TESIS Para optar el t­tulo profesional de: INGENIERO CIVIL

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  • Diseo estructural y comparacin de una edificacinmultifamiliar de 06 niveles usando vigas peraltadas

    convencionales y una edificacin utilizando vigas preesforzadasen diversos ambientes

    Item type info:eu-repo/semantics/bachelorThesis

    Authors Romero Mego, Andrs Oswaldo

    Publisher Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)

    Rights info:eu-repo/semantics/openAccess

    Downloaded 31-Jan-2018 06:05:32

    Link to item http://hdl.handle.net/10757/336451

    http://hdl.handle.net/10757/336451

  • 1

    FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE INGENIERIA CIVIL

    TEMA DE TESIS:

    Diseo estructural y comparacin de una edificacin multifamiliar de 06 niveles usando

    vigas peraltadas convencionales y una edificacin utilizando vigas preesforzadas en

    diversos ambientes

    TESIS Para optar el ttulo profesional de:

    INGENIERO CIVIL

    SUSTENTADOR:

    Romero Mego, Andrs Oswaldo

    ASESOR:

    Dr. Genner Villareal Castro

    LIMA, 2014

  • 2

    INDICE GENERAL

    Introduccin VII

    Captulo 1: Ubicacin y anlisis de la edificacin 10

    1.1 Ubicacin del proyecto 10

    1.2 Anlisis de la arquitectura 11

    1.3 Estructuracin de una edificacin 12

    Captulo 2: Requisitos generales de diseo 14

    2.1 Mtodo de los coeficientes 14

    2.2 Mdulo de elasticidad 16

    2.3 Requisitos generales de diseo 17

    2.4 Carga Axial y Flexin 17

    2.5 Esfuerzo cortante 19

    2.6 Muros 23

    Captulo 3: Anlisis dinmico por superposicin modal espectral 29

    3.1 Requisitos generales 29

    3.2 Consideraciones generales 30

    3.3 Parmetros de la norma E.030 30

    3.4 Categora de las edificaciones 31

    3.5 Sistema Estructural 32

    3.6 Periodo fundamental 33

    3.7 Factor de amplificacin ssmica 35

    3.8 Aceleracin Espectral 36

    3.9 Fuerza cortante basal 38

    3.10 Desplazamientos laterales 41

    3.11 Junta de separacin ssmica 43

    3.12 Modelo 3D 44

  • 3

    Captulo 4: Diseo de los elementos estructurales 46

    4.1 Losas 46

    4.2 Columnas 61

    4.3 Ncleos 72

    4.4 Vigas peraltadas 75

    4.5 Zapatas 94

    Captulo 5: Vigas preesforzadas 99

    5.1 Definicin 99

    5.2 Ductos metlicos para postensado 100

    5.3 Requisitos de resistencia del concreto 101

    5.4 Torones anclados en los extremos 101

    5.5 Etapa durante el preesfuerzo 103

    5.6 Vigas postensadas 104

    5.7 Diseo y predimensionamiento del preesforzado 106

    5.8 Clculo de la viga preesfozada 106

    Captulo 6: Anlisis y comparacin de edificaciones 112

    6.1 Descripcin actual de la edificacin con vigas peraltadas 112

    6.2 Descripcin actual de la edificacin con vigas preesforzadas 113

    6.3 Concreto preesforzado contra concreto reforzado 114

    6.4 Seguridad del preesforzado 114

    6.5 Economa del concreto preesforzado 115

    Captulo 7: Anlisis de resultados 116

    7.1 Sistema Estructural 116

    7.2 Desplazamientos laterales 117

    7.3 Elementos Horizontales 118

    7.4 Elementos Verticales 120

  • 4

    Conclusiones 122

    Bibliografa 126

  • 5

    Resumen

    En la presente tesis se resolver una edificacin multifamiliar completamente a nivel

    estructural. Adems, se dar el caso en donde la presencia de vigas de un peralte mayor

    de la losa aligerada se es poco esttico en ambientes sociales, pero de gran importancia

    a nivel estructural y la solucin ingenieril de este caso. Asimismo, se debe llegar a una

    compatibilizacin de todas especialidades comprendidas en el proyecto y, es por ello,

    que el uso de vigas preesforzadas en edificaciones multifamiliares ser de gran ayuda en

    la presente estructuracin. Finalmente, se har una comparacin en cuanto a diseo y

    clculo de una estructura con vigas peraltadas de concreto armado en su totalidad y, por

    otro lado, la combinacin de vigas peraltadas y el uso de vigas postensadas.

    La resolucin compete al Diseo y Clculo estructural de una edificacin Multifamiliar

    de 01 semistano, 04 pisos y una azotea. La arquitectura propuesta tiene diversos

    ambientes sociales, los cuales se resolvern con las tcnicas estructurales

    reglamentarias.

    En el diseo sismorresistente se deben contar con diversos elementos estructurales

    capaces de resistir las solicitaciones que se encuentra expuesta la edificacin al

    momento de que un sismo transmita su fuerza. Es por ello que para la resolucin del

    presente edificio se debe contar con la presencia de muros, placas, ncleos, columnas de

    concreto armado distribuidas y escondidas dentro de los muros arquitectnicos de tal

    forma que pueda servir de soporte de las vigas, y losas de concreto.

    Los muros y placas de concreto armado son elementos estructurales que trabajan a

    flexo-compresin y es recomendable su distribucin en los sentidos X e Y de la

    edificacin para que estos elementos rgidos aporten a contrarrestar el movimiento y

  • 6

    fuerza ssmica transformando la edificacin en un sistema a base de muros de concreto

    armado y/o un sistema dual. Aquellos elementos estructurales son de gran aporte al

    momento de disminuir los desplazamientos absolutos y relativos de la edificacin.

    Se cuenta con la presencia del EMS (Estudio de mecnica de suelos) proporcionado por

    el Ingeniero especialista donde brindan la capacidad portante (Kg/cm2) del terreno a

    cimentar y la profundidad de desplante Df (mts) donde debe ser la profundidad mnima

    del nivel de fondo de cimentacin. Datos importantes para poder disear y calcular la

    cimentacin.

    En los pisos superiores se contarn con el diseo y distribucin de las vigas peraltadas,

    vigas chatas, losas aligeradas y losas solidas de concreto armado. Aquellos elementos

    en conjunto a las columnas y placas de concreto armado formaran un diafragma rgido

    capaz de soportar cargas muertas, cargas vivas y la presencia del sismo. Las losas de

    concreto armado repartirn su carga hacia las vigas y stas, a su vez, a las columnas y

    finalmente hacia el terreno de fundacin. Es por ello, que el diseo estructural debe ser

    ingeniado de tal forma que los elementos puedan soportar las cargas solicitadas tanto en

    sismo como en gravedad y tengan una estructura regular para que la edificacin cumpla

    con la filosofa del RNE.

  • 7

    INTRODUCCION

    El Per es un pas ssmico y es por ello que las edificaciones deben estar diseadas para

    poder soportar las solicitaciones a las que estn expuestas al momento de producirse un

    evento de gran magnitud. El Ingeniero civil, conjunto a los estudios realizados,

    experiencia y a la norma de edificaciones, debe estar preparado para poder disear y

    calcular edificaciones de cualquier categora y poder cumplir con los requerimientos

    mnimos para que esta est preparada ante cualquier evento ssmico.

    La base del diseo sismorresistente consiste en asegurar la continuidad de los servicios

    de toda edificacin minimizando los daos de las estructuras y sobre todo evitando

    prdidas de vidas. En la Norma E.030 se siguen los principios del diseo donde indica

    que las estructuras no debern colapsar por ningn motivo, no debern causar daos

    graves a las personas y debern soportar movimientos ssmicos de toda magnitud que

    puedan ocurrir en el sitio durante su vida de servicio experimentando daos dentro de

    lmites aceptables.

    Los proyectos estructurales, adems, deben estar compatibilizados con una arquitectura

    propuesta por dicho profesional ambos debiendo tener suficiente coordinacin para que

    las viviendas cumplan tanto los parmetros sismorresistentes como los estticos

    propuestos. Al momento de comenzar a disear una arquitectura se deben de tener

    diversas consideraciones para que de acuerdo a los ambientes propuestos por el

  • 8

    arquitecto se pueda llegar a una estructuracin lo suficientemente estable que cumpla

    con los parmetros de los diversos reglamentos del RNE1.

    El Ingeniero Civil Estructural como tal debe tratar, en lo mnimo, alterar la arquitectura

    propuesta debiendo resolver el diseo con las diversas soluciones estructurales que

    puedan existir o que pueda el profesional ingeniarse de acuerdo a sus conocimientos y/o

    experiencia en el rubro. El Ingeniero Civil Estructural profesional es el que pueda

    resolver todo tipo de problemas arquitectnicos sin la necesidad de producirle cambios

    indeseados al arquitecto y perder los ambientes iniciales propuestos.

    Una de las tantas soluciones que existe en la Ingeniera estructural es el diseo y clculo

    de vigas preesforzadas en edificaciones que ayuda a resolver problemas en ambientes

    donde se requiere vigas estructurales de un peralte mayor a la losa aligerada y, el cual,

    altera la arquitectura quitndole la esttica en los ambientes sociales. De esta forma, se

    propone una viga de un menor peralte que pueda soportar la influencia de las losas

    aligeradas y/o losas solidas que transmiten su carga sobre la viga estructural llegando,

    as, a una compatibilizacin satisfactoria con la arquitectura original.

    Metodologa

    El proceso de diseo y clculo que se