálculo de área mínima: = # ∗ Se utilizarán estribos de 3/8”

= 2 ∗ 0.71 = 1.42 Separación máxima:

≥ 1.1

∗ ∗ → = 4

10668.12 ≥ 1.1 ∗ √ 2 1 0 ∗3 0 ∗3 5 1019.22 < 11955.38 = 2 = 352 = 17.5 ≈ 17


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= . .. . = 2.40

Cálculo valor de k:

El valor obtenido de k es 1.69.

Cálculo de la esbeltez:

= ∗ = 1.69∗27012 = 39.52 Como la esbeltez > 22, es una columna larga.

Diseño de la columna biaxial:

Del programa de análisis SAP 2000 tenemos:

Pu = 74438.87 Kgf

Mux = 731.66 Kgf*m

Muy = 1837.86 Kfg*m

Cálculo excentricidades:


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= = 74438.871837.86 = 0.025 = = 74438.87731.66 = 0.010

= 0.0100.025 = 0.40 = 4040 = 1 Como

> usaremos la siguiente expresión para la excentricidad ficticia: = ∗ ∗

Cálculo de β:

∗ ′ = 74438.871600∗210 = 0.22

Interpolando tenemos el valor de β = 0.82

Cálculo de la excentricidad ficticia:

= ∗ ∗ = 0.025 0.82 ∗ 0.01 ∗ 1 = 0.0327 = 3.27 Cálculo del momento:

= ∗ = 74438.87 ∗3.27 = 243782.1 ∗ De la gráfica de diseño de columnas obtenemos el valor de la cuantía:

∗ ℎ = 243782.1 ∗4 0 ∗4 0 = 3.809 / ∗ ℎ = 74438.874 0 ∗4 0 = 46.52/ ℎ = 3540 = 0.9


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Con estos valores obtenemos una cuantía de 0.01 = 1%

Cálculo de la cuantía:

= ∗ ∗ ℎ = 0.01 ∗ 40 ∗ 40 = 16 Se colocaran 4 Φ 3/4” + 4 Φ 5/8”

= 19.32 Estribos

Separación Estribos zona confinamiento DMO

Separación max (cm)

8 db Long. máspequeña

16 db estribo1/3 dimensión mínima

del elemento15 cm

10 15 13 15 cm

Longitud zona confinamiento DMO

Lo (cm)

1/6 Long. Libre delelemento

Mayor dimensión de la sección transversal 50 cm

0.45 40 50 cm

Se colocaran estribos de 3/8” en la zona de confinamiento a una separación de 10 cm, a una

distancia de 50 cm medida a partir de la cara del apoyo, y en la zona de cimentación a una

longitud de 1.50 m.

En donde no se requieren estribos de confinamiento se colocaran estribos a una distancia de 2

veces la separación en la zona de confinamiento = 20 cm.


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9 7 Diagramas de momentos


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9.8 Longitud de desarrollo

GANCHO A 90°

Varilla Diámetro (plg) Diámetro (mm) Diámetro (cm) Doblez (cm)

2 1/4" 6.35 0.635 7.62

12 db

3 3/8" 9.53 0.953 11.44

4 1/2" 12.7 1.27 15.24

5 5/8" 15.88 1.588 19.06

6 3/4" 19.05 1.905 22.86

7 7/8" 22.23 2.223 26.68

8 1" 25.4 2.54 30.48

GANCHO A 90° ESTRIBOS

Varilla Diámetro (plg) Diámetro (mm) Diámetro (cm) Doblez(cm)

2 1/4" 6.35 0.635 3.81

6 db3 3/8" 9.53 0.953 5.72

4 1/2" 12.7 1.27 7.62

5 5/8" 15.88 1.588 9.536 3/4" 19.05 1.905 22.86

12 db7 7/8" 22.23 2.223 26.688 1" 25.4 2.54 30.48


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9.9 Tablas resumen de columnas (Determinación del tipo de columna)


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