Proyecto Final de Estructuras de Mamposteria

UNIVERSIDAD LATINA DE AMERICA

2010

Proyecto casa-habitación

“Análisis de muros de carga” Estructuras de mampostería

Alvaro Orozco Gutiérrez.

ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERIA Página 2

INDICE.

Pág.

Plano de áreas tributarias------------------------------------------------------------- adjunto

Datos generales de la construcción------------------------------------------------------ 2

Estratigrafía nominal de las losas---------------------------------------------------------- 4

Cargas por metro cuadrado en entrepiso y azotea (m2) ------------------------------ 4

Cargas actuantes sobre los muros----------------------------------------------------------- 7

Análisis por carga vertical-------------------------------------------------------------------- 12

Revisión por sismo----------------------------------------------------------------------------- 15

Conclusión de análisis--------------------------------------------------------------------------20

Datos generales de la construcción.

TIPO DE CONSTRUCCION:

Casa-habitación

NUMERO DE ENTREPISOS:

Tres niveles: primera planta, segunda planta y azotea (con cuarto de

servicio).

GRUPOS DE CONSTANTES:

1(muro de tabique de 15 cm de espesor).

CLASIFICACION DEL TERRENO (I/II/II): Tipo 1 (articulo 170 pagina 62 reglamento de construcción para el

Distrito Federal).

CLASIFICACION DE LA CONSTRUCCION SEGÚN DESTINO(A/B/C):

Grupo C ( articulo 139 pagina 55 reglamento de construcción para el

Distrito Federal

CLASIFICACION DE LA CONSTRUCCION SEGÚN ESTRUCTURA (1/2/3/4):

Tipo 1


COEFICIENTE SISMICO(Cs):

Cs = 0.54 (zona C, tipo de terreno 1, coeficiente según tabla 3.1

página 10 normas y especificaciones para estudios proyectos

construcción e instalación, volumen 4 “seguridad estructural”).

FACTOR DE DUCTILIDAD (Q = 4/3/2/1.5/1):

Q = 4 ( pagina 11 y 12, de normas complementarias de diseño por

sismo, sección 5.1.b )

COEFICIENTE SISMICO REDUCIDO POR DUCTILIDAD:

Q’= 0.27 ( tabla 7.1 página 14 normas y especificaciones para

estudios, proyectos, construcción e instalaciones)

AREA DE LOSA EN CADA NIVEL:

Primera planta: 91.872 m2

Segunda planta:82.060 m2

Tercera planta:35.182 m2

ALTURA LIBRE DE PRIMER ENTREPISO:

h = 2.43

ALTURA LIBRE DE SEGUNDO ENTREPISO:

h = 2.43

ALTURA LIBRE SE TERCER ENTREPISO:

h = 2.43

TIPO DE CONFINAMIENTO EN MUROS:

Confinados con castillo de concreto reforzado

MATERIAL DEL MURO:

Muros de tabique macizo recocido

ESPESOR NOMINAL DE LOS MUROS:

e = 15 cm

TIPO DE MORTERO A EMPLEAR EN LAS JUNTAS:

Mortero tipo II (clasificación según tabla 2.2 página 12 normas

complementarias para diseño y construcción de estructuras de

mampostería).

ESPESOR NOMINAL DE LA SEGUNDA Y TERCERA LOZA:

H = 10 cm

ESPESOR NOMINAL DE LA PRIMERA LOZA:

H = 12 cm


ESTRATIGRAFIA NOMINAL DE LAS LOSAS

ESTRATIGAFIA DE AZOTEA

ESTRATIGRAFIA DE PRIMER ENTREPISO

CARGAS POR METRO CUADRADO EN ENTREPISO Y AZOTEA (M2).

NIVEL DE AZOTEA:

IMPERMEABILIZANTE PARA AZOTEA --------------------------------------------- = 2.00 kg/m2

LADRILLO DE BARRO COCIDO -------------------------0.02 x 1.00 x 1.00 x 1500 = 30.00kg/m2

FIRME (cemento – arena) -----------------------------0.02 x 1.00 x 1.00 x 2000 = 40.00kg/m2

RELLENO DE TEPETATE ---------------------------------0.04 x 1.00 x 1.00 x 1100 = 44.00kg/m2

LOSA DE CONCRETO REFORZADO -------------------0.10 x 1.00 x 1.00 x 2400 = 240.00kg/m2


APLANADO DE YESO ------------------------------------0.02 x 1.00 x 1.00 x 1500 = 30.00kg/m2

---------------------

CARGA MUERTA: ----------------------------- C.M. = 386.00 kg/m2

CARGA VIVA PARA DISEÑO VERTICAL: ----- C.V. = 100.00kg/m2

---------------------

CARGA DE SERVICIO: ------------------------- W.s. = 486.00kg/m2

CARGA VIVA PARA DISEÑO POR SISMO: --- C.Vs. = 70.00kg/m2

NIVEL DE ENTREPISO:

Duela de madera (1plg) -------------------------------------0.0254 x 1.00 x 800 = 20.32 kg/m2

FIRME (cemento – arena) -----------------------------0.03 x 1.00 x 1.00 x 2000 = 40.00kg/m2

RELLENO DE TEPETATE ---------------------------------0.03 x 1.00 x 1.00 x 1100 = 22.00kg/m2

LOSA DE CONCRETO REFORZADO -------------------0.12 x 1.00 x 1.00 x 2400 = 288.00kg/m2

APLANADO DE YESO ------------------------------------0.02 x 1.00 x 1.00 x 1500 = 30.00kg/m2

---------------------

CARGA MUERTA: ----------------------------- C.M. = 400.32 kg/m2

CARGA VIVA PARA DISEÑO VERTICAL: ----- C.V. = 200.00kg/m2

---------------------

CARGA DE SERVICIO: ------------------------- W.s. = 600.32kg/m2

CARGA VIVA PARA DISEÑO POR SISMO: --- C.Vs. = 90.00kg/m2

MUROS:

PESO DEL MURO, CON APLANADO DE YESO: --------------- 0.16 x 1.00 x 1.00 x 1500 = 240.00kg/m2

PESO POR METRO LINEAL DEL MURO (ENTREPISO):-------- 240.00kg/m2 x 2.43 x 1.00 = 583.20kg/ml

PESO POR METRO LINEAL DEL MURO (AZOTEA):------------ 240.00kg/m2 x 2.23 x 1.00 = 535.20kg/ml


LONGITUD TOTAL DE MUROS EN PRIMERA PLANTA: ------------------------------------- = 53.16 ml

LONGITUD TOTAL DE MUROS EN SEGUNDA PLANTA: ------------------------------------ = 49.15 ml

LONGITUD TOTAL DE MUROS EN TERCERA PLANTA: -------------------------------------- = 25.20 ml

DISEÑO POR CARGA VERTICAL

CARGA TOTAL EN MUROS=PESO DE LA LOZA + PESO DE SEGUNDO* + PESO DE PRIMER +PESO MURO + PESO MURO DE PLANTA BAJA DE AZOTEA ENTREPISO ENTREPISO (T.P) (P.P+S.P)

PESO (W) = (386.00+100.00)35.182 + (386.00+100.00)82.060 + (400.32+200.00)91.872 + 535.20 (25.20)

+ 583.20 (53.16+49.15)

(W) = 17,098.452 + 39,881.16 + 55,152.60 + 13,487.04 + 59667.19

(W) = 185,286.44 Kg

SIMBOLOGIA

(T.P)= tercera planta

(S.P)=segunda planta

(P.P)=primera planta

* El segundo entrepiso se tomara construirá de tipo azotea ya que el cuarto de servicio es poco relativo

para construir losa de tipo entrepiso

CARGA PROMEDIO POR UNIDAD DE AREA DE CONSTRUCCION

= carga por m2 (kg/m2)

= carga total (kg/m2)


= Área total de construcción (m2)

CARGAS ACTUANTES SOBRE LOS MUROS.

Ejemplo 1 de cálculo:

Datos:

Muro 1

Longitud= 3.00 m

Área tributaria= 2.25 m2

Peso de de losa= 600.32 kg/m2

Peso del muro = 583.20 kg/ml

Cálculos.

( ) ( )

(2.25 m2)*(600.32 kg/m2) =

A

B

1


( ) ( )

( ) (

)

Carga recibida por el muro1 en la planta baja=carga actuante de la losa + carga actuante del muro


Datos:

Muro 4

Longitud= 3.00 m



4


Cálculos:

( ) ( )

(4.50 m2)*(600.32 kg/m2) =

( ) ( )

( ) (

) =



19


Datos:

Muro 19

Longitud= 3.65 m

Área tributaria1= 3.331 m2

Área tributaria2= 5.90 m2

Longitud de base mayor del área tributaria 2 = 4.95 m



Cálculos.

(

) ( )

Nota: el muro no está cargando la totalidad de la carga para lo cual se obtiene el valor parcial del area

tributaria.

(

) ( )

( )

( ) ( )

(7.682m2)*(486.00 kg/m2) =

( ) ( )

( ) (

)



PROGRAMACION DE LO MUROS POR CARGAS ACTUANTES SOBRE LOS MUROS DE LA PRIMERA PLANTA:

PROGRAMACION DE LO MUROS POR CARGAS ACTUANTES SOBRE LOS MUROS DE LA SEGUNDA PLANTA:

SEGUNDA PLANTA

MURO DIRECCION AREA

TRIBUTARIA(m2)

LONGITUD DE

MURO(m)

PESO SEGUNDO ENTREPISO

(486.00kg/m2)

PESO DE MUROS (583.20 kg/ml)

CARGA TOTAL

ACTUANTE

15 Y 2.250 3.000 1093.500 1749.60 2843.100

16 Y 2.890 3.400 1404.540 1982.88 3387.420

17 Y 3.331 3.650 1618.866 2128.68 3747.546

18 Y 4.500 3.000 2187.000 1749.60 3936.600

19 Y 7.682 3.650 3733.452 2128.68 5862.132

20 Y 1.425 1.900 692.550 1108.08 1800.630

PRIMERA PLANTA

MURO DIRECCION AREA

TRIBUTARIA(m2)

LONGITUD DE

MURO(m)

PESO PRIMER ENTREPISO

(600.32kg/m2)

PESO DE MUROS (583.20 kg/ml)

CARGA TOTAL

ACTUANTE

1 Y 2.250 3.00 1350.720 1749.60 3100.320

2 Y 2.890 3.40 1734.925 1982.88 3717.805

3 Y 3.331 3.65 1999.666 2128.68 4128.346

4 Y 4.500 3.00 2701.440 1749.60 4451.040

5 Y 1.125 0.75 675.360 437.40 1112.760

6 Y 6.662 3.65 3999.332 2128.68 6128.012

7 Y 4.650 3.00 2791.488 1749.60 4541.088

8 Y 5.811 3.65 3488.460 2128.68 5617.140

9 X 0.956 0.55 573.906 320.76 894.666

10 X 0.869 0.65 521.678 379.08 900.758

11 X 2.813 3.00 1688.700 1749.60 3438.300

12 X 1.755 2.70 1053.562 1574.64 2628.202

13 X 4.732 3.00 2840.714 1749.60 4590.314

14 X 0.645 0.65 387.206 379.08 766.286


21 Y 3.159 2.650 1535.274 1545.48 3080.754

22 X 0.609 0.650 295.974 379.08 675.054

23 X 1.594 1.700 774.684 991.44 1766.124

24 X 2.766 2.950 1344.276 1720.44 3064.716

25 X 3.064 1.600 1489.104 933.12 2422.224

26 X 2.950 2.950 1433.700 1720.44 3154.140

27 X 3.152 1.600 1531.872 933.12 2464.992

28 X 1.513 1.075 735.318 626.94 1362.258

29 X 1.302 0.925 632.772 539.46 1172.232

30 X 0.985 0.925 478.710 539.46 1018.170

31 X 1.075 1.075 522.450 626.94 1149.390

PROGRAMACION DE LO MUROS POR CARGAS ACTUANTES SOBRE LOS MUROS DE LA SEGUNDA PLANTA:

ANALISIS POR CARGA VERTICAL

CARGA VERTICAL ACTUANTE= CARGA TOTAL ACTUANTE (calculada en sección anterior).

FACTOR REDUCTIVO= 0.60 (factores de resistencia sección 3.1.4 pagina 17 normas

técnicas complementarias para diseño y construcción de estructuras de mampostería).

FACTOR DE EXCENTRICIDAD= 0.60 en muros exteriores o colindantes y 0.70 en muros

interiores (factores de reducción por los efectos de excentricidad y esbeltez sección

3.2.2.3 página 19 normas técnicas complementarias para diseño y construcción de

estructuras de mampostería).

TERCERA PLANTA

MURO DIRECCION AREA

TRIBUTARIA(m2)

LONGITUD DE

MURO(m)

PESO DE AZOTEA

(486.00kg/m2)

PESO DE MUROS

(535.20kg/ml)

CARGA TOTAL

ACTUANTE

32 Y 3.331 3.65 1618.866 1953.48 3572.346

33 Y 3.803 3.65 1848.258 1953.48 3801.738

34 Y 1.144 1.20 555.984 642.24 1198.224

35 X 2.923 2.95 1420.578 1578.84 2999.418

36 X 4.101 2.95 1993.086 1578.84 3571.926

37 X 4.402 2.95 2139.372 1578.84 3718.212

38 X 5.569 4.00 2706.534 2140.80 4847.334


RESISTENCIA DE LA MAPOSTERIA= 15kg/m2 (resistencia de diseño a compresión de la

mampostería, fm*, para algunos tipos de piezas, sobre área bruta tabla 2.8 pagina 14,

normas técnicas complementarias para diseño y construcción de estructuras de

mampostería)

RESISTENCIA A CARGA VERTICAL= (calcula con formula resistencia a compresión de

muros confinados sección 5.3.1 página 30 normas complementarias pasra diseño y

construcción de estructuras de mampostería).

CARGA ACTUANTE CON FACTOR DE CARGA= CARGA ACTUANTE*1.40

PROGRAMACION DE ANALISIS POR CARGA VERTICAL PRIMERA PLANTA.

PRIMERA PLANTA

MURO CARGA VERTICAL

ACTUANTE

FACTOR REDUCTIVO

(FR)

FACTOR DE EXCENTRICIDAD

(FE)

RESISTENCIA DE LA

MAMP. (fm*)

AREA DE

APOYO DE LOS MUROS

RESISTENCIA A CARGA VERTICAL

(PR=FR*FE*(fm*)*At)

CARGA ACTUANTE

CON FACTOR DE

CARGA=1.40

1 3100.32 kg 0.60 0.60 15.00 kg/cm2 4500.00

cm2 24300 kg 4340.448 kg

2 3717.805 0.60 0.60 15.00 5100.00 27540.00 5204.927

3 4128.346 0.60 0.60 15.00 5475.00 29565.00 5779.684

4 4451.040 0.60 0.70 15.00 4500.00 28350.00 6231.456

5 1112.760 0.60 0.70 15.00 1125.00 7087.50 1557.864

6 6128.012 0.60 0.70 15.00 5475.00 34492.50 8579.217

7 4541.088 0.60 0.60 15.00 4500.00 24300.00 6357.523

8 5617.140 0.60 0.60 15.00 5475.00 29565.00 7863.995

9 894.666 0.60 0.60 15.00 825.00 4455.00 1252.532

10 900.758 0.60 0.60 15.00 975.00 5265.00 1261.061

11 3438.300 0.60 0.70 15.00 4500.00 28350.00 4813.620

12 2628.202 0.60 0.70 15.00 4050.00 25515.00 3679.482

13 4590.314 0.60 0.70 15.00 4500.00 28350.00 6426.440

14 766.286 0.60 0.60 15.00 975.00 5265.00 1072.801


PROGRAMACION DE ANALISIS POR CARGA VERTICAL SEGUNDA PLANTA.

PROGRAMACION DE ANALISIS POR CARGA VERTICAL TERCERA PLANTA.

SEGUNDA PLANTA

MURO CARGA VERTICAL

ACTUANTE

FACTOR REDUCTIVO

(FR)


(FE)

RESISTENCIA DE LA

MAMP. (fm*)

AREA DE

APOYO DE LOS MUROS


(PR=FR*FE*(fm*)*At)

CARGA ACTUANTE

CON FACTOR DE

CARGA=1.40

15 2843.100kg 0.60 0.60 15.00

kg/cm2 4500.00

cm2 24300.00 kg 3980.34 kg

16 3387.420 0.60 0.60 15.00 5100.00 27540.00 4742.388

17 3747.546 0.60 0.60 15.00 5475.00 29565.00 5246.564

18 3936.600 0.60 0.70 15.00 4500.00 28350.00 5511.240

19 5862.132 0.60 0.70 15.00 5475.00 34492.50 8206.985

20 1800.630 0.60 0.60 15.00 2850.00 15390.00 2520.882

21 3080.754 0.60 0.60 15.00 3975.00 21465.00 4313.056

22 675.054 0.60 0.60 15.00 975.00 5265.00 945.076

23 1766.124 0.60 0.60 15.00 2550.00 13770.00 2472.574

24 3064.716 0.60 0.70 15.00 4425.00 27877.50 4290.602

25 2422.224 0.60 0.70 15.00 2400.00 15120.00 3391.114

26 3154.140 0.60 0.70 15.00 4425.00 27877.50 4415.796

27 2464.992 0.60 0.70 15.00 2400.00 15120.00 3450.989

28 1362.258 0.60 0.60 15.00 1612.50 8707.50 1907.161

29 1172.232 0.60 0.60 15.00 1387.50 7492.50 1641.125

30 1018.170 0.60 0.60 15.00 1387.50 7492.50 1425.438

31 1149.390 0.60 0.60 15.00 1612.50 8707.50 1609.146

TERCERA PLANTA

MURO CARGA VERTICAL

ACTUANTE

FACTOR REDUCTIVO

(FR)


(FE)

RESISTENCIA DE LA

MAMP. (fm*)

AREA DE APOYO DE LOS MUROS


(PR=FR*FE*(fm*)*At)

CARGA ACTUANTE

CON FACTOR DE

CARGA=1.40

32 3572.346

kg 0.60 0.60 15.00

kg/cm2 5475.00

cm2 29565.00 kg 5322.433 kg

33 3801.738 0.60 0.60 15.00 5475.00 29565.00 5322.433

34 1198.224 0.60 0.60 15.00 1800.00 9720.00 1677.514

35 2999.418 0.60 0.60 15.00 4425.00 23895.00 4199.185

36 3571.926 0.60 0.60 15.00 4425.00 23895.00 5000.696


REVISION POR SISMO.

La elección de analizar la planta baja se tomo debido a que la longitud de los

muros de carga en planta baja es menor que en planta media (segunda planta)

además existe una longitud considerable de muros colindantes. La elección solo

se realizo entre estos dos debido a que la azotea solo cuenta con un cuarto de

servicio cálculo que no sería representativo del proyecto

DISEÑO POR CARGA DE SISMO.

CARGA TOTAL EN MUROS=PESO DE LA LOZA + PESO DE SEGUNDO + PESO DE PRIMER +PESO MURO + PESO MURO DE PLANTA BAJA DE AZOTEA ENTREPISO ENTREPISO (T.P) (P.P+S.P)

( ) ( ) ( )

( ) ( )

METODO SIMPLIFICADO DE DISEÑO SISMICO.

Consideraciones que se deben tener para el análisis.

Más del 75% de las cargas verticales están soportadas por muros ligados por una losa

monolítica.

La distribución de los muros es simétrica con respecto a los ejes ortogonales principales.

La relación longitud/base no excede de 2

37 3718.212 0.60 0.60 15.00 4425.00 23895.00 5205.497

38 4847.334 0.60 0.60 15.00 6000.00 32400.00 6786.268


La relación altura/ancho mínimo de la base deberá de ser menor a 1.5

Coeficientes sísmicos

Cs = 0.54 coeficiente sísmico

Q’ = 0.27 sísmico reducido por ductilidad

FUERZA CORTANTE BASAL EN CADA DIRECCION

Vx = Vy = Q’* Ws

Vx = Vy = 0.27 (152.72 ton)

Vx = Vy = 41.234 ton

ESFUERZO CORTANTE.

Donde:

( )

( )

( )

( )

( ) ( )


FUERZA CORTANTE RESISTENTE.

( ) ( )

(

)

( )

(

)

( ( )) ( ( ))

REVISION DE MUROS POR SISMO.

DIRECCION EN "X"

MURO LONGITUD

(cm) Fi = (1.33 L/H)2 AREA

EQUVALENTE

9 55.00 0.091 74.760 10 65.00 0.127 123.402 11 300.00 1.000 4500.000 12 270.00 1.000 4050.000 13 300.00 1.000 4500.000 14 65.00 0.127 123.402 SUMA= 13371.564


DATOS:

Espesor del muro e = 15 cm

Altura del muro h= 243 cm

NOTA:

si la relacion de H/L no sobrepasa el 1.33 el Fi se tomara como 1.00 de lo contario se calculara con la formula especificada

CALCULOS:

AREA EQUIVALENTE = ( LONGITUD (cm)*ESPESOR(cm)*Fi)

DIRECCION EN "X"

MURO LONGITUD

(cm) Fi = (1.33 L/H)2 AREA

EQUVALENTE

1 225.000 1.000 3375.000 2 289.000 1.000 4335.000 3 333.100 1.000 4996.500 4 450.000 1.000 6750.000 5 112.300 1.000 1684.500 6 666.200 1.000 9993.000 7 465.000 1.000 6975.000 8 581.100 1.000 8716.500 SUMA= 46825.500

DATOS:

Espesor del muro e = 15 cm

Altura del muro h= 243 cm

NOTA:

si la relacion de H/L no sobrepasa el 1.33 el Fi se tomara como 1.00 de lo contario se calculara con la formula especificada

CALCULOS:

AREA EQUIVALENTE = ( LONGITUD (cm)*ESPESOR(cm)*Fi)


COMPROBACION DE DISEÑO POR SISMO.

Dirección “X”

∑( )

( )

( )

Dirección “Y”

∑( )

( )

( )

COMPORBACION DE CARGA POR SISMO

( )

( )


Conclusión:

Como conclusión se determino que en el diseño por sismo, debido a que la casa

se encuentra en una zona tipo B no cumplió con los requerimientos necesarios en

el sentido Y de los muros. Aunque en el sentido de las X se cumplió con cierta

ventaja y se cumplió con los requerimientos especificados en el reglamento por

sismos del distrito federal. Es necesario rediseñar la casa y reforzar el sentido de

las Y. dada la materia no se conto con el cálculo de rigidez que otorgan las trabes

por lo que es posible que con ayuda de estos elementos estructurales se rigidice

la estructura y cumpla con lo requerido.

Proyecto Final de Estructuras de Mamposteria

Documents

Transcript of Proyecto Final de Estructuras de Mamposteria