informe de fallas estructurales

7/30/2019 Informe de Fallas Estructurales

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DISENO DE ACEROS ING. MARCELO PUMAGUALLIFACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

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Contenido1.- ANTECEDENTES ........................................................................................................................................ 2

2.- OBJETIVOS ................................................................................................................................................ 2

3.- MATERIALES ............................................................................................................................................. 2

Hormign armado ..................................................................................................................................... 2

Acero estructural ...................................................................................................................................... 2

4.- EVALUACION DE CARGAS ........................................................................................................................ 3

Acciones de Sismo ..................................................................................................................................... 3

5. ANLISIS DE LOS ELEMENTOS ................................................................................................................... 4

PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ............................................................................................... 4

PREDIMENSIONAMIENTO COLUMNAS ..................................................................................................... 9

PREDIMENSIONAMIENTO LOSAS COLABORANTES ................................................................................. 12

6. REVISION TECNICA DE LA EDIFICACION .................................................................................................. 14


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1.- ANTECEDENTESDiversos estudios realizados por diferentes entidades del sector de la construccin, han concluido que los

daos que surgen en las edificaciones, se deben en mayor medida, a los defectos durante las fases dediseo y construccin del proyecto.

Las fases de diseo y construccin son cruciales en la permanencia, durabilidad y conservacin de la

edificacin durante su vida til, son fases determinantes en el comportamiento de la estructura cuando seasometida a fuerzas externas, como las impuestas por los sismos, o a cualquier otra carga adicional eimprevista que pueda presentarse.Debido a que las fuerzas ssmicas son las que inciden con mayor impacto sobre las estructuras, y son lasque han causado mayores daos en edificaciones escolares a nivel mundial, nos enfocaremos en el estudio

de los efectos que producen los eventos de esta naturaleza, los eventos ssmicos; as como en lasconsideraciones necesarias para elaborar un apropiado diseo de estructuras sismorresistentes.

2.- OBJETIVOS

Identificar las principales patologas en el diseo de la edificacin en acero estructural

Una vez identificadas analizar cada una de estas para saber las causas principales por las que

aparecen dichas fallas, su origen y factores que influyen en cada una de ellas.

Conociendo ms a fondo cada una de estas fallas se puede llegar a reducir la aparicin de dichas

fallas en las construcciones posteriores en la edificacin

3.- MATERIALES

Hormign armado

Resistencia nominal (ACI 318-02) fc= 210 kg/cm

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Mdulo de elasticidad E = 210 000 kg/cm2

Peso especfico 2.4 t/m3

Acero de refuerzo grado 60 fy

= 4,200 kg/cm2

Acero estructural

Perfiles y planchas (ASTM A36) fY= 2 400 kg/cm

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Soldadura AWS E70XX


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4.- EVALUACION DE CARGAS

Carga total

D= 0.457 T/m

L= 0.2 T/m

Ps= 0.657 T/m

Acciones de Sismo

El anlisis ssmico se realiz segn el CEC 2000 y CPE INEN 5 Parte 1, con el mtodo estticoequivalente, considerando las condiciones de suelo, las caractersticas de la estructura y las

condiciones de uso, se utilizaron los parmetros siguientes:

Cortante Basal de Diseno

DATOS

I 1.000

Sa 1.190

R 7.000

0.900

1.000

W 0.786

V= 0.149


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Distribucin de Fuerzas Horizontales por Piso

5. ANLISIS DE LOS ELEMENTOS

PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS

VIGAS PRINCIPALES

Cargas de Trabajo

D = 0.736 T/mL = 0.2 T/m

Combinacion de cargas

Se determinara la viga ms desfavorable, por el mtodo de reas cooperantes.

Piso Nivel hi (m) Peso Wi (T) Wi*hi (Tn-m) Fx (T)1 3.2 81.32 260.22 0.01680457

2 5.9 81.32 479.79 0.03098343

3 8.6 81.32 699.35 0.04516229

4 11.3 76.15 860.46 0.05556627

482.74 2299.81 0.149


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Qu= 3,86 T/m

Calculo del momento Ultimo

3.86 T/m

4.65 m

6.96 T.m3.48 T.m

MOMENTO MXIMO VIGAq

l

Mu1Mu2


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Determinacion del Modulo Plastico Requerido

ACERO UTI L I ZADO A36; F y = 2536 kg/cm2

Fb= 0.6 x Fy

Fb = 0,6(2536) = 15221,60 kg/cm2

Como la seccion es no compacta asumimos Fb = 1000 kg/cm2

Modulo resistente = (6955,24kg-m)/(1000kg/cm2)

W = 695,52 cm3.

Dimencionamiento Perfil tipo I


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VIGAS SECUNDARIAS

Cargas de Trabajo

D = 0.736 T/mL = 0.2 T/m

Carga Uniforme Distribuida

W= Q ultimo * ancho cooperante.

W= 1.37 T/m2* 1.55 m

W= 2.13 T/m

Dimensionamiento Vigas Secundarias

Area cooperante: 1.55*3.50= 5.25 m2

Ancho cooperante: 1.55 m

Momento Maximo Viga Secundaria

2.13 T/m

3.50 m

2.17 T.m1.09 T.m

MOMENTO MXIMO VIGA SECUNDARIAq

l

Mu1Mu2


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Determinacion del Modulo Plastico Requerido

Dimencionamiento Perfil tipo I

PERFIL VIGA SECUNDARIA

Viga secundaria= IPE 160

PREDISEO

A= 20.1 cm2

h= 16 Cm

Peso/m= 15.8 kg/m

Wxx= 109 Cm3

MU 217437.50Fi de Flexin 0.9fy A36 2530

Zx Req= 95.49 cm3Zx Req= 5.83 pulg3

Kg-cm

Kg/cm2


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PREDIMENSIONAMIENTO COLUMNAS

Determinacion de las cargas que actuan sobre la columna

Calculo Carga Axial

COMBINACION DE CARGA LRFD

U=1.4D + 1.7L

U= 2307.00 kg

Area cooperante = 11.70 m2

numero de pisos= 4

Pu= 107967.60 kg

Relacin de esbeltez de una columna de 3m a 4,57m va de 40 a 60

Tabla LRFD

Con esa relacin ir a la tabla del cdigo LRFD correspondiente a los esfuerzos crticos y luego seleccionarel perfil adecuado.

CARGA PERMANENTE 1370.00

CARGA VIVA 200

PESO DE LA COLUMNA 35

kg/m2


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AREA REQUERIDA

Esfuerzo admisible de compresin= 28.40 ksi

Esfuerzo admisible de compresin= 1996.80 kg/cm2

Areq= 54.07 cm2


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PERFIL DE DISENO

tamao= 100.00 mm

espesor= 4 mm

AREA= 53.80 cm2


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PREDIMENSIONAMIENTO LOSAS COLABORANTESCarga Sobre Impuestas:

Esta tabla nos ayudara a escoger las viguetas segn la carga sobreimpuesta.

Para nuestro caso la carga sobreimpuesta es de , pero este valor no existe exactamente

en la tabla de kubiec al cual optamos al valor ms cercano que es de dando una

separacinmxima entre apoyo de 2,2 metros y el espesor de la kubilosa es de 0,65mm.

Hay que tener muy en cuenta que la mxima luz sin apuntalar que nos da el catlogo del

fabricante es de 2,2m, es decir que a partir de sta dimensin en el momento de la fundicin harfalta apuntalar la placa colaborante, para evitar pandeos de la misma.


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6. REVISION TECNICA DE LA EDIFICACION

Los 3 principios bsicos que debe cumplir el presente diseo estructural para que se comporteadecuadamente ante la ocurrencia de un evento ssmico, son los siguientes:

REVISION TECNICA DE LA EDIFICACION

Requerimiento Estado de la Edificacion

La edificacin debe ser lo msliviana posible. Mientras msmasa tiene el edificio, ms

elevadas sern las fuerzas deinercia que originan lassolicitaciones ssmicas.

En este caso la edificacion estaelevada en en su cragas dediseno, por que experimentara

una gran intensidad en lasolicitacin ssmica.

La edificacin debe sersuficientemente rgida ysuficientemente dctil. La nuevafilosofa es lograr edificacionescada vez ms rgidas, limitandoel valor de las derivas de pisos.

Es una edificacion con elementosestructurales metalicos, y susventajas principales en estesistema de construccion es eltrabajo en el campo plastico yque permite su comportamientoplastico.

La edificacin debe ser sencilla ysimtrica, tanto en planta comoen altura. Mientras mssencillas, simtricas y rectilneassean las estructuras, mayor serel grado de confiabilidad de lasmismas cuando sean castigadas

por algn movimiento ssmico.

El area de construccion en plantade todos los niveles del proyectoes de forma regular, y simetricaen todos los ambientes, con estascaracteristicas cuando laedificacion experimente unmovimiento sismico, la fuerza

horizontal de los sismos sedisiparan de manera homogeneaen las caras laterales en las que seefectue el movimeinto sismico.

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