análisis estructural de vivienda

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.


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.


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


ÁREAS TRIBUTARIAS


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



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



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


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


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


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)


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


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


122.38 Kg/m3 2 1 71.5 1 17500.34

METRADOS DE CARGAS MUERTAS

PESO ALIGERADO:

TABIQUERIA:

PESO ESPECIFICO

PESO ESPECIFICO


5.3 Metrado de carga viva


100 Kg/m3 2 1 71.5 1 14300


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:


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:


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).


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


7. MODELADO EN ETABS

7.1. Diagrama de Momentos y Fuerza Cortante

7.1.1. Vigas


7.1.1. Columnas


8. REACCIONES.


9. ANEXOS

9.1. Planos en planta de vigas y columnas


9.2. Planos en planta de cimentaciones

análisis estructural de vivienda

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