UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR CACERES

VELASQUEZ PUNO

FACULTAD DE INGENIERIA

CIVIL

Trabajo encargado

TEMA

PREDIMENSIONAMIENTO, METRADO DE

CARGAS

CURSO:

ANLISIS ESTRUCTURAL I

PRESENTADO POR:

RENE ARMANDO CAHUI HILAZACA

PUNO - PER

NDICE

1. INTRODUCCIN...1

2. MARCO TERICO.2.

3. INFORMACIN GENERAL.3

4. CARGAS UNITARIAS..4

5. PREDIMENSIONAMIENTO...5

6. METRADO DE CARGAS.6

7. CALCULO POR TAKABEYA..7

8. ANEXOS.......8

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNCV-PUNO ANALISIS ESTRUCTURAL I

INTRODUCCIN

Desde el punto de vista de la ingeniera las estructuras estn ligadas a la construccin; as mismo, la palabra estructura tiene diferentes significados. En su acepcin ms general se refiere a la forma en que se organizan las partes de un sistema u objeto. Como pueden ser puentes, edificios, torres, presas, etc. De una forma ms especfica, y ms adaptada a las modernas tipologas de construccin, entendemos por estructura aquella parte de la construccin que soporta el conjunto, es decir, que es capaz de resistir las diversas acciones que actan sobre ella (peso propio, sobrecargas de uso, viento, movimientos ssmicos, etc.).

El anlisis de estructuras tiene, pues, como objetivo fundamental determinar las respuestas de las estructuras cuando estas se ven sometidas a las diferentes acciones que deben soportar durante su construccin y vida til. Por respuesta estructural se entiende, bsicamente, la determinacin de los estados de tensin y deformacin a los que la estructura va a estar sometida por efecto de los diferentes estados de carga que se consideran. La determinacin de los estados de tensin necesaria de cara a satisfacer los criterios de resistencia que establecen las correspondientes normativas y los usos de buena prctica para garantizar la seguridad de las estructuras. Por su parte, la determinacin de los estados de deformacin suele ser necesaria para satisfacer los criterios de rigidez, que estn a menudo ligados a requisitos de funcionalidad.

El predimensionamiento de las estructuras es una de las etapas de mayor importancia en el proyecto de edificios. Las empresas dedicadas al diseo de estructuras ahorran trabajo cuando de entrada se acierta con las dimensiones de los elementos estructurales. Adems permite dedicar ms tiempo a otras tareas que lo exigen como es el detallado y la revisin de los planos definitivos.

Para la realizacin del anlisis y diseo estructural, se idealizan tanto la geometra de la estructura como las acciones y las condiciones de apoyo mediante un modelo matemtico adecuado. El modelo elegido debe ser capaz siempre de reproducir el comportamiento estructural dominante. Generalmente, las condiciones de compatibilidad o las relaciones tenso-deformacionales de los materiales resultan difciles de satisfacer estrictamente, por lo que pueden adoptarse soluciones en que estas condiciones se cumplan parcialmente, siempre que sean equilibradas y que se satisfagan a posteriori las condiciones de ductilidad apropiadas.

En gran parte un buen diseo preliminar depende de la sabidura y experiencia del ingeniero calculista. El objetivo principal de este trabajo es desarrollar una herramienta que permita lograr un predimensionamiento acertado de sistemas duales aligerando el proceso de anlisis, reduciendo el nmero de intentos del anlisis estructural que por lo general hay que realizar para dar con la cantidad de elementos estructurales necesarios y las dimensiones ptimas.

MARCO TERICO

El primer paso para crear una estructura, es definir el sistema estructural (aporticada, albailera, etc), con el fin de lograr economa, seguridad y esttica, para lograr estas condiciones, es necesario buscar formas simples que tengan continuidad en elevacin y en planta lograr cierta simetra.

A continuacin se procede a la ubicacin de los elementos resistentes, es decir, a la estructuracin; esta etapa es generalmente la ms difcil y a la vez la ms importante de la Ingeniera Estructural.

Luego se procede a determinar y evaluar los esfuerzos internos a los que sern sometidos los elementos estructurales. Para efectuar el anlisis se hacen idealizaciones de cmo estn conectados y apoyados los diferentes elementos entre s, es decir, se crean modelos matemticos que simulan el comportamiento del elemento en la realidad.

Luego de obtenidos los esfuerzos internos (fuerza cortante, momento flector, etc), se procede a su diseo, es decir a determinar la geometra de las secciones y a determinar las cantidades de acero.

Estos a su vez son plasmados en planos, los cuales contienen toda la informacin necesaria sobre las dimensiones y las cantidades de acero, las mismas que permitirn construir la edificacin sin problemas.

El anlisis estructural se plasma en los siguientes planos:

Planos de cimentacin

Planos de techos (losas)

Planos de detalles (vigas, escaleras, etc)

Especificaciones Tcnicas (Informacin complementaria)

1. ESTRUCTURAS APORTICADAS

Las estructuras aporticadas son aquellas formadas por losas macizas o aligeradas, apoyadas en vigas y columnas, pudiendo existir muros de corte (placas); las columnas a su vez se apoyan sobre la cimentacin (zapatas), las que finalmente transmitirn las cargas al terreno de fundacin.

En estas estructuras de concreto armado podrn existir tabiques de albailera que sirven como separadores de ambientes, es decir, no tienen funcin estructural; estos tabiques deben estar separados del esqueleto estructural mediante juntas ssmicas, rellenadas con un material deformable (tecnopor).

2. DIAFRAGMA HORIZONTAL (LOSAS)

Son estructuras de concreto armado que se utilizan como entrepisos o techos de una edificacin.

Cumplen las siguientes funciones:

Transmitir hacia las vigas cargas verticales como: peso propio, tabiquera, acabados, sobrecarga y otras cargas eventuales apoyadas en ellas.

Obtener la unidad de la estructura, es decir lograr que los elementos resistentes se deformen en una misma cantidad en cada nivel frente a un movimiento ssmico, pues dadas sus dimensiones se consideran indeformables en su plano constituyendo para el anlisis un diafragma rgido. Para asumir dicha hiptesis, es necesario que las losas no tengan grandes aberturas o reducciones significativas de sus dimensiones en planta.

3. LOSAS ALIGERADAS

Est constituida por viguetas de concreto armado distanciadas 0.40 m entre ejes y conectadas por una losita superior de concreto de 5 cm de espesor. El espacio entre viguetas est rellenado por ladrillos de arcilla o bloques huecos de concreto.

Las viguetas aportarn su resistencia solamente en la zona comprimida, mientras que el concreto en la zona traccionada solo servir de proteccin al acero contra la corrosin.

Las losas estn sometidas a flexin y corte, por lo que es necesario reforzar las viguetas con acero, con el fin de otorgar a este elemento resistencia a la flexin.

El diseo por corte es el ms crtico en las viguetas, por lo que muchas veces la pequea seccin de la nervadura no es suficiente, siendo necesario ensanchar las viguetas a fin proporcionar la resistencia necesaria por corte.

4. VIGAS

Son elementos de concreto armado que cumplen la funcin de distribuir y soportar cargas verticales, a la vez de unir los diversos elementos resistentes conformando un armazn horizontal. En estructuras aporticadas, forman junto con las columnas los prticos, que constituyen el elemento resistente.

Las vigas se analizan por cualquier mtodo elstico o haciendo uso del mtodo de los coeficientes del ACI, si se satisfacen los requisitos para su utilizacin.

El diseo de vigas involucra las siguientes etapas:

Clculo del refuerzo longitudinal.

Clculo del refuerzo transversal o por corte.

Determinacin de los puntos de corte del acero y detallado del anclaje del refuerzo.

5. ESCALERAS

Las escaleras y rampas son los elementos de la estructura que conectan un nivel con otro. La comodidad que brindan al usuario depende en gran medida de su inclinacin. En este sentido, es recomendable una inclinacin de 20 a 50. Para pendientes menores, lo usual es emplear rampas.

6. COLUMNAS

Las columnas son elementos utilizados para resistir bsicamente solicitaciones de compresin axial, aunque por lo general, sta acta en combinacin con corte y flexin, ya que en una estructura aporticada, la continuidad del sistema genera momentos flectores en todos sus elementos.

Segn su seccin transversal, existen columnas cuadradas, columnas rectangulares, columnas circulares, columnas en L, columnas en T, columnas en cruz, etc.

Segn su comportamiento ante las solicitaciones, existen dos tipos de columnas de concreto armado: columnas con estribos y columnas zunchadas.

Los estribos cumplen las siguientes funciones:

Definir la geometra de la armadura horizontal

Mantener en su posicin el acero longitudinal durante la construccin.

Controlar el pandeo transversal de las varillas cuando estn sometidas a compresin.

Colaborar en la resistencia a las fuerzas cortantes.

Los zunchos helicoidales cumplen las siguientes funciones:

Confinar al concreto del ncleo de la columna para mejorar su capacidad resistente.

Definir la geometra de la armadura longitudinal

Mantener en su posicin al acero longitudinal durante la construccin.

Controlar el pandeo transversal de las varillas cuando estn sometidas a compresin.

Aumentar la resistencia a las fuerzas cortantes.

7. DISPOSICIONES ESPECIALES PARA DISEO SSMICO

El porcentaje de refuerzo longitudinal debe limitarse a un mnimo de 1% y un mximo de 6% del rea total de la seccin.

El confinamiento arriba y debajo de la interseccin tendr una longitud mnima igual a la mayor dimensin de la seccin de la columna, 45 cm o 1/6 de la altura libre de la columna.

Para satisfacer los requerimientos de esfuerzo cortante derivado por el desplazamiento lateral y cargas verticales, deber proporcionarse estribos suplementarios adems de lo requerido por confinamiento. El espaciamiento mximo del refuerzo por cortante en las columnas debe ser d/2.

En ningn caso la longitud del traslape ser menor de 30 veces el dimetro de la varilla.

INFORMACIN GENERAL

El objetivo del proyecto consiste en disear la parte estructural y sus detalles de una edificacin de 4 pisos (vivienda).

A. CARACTERSTICAS DE LA EDIFICACIN

Ubicacin del edificio: Puno-Puno-jirn Cajamarca

Uso: Oficinas De Abogaca

Azotea: no utilizable, sin parapetos, sin tanque de agua

Terreno de fundacin: Suelo tipo S2

Lugar de emplazamiento: Zona ssmica 2

Sistema estructural: Prticos de concreto armado

rea: m2

B. CARACTERSTICAS DE LOS MATERIALES:

Resistencia a la compresin del concreto := 210 kg/cm2

Acero de refuerzo: Corrugado de = 4200 Kg/cm2

CARGAS UNITARIAS

A. Pesos Volumtricos:

Peso volumtrico del concreto armado = 2400 kg/m3

Peso volumtrico de la albailera = 1800 kg/m3

Peso volumtrico del tarrajeo = 2000 kg/m3

Puertas de madera = 700 kg/m3

Puertas de metal = 2450 kg/m3

Peso en unidades rea:

Losa aligerada armada en dos direcciones = 330 kg/m2

Muros de cabeza ( t=25 cm) + tarrajeo = 500 kg/m2

Muros de soga (t=15 cm ) + tarrajeo = 285 kg/m2

Ventanas = 50 kg/m2

Cargas vivas:

Aulas = 250kg=m2:

Talleres = 350kg=m2:

Auditorios, gimnasios = 400kg=m2:

Laboratorios = 300kg=m2:

Corredores y escaleras = 400kg=m2: