Pequeña introducción para trabajo de predimensionamiento.Descripción completa
Descripción: hoja de calculo
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Descripción: analisis estructural
Descripción: predimensionamiento
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PRACTICA BD COLEGIOALUMNOS JALEBETRH
Descripción: predimensionado
Descripción: un archivo echo para ingenieros, desde predimensionamiento hasta analisis estatico y dinamico segun norma peruana
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6.4 ESTRUCTURACION Y PREDIMENSIONAMIENTO MODULO A
A) Consideraciones Previas - Para sistema Pórticos a) Resistencia Nominal a la Compresión del C° b) Esfuerzo de fluencia del Acero c) Peso Volumétrico del Concreto Armado d) Peso Volumétrico de la Albañilería e) Peso Volumétrico del Tarrajeo f) Peso Volumétrico del Concreto Simple g) Factores de carga ultima Carga Muerta Carga Viva
: : : : : : : : :
- Para Sistema Albañilería a) Pilas: resistencia a compresión: b) Muretes: resistencia resistencia Corte puro: c) Modulo de elasticidad: e) Modulo de corte: f) Modulo de Poisson:
: : : : :
f'c fy
= =
210 kgf/cm² 4200 kgf/cm² 2400 kg kgf/m³ 1800 kgf/m³ 2000 kgf/m³ 2300 kg kgf/m³
B) Informacion de la Estructura a) Ubicación : b) Tipo de suelo : c) Numero de Pis : - Primer Piso - Demas Pisos
La Esperanza - Trujillo - La Libertad Perfil tipo S2 2 (Diseño Arquitectonico) : 3.2 m (De piso terminado a cielo raso) : 3.2 m (De piso terminado a cielo raso)
d) Area en Planta :
Largo = 55.40 m Area = 567.85 m² Centro Educativo ( Edificacion esencial)
e) Uso : e.1Sobre e.1Sobrecar carga ga : - Aulas - Talleres o laboratorios - En En Azotea - En Corredores - En Escalera f) Diaf Diafra ragm gmaa Hori Horizo zont ntal al::
Losa osa Alig Aliger erad adaa
: : : : :
2 50 3 50 1 00 4 00 4 00
kgf/m² kgf/m² kg kgf/m² kgf/m² kgf/m²
x
Ancho =
10.25
(RNE-E.020-anexo 01) ( Peso según 6.1.1.a)
6.1.1 LOSA ALIGERADA
Dimensiones - En la la abs absiisa X:
- En la orde ordena nada da Y:
1
1
3.70 m
2
2
3.92 m
3
3
3.92 m
4
4
3.92 m
5
5
3.92 m
6
6
3.92 m
7
7
3.92 m
8
8
3.92 m
9
9
3.92 m
10
10
3.92 m
11
11
3.92 m
A
b
3.83 m
A
b
3.67 m
B
C
2.50 m
- Espeso Espesorr Losa Losa Aliger Aligerada ada h
L 25
(según RNE-E-060 - art.10.4) h= 3.92 m 25 h= Por lo tanto: h =
0.20 m
0.1568 m
Corresponde un peso unitario de (según RNE - E-020 -Anexo 01)
300
kgf/m²
6.1.1 LOSA ALIGERADA
Dimensiones - En la la abs absiisa X:
- En la orde ordena nada da Y:
1
1
3.70 m
2
2
3.92 m
3
3
3.92 m
4
4
3.92 m
5
5
3.92 m
6
6
3.92 m
7
7
3.92 m
8
8
3.92 m
9
9
3.92 m
10
10
3.92 m
11
11
3.92 m
A
b
3.83 m
A
b
3.67 m
B
C
2.50 m
- Espeso Espesorr Losa Losa Aliger Aligerada ada h
L 25
(según RNE-E-060 - art.10.4) h= 3.92 m 25 h= Por lo tanto: h =
0.20 m
0.1568 m
Corresponde un peso unitario de (según RNE - E-020 -Anexo 01)
300
kgf/m²
6.1.2 VIGAS
a) VIGA VP-101 (Viga Principal) Predimensionamiento Predimensionamiento de la viga VP-101,que se encuentra en el sentido''Y'' para obtener una VIGA DUCTI *(Metodo del Ing.Giuseppe Pace Ravines) 3.86
h
h=
L
h
10
600 10
h= b=
h=
60 cm
60 cm 30 cm
L 12
600 12
50 cm
(Asumido)
METRADO: Peso Propio del Aligerado: 2400 kg/m³ 0.05m x Losa : Vigueta : 2.5 (0.10*0.1 (0.10*0.15*2 5*2400) 400) Ladrillo : 8.33 lad/m2 x 8 kg
=
= = Σ=
12 0 90 70 280 280
kg/m2 kg/m2 kg/m2 kg/m kg/m22
Cielo Raso + Piso Terminado: CR +PT : Tabiqueria:
Peso Propio de la Losa Peso Muerto Tabiqueria
: :
28 2800 16 1600 21 2155 65 6555
: Σ=
Carga por Metro Lineal de Viga: CM: Aligerado: 655 4.65 Viga : 0.30 0.6 CV: kgf/m² = 250 kg 1163 kg kg/m /mll = 1163
4.65
Wu 1.4W D ωu= ωu=
160 kkgg/m2 510 kg kg/ml
=
215 kg/m2
Donde:
3 Mu
0.30 24 00
= = CM=
2849 kg/ml 432 kg/ml 3281 kg/ml
m
1.7
1 11
1162.5
b y d = cm cm Mu = kg kg-m -m
b
Mu
kg kg/m /m22 kg kg/m /m22 kg kg/m /m22 kg kg/m /m22
1.7 WL
1.4 32 81 65 6570 70 kg kg/m /mll
- Peralte de la Viga bd 2 3 Mu
d
= =
2300 kg/m³ x ω= 14kg/m2*13*2.80m Tab: 0.40ω+10 Tab: 0.40*510kg/ml+10 0.07
( Pn ) max 0 . 56 * 0 .85 f ' c * 0 . 99 0 . 01 * 4200 con ρst =1% ( Pn ) ma x 0 . 471 * f ' c 23 . 5 con ρst =2% ( Pn ) max 0 .466 * f ' c 47 .04
Carga mue Carga viva Carga total
( Pn ) max As ( Pn ) max As φPn φPn
Ag
φPn
Ag
0 . 471 ( 210 ) 23 . 5 122 . 41
0 . 466 ( 210 ) 47 . 04 144 . 9
= ωu =
161.97
tn Ag= 161.97 1000 122.41 Ag= 1984.72 L²
122.41
Ag= 161.97
144.9
Ag=
1000 144.9 1676.67 L²
Se asumira un tipo de columna en forma de ''T'',para otorgar rigidez en ambas direcciones
METRADO DE CARGAS VERTICALES a.- Primer Piso Área del piso Área del Corredor Sobrecarga S/C Corredor Altura de entre piso Peso del aligerado Area piso sobrecarga
= = = = =
466.95 108.06 300 400 3.2
m2 m2 kgf/m² kgf/m² m
= 575.02 m2 = 300.00 kgf/m² = 172506.00 kgf
Peso de acabados (CR+PT) Area piso = CR+PT = = Peso de tabiquería Area piso = Tabiqueria = = Peso Viga Portante 100 Pe. Concreto = Área de la viga = Longitud = Cantidad = = Peso Viga Portante 101 Pe. Concreto = Área de la viga =
Peso Viga V-102 Pe. Concreto Área de la viga Longitud Cantidad
Peso Viga V-103 Pe. Concreto Área de la viga Longitud Cantidad
Peso Viga V-104 Pe. Concreto Área de la viga Longitud Cantidad Peso Viga VA-103 Pe. Concreto Área de la viga Longitud Cantidad Peso Columnas C1 Pe. Concreto Área de Columna Longitud Cantidad Peso Columnas C2 Pe. Concreto Área de Columna Longitud Cantidad
= = =
9.60 m 6.00 24883 kgf
= = = = =
2400 0.100 3.15 28.00 21168
kgf/m3 m2 m
= = = = =
2400 0.180 27.90 2.00 24106
kgf/m3 m2 m
= = = = =
2400 0.180 8.35 1.00 3607
kgf/m3 m2 m
= = = = =
2400 0.060 27.90 1.00 4018
= = = = =
2400 0.275 3.20 22.00 46464
kgf/m3 m2 m
= = = = =
2400 0.320 3.20 2.00 4915
kgf/m3 m2 m
kgf
kgf
kgf kgf/m3 m2 m kgf
kgf
kgf
Peso Columnas C3 Pe. Concreto Área de Columna Longitud Cantidad
Peso Columnas C4 Pe. Concreto Área de Columna Longitud Cantidad
Peso Columnas C5 Pe. Concreto Área de Columna Longitud Cantidad
Peso Columnas C6 Pe. Concreto Área de Columna Longitud Cantidad
Peso Columnas C7 Pe. Concreto Área de Columna Longitud Cantidad
= = = = =
2400 0.213 3.20 2.00 3264
= = = = =
2400 0.288 3.20 2.00 4416
= = = = =
2400 0.200 3.20 2.00 3072
= = = = =
2400 0.063 3.20 11.00 5280
= = = = =
2400 0.063 2.40 51.00 18360
Carga Muerta = Carga Viva = Peso Para el Analisis Sismico =
kgf/m3 m2 m kgf
kgf/m3 m2 m kgf
kgf/m3 m2 m kgf
kgf/m3 m2 m kgf
kgf/m3 m2 m kgf
576574.5 183309 759883.5
kgf kgf kgf
* Peso Unitario: Primer Nivel
Pu =
Peso Total Área Total
Pu =
759.88 575.01
tn m2
Pu =
1.32 Tn/m2
b.-Segundo Piso tipico
Carga Muerta = Carga Viva = Peso Para el Analisis Sismico =
576574.5 183309 759883.5
kgf kgf kgf
* Peso Unitario: Primer Nivel
Pu =
Peso Total Área Total
Pu =
759.88 575.01
Pu =
1.32 Tn/m2
tn m2
Cálculo del Peso Total de la Estructura: Nivel 1 2
LONGITUD DE LA PLACA EN EL EJE "X": Para hallar la longitud de la placa se debe hallar primero el Cortante Basal Z U C S R
0.4 1.5 2.5 1.4 8
Factor que depende de la zona sísmica. (Zona 3) Coeficiente de uso e importancia. (Categoría A, Educacion) Factor de amplificación sísmica. Tipo de perfil del suelo (Suelo Flexibles con estratos de gran espesor) Coeficiente de reducción en la Dirección X (Pórticos).
P
Peso total de la edificación (Tn).
1519.8
V= V=
398.95 398945.78
Tn kg
Verificación de Longitud de Placas Asumiendo: Asumiendo:
b= e=
20 cm 15 cm 0.8xL 0.85
d=
Ø= actúa
(espesor de la placa)
resiste
V (Vc Vs) Vc 0.53 f ' c b d Vc =
122.8868748
L
Vs Av * f y * d / s
Vs =
577.92
L
Reemplazando: 398945.78 ≤ L
595.68584 L 669.72512 cm
≥
L L
=
6.70
m
= 2.80 m Por efectos de sismo
LONGITUD DE LA PLACA EN EL EJE "Y": Para hallar la longitud de la placa se debe hallar primero el Cortante Basal Z U C S R
0.4 1.5 2.5 1.4 7
Factor que depende de la zona sísmica. (Zona 3) Coeficiente de uso e importancia. (Categoría A, Educacion) Factor de amplificación sísmica. Tipo de perfil del suelo (Suelo Flexibles con estratos de gran espesor) Coeficiente de reducción en la Dirección (Dual).
P
Peso total de la edificación (Tn).
1519.8
V= V=
455.94 455938.03
Tn kg
Verificación de Longitud de Placas Asumiendo: Asumiendo:
b = e= d= Ø=
20 cm 15 cm 0.8xL 0.85
actúa
(espesor de la placa)
resiste
V (Vc Vs) Vc 0.53 f ' c b d
Vc =
122.8868748
L
Vs Av * f y * d / s
Vs =
577.92
L
Reemplazando: 455938.03 ≤ L
595.68584 L 765.40014 cm
≥
L L
=
7.65
m
= 4.40 m Por efectos de sismo
CÁLCULO DE FUERZAS SÍSMICAS ESTÁTICAS El cortante basal obtenido es : V(X) =
398.95
NIVEL PESO (Tn) 2 1
759.90 759.90
Tn AREA (m2) 575.02 575.02
P. UNIT 1.32 1.32
ALTUR A (m) 6.40 3.20
Pi*Hi 4863.34 2431.67
Fi (Tn) Vi (Tn) 265.96 132.98
265.96 398.95
SUMA=
1519.79
7295.01
398.95
Distribución de las Fuerzas Estáticas Equivalentes: 265.96
tn
132.98
tn
3.2
3.2
V(Y) =
455.94
NIVEL PESO (Tn) 2 1 SUMA=
759.90 759.90 1519.79
Tn AREA (m2) 575.02 575.02
P. UNIT 1.32 1.32
ALTUR A (m) 6.40 3.20
Pi*Hi
Fi (Tn) Vi (Tn)
4863.34 2431.67 7295.01
303.96 303.96 151.98 455.94 455.94
303.96 tn
3.2
151.98 tn
3.2
Calculo de Rigideces y cortantes 1º Piso Calculo de Rigidez Lateral en Barras Bien Empotradas h=
3.20
m
en "X":
E=
2173706.5
ELEMENTO
b*d
I=b*d³/12
g
k (T/m)
(T/cm)
C1
A=0.275
0.00981
0.00
7813
78.13
C2
A=0.320
0.00981
0.00
7813
78.13
C3
A=0.2125
0.00981
0.00
7813
78.13
C4
A=0.2875
0.00981
0.00
7813
78.13
C5
A=0.200
0.00981
0.00
7813
78.13
C6
A=0.0625
0.00981
0.00
7813
78.13
ELEMENTO
b*d
I=b*d³/12
g
k (T/m)
C1
A=0.275
0.00981
0.00
7813
78.13
C2
A=0.320
0.00981
0.00
7813
78.13
C3
A=0.2125
0.00981
0.00
7813
78.13
C4
A=0.2875
0.00981
0.00
7813
78.13
C5
A=0.200
0.00981
0.00
7813
78.13
C6
A=0.0625
0.00981
0.00
7813
78.13
en "Y":
I
I
b * d
5427 2592
12
td 3
3
=
0.00981 m4
=
0.00981 m4
(T/cm)
RIGIDEZ POR CADA EJE Elemento C1
C2
C3
C4
C5
C6
Ki (T/cm)
1
0
0
2
0
0
1
234
2
2
0
0
0
0
0
156
3
2
0
0
0
0
1
234
4
2
0
0
0
0
0
156
5
2
0
0
0
0
1
234
6
2
0
0
0
0
0
156
7
2
0
0
0
0
1
234
8
2
0
0
0
0
0
156
9
2
0
0
0
0
1
234
10
2
0
0
0
0
0
156
11
2
0
0
0
0
1
234
12
1
0
0
0
1
1
234
13 14
1 0
0 2
0 0
0 0
1 0
1 0
234 156
15
0
0
0
2
0
1
234
A
10
1
1
1
2
0
1172
B
0
0
0
0
0
8
625
C ∑KY=
12
1
1 1 ∑KX= 3047
0
0
1172
EJE
2969 tn/cm
tn/cm
CALCULO DEL CENTRO DE MASA Y CENTRO DE RIGIDEZ Centro de Masa Xcm= 27.700 m Ycm= 5.125 m Centro de Rigidez EJE
Kxi
xi
Xcr
1
234
0
0.00
2
156
3.7
0.19
3
234
7.63
0.59
4
156
11.56
0.59
5
234
15.48
1.19
6
156
19.41
1.00
7
234
23.34
1.80
8
156
27.26
1.40
9
234
31.18
2.40
10
156
35.1
1.80
Xcr=
27.75
11
234
39.02
3.00
12
234
43.47
3.34
13
234
47.42
3.65
14
156
51.01
2.62
15 ∑Kxi=
234
54.5
4.19
3047
EJE
Kyi
yi
Ycr
A
1172
0
0.00
B
625
3.83
0.81
C ∑Kyi=
1172
7.5
2.96
27.75
2969
Ycr=
3.77
3.77
CALCULO DE LA EXCENTRICIDAD TEORICA
ACCIDENTAL
ex=
27.700
27.75
=
-0.05
ey=
5.125
3.77
=
1.4
ex=
0.05
10.25
=
0.5125
ey=
0.05
55.4
=
2.77
ex=
-0.05
0.5125
=
-0.6
ex=
-0.05
0.5125
=
0.5
ey=
1.4
2.77
=
-1.4
ey=
1.4
2.77
=
4.1
REGLAMENTARIA
Centro de Masas corregido (Xcm;Ycm)
Determinacion del Centro de Rigidez (Xcm;Ycm)
PAB. A
Xcm
Ycm
PAB. A
Xcm
Ycm
1
30.47
4.61
1
30.47
4.61
DETERMINACION DEL MOMENTO TORSOR
M'T= M'T=
398.95 185.0
x
0.5
M'T= M'T=
tn-m
CORTANTE PRODUCIDO POR TRASLACION EJE
Ki
V
VTRASLACION
%
A
1172
455.94
180.0
39.5
B
625
455.94
96.0
21.1
C ∑Kyi=
1172
455.94
180.0
39.5
455.94
100.0
2969
455.94 1882.2
x tn-m
4.1
EJE
Ki
V
VTRASLACION
%
1
234
398.95
30.7
7.7
2
156
398.95
20.5
5.1
3
234
398.95
30.7
7.7
4
156
398.95
20.5
5.1
5
234
398.95
30.7
7.7
6
156
398.95
20.5
5.1
7
234
398.95
30.7
7.7
8
156
398.95
20.5
5.1
9
234
398.95
30.7
7.7
10
156
398.95
20.5
5.1
11
234
398.95
30.7
7.7
12
234
398.95
30.7
7.7
13
234
398.95
30.7
7.7
14
156
398.95
20.5
5.1
15 ∑Kxi=
234
398.95
30.7
7.7
398.95
100.0
3047
CORTANTE PRODUCIDO POR TORSION (q ') EJE
Ki
Ri
Ki*Ri
Ki*Ri²
V Torsion
V Directo
V Diseño
A
1172
-3.77
-4414
16628
-0.88
73.036
72.16
B
625
0.06
39.47
2
0.01
38.952
38.96
C
1172
3.73
4375
16332
0.87
73.036
73.90
1
234
-27.75
-6504
180470
-1.29
144.783
143.49
2
156
-24.05
-3758
90367
-0.75
96.522
95.78
3
234
-20.12
-4715
94868
-0.94
144.783
143.85
4
156
-16.19
-2530
40950
-0.50
96.522
96.02
5
234
-12.27
-2876
35279
-0.57
144.783
144.21
6
156
-8.34
-1303
10865
-0.26
96.522
96.26
7
234
-4.41
-1033
4556
-0.21
144.783
144.58
8
156
-0.49
-76
37
-0.02
96.522
96.51
9
234
3.43
804
2760
0.16
144.783
144.94
10
156
7.35
1149
8444
0.23
96.522
96.75
11
234
11.27
2642
29776
0.52
144.783
145.31
12
234
15.72
3685
57929
0.73
144.783
145.51
13
234
19.67
4611
90695
0.92
144.783
145.70
14
156
23.26
3635
84546
0.72
96.522
97.24
15 ∑=
234
26.75
6270
167729
1.24
144.783
146.03
932235
0.00
Desplazamientos Máximos Luego de haber efectuado el ingreso de datos al modelo automatizado en Sap 2000, procedemos a correr el programa para calcular los desplazamientos máximos de la estructura. Según el RNE, los despalzamientos de entrepiso no debe exceder los valores establecidos en la siguiente tabla: Tabla N° 8
LATERAL DE ENTREPISO Material Predominante
(Di/hei)
Concreto Armado Acero Albañilería Madera
0.007 0.01 0.01 0.01
Del SAP:
Rx = NIVEL
8.00 Análisis Estático
hi
∆ Sap
2 1
3.20 3.20 Ry =
NIVEL
δ Rel.
0.0044 0.0033
0.002 0.006
Análisis Estático
hi
3.20 3.20
Condición
0.007 0.007
OK! OK!
7.00
∆ Sap
2 1
0.001 0.003
E.030
γi
0.0015 0.0009
δ Rel.
0.001 0.001
E.030
Condición
γi
0.001 0.001
0.007 0.007
OK! OK!
Conclusiones: De los datos de la estructura ingresados al SAP 2000 y haber realizado el Análisis Estático, se ha obtenido desplazamientos laterales absolutos que cumplen los valores máximos establecidos en el RNE, E-030 (Tabla Nº 8), tanto en la Dirección X como en la dirección Y.
