Análisis y diseño de cimentaciones I

Análisis y diseño de cimentaciones I

CONTENIDO

INTRODUCCION………………………………………………………………………3

RECONOCIMIENTOS………………………………………………………………...4

CONCEPTOS GENERALES…………………………………………………………5

DEFINICIONES………………………………………………………………..5

ELEMENTOS ESTRUCTURALES:

Cimentación…………………………………………………………………….5

Columna………………………………………………………………………...5

Muro……………………………………………………………………………..5

Muro de corte…………………………………………………………………..5

Viga……………………………………………………………………………...5

Losa……………………………………………………………………………..5

Pedestal………………………………………………………………………...6

Capitel…………………………………………………………………………..6

Pilote…………………………………………………………………………....6

Zapata………………………………………………………………………..…6

CARGAS:

Cargas de servicio……………………………………………………………...…7

Carga Factorada o Carga Amplificada o Carga Última………………….….7

Carga Muerta o Carga Permanente o Peso Muerto…………………………..7

Carga viva………………………………………………………………………….7

Carga de sismo …………………………………………………………………7

Carga de viento……………………………………………………………………7

ALBANILERIA:

Albañilería o mampostería……………………………………………………….7

Albañilería confinada…………………………………………………………….8

Arriostre…………………………………………………………………………….8

Placa……………………………………………………………………………..…8

Tabique………………………………………………………………………….….8

LOSAS DE CONCRETO ARMADO…………………………………………8

PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS ALIGERADAS…..…………….12

Análisis y diseño de cimentaciones I

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS……………………………………12

PREDIMENSIONAMMIENTO DE COLMUNAS…………………………..13

MEMORIA DE CÁLCULO

PREDIMENSIONAMIENTO DE UNA LOSA ALIGERADA

METRADO DE CARGAS DE UNA LOSA ALIGERADA

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS PRINCIPALES

METRADO DE CARGAS DE VIGAS PRINCIPALES

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS SECUNDARIAS

METRADADO DE CARGAS DE VIGAS SECUNDARIAS

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

PREDIMENSIONAMIENTO DE ESCALERAS

DISEÑO DE UNA ZAPATA CENTRICA…………………………………………..14

RECOMENDACIONES……………………………………………………………..14

BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………...…15

Análisis y diseño de cimentaciones I

INTRODUCCION

El estudiante de Ingeniería civil debe tener conocimiento de la aplicación del Análisis Estructural,

del uso de conceptos y métodos desarrollados en los cursos anteriores de la carrera universitaria,

y aprender a manejar criterios de diseño aceptables.

El presente trabajo se da un resumen de la asignatura de ANALISIS ESTRUCTURAL I, que se

imparte a los alumnos de Ingeniería Civil de la Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez,

Conceptos Generales obtenidos de una investigación bibliográfica y como aspecto principal el Pre

dimensionamiento y Análisis de La Estructura de una Edificación.

Para el pre dimensionamiento se hará el Metrado de Cargas, considerando los parámetros del

Reglamento Nacional de Edificaciones, para una losa Aligerada, Vigas y Escaleras.

En los análisis que se empleara el Método De Cross, 3 Momentos y Takabeya. Los esfuerzos y

momentos resultantes se diagraman al final de cada cálculo. Pudiéndose se usar para el cálculo

de refuerzo, con el previo conocimiento de conceptos que se desarrollan en la asignatura de

Concreto Armado

Las formulas usadas y coeficientes se podrá encontrar en la bibliografía mencionada más

adelante, para acudir a conceptos más amplios sobre el tema.

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RECONOCIMIENTOS

Damos gracias sobre todo a nuestros padres, quienes son el principal apoyo para que nosotros

podamos estudiar en la universidad, Ellos Proporcionaron el material y nos brindaron la

comprensión por el tiempo que dedicamos al presente trabajo.

Estamos verdaderamente agradecidos con el Ing. Wilson Gómez Paredes, Docente de la

Asignatura de Análisis Estructural I; quien aporto en nuestros desarrollos del aprendizaje del

curso, y nos guió para mejorar la calidad de nuestros conocimientos, mediante sus explicaciones

en el Aula.

Finalmente un gran reconocimiento a todos nuestros compañeros del Curso y de los semestres

superiores por sus comentarios y sugerencias que nos ayudaron a salir de dudas.

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CONCEPTOS GENERALES

DEFINICIONES:

ELEMENTOS ESTRUCTURALES:

cimentación:

Elemento estructural que tiene como función transmitir las acciones de carga de la estructura al

suelo de fundación.

columna:

Elemento estructural que se usa principalmente para resistir carga axial de compresión y que

tiene una altura de por lo menos 3 veces su dimensión lateral menor

Muro:

Elemento estructural, generalmente vertical empleado para encerrar o separar ambientes, resistir

cargas axiales de gravedad y resistir cargas, perpendiculares a su plano, provenientes de

empujes laterales de suelos o líquidos.

Muro de corte:

Elemento estructural usado básicamente para proporcionar rigidez lateral y absorber porcentajes

importantes del cortante horizontal sísmico.

Viga:

Elemento estructural que trabaja fundamentalmente a flexión.

Losa:

Elemento estructural de espesor reducido respecto a sus otras dimensiones usado como techo o

piso, generalmente horizontal y armado en una o dos direcciones según el tipo de apoyo existente

en su contorno. Usado también como diafragma rígido para mantener la unidad de la estructura

frente a cargas horizontales de sismo.

Pedestal:

Análisis y diseño de cimentaciones I

Miembro Vertical en compresión que tiene una relación promedio de altura no soportada a la

menor dimensión lateral de tres o menos.

Capitel:

Engrosamiento de la losa en su apoyo sobre columnas.

Pilote:

Elemento estructural esbelto introducido o vaciado dentro del terreno con el fin de soportar una

carga y transferirla al mismo o de compactar el suelo

Zapata:

Parte de la cimentación de una estructura que reparte y transmite la carga directamente al terreno

de cimentación o a pilotes.

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Cargas:

Cargas de servicio:

Carga prevista en el análisis durante la vida de la estructura (no tiene factores de amplificación).

Carga Factorizada o Carga Amplificada o Carga Última:

Carga multiplicada por factores de carga apropiados, utilizada en el diseño por resistencia a carga

última (rotura)

Carga Muerta o Carga Permanente o Peso Muerto:

Es el peso de lo materiales, dispositivos de servicio, equipos, muebles y otros elementos móviles

soportados por la edificación, incluyendo su peso propio, que se supone sean permanentes.

Carga Viva:

Es el peso de todos los ocupantes, materiales, equipos, muebles y otros elementos móviles

soportados por la edificación.

Carga Sismo:

Fuerza elevada según el Reglamento Nacional de Edificaciones para estimar la acción sísmica

sobre una estructura.

Carga de viento:

Fuerza exterior elevada según la Norma E.20 CARGAS.

Albañilería:

Albañilería o Mampostería:

Material compuesto por unidades de albañilería asentadas con mortero.

Albañilería Confinada:

Albañilería reforzada de concreto armado en todo su perímetro, vaciado posteriormente a la

construcción de la albañilería.

Arriostre:

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Elemento de refuerzo que cumple la función de proveer estabilidad y resistencia a los muros

portantes y no portantes sujetos a cargas perpendiculares a sus plano

Placa:

Muro portante de concreto armado, diseñado de acuerdo a las especificaciones de la Norma

Técnica de Edificación E.60.

Tabique:

Muro no portante de carga vertical, utilizado para subdividir ambientes o como cierre perimetral.

LOSAS DE CONCRETO ARMADO:

Las losas son elementos estructurales bidimensionales, en los que la tercera dimensión es

pequeña comparada con las otras dos dimensiones básicas las cargas que actúan sobre las losas

son esencialmente particulares al plano principal de las mismas, por lo que su comportamiento

esta dominado por la flexión.

CLASIFICACION DE LAS LOSAS POR EL TIPO DE APOYO:

Pueden estar soportadas perimetralmente o interiormente por vigas monolíticas, por vigas de

otros materiales, independientes o integradas a6 la losa; o soportadas por muros de hormigón,

muros de mampostería o muros de otro material.

Losas sustentadas sobre vigas.

Losas sustentadas sobre muros.

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Losas planas.

Las losas pueden sustentarse directamente sobre columnas llamándose en este caso losas

planas, en su forma tradicional no son adecuadas para zonas de alto riesgo sísmico, la

integración de losa columna es poco confiable, pero pueden utilizarse capiteles y ábacos, para

superar parcialmente ese problema.

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CLASIFICACION DE LAS LOSAS POR LA DIRECCION DE TRABAJO

Si la geometría de la losa y el tipo de apoyo determinan la magnitud esfuerzos en dos direcciones

ortogonales, sean comparables, se denominan losas bidireccionales. Si los esfuerzos en una

dirección son preponderantes sobre los esfuerzos en la dirección ortogonal, se llaman losas

unidireccionales

CLASIFICACION DE LAS LOSAS POR LA DISTRIBUCION INTERIOR DEL HORMIGON

Cuando el hormigón ocupa todo el espesor de la losa se llama Losa Maciza, y cuando parte del

volumen de la losa es ocupado por materiales más livianos o por espacios vacíos, se le llama

Losa Alivianada, Losa Aligerada o Losa Nervada.

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PREDIMENSIONAMIENTO DE UNA LOSA ALIGERADA

Las losas nervadas están constituidas por una serie de pequeñas vigas T, llamadas nervaduras o

viguetas, unidas a través de una losa de igual espesor que el ala de la viga.

Si se prefiere una losa cuya superficie inferior sea uniforme se rellena los espacios vacíos con

ladrillos huecos o materiales análogos

El espesor o la altura de la sección de la losa será:

; Donde L es la luz libre.

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

Vigas Principales: Se denomina ejes principales a los ejes donde se apoyara la losa aligerada

armada en una dirección; se escoge a estos ejes pues entre ellos tienen la menor distancia va

entre si, por que en ella obtenemos momentos flectores de menor valor, y ellos buscamos para

ahorrar la cantidad de acero de refuerzo.

Vigas Secundarias: Los ejes secundarios denominados así por que no largan la losa, son

denominados con números. Las vigas que contienen a estos ejes se les denominan vigas

secundarias de arriostre.

Ancho de la Viga b = (1/20)x Ancho Tributario

Uso Dpto. – Oficinas Garaje – Tiendas Deposito

s/c (Kg/m²) 250 500 1000

Altura Total “h” L/11 L/10 L/8

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

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Para el pre dimensionamiento de columnas debemos calcular el “Ag” = K∆t así mismo en la

figura podemos observar columna central C1, columna externa del pórtico principal C2, columna

externa de pórtico secundario C3, Columna de esquema C4.

Pasos a seguir:

1.- calcular “Ag” para columnas de 2do y antepenúltimo piso.

2.- determinar los lados de las columnas considerando cuadradas.

3.- calcular las dimensiones de las columnas intermedias considerando las cuadradas.

4.- calcular dimensiones de columnas del primer piso de la siguiente manera:

A.- por extrapolación lineal se la altura del primer piso es igual al segundo piso

B.- Sumándole 7cm a la del 2do piso si la altura del 1er piso es 1.5 veces la del 2do piso.

C.- Por interpolación entre A y B Si la relación de alturas es menor que 1.5

Coeficientes validos de edificios hasta 30 pisos

5.- usan las dimensiones para el penúltimo piso y para el último

6.- cuando coincidan en el 2do y antepenúltimo piso entonces se considera el mayor

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RECOMENDACIONES

La utilización de programas, ha mejorado mucho la eficiencia del cálculo de estructuras acorta

bastante el tiempo que se emplea, pero el ingeniero se ha convertido en un simple técnico, por

ello es necesario que los estudiantes, no se olviden de los conceptos y principios con los que han

sido creados los programas y tener un mejor entendimiento de estos.

Existen muchos métodos para el pre dimensionamiento de una estructura de vivienda, es

necesario ampliar aún mas el conocimiento de estos, debido a que los que repasamos en el

presente trabajo tiene limitaciones en el cálculo de estructuras de diferente configuración.

Dicho esto cabe mencionar que el estudiante de Ingeniería civil debe tener un conocimiento

amplio de la aplicación del Análisis Estructural, del uso de conceptos y métodos desarrollados en

los cursos anteriores de la carrera universitaria, y aprender a manejar criterios de diseño

aceptables.

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BIBLIOGRAFIA

DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO

(TEODORO E. HAMSEN)

DISEÑO DE ELEMENTOS DE CONCRETO ARMADO

(RICARDO YAMASHIRO K.)

REINFORCED CONCRETE

(BRIAN BOUGHTON)

REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES (RNE-2013)

REINFORCED CONCRETE

(BRIAN BOUGTON)

ANALISIS DE ESTRUCTURAS (JACK C. MC CORMAC)

LECTURAS DE PLANOS EN EDIFICACIONES(ARQ.JULIO TUMIALAN PINTO)