Memoria Técnica Techo Marzo 2009

Memoria Técnica

Centro Estudiantil del IFARHU

Dueño: IFARHU

Dra. Tania Croston de Caplier

Marzo 2009

Dra. Tania Croston de Caplier 394-3571, 6480-3787, [email protected]

Memoria Técnica de Cerchas de Centro Estudiantil IFARHU Página ii de 26

Diseño Estructural Residencia Unifamiliar

DUEÑO: IFARHU

SOLICITADO POR: Ing. José N. De Obaldía

RESPONSABLE: Ing. José N. De Obaldía, Tel.: 235-9676

UBICACIÓN: Comarca de Kuna Yala

PRESENTADO POR: Dra. Tania Croston de Caplier, Ingeniera Civil.

IDONEIDAD: 97-006-055

DISEÑO ESTRUCTURAL: Esta memoria técnica abarca el cálculo estructural de las cerchas del

techo, solicitado por el Ing. De Obaldía.

Los cálculos estructurales se realizan de acuerdo con los

requerimientos exigidos por el Reglamento para el Diseño Estructural en la

República de Panamá [REP_04].


Memoria Técnica de Cerchas de Centro Estudiantil IFARHU Página iii de 26

CONTENIDO

ÍNDICE DE FIGURAS ...................................................................................................................... iv

ÍNDICE DE TABLAS ...........................................................................................................................v

1. Introducción.................................................................................................................................6

2. Localización.................................................................................................................................6

3. Descripción del Tipo de Estructura .........................................................................................6

4. Análisis Estructural.....................................................................................................................6

4.1 Criterios utilizados para el análisis ..............................................................................6

4.2 Sistema de cargas de gravedad para el análisis ......................................................7

4.3 Combinaciones de cargas ............................................................................................7

5. Techo ...........................................................................................................................................9

5.1 Colocación de arriostres ...............................................................................................9

6. Refuerzo típico de vivienda pequeña recomendado por el REP......................................20

7. Bibliografía ................................................................................................................................26


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ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 5.1 Forma alternativa de arriostramiento usando platinas de 1/8” x ½”

soldadas a los patines de las carriolas. ........................................................ 9

Figura 5.2 Alineador: BSRRS de acero liso de ½” con sus respectivas tuercas. .............. 9

Figura 5.3 Sistema de arriostramiento de las carriolas HOPSA para techo típico. .......... 10

Figura 5.4 Vista general de Cercha A, cantos libres de 1m y claros de 5,3m de

longitud. .................................................................................................. 10

Figura 5.5 Detalle de Cercha A central ...................................................................... 11

Figura 5.6 Detalle de Cercha A en las esquinas, la cercha es simétrica en ambos

lados. ...................................................................................................... 11

Figura 5.7 Detalle de Cercha A1, cantos libres de 1m y claro central de 8,8m de

longitud. .................................................................................................. 12

Figura 5.8 Detalle de Cercha A1 en el lado izquierdo. ................................................. 12

Figura 5.9 Detalle de Cercha A1 en el canto libre izquierdo. ........................................ 13

Figura 5.10 Detalle de Cercha A1 en el lado derecho.................................................. 13

Figura 5.11 Detalle de Cercha A1 en el canto libre derecho. ........................................ 13

Figura 5.12 Detalle de Cercha A2, cantos libres de 1m, claro corto de 4m y claro

largo de 5m de longitud. ........................................................................... 14

Figura 5.13 Detalle de Cercha A2 en el lado izquierdo de 5m de largo.......................... 14

Figura 5.14 Detalle de Cercha A2 en el lado derecho de 4m de largo. .......................... 15

Figura 5.15 Detalle de Cercha A3, cantos libres de 1m, claro corto de 4,4m y claro

largo de 6,1m de longitud.......................................................................... 15

Figura 5.16 Detalle de Cercha A3 en el lado izquierdo de 4,4m.................................... 16

Figura 5.17 Detalle de Cercha A3 en el canto libre del lado izquierdo de am. ................ 16

Figura 5.18 Detalle de Cercha A3 en el lado derecho de 6,1m. .................................... 17

Figura 5.19 Detalle de Cercha A3 en el canto libre derecho de 1m............................... 17

Figura 5.20 Vista general de Cercha B, cantos libres de 1m y claros de 5m de

longitud. .................................................................................................. 18


Memoria Técnica de Cerchas de Centro Estudiantil IFARHU Página v de 26

Figura 5.21 Detalle de Cercha B en el claro central de 5m........................................... 18

Figura 5.22 Detalle de Cercha B del 1 y 3 claro de 5m. ............................................... 19

Figura 5.23 Detalle de Cercha B en el canto libre de 1m. ............................................ 19

Figura 6.1 Intersección en planta de cimientos de paredes. ......................................... 20

Figura 6.2 Secciones transversales de cimientos de paredes. ..................................... 21

Figura 6.3 Detalles típicos de columnas de amarre. .................................................... 22

Figura 6.4 Detalles típicos de vigas de amarre. .......................................................... 23

Figura 6.5 Refuerzo alrededor de puertas. ................................................................. 24

Figura 6.6 Refuerzo alrededor de ventanas................................................................ 25

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 4.1 Combinaciones de carga para el Diseño del concreto según ACI 318-02.......... 7

Tabla 4.2 Combinaciones de carga para el Diseño del concreto según ACI 318-02.......... 8


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1. Introducción

Este documento presenta la memoria técnica del diseño estructural de los dos tipos de

cerchas diseñadas para la estructura del techo del proyecto en referencia.

Para el diseño estructural se utilizaron las cargas de diseño recomendadas por el Reglamento

para el Diseño Estructural en la República de Panamá [REP_04], detalladas en la sección

Análisis Estructural de este documento.

Se modelaron usando como herramienta de trabajo el programa ETABS versión v9.0.7.

2. Localización

El Centro Estudiantil de IFARHU se encuentra localizado en la Comarca de Kuna Yala, en la

República de Panamá.

3. Descripción del Tipo de Estructura

Las cerchas están compuestas por doble ángulos en su mayoría 2x2x1/4 y unas cuantas

secciones de 3x3x1/4, de acero según la norma ASTM A-36.

4. Análisis Estructural

4.1 Criterios utilizados para el análisis

a) Las cargas de gravedad fueron definidas de acuerdo al peso propio de los

elementos existentes (ángulos), el uso actual de la estructura y las provisiones del

Reglamento para el Diseño Estructural en la República de Panamá [REP_04].

b) El análisis de cargas laterales se realizó, atendiendo las provisiones sísmicas y de

cargas viento del Reglamento para el Diseño Estructural en la República de

Panamá [REP_04].



4.2 Sistema de cargas de gravedad para el análisis

a. Carga de Techo

Carga Viva: 45 Kg/m2 Carga Muerta: 50 Kg/m2

El peso propio es calculado directamente por el programa ETABS.

4.3 Combinaciones de cargas

Las combinaciones de cargas se encuentran resumidas en la Tabla 4.1 según las

recomendaciones del ACI 318-02 y el REP 2004. Donde :

DL es la carga de muerta superpuesta L es la carga viva E es la carga debido al sismo W es la carga de viento Lr es la carga viva en el techo Tabla 4.1 Combinaciones de carga para el Diseño del concreto según ACI 318-02.

DL L E W Lr COMBU01 1.40 COMBU01 1.40 D COMBU02 1.20 1.60 0.50 COMBU02 1.20 D + 1.60 L+ 0.50 Lr COMBU03 1.20 0.50 1.60 COMBU03 1.20 D + 0.50 L+ 1.60 Lr COMBU04 1.20 0.80 1.60 COMBU04 1.20 D + 1.60 Lr+ 0.80 Wx COMBU05 1.20 0.80 1.60 COMBU05 1.20 D + 1.60 Lr -0.80 Wx COMBU06 1.20 0.80 1.60 COMBU06 1.20 D + 1.60 Lr+ 0.80 Wy COMBU07 1.20 0.80 1.60 COMBU07 1.20 D + 1.60 Lr -0.80 Wy COMBU08 1.20 0.50 1.60 0.50 COMBU08 1.20 D + 0.50 L+ 0.50 Lr+ 1.60 Wx COMBU09 1.20 0.50 1.60 0.50 COMBU09 1.20 D + 0.50 L+ 0.50 Lr -1.60 Wx COMBU10 1.20 0.50 1.60 0.50 COMBU10 1.20 D + 0.50 L+ 0.50 Lr+ 1.60 Wy COMBU11 1.20 0.50 1.60 0.50 COMBU11 1.20 D + 0.50 L+ 0.50 Lr -1.60 Wy COMBU12 0.90 1.60 COMBU12 0.90 D + 1.60 Wx COMBU13 0.90 1.60 COMBU13 0.90 D -1.60 Wx COMBU14 0.90 1.60 COMBU14 0.90 D + 1.60 Wy COMBU15 0.90 1.60 COMBU15 0.90 D -1.60 Wy COMBU16 1.20 0.50 1.00 COMBU16 1.2900 D + 0.50 L+ 1.00 Qx COMBU17 1.20 0.50 1.00 COMBU17 1.2900 D + 0.50 L -1.00 Qx COMBU18 1.20 0.50 1.00 COMBU18 1.2900 D + 0.50 L+ 1.00 Qy COMBU19 1.20 0.50 1.00 COMBU19 1.2900 D + 0.50 L -1.00 Qy COMBU20 0.90 1.00 COMBU20 0.8100 D + 1.00 Qx COMBU21 0.90 1.00 COMBU21 0.8100 D -1.00 Qx COMBU22 0.90 1.00 COMBU22 0.8100 D + 1.00 Qy COMBU23 0.90 1.00 COMBU23 0.8100 D -1.00 Qy



La Tabla 4.2 muestra las combinaciones de carga de servicio utilizadas para el análisis.

Tabla 4.2 Combinaciones de carga para el Diseño del concreto según ACI 318-02. DL L E W Lr COMBS47 1.00 COMBS47 1.00 D COMBS48 1.00 1.00 COMBS48 1.00 D + 1.00 L COMBS49 1.00 1.00 1.00 COMBS49 1.00 D + 1.00 L+ 1.00 Lr COMBS50 1.00 1.00 COMBS50 1.00 D + 1.00 Wx COMBS51 1.00 1.00 COMBS51 1.00 D -1.00 Wx COMBS52 1.00 1.00 COMBS52 1.00 D + 1.00 Wy COMBS53 1.00 1.00 1.00 COMBS53 1.00 D -1.00 Wy COMBS54 1.00 1.00 1.00 COMBS54 1.00 D + 1.00 L+ 1.00 Wx COMBS55 1.00 1.00 1.00 COMBS55 1.00 D + 1.00 L -1.00 Wx COMBS56 1.00 1.00 1.00 COMBS56 1.00 D + 1.00 L+ 1.00 Wy COMBS57 1.00 1.00 1.00 COMBS57 1.00 D + 1.00 L -1.00 Wy COMBS58 1.00 0.70 COMBS58 0.937 D + 0.70 Qx COMBS59 1.00 0.70 COMBS59 0.937 D -0.70 Qx COMBS60 1.00 0.70 COMBS60 0.937 D + 0.70 Qy COMBS61 1.00 0.70 COMBS61 0.937 D -0.70 Qy COMBS62 1.00 1.00 0.70 COMBS62 1.063 D + 1.00 L+ 0.70 Qx COMBS63 1.00 1.00 0.70 COMBS63 1.063 D + 1.00 L -0.70 Qx COMBS64 1.00 1.00 0.70 COMBS64 1.063 D + 1.00 L+ 0.70 Qy COMBS65 1.00 1.00 0.70 COMBS65 1.063 D + 1.00 L -0.70 Qy



5. Techo

Se utilizar. Con carriolas 4 x 2 cal 18 espaciadas a 0,75 m centro a centro, con arriostres

colocados en el centro del claro cuando la longitud libre sea superior a 2m.

5.1 Colocación de arriostres

Para luces menores de 8.00 metros suficientes con arriostrar a la mitad del claro (@L/2). Los

arriostramientos (tensores o alineadores) generalmente consisten de:

a. Platinas de 1/8” x ½” o 1” de ancho soldadas a los patines superiores e inferiores de las

carriolas.

b. Barras de acero lisas de ½” de diámetro enroscadas en sus extremos, con sus

respectivas tuercas, que van ancladas diagonalmente a las carriolas, tal como se

muestran en el esquema.

Las figuras siguientes muestran detalles del techo.

Figura 5.1 Forma alternativa de arriostramiento usando platinas de 1/8” x ½” soldadas a los

patines de las carriolas.

Figura 5.2 Alineador: BSRRS de acero liso de ½” con sus respectivas tuercas.



Figura 5.3 Sistema de arriostramiento de las carriolas HOPSA para techo típico.

Se utilizarán dos tipos de cerchas, identificadas como A, A1, A2, A3 y B. En las siguientes

figuras se muestran los detalles de las mismas.

Figura 5.4 Vista general de Cercha A, cantos libres de 1m y claros de 5,3m de longitud.



Figura 5.5 Detalle de Cercha A central

Figura 5.6 Detalle de Cercha A en las esquinas, la cercha es simétrica en ambos lados.



Figura 5.7 Detalle de Cercha A1, cantos libres de 1m y claro central de 8,8m de longitud.

Figura 5.8 Detalle de Cercha A1 en el lado izquierdo.



Figura 5.9 Detalle de Cercha A1 en el canto libre izquierdo.

Figura 5.10 Detalle de Cercha A1 en el lado derecho.

Figura 5.11 Detalle de Cercha A1 en el canto libre derecho.



Figura 5.12 Detalle de Cercha A2, cantos libres de 1m, claro corto de 4m y claro largo de 5m de longitud.

Figura 5.13 Detalle de Cercha A2 en el lado izquierdo de 5m de largo.



Figura 5.14 Detalle de Cercha A2 en el lado derecho de 4m de largo.

Figura 5.15 Detalle de Cercha A3, cantos libres de 1m, claro corto de 4,4m y claro largo de 6,1m de longitud.



Figura 5.16 Detalle de Cercha A3 en el lado izquierdo de 4,4m.

Figura 5.17 Detalle de Cercha A3 en el canto libre del lado izquierdo de am.



Figura 5.18 Detalle de Cercha A3 en el lado derecho de 6,1m.

Figura 5.19 Detalle de Cercha A3 en el canto libre derecho de 1m.



Figura 5.20 Vista general de Cercha B, cantos libres de 1m y claros de 5m de longitud.

Figura 5.21 Detalle de Cercha B en el claro central de 5m.



Figura 5.22 Detalle de Cercha B del 1 y 3 claro de 5m.

Figura 5.23 Detalle de Cercha B en el canto libre de 1m.



6. Refuerzo típico de vivienda pequeña recomendado por el REP

En el capítulo No.6 del Reglamento para el Diseño Estructural en la República de Panamá, se

indican detalles mínimos para el refuerzo de la pequeña vivienda.

Se indica que se deben colocar columnas de amarre en todas las intersecciones de paredes y

a los lados de las aberturas.

A continuación se muestran los detalles típicos de la pequeña vivienda recomendados por el

Reglamento para el Diseño Estructural en la República de Panamá.

Figura 6.1 Intersección en planta de cimientos de paredes.



Figura 6.2 Secciones transversales de cimientos de paredes.



Figura 6.3 Detalles típicos de columnas de amarre.



Figura 6.4 Detalles típicos de vigas de amarre.



Figura 6.5 Refuerzo alrededor de puertas.



Figura 6.6 Refuerzo alrededor de ventanas.



7. Bibliografía

[ACI_02] ACI committee 318. “Building Code Requirements for Structural Concrete” (ACI 318 02). American Concrete Institute, USA, 2002.

[FEM_92] FEMA-178. NEHRP (National Earthquake Hazards Reduction Program) Handbook for the Seismic Evaluation of Existing Buildings. Washington, Junio 1992.

[REP_04] Junta Técnica de Ingeniería y Arquitectura. Reglamento para el Diseño Estructural en la República de Panamá (REP-2004). Panamá, 2004.

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