Memoria Descriptiva de Diseño de Vivienda de Madera 2

Facultad de Ingeniería y Arquitectura

Escuela Profesional de Ingeniería Civil

DISEÑO DE UNA VIVIENDA MIXTA

||

JOSE LUIS CCALLATA CATACORA RONALD RAFAEL MAMANI RAMOS

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS Facultad de Ingeniería y Arquitectura Escuela Profesional de Ingeniería Civil

CONTENIDO 1. MEMORIA DESCRIPTIVA 1.1. GENERALIDADES 1.2. UBICACIÓN DEL PROYECTO 1.3. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 1.4. OBJETIVOS 1.5. ASPECTOS TÉCNICOS DE DISEÑO 1.6. NORMAS TÉCNICAS EMPLEADAS

2. MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL 2.1. GENERALIDADES 2.2. ESTRUCTURACION DEL PROYECTO 2.3. NORMAS DE DISEÑO EMPLEADAS 2.4. ESPECIFICACIONES DE DISEÑO 2.5. DISEÑO DE ELEMENTOS DE MADERA 2.5.1.DISEÑO DE ELEMENTOS A FLEXION 

METRADOS DE CARGAS



VIGAS

2.5.2.DISEÑO DE ELEMENTOS EN COMPRESION Y FLEXO-COMPRESION 

ENTRAMADOS

2.6. DISEÑO DE ELEMENTOS DE ACERO 

METRADOS DE CARGAS



DISEÑO DE COLUMNA DE ACERO

3. RECOMENDACIONES 4. METRADO. 5. PRESUPUESTO 6. PLANOS 7. ANEXOS

JLCC



E.010



E.020



E.090

Diseño de una vivienda de madera – Pag. 2


I.- MEMORIA DESCRIPTIVA

JLCC



1. MEMORIA DESCRIPTIVA 1.1. GENERALIDADES La presente Memoria descriptiva que se integra con las especificaciones técnicas y los planos, se refiere al proyecto de diseño de una Vivienda de madera realizado por los suscritos.

Los resultados obtenidos de las hipótesis que a continuación se indican, están reflejados en los planos correspondientes, así como las normas y los detalles constructivos precisos para el correcto diseño y ejecución del presente proyecto. También es importante mencionar que el criterio general de estructuración ha sido concebir la edificación con la adecuada rigidez lateral en las dos direcciones principales, para lo cual se ha considerado las rigideces adecuadas, de acuerdo al módulo del proyecto.

1.2. UBICACIÓN DEL PROYECTO Región

:

Moquegua

Provincia

:

Mariscal Nieto

Distrito

:

Moquegua

Sector

:

C.P. San Antonio

1.3. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO El Proyecto de vivienda contempla la construcción de 01 módulo de 6.50m x 13.00m de material Madera que consta de 01 nivel y se ha estructurado mediante un sistema de entramado de madera.La distribución consta de los siguientes ambientes:

JLCC



01 Sala



01 Estudio



01 Comedor



01 Cocina



01 SS.HH.



02 Habitaciones



01 Cochera



1.4. OBJETIVOS El presente proyecto tiene como objetivo fundamental lograr de manera económica y resistente una estructura capaz de resistir los esfuerzos producidos por las cargas estáticas y dinámicas.

1.5. ASPECTOS TÉCNICOS DE DISEÑO El Proyecto de Arquitectura es el resultado de una distribución de ambientes, lo que se refleja en el presente proyecto y que garantiza una solución funcional y económica.

Para la distribución de los ambientes se ha considerado las normas Técnicas de edificaciones (Norma Técnica de Edificación A.010 y A0.20)

1.6. NORMAS TÉCNICAS EMPLEADAS Se sigue las disposiciones del Reglamento Nacional de Edificaciones:

JLCC



Norma A010 - Condiciones generales de diseño



Norma A020 - Vivienda



II.- MEMORIA DE CÁLCULO

JLCC



2. MEMORIA DE CALCULO DE ESTRUCTURAS

2.1. GENERALIDADES El Proyecto en referencia está construido una parte de madera de un solo nivel destinado al uso exclusivo de una vivienda unifamiliar en el C.P. San Antonio del distrito de Moquegua, provincia mariscal nieto Región Moquegua.

2.2. ESTRUCTURACION DEL PROYECTO Estructuración de la vivienda Para la estructuración de la vivienda se analizara una viga con la mayor luz libre y con la combinación más desfavorable y con una sobrecarga indicada en el RNE E.020. De igual manera se hará para la estructuración de los entramados verticales que se trasmitirán los esfuerzos soportados por la viga.

2.3. NORMAS DE DISEÑO EMPLEADAS Se sigue las disposiciones del Reglamento Nacional de Edificaciones: 

Norma E010 - Madera



Norma E020 - Cargas



Norma E050 - Suelos y Cimentaciones



Norma E090 – Estructuras Metálicas

2.4. ESPECIFICACIONES DE DISEÑO METODOS DE ANALISIS Las recomendaciones, limitaciones y esfuerzos admisibles dados en la normas E.010 son aplicadas a estructuras analizadas por procedimientos convencionales de análisis lineal y elástico. La determinación de los efectos de las cargas (deformaciones, fuerzas, momentos, etc.) en los elementos estructurales debe efectuarse con hipótesis consistentes y con métodos aceptados en la buena práctica de la ingeniería

JLCC



MÉTODO DE DISEÑO El diseño de los elementos de madera en conformidad a la Norma E.010 deberá hacerse para cargas de servicio o sea usando el método de esfuerzos admisible. Los elementos estructurales deberán diseñarse teniendo en cuenta criterios de resistencia, rigidez y estabilidad. Deberá considerarse en cada caso la condición que resulte más crítica.

Requisitos De Resistencia 4Los elementos estructurales deben diseñarse para que los esfuerzos aplicados, producidos por las cargas de servicio y modificados por los coeficientes aplicables en cada caso, sean iguales o menores que los esfuerzos admisibles del material.

Requisitos de rigidez El diseño de elementos estructurales debe cumplir las siguientes consideraciones de rigidez a) Las deformaciones deben evaluarse para las cargas de servicio. b) Se consideran necesariamente los incrementos de deformación con el tiempo (deformaciones diferidas) por acción de cargas aplicadas en forma continua. c) Las deformaciones de los elementos y sistemas estructurales deben ser menores o iguales que las admisibles d) En aquellos sistemas basados en el ensamble de elementos de madera se incluirán adicionalmente las deformaciones en la estructura debidas a las uniones, tanto instantáneas como diferidas..

CARGAS

Los elementos de madera deben de diseñarse para soportar todas las cargas. Las cargas consideradas para el proyecto son:

Peso Propio y otras permanentes o cargas muertas 

Peso de la calamina



Peso de las tablas



Peso de la viga



Peso del cielorraso

Sobrecarga de servicio o Cargas vivas 

JLCC

Viviendas : 200 Kg/m2


UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS Facultad de Ingeniería y Arquitectura Escuela Profesional de Ingeniería Civil Sobrecarga de Carga del viento 

Velocidad del viento: 75Km/h

Densidad básica

Módulo de elasticidad

Esfuerzos Admisibles

Longitud Efectiva JLCC



Clasificación de columnas rectangulares

JLCC



2.5.

DISEÑO DE ELEMENTOS DE MADERA

2.5.1.METRADO DE CARGA 

AREA TRIBUTARIA CORREAS

CALAMINA

TABLA ANCHO

VIGA

S

LARGO

Area Tributaria Ancho Largo Area

= = =

1.30 3.14 4.08

m m m2

 PESO PROPIO Y OTRAS PERMANENTES O CARGAS MUERTAS Cobertura - Calamina Peso = 4.90 Kg/m2 Carga distribuida sobre la viga W = 4.9 x 1.3 W = 6.37 Kg/m

Entablado techo 1 1/2" x 8" b = 1 1/2'' = 0.03 m h = 8 '' = 0.19 m Peso = 6.27 Kg/m N° Tablas = 6.84 und Peso de entablado = 6.84 x 6.27 x 3.14 = 134.66 Kg Carga distribuida sobre la viga W = 134.66 / 3.14 W = 42.89 Kg/m

JLCC

134.74


UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS Facultad de Ingeniería y Arquitectura Escuela Profesional de Ingeniería Civil 

SOBRECARGA DE SERVICIO O CARGAS VIVAS → Correas 2" x 2" b = 2 '' = 0.04 h = 2 '' = 0.04 Peso = 1.76 Kg/m N° correas = 4.00 und Peso de correas = 4 x 1.76 x 1.3 = 9.15 Kg Carga distribuida sobre la viga W = 9.15 / 3.14 W = 2.91 Kg/m →

m m

Cielo raso Peso = 30.00 Kg/m2 Carga distribuida sobre la viga W = 30 x 1.3 W = 39.00 Kg/m

→

Peso de Viga

3 W

''

x =

8

'' 13.58 Kg/m

CUADRO RESUMEN Cobertura - Calamina Entablado techo 1 1/2" x 8" Correas 2" x 2" Cielo raso Peso de Viga METRADO CARGA MUERTA SOBRE VIGA

W 6.37 Kg/m 42.89 Kg/m 2.91 Kg/m 42.89 Kg/m 13.58 Kg/m 108.64 Kg/m

METRADO DE CARGAS MUERTAS →

JLCC

Sobre carga de servicio Según el RNE para viviendas Peso = 200.00 Kg/m2 Carga distribuida sobre la viga W = 200 x 1.3 W = 260.00 Kg/m


UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS Facultad de Ingeniería y Arquitectura Escuela Profesional de Ingeniería Civil 2.5.2.DISEÑO DE ELEMENTOS EN FLEXION 2.5.2.1.

DISEÑO DE VIGA DE MADERA

DATOS DE DISEÑO Propiedades de Escuadria Grupo de madera a usarse Seccion de viga

Ancho ( b ) Alto ( h ) Area ( A )

Inercia Ix Longitud de Viga Modulo de Elasticidad E promedio Carga Muerta Carga Viva

: : : : : : : : :

A 3 '' 8 '' 123.50 3,715.30 3.14 130,000.00

pulg = pulg = cm2 cm4 m Kg/cm2

6.5 19

cm cm

RNE E.010

108.64 Kg/m 260.00 Kg/m

VERIFICACION DE DEFLEXIONES ADAMISIBLES 1ER CASO (Combinacion de carga mas desfavorable) W= 1.8CM+CV W= 455.55 Kg/m δmax=

5WL4 384EI

δmax=

1.19

δ1=

L 250 δ1=

=

=

1.26

5 x 4.5555 x 314ˆ4 384 x 130000 x 3715.3

314 250 δmax < δ1

→

OK

2DO CASO (Carga de servicio) W= 260.00 Kg/m

JLCC

δmax=

5WL4 384EI

δmax=

0.68

δ2=

L 350

δ2=

0.90

=

=

5 x 2.6 x 314ˆ4 384 x 130000 x 3715.3

314 350 δmax < δ2

→

OK



DISEÑO A FLEXION Zreq= Modulo de seccion requerida M= Momento flector maximo fm= Esfuerzo admisible a la flexion de la madera 210 Kg/cm2 Z= 391.1 cm3 (Tabla) → RNE E.010 M=

WL2 8

=

M=

561.44

Kg.m

M fm

=

Zreq=

Zreq=

267.35

455.55 x 3.14ˆ2 8

56144 210 Zreq < Z

→

OK

VERIFICACION DE ESFUERZO CORTANTE fv= 15 Kg/cm2 RNE E.010 V=

WL 2

V=

715.21

=

455.55 x 3.14 2

Kg

Esfuerzo cortante

JLCC

τ=

1.5 Vh b.h

τ=

8.69

= Kg/cm2

1.5 x 715.21 6.5 x 19

τ
→

OK



2.5.3.DISEÑO DE ELEMENTOS EN COMPRESION Y FLEXO-COMPRESION 2.5.3.1. DISEÑO DE ENTRAMADO DE MADERA (RECTANGULAR) DATOS DE DISEÑO Carga vertical repartida : 715.21 Kg/m Velocidad de diseño del viento ( V )

:

75.00

Km/h

Factor de forma adimensional ( C )

:

0.80

adimensional tabla 4

Separacion de pie deracho ( S )

:

0.60

m

Altura de entramado ( h )

:

2.80

m

Facto de longitud Efectiva ( k )

:

1.00

m

Escuadria Grupo

Entramado

:

A

ancho

b

:

2

''

alto

d

:

3

''

:

2.86

Kg/m

Ix

:

91.50

cm4

Iy

:

34.70

cm4

A

:

26.00

cm2

Zx

:

28.20

cm3

Zy

:

17.30

cm3

E

:

Relacion de Esbeltez

Ck

:

20.06

Compresion Paralela

Fc//

:

145.00

fm

:

210.00

peso

Modulo de Elasticidad

pulg =

4.00 cm

pulg =

6.50 cm

130000.00 Kg/cm2 +

14.50 =

159.50 Kg/cm2

DISEÑO Velocidad de diseño en altura h ( Vh) Vh =

V(h/10)0.22

Vh =

56.68

=

75 x (2.8/10)ˆ0.22

Km/h

Carga Exterior del viento ( Ph) Ph=

0.005 C Vh2

=

Ph=

12.85

Kg/m2

0.005 x 0.8 x 56.68ˆ2

Carga puntual por pie derecho ( N )

JLCC

N=

WS

N=

429.13

=

715.2135 x 0.6

Kg


UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS Facultad de Ingeniería y Arquitectura Escuela Profesional de Ingeniería Civil Carga horizontal por pie derecho (Wh) Wh=

Ph.S

Wh=

7.71

=

12.85 x 0.6

Kg/m

Momento flector maximo (M) Wh.L2

M=

=

7.71 x 2.8ˆ2

8 M=

8

7.56

Kg.m

Lef=

L.k

,L=h

Lef=

1.20

Lef=

L.k

Lef=

2.80

Longitud Efectiva (Lef) →=

1.2 x 1

→=

2.8 x 1

m ,L=h m

Clasificacion de columnas rectangulares ( λ ) λ y=

Lef b

λ x=

30

λ y=

Lef d

λ y=

=

=

1.2 x 100 4

2.8 x 100 6.5

43.08

Columna corta

λ<10

No

Columna intermedia

10<λ
No

Columna larga

Ck<λ<50

Si es columna Larga

Esfuerzo admisible ( Nadm) Nadm=

0.329 EA λ

Nadm= N< Nadm

JLCC

2

599.19 →

=

0.329 x 130000 x 26 43.08ˆ2

Kg OK, BUEN DISEÑO



Diseño de Elementos sometidos a Flexocompresion N

+

Nadm Km

=

Ncr

=

Ncr

=

Km

=

Km | M |

<

Z fm

1

1 1-1.5(N/Ncr) π2EI Lef2 1497.44 1.75

Km≥1

→

429.13 599.19

+

OK, BUEN DISEÑO 1.75 x |7.56x 100| 28.2 x 210 0.94

<

< →

JLCC

1

1 OK, BUEN DISEÑO



2.6.

DISEÑO DE ELEMENTOS DE ACERO

2.6.1. DISEÑO DE COLUMNA DE ACERO METRADO DE CARGAS

Dimensiones L1 =

3.21 m

L2 =

2.83 m

L3 =

2.83 m

C1

C2

C3

C4

C5

C6

Area Tributaria (AT) L1

2.27 m2 4.54 m2

AT C1: AT C2:

2.27 m2 2.27 m2

AT C3: AT C4:

4.54 m2 2.27 m2

AT C5: AT C6:

L2

L3

Se selecciona la columna con la mayor area tributaria (AT). 4.54 m2

AT C2:

Metrado Carga Muerta (D) - Peso de Calamina W=

0.0049

PCALAMINA =

0.022

Tn/m2 Tn

W=

0.0746

Tn/m

PVIGA =

0.331

Tn

W=

0.0300

PCIELORASO =

0.136

Tn/m2 Tn

TOTAL CARGA MUERTA (D)

0.489

Tn

- Viga

VS 500x75

- Cieloraso

Metrado Carga Viva (L) - Sobrecarga S/C W=

0.1000

PS/C =

0.454

TOTAL CARGA VIVA (L)

Tn/m2 Tn 0.454

Tn

DISEÑO JLCC


UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS Facultad de Ingeniería y Arquitectura Escuela Profesional de Ingeniería Civil Cargas de servicio Carga muerta (D) Carga viva (L)

:

0.489

Ton

:

0.454

Ton

Amplificacion de cargas Combinacion 01 P1=

1.4*D

P1=

0.685

Tn

Combinacion 02 P2=

1.2*D + 1.6*L

P2=

1.313

Ton

Se selecciona la combinacion con mayor resultado

Pu=

1.313

Ton

Selección del tipo de Elemento

Pu - Datos h: D:

3.00 m 3

= 300.000 cm

''

t

= 7.620 cm

t:

1/8''

= 0.318 cm

d:

2 3/4''

= 6.985 cm

I:

48.645 cm4

A:

7.284 cm2

r:

2.584 cm

D

d

h A

SECCION A-A

I = ( = (

≤ 200

−

)

−

Iv1 Lv1

∑

=

)

GB

Hallando K

=

A

Ic1 Lc1

Iv2 Lv2

GA

∑

Ic1= Lc1=

48.645 cm 4 300.000 cm

Iv1= 48889.000 cm 4 283.000 cm Lv1= Iv2= 48889.000 cm 4 283.000 cm Lv2=

Como la columna no esta ariostrada GA= 1.00

GB= 0.00

Vamos a las cartas de alineamiento para determinar el de K K= 1.15

≤

1.313

JLCC

≤

→

≈

≤

∗

133.5139 ≤ 200 → ØFcr= 134

0.84 Tn/cm2

6.1186 OK



III.RECOMENDACIONES

JLCC



ALMACENAMIENTO

Las piezas de madera o elementos prefabricados deberán ser aplicadas en forma tal que no estén sometidos a esfuerzos para los que no hayan sido diseñados. Las piezas y estructuras de madera deben mantenerse a cubierto de la lluvia, bien ventilada y protegida de la humedad y del sol. Los elementos estructurales deberán almacenarse sobre superficies niveladas, provistas de separadores a distancias cortas garantizando que la humedad del suelo no los afecte.

TRANSPORTE

Cuando los elementos y componentes tengan longitudes o alturas considerables, será necesario la elaboración de una hoja de ruta para verificar los posibles limitantes durante el trayecto del transporte, llámese presencia de cables, ancho de túneles o carreteras, etc.

MONTAJE

Generalidades Las recomendaciones aquí incluidas deben considerarse como mínimas para el montaje de estructuras de madera. Adicionalmente el constructor aplicará las normas de la buena práctica constructiva para evitar accidentes y daños.

Requerimiento del personal 12.6.2.1 La constructora o entidad responsable del montaje se asegurará que los carpinteros armadores tengan suficiente experiencia, sean dirigidos por un capataz responsable e idóneo y dispongan de equipo y herramientas adecuadas.

Planos de montaje Los carpinteros armadores dispondrán de planos que contengan las indicaciones sobre izamiento y ubicación de los elementos estructurales, secuencia de armado, arriostramiento definitivo y precauciones especiales.

Arriostramiento temporal 12.6.4.1 El apuntalado y arriostramiento temporales deben hacerse con puntales y listones de suficiente calidad estructural, y no deben removerse hasta que la estructura esté aplomada, nivelada y arriostrada definitivamente.

JLCC


UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS Facultad de Ingeniería y Arquitectura Escuela Profesional de Ingeniería Civil En el caso de armaduras y pórticos se recomienda el uso de espaciadores de pieza de madera larga, colocadas diagonalmente y clavadas a varios elementos con la separación definitiva.

Criterios de seguridad Durante el montaje deben respetarse las normas de seguridad del personal y emplearse los equipos de protección necesarios.

MANTENIMIENTO

GENERALIDADES

Toda edificación de madera aunque esté bien construida requerirá revisiones, ajustes y reparaciones a los largo de su permanencia.

REVISIÓN PERIÓDICAS Se deberán reclavar los elementos que por contracción de la madera, por vibraciones o por cualquier otra razón se hayan desajustado. Si se encuentran roturas, deformaciones excesivas o podredumbres en las piezas estructurales, éstas deben ser cambiadas. Se deberán pintar las superficies deterioradas por efecto del viento y del sol. Deberán revisarse los sistemas utilizados para evitar el paso de las termitas aéreas y subterráneas. Garantizar que los mecanismos de ventilación previstos en el diseño original funciones adecuadamente. Evitar humedades que pueden propiciar formación de hongos y eliminar las causas. Deberá verificarse los sistemas especiales de protección con incendios y las instalaciones eléctricas.

JLCC



IV.- METRADO

JLCC



V.- PRESUPUESTO

JLCC



VI.- PLANOS

JLCC



VII.- ANEXOS

JLCC


Memoria Descriptiva de Diseño de Vivienda de Madera 2

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