UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURAESCUELA PROFESIONAL INGENIERIA CIVIL

TRABAJO ENCARGADO: CONCRETO ARMADO I

TITULO: DISEO DE CONCRETO ARMADO

PRESENTADO POR: MAMANI RAMOS LUISALIPIO SOTO SANCA DIETER ELARD CARITA PEREZ HOWARDDOCENTE:Ing. JAIME MEDINA LEIVA

PUNO PERU2013

CONCRETO ARMADO I

INTRODUCCINEn su acepcin ms general se refiere a la forma en que se organizan las partes de un sistema u objeto. Desde el punto de vista ingenieril, las estructuras estn ligadas a la construccin; as, son estructuras los puentes, los edificios, las torres, las presas, etc. De una forma ms especfica, y ms adaptada a las modernas tipologas de construccin, entendemos por estructura aquella parte de la construccin que soporta el conjunto, es decir, que es capaz de resistir las diversas acciones que actan sobre ella (peso propio, sobrecargas de uso, viento, movimientos ssmicos, etc.).El anlisis de estructuras tiene, pues, como objetivo fundamental determinar las respuestas de las estructuras cuando estas se ven sometidas a las diferentes acciones que deben soportar durante su construccin y vida til. Por respuesta estructural se entiende, bsicamente, la determinacin de los estados de tensin y deformacin a los que la estructura va a estar sometida por efecto de los diferentes estados de carga que se consideran. La determinacin de los estados de tensin necesaria de cara a satisfacer los criterios de resistencia que establecen las correspondientes normativas y los usos de buena prctica para garantizar la seguridad de las estructuras. Por su parte, la determinacin de los estados de deformacin suele ser necesaria para satisfacer los criterios de rigidez, que estn a menudo ligados a requisitos de funcionalidad.El pre dimensionamientode las estructuras es una de las etapas de mayor importancia en el proyecto de edificios. Las empresas dedicadas al diseo de estructuras ahorran trabajo cuando de entrada se acierta con las dimensiones de los elementos estructurales. Adems permite dedicar ms tiempo a otras tareas que lo exigen como es el detallado y la revisin de los planos definitivos.Para la realizacin del anlisis y diseo estructural, se idealizan tanto la geometra de la estructura como las acciones y las condiciones de apoyo mediante un modelo matemtico adecuado. El modelo elegido debe ser capaz siempre de reproducir el comportamiento estructural dominante. Generalmente, las condiciones de compatibilidad o las relaciones tenso-deformacionales de los materiales resultan difciles de satisfacer estrictamente, por lo que pueden adoptarse soluciones en que estas condiciones se cumplan parcialmente, siempre que sean equilibradas y que se satisfagan a posteriori las condiciones de ductilidad apropiadas.

MARCO TERICO

El primer paso para crear una estructura, es definir el sistema estructural (aporticada, albailera, etc), con el fin de lograr economa, seguridad y esttica, para lograr estas condiciones, es necesario buscar formas simples que tengan continuidad en elevacin y en planta lograr cierta simetra.A continuacin se procede a la ubicacin de los elementos resistentes, es decir, a la estructuracin; esta etapa es generalmente la ms difcil y a la vez la ms importante de la Ingeniera Estructural.Luego de obtenidos los esfuerzos internos (fuerza cortante, momento flector, etc), se procede a su diseo, es decir a determinar la geometra de las secciones y a determinar las cantidades de acero.Estos a su vez son plasmados en planos, los cuales contienen toda la informacin necesaria sobre las dimensiones y las cantidades de acero, las mismas que permitirn construir la edificacin sin problemas.El anlisis estructural se plasma en los siguientes planos:- Planos de cimentacin- Planos de techos (losas)- Planos de detalles (vigas, escaleras, etc)- Especificaciones Tcnicas (Informacin complementaria)A. ESTRUCTURAS APORTICADASEn estas estructuras de concreto armado podrn existir tabiques de albailera que sirven como separadores de ambientes, es decir, no tienen funcin estructural; estos tabiques deben estar separados del esqueleto estructural mediante juntas ssmicas, rellenadas con un material deformable (tecnopor).B. DIAFRAGMA HORIZONTAL (LOSAS)Son estructuras de concreto armado que se utilizan como entrepisos o techos de una edificacin.Cumplen las siguientes funciones: Transmitir hacia las vigas cargas verticales como: peso propio, tabiquera, acabados, sobrecarga y otras cargas eventuales apoyadas en ellas. Obtener la unidad de la estructura, es decir lograr que los elementos resistentes se deformen en una misma cantidad en cada nivel frente a un movimiento ssmico, pues dadas sus dimensiones se consideran indeformables en su plano constituyendo para el anlisis un diafragma rgido. Para asumir dicha hiptesis, es necesario que las losas no tengan grandes aberturas o reducciones significativas de sus dimensiones en planta.LOSAS ALIGERADASEst constituida por viguetas de concreto armado distanciadas 0.40 m entre ejes y conectadas por una losita superior de concreto de 5 cm de espesor. El espacio entre viguetas est rellenado por ladrillos de arcilla o bloques huecos de concreto.Las viguetas aportarn su resistencia solamente en la zona comprimida, mientras que el concreto en la zona traccionada solo servir de proteccin al acero contra la corrosin.Las losas estn sometidas a flexin y corte, por lo que es necesario reforzar las viguetas con acero, con el fin de otorgar a este elemento resistencia a la flexin.El diseo por corte es el ms crtico en las viguetas, por lo que muchas veces la pequea seccin de la nervadura no es suficiente, siendo necesario ensanchar las viguetas a fin proporcionar la resistencia necesaria por corte.C. VIGASSon elementos de concreto armado que cumplen la funcin de distribuir y soportar cargas verticales, a la vez de unir los diversos elementos resistentes conformando un armazn horizontal. En estructuras aporticadas, forman junto con las columnas los prticos, que constituyen el elemento resistente.Las vigas se analizan por cualquier mtodo elstico o haciendo uso del mtodo de los coeficientes del ACI, si se satisfacen los requisitos para su utilizacin.El diseo de vigas involucra las siguientes etapas:- Clculo del refuerzo longitudinal.- Clculo del refuerzo transversal o por corte.- Determinacin de los puntos de corte del acero y detallado del anclaje del refuerzo.D. ESCALERASLas escaleras y rampas son los elementos de la estructura que conectan un nivel con otro. La comodidad que brindan al usuario depende en gran medida de su inclinacin. En este sentido, es recomendable una inclinacin de 20 a 50. Para pendientes menores, lo usual es emplear rampas.E. COLUMNASLas columnas son elementos utilizados para resistir bsicamente solicitaciones de compresin axial, aunque por lo general, sta acta en combinacin con corte y flexin, ya que en una estructura aporticada, la continuidad del sistema genera momentos flectores en todos sus elementos.Segn su seccin transversal, existen columnas cuadradas, columnas rectangulares, columnas circulares, columnas en L, columnas en T, columnas en cruz, etc.Segn su comportamiento ante las solicitaciones, existen dos tipos de columnas de concreto armado: columnas con estribos y columnas zunchadas.Los estribos cumplen las siguientes funciones: Definir la geometra de la armadura horizontal Mantener en su posicin el acero longitudinal durante la construccin. Controlar el pandeo transversal de las varillas cuando estn sometidas a compresin. Colaborar en la resistencia a las fuerzas cortantes.Los zunchos helicoidales cumplen las siguientes funciones: Confinar al concreto del ncleo de la columna para mejorar su capacidad resistente. Definir la geometra de la armadura longitudinal Mantener en su posicin al acero longitudinal durante la construccin. Controlar el pandeo transversal de las varillas cuando estn sometidas a compresin. Aumentar la resistencia a las fuerzas cortantes.F. DISPOSICIONES ESPECIALES PARA DISEO SSMICO El porcentaje de refuerzo longitudinal debe limitarse a un mnimo de 1% y un mximo de 6% del rea total de la seccin. El confinamiento arriba y debajo de la interseccin tendr una longitud mnima igual a la mayor dimensin de la seccin de la columna, 45 cm o 1/6 de la altura libre de la columna. Para satisfacer los requerimientos de esfuerzo cortante derivado por el desplazamiento lateral y cargas verticales, deber proporcionarse estribos suplementarios adems de lo requerido por confinamiento. El espaciamiento mximo del refuerzo por cortante en las columnas debe ser d/2. En ningn caso la longitud del traslape ser menor de 30 veces el dimetro de la varilla.

PROCEDIMIENTO DEL ANALISIS

El objetivo del proyecto consiste en disear la parte estructural y sus detalles de una edificacin de 4 pisos (vivienda). A. CARACTERSTICAS DE LA EDIFICACIN

Ubicacin del edificio: Puno-Puno-Laykakota Uso: vivienda Azotea: no utilizable, sin parapetos, sin tanque de agua Terreno de fundacin: Suelo tipo S2 Lugar de emplazamiento: Zona ssmica 2 Sistema estructural: Prticos de concreto armado rea: 332,267 m2B. CARACTERSTICAS DE LOS MATERIALES:

Resistencia a la compresin del concreto := 210 kg/cm2 Acero de refuerzo: Corrugado de = 4200 Kg/cm2

CARGAS UNITARIASA. Pesos Volumtricos

Peso volumtrico del concreto armado = 2400 kg/m3 Peso volumtrico de la albailera = 1800 kg/m3 Peso volumtrico del tarrajeo = 2000 kg/m3 Puertas de madera = 700 kg/m3 Puertas de metal = 2450 kg/m3

B. Peso en unidades rea

Losa aligerada armada en dos direcciones = 330 kg/m2 Muros de cabeza ( t=25 cm) + tarrajeo = 500 kg/m2 Muros de soga (t=15 cm ) + tarrajeo = 285 kg/m2 Ventanas = 50 kg/m2

C. Cargas vivas

Aulas = 250kg=m2: Talleres = 350kg=m2: Auditorios, gimnasios = 400kg=m2: Laboratorios = 300kg=m2: Corredores y escaleras = 400kg=m2:

PREDIMENSIONAMIENTO DE LA VIVIENDA

Debemos definir como punto de partida el sistema estructural idealizado para el clculo, para lo cual debemos calcular dimensiones tentativas para evaluar preliminarmente las diferentes solicitaciones, que exigen funcionalidad de la estructura, esto debido al peso propio de la misma, de los elementos no estructurales, el peso de sus ocupantes y efectos del medio.La Estructura debe disearse para que tenga resistencia y rigidez adecuada ante las cargas mnimas de diseo, es decir debe disearse para resistir todas las cargas aplicables tales como cargas vivas, cargas muertas y efectos ssmicos y de viento. Se debe prestar especial atencin a los efectos de las fuerzas debidas al preesfuerzo, cargas de gra, vibracin, impacto, contraccin, relajamiento, expansin del concreto de contraccin, cambios de temperatura, fluencia y asentamientos desiguales de los apoyos.

G. PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS

Tratndose de una losa aligerada los clculos se realizaran con las siguientes formulas:

Para:L/18:Para mano de obra, equipos y herramientas de poca eficiencia y baja calidadL/25:Mano de obra, equipos y herramientas de mayor eficiencia y alta calidad.Donde:L = Luz ms criticaL = 3.55

Para el diseo de esta edificacin consideraremos que para todos los niveles, debido a las siguientes consideraciones:El hecho de empotrar las tuberas de desage en la losa, obliga a usar como mnimo espesores de 17 y/o 20 cm. En nuestro medio no es comn usar falsos techos que podran ocultar las tuberas colgadas, salvo en edificaciones especiales.Si por razones de colocacin de tuberas de desage no se pueden usar espesores menores a los indicados, es evidente que un aligerado de 17 20 cm, resulta ms econmico que una losa maciza del mismo espesor (menos concreto y menos peso independiente del menor costo del encofrado).

H.-PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

Para vigas que soportan losas armadas en un solo sentido:a) Vigas Principales:ALTURA DE LA VIGA:

L/9:Para mano de obra, equipos y herramientas de poca eficiencia y baja calidad.L/12:Mano de obra, equipos y herramientas de mayor eficiencia y alta calidad.Donde:L: luz libre entre ejes.L: 5.45

Adoptamos el promedio de los valores obtenidos anteriormente, teniendo como resultado:

BASE DE LA VIGA:

Adoptamos b) Vigas Secundarias:ALTURA DE LA VIGA:

Donde:L: luz libre entre ejes.L: 4.623

Teniendo como resultado:

BASE DE LA VIGA:

La base depender del proceso constructivo, al que est sometido; como en este caso el espesor del muro es de 20 cm, entonces la base siempre debe ser mayor al espesor antes mencionado; por lo que adoptaremos H. PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNASHaremos uso de recomendaciones japonesas.

: Dimensin menor de la columna: Dimensin mayor de la columna: peso de la edificacin: Factor en funcin del tipo de columna