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Escuela Profesional de Ingeniería Civil
CONCRETO ARMADO I TEMA: CENTRAL DE BOMBEROS Página 1
UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA CIVIL
TEMA: PROYECTO ESTACION DE BOMBEROS
DOCENTE: ING. NEIRA CALSIN, URIEL CURSO: CONCRETO ARMADO I ALUMNO: HUAROTO RIOS, ERIK EMERSON
ICA- PERÚ
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
CONCRETO ARMADO I TEMA: CENTRAL DE BOMBEROS Página 2
INDICE:
CAPÍTULO 1: GENERALIDADES
1.1 Objetivo del proyecto.
1.2 Descripción del proyecto.
1.3 Arquitectura del edificio.
1.4 Reglamentos, cargas de diseño y materiales.
CAPÍTULO 2: ESTRUCTURACIÓN DEL EDIFICIO
2.1 Objetivos de la estructuración. 2.2 Descripción de la estructuración utilizada.
CAPÍTULO 3: PREDIMENSIONAMIENTO
3.1 Predimensionamiento de losas aligeradas armadas en una dirección
3.2 Predimensionamiento de losas macizas armadas en una dirección.
3.3 Predimensionamiento de las vigas.
3.4 Predimensionamiento de la escalera. 3.5 Predimensionamiento de las placas. 3.6 Predimensionamiento de columnas. CAPÍTULO 4: DISEÑO DE POR CARGAS DE GRAVEDAD
4.1 Introducción. CAPÍTULO 5: PESO DE LA EDIFICACION CAPÍTULO 6: CORTANTE BASAL DE LA EDIFICACION CAPÍTULO 7: FUERZA CORTANTE Y MOMENTOS FLECTORES DEL AEDIFICACION
CAPÍTULO 8: DEZLAZAMIENTOS DELA ESTRUCTURA APORTICADA
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CAPÍTULO 1: GENERALIDADES
1.1 Objetivo del proyecto.
La presente proyecto tiene por objeto diseñar un edificio aporticado de cinco pisos para uso de central de bomberos 1.2 Descripción del proyecto.
PROYECTO : CENTRAL DE BOMBEROS
PROPIETARIO : HUAROTO RIOS ERIK EMERSON
UBICACIÓN :PISCO
SECTOR : NUEVO HORIZONTE
CALLE :PEDEMONTE
NUMERO : S/N
DISTRITO : PISCO
PROVINCIA : PISCO
DEPARTAMENTO : ICA
Esta propiedad cuenta con un área de 564.25 M2. Su uso destinado será para una
estación de bomberos constituido por 5 niveles o pisos para uso descrito de la
siguiente manera:
· PRIMER NIVEL O PISO:
1. cochera para bomberos: 178.72 M2
2. Servicios higiénicos: 48.41 M2.
3. Área libre con : 44 M2
4 Ascensor con: 9.22 M2
5. Escaleras con 13.85 M2.
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6. Tanque cisterna con 20.45 M2. y altura 3.00 m.
7. Almacen:31.70
7. Oficina 101:21.90M2
8. Oficina 102:21.55 M2
· SEGUNDO TERCERO Y CUARTO NIVEL O PISO:
1. Sala de reuniones: 178.72 M2
2. Servicios higiénicos: 48.41 M2.
3. Área libre con : 44 M2
4 Ascensor con: 9.22 M2
5. Escaleras con 13.85 M2.
6. Almacen:31.70
7. Oficina 201:32.13 m2
7. Oficina 202:21.90 M2
8. Oficina 203:21.55 M2
9. Oficina 204:24.78 M2
· QUINTO NIVEL O PISO:
1. Taller: 178.72 M2
2. Servicios higiénicos: 48.41 M2.
3. Área libre con : 44 M2
4 Ascensor con: 9.22 M2
5. Escaleras con 13.85 M2.
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6. Almacen:31.70
7. Dormitorio :32.13 m2
7. Dormitorio:21.90
8. Dormitorio:21.55 M2
9. Dormitorio:24.78 M
AZOTEA
1.-Cuarto de maquinas de
ascensores
1.3 Arquitectura del edificio.
El edificio está concebido como parte de una “estación de bomberos” constituido por cinco edificios de características arquitectónicas similares destinados a oficinas, cuyos estacionamientos y cisternas se encuentran ubicados en áreas comunes dentro del edificio. El primer piso está destinado a la cochera para estacionamiento e ingreso principal y recepción, un área de depósito y dos oficinas, cada una de 20.71 m2. Cada uno de los siguientes cuatro pisos tiene la misma distribución arquitectónica de cuatro oficinas, cada una de 158 m2 aproximadamente, con servicios higiénicos propios La altura de piso a piso del primer piso es de 4.05 los demás pisos tienen una altura de NPT 3.05 El edificio cuenta con una escalera y un ascensor ubicados en la esquina critica de la estructura de la planta En la azotea se encuentra ubicada la casa de máquinas de los ascensores.
1.4 Reglamentos, cargas de diseño y materiales.
a) Normas Empleadas.- Las normas empleadas del Reglamento Nacional de Construcciones (R.N.C) son las siguientes:
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− Norma Técnica de Edificación E-020 “CARGAS”.
− Norma Técnica de Edificación E-030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
− Norma Técnica de Edificación E-050 “SUELOS Y CIMENTACIONES”.
− Norma Técnica de Edificación E-060 “CONCRETO ARMADO”.
.
b) Cargas de Diseño.- La Norma de Cargas E.020 establece los valores mínimos
de las cargas que debe utilizarse en el diseño de cualquier estructura,
dependiendo del uso al cual esté destinada la misma. Las cargas a considerar son
las cargas muertas, cargas vivas o sobrecarga y cargas de sismo.
Cargas muertas (CM) se consideran a todas aquellas que se mantienen constantes en magnitud y fijas en posición durante la vida útil de la estructura tales como peso propio, tabiques, parapetos, cielo rasos, acabados y otros elementos soportados por la estructura. Cargas vivas (CV) se consideran al peso de los ocupantes, equipos, muebles y otros
elementos móviles.
La Norma de Concreto E.060 establece las combinaciones de cargas de servicio con sus respectivos factores de amplificación, teniendo las siguientes combinaciones básicas: - WU1 = 1.4CM + 1.7CV c) Materiales.- En el diseño se ha considerado los siguientes materiales: Concreto Armado características: - Resistencia a la compresión 210 kg/cm2 - - Módulo de Elasticidad 15000 f ´c kg/cm2
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CAPÍTULO 2: ESTRUCTURACIÓN DEL EDIFICIO
2.1 Objetivos de la estructuración. La estructuración que se adopte debe satisfacer los requerimientos arquitectónicos
establecidos para el proyecto así como los requerimientos estructurales definidos
de manera tal que el resultado sea un proyecto que otorgue un nivel de seguridad
razonable.
2.2 Descripción de la estructuración utilizada.
Se ha buscado una disposición apropiada de los distintos elementos resistentes, de tal forma que la estructura sea capaz de soportar todas las solicitaciones a las que sea sujeta en su vida útil y a la vez sea también estética, funcional y económica.
El sistema estructural empleado se basa en dos grandes placas (o muros de
corte) de concreto armado que forman un núcleo semi-central en la parte
más crítica del edificio y que corresponden a la caja de escaleras y
ascensores del edificio. En el perímetro del edificio se tiene columnas
cuadradas de concreto armado conectadas entre sí y a las placas del núcleo
por vigas de concreto armado. Estos pórticos y placas ubicados tanto en el
perímetro como en el interior de la planta, conforman en conjunto el sistema
sismorresistente del edificio.
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La dirección del techado de las losas aligeradas está en el sentido de menor longitud, con la finalidad de evitar que los esfuerzos por flexión y cortante y las deformaciones sean de gran magnitud.
En la esquina de la planta se encuentra el de ingreso a los ascensores y
escaleras. Por estar ubicada entre dos grandes agujeros, se decide emplear para esta zona una losa maciza de 15 cm de espesor independientemente del sistema a utilizar en el resto
Las vigas principales, las que cargarán el aligerado, estarán en la dirección
de los ejes de los números y serán las más peraltadas como se verá en la parte de predimensionamiento.
Las vigas secundarias, las que no cargan el aligerado, estarán en la dirección de los ejes de las letras y serán menos peraltadas.
Uno de los principales problemas que ocasionan las fuerzas horizontales de sismo sobre una estructura, son las deformaciones horizontales excesivas. Ante esto para limitar los desplazamientos laterales de la edificación durante un sismo, se recurrió al uso de muros o placas en ambas direcciones, los cuales proporcionan una gran rigidez lateral, superior a la que puede proporcionar un pórtico formado por columnas y vigas; este criterio en la actualidad es el más usado en el diseño sismoresistente.
Se han considerado placas de 25 cm. de espesor por ser éste el ancho de
las vigas.
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CAPÍTULO 3: PREDIMENSIONAMIENTO
3.1 Predimensionamiento de losas aligeradas armadas en una dirección.
Para el cálculo del espesor de las losas aligeradas armadas en una dirección se empleó, para una luz libre de 4.00 m, el siguiente criterio - Espesor = Luz Libre / = 17 cm25 = 4.00 / 20 Se decidió emplear una losa aligerada de 20 cm de espesor, que es la solución convencional para luces de hasta 5 m. APLICACIÓN DE PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS ALIGERADAS - EN
UNA SOLA DIRECCION
LOSAS
L= 4.00 m L/20 L/25
H LOSA=
0.20 m
0.20
0.16
USAR 0.20
3.2 Predimensionamiento de losas macizas armadas en una dirección. Las losas macizas están en el eje D-E- 1-2 Y D-C -4-5 Para el cálculo del espesor de las losas macizas armadas en una dirección se empleó, para una luz libre de 4.00 m, el siguiente criterio
0.15m
0.05 m
H= 0.20m
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- Espesor = Luz Libre / 30= 4.00 / 25 = 16 cm. Se decidió emplear una losa maciza de 15 cm de espesor.
LOSAS MACIZAS
L= 4.00 m L/25 L/30
H LOSA= 0.15 m 0.16 0.13
H LOSA= 0.15 m
0.15
3.3 Predimensionamiento de las vigas.
Las vigas del proyecto presentan las siguientes características: - Vigas “principales”. Trabajan tanto para carga vertical como para carga de sismo y las hay con luces libres de 7.00 m. Para el cálculo de las dimensiones de las vigas se empleó los siguientes criterios - Peralte = Luz libre / 10 @ Luz libre/12 Para las vigas intermedias: Peralte = 7.00 / 12 = 58. Cm
Asumimos peralte h = 60cm
1.60
0.10
0.05
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𝐵 =ℎ
2
𝐵 =0.60
2 = 0.30
Asumimos base de la viga B= 0.30m - Vigas intermedias o “secundarias”. Se apoyan en las vigas principales y/o placas y trabajan únicamente a carga vertical con una luz libre de 4.00 m.
Para el cálculo de las dimensiones de las vigas se empleó los siguientes criterios - Peralte = Luz libre / 14 @ Para las vigas intermedias: Peralte = 4.00 / 14 = 29.cm
Asumimos peralte h= 40cm
0.60 m
0.30m
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PREDIMENCIONAMIENTO DE VIGAS PRINCIPALES POR OTRO METODO
VP - 101
h = Peralte de la viga
Ln = Luz libre o claro entre vigas primarias
0.25 m
0.40m
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2.1. ANCHO DE VIGA
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𝑏 =7.25𝑚
20
𝑏 = 0.36
Metrado de Cargas : L' = 7.00 m. f'c = 210 kg/cm2
B = 7.25 m. fy = 4200 kg/cm2
PESO DE LOSA ALIGERADA 350 Kg/m2
PESO DE ACABADOS 100 Kg/m2
TABIQUERIA 120 Kg/m2
S/C 350 Kg/m2
=5.70 kg/m2
WU= 1.4 x CARGA MUERTA + 1.7 x CARGA VIVA WU= 1.4 x WD + 1.7 x WL
WD : 570 kg/m2 x 7.25 m. = 4133 kg/m WL : 350 kg/m2 x 7.25 m. = 2538 kg/m
WU : 1.4(4133) + 1.7(2538)
WU : 10100.8 kg/m
𝑀𝑈 =𝑃𝑙2
8
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𝑀𝑈 =10100.8𝑥(7)2
8
𝑀𝑈 = 61867𝑘𝑔
𝑚 𝑜 61.87 𝑡𝑛/𝑚
M= (06; 0.7) MU
𝑀 = 61867𝑘𝑔
𝑚𝑥0.7 = 43307
𝑘𝑔
𝑚
𝑑 = √𝑀
∅𝑥0.85𝑥 f ′cxb
𝑑 = 2√43307𝑥100
0.90𝑥0.85𝑥 210x35
d= 55.5cm ≅ 55cm
2.Re cdh
∅ =3"
8
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ℎ = 55 + 3 +1.588
2
h= 58.8cm
VERIFICACION: POR METODO ACI
L' = LUZ LIBRE h = L'/10 ó 12
ℎ =7.00𝑚
12
ℎ = 0.58 𝑚 … ok
USAR 0.60 m
3.4 Predimensionamiento de la escalera.
La escalera tiene las siguientes características: Un tramo para cubrir una altura típica de 4.00 m,contrapasos de 0.175 m de altura y pasos de 0.25 m de longitud. Para el dimensionamiento de la garganta de la escalera se empleó, para una luz libre de 3.20 m, el siguiente criterio
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ESCALERAS
L= 3.20 m L/20 L/25
P= 0.25 m
0.16
0.13
CP= 0.175 m
e= 0.15
t=0.16+0.13
2
t=0.15cm
la garganta de la escalera será de un espesor de t=0.15cm
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3.5 Predimensionamiento de las placas.
Para el predimensionamiento de las placas no se cuenta con fórmulas o expresiones
que nos sugieran tanto espesores como longitudes de las mismas en función de la
altura y/o área de la planta de un edificio.
Vs = Cortante por sismo Vs = ZUCSPe
3 2 16 5 49 8 710
.25
1.20
1.2011 12 13 14 1615 17 18 19 20
2.05
2.40
2.25
3.20
1.60
2.05
2.45
1.60
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H = Altura de primer nivel en cm. Z = Factor de zona
n = Número de Placas =
U = Coeficiente de uso
η = Factor para el desplazamiento permisible ∆p C = Coeficiente de amplificación sísmica Ec = 15000√f´c (Módulo de elasticidad del concreto) S = Factor de suelo
t = Espesor del muro en cm. = 25 cm Pe = Peso de la edificación en kg
N = Número de niveles
Área Techada en m2
DATOS
Fy f'c Peso H n η Ec Z U C S N
Kg/cm2 Kg/cm2 tn/m2 cm Pl. ∆p 15000√f´c Niveles
4200 210 1 400 4 0.007
217,370.65 0.4 1.5 2.5 1.4 5
Área techada (1er. Nivel) = 418.40 m2
Área techada (2do. Nivel) = 418.40 m2 Área total Tech.
Área techada (3er. Nivel) = 418.40 m2 m2
Área techada (4to. Nivel) = 418.40 m2 2,092.00
Área techada (5to. Nivel) = 418.40 m2
Pe = # de niveles x Área Techada(m2)x1(tn/m2) = 2,092.00 Tn
Vs =
ZUCSPe = 4,393,200.00 Kg
166.55 cm → h = 166.55 cm.
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3.6 Predimensionamiento de columnas. I: PREDIMENSIONAMIENTO: PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS
C -1: Columna central
C -2: Columna extrema de un pórtico principal interior
C -3: Columna extrema de un pórtico secundario interior
C -4: Columna en esquina
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7
7
4m
0.25
V. P
RIN
CIP
AL
0.25 V.SECUNDARIA
C-4 C-3
C-2
C-1
4m 4m
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QUINTO NIVEL COLUMNA C4
#
Elemento estructural
Cargas Secciones (m2)
Longitud
Carga
y no estructural (Kg/m; m2;
m3 (B)m (H)m (m)
Aplicada (Kg)
1 Losa aligerada 350 2 - 3.5 2450.00
2 Vigas
principales 2400 0.3 0.4 2.00
432.00
3 Vigas
secundarias 2400 0.3 0.3 3.50
1008.00
4 Columnas
Azotea 2400 0.3 0.3 1.50
324.00
5 Acabados
(pisos) 100
3.8 - 2.3
874.00
6 Tabiquería 120 3.8 2.3 1048.8
7 sobre carga 150 3.8 - 2.3 1311
CARGA TOTAL
7447.8kg
C -4: Columna en esquina
C-4 = 1.5𝑋7447.8
0.20𝑋210 = 265.993 √ 265.993 = 16.31 X16.31
POR REGLAMENTO SE USARA C-4 = (0.30 * 0.30)
CUARTO NIVEL COLUMNA C4
# Elemento estructural Cargas Secciones (m2) Longitud Carga
y no estructural (Kg/m; m2; m3 (B)m (H)m
(m) Aplicada
(Kg)
1 5to. Nivel - - - - 7447.80
C-4
1.5 PG
n f' c
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2 Losa aligerada 350 2 - 3.5 2450.00
3 Vigas principales 2400 0.3 0.4 3.50 1008.00
4 Vigas secundarias 2400 0.3 0.3 2.00 432.00
5 Columnas 2400 0.3 0.30 3.00 648.00
6 Acabados (pisos) 100 2.3 - 3.8 874.00
7 Sobre carga 350 2.3 - 3.8 3059.00
8 Tabiquería 120 2.3 - 3.8 1048.8
CARGA TOTAL
16966.8 KG
C-4 = 1.5𝑋16966.8
0.20𝑋210 = 605.96 √ 605.96 = 24.62 cm X 24.62cm
POR REGLAMENTO SE USARA C-4 = (0.30 * 0.30)
TERCER NIVEL COLUMNA C4
#
Elemento estructural
Cargas Secciones (m2)
Longitud Carga
y no estructural (Kg/m; m2;
m3 (B)m (H)m (m)
Aplicada (Kg)
1 4to. Nivel - - - - 16966.80
2 Losa aligerada 350 2 - 3.5 2450.00
3 Vigas principales 2400 0.3 0.4 3.50 1008.00
4 Vigas
secundarias 2400 0.3 0.3 2.00
432.00
5 Columnas 2400 0.3 0.3 3.00 648.00
6 Acabados
(pisos) 100
2.3 - 3.8
874.00
7 Sobre carga 350 2.3 - 3.8 3059.00
8 Tabiquería 120 2.3 - 3.8 1048.8
CARGA
TOTAL
26486.60 KG
C-4 = 1.5𝑋26486.60
0.20𝑋210 = 945.95 √ 945.95 = 30.76 X 30.76
SE USARA C-4 = (0.40 * 0.40)
SEGUNDO NIVEL COLUMNA C4
# Elemento
estructural Cargas
Secciones (m2) Longitud Carga
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y no estructural (Kg/m; m2;
m3 (B)m (H)m (m)
Aplicada (Kg)
1 3er. Nivel - - - - 26486.60
2 Losa aligerada 350 2 - 3.5 2450.00
3 Vigas principales 2400 0.3 0.4 3.50 1008.00
4 Vigas
secundarias 2400 0.3 0.3 2.00
432.00
5 Columnas 2400 0.40 0.40 3.00 1152.00
6 Acabados
(pisos) 100
2.3 - 3.8
874.00
7 Sobre carga 350 2.3 - 3.8 3059.00
8 Tabiquería 120 2.3 - 3.8 1048.8
CARGA
TOTAL 36510.40KG
C-4 = 1.5𝑋36510.40
0.20𝑋210 = 1303.94 √ 1303.94 = 36.11X 36.11
SE USARA C-4 = (0.40 * 0.40)
PRIMER NIVEL COLUMNA C4
#
Elemento estructural
Cargas Secciones (m2)
Longitud Carga
y no estructural
(Kg/m; m2; m3 (B)m (H)m
(m) Aplicada
(Kg)
1 3er. Nivel - - - - 36510.4
2 Losa
aligerada 350 2 - 3.5
2450.00
3 Vigas
principales 2400 0.3 0.4 3.50
1008.00
4 Vigas
secundarias 2400 0.3 0.3 2.00
432.00
5 Columnas 2400 0.4 0.4 3.00 1152.00
6 Acabados
(pisos) 100
2.3 - 3.8
874.00
7 Sobre carga 350 2.3 - 3.8 3059.00
8 Tabiqueria 120 2.3 - 3.8 1048.8
CARGA
TOTAL 46534.20
C-4 = 1.5𝑋46534.20
0.20𝑋210 = 1661.94 √ 1661.94 = 40.77X 40.77
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SE USARA C-4 = (0.45* 0.45)
QUINTO NIVEL COLUMNA C2
#
Elemento estructural
Cargas Secciones (m2)
Longitud Carga
y no estructural
(Kg/m; m2; m3 (B)m (h)m
(m) Aplicada
(Kg)
1 Losa
aligerada 350 4.25 - 3.5
5206.25
2 Vigas
principales 2400 0.3 0.4 3.90
1123.20
3 Vigas
secundarias 2400 0.3 0.3 3.40
734.40
4 ascensor 800
5 Acabados
(pisos) 100
4.55 - 3.8
1729.00
6 Sobre carga 350 4.55 - 3.8 6051.50
7 Tabiqueria 120 4.55 - 3.8 2074.8
CARGA
TOTAL 17719.15
C-2 = 1.25𝑋17719.15
0.25𝑋210 =421.88 √ 421.88 = 20.53X 20.53
POR REGLAMENTO SE USARA C-2 = (0.30 * 0.30)
CUARTO NIVEL COLUMNA C2
#
Elemento estructural
Cargas Secciones (m2)
Longitud Carga
y no estructural
(Kg/m; m2; m3 (B)m (H)m
(m) Aplicada
(Kg)
1 5to. Nivel - - - - 17719.15
2 Losa
aligerada 350 4.25 - 3.5
5206.25
3 Vigas
principales 2400 0.3 0.4 3.50
1008.00
4 Vigas
secundarias 2400 0.3 0.3 2.00
432.00
5 Columnas 2400 0.3 0.3 3.00 648.00
6 Acabados
(pisos) 100
4.55 - 3.8
1729.00
7 Sobre carga 350 4.55 - 3.8 6051.50
8 Tabiquería 120 4.55 - 3.8 2074.8
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CONCRETO ARMADO I TEMA: CENTRAL DE BOMBEROS Página 26
CARGA
TOTAL 34868.7
C-2 = 1.25𝑋34868.7
0.25𝑋210 = 830.21 √ 818.87 = 28.81X 28.81
POR REGLAMENTO SE USARA C-2 = (0.30 * 0.30)
TERCER NIVEL COLUMNA C2
#
Elemento estructural
Cargas Secciones (m2)
Longitud Carga
y no estructural
(Kg/m; m2; m3 (B)m (H)m
(m) Aplicada
(Kg)
1 4to. Nivel - - - - 34868.7
2 Losa aligerada 350 4.25 - 3.5 5206.25
3 Vigas
principales 2400 0.3 0.4 3.50
1008.00
4 Vigas
secundarias 2400 0.3 0.3 2.00
432.00
5 Columnas 2400 0.3 0.3 3.00 648.00
6 Acabados
(pisos) 100
4.55 - 3.8
1729.00
7 Sobre carga 350 4.55 - 3.8 6051.50
8 Tabiqueria 120 4.55 - 3.8 2074.8
52018.25KG
SE USARA C-2 = (0.35 * 0.35)
SEGUNDO NIVEL COLUMNA C2
# Elemento
estructural Cargas
Secciones (m2) Longitud Carga
C-2 = 1.25𝑋52018.25
0.25𝑋210 = 1238.52 √ 1227.20 = 35.19X 35.19
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y no estructural (Kg/m; m2; m3 (B)m (H)m
(m) Aplicada
(Kg)
1 3er. Nivel - - - - 52018.25
2 Losa aligerada 350 4.25 - 3.5 5206.25
3 Vigas
principales 2400 0.3 0.4 3.50
1008.00
4 Vigas
secundarias 2400 0.3 0.3 2.00
432.00
5 Columnas 2400 0.4 0.4 3.00 1152.00
6 Acabados
(pisos) 100
4.55 - 3.8
1729.00
7 Sobre carga 350 4.55 - 3.8 6051.50
8 Tabiquería 120 4.55 - 3.8 2074.8
CARGA
TOTAL
69671.80
C-2 = 1.25𝑋69671.80
0.25𝑋210 =1169.95 √ 1169.95 = 40.7X 40.7
SE USARA C-2 = (0.40 * 0.40) PRIMER NIVEL COLUMNA C2
#
Elemento estructural
Cargas Secciones (m2)
Longitud Carga
y no estructural (Kg/m; m2; m3 (B)m (H)m
(m) Aplicada
(Kg)
1 3ER. Nivel - - - - 69671.8
2 Losa aligerada 350 4 - 7 9800.00
3 Vigas
principales 2400 0.3 0.4 7.00
2016.00
4 Vigas
secundarias 2400 0.3 0.3 4.00
864.00
5 Columnas 2400 0.35 0.35 3.00 882.00
6 Acabados
(pisos) 100
4.3 - 7.3
3139.00
7 Sobre carga 350 4.3 - 7.3 10986.50
8 Tabiqueria 120 4.3 - 7.3 3766.8
CRAGA
TOTAL
101126.10
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C-2 = 1.25𝑋100650.10
0.25𝑋210 =2407.76 √20407.76 = 49.06X 49.06
SE USARA C-2 = (0.50 * 0.50) QUINTO NIVEL COLUMNA C1
#
Elemento estructural
Cargas Secciones (m2)
Longitud
Carga
y no estructural (Kg/m; m2;
m3 (B)m (h)m (m)
Aplicada (Kg)
1 Losa aligerada 350 4 - 7 9800.00
2 Vigas principales 2400 0.3 0.4 7.00 2016.00
3 Vigas
secundarias 2400 0.3 0.3 4.00
864.00
4 ascensor
800.00
5 Acabados (pisos) 100 4.3 - 7.3 3139.00
6 Sobre carga 150 4.3 - 7.3 4078.50
7 Tabiqueria 120 4.3 - 7.3 3766.8
CARGA
TOTAL
25094.3
C-1 = 1.10𝑋25094.30
0.30𝑋210 = 438.15 √438.15 = 20.93X 20.93
SE USARA C-1 = (0.30 * 0.30) CUARTO NIVEL COLUMNA C1
#
Elemento estructural
Cargas Secciones (m2)
Longitud Carga
y no estructural
(Kg/m; m2; m3 (B)m (H)m
(m) Aplicada
(Kg)
1 5to. Nivel - - - - 25094.3
2 Losa aligerada 350 4 - 7 9800.00
3 Vigas
principales 2400 0.3 0.4 7.00
2016.00
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4 Vigas
secundarias 2400 0.3 0.3 4.00
864.00
5 Columnas 2400 0.3 0.3 3.00 648.00
6 Acabados
(pisos) 100
4.3 - 7.3
3139.00
7 Sobre carga 350 4.3 - 7.3 10986.50
8 Tabiqueria 120 4.3 - 7.3 3766.8
CARGA
TOTAL 56314.6
C-1 = 1.10𝑋56314.6
0.25𝑋210 = 1179.92 √ 1179.92 = 34.35X 34.35
SE USARA C-1 = (0.35 * 0.35) TERCERO NIVEL COLUMNA C1
#
Elemento estructural
Cargas Secciones (m2)
Longitud Carga
y no estructural (Kg/m; m2; m3 (B)m (H)m
(m) Aplicada
(Kg)
1 4to. Nivel - - - - 56314.6
2 Losa aligerada 350 4 - 7 9800.00
3 Vigas
principales 2400 0.3 0.4 7.00
2016.00
4 Vigas
secundarias 2400 0.3 0.3 4.00
864.00
5 Columnas 2400 0.3 0.3 3.00 648.00
6 Acabados
(pisos) 100
4.3 - 7.3
3139.00
7 Sobre carga 350 4.3 - 7.3 10986.50
8 Tabiqueria 120 4.3 - 7.3 3766.8
CARGA
TOTAL 87534.9
C-1 = 1.10𝑋87534.9
0.25𝑋210 = 1834.06 √1834.06 = 42.82X 42.82
SE USARA C-1 = (0.45 * 0.45)
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SEGUNDO NIVEL COLUMNA C1
#
Elemento estructural
Cargas Secciones (m2)
Longitud Carga
y no estructural (Kg/m; m2; m3 (B)m (H)m
(m) Aplicada
(Kg)
1 3ER. Nivel - - - - 87534.9
2 Losa aligerada 350 4 - 7 9800.00
3 Vigas
principales 2400 0.3 0.4 7.00
2016.00
4 Vigas
secundarias 2400 0.3 0.3 4.00
864.00
5 Columnas 2400 0.45 0.45 3.00 1458.00
6 Acabados
(pisos) 100
4.3 - 7.3
3139.00
7 Sobre carga 350 4.3 - 7.3 10986.50
8 Tabiqueria 120 4.3 - 7.3 3766.8
CARGA
TOTAL 119565.2
C-1 = 1.10𝑋119565.2
0.25𝑋210 = 2505.18 √2505.18 = 50.05X 50.05
SE USARA C-1 = (0.50 * 0.50)
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PRIMER NIVEL COLUMNA C1
#
Elemento estructural
Cargas Secciones (m2)
Longitud Carga
y no estructural (Kg/m; m2; m3 (B)m (H)m
(m) Aplicada
(Kg)
1 3ER. Nivel - - - - 119565.2
2 Losa aligerada 350 4 - 7 9800.00
3 Vigas
principales 2400 0.3 0.4 7.00
2016.00
4 Vigas
secundarias 2400 0.3 0.3 4.00
864.00
5 Columnas 2400 0.5 0.5 3.00 1800.00
6 Acabados
(pisos) 100
4.3 - 7.3
3139.00
7 Sobre carga 350 4.3 - 7.3 10986.50
8 Tabiqueria 120 4.3 - 7.3 3766.8
CARGA
TOTAL
151937.50
C-1 = 1.10𝑋151937.5
0.25𝑋210 = 3183.45 √3183.45 = 52.42X 52.42
SE USARA C-1 = (0.50* 0.50)
NOTA: SE UNIFORMIZARA TODAS LAS COLUMNAS A UNA COLUMNA CUADRADA
DE (0.50*0.50)
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7
7
V. P
RIN
CIP
AL
CIP
AL
7.00 m
7.00 m
7.00 m
7.00 m
0.50 V. SECUNDARIO CIPAL
0.50
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CAPÍTULO 4: DISEÑO DE POR CARGAS DE GRAVEDAD
4.1 Introducción. Las cargas que se consideró para el diseño del proyecto fueron las siguientes: a) Peso propio. - Losa aligerada h = 20 cm → P = 350 kg/m2 - Losa maciza h = 15 cm → P = 2400x.15 = 360 kg/m2 b) Acabados. Se consideró 100 kg/m2. c) Cielo raso. Se consideró 120kg/m2. d) Carga viva o sobrecarga. Se utilizó los siguientes valores de sobrecarga que figuran en la Norma de Cargas E.020: - Se consideró S/C 350kg/m2
CAPÍTULO 5: PESO DE LA EDIFICACION
PESO DE LA EDIFICACION:
5TO NIVEL
ELEMENTO ESTRUCTURA DIMENSIONES CARGAS Nº VECES TOTAL
a b c
LOSA ALIGERADA 398.94 350 1 139629
TABIQUERIA 30.5 18.5 120 1 67710
ACABADOS 30.5 18.5 100 1 56425
S/C 150(25%) 30.5 18.5 37.5 1 21159.375
4.00
m
4.00 m 4.00
m
0.25
5
4.00
m
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VYY 0.3 0.6 28.00 2400 5 60480
VXX 0.25 0.4 16.00 2400 5 19200
COLUMNA C-1 0.5 0.5 3.4 2400 9 18360
COLUMNA c-2 -c-3 0.5 0.5 3.4 2400 10 20400
COLUMNA c-4 0.5 0.5 3.4 2400 4 8160 PLACAS DEL ASCENSOR 0.25 2400 1 600
PLACAS DE ESALERA 0.25 2400 1 600
LOSA MACIZA 0.15 2400 1 360
∑1= 413083.375
3er NIVEL
ELEMENTO ESTRUCTURA DIMENSIONES P.U Nº VECES TOTAL
a b c
LOSA ALIGERADA 367.73 350 1 128705.5
MUROS 30.5 18.5 120 1 67710
ACABADOS 30.5 18.5 100 1 56425
S/C 350(35%) 30.5 18.5 122.5 1 69120.625
VYY 0.3 0.6 28.00 2400 5 60480
VXX 0.25 0.4 16.00 2400 5 19200
COLUMNA C-1 0.5 0.5 3.4 2400 9 18360
COLUMNA c-2 -c-3 0.5 0.5 3.4 2400 10 20400
COLUMNA c-4 0.5 0.5 3.4 2400 4 8160
4TO NIVEL
ELEMENTO ESTRUCTURA DIMENSIONES P.U Nº VECES TOTAL
a b c
LOSA ALIGERADA 367.73 350 1 128705.5
TABIQUERIA 30.5 18.5 120 1 67710
ACABADOS 30.5 18.5 100 1 56425
S/C 350(25%) 30.5 18.5 87.5 1 49371.875
VYY 0.3 0.6 28.00 2400 5 60480
VXX 0.25 0.4 16.00 2400 5 19200
COLUMNA C-1 0.5 0.5 3.4 2400 9 18360
COLUMNA c-2 -c-3 0.5 0.5 3.4 2400 10 20400
COLUMNA c-4 0.5 0.5 3.4 2400 4 8160 PLACAS DEL ASCENSOR 0.25 2400 1 600
PLACAS DE ESALERA 0.25 2400 1 600
peso de la escalera 0.15 2400 1 360
peso de losa macisa 0.15 2400 2 720
∑1= 431092.375
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PLACAS DEL ASCENSOR 0.25 2400 1 600
PLACAS DE ESALERA 0.25 2400 1 600
peso de la escalera 0.15 2400 1 360
peso de losa macisa 0.15 2400 2 720
∑1= 450841.125
1er NIVEL
ELEMENTO ESTRUCTURA DIMENSIONES P.U Nº VECES TOTAL
a b c
LOSA ALIGERADA 367.73 350 1 128705.5
MUROS 30.5 18.5 120 1 67710
ACABADOS 30.5 18.5 100 1 56425
S/C 350(40%) 30.5 18.5 175 1 98743.75
VYY 0.3 0.6 28.00 2400 5 60480
VXX 0.25 0.4 16.00 2400 5 19200
COLUMNA C-1 0.5 0.5 3.4 2400 9 18360
COLUMNA c-2 -c-3 0.5 0.5 3.4 2400 10 20400
2do NIVEL
ELEMENTO ESTRUCTURA DIMENSIONES P.U Nº VECES TOTAL
a b c
LOSA ALIGERADA 367.73 350 1 128705.5
MUROS 30.5 18.5 120 1 67710
ACABADOS 30.5 18.5 100 1 56425
S/C 350(40%) 30.5 18.5 140 1 78995
VYY 0.3 0.6 28.00 2400 5 60480
VXX 0.25 0.4 16.00 2400 5 19200
COLUMNA C-1 0.5 0.5 3.4 2400 9 18360
COLUMNA c-2 -c-3 0.5 0.5 3.4 2400 10 20400
COLUMNA c-4 0.5 0.5 3.4 2400 4 8160 PLACAS DEL ASCENSOR 0.25 2400 1 600
PLACAS DE ESALERA 0.25 2400 1 600
peso de la escalera 0.15 2400 1 360
peso de losa macisa 0.15 2400 2 720
∑1= 460715.5
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COLUMNA c-4 0.5 0.5 3.4 2400 4 8160 PLACAS DEL ASCENSOR 0.25 2400 1 600
PLACAS DE ESALERA 0.25 2400 1 600
peso de la escalera 0.15 2400 1 360
peso de losa macisa 0.15 2400 2 720
∑1= 480464.25
CAPÍTULO 6: CORTANTE BASAL DE LA EDIFICACION
DATOS:
Z : (FACTOR DE ZONA)
Concepto.-
Se le asigna un factor "Z" que viene a ser la aceleración máxima del terreno con una probabilidad del 10% de ser excedida en 50 años. Divide al territorio nacional en tres zonas sísmicas, a cada una de las cuales
FACTORES DE ZONA
ZONA FACTOR
3 0.4
2 0.3
1 0.15
Zona correspondiente = 3
Z aplicado = 0.4
U : (FACTOR DE USO E IMPORTANCIA)
Concepto.-
Corresponde a la importancia de la edificación. Considera cuatro categorías asignándole a cada una de ellas un valor
PE= 2236196.625 KG PESO TOTAL DE LA ESTRUCTURA
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FACTOR DE USO
CATEGORIA DESCRIPCION FACTOR
A EDIFICIOS
ESCENCIALES
Edificaciones esenciales cuya función no debería rumpirse inmediatamente despues que ocurra un sismo. Como hospitales, centrales de comnicaciones, cuarteles de bomberos y policía, subestaciones eléctricas, reservorios que puedan servir de refugio después de un desastre. También se incluye edificaciones cuyo colapso puede significar un riesgo adicional, como grandes hornos, depósitos de materiales inflamables o tóxicos.
1.5
B EDIFICIOS
IMPORTANTES
Edificaciones donde se reunen gran cantidad de personas, como teatros, estadios, centros comerciales, establecimientos penitenciarios o que guardan patrimonios valiosos como museos, bibliotecas y archivos especiales. También se considerarán depósitos de granos y otros almacenes importantes para el abastecimiento.
1.3
Uso correspondiente = C U aplicado = 1.5
S : (FACTOR DE SUELO)
Concepto.-
Considera cuatro perfiles de suelo, a tres de los cuales se les asigna el factor de amplificación "S" y parámetro "Ts". Esta clasificación toma en cuenta las características mecánicas del suelo, el espesor del estrato, el período fundamental de vibración y la velocidad de propagación de la onda de corte
FACTOR DE SUELO
Tipo Descripción Ts S
S1 Roca o suelos muy rígidos 0.4 1
S2 Suelos intermedios 0.6 1.2
S3 Suelos flexibles o con estratos de gran espesor 0.9 1.4
S4 Condiciones excepcionales (*) (*)
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Tipo
correspondiente = S3
Ts aplicado = 0.9
S aplicado = 1.4
CORTANTE POR SISMO
Vs = ZUCS/R x Pe
Vs = 587,001.61 kg/m2
Datos de Tabla:
DATOS CALCULOS
CATEGORIA DE EDIFICACION
C U = 1.50
ZONA SISMICA 3 Z = 0.40
TIPO DE SUELO S3 Tp (s) = 0.90
PERIODO FUNDAMENTAL (*)
1 S = 1.40
ALTURA DE LA EDIFICACION (m)
16.00 CT = 45
FACTOR DE REDUCCION R R 8
(*) 1 Elementos resistentes en la dirección de los pórticos
T = 0.36
2 Elementos resistentes pórticos, cajas de ascensores y escaleras
C = 2.50
3 Elementos sismorresistentes por muros de corte
ZUCS/R = 0.2625
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NIVEL Pi (Tn) Hi(m) Pi*Hi Pi*Hi/TOTAL Vi (Tn)
5 413083.38 16.00 6609334.00 0.302226482 177,407.43
4 431092.38 13.00 5604200.88 0.256264537 150,427.70
3 450841.13 10.00 4508411.25 0.206157121 121,014.56
2 460715.50 7.00 3225008.50 0.147470679 86,565.53
1 480464.25 4.00 1921857.00 0.087881181 51,586.40
2236196.63 21868811.63 1.00 587,001.61
V-5= 177,407.43 Kg V-5=
177.41 Ton
V-4= 150,427.70 Kg V-4=
150.43 Ton
V-3= 121,014.56 Kg V-3=
121.01 Ton
V-2= 86,565.53 Kg V-2=
86.57 Ton
V-1= 51,586.40 Kg V-1=
51.59 Ton
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v=51586.40
v= 86562.53
v= 121014.56
v= 150427.50
v=177407.43
1er PISO
2do PISO
3er PISO
4to PISO
5to PISO
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CALCULO DE LA CORTANTE BASAL POR NIVELES
CAPÍTULO 7: FUERZA CORTANTE Y MOMENTOS FLECTORES DEL
AEDIFICACION
DATOS INGRESADOS EN EL MASTAN 2
TERRENO:
X Y
DISTANCIAS 18.5 30.5
EJES 5 5
NIVEL 1 2 3 4 5
ALTURA 4.00 3.00 3.00 3.00 3.00
DATOS:
f´c= 210
Nº NIVELES 5
Ec 2173706512
h edific. 16
CARGA:
CONCRETO 2400
MUROS 120
ACABADOS 100
LOSA 350
S/C 350
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DISTRIBUCION DE LA CARGA SISMICA:
NIVEL Pi hi Pi*hi (Pi*hi)/∑Pi*hi V*[(Pi*hi)/∑Pi*hi] Sx Sy
5 413083.38 16 6609334.00 0.302226482 177,407.43
35,481.49
35,481.49
4 431092.38 13 5604200.875 0.256264537 150,427.70
30,085.54
30,085.54
3 450841.13 10 4508411.25 0.206 121,014.56
24,202.91
24,202.91
2 460715.50 7 3225008.5 0.147 86,565.53
17,313.11
17,313.11
1 480464.25 4 1921857.00 0.088 51,586.40
10,317.28
10,317.28
∑= 2236196.63 21868811.63 1.000 587,001.61
CARGA VERTICAL: PORTICO.P EN y-y
EJE: A-A
ANCHO TRIB= 3.5
P.U W
LOSA 3.5 350 1225
MURO 3.5 120 420
ACABADOS 3.5 120 420
Vyy 0.18 2400 432
∑= 2497 WD 12485
S/C 1 350 350 WL 350
CARGA VERTICAL: PORTICO.S EN x-x
EJE: B-B
ANCHO TRIB= 1
P.U W
LOSA 1 350 350
MURO 1 120 120
ACABADOS 1 120 120
Vyy 0.125 2400 300
∑= 890 WD 4450
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S/C 1 350 350 WL 350
EJES
PORTICO
PRINCIPAL
PORTICO SECUNDARIO
CARGAS A-A B-B C-C D-D E-E 1_1 2_2 3_3 4_4 5_5
Wu=1.4Wd+1.7Wl 18074 18074 18074 18074 18074 6825 6825 6825 6825 6825
DATOS
INERCIA DE LA COLUMNA
𝐼 =50𝑋503
12
𝐼 = 520833.33 𝑐𝑚4
INERCIA DE LA PLACA P-1 Y P-2
𝐼 =25𝑋1653
12
𝐼 = 9358593.75𝑐𝑚4
𝑴𝑶𝑫𝑼𝑳𝑶 𝑫𝑬 𝑬𝑳𝑨𝑺𝑻𝑰𝑪𝑰𝑫𝑨𝑫 𝑫𝑬𝑳 𝑪𝑶𝑵𝑪𝑹𝑬𝑻𝑶
fC=210kg/cm2
EC=15000√𝑓"𝑐
EC=217370.6512
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PORTICO SECUNDARIO X-X
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PORTICO X-X EJE 1-1
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CORTANTE MAXIMO DEL PORTICO: VY= 4103
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MOMENTO MAXIMO MZ= -3200
Se observa que la placa P-1 absorbe los momentos de las columnas
PLACA P-1
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PORTICO X-X EJE 2-2
CORTANTE MAXIMO VY=-1.48 ton
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MOMENTO MAXIMO EN MZ= -1.099 ton
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PORTICO X-X EJE 3-3
FUERZA CORTANTE MÁXIMO VY=-14800
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MOMENTO MÁXIMO MZ = -1.099TON
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PORTICO X-X EJE 4-4
CORTNTE MÁXIMO VY= 1.514Ton
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MOMENTO MAXIMO MZ =-1.163ton
PLACA DE LA
ESCALERA PLACA DEL
ASCENSOR
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PORTICO X-X EJE 5.5
CORTANTE MAXIMO VY=-1.539ton
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MOMENTO MAXIMO EN MZ=-1.217ton
PLACA P-1
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PORTICO PRINCIPAL EJE Y-Y
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PORTICO Y-Y EJE A-A
CORTANTE MAXIMO VY=6.561
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MOMENTO MAXIMO EN MZ =-7.645Ton
PLACA P-2
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PORTICO Y-Y EJE B-B
CORTANTE MAXIMO VY=6.598Ton
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MAXIMO MOMENTO EN MZ=-7.72ton
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PORTICO Y-Y EJE C-C
CORTANTE MAXIMO VY=6.603ton
PLACA DE LA ESCALERA
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MOMENTO MAXIMO EN MZ=-7.757ton
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PORTICO Y-Y EJE D-D
CORTANTE MAXIMO VY=6.598ton
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MOMENTO MAXIMO MZ=-7.72ton
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PORTICO Y-Y EJE E-E
CORTANTE MAXIMO VY0-9.145ton
PLACA DEL ASCENSOR
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MOMENTO MAXIMO MZ=1.657Ton
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CAPÍTULO 8: DESPLAZAMIENTOS DELA ESTRUCTURA APORTICADA
LAS CORTANTE BASAL CALCULADO PARA CADA NIVEL SON:
NIVEL Pi (Tn) Hi(m) Pi*Hi Pi*Hi/TOTAL Vi (Tn)
5 413083.38 16.00 6609334.00 0.302226482 177,407.43
4 431092.38 13.00 5604200.88 0.256264537 150,427.70
3 450841.13 10.00 4508411.25 0.206157121 121,014.56
2 460715.50 7.00 3225008.50 0.147470679 86,565.53
1 480464.25 4.00 1921857.00 0.087881181 51,586.40
2236196.63 21868811.63 1.00 587,001.61
V-5= 177,407.43 Kg
V-4= 150,427.70 Kg
V-3= 121,014.56 Kg
V-2= 86,565.53 Kg
V-1= 51,586.40 Kg
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CALCULAMOS LA RIGIDEZ
DONDE:
ℎ = 400cm
𝐼 =50𝑋503
12
𝐼 = 520833.33 𝑐𝑚4
𝐾 =12𝑋217370.6512𝑋520833.33
4003
𝐾 = 21227 𝑋 5 𝑃𝐼𝑆𝑂𝑆
𝐾 = 1061380
3
12
ei
EIK
h
15000 I
CE f
15000 210E
217370.6512E
3
12
bhI
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CALCULAMOS LOS DESPLAZAMIENTOS
Ktotal= 5K= 2545864
PARA EL QUINTO PISO
V-5= 177,407.43 Kg
𝑋 =177407.43
1061380
𝑋 = 0.167
CALCULAMOS EL DESPLAZAMIENTO RELATIVO:
D=0.75X8X0.167
D=1.002cm
PARA EL CUARTO PISO
V-4= 150,427.70 Kg
𝑋 =150427.70
1061380
𝑋 = 0.141
CALCULAMOS EL DESPLAZAMIENTO RELATIVO:
D=0.75X8X0.059
D=0.850cm
r
FX
K
0.75 *D R X
0.75 *D R X
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PARA EL TERCER PISO
V-3= 121,014.56 Kg
𝑋 =121014.56
1061380
𝑋 = 0.114
CALCULAMOS EL DESPLAZAMIENTO RELATIVO:
D=0.75X8X0.047
D=0.684cm
PARA EL SEGUNDO PISO
V-2= 86,565.53 Kg
𝑋 =86565.53
1061380
𝑋 = 0.082
CALCULAMOS EL DESPLAZAMIENTO RELATIVO:
D=0.75X8X0.034
D=0.489cm
PARA EL PRIMER PISO
V-1= 51,586.40 Kg
0.75 *D R X
0.75 *D R X
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𝑋 =51586.40
1061380
𝑋 = 0.049
CALCULAMOS EL DESPLAZAMIENTO RELATIVO:
D=0.75X8X0.02
D=0.282cm
VERIFICANDO LOS DESPLAZAMIENTOS LATERALES DE ENTRE PISO
PARA EL PRIMER PISO
∆𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡 =0.282
400𝑐𝑚 =0.001≤ 0.007 ………OK
PARA EL SEGUNDO PISO
∆𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡 =0.489
300𝑐𝑚 =0.002≤ 0.007………OK
PARA EL TERCER PISO
∆𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡 =0.684
300𝑐𝑚 =0.002≤ 0.007 ………OK
PARA EL CUARTO PISO
∆𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡 =0.850
300𝑐𝑚 =0.003≤ 0.007 ………OK
PARA EL QUINTO PISO
∆𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡 =1.002
300𝑐𝑚 =0.003≤ 0.007 ………OK
LOS VALORES OBTENIDOS CUMPLEN CON LOS VALORES ESTABLECIDOS EN LA
NORMA
0.75 *D R X
i
ei
DLimi
h
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∆= 3.3𝑐𝑚
v=51586.40
v= 86565.53
v= 121014.56
v= 150427.70
v=177407.43
1er PISO
2do PISO
3er PISO
4to PISO
5to PISO
0.28
2
0.49 0.28
2
0.28
2
0.28
2
0.49
0.68 0.49
0.68 0.85 1.00
0.28
2 0.68 0.49 0.85
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