Capítulo III Finalll
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PREDIMENSIONAMIENTO
INTRODUCCIÓN
En el presente avance se efectuará el pre dimensionamiento de los elementos estructurales de una edificación de 5 pisos, el análisis dinámico modal espectral con la NTE- E030. Presentamos la memoria de análisis sísmico.
LOSAS ALIGERADAS COLUMNAS VIGAS MUROS DE ALBAÑILERIA PLACAS
OBJETIVOS:
1. ESPECIFICACIONES Ubicación de la estructura: Tacna
Uso del suelo: Multifamiliar – Comercio
Tipo de suelo: Intermedio
f´c=210 Kg/cm2
fý=4200 Kg/cm2
Dimensiones en planta:L1=4.18 mL2=3.25 m
Número de pisos: 5
Carga viva para comercio :500 Kg/m2 (según la norma E 020)
Categoria de la edificacion:
2. PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS ALIGERADAS
2.1. LOSA ALIGERADA:
La regla práctica para determinar el espesor de la losa es dividir la mayor longitud de luz libre entre 25. Este espesor considera los 5 cm de concreto que se coloca por encima del ladrillo más la altura del ladrillo. Al ser los ladrillos de sección cuadrada de 30x30 cm con una altura variable de 12, 15, 20 y 25 cm, el espesor de losa a escoger queda restringido a ciertos valores.
h ≥ ln/25, h = 17, 20, 25 o 30 cm
Según esta regla práctica se considera los siguientes espesores de losa para cada longitud de luz libre:
Para los paños más importantes tenemos lo siguiente:
Paño Luz dirección techado (L) Peralte (H= L/25)EJE 1-2 /A-C 3.25 0.13
EJE F-G 3.70 0.15EJE A-B 4.72 0.19
En concordancia con los criterios mencionados usaremos un espesor de 20cm, para mejorar los aspectos de sonido, puedan colocarse las instalaciones de desagüe. Además con un aligerado de 20 cm, ya no se
verificó deflexiones porque corresponde a un peralte mínimo según la norma E-060.
2.2. LOSA MACIZA
Las losas macizas pueden ser dimensionadas en forma aproximada, considerando espesores menores en 5 cms. a los indicados para losas aligeradas.
eMaciza=20cm−5 cm
eMaciza=15cm
2.3. PREDIMENSIONAMINETO VIGAS PERALTADAS
Para predimensionar estas vigas, por lo general, se considera como regla práctica usar un peralte del orden del décimo o doceavo de la mayor luz libre entre apoyos.Para el ancho o base de la viga se debe considerar una longitud mayor que 0.3 del peralte, sin que llegue a ser menor de 25 cm. Se recomienda no tener un ancho mayor a 0.5 del peralte, debido a que el ancho es menos importante que el peralte para proporcionar inercia a la viga.Resumiendo:
VIGAS PRINCIPALES Y SECUNDARIAS
VIGAS L (Luz mayor) l/12 l/10 Elegido 0.5*HV1 4.18 0.35 0.42 50 25V2 3.25 0.27 0.33 50 25
h ≥ ln/10 ó h ≥ ln/12
En el sótano las vigas serán de 25x50cm. Por otro lado, el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) en la NTE-060 en su acápite 10.4.1.3, dice que la condición para no verificar deflexiones en una viga es que el peralte debe ser mayor ò igual que el dieciseisavo de la luz libre.
Para Lyy = 4.18 m , Lyy/16 = 26 h ≥ 26 cm OKPara Lxx = 3.25 m , Lxx/16 = 20 h ≥ 20 cm OK
De acuerdo a esto las vigas típicas serán de 25X50 cm
2.4. PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS
Las columnas al ser sometidas a cargas axiales y momento flector, tienen que ser dimensionadas considerando los dos efectos simultáneamente, tratando de evaluar cuál de los dos es el que gobierna en forma más influyente en dimensionamiento En base a todo lo indicado se puede recomendar el siguiente criterio de dimensionamiento:
2.4.1. COLUMNAS CENTRADAS :
Área de columna = P (servicio) / 0,45f‘c
2.4.2. EXCENTRICAS Y ESQUINADAS :
Área de columna = P (servicio) / 0,35f’c
Siendo: P(servicio) = P . A . N
A = área tributaria N = número de pisos
Edificios categoría A (ver E030) P = 1500 kg/m2 Edificios categoría B (ver E030) P = 1250 kg/m2
Edificios categoría C (ver E030) P = 1000 kg/m2
Según el área tributaria se ha podido determinar tres tipos de columnas:
TIPO DE COLUMNAS
AREA TRIBUTARIA
(m2)C-1 22.35C-2 3.22C-3 8.46
Para determinar el P(servicio) usamos la siguiente formula:
P(servicio) = P . A . N
TIPO I
TIPO II
TIPO III
TIPO DE COLUMN
A
ÁREA TRIBUTARIA(m
2)
PESO POR UNIDAD DE
AREA(Kg/m2)
# DE PISOS
P(SERVICIO)
C-1 22.35 1000 5 111750C-2 3.22 1000 5 16100C-3 8.46 1000 5 42300
Aplicando las fórmulas:
Área de columna centradas = P (servicio) / 0,45f‘c
Área de columna excéntricas y esquinadas= P (servicio) / 0,35f’c
TIPO DE COLUMN
A
P(SERVICIO)
COEFICIENTE DEL
TIPO DE COLUMNA
f´c(Kg/cm2)
ÁREA DE COLUMNA(cm
2)
C-1 111750 0.45 210 1182.53968C-2 16100 0.35 210 219.047619C-3 42300 0.35 210 575.510204
Por motivos de simetría y de proceso constructivo se tomara columnas circulares de diámetro 0.50 m.
TIPO DE COLUMNA
ÁREA DE LA COLUMNA(cm2)
DIÁMETRO DE LA
COLUMNA(cm)
DIÁMETRO DE LA COLUMNA
DESIGNADA(cm)
C-1 1182.539683 38.8 40 C-2 219.047619 16.7 20 C-3 575.5102041 27.06 30
2.4.1.1. METODO PRACTICO
TIPO 1 : lado = H/8 =2.60/8=0.32 mTIPO 2 : lado = H/10 =2.60/10=0.26 mTIPO 3 : lado = H/9 =2.60/9=0.29 m
Donde: H = altura del piso
2.5. ESPESOR EFECTIVO DE MUROS
2.5.1. ESPESOR DE MURO DEL 1ER PISO AL 5TO PISO:
Para la zona sísmica 3, el espesor efectivo mínimo, descontando tarrajeos es:
T=H/20
T=260/20=13 cm
Donde “H” es la altura libre de la albañilería. Con lo cual, se utilizara muros en aparejo de soga con espesor efectivo igual a 13 cm(15 cm tarrajeados)
2.6. DENSIDAD DE MUROS
2.6.1. PRIMER PISO
MURO L(M) T(m2) Ac(m2) MURO L(M) T(M) Ac(m2)A 0 0.13 0 1 6.46 0.13 0.8398B 1.78 0.13 0.2314 2 2.63 0.13 0.3419C 0.9 0.13 0.117 3 0 0.13 0D 0.8 0.13 0.104 3´ 0.75 0.13 0.0975E 1.16 0.13 0.1508 4 2.05 0.13 0.2665F 0 0.13 0 4´ 6.18 0.13 0.8034G 4.87 0.13 0.6331 5 11.01 0.13 1.4313
SUMATORIA 1.2363 SUMATORIA 3.7804ÁREA 163.0308 ÁREA 163.0308
0.00758323 0.02318826
DENSIDAD DE MUROSY-YX-X
2.6.2. DEL SEGUNDO PISO AL QUINTO PISO
MURO L(M) T(m2) Ac(m2) MURO L(M) T(M) Ac(m2)A 4.34 0.13 0.5642 1 6.46 0.13 0.8398B 1.2 0.13 0.156 2 4.61 0.13 0.5993C 0 0.13 0 3 0 0.13 0D 3.06 0.13 0.3978 3´ 3.02 0.13 0.3926E 0 0.13 0 4 2.05 0.13 0.2665F 0 0.13 0 4´ 6.18 0.13 0.8034G 0 0.13 0 5 4.63 0.13 0.6019
SUMATORIA 1.118 SUMATORIA 3.5035ÁREA 150.7691 ÁREA 150.7691
0.007415313 0.02323752
DENSIDAD DE MUROSX-X Y-Y
2.7. PREDIMENSIONAMIENTO DE PLACAS
Es difícil poder fijar un dimensionamiento para las placas puesto que, como su principal función es absorber las fuerzas de sismo, mientras más importantes sean, tomarán un mayor porcentaje del cortante sísmico total, aliviando más a los pórticos.
Las placas pueden hacerse mínimo de 10cm de espesor (muros de ductilidad limitada), pero generalmente se consideran de 20, 25 o 30cm conforme aumentemos el número de pisos o disminuyamos su densidad
Consideramos en el trabajo el espesor de las placas de 15 cm y 25 cm. conforme al número de pisos de la vivienda.
3. CONCLUSIONES
Se predimensionó la estructura teniendo en cuenta la Norma E -030 para poder realizar el análisis dinámica Modal espectral, teniendo como resultado 18 modos espectrales.