Tesina ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE UNA VIVIENDA DE DOS PLANTAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Tecnologa de la Construccin

Curso de Obras Verticales

ANLISIS Y DISEO ESTRUCTURAL DE UNA VIVIENDA DE DOS PLANTAS

Tesina para optar al Ttulo de INGENIERO CIVIL

Elaborado por: JORGE ALESSANDRO GONZALES ORDOEZ

MOISES ABRAHAM ALVARADO PEREZ

Tutor: MSC.ING. CARLOS GUITERREZ MENDOZA

Managua, Septiembre de 2009

DEDICATORIADEDICATORIADEDICATORIADEDICATORIA

]x `| x | v w | ]x `| x | v w | ]x `| x | v w | ]x `| x | v w | A

i|z x w x Ztwt xi| z x w x Ztwt xi| z x w x Ztwt xi| z x w x Ztwt x AAAA

`| Tu x | t`| Tu x | t`| Tu x | t`| Tu x | t AAAA

`| ctw x `| ctw x `| ctw x `| ctw x

Por bendecir nuestros caminos y darnos la oportunidad de

estar en este lugar.

Por ser la madre que ha estado uniendo nuestras familias

llenndonos de bendiciones.

W | t [A w x Zt x ; A x A w<

Por sus sabios consejos, por su voz de aliento, por sus manos

duras en ocasiones necesarias y por su amor que es un regalo

de Dios.

\zA Wt | Z x [|wt z A

ft A ]t x | x bwx c| v tw A

Este gozo es de ellos por el sacrificio que han realizado en esta

difcil jornada para que su hijo se superara, por todo el amor

de padres que han podido dar, es una bendicin ser hijo de

Uds.

]z x T x tw Z x bwx

DEDICATORIADEDICATORIADEDICATORIADEDICATORIA

El temor de Dios es el principio del conocimiento. La sabidura y la disciplina son lo que han

despreciado los que simplemente son tontos (Prov.1:7).

Este trabajo est dedicado a mi Dios por haberme ayudado a culminar una etapa ms en mi

vida y ensearme a comprender que todo en la vida parte de l.

A mis padres ngel Alvarado y Sonia Cecilia Prez Alemn por haberme regalado una

Carrera universitaria y acompaado a travs de los aos por este caminar y darme su apoyo

incondicional.

A mi futura esposa Claudia Daniela Blanco Porras por brindarme sus palabras de nimo y

tener fe en m.

A mis hermanos que de alguna manera me han enseado a ser un hombre profesional en mi

vida.

A mis abuelos Estebana Alemn y Carlos Jos Pavn Hernndez por ensearme con sus

experiencias el deseo de lucha y superacin.

A mis profesores que influenciaron en m la necesidad de mejorar da a da y buscar siempre la

solucin tcnica a los problemas tanto en la vida profesional como personal.

Y a todos mis amigos que han vivido conmigo esta experiencia.

`| Tut{t T t tw c x A

AGRADECIMIENTO

Nuestro ms sincero agradecimiento a nuestro Tutor el Ing. Carlos

Gutirrez, por los conocimientos transferido y el tiempo dado para la

finalizacin de este trabajo.

De igual manera agradecemos al Ing. Rafael Guerrero por su apoyo

incondicional en la realizacin de este trabajo sin su ayuda no hubiramos

podido realizar un excelente trabajo.

Igualmente al Ing. Eddie Rafael Gutirrez G. por la disposicin

prestada en los momentos que necesitbamos hacerle una consulta.

Agradecemos la valiosa colaboracin del Arq. Elvis Lenin Alemn

Mndez al obsequiarnos los planos para el dicho trabajo.

A nuestros profesores que a lo largo de nuestra carrera nos han inculcado

valores y conocimiento los cuales nos han hecho las personas de bien que

somos ahora.


JJoorrggee AAlleessssaannddrroo GGoonnzzaalleess OOrrddooeess MMooiissss AAbbrraahhmm AAllvvaarraaddoo PPrreezz

CONTENIDO

CONTENIDO

SIMBOLOS...................................................................................................... i

GLOSARIO................................................................................................... vii

DEFINICIONES ............................................................................................ vii

I. ASPECTOS GENERALES. .................................................................... 1 1.1 INTRODUCCIN. .................................................................................... 2 1.2 OBJETIVOS. ........................................................................................... 4

1.3 JUSTIFICACIN. .................................................................................... 5 1.4 MARCO TERICO. ................................................................................. 6

1.4.1 Metodo de Diseo ..................................................................... 6

1.4.1.1 Resistencia Ultima ......................................................... 6

1.4.1.2 Ventajas de Diseo ........................................................ 6 1.4.1.3 Factores de Reduccion de Capacidad. ......................... 7

1.4.2 Sistemas Estructural (Marcos de Concreto) RNC. .................... 8 1.4.3 Marcos de Concreto ACI 318-05. .............................................. 9

1.4.3.1 Alcances ACI 318-05 .................................................. 10

1.4.3.2 Materiales ................................................................... 10

1.4.3.3 Requisitos para porticos intermedios Resistentes a Momentos ..................................................................... 11

1.4.3.4 Revision Columna fuerte- Viga debil ......................... 11

1.5 METODOLOGIA DE DISEO. .............................................................. 12 1.6 RESUMEN DEL TEMA. ......................................................................... 13

II. ANLISIS ESTRUCTURAL ................................................................. 14



CONTENIDO

2.1 GENERALIDADES. ............................................................................... 15

2.1.1 Descripcin de los materiales. .................................................. 15

2.1.1.1 Composicin de la Estructura. ................................... 15

2.1.1.2 Pesos volumtricos de los materiales. ...................... 15

2.1.1.3 Propiedades de los materiales. ................................. 15

2.1.2 Definicin de las cargas de diseo. .......................................... 16

2.1.1.1 Acciones permanentes: cargas muertas. .................. 17

2.1.1.2 Acciones variables: cargas vivas. .............................. 18

2.1.1.3 Acciones accidentales: cargas ssmicas. .................. 18

2.2 COMBINACIONES DE CARGAS. ......................................................... 21

2.3 MODELO ESTRUCTURAL. .................................................................. 22

2.4 DETERMINACION DEL CENTRO DE MASA DE CADA NIVEL. ......... 22

2.5 DETERMINACION DEL CENTRO DE RIGIDEZ DE CADA NIVEL. ..... 25

2.5.1 Centros de Rigidez Entrepiso. .................................................. 25

2.5.2 Calculo de excentricidad de diseo y posicion final del centro de masa. ....................................................................................... 27

III. DISEO Y REVISIN ESTRUCTURAL. ............................................. 30 3.1 DISEO DE ELEMENTOS SECUNDARIOS. ........................................ 31

3.1.1 Diseo de largueros de techo. .................................................. 31

3.1.1.1 Cargas gravitacionales. ............................................. 31

3.1.1.2 Caractersticas del larguero. ...................................... 31

3.1.1.3 Clasificacin de la estructura por viento. ................... 32

3.1.1.4 Velocidad de diseo del viento. ................................. 33

3.1.1.5 Factores y presiones del viento sobre el techo.......... 34



CONTENIDO

3.1.1.6 Clculo de fuerzas de diseo. ................................... 34

3.1.1.7 Revisin por flexin biaxial. ....................................... 36

3.1.1.8 Revisin de deflexiones. ............................................ 36

3.1.1.9 Diseo del sag-rods. .................................................. 37

3.1.2 Losa de entrepiso y lmina troquelada. .................................... 37

3.1.2.1 Configuracin global .................................................. 37

3.1.2.2 Cargas aplicadas. ...................................................... 39

3.1.2.3 Diseo por flexin. ..................................................... 40

3.1.2.4 Revisin de la deflexin. ............................................ 41

3.1.2.5 Diseo del refuerzo de la losa de concreto. .............. 42

3.1.3 Diseo de viguetas. .................................................................. 42

3.1.3.1 Vigueta de entrepiso. ................................................. 42

3.1.3.2 Cargas consideradas. ................................................ 43

3.1.3.3 Ancho efectivo de losa. .............................................. 44

3.1.3.4 Modulo de seccion requerida Sx................................ 44

3.1.3.5 Propiedades de la seccion transformada de acero. ... 44

3.1.3.6 Esfuerzo de los materiales . ...................................... 45

3.1.3.7 Control de deflexiones. .............................................. 46

3.1.3.8 Conectores de cortante ............................................. 46

3.1.4 Diseo de Soldaduras de Anclaje. ............................................ 47 3.1.4.1 Diseo de Soldadura de filete de 1" de 1/8 E70 ........ 47

3.1.4.2 Varilla de anclaje de seccion ..................................... 47

3.2 CARGAS DE DISEO. .......................................................................... 48

3.2.1 Cargas gravitacionales. ............................................................ 48



CONTENIDO

3.2.1.1 Cargas muertas. (Elementos no modelados con SAP 2000) .................................................................................. 48

3.2.1.2 Cargas vivas .............................................................. 49

3.3 CARGAS APLICADAS A LA ESTRUCTURA. ...................................... 49

3.3.1 Cargas en vigas de entrepiso. .................................................. 49

3.3.2 Cargas en vigas de techo liviano. ............................................. 49

3.4 DISEO Y REVISIN DE ELEMENTOS PRINCIPALES...................... 51 3.4.1 Secciones propuestas. ............................................................. 51

3.4.2 Revision de elementos principales de concreto. ....................... 51

3.4.2.1 Pedestal PD-1............................................................... 52

3.4.2.1.1 Revison de refuerzo longitudinales. ...................... 52

3.4.2.1.2 Revison de refuerzo horizontales. ........................ 52

3.4.2.2 Columna C-1. ............................................................... 53

3.4.2.2.1 Revison de refuerzo longitudinales. ...................... 53

3.4.2.2.2 Revison de refuerzo horizontales. ........................ 53

3.4.2.3 Viga Corona VC-1. ........................................................ 54

3.4.2.3.1 Revison del area min y max para esf. tension. ..... 54

3.4.2.3.2 Diseo de estribos. ............................................... 54

3.4.2.4 Viga Entrepiso VE-1 (interna). ...................................... 55 3.4.2.4.1 Revison del area min y max para esf. tension. ..... 55


3.4.2.5 Viga Entrepiso VE-2 (externa)). .................................... 56 3.4.2.5.1 Revison del area min y max para esf. tension. ..... 56




CONTENIDO

3.4.3 Revision de acero de refuerzo Capitulo 21 de ACI 318-05. ...... 57

3.4.3.1 Vnde Vigas Columnas y losas en dos direcciones que resisten efectos sismicos . ................................................ 57

3.4.3.2 Viga VE-1................................................................ 57

3.4.3.2.1 Sismo X. .......................................................... 57

3.4.3.2.2 Sismo Y. .......................................................... 58

3.4.3.3 Viga VC-1. .............................................................. 60

3.4.3.3.1 Sismo X. .......................................................... 60

3.4.3.3.2 Sismo Y. ........................................................... 61

3.4.3.4 Columna C-1........................................................... 62

3.4.3.4.1 Sismo X. .......................................................... 62

3.4.3.4.2 Sismo Y. ........................................................... 63

3.4.4 Acero de Refuerzo para riesgo Sismico Intermedio. ................ 64

3.4.3.1 Espaciamiento So de estribos cerrados . .................... 65

3.4.3.2 Espaciamiento Lo no debe exceder . ........................... 65

3.4.5 Revision de Columna Fuerte Viga Debil ................................... 65

3.5 DISEO DE ESTRUCTURA DE CIMENTACIN. ................................ 67 3.5.1 Viga de cimentacin. ................................................................ 68

3.5.1.1 Viga Asismica VA-1. ................................................... 68

3.5.1.1.1 Revison del area min y max para esf. tension. ..... 68

3.5.1.1.2 Diseo de estribos. .............................................. 68

3.5.2 zapatas. .................................................................................... 69

3.5.2.1 Z-1. ............................................................................. 69

3.5.2.1.1 Presion de contacto en la base. ............................ 69



CONTENIDO

3.5.2.1.2 Refuerzo. .............................................................. 70

3.5.2.1.3 Calcular la carga ultima de la zapat qu ................. 70

3.5.2.1.4 Peralte por penetracion. ....................................... 71

3.5.2.1.5 Peralte por contacto directo. ................................. 72

3.5.2.1.6 Area de Acero. ...................................................... 72

3.5.2.2 Z-2. ............................................................................. 73

3.5.2.2.1 Presion de contacto en la base. ............................ 73

3.5.2.2.2 Refuerzo. .............................................................. 74

3.5.2.2.3 Calcular la carga ultima de la zapat qu ................. 74

3.5.2.2.4 Peralte por penetracion. ....................................... 75

3.5.2.2.5 Peralte por contacto directo. ................................. 76

3.5.2.2.2 Area de Acero. ...................................................... 76

IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................................... 77 4.1 CONCLUSIONES .................................................................................. 78

4.2 RECOMENDACIONES. ......................................................................... 79

V. BIBLIOGRAFA .................................................................................... 80

VI. ANEXOS ............................................................................................... 82 6.1 ANEXO A: PLANOS ESTRUCTURALES ............................................. 83

6.2 ANEXO B: MODELO ESTRUCTURAL TRIDIMENSIONAL ................. 89

6.3 ANEXO C: REACCIONES EN LA CIMENTACIN. .............................. 94 6.4 ANEXO D: MODELO ESTRUC 3D ESCALERA ................................... 96

6.5 ANEXO E: REVISION DE COLUMNA FUERTE-VIGA DEBIL ............. 99

6.6 ANEXO F: TABLAS VARIAS .............................................................. 105

i



SIMBOLOS

SIMBOLOS Smbolo Definicin

A rea transversal del larguero. aA rea del acero

CA rea de concreto de losa.

.reqA rea requerida del sag-rod.

.mnSA rea de refuerzo mnimo.

vA rea de varilla de acero.

zA rea de zapata. B Ancho de la planta del edificio. B Ancho de zapata. CM Carga muerta.

pC Factores de presin del viento sobre el techo.

CR Centro de rigidez. CV Carga viva. CVP Carga viva puntual. CVR Carga viva reducida. E Efecto de la carga ssmica.

AEE, Mdulo de elasticidad del acero.

CE Mdulo de elasticidad del concreto.

bF Esfuerzo permisible a flexin.

CF Factores de carga.

EXXF Clasificacin del nmero de electrodo.

RF Factores de resistencia.

TRF Factor por topografa y rugosidad.

YF Esfuerzo mnimo de fluencia del grado de acero usado.

ii



SIMBOLOS

UF Esfuerzo mnimo de tensin.

wF Resistencia nominal de la soldadura.

F Factor de variacin con la altura.

sH Altura de conector.

aI Momento de inercia del acero

tI Momento de inercia de la seccin transformada.

YX II , Momento de inercia respecto a los ejes principales. L Largo de la planta del edificio. L Longitud de viga. L Largo de zapata.

aM Momento aplicado a la viga por cargas gravitacionales factorizadas.

.mxM Valor absoluto de momento mximo en el segmento.

nM Momento nominal.

pM Momento plstico.

pbM Momento plstico de la viga.

pcM Momento plstico de la columna.

uM Resistencia requerida a flexin en la cuerda (segmento). YX MM , Momento con respecto a los ejes principales.

rN Conector por costilla.

.reqN Nmero de conectores requeridos.

rP Resistencia requerida a compresin.

sP Carga axial de servicio.

uP Resistencia axial requerida en compresin

xP Componente de la carga puntual en el eje X.

yP Componente de la carga puntual en el eje Y.

SQ Efecto de las cargas de servicio.

iii



SIMBOLOS

NR Resistencia nominales mnimas.

nR Resistencia nominal de la conexin.

uR Resistencia requerida.

uR Resultante.

vR Resistencia nominal al cortante en la zona de panel

S Factor de amplificacin por tipo de suelo. S Espaciamiento entre vigas. SISX Espectro ssmico longitudinal. SISY Espectro ssmico transversal.

..

, mxmn SS Separacin mnima y mxima de conectores de cortante.

.mxS Separacin mxima del refuerzo por cortante

.teorS Separacin terica del refuerzo por cortante.

YX SS , Modulo elstico de la seccin tomado con respectos a los ejes principales.

T Perodo de la estructura. T Tensin en el perno de anclaje.

.mxT Tensin mxima en el sag-rod.

'V Fuerza cortante requerida transferida por conectores de cortantes.

DV Velocidad de diseo del viento.

RV Velocidad regional.

cV Resistencia nominal a cortante proporcionado por el concreto.

nV Resistencia nominal a cortante.

sV Resistencia nominal a cortante proporcionado por el refuerzo de

cortante.

uV Fuerza cortante mayorada en la seccin considerada.

CMW Peso por efecto de la carga muerta.

cW Peso del concreto (zapata + viga de cimentacin)

iv



SIMBOLOS

sW Peso del suelo por encima de la zapata.

vW Peso producto de la presin del viento.

yx WW , Componentes de los peso en los ejes principales. a

Ordenada del espectro de aceleraciones para diseo ssmico.

0a Aceleracin mxima del terreno.

b Ancho tributario de losa. b Ancho viga de cimentacin.

eb Ancho efectivo de losa.

efb Ancho efectivo de losa transformado.

d Peralte nominal del acero d Distancia desde la parte superior de la viga de cimentacin al

refuerzo a tensin.

bd Profundidad total de la viga.

cd Profundidad total de la columna.

zd Profundidad de la zona de panel entre las placas de continuidad. e

Excentricidad.

De Excentricidad de diseo.

.Equive Espesor equivalente de lmina troquelada.

.Pr ome Espesor de mortero promedio en techo plano.

..Re Equivlle Espesor de relleno de concreto equivalente.

bf Esfuerzo de flexionen la viga. Cf ' Resistencia a la compresin del concreto.

Sf Esfuerzo en el refuerzo calculado para cargas de servicio. g Aceleracin de la gravedad, 9.81 m/s

h Peralte total de la viga de cimentacin.

Losaeh, Espesor de la losa.

v



SIMBOLOS

rh Alto de costilla de lmina troquelada.

2h Distancia entre el refuerzo a compresin y el refuerzo a tensin. l Longitud de claro libre. n

Relacin modular

zp Presin de diseo.

q Resistencia nominal de un conector de cortante.

s Separacin de larguero.

s Separacin del refuerzo en la losa de concreto.

s Separacin entre el refuerzo superficial en la viga de cimentacin.

t Espesor de lmina troquelada.

wt Espesor del acero

cw Peso del concreto por unidad de volumen.

rw Ancho de costilla de lmina troquelada.

mayorrw Ancho de costilla mayor de lmina troquelada.

zw Ancho de la zona de panel entre los patines de la columna.

by Centroide de la viga compuesta.

ty Centroide de la viga compuesta transformada

z Altura mxima del edificio.

Exponente que determina la forma de la variacin de la velocidad

del viento con la altura. Desplazamiento.

CV Deflexin por carga viva.

.

mx Deflexin mxima.

.

perm Deflexin permisible.

Acero Peso especfico del acero.

Concreto Peso especfico del concreto.

Mortero Peso especfico del mortero.

vi



SIMBOLOS

p Parmetro limite de delgadez para elementos compactos.

Altura gradiente, medida a partir del terreno de desplante. Factor de resistencia.

b Factor de resistencia por flexin. c Factor de resistencia por compresin. t Factor de resistencia por tensin. v Factor de resistencia por cortante.

Factor de reduccin por sobrerresistencia.

Actual Cuanta actual de refuerzo longitudinal de acero.

.

mx Cuanta mxima de refuerzo longitudinal de acero.

.

mn Cuanta mnima de refuerzo longitudinal de acero.

..

, mnmx Presiones mximas y mnimas del suelo.

s Presin admisible del suelo.

u Presin requerida del suelo.

Angulo de inclinacin del techo en grados.

vii

GLOSARIO Y DEFINICIONES



GLOSARIO

ACI 318-05. Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary (ACI 318R-05). Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural y Comentario.

AISC. American Institute Steel Construction. Instituto Americano de la Construccin de Acero.

LRFD. Load and Resistance Factor Design. Diseo por Factores de Carga y Resistencia.

RNC-07. Reglamento Nacional de Construccin, publicado por el Ministerio de Transporte e Infraestructura (MTI) en enero del ao 2007.

DEFINICIONES

Cdigo de construccin Aplicable. El cdigo de construccin bajo el cual se disea el edificio. En el presente documento se utilizar el Reglamento Nacional de Construccin RNC-07.

Conectores de cortante. Pernos con cabeza, canales, placas u otra forma soldada a un miembro de acero embebido en concreto que transmite las fuerzas cortantes en las superficies de ambos materiales.



Captulo I ASPECTOS GENERALES

2

ASPECTOS GENERALES



1.1 INTRODUCCIN.

Antes que una obra se ejecute tiene que pasar una serie de requerimientos para que esta cumpla con las normas preestablecidas por el reglamento nacional del pais y con criterios internacionales para el diseo una estructura debe contar con un buen diseo ya que esto garantizar el buen funcionamiento de la misma. Poseer conocimientos de los conceptos bsicos de diseo garantiza al ingeniero la capacidad de tomar decisiones acertadas sobre la forma y construccin de un edificio, de tal manera que la estructura diseada satisfaga las necesidades del dueo de la obra.

Lo que se refiere al diseo estructural y al comportamiento del mismo ante un sismo, no est definido a un solo criterio o sea que este siempre se encuentra evolucionando por las experiencias adquiridas a travs de las catstrofes ssmicas adems de los continuos estudios e investigacin que nos brindan nuevos conocimientos y conceptos.

En lo que se refiere a Nicaragua, se han experimentado experiencias lamentables para el diseo estructural como las del terremoto de Managua en 1972, ya que por su ubicacin geolgica y tectnica ha sido unas de las reas ms afectadas por sismos de variadas intensidades. Gracias a este tipo de experiencias se ha podido recoger una gran cantidad de informacin por medio de estudios los cuales han mejorado los reglamentos, adems que nos han permitido identificar las zonas ssmicas mas activas en las distintas regiones.

A travs del siguiente trabajo, realizaremos Anlisis y Diseo del proyecto destinado para casa de habitacin de dos plantas, el entrepiso ser elaborado de concreto ligero sobre lmina troquelada y las particiones en paredes externas e internas sern de paneles de Covintec, el sistema de techo estar constituido por estructura metlica y cubierta de lmina Onduline, dicho proyecto se encuentra

3

ASPECTOS GENERALES



ubicado en el departamento de Estel, al norte de Nicaragua en la zona ssmica 2 segn RNC - 07 y consta de 2 niveles con una rea de construccin 209.30 m. En el proyecto a realizar se analizarn y disearn los elementos estructurales (vigas, columnas, cimentaciones) adems de los elementos secundarios (largueros, viguetas, losa de entrepiso etc.)

Para llevar a cabo esta tesina se emplearn los conocimientos adquiridos en el transcurso de nuestra estada en esta prestigiosa universidad, con la gua de un tutor calificado adems que se utilizar el Reglamento Nacional de Construccin (RNC-07y los mtodos elstico esfuerzo ultimo as como el uso de reglamentos internacionales como los Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural (ACI 318-05).

4

ASPECTOS GENERALES



1.2 OBJETIVOS.

Objetivo General.

Realizar el anlisis y diseo estructural de una casa de dos niveles mediante la aplicacin de normas modernas para el diseo y construccin de estructuras de acero (Viguetas de entrepiso, Estructuras de Techo), y estructuras de concreto ACI 318-05.

Objetivos Especficos.

Aplicacin de los requisitos del RNC-07, en la realizacin del anlisis estructural.

Proporcionar mediante un anlisis estructural adecuado un diseo que aporte seguridad y funcionamiento.

Analizar la estructura aplicando el software SAP 2000.

Realizar el anlisis y diseo de la estructura de concreto, tomando en cuenta las condiciones del subsuelo y los Requisitos de reglamento para Concreto Estructural (ACI 318-05).

5

ASPECTOS GENERALES



1.3 JUSTIFICACIN.

En la actualidad en Nicaragua debido a la escasez de terrenos de buena dimensin en las zonas urbanas de las ciudades hemos observado muchas personas que han construido viviendas de dos niveles.

Para la construccin de una vivienda algunas personas no estiman necesario el anlisis y diseo de un ingeniero capacitado debido el costo que esto implica, otro factor importante es la creencia que con la experiencia de los albailes es suficiente para la seguridad de la vivienda. Adems creen que les favorece ahorrarse ese dinero, lo cual es un grave error, debido a que es un porcentaje mnimo al costo total del proyecto y su seguridad.

Adems del costo y la seguridad, no todos los diseos de vivienda o cualquier obra son siempre la misma ya que las condiciones de los terrenos nunca son iguales, por lo tanto cada terreno necesita su anlisis correspondiente para poder disear y construir una vivienda segura.

El propsito primordial de esta tesina, es el de analizar y disear la estructura de una vivienda de dos plantas, ofreciendo seguridad a los habitantes de est. Utilizando los conocimientos necesarios, aplicando las normas y estatutos que rigen en nuestro pas como el Reglamento Nacional de la Construccin (RNC-07 y ACI 318-05).

Una vez desarrollado el contenido en estudio, se espera haber cumplido todos los objetivos del trabajo adems de haber simplificado el diseo de una casa de dos niveles.

6

ASPECTOS GENERALES



1.4 MARCO TERICO. 1.4.1 Mtodo de Diseo

1.4.1.1 Resistencia ultima.

Desde 1963 el mtodo de diseo Ultimo por Resistencia, ha ganado rpidamente muchos adeptos, debido que, es un procedimiento ms racional que el mtodo de diseo por esfuerzo permisible, WSD (Diseo por esfuerzo permisible o diseo lineal) posee una consideracin ms realista del concepto de seguridad y conduce a diseos ms econmicos.

En este mtodo, (llamado actualmente diseo de resistencias) las cargas muertas y vivas se multiplican por ciertos factores de cargas (equivalentes a factores de seguridad) y los valores resultantes se llaman cargas factorizadas. Los miembros se seleccionan luego de manera que tericamente fallen justo bajo estas cargas factorizadas.

El mtodo general fue llamado diseo por resistencia ltima, durante varias dcadas pero el cdigo usa el trmino diseo por resistencia. La resistencia de un miembro particular de concreto reforzado es un valor dado por el cdigo y no es necesariamente la verdadera resistencia ltima del miembro. Por lo tanto, se usa el trmino mas general Diseo por resistencia, ya sea referido a la resistencia de vigas, a la resistencia de columnas, a la resistencia al corte u otras.

1.4.1.2 Ventajas de Diseo por Resistencia.

Algunas de las ventajas que tiene el mtodo de diseo por resistencia sobre el mtodo de esfuerzos permisibles son los siguientes.

7

ASPECTOS GENERALES



1. La obtencin de las expresiones del diseo por resistencia toma en cuenta la forma del diagrama esfuerzo deformacin unitaria. Cuando se aplican las ecuaciones resultantes se obtienen mejores estimaciones de la capacidad de carga.

2. Con el diseo por resistencia se usa una teora ms consistente para el diseo de estructuras de concreto reforzado. Por ejemplo, en el mtodo alternativo de diseo se usa el procedimiento de diseo por resistencia para el diseo de columnas.

3. En el diseo por resistencia se usa un factor de seguridad ms realista.

4. Una estructura diseada con el mtodo de resistencia tendr un factor de seguridad ms uniforme al colapso. El mtodo de resistencia aprovecha ventajosamente los aceros de alta resistencia, no se limita como por esfuerzo permisible que el esfuerzo mximo permisible de deflexin en las barras de refuerzo (en la mayora de los casos) a 24,000 H/m2, pero por resistencia valores mucho ms altos un acero de mayor resistencia.

5. El mtodo de diseo por resistencia permite diseos ms flexibles que el mtodo alternativo o sea que el porcentaje de acero puede variar considerablemente, o sea que pueden usarse secciones grandes con pequeos porcentajes de acero o pequeas secciones con grandes porcentajes de acero.

1.4.1.3 Factores de reduccin de capacidad.

El propsito de usar factores de reduccin de la capacidad, es tomar en consideracin las incertidumbres respecto a las resistencias de los materiales, las aproximaciones del anlisis, las posibles variaciones en las dimensiones de

8

ASPECTOS GENERALES



las secciones de concreto y en la colocacin del refuerzo, y los diversos factores relacionados con la mano de obra. El cdigo del ACI 318-05 da valores de a factores de reduccin de capacidad para variar situaciones. Algunos de los valores dados son:

0.90 para flexin en concreto reforzado, sin carga axial. 0.85 para cortante y torsin. 0.70 para aplastamiento o apoyo sobre concreto. 0.90 esfuerzo axial con o sin flexin. 0.70 a 0.75 comprensin axial con o sin flexin.

1.4.2 Sistema Estructural (marcos de concreto) RNC

Una estructura puede concebirse como un sistema, es decir, como un conjunto de partes o componentes que se combinan en forma ordenada para cumplir una funcin dada. La funcin puede ser: salvar un claro, como en los puentes; encerrar un espacio, como sucede en los distintos tipos de edificios, o contener un empuje, como en los muros de contencin, tanques o silos. La estructura debe cumplir la funcin a la que est destinada con un grado razonable de seguridad y de manera que tenga un comportamiento adecuado en las condiciones normales de servicio. Adems, deben satisfacerse otros requisitos, tales como mantener el costo dentro de lmites econmicos y satisfacer determinadas exigencias estticas. Todas las construcciones debern poseer un sistema estructural capaz de resistir las cargas especificadas en el RNC - 07, mantenindose dentro de los lmites indicados; tanto en esfuerzo como en deformaciones, por medio de mtodos definidos en el mismo asumiendo que las fuerzas ssmicas horizontales actan independientemente segn dos direcciones principales de la estructura, y que la accin de las fuerzas ssmicas y de viento no necesitan considerarse simultneamente.

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ASPECTOS GENERALES



1.4.3 Marcos de concreto en ACI 318-05

Las estructuras de concreto reforzado tienen ciertas caractersticas, derivadas de los procedimientos usados en su construccin, que las distinguen de las estructuras de otros materiales. El concreto se fabrica en estado plstico, lo que obliga a utilizar moldes que lo sostengan mientras adquiere resistencia suficiente para que la estructura sea autosoportante.

Esta caracterstica impone ciertas restricciones, pero al mismo tiempo aporta algunas ventajas. Una de stas es su "moldeabilidad", propiedad que brinda al proyectista gran libertad en la eleccin de formas. Gracias a ella, es posible construir estructuras, como los cascarones, que en otro material seran muy difciles de obtener.

Otra caracterstica importante es la facilidad con que puede lograrse la continuidad en la estructura, con todas las ventajas que esto supone. Mientras que en estructuras metlicas el logro de continuidad en las conexiones entre los elementos implica serio problema en el diseo y en la ejecucin, en las de concreto reforzado el monolitismo es consecuencia natural de las caractersticas de construccin.

Para Marcos de Concreto en regiones de riesgo ssmico moderado o para estructuras a las que se les ha asignado un comportamiento ssmico o categora de diseo intermedio, deben usarse prticos intermedios o especiales resistentes a momento, o muros estructurales especiales, intermedios u ordinarios para resistir las fuerzas inducidas por los movimientos ssmicos. Cuando las cargas ssmicas de diseo sean determinadas usando las disposiciones para sistemas de concreto especiales, deben satisfacerse los requisitos del Captulo 21 para sistemas especiales, en lo que sea aplicable.

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ASPECTOS GENERALES



1.4.3.1 Alcances ACI 318-05

Este reglamento proporciona los requisitos para el diseo y la construccin de elementos de concreto estructural de cualquier estructura construida segn los requisitos del reglamento general de construccin legalmente adoptado, del cual este reglamento forma parte. En lugares en donde no se cuente con un reglamento de construccin legalmente adoptado, este reglamento define las disposiciones aceptables en la prctica del diseo y la construccin.

1.4.3.2 Materiales

El concreto, tambin denominado hormign, es un material artificial, creado de materiales comunes: piedra, arena y cemento, de gran resistencia a la compresin, pero muy poca a la tensin. Es el material estructural ms usado en el pas para construccin de estructuras de edificios de oficinas y vivienda y puentes.

El concreto es un material muy durable, resistente al fuego y a la intemperie; muy verstil, y puede adoptar cualquier forma, dependiendo de la formaleta usada. Posee una resistencia a la compresin buena, con valores tpicos en el pas entre 210 y 350 kgf/cm2 (21-35 Mpa). Sin embargo, se producen actualmente concretos de alta resistencia con valores de resistencia hasta de 1200 kgf/cm2 (120 Mpa).

Tambin tiene desventajas, como su poca resistencia a la traccin, aproximadamente la dcima parte de la de compresin y tal vez su peso. Adems, sus propiedades mecnicas pueden ser muy variables, ya que dependen de la calidad, la dosificacin de los materiales, del proceso de produccin, transporte, colocacin y curado.

La fisuracin por traccin del concreto se presenta en casi todos los miembros de concreto reforzado a flexin, excepto en aquellos que estn poco cargados o los

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ASPECTOS GENERALES



que funcionan bsicamente a compresin. La ausencia de fisuras tambin se da en las estructuras de concreto preesforzado, en las cuales se mantiene un estado controlado de esfuerzos internos de compresin, o pequeos de traccin, con el fin de contrarrestar los esfuerzos de tensin producidos por las cargas externas.

La deficiente resistencia a tensin del concreto simple dificulta su uso como material en vigas o elementos a flexin. Es necesario combinarlo con acero que tiene alta resistencia a la tensin, dando origen al concreto reforzado (con varillas) y al concreto preesforzado, que introduce esfuerzos de compresin que contrarrestan los esfuerzos de tensin (traccin) en las secciones donde se presentan.

1.4.3.3 Requisitos para prticos intermedios resistentes a Momentos

Los requisitos de esta seccin se aplican a prticos intermedios resistentes a momento, el cual es nuestro caso ya que son prticos y estos se encuentra en la ciudad de Estel que corresponde a la zona media del Pas. El objetivo de los requisitos de Cap21.12.3 del ACI 318-05 es reducir el riesgo de falla por cortante durante un sismo.

1.4.3.4 Revisin de Columna fuerte Viga Dbil

Si las columnas no son ms resistentes que las vigas que llegan a un nudo, existe la posibilidad de accin inelstica en ellas. En el peor caso de columnas dbiles se puede producir fluencias por flexin en ambos extremos de todas las columnas que puede conducir al colapso.

Por tal motivo la revisin de columna fuerte viga dbil es un requisito indispensable para cualquier edificacin de ms de dos niveles los cuales deben

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ASPECTOS GENERALES



cumplir a cabalidad los requisitos estipulados para evitar que una estructura colapse de manera repentina.

1.5 METODOLOGIA DEL DISEO.

La experiencia a travs de los aos nos ha enseado que la metodologa ms simple es la que nos ha brindado los mejores resultados a la hora de buscar una solucin a un problema por tal motivo nosotros dividimos el procedimiento de diseo estructural en 6 pasos principales:

1. Seleccin del tipo y distribucin de la estructura. 2. Determinacin de las cargas que actan sobre ellas. 3. Determinacin de las fuerzas internas, externas y deformaciones de

miembros en los componentes estructurales. 4. Dimensionamiento de los miembros. 5. Revisin del comportamiento de la estructura ante cargas de diseo. 6. Conclusin.

Para la realizacin de este trabajo se desarrollaron dos tareas primordiales la cuales son: El estudio e interpretacin de las especificaciones a utilizar y la aplicacin de los mismos en un ejemplo prctico.

Las especificaciones a utilizar son principalmente ACI 318-05 y los requisitos del nuevo RNC-07. Para la aplicacin prctica de las ACI 318-05, se desarrollar el anlisis de un edificio conforme el siguiente procedimiento:

Paso 1: Se elegir el sistema estructural a utilizar, que en caso de este trabajo ser un marco de concreto reforzado (prtico intermedio resistente a momento).

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ASPECTOS GENERALES



Paso 2: Se realizar una seleccin preliminar de las secciones de los miembros a utilizar, Resistencia ltima y un programa comercial de computadora.

Paso 3: Se calcularn las cargas verticales (muertas y vivas), as como los pesos, masas y espectros ssmicos de acuerdo al RNC-07. Se utilizarn las combinaciones de cargas que establezca el reglamento actual,

Paso 4: Con los datos obtenidos a partir del anlisis estructural, con las fuerzas ssmicas del RNC-07, se evaluar la estructura de acuerdo a las normativas planteadas en el ACI 318-05. Si la estructura no cumple con los requisitos, se realizar nuevamente el paso 2, es decir suponer nuevamente las secciones de los miembros. En cambio, si la estructura cumple con estos requisitos, se proceder al paso 5.

Paso 5: Como ltima etapa del trabajo, una vez que se haya obtenido el total diseo de la estructura (la carga total generada), se proceder al anlisis y diseo de la estructura de cimentacin.

1.6 RESUMEN DEL TEMA

Este trabajo es un diseo de una casa de habitacin de dos plantas diseado por resistencia ultima utilizando marcos de concreto con paredes de Covintec, para el diseo de este trabajo se utilizo el RNC-07 adems del ACI 318-05 , especificadamente para prticos intermedios resistentes a momento .

El ACI 318-05 es el documento complementario al RNC -07 este cubre el diseo y construccin de concreto estructural en edificaciones y donde sea aplicable en otras construcciones. Nuestro punto a tratar en el documento adems de las normas del RNC-07 es el cumplimiento al captulo 21 del ACI 318-05. Requisitos para prticos intermedios resistentes a momentos.



Captulo II ANALISIS ESTRUCTURAL

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ANALISIS ESTRUCTURAL



2.1 GENERALIDADES.

El diseador Estructural en Nicaragua, la mayora de las veces est limitado a la economa mxima de la Obra, la cual deber cumplir con la seguridad mnima para que esta se comporte bien al momento de un sismo y para poder cumplir con esto, el diseador deber conocer los materiales a utilizar, el comportamiento estructural, la mecnica y anlisis estructural adems de la relacin entre la distribucin y la funcin de la estructura.

2.1.1 Descripcin de los materiales.

2.1.1.1 Composicin de la Estructura. o Sistema constructivo principal: concreto estructural. o Paredes exteriores e interiores: Cerramiento de paneles covintec o Cubierta de techo: Lmina Onduline (MaxAlm). o Cielo falso: Lmina de gypsum. o Entrepisos: Lmina troquelada con relleno de concreto. o Escalera metlica.

2.1.1.1 Pesos volumtricos de los materiales.

Acero = 7,850 Kg/m Concreto = 2,400 Kg/m Mortero = 2,200 Kg/m Suelo compactado = 1,600 Kg/m

2.1.1.2 Propiedades de los materiales.

El comportamiento de los materiales queda definido por su estructura. a nivel microscpico, la estructura electrnica de un tomo determina la naturaleza de los enlaces atmicos que a su vez contribuye a fijar las propiedades de un material dado en sus propiedades mecnicas y su costo. En la construccin

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estos materiales estn sometidos a fuerzas exteriores que provocan fuerzas aplicadas, incluyendo fuerzas de tensin, compresin, impacto, cclicas o de fatiga, o fuerzas a altas temperaturas, en los cuales los materiales deben soportar sin presentar rupturas o deformaciones mximas. Las propiedades de los materiales utilizados son:

Acero estructural: Esfuerzo de fluencia ASTM A572 Grado 50 = 3,515 Kg/cm Modulo de elasticidad = 2,038,902 Kg/cm

Concreto: Esfuerzo de compresin = 210 Kg/cm Modulo de elasticidad = 233,418 Kg/cm

Acero de refuerzo: Acero de refuerzo ASTM G40 = 2,812 Kg/cm

Suelo de cimentacin: Capacidad soportante del suelo = 2.5 Kg/cm

2.1.2 Definicin de las cargas de diseo

Adems de las cargas originadas por el peso propio del edificio, debern considerarse las cargas debidas a materias o lquidos almacenables, las cargas vivas, las cargas de vientos, las cargas ssmicas y las cargas de ceniza volcnica. Si hubiera cargas especiales que soportar, stas debern ser establecidas por el Ingeniero responsable del diseo estructural, en nuestro caso se consideraron 3 tipos de cargas o acciones sobre la estructura. (RNC-07_Arto.8)

Acciones permanentes. Acciones variables. Acciones accidentales.

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2.1.2.1 Acciones permanentes: cargas muertas

Se considera como carga muerta el peso de todos los elementos estructurales basados en las dimensiones de diseo (peso propio) y el peso permanente de materiales o artculos, tales como: paredes y muros, cielos rasos, pisos, cubiertas, escaleras, equipos fijos y todas las cargas que no son causadas por la ocupacin del edificio. Son cargas que tendrn invariablemente el mismo peso y localizacin durante el tiempo de vida til de la estructura.

En nuestro diseo se ocuparan para propsito de diseo, los pesos propios de los elementos necesarios en el edificio. El peso propio de los elementos principales (columnas y vigas) se calcul directamente por el programa.

A continuacin se detallan algunos pesos de ciertos materiales:

Cubierta de techo: Lmina Onduline = 5.50 Kg/m

Accesorios: Sag-rods, fijadores, etc. = 3.00 Kg/m Instalaciones elctricas = 10.00 Kg/m

Cielo Falso: Lmina de gypsum + estructura de latn = 10.00 Kg/m

Paneles de covintec: Paneles de doble electromalla de acero, con ncleo de poroplast (25 mm repello en ambas caras) (RNC-07, Tab. 4A) = 150.00 Kg/m

Cubierta de piso: Piso cermico = 30.00 Kg/m

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2.1.2.2 Acciones variables: cargas vivas. Son cargas no permanentes producidas por materiales o artculo, e inclusive gente en permanente movimiento. Cabinas, particiones y personas que entran y salen de una edificacin pueden ser consideradas como cargas vivas. Para simplificar los clculos las cargas vivas son expresadas como cargas uniformes aplicadas sobre el rea de la edificacin. Las cargas vivas que se utilicen en el diseo de la estructura deben ser las mximas cargas que se espera ocurran en la edificacin

A continuacin se detallan algunas cargas vivas en el diseo:

De techo livianos: Carga superficial = 10.00 Kg/m Carga puntual sobre elementos principales = 200.00 Kg Carga puntual sobre elementos secundarios = 100.00 Kg

De entrepisos y techos planos: Entrepiso (Residencial) = 200.00 Kg/m Construccin (obreros, equipos, etc.) = 100.00 Kg/m

2.1.2.3 Acciones accidentales: cargas ssmicas.

Las Cargas Ssmicas son acciones accidentales en la estructura o sea que solamente se presentan en la estructura por periodos cortos, minutos o segundos en toda la vida til de la estructura. Existen diversos tipos de cargas accidentales (sismos, vientos, oleajes, explosiones, incendios, etc.). Sin embargo, en atencin a las condiciones especificas de la estructura, nicamente se consideran las acciones ssmicas.

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a) Cargas ssmicas. Para determinar las fuerzas ssmicas a utilizar, se realiz el mtodo de anlisis dinmico modal espectral definido en el RNC-07 para la clasificacin correspondiente.

b) Espectro de diseo. Para la determinacin del espectro de aceleraciones de la estructura se utilizaron dos espectros: el ltimo y el elstico.

Se adopt como ordenada del espectro de aceleraciones la aceleracin ssmica "a" expresada como fraccin de la aceleracin de la gravedad. Los valores de ""a para los diferentes periodos ""T se establecen en el Articulo 27 del RNC-07

el cual expresa que tratndose de estructuras del grupo B, 0a seleccionara del

mapa de Isoaceleraciones del anexo C del RNC-07 , mientras que d= 2.7 0a , Ta=

0.1 seg, Tb= 0.6 seg, Tc= 2 seg, S es el factor de amplificacin por tipo de suelo y Q es el factor de reduccin de ductibilidad y se define en el Arto. 21 del RNC-07 y se define de acuerdo con los siguientes coeficientes.

Clasificacin: Grupo: B (estructura de normal importancia) Zona: B (correspondiente a la regin central) Amplificacin por tipo de suelo: =S 1.5 (Suelo firme) Aceleracin ssmica: =0a 0.20g (Estel) Reduccin por ductilidad: ='Q 3 Reduccin por sobrerresistencia: = 2 Condicin de irregularidad: 0.8

Se considera dos casos para el anlisis ssmico de la estructura:

SISMOX: Fuerzas ssmica actuando en la direccin transversa. SISMOY: Fuerza ssmica actuando en la direccin longitudinal.

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A continuacin se muestran los periodos y aceleraciones introducidas en el software de computadora y los espectros de diseo generados.

Datos S = 1.5 ao = 0.20 Q = 3 = 2

Cond. Irregularidad 0.8

10.=a

T s 60.=bT s 2=cT s

Q' T a ltimo Elastico

a/(1Q') 0.71a/(Q'

) 1 0 0.340 0.170 0.170 3 0.1 0.918 0.153 0.109 3 0.6 0.918 0.153 0.109 3 0.7 0.787 0.131 0.093 3 0.8 0.689 0.115 0.081 3 0.9 0.612 0.102 0.072 3 1 0.551 0.092 0.065 3 1.1 0.501 0.083 0.059 3 1.2 0.459 0.077 0.054 3 1.3 0.424 0.071 0.050 3 1.4 0.393 0.066 0.047 3 1.5 0.367 0.061 0.043 3 1.6 0.344 0.057 0.041 3 1.7 0.324 0.054 0.038 3 1.8 0.306 0.051 0.036 3 1.9 0.290 0.048 0.034 3 2 0.275 0.046 0.033 3 2.1 0.250 0.042 0.030 3 2.2 0.228 0.038 0.027 3 2.3 0.208 0.035 0.025 3 2.4 0.191 0.032 0.023 3 2.5 0.176 0.029 0.021

Nota: Los Valores de la columna Elsticos se multiplicaran por 0.71, exceptuando el primer valor que ser igual al de la columna izquierda.

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2.2 COMBINACIONES DE CARGAS.

Para definir las combinaciones de cargas que aparecen en el RNC -07

CASO DE CARGA IDENTIFICACION ABREVIATURA Carga muerta Muerta CM Carga viva Viva CV Carga viva reducida Viva reducida CVR Espectro ssmico transversal Sismo SISX Espectro ssmico longitudina Sismo SISY

Las combinaciones de cargas utilizadas fueron respectivamente:

RNC-07 GRAVITU: 1.2CM + 1.6CV + 1.6 CVP SISMOXU: 1.2 CM + CV + SISX SISMOYU: 1.2 CM + CV + SISY GRAVITE: CM + CV SISMOXE: 0.6CM + SISMOXE SISMOYE: 0.6CM + SISMOYE

Graf.1. Espectros para diseo ssmico.

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2.3 MODELO ESTRUCTURAL.

Se gener un modelo tridimensional de elementos finitos tipo FRAME para la definicin de las columnas y vigas conforme lo requiere el software de computadora SAP 2000 no lineal para obtener las propiedades dinmicas (modos de vibracin), los desplazamientos, las deformaciones y las fuerzas de diseo. Con el objeto de considerar la flexibilidad de la losa de entrepiso del edificio, se utiliz la opcin CONSTRAINT en los nudos que se suponen con un comportamiento de cuerpo rgido, aplicando la condicin tipo DIAPHRAGM.

2.4 DETERMINACIN DEL CENTRO DE MASA DE CADA NIVEL.

El clculo del centro de masa por nivel, se realizar tomando en cuenta todas las masas de los elementos resistentes (columnas, vigas, losa, paredes) del entrepiso, para luego ser multiplicadas por cada uno de los centroides de los elementos respectivos. A continuacin se resumen los clculos.

Orientacin Este-oeste.

Eje Elemento Wi

(ton) Xi (m) Yi (m) Wi*Xi Wi*Yi A Viga 3-2 0.814 1.61 11.175 1.310 9.096 Viga 1b-1 0.937 7.24 11.175 6.787 10.476 Pared 3-2 0.195 1.61 11.175 0.314 2.176 Pared 1b-1 0.226 7.24 11.175 1.634 2.522

A' Viga 2-1b 0.542 4.305 12.175 2.332 6.596 Pared 2-1b 0.126 4.305 12.175 0.544 1.540 B Viga 3-2 0.814 1.61 8.175 1.310 6.654 Viga 1a-1 0.567 5.04 8.175 2.858 4.635 Viga 2-1a 0.567 7.975 8.175 4.522 4.635 Pared 3-2 0.176 1.61 8.175 0.283 1.435 Pared 1a-1 0.095 5.725 8.175 0.543 0.776 Pared 2a-1 0.156 7.975 8.175 1.240 1.271 C Viga 3-2 0.814 1.61 5.175 1.310 4.212 Viga 2-1a 0.912 5.04 5.175 4.598 4.721

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Viga 1a-1 0.567 7.975 5.175 4.522 2.934 Pared 2-1a 0.181 5.1244 5.175 0.930 0.939 Pared 1a-1 0.181 8.4399 5.175 1.532 0.939 D Viga 3-2 0.814 1.82 1.375 1.481 1.119 Viga 2-1 1.479 7.3324 1.375 10.846 2.034 Pared 3-2 0.104 1.82 1.375 0.190 0.144 Pared 2-1 0.355 7.3324 1.375 2.606 0.489

D' Viga 2-1a 0.832 3.4797 0.2 2.894 0.166 Sumatoria 11.45 54.59 69.51

Orientacin Sur Norte

Eje elemento Wi

(ton) Xi (m) Yi (m) Wi*Xi Wi*Yi 3 Viga A-B 0.756 0.075 9.675 0.057 7.314 Viga B-C 0.756 0.075 6.675 0.057 5.046 Viga C-D 0.958 0.075 3.275 0.072 3.136 Pared A-B 0.199 0.075 9.675 0.015 1.925 Pared B-C 1 0.050 0.075 5.625 0.004 0.284 Pared B-C 2 0.050 0.075 7.8625 0.004 0.397 Pared C-D 0.252 0.075 3.275 0.019 0.827 2 Viga A'-A 0.252 3.23 11.675 0.814 2.942 Viga A-B 0.756 3.23 9.675 2.442 7.314 Viga B-C 0.756 3.23 6.675 2.442 5.046 Viga C-D 0.958 3.23 3.275 3.093 3.136 Viga D-D' 0.346 3.23 0.65 1.119 0.225 Pared A'-A 0.054 3.23 11.675 0.174 0.630 Pared A-B 0.199 3.23 10.215 0.642 2.030 2' Pared B-C 0.185 4.6 6.675 0.850 1.233 Pared C-D 0.045 4.6 2.765 0.206 0.124

1b Viga A'-A 0.252 5.3804 11.675 1.356 2.942 Viga A-B 0.756 5.3804 9.675 4.068 7.314 Pared A'-A 0.054 5.3804 11.675 0.290 0.630 Pared A-B 0.199 5.3804 10.215 1.069 2.030

1 Viga B-C 0.756 6.85 6.675 5.179 5.046 Pared B-C 0.255 6.85 6.675 1.746 1.701

1 Viga A-B 0.756 9.175 9 6.936 6.804 Viga B-C 0.756 9.175 6.675 6.936 5.046 Viga C-D 0.958 9.175 2.2375 8.786 2.143 Pared A-B 0.209 9.175 9 1.918 1.881

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Pared B-C 0.243 9.175 6.675 2.227 1.620 Pared C-D 0.216 9.175 2.2375 1.986 0.484

Sumatoria 11.98 54.51 79.25

Orientacin Este Oeste Losa Eje Elemento Wi (ton) Xi (m) Yi (m) Wi*Xi Wi*Yi A-B Losa 3-2 0.886054 1.61 9.675 1.426546 8.572569

Losa 2-1b 0.589788 4.305 9.675 2.539037 5.706199 Losa 1b-1 1.02047 7.24 9.675 7.388206 9.873051

A'-A Losa 2-1b 0.196596 0.075 12.175 0.014745 2.393556 B-C Losa 2-1a 0.993038 5.04 6.675 5.004914 6.628531

Losa 1a-1 0.61722 7.975 6.675 4.92233 4.119944 C-D Losa 3-2' 1.598371 2.3 3.275 3.676254 5.234666

Losa 2'-1 1.563624 2.25 3.275 3.518154 5.120869 D-D' Losa 1a-2 0.51435 5.105 0.6875 2.625757 0.353616

Sumatoria 7.98 31.12 48.00

Norte - Sur Columnas

Eje Elemento Wi

(ton) Xi (m) Yi (m) Wi*Xi Wi*Yi 3 D' 0.412 0.075 0.075 0.03 0.03 D 0.897 0.075 2.85 0.07 2.56

C 1.063 0.075 6.65 0.08 7.07 B 1.063 0.075 9.65 0.08 10.26 A 0.908 0.075 12.65 0.07 11.49

2 D' 0.412 3.23 0.075 1.33 0.03 D'-D 0.406 3.23 1.425 1.31 0.58 D 0.897 3.23 2.85 2.90 2.56 C 1.063 3.23 6.65 3.43 7.07 B 1.063 3.23 9.65 3.43 10.26 A 0.908 3.23 12.65 2.93 11.49 A' 0.858 3.23 13.65 2.77 11.71

1b B 1.063 5.38 9.65 5.72 10.26 A 0.908 5.38 12.65 4.89 11.49 A' 0.858 5.38 13.65 4.62 11.71

1 D' 0.412 6.7 0.075 2.76 0.03 D'-L 0.897 6.7 1.38 6.01 1.24 C 0.466 6.7 6.65 3.12 3.10

25




B 0.466 6.7 9.65 3.12 4.50 1 D 0.897 9.1 0.075 8.16 0.07 C 1.063 9.1 6.65 9.67 7.07 B 1.063 9.1 9.65 9.67 10.26

A 0.908 9.1 12.65 8.27 11.49 Sumatoria 18.95 84.44 146.30

=

i

iiCM W

XWX

i

=

i

iiCM W

YWY

i

m 4.4650.37224.65

==CMX m 6.8150.37343.07

==CMY

2.5 DETERMINACIN DEL CENTRO DE RIGIDEZ DE CADA NIVEL.

2.5.1 Centros de rigidez de entrepisos.

El procedimiento que se emple para el clculo del centro de rigidez se describe a continuacin:

1. Ayudados con el software de computadora se le aplic a la estructura una carga puntual cualquiera (en direccin del eje X e Y respectivamente, pero de manera no simultnea) en cada marco resistente, cargando el nivel.

2. Se procedi a determinar los cortantes para los nodos de cada nivel y de la misma manera los desplazamientos que la fuerza asignada provocaba.

3. Con estos valores de cortante se calcul la rigidez de cada uno de los ejes del nivel analizado, para despus determinar el centro de rigidez del entrepiso respectivo.

En la siguiente tabla se resumen los clculos:

26




Orientacin Norte - Sur

=

yi

iyi

iCR KXK

X

=

xi

ixi

iCR KYK

Y

m. 4.884730.23

23,096.42==CRX m. 6.4415.69

101.11==CRY

27




2.5.2 Clculo de la excentricidad de diseo y posicin final del centro de masas.

a) Excentricidad calculada ( )s

e

Nivel iCMX

(m.) iCM

Y

(m.) B

(m.) L

(m.) 1 4.46 6.81 9.25 12.17

Donde: edificio del planta la de ancho=B

edificio del planta la de largo=L

iCRNiCMisxXXe =

iCRNiCMisyYYe =

NIVEL 1 (0 + 3.17 m.)

-0.424.88-4.461

==sxe m

0.376.44-81.61

==sye m

De acuerdo con el RNC-07 en su Arto. 32, inciso d, las estructuras para las que el factor de ductilidad sea mayor o igual a 3, en ningn entrepiso la excentricidad torsional calculada estticamente )(

se no deber exceder de 0.2 .b

Donde: =b es la dimensin de la planta que se considera, medida perpendicularmente a la accin ssmica.

En nuestro caso de anlisis el eje de coordenadas X est localizado paralelo al ancho de la planta del edificio y el eje Y perpendicular a este, entonces:

Para sismo X:

28




Lb = Para sismo Y:

Bb = be

s0.2

NIVEL 1 (0 + 3.17 m.) =

29




Se analizarn todas las posiciones posibles del centro de masa para cada nivel.

NIVEL 1 (0 + 3.17 m.)

=

=+

=

m3.670.794.46

m6.311.854.46CMX

=

=+

=

m5.960.856.81

m8.581.776.81CMY

Se tomar cada una de las coordenadas y con ayuda de un programa de computadora se ensayarn en el modelo.

Despus de haber analizado los casos descritos anteriormente, se considera que para fines de diseo la combinacin de coordenadas que resulta ms desfavorable es la primera , entonces las coordenadas finales del centro de masa sern:

m. 6.311

=CMX

m. 8.581

=CMY

Ver grafico en Anexo B

1

2

1

2

+=

DY

DXCM

eMcalceMcalc

XCC



Captulo III DISEO Y REVISIN ESTRUCTURAL

31

DISEO Y REVISION ESTRUCTURAL



3.1 DISEO DE ELEMENTOS SECUNDARIOS. En esta parte del Trabajo se disearan todos los elementos que no son modelados en el Sap 2000, los resultados que obtengamos del diseo de los mismos sern utilizados en el modelo del edificio, o sea que se van a considerar las fuerzas que estos elementos van a trasmitir a los elementos , para que estos sean diseados sobres las fuerzas actuantes en el edificio.

3.1.1 Diseo de largueros de techo.

Las secciones de acero a utilizar en los largueros de techo sern perlines de acero estructural ASTM A36, laminados en fro.

3.1.1.1 Cargas gravitacionales.

Cubierta de techo (lmina Onduline) =5.5/cos = 5.83 Kg/m Accesorios (Sag-rods, fijadores, etc.) = 3.00 Kg/m Instalaciones elctricas = 10.00 Kg/m Cielo Falso (lmina de Gypsum + estructura de latn) = 10.00 Kg/m Peso Propio = 3.086/cos/S = 2.72 Kg/m Total carga muerta = 31.55 kg/m

Carga viva uniforme (Arto. 11, RNC-07) = 10.00 kg/m CM + CV = 41.55 Kg/m Carga Viva Puntual (Arto. 11, RNC-07) = 100.00 Kg.

3.1.1.2 Caractersticas del larguero. Claro libre: l = 4 m. Separacin: s = 1.2 m.

Peso especfico del acero: acero = 7,850 kg/m

Seccin propuesta: P-1 (2 x 5 x 1/16)

32




Propiedades geomtricas de la seccin METASA

Esquema

=A 0.609 plg 3.931 cm

=x

I 2.397 plg4

99.787 cm4

=yI 0.421 plg4 17.511 cm4

=x

S 0.959 plg

15.714 cm

=yS 0.232 plg 3.804 cm

Peso = 21003.9317,850

= 3.09 kg/m

3.1.1.3 Clasificacin de la estructura por viento. Tipo (Arto. 45, RNC-07) = 1 (Estructura cerrada poco sensible). Zona (Figura 7, RNC-07) = 2 (Esteli). Terreno (Tabla 6, RNC-07) = R2 (Terreno plano o ondulado).

Fig. 1. Detalle de unin de largueros de techo.

33




3.1.1.4 Velocidad de diseo del viento. a) Velocidad regional, VR (Arto. 50, RNC-07)

Grupo (Arto. 20, RNC-07) = B VR (Tabla 5, RNC-07) = 45 m/s (Para un perodo de 50 aos).

b) Factor de variacin con la altura, F (Arto. 51, RNC-07)

Para terreno R2: = 0.128 = 315 m. Altura mxima del edificio: z = 8 m. Si z 10 m. F = 1.0

Si 10 m. < z < F =

z

10

i z F =

10

Usar: F = 1.0

c) Factor por topografa y rugosidad, FTR (Arto. 52, RNC-07) Tipo de topografa (Figura 8, RNC-07): = T4 (Terrenos

inclinados 5% Pend. 10%)

Terreno (Tabla 6, RNC-07): = R2 FTR (Tabla 7, RNC-07): = 1.10

d) Velocidad de diseo, VD (Arto. 49, RNC-07)

m/s 49.5451.01.10 === RTRD VFFV

34




kg/m 44.42 )(19.2947.06 === CosCosWW Sx

3.1.1.5 Factores y presiones del viento sobre el techo.

a) Factores de presin, pC (Tabla 8, RNC-07) Techo inclinado, lado de sotavento:

pC = -0.70

Techo inclinado, lado de barlovento:

pC = 0.04 - 1.6 = 0.04 (19) - 1.6 = -0.84 b) Presin de diseo,

zp (Arto. 53, RNC-07) Se determina por la siguiente ecuacin:

2Dpz VCp = 0.0479

Presin a sotavento:

zp = 249.50.700.0479 = -82.16 kg/m

Presin a barlovento:

zp = 249.50.840.0479 = -98.59 kg/m

3.1.1.6 Clculo de fuerzas de diseo. a) Para cargas gravitacionales

TotalW = 43.56 kg/m2 = 19.29 (Ver figura 1). kg/m 47.06 )(19.292.143.56 S === CosCosWW TotalS

CVP = 100.00 kg. kg. 94.39 )(19.29100.00 CVP === CosCosPx

kg. 33.04 )(19.29100.00 CVP === SenSenPy Considerando sag-rod en el centro del claro: Sag-rod a lo largo del claro: = 1 m

kg/m 15.55 )(19.2947.06 === SenSenWW Sy

35




La longitud del claro se reduce a: .redl = 2 m.

Cuando se colocan sag-rod a la mitad del claro, el momento yM se reduce a

32/lW 2y (una reduccin del 75%), cuando se colocan en los tercios del claro

el momento vale 90/lW 2y (una reduccin del 90%). En nuestro caso se colocarn a la mitad del claro.

48lPlWM x

2x

x

+

= =

4494.39

844.42(4)2

+ = 183.24 kg-m

32

2.redy

y

lWM

= =

3215.55(2)2

= 1.94 kg-m

b) Para carga muerta + viento Por simplicidad en los clculos se tomar el valor de

zp = -98.59 kg/m (lado

de barlovento) para todo el techo, siendo esta la presin mas desfavorable.

SCMWCM = = 31.55 x 1.2 = 37.86 Kg/m

CosWW CMCM x = = 37.86 x Cos (19.29) = 35.74 Kg/m

SenWW CMCM y = = 37.86 x Sen (19.29) = 12.51 Kg/m Lado de barlovento

SpWzVx

= = -98.59 x 1.2 = -118.31 Kg/m

8)( 2VCM

x

lWWM xx

= =

8118.31)(4)-(35.74 2

= -165.14 kg-m

32

2.redCM

y

lWM y

= =

32(12.51)(2)2

= 1.56 kg-m

Rige la combinacin para carga muerta + carga viva. =

xM 183.24 kg-m = 18,324.00 kg-cm

36




=yM 1.94 kg-m = 194.00 kg-cm

3.1.1.7 Revisin por flexin biaxial. Para la seccin propuesta: P-1 (2 x 5 x 1/16)

2cmkg 2,530=yF 2cmkg 002,038,902.=E

y

y

x

x

b SM

SMf += =

3.804194

15.71418,324

+ = 2cmkg 1,217.093

)(0.6 yb FF = = 2,530)(0.6 = 2cmkg 1,518

Revisin: bb Ff <

La seccin es satisfactoria, 1,217.093 kg/m < 1,518.00 kg/m.

3.1.1.8 Revisin de deflexiones.

La deflexin por efecto de las cargas (distribuida y concentrada) puede estimarse como:

xx

Totalmx EI

lEI

lW CVP48384

5 34 +

=

( )( )( )( )

( )( )( )99.7822,038,90248

4)cos(19.29*10099.7822,038,902384

)29.19cos(*41.2/100*41.555 34

+

=mx = 1.39 cm.

De acuerdo con el RNC-07 (Arto. 82) la deflexin permisible para CM + CV es:

240l

perm = = 240400

= 1.66 cm.

La seccin es satisfactoria, 1.39 cm. < 1.66 cm.

37




3.1.1.9 Diseo del sag-rods.

ytechovredTotalmx PllSenW T += ..

Donde: =TotalW Peso total en kg/m.

techovl . = longitud de la viga de techo.

yP = Componente de la CVP.

mkg 41.55=TotalW

33.036.182)(19.2941.55 += SenmxT = 202.66 kg.

y

mxreq F

TA0.9

.

= = ( )530,29.066.202

= 0.0890 cm.

Usar sag-rod de = 3/8 de varilla lisa A36.

Usar seccin propuesta

Fig.2

3.1.2 Losa de entrepiso y lmina troquelada.

3.1.2.1 Configuracin global Se propone usar lamina troquelada 9A, con un espesor de "/161=t , como se presenta en la figura .

38




Datos de lmina 9A:

Espesor: =t 1/16 =0.0016 m Alto de costilla: =rh 1 =0.0381 m Ancho costilla: =rw 4 =0.1016 m

Ancho costilla mayor: =mayorrw 5 =0.1270 m

Mitad de costilla: =2/rw 2 =0.0508 m

Longitud en diagonal: = 1 4/7 =0.0402 m Base de la diagonal: = 1/2 =0.0127 m Franja de estudio: = 9 =0.2286 m

Losa de concreto y mortero:

Espesor del concreto: =Losae 2 =0.0508 m

Espesor del mortero: =Morteroe 1 =0.0254 m

Fig.3 Detalle de losa de entrepiso.

39




3.1.2.2 Cargas aplicadas.

a) Peso ladrillo cermico: =.. CermicoLW 30.00 kg/m (RNC-07, Tab.3A)

b) Peso del mortero: =Mortero 2,200 kg/m (RNC-07,Tab.5A)

025402002 .,.

=MorteroW = 55.88 kg/m

c) Peso del relleno de concreto. =Concreto 2,400 kg/m (RNC-07,Tab.5A) Se ha dividido en dos zonas: Una rectangular y otra trapezoidal. Rectangular: 050804002 .,

.Re =ctW = 121.92 kg/m

Trapezoidal: 0.038120.1016)(0.127

+

=.TrapezA = 0.004355 m

228600043550.

.

..Re =Equivlle = 0.0191 m/m

019104002 .,.

=TrapezW = 45.84 kg/m

844592121 ....Re +=ConcllW = 167.76 Kg/m

d) Peso de lmina troquelada: =Acero 7,850 kg/m,(RNC-07, Tab.5A)

0.00160.0402)20.05082(0.1016 ++=.TransvA = 0.000454 m

228600004540.

.

.

=Equive = 0.002 m/m

00208507 .,..

=TroqLW = 15.70 kg/m

40




Carga muerta:

Ladrillo cermico = 30.00 kg/m Mortero = 55.88 kg/m Relleno de concreto = 167.76 kg/m Lmina troquelada = 15.70 kg/m

CM = 269.34 kg/m

Carga viva (Residencial): CV = 200.00 kg/m (RNC-07, Arto. 10)

20034.269CVCM ++ ==TotalW = 469.34 kg/m

Para un ancho tributario lS = = 1.00 m

00.134.469 =TotalW = 469.34 kg/m

Propiedades geomtricas de lmina troquelada 9A.

Propiedades geomtricas A = 20 cm/m IX = 47 cm4/m SX = 24.7 cm4/m

3.1.2.3 Diseo por flexin. a) Esfuerzo requerido:

La lmina se considera como una viga simplemente apoyada, as el momento esta dado por:

41




81.00469.34

8

22 =

=lWM TotalX = 58.67 kg-m = 5,866.75 kg-cm

b) Esfuerzo actuante:

7.2475.866,5

==

X

Xb S

Mf = 237.52 kg/cm

c) Esfuerzo resistente por flexin: =YF 2,530 kg/cm =E 2,038,902 kg/cm

530,29.09.0 == Yb FF = 2,277.00 kg/cm

Revisin: bb Ff <

La seccin es satisfactoria, 237.52 kg/cm < 2,277.90 kg/cm

3.1.2.4 Revisin de la deflexin. a) Deflexin actuante.

47902,038,2384)1001)(100/34.469(5

3845 4

.

=

=X

TotalMx IE

lW = 0.064 cm.

b) Deflexin permisible para CM + CV (RNC-07, Arto. 82)

2401001

240

==l

Perm. = 0.42 cm.

Revisin: ..

PermMx <

Para (CM + CV), la seccin es satisfactoria, 0.064 cm < 0.42 cm

42




3.1.2.5 Diseo del refuerzo de la losa de concreto.

a) Acero mnimo: El ACI 318-05, Sec. 7.12. Refuerzo por contraccin y temperatura, tems 7.12.2.1, especifica la cuanta de refuerzo mnima, al rea gruesa de concreto.

Usando varilla G40, el refuerzo mnimo por cada metro. =b 1.00 m = 100 cm (ancho tributario)

== heLosa 2 = 5.08 cm

085100002000200 ....

== hbA mnS = 1.016 cm

b) Separacin: El ACI 318-05, Sec. 7.6, tems 7.6.5, define la separacin del refuerzo principal por flexin.

"183

43




Fy = 2,530 kg/ cm2 (36,000 psi) EC = 255,917.00 kg/ cm2 (3,640 ksi) ES = 2.039 X 106 kg/ cm2 (29,000 ksi) Relacin modular: n = ES / Ec = 7.97 hr (alto de costilla )= 3.81 cm (1.5)

3.1.3.2 Cargas Consideradas 1. Cargas de construccin:

Losa (e=5 cm): 166 kg/m2 x 1 m = 166 kg./m Vigueta: 15 kg/m Lamina Troquelada: 15 * 1 m 15 kg/m 196 kg/m W1

Carga Viva de Construccin: 100 kg/m2 x 1m = 100 kg/m

2. Cargas aplicadas despus de fraguado:

Recubrimiento 30 kg/m2

Cermica 30 kg/m Cielo 10 kg/m Instalaciones 20 kg/m Carga viva: 200 kg/m (Vivienda) 290 kg/m2 W2

Carga sobre vigueta: 290 kg/m2 X 1 m = 290 kg/m Momento por construccin:

534.28 kg-m

Momento mximo = Mm + Mv

=

+=

8) 21( lWM CVCC =+

8)100 28.3196(

44




( )( )( ) slet

slle

AebdAdhreeb

yb+

+++=

.

2/.2/.

877.23 kg-m

Fuerza cortante mxima =

923.48 kg

3.1.3.3 Ancho efectivo de la losa be = 2(1/8 x L) =2(1/8 x 3.8) = 0.95 m Rige be = 2 (S / 2) =2 (1 / 2) = 1m

3.1.3.4 Mdulo de seccin requerido (Sx)

Str para M mx. = 52.54 cm4

Suponiendo soporte lateral en el patn de compresin (Fb = 0.66Fy):

Sa para Mc = 32.00 cm3

Ensayar una caja de 4 x 4 x 1/8 (d: 10.16 cm, Ia: 215.608 cm4, Sa: 42.442cm3, A: 13.42 cm2)

3.1.3.5 Propiedades de la seccin transformada a acero. bet = be/n = 90/7.97 = 11.92 cm Centroide de la seccin transformada:

=

+=88

22

21 lWlWM MAX =

+88

22 8.32908.3196

=+= )21(*)2/(max WWlFC =+ )290196(*)2/8.3(

=

FyMaxM

*66.0)100*(

=

530,2*66.0)100*23.877(

=

FyMC

66.0( )100*

=

530,2*66.028.534( )100*

45




22.

)2/()2/( ybdAIybdhreAII aalconcont +++++=

_

14.44 cm

yt = d + hr + el yb

yt =10.16+3.81+5.08-14.44= 4.61 cm

Datos de Metasa para seccin 4x4x1/8

Acon 60.57 cm2 Icon 130.26 cm4 Iacero 215.61 cm4 Sa 42.44 cm3 Aalma acero 6.45 cm2 que resiste cortante

Momento de inercia de seccin transformada, It :

It=130.26 + 60.57 (2.54+3.81+10.16-14.44)2 + 215.61 + 13.42 (5.08-14.44)2 = 1,781.07cm4

3.1.3.6 Esfuerzos en los materiales. En el acero (antes de que el concreto frage):

1,258.85 kg/cm2 < 0.66 Fy = 1669.8 kg/cm2 OK

Despus de que el concreto frage: En el acero:

711.06 kg/cm2 < 0.9Fy = 2277 kg/cm2 OK

=

+++

+=

42.13)08.5*92.11(( )08.5*42.13()16.1081.354.2)(08.5*92.11yb

==

a

Cs S

Mf =44.42

100*28.534

==

t

s IYbMf *max =

07.781,144.14*100*23.877

46




2'85.0 AccfVh =

2ya FAVh =

En el concreto:

28.52 kg/cm2 < 0.45fC = 94.54 kg/cm2 OK

143.13 kg/cm2 < 0.4Fy (1012 kg/cm2)

3.1.3.7 Control de Deflexiones. Antes de que el concreto frage CM = 5WL4 / 384 EIx CM = 5 (296/100) (3.8 x 100)4 / 384 (2.039 x 106 )(215.61)

CM = 1.83 cm. Despus de que el concreto frage CV = 5WL4 / 384 EIt CM = 5 (296 / 100) (380)4 / 384 (2.039 x 106)(1,781.07)

CM = 0.22 cm. < L/360 = 380 / 360 = 1.05 cm OK.

3.1.3.8 Conectores de cortante. 74.80 in2

Vh = 0.85(3)(74.8)/2 = 95.37 klb.

Vh = (2.08 plg2)(36)/2 = 37.44 klb. Rige Para un conector de = x 3 : q = 11.5 klb/conector (AISC)

Factor de reduccin = 0.10.185.0

r

s

r

r

hH

hw

Nr

wr = 4 (ancho de costilla); Nr = 1(conector por costilla); Hs= 3 Factor de reduccin = 2.26 > 1, usar 1.0

==

t

c InYtMf

*

*max

=

07.781,1*97.761.4*100*23.877

==

AaceroFcfv =45.6

4.923

== )54.2/100*(*)54.2/100*( elbeAc

47




Conectores requeridos = 37.44 / 11.5 = 3.26 3 S mx. = 8eL = 8x2 = 16.0 (40.64 cm.) Usar conectores @ 40 cm.

3.1.4 Diseo de soldadura y Anclaje 3.1.4.1 Diseo de soldadura de filete de 1 de 1/8: E70

e = 0.123 in = 1/8 Garganta efectiva= 0.707* e = 0.08837 in Capacidad de resistencia de Diseo para soldadura de un 1 =0.75 FW= 70 Klb FW = resistencia nominal de la soldadura E70

Capacidad = * FW Capacidad = ( )(resistencia nominal de la soldadura*0.6)(garganta efectiva) (long. Soldadura) Capacidad = (0.75)(70*0.6)(0.08837)(1) = 2.78 Klb/in Capacidad soldadura para caja 4x4x1/8 Capacidad = (0.75)(70*0.6)(0.08837)(8) = 22.269 Klb/in

Las soldadura de filete no deben ser mayor que el esfuerzo de diseo de los miembros adyacentes a la coneccion por tal razn nuestra placa de fijacin debe ser: 8x8x3/16

3.1.4.2 Varilla de Anclaje seccin extremos Para No 9 T= 0.9*Fy*As M= *Fy*Sx T= 0.9*40*1 M= 0.66*36*2.59 T= 36 Kips M= 61.53 kips

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N de varillas: 61.53/36 = 1.70= 2 varillas

Para resistir el momento en cualquier direccin se coloca 2 en la parte superior y 2 en la parte inferior de la platina.

3.2 CARGAS DE DISEO.

3.2.1 Cargas gravitacionales.

3.2.1.1 Cargas muertas. (Elementos no modelados con SAP 2000) a) Entrepisos:

Paredes (paneles de covintec) = 150.00 kg/m Ladrillo cermico = 30.00 Mortero: ( =Morteroe 1) = 55.88 Relleno de concreto: = 167.76 Lmina troquelada 9A, t = 1/16: = 15.70 Vigueta propuesta caja (numeracin) = 25.30 Instalaciones: = 20.00 Cielo falso: = 10.00

b) Techo liviano: Cubierta de techo (lmina Onduline) = 5.50 kg/m Larguero propuesto x x = 4.20 Accesorios (sag-rods, fijadores, etc.) = 3.00 Instalaciones elctricas = 10.00 Cielo falso = 10.00

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3.2.1.2 Cargas vivas De acuerdo al RNC-07 de Nicaragua vigente, las cargas vivas a considerarse en el edificio son

Tesina ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE UNA VIVIENDA DE DOS PLANTAS

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