HA 1Final

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAÍSO

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA CIVIL

CIV 433 HORMIGÓN ARMADO

PROYECTO HORMIGÓN ARMADO

PRIMERA ENTREGA

Integrantes Cristóbal Díaz

Karina San Martin

Fecha de entrega. 16 de Septiembre de 2014

Profesor. Jorge Carvallo

Ayudantes Valeria Berrios

Andrés Dinamarca

INDICE

1. INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 3

2. MODELACION MEDIANTE ETABS ............................................................................................... 4

3. CARACTERIZACIÓN DE LA ESTRUCTURA .................................................................................... 5

4. GENERACIÓN DE COMBINACIONES DE CARGA ......................................................................... 6

5. FACTORES DE MODIFICACION DE RIGIDECES ............................................................................ 6

6. PERIODOS .................................................................................................................................... 6

7. ANALISIS DE LAS DEFORMACIONES. .......................................................................................... 7

8. VERIFICACION RANGOS ADMISIBLES ....................................................................................... 12

1. INTRODUCCIÓN

El presente informe corresponde a la primera entrega del proyecto de la asignatura Hormigón

Armado CIV-433 y en él se entregarán todos los antecedentes necesarios y cálculos realizados para

la obtención de los periodos fundamentales de la estructura y deformaciones asociadas a los

componentes estructurales requeridos. En primer lugar, se hace referencia a las características del

edificio y definición de cargas y/o solicitaciones que actúan en la estructura.

De la modelación generada a través el software computacional ETABS V.9.7.4, es posible la

obtención de parámetros estructurales necesarios para el análisis según los requisitos mínimos

dela actual norma chilena y las consideraciones de la ACI.

Se adjunta a esta entrega el archivo .EDB de la modelación del edificio, para su posterior revisión y

comprobación de resultados

2. MODELACION MEDIANTE ETABS

Primeramente se procedió a definir las unidades de trabajo más convenientes según el grupo, [Kgf-cm]; luego se definieron los ejes en un modelo en blanco según lo especificado en el archivo .dwg entregado por el ayudante.

Luego se creó el nuevo material de trabajo, llamado H-30, el material era Hormigón, el que ingresamos con las siguientes características:

Módulo de Elasticidad 15100* (250)0,5

Resistencia a la compresión fc' = 250 [Kgf/cm2]

Luego creamos las secciones asociadas a las vigas y las columnas. A cada una de estas se les asigno el material creado anteriormente H-30; al igual que lo anterior se crearon elementos de área tipo Shell Thick, para asignárselo más tarde a las losas y muros, los cuales también se definieron con el material H-30.

Para tener un orden en los elementos, se les asignaron nombres según su posición y piso como lo muestra figura 1, donde el primer número corresponde al piso en que se ubica, la letra siguiente al tipo de elemento:

Viga (V)

Columna (C)

Losa (Losa)

Muro (Muro)

Se aplicaron restricciones de empotramiento a la base de las columnas y apoyos simples a las esquinas donde se apoya el muro, para finalmente agregar las combinaciones de cargas que más adelante definiremos. Se modificó la masa sísmica del edificio de acuerdo a lo exigido por la normativa chilena (cargas de peso propio mas un 25% de la carga viva). El último paso fue correr el análisis.

3. CARACTERIZACIÓN DE LA ESTRUCTURA

La estructura en estudio corresponde a un edificio de seis pisos, donde todos sus elementos

estructurales corresponden, principalmente, a muros, vigas, columnas y losas conformados por

hormigón armado como material estructural.

Se presenta una síntesis de los antecedentes del edificio:

Dimensiones

Elementos Principales

Muros e=30 cm

Columnas 60x60 cm

Vigas V 30/50

Losa e=18 cm

Alturas

Primer piso 3 m

Segundo a sexto piso 2.6 m

Total sobre el nivel basal 9.6m

Tabla 1: Características generales del edificio

CARGAS [Kgf/cm2]

Carga Viva 0,02

Tabiquería 0,0007

Tabla 2: Cargas aplicadas

En la siguiente tabla, se presentan las características del hormigón utilizado para muros, vigas,

columnas y losas.

Características del material estructural

Muros

Hormigón H-30

Densidad [Ton/m3] 2,5

Vigas Resistencia especificada [kgf/cm2] 300

Columnas Resistencia equivalente [Kgf/cm2] 250

Losas Módulo de elasticidad [Ton/m2] 238752

Tabla 3: Hormigón para elementos estructurales principales

4. GENERACIÓN DE COMBINACIONES DE CARGA

Existen esencialmente dos tipos de cargas que actúan en la estructura: cargas permanentes o

cargas muertas (D), cuya variación en el tiempo es despreciable, y las sobrecargas de uso o cargas

vivas (L), que incluyen los efectos del mobiliario, cargas normales de personas y/o cualquier

evento que refleje una carga extraordinaria. Las combinaciones de cargas fueron asumidas de

acuerdo a lo estipulado en la NCH 3171 Of.2010, las cuales corresponden a:

1. 1,4D

2. 1,2D+1,6L

3. 1,2D+L

4. 1,2D

5. 0,9D

Además se consideró un combo adicional, correspondiente al peso sísmico del edificio, esto es

D+0,25 L. De lo anterior, de acuerdo a lo arrojado por el programa, obtuvimos un peso sísmico de

13,58385 ton, obtenido de la suma de las componentes en Z de las reacciones de la base.

5. FACTORES DE MODIFICACION DE RIGIDECES

Se consideró sección agrietada para todos los elementos, disminuyendo las inercias un 35% para

vigas y muros, y a un 70% para columnas, criterio adoptado según ACI318-11.

6. PERIODOS

Los periodos principales, brutos y agrietados, en cada dirección de análisis (X e Y) son los

siguientes, adjuntándose además el porcentaje de masa que mueve cada uno de ellos.

Periodos fundamentales Tx [seg] % Ty [seg] %

Bruto 0,610567 75,0436 0,230824 58,855

Agrietado 0,841294 74,9194 0,243775 58,6673

Tabla 4

7. ANALISIS DE LAS DEFORMACIONES.

El análisis de deformaciones se determinó de acuerdo a lo especificado en el capítulo 9 ACI donde

determinaremos la deflexión total que experimentaran las vigas del primer, tercer y sexto nivel,

considerando creep y retracción. Para este análisis se considera la referencia de la vista en planta

de la Figura ( ), en donde las vigas seleccionadas son 3-BD, 5-BC y 7-BC en todos los niveles

solicitados.

Figura (1)

De la modelación del ítem anterior se obtuvieron las deflexiones de cada viga, de las

cuales se eligieron las máximas deformaciones de estas (tabla 5), considerándolas como la

deformación elástica instantánea para luego poder realizar el análisis de creep y

retracción.

δ Elástico Instantáneo [cm]

Viga 3-BD 5-BC 7-BC

Nivel 1 0,437 0,061 0,034

Nivel 3 0,442 0,06 0,034

Nivel 6 0,459 0,061 0,035

Tabla 5: Deformaciones instantáneas

Según lo especificado en el punto 9.5.2.5 del capítulo 9, la deflexión adicional a largo plazo,

resultante de Creep y Retracción de elementos en flexión debe determinarse multiplicando la

deflexión inmediata causada por la carga permanente por un factor

=

Dónde:

: Cuantía del acero en la mitad de la luz, se tomara como cero.

: Factor dependiente del tiempo para cargas sostenidas, regido por los siguientes

rangos.

5 años o más………….. 2.0

12 meses………………… 1.4

6 meses………………….. 1.2

3 meses………………….. 1.0

Lo cual implicaría que para Creep y Retracción:

Finalmente obtenidos los parámetros procedemos a calcular las deflexiones totales de cada viga

por nivel, debido a Creep y Retracción en tiempos de 3 y 6 meses, 1 y 5 años, donde la deflexión

total será la suma de los dos efectos.

Según la metodología explicada anteriormente, se obtuvieron los siguientes resultados para las

vigas analizadas.

Nivel 1

Nivel 1 δ Elástico [cm] Luz [cm] p'

3-BD 0,437 1120 0

5- BC 0,061 560 0

7-BC 0,034 560 0

Nivel 1 Tiempo ᶓ λ δ Creep + Retraccion [cm] δ Total [cm]

3-BD 3 Meses 1 1 0,437 0,874

6 Meses 1,2 1,2 0,5244 0,9614

1 Año 1,4 1,4 0,6118 1,0488

5 o mas Años 2 2 0,874 1,311


5-BC 3 Meses 1 1 1,061 1,122

6 Meses 1,2 1,2 1,261 1,322

1 Año 1,4 1,4 1,461 1,522

5 o mas Años 2 2 2,061 2,122


7-BC 3 Meses 1 1 0,034 0,068

6 Meses 1,2 1,2 0,0408 0,0748

1 Año 1,4 1,4 0,0476 0,0816

5 o mas Años 2 2 0,068 0,102

Nivel 3


3-BD 0,442 1120 0

5- BC 0,06 560 0

7-BC 0,034 560 0


3-BD 3 Meses 1 1 0,442 0,884

6 Meses 1,2 1,2 0,5304 0,9724

1 Año 1,4 1,4 0,6188 1,0608

5 o mas Años 2 2 0,884 1,326


5-BC 3 Meses 1 1 0,06 0,12

6 Meses 1,2 1,2 0,072 0,132

1 Año 1,4 1,4 0,084 0,144

5 o mas Años 2 2 0,12 0,18


7-BC 3 Meses 1 1 0,034 0,068

6 Meses 1,2 1,2 0,0408 0,0748

1 Año 1,4 1,4 0,0476 0,0816

5 o mas Años 2 2 0,068 0,102

Nivel 6


3-BD 0,459 1120 0

5- BC 0,061 560 0

7-BC 0,035 560 0


3-BD 3 Meses 1 1 0,459 0,918

6 Meses 1,2 1,2 0,5508 1,0098

1 Año 1,4 1,4 0,6426 1,1016

5 o mas Años 2 2 0,918 1,377


5-BC 3 Meses 1 1 0,061 0,122

6 Meses 1,2 1,2 0,0732 0,1342

1 Año 1,4 1,4 0,0854 0,1464

5 o mas Años 2 2 0,122 0,183


7-BC 3 Meses 1 1 0,035 0,07

6 Meses 1,2 1,2 0,042 0,077

1 Año 1,4 1,4 0,049 0,084

5 o mas Años 2 2 0,07 0,105

8. VERIFICACION RANGOS ADMISIBLES

Para las vigas ya especificadas en el punto anterior, ahora determinaremos si la deflexión

se encuentra en rangos admisibles. Para verificar si las deflexiones obtenidas por la

modelación se encontraban en rangos admisibles, nos guiamos por la tabla 9.5 del ACI. En

la cual debemos seleccionar el tipo de elemento que estamos verificando y según el tipo,

este no deberá exceder un límite de deformación.

Para nuestro caso consideramos que las vigas a evaluar entraban en la categoría de

“Entrepisos que no soporten ni estén ligados a elementos no estructurales susceptibles de

sufrir daños debido a deflexiones grandes “, por lo tanto la deflexión considerada seria la

deflexión inmediata debido a carga viva, es decir la deformación elástica instantánea, lo

cual implica que el límite de deflexión admisible de estas será

. A continuación procedemos a realizar las verificaciones correspondientes para

todas las vigas en sus respectivos niveles.

Nivel 1

Verificación Rangos Admisibles

Piso 1 δ Elástico [cm] Luz /360 Cumple

3-BD 0,437 3,111111111 Si

5- BC 0,061 1,555555556 Si

7-BC 0,034 1,555555556 Si

Nivel 3


Nivel 3 δ Elástico [cm] Luz /360 Cumple

3-BD 0,442 3,111111111 Si

5- BC 0,06 1,555555556 Si

7-BC 0,034 1,555555556 Si

Nivel 6


Nivel 6 δ Elástico [cm] Luz /360 Cumple

3-BD 0,459 3,111111111 Si

5- BC 0,061 1,555555556 Si

7-BC 0,035 1,555555556 Si

Como podemos apreciar, ninguna de las vigas excede las deformaciones permitidas según

este punto del ACI, por lo que los criterios utilizados para nuestro diseño son aceptables.

Documents

HA 1Final