análisis estructural de vivienda
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11-2-2017
“PREDIMENCIONAMIENTO Y ANÁLISIS ESTRUCTURAL EN ETABS DE UN EDIFICIO
DE 2 PISOS” CONCRETO ARMADO II
- WORKING ADULT- INGENIERÍA CIVIL
INITEGRANTES:
Gerardo Villafana Huaman
Ciro Quillatupa Ordoñez
Raul Jorge Ostos
Percy Saldaña Pinchi
Docente
Ing. Paolo Macetas Porras
INDICE INDICE .................................................................................................................................. 2
1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ............................................................................................... 1
1.1 GENERALIDADES ........................................................................................................... 1
2. SISTEMA ESTRUCTURAL ....................................................................................................... 1
2.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL .................................................................. 1
2.2 DESCRIPCIÓN DE LOS MATERIALES ESTRUCTURALES ................................................... 1
2.2.1 CONCRETO ARMADO .................................................................................................... 1
MATERIALES. ............................................................................................................................ 1
2.2.2 ALBAÑILERIA. ................................................................................................................ 2
3. ESTRUCTURACIÓN ................................................................................................................ 3
3.1 CRITERIO SÍSMICO ........................................................................................................ 3
4. PRE DIMENSIONAMIENTO .................................................................................................... 3
4.1 PRE DIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS ................................................................... 3
4.2 PRE DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS ............................................................................ 6
4.3 PRE DIMENSIONAMIENTO DE LOSAS............................................................................ 7
4.4 PRE DIMENSIONAMIENTO DE LA CIMENTACIÓN (ASUMIR ZAPATAS AISLADAS DE
60CM DE PERALTE) ................................................................................................................... 8
4.5 PRE DIMENSIONAMIENTO DE ESCALERAS .................................................................... 9
5. CARGAS .............................................................................................................................. 10
5.1 Normativa a utilizar .................................................................................................... 10
5.2 Metrado de carga muerta .......................................................................................... 10
5.3 Metrado de carga viva ................................................................................................ 11
6. ALBAÑILERÍA ...................................................................................................................... 12
6.1 Realizar una revisión de la densidad de muros los muros considerando que el sistema
es de albañilería confinada (no estructurar solo revisar). ...................................................... 12
7. MODELADO EN ETABS ........................................................................................................ 15
7.1. Diagrama de Momentos y Fuerza Cortante........................................................................ 15
7.1.1. Vigas ........................................................................................................................... 15
7.1.1. Columnas .................................................................................................................... 18
8. REACCIONES. ...................................................................................................................... 20
9. ANEXOS .............................................................................................................................. 22
7.1 Planos en planta de vigas y columnas ........................................................................ 22
7.2 Planos en planta de cimentaciones ............................................................................ 22
1 | UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – WORKING ADULT SEDE LIMA NORTE
1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
1.1 GENERALIDADES
La presente memoria describe las características del proyecto “VIVIENDA FAMILIAR”, de propiedad del Sr. Vargas Villacorta, Gerson. El proyecto está conformado por una edificación de 2 pisos.
El proyecto se encuentra ubicado en el departamento de Lima a 200 msnm.
Pertenece a la Zona 4 y tiene un factor Z de 0.45 El tipo de suelo es S2 (Suelo intermedio) La capacidad portante: Arenas con grava mal graduada (SP)
medianamente compactada. La edificación tiene las siguientes características.
Longitud de largo. : 11.00 m Longitud de ancho. : 6.00 m Altura de piso a techo (Npt). : 2.60 m
2. SISTEMA ESTRUCTURAL
2.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL
El planteamiento estructural se basa en un sistema APORTICADO el cual estará construido por zapatas aisladas y/o combinadas interconectadas por medio de vigas de conexión. Se empleara además columnas y vigas peraltadas de concreto armado
2.2 DESCRIPCIÓN DE LOS MATERIALES ESTRUCTURALES
2.2.1 CONCRETO ARMADO
Es el concreto que contiene en su interior una armadura de refuerzo, ambos trabajan en conjunto para poder soportar las diversas cargas como el peso propio, carga de servicio, vientos y fuerza de sismo.
MATERIALES.
Cemento.
Se podrá emplear cemento portland tipo I, salvo que se indique lo contrario en los planos. El cemento usado cumplirá con las normas ASTM- C-150 y los requisitos de las especificaciones ITINTEC pertinentes.
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Agua Deberá ser agua potable, limpia y libre de sustancias perjudiciales, tales como aceites, álcalis, sales y materiales orgánicos u otras sustancias que pueden perjudicar al concreto o al acero. Agregados. Los agregados deberán cumplir con las especificaciones de agregados para concreto ITINTEC 400.037 y ASTM C-33, excepto los agregados que aunque no cumplan con estas, hayan demostrado por servicios o por pruebas especiales que producen con un concreto de resistencia y durabilidad adecuadas. El tamaño máximo de los agregados no deberá ser mayor que: 1/5 la menor dimensión entre las caras de las formas (encofrados) 1/3 de la altura de la losa ¾ del esparcimiento mínimo entre las varillas individuales de refuerzo o paquetes de barras. Agregado Fino: El agregado fino será arena natural limpia, de grano resistente y duro. La materia orgánica se controlara por el método ASTM C-17. Agregado grueso: el agregado grueso será grava o piedra, ya sea en su estado natural, triturada o partida de grano compacto y de calidad dura. Debe ser limpio, libre de polvo, materia orgánica, gruesa u otras sustancias perjudiciales. Hormigón: es una mezcla uniforme de agregado fino y agregado grueso. Deberá ser bien graduada entre las mallas 100 y la malla 2 y limpio de materiales orgánicas u otras sustancias perjudiciales. Aditivos. se podrá utilizar aditivos que cumplan con las especificaciones de la forma ITINTEC 339.0086 para modificar las propiedades del concreto en tal forma que lo hagan más adecuados para las condiciones de trabajo, para tal fin, el uso deberá tener aprobación del inspector o proyectista.
2.2.2 ALBAÑILERIA.
Tipo de unidades de albañilería. Serán de fabricación industrial (no hecho a mano) y corresponderán al tipo IV macizo (máx. % de huecos = 25), con una resistencia característica mínima de ladrillo F’b = 150 kg/cm2 medida sobre el área bruta.
Resistencia característica de los muros.
Los muros tendrán una resistencia característica de F’m de 65 kg/cm2.
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3. ESTRUCTURACIÓN
3.1 CRITERIO SÍSMICO
En base al sistema aporticado se considera un conjunto estructural que interactúa con la finalidad de absorber los cortes, la fuerza sísmica e impedir deformaciones en ambas direcciones.
Los techos serán de losa aligeradas y macizas (en escaleras) armadas en el sentido de menor luz y tendrá un peralte de 17 cm, por ser las luces libres menores a los 4.00 m. las mismas que llevaran armaduras suficientes para actuar como un diafragma capas de distribuir uniformemente las fuerzas horizontales provenientes de los sismos.
Se utilizaran las columnas que conforman los pórticos de las tabiquerías, de tal manera que se eviten fallas en las estructuras, sean por distintos fenómenos estructurales como columnas cortas o pisos blandos. Dichas tabiquerías contaran con su respectivo confinamiento, unidas a la losa mediante dowells.
Las dimensiones de las columnas se detallan en el cuadro de columnas respectiva. Estos valores han sido adoptados luego de hacer la verificación según las cargas de servicio que afectan cada uno de ellos, sin modificar las condiciones arquitectónicas de edificación
Finalmente diremos que se tiene el criterio de dotar a la estructura con elementos (columnas y vigas) que brinden rigidez en ambos sentidos (XX – YY) para contrarrestar la distribución de las fuerzas sísmicas en función de la rigidez lateral.
Todo lo anteriormente descrito hace que todo el sistema trabaje como una estructura en que al producirse un asentamiento estos serán uniformes.
4. PRE DIMENSIONAMIENTO
4.1 PRE DIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS
METRADO DE CARGAS
CARGAS MUERTAS.
PESO ALIGERADO: 300 Kg/m2
TABIQUERIA: 100 Kg/m2
ACABADO: 100 Kg/m2
PESO DE VIGAS: 100 Kg/m2 (asumido)
PESO DE COLUMNA: 100 Kg/m2 (asumido) CARGAS VIVAS SOBRE CARGA:
(vivienda) 250 kg/m2
CARGAS POR PISO
P. MUERTO + P. VIVA: 950 Kg/m2
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ÁREAS TRIBUTARIAS
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CENTRALES
EXTERIORES
ESQUINERAS
# PISOS 2
CARGA POR m2 950
F'c 250
COLUMNAS
1.10 * P/(0.30 * F'c)
1.50 * P/(0.20 * F'c)
CRITERIO DE DISEÑO
FORMULA - AREA DE COLUMNAS
1.25 * P/(0.25 * F'c)
Area Carga P(carga) Dimencion
Tributarea por m2 Kg Minima cm
Columana C-2 1.66 2 950 3154 46.26 7 25x25
Columana C-3 6.67 2 950 12673 185.87 14 25x25
Columana C-5 7.55 2 950 14345 210.39 15 25x25
Columana C-7 4.67 2 950 8873 130.14 11 25x25
Columana C-9 4.16 2 950 7904 115.93 11 25x25
Columana C-11 6.72 2 950 12768 187.26 14 25x25
Area Carga P(carga) Dimencion
Tributarea por m2 Kg Minima cm
Columana C-1 4.67 2 950 8873 266.19 16 25x25
Columana C-4 2.67 2 950 5073 152.19 12 25x25
Columana C-10 5.5 2 950 10450 313.5 18 25x25
Columana C-12 3.51 2 950 6669 200.07 14 25x25
Area Carga P(carga) Dimencion
Tributarea por m2 Kg Minima cm
Columana C-6 6.89 2 950 13091 261.82 16 25x25
Columana C-8 8.98 2 950 17062 341.24 18 25x30
COLUMNAS EXTERIORES
COLUMNAS EN ESQUINAS
COLUMNA # de Pisos
COLUMNA # de Pisos AC cm2 Dimencion
AC cm2 Dimencion
COLUMNA # de Pisos AC cm2 Dimencion
COLUMNAS INTERIORES
6 | UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – WORKING ADULT SEDE LIMA NORTE
4.2 PRE DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS
Se tiene que considerar la acción de cargas de gravedad y de sismo. Hay criterios prácticos, que de alguna manera, toman en cuenta la acción de combinar cargas verticales y de sismo.
H= L/10 (criterio practico frente a sismos) B mínimo = 25 cm
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4.3 PRE DIMENSIONAMIENTO DE LOSAS
El predimensionamiento de las losas aligeradas podrá ser pre dimensionado considerando los siguientes criterios:
S/C máxima = 350 Kg/m2
CRITERIO DE DISEÑO DE LOSA ALIGERADA
L/20
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H(cm) Luz (m)
17 4
20 4.00-5.5
25 5.00 - 6.50
30 6.00 -7.50
LOSAS ALIGERADA
L Largo L Ancho H Largo
H Ancho H redondeado
A1 3.00 2.55 0.15 0.13 0.20
A2 4.55 3.20 0.23 0.16 0.20
A3 5.70 3.05 0.29 0.15 0.20
A4 2.85 2.40 0.14 0.12 0.20
CRITERIO DE DISEÑO DE LOSA MACIZA
h= L/30
H (cm) Luz (m)
12.5 4
15 -17 4 -5.5
20 5.6 - 6.5
25 6.5 - 7.5
LOSAS ALIGERADA
L Largo L Ancho H Largo
H Ancho H redondeado
A5 1.70 1.15 0.06 0.04 13.00
A6 1.40 0.45 0.05 0.02 13.00
4.4 PRE DIMENSIONAMIENTO DE LA CIMENTACIÓN (ASUMIR ZAPATAS
AISLADAS DE 60CM DE PERALTE)
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4.5 PRE DIMENSIONAMIENTO DE ESCALERAS
DATOS
qs 3 Kg/cm2
Yt 1700 Kg/m3 0.0017 kg/cm3
Yc 2400 Kg/m3 0.0024 kg/cm3
ht 30 cm
hc 60 cm
S/C 250 kg/m2 0.05 kg/cm2
Piso concreto 10 cm
qsn= 2.731
CARGAS DE
SERVICIO
C-1 3154 1154.89 34 50X50 Z-1
C-2 8873 3248.99 57 80X80 Z-2
C-3 5073 1857.56 43 60X60 Z-3
C-4 12673 4640.42 68 100X100 Z-4
C-5 14345 5252.65 72 100X100 Z-5
C-6 13091 4793.48 69 100X100 Z-6
C-7 8873 3248.99 57 80X80 Z-7
C-8 17062 6247.53 79 110X110 Z-8
C-9 7904 2894.18 54 80X80 Z-9
C-10 10450 3826.44 62 100X100 Z-10
C-11 12768 4675.21 68 100X100 Z-11
C-12 6669 2441.96 49 70X70 Z-12
DIMENCIONES ZAPATASCOLUMNA AREA DIMENCION
qsn=qs-Yt*ht -YcHc-PisoConcreto*hc -S/C
Area=CARGA DE SERVICIO
qsn
10 | UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – WORKING ADULT SEDE LIMA NORTE
Ln
Ln/20 Ln/25 Eleccion
1.65 0.08 0.07 0.15
PASO: 25
CONTRAPASO: 17
t: 15
COS a= 0.83
Hm= 26.638
PESO POR ml 575.3808 Kg/ml
PESO POR ml (acabado)
90 Kg/ml
PESO TOTAL 665.3808 Kg/ml
5. CARGAS
5.1 Normativa a utilizar
Normas aplicables. Para el análisis y diseño de la edificación se utilizaron los siguientes códigos y norma:
Reglamento nacional de construcciones del Perú. Norma de cargas: E – 020 RNC. Norma de diseño sísmico resistente: E – 030 RNC. Norma de suelo y cimentación: E – 050 RNC. Norma peruana de concreto armado: E – 060 RNC. Norma de albañilería: E -070 RNC.
5.2 Metrado de carga muerta
PISOS CANTIDAD AREA ALTO PESO
A-1 300 Kg/m2 2 1 7.65 1 4590
A-2 300 Kg/m2 2 1 14.56 1 8736
A-3 300 Kg/m2 2 1 17.38 1 10428
A-4 300 Kg/m2 2 1 5.67 1 3402
A-5 300 Kg/m2 2 1 2.55 1 1530
A-6 300 Kg/m2 2 1 0.63 1 378
PISOS CANTIDAD AREA ALTO PESO
122.38 Kg/m3 2 1 71.5 1 17500.34
METRADOS DE CARGAS MUERTAS
PESO ALIGERADO:
TABIQUERIA:
PESO ESPECIFICO
PESO ESPECIFICO
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5.3 Metrado de carga viva
PISOS CANTIDAD AREA ALTO PESO
100 Kg/m3 2 1 71.5 1 14300
PISOS CANTIDAD AREA ALTO PESO
VP-1 2400 Kg/m3 2 1 1.425 0.6 4104
VP-2 2400 Kg/m3 2 1 0.75 0.5 1800
VP-3 2400 Kg/m3 2 1 1.0125 0.5 2430
VP-4 2400 Kg/m3 2 1 0.35 0.5 840
VP-5 2400 Kg/m3 2 1 0.75 0.5 1800
VP-6 2400 Kg/m3 2 1 0.325 0.5 780
VP-7 2400 Kg/m3 2 1 1.0125 0.5 2430
VP-8 2400 Kg/m3 2 1 1.1375 0.5 2730
VA-1 2400 Kg/m3 2 1 0.7625 0.5 1830
VA-2 2400 Kg/m3 2 1 0.675 0.5 1620
VA-3 2400 Kg/m3 2 1 0.675 0.5 1620
VA-4 2400 Kg/m3 2 1 0.675 0.5 1620
VA-5 2400 Kg/m3 2 1 0.6375 0.5 1530
VA-6 2400 Kg/m3 2 1 0.8 0.5 1920
VA-7 2400 Kg/m3 2 1 0.6375 0.5 1530
VA-8 2400 Kg/m3 2 1 0.8 0.5 1920
ACABADO:
PESO ESPECIFICO
PESO ESPECIFICO
PESO DE VIGAS:
PISOS CANTIDAD AREA ALTO PESO
C-1 2400 Kg/m3 2 1 0.0625 2.1 630
C-2 2400 Kg/m3 2 1 0.0625 2.1 630
C-3 2400 Kg/m3 2 1 0.0625 2.1 630
C-4 2400 Kg/m3 2 1 0.0625 2.1 630
C-5 2400 Kg/m3 2 1 0.0625 2.1 630
C-6 2400 Kg/m3 2 1 0.0625 2.1 630
C-7 2400 Kg/m3 2 1 0.0625 2.1 630
C-8 2400 Kg/m3 2 1 0.075 2.1 756
C-9 2400 Kg/m3 2 1 0.0625 2.1 630
C-10 2400 Kg/m3 2 1 0.0625 2.1 630
C-11 2400 Kg/m3 2 1 0.0625 2.1 630
C-12 2400 Kg/m3 2 1 0.0625 2.1 630
99054.34
PESO ESPECIFICO
PESO DE COLUMNA:
TOTAL CARGAS MUERTAS:
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6. ALBAÑILERÍA
6.1 Realizar una revisión de la densidad de muros los muros
considerando que el sistema es de albañilería confinada (no
estructurar solo revisar).
PISOS CANTIDAD AREA ALTO PESO
PRIMER PISO
S/C VIVIENDA 250 Kg/m2 1 1 71.5 1 17875
SEGUNDO PISO
S/C VIVIENDA 250 Kg/m2 1 1 71.5 1 17875
35750
184331.51CM - TOTAL + CV - TOTAL:
PESO ESPECIFICO
TOTAL PESO VIVO
CARGAS VIVAS
Factor
de zona
Categoria de
edificacion
Parametro
de Suelo
Numero de
pisos
∑Lt>= 0.0343
0.4
1
1.2
4
U
S
Z
N
MURO Longitud (m) Espesor (m) MURO Longitud (m)Espesor (m)
X-1 0.55 0.13 Y-1 9.45 0.13
X-2 0.55 0.13 Y-2 0.3 0.13
X-3 3.05 0.13 Y-3 2.325 0.13
X-4 0.5 0.13 Y-4 0.65 0.13
X-5 3.6 0.13 Y-5 0.65 0.13
X-6 2.65 0.13 Y-6 0.8 0.13
X-7 2.65 0.13 Y-7 0.9 0.13
X-8 0.6 0.13 Y-8 1.05 0.13
X-9 3.1 0.13 Y-9 5.05 0.13
X-10 2.05 0.13 Y-10 4.55 0.13
Area en X 2.509 Area en Y 3.34425
0.0343 <= 0.0468 OK0.0343 <= OK0.0351
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14 | UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – WORKING ADULT SEDE LIMA NORTE
15 | UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – WORKING ADULT SEDE LIMA NORTE
7. MODELADO EN ETABS
7.1. Diagrama de Momentos y Fuerza Cortante
7.1.1. Vigas
16 | UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – WORKING ADULT SEDE LIMA NORTE
17 | UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – WORKING ADULT SEDE LIMA NORTE
18 | UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – WORKING ADULT SEDE LIMA NORTE
7.1.1. Columnas
19 | UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – WORKING ADULT SEDE LIMA NORTE
20 | UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – WORKING ADULT SEDE LIMA NORTE
8. REACCIONES.
21 | UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – WORKING ADULT SEDE LIMA NORTE
22 | UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – WORKING ADULT SEDE LIMA NORTE
9. ANEXOS
9.1. Planos en planta de vigas y columnas
23 | UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – WORKING ADULT SEDE LIMA NORTE
24 | UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – WORKING ADULT SEDE LIMA NORTE
25 | UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – WORKING ADULT SEDE LIMA NORTE
26 | UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – WORKING ADULT SEDE LIMA NORTE
9.2. Planos en planta de cimentaciones
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