Medelln, Abril 14 de 2011

INFORME ESTRUCTURAL Y PRESUPUESTO DE UNA LOSA.

PRESENTADO POR:LUIS FELIPE. COD.

RODRIGO. COD.

PRESENTADO A:ING. EDISON OSORIO BUSTAMANTE.CONCRETOS

Universidad Antonio NarioBogot D.C.

ITEM PAG.

1. Introduccin. .. 3

1. Criterios de diseo. .............. 3

1. Anlisis y diseo estructural. ... 5

1. Presupuesto. ... 14

1. Referencias bibliogrficas. ... 15

1. INTRODUCCIONEl concreto y el acero son dos elementos los cuales fusionados conforman una estructura slida que adquiere propiedades constructivas. El diseo y construccin de estructuras civiles se basa en la implementacin de estos junto con otros materiales a fin de permitir el desarrollo social y urbano dentro de los parmetros y legislaciones constructivas establecidos. La idea principal de este proceso es buscar la manera ms viable posible la implementacin de estos materiales a modo de solucin buscando que sea la ms adecuada para una problemtica que se est presentando.En este caso se hace el diseo de una losa de entrepiso para parqueaderos con condicin de exposicin a sales marinas.

2. CRITERIOS DE DISEO PARA LA ESTRUCTURA2.1 SolicitacionesLas solicitaciones consideradas en el diseo de la losa de entrepiso son las siguientes:

Carga Muerta por peso propio D = 0.20 m x 24.0 KN/m3 = 4.8 KN/m2 Carga Muerta por elementos no estructurales Dn = 1.2 KN/m2 (B.3.4.3-1) Carga Viva (Garaje) L = 2.5 KN/m2 (B.4.2.1-1)

De acuerdo con las recomendaciones emitidas en la norma sismo-resistente NSR-10, el anlisis estructural considerar las siguientes combinaciones de carga:I. 1.2D +1.6 L (B.2.4.2)Dnde:Dcarga muerta por efectos gravitacionales L Cargas Vivas

2.2 Los factores de reduccin sern los siguientes: Flexin sin carga axial FR = 0.9 Fuerza cortanteFR = 0.75

2.3 Materiales estructurales El acero de refuerzo tendr fy = 420 MPa. El acero de refuerzo tendr Mdulo de Elasticidad, E = 200.000 MPa El concreto para losas ser tipo estructural, con una resistencia especificada a la compresin simple fc de 28 MPa El mdulo de elasticidad del concreto ser de , fc en MPa El peso volumtrico considerado para el concreto reforzado es de 24 kN/m3.

Relacin agua/cemento, a/c= 0.5

Recubrimiento mnimo del acero de refuerzo 50mm

Categora y clase de exposicin, S1 (moderada).

2.4. Definicin del espesor del muroSe deber disear la losa de pasarela considerando la geometra. Se adopta un espesor mnimo de 0.15 m para losas con longitud libre de apoyo de mximo 3.50 m trabando en un solo sentido. (TABLA C.9.5(a))

2.5 Flexin de losa y vigasSe deber verificar la flexin debido a la aplicacin de cargas perpendiculares a su plano de accin.

Las cargas y presiones ejercidas sobre la losa, se aplicarn en un modelo numrico de anlisis estructural utilizando el programa framedesign; con el cual se determinaran los elementos mecnicos actuantes.

Con base en los elementos mecnicos resultantes se determinara la cantidad de acero de refuerzo requerida en la seccin del muro, considerando en base al la norma NSR-10 que el rea de acero mnima a utilizar se determinar con las siguientes expresiones.

(C.10-3)

Pero no menor a

2.6 Porcentaje mnimo y mximo de acero para elementos estructuralesEl porcentaje de acero de refuerzo en los elementos estructurales de concreto no exceder los lmites establecidos en el ACI 318-08, (referencia 2.2 para las diferentes revisiones estructurales).

3. ANLISIS Y DISEO ESTRUCTURAL

3.1 Anlisis estructural

El diseo del entrepiso en concreto reforzado est conformado por una placa maciza y vigas, la placa maciza se compone de una luz central de 3.5 m y voladizos a cada lado de 1 m, entre ejes. A su vez esta placa maciza se apoya en dos vigas laterales las cuales cubren dos vanos de 4.5 y 6 m y dos voladizos de 1.5 m como se aprecia en el plano geomtrico del modelo.

Imagen 1 Plano geomtrico de losa maciza.

3.2 Anlisis estructural de losa

Carga Muerta por peso propio D = 0.15 m x 24.0 KN/m3 = 3.6 KN/m2 Carga Muerta por elementos no estructurales Dn = 1.2 KN/m2 (B.3.4.3-1) Carga Viva (Garaje) L = 2.5 KN/m2 (B.4.2.1-1) Combinacin de carga 1.2D +1.6 L = 11.2 KN/m2

3.2.1 Diagrama de carga en la losa (1.2D +1.6 L)

3.2.2 Diagrama de fuerza cortante en la losa

3.2.3 Diagrama de momento flector en la losa

3.2.4 Diagrama de reacciones en la losa

3.2.5. Revisin de la capacidad estructural de la losa

3.2.5.1. Revisin a cortante

Las principales condiciones de carga que rigen el diseo estructural de la losa, corresponde a la aplicacin de cargas perpendiculares a su plano de accin (predomina la flexin):

La seccin transversal de diseo de los elementos corresponde a una franja de 100 cm de ancho por 0.15 m de espesor.

Las propiedades geomtricas de la seccin son:

b = 100 cm h = 15 cm (peralte total) r = 5 cm (recubrimiento al centro de la varilla) d = 10 cm (peralte efectivo)De acuerdo con el ACI 318-08 el valor de la fuerza cortante resistente del concreto para elementos sometidos a flexin se estima como (4.4)Con lo cual tenemos

Entonces, la fuerza cortante resistente total corresponde a la contribucin de la resistencia del concreto:Vn=Vc+Vs ;Vn= 0.09 MN = 89.9 KNAplicando el FR=0.75 correspondiente se tiene una fuerza cortante resistente de 0.75Vn = 67.46 KN, por mtro linal de losa en concreto reforzado. 3.2.5.2. Revisin a flexin

Para un concreto fc de 28 MPa, la cuanta de acero mnimo con base en el ACI 318-08 y ACI 350-06 est dada por:

= = 0.00315 = 0.315%

Considerando que el peralte efectivo por flexin d es 10 cm. Se necesitan 100x10x0.00315 = 3.15 cm2 de acero de refuerzo por unidad de longitud (100 cm), es decir refuerzo #3 c/.20 m.

El armado mnimo nos da una capacidad a flexin de la losa de 11.69 kN-m/m, el cual cumple ampliamente las necesidades estructurales de acuerdo con los resultados del anlisis, siendo los momentos mximo positivo de 11.54 kN-m/m y el mximo negativo de 5.60 kN-m/m.

3.3. Anlisis estructural de vigas

Carga Muerta por peso propio D = 0.15 m x 24.0 KN/m3 = 3.6 KN/m2 Carga Muerta por elementos no estructurales Dn = 1.2 KN/m2 (B.3.4.3-1) Carga Viva (Garaje) L = 2.5 KN/m2 (B.4.2.1-1) Combinacin de carga 1.2D +1.6 L = 11.2 KN/m2 Carga aplicada por reas aferentes 11.2 KN/m2 x 5.5m / 2 = 30.8 KN/m

3.3.1. Diagrama de carga en la viga (1.2D +1.6 L)

3.3.2. Diagrama de fuerza cortante en la viga

3.3.3. Diagrama de momento flector en la viga

3.3.4. Diagrama de reacciones en la viga

3.2.5. Revisin de la capacidad estructural de la viga

3.3.4.1. Revisin a cortante

Las principales condiciones de carga que rigen el diseo estructural de la viga, corresponde a la aplicacin de cargas perpendiculares a su plano de accin (predomina la flexin):

La seccin transversal de diseo de los elementos corresponde a una viga de 30 cm de ancho por 35 cm de espesor.

Las propiedades geomtricas de la seccin son:

b = 30 cm h = 35 cm (peralte total) r = 5 cm (recubrimiento al centro de la varilla) d = 30 cm (peralte efectivo)

De acuerdo con el ACI 318-08 el valor de la fuerza cortante resistente del concreto para elementos sometidos a flexin se estima como (4.4)Con lo cual tenemos

Entonces, la fuerza cortante resistente total corresponde a la contribucin de la resistencia del concreto y la resistencia del acero:Para el cortante ltimo, se colocarn estribos cerrados no 3 cada 10 cm en los tercios extremos y cada 17.5 cm en el tercio central de la viga. Con lo cual tenemos:

Vn=Vc+Vs ;Vn= 261.97 KNAplicando el FR=0.75 correspondiente se tiene una fuerza cortante resistente de 0.75Vn = 67.46 KN, por metro lineal de losa en concreto reforzado.

3.3.4.2. Revisin a flexin

Para un concreto fc de 28 MPa, la cuanta de acero mnimo con base en el ACI 318-08 y ACI 350-06 est dada por:

= = 0.00315 = 0.315%

Considerando que el peralte efectivo por flexin d es 30 cm. Se necesitan 30x30x0.00315 = 2.835 cm2 de acero de refuerzo, es decir refuerzo 3#4.

El refuerzo mnimo nos da una capacidad a flexin de la losa de 40.04 kN-m/m.

Para el momento mximo positivo de 95.29 KN/m se requiere 9.45 cm2 de acero de refuerzo, es decir refuerzo 3#4 + 2#6.

Para el momento mximo negativo de 87.12 KN/m se requiere 8.56 cm2 de acero de refuerzo, es decir refuerzo 3#4 + 2#6.

3.3.4.4 Configuracin de refuerzo para vigas

4. PRESUPUESTO.

5. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.

1. (NSR-10, 2010) Norma sismo-resistente colombiana 2010.

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