Predimensionamiento de Losas Aligeradas Vigas y Columnas

7/25/2019 Predimensionamiento de Losas Aligeradas Vigas y Columnas

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE JAEN 1

MARCO TEORICOI. ESTRUCTURACIN DE UN SISTEMA PORTICADO

a. Criterios de una buena estructuracin

1. Despus que el arquitecto ha diseado su plano de arquitectura (plantas,cortes y elevaciones).

2. El ingeniero civil deber ubicar las columnas, de tal manera que puedaubicar los prticos principales no tan espaciados para que no originen vigas,columnas, losas muy peraltadas, y adems coordinar con el arquitecto parapor el peralte de las vigas no daen la estructura del diseo arquitectnico.

3. Al ubicar las columnas verificar que en todos los niveles 1, 2 y3 puedeque en otro nivel la columna este en posicin por en medio de la sala.

4. Al ubicar las vigas y las columnas se buscara la mayor rigidez posible demodo que soporten las cargas (muerta, viva, etc.). sin alterar la estructura.

II. PREDIMENSIONAMIENTO

Es el procedimiento previo al clculo de dimensionado que es necesario llevar acabo en estructuras para calcular con precisin los esfuerzos y cargas queestarn sobre las mismas. Con el predimensionamiento se establecen unasdimensiones orientativas de las secciones transversales de vigas y columnasque sirven de base para un clculo de comprobacin y reajuste de lasdimensiones definitivas de las secciones.

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

Bsicamente la columna es un elemento estructural que trabaja en compresin, pero

debido a su ubicacin en el sistema estructural deber soportar tambin solicitacionesde flexin, corte y torsin. Transmiten las cargas de los pisos superiores hasta laplanta baja y despus al suelo, a travs de la cimentacin. Puesto que las columnasson elementos a compresin, la falla de una columna en un lugar crtico puede causarel colapso de la estructura completa.

En trminos econmicos y de prdidas humanas, la falla estructural de una columnaes un evento de principal importancia. Es por esto que se debe tener un cuidadoextremo en el diseo de las columnas, que deben tener una reserva de resistenciams alta que las vigas o que cualquier otro elemento estructural horizontal,especialmente porque las fallas de compresin poseen muy poca advertencia visual, lo

que tambin se denomina falla frgil.

Para el presente trabajo tomaremos en cuenta:

C1 : Columna CentralC2 : Columna externa prtico interior principalC3 : Columna externa del prtico interior secundarioC4 : Columna de esquina

Ac = rea seccin transversal columna

K = CoeficienteAt = rea tributaria


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VALORES K:

PISO LUZAREA

TRIBUTARIATIPO DE COLUMNA

C1 C2 C3 C4

Antepenltimo468

163664

0.00130.00110.0011

0.00250.00200.0017

0.00220.00160.0015

0.00400.00280.0023

Segundo468

163664

0.00110.00120.0012

0.00140.00140.0014

0.00140.00140.0014

0.00210.00150.0015

NOTA: Las dimensiones de las columnas intermedias se hallan por

interpolacin lineal La dimensin del primer piso se halla por extrapolacin lineal

aumentado adems en un 5%

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

Son los elementos estructurales que transmiten las cargas de las losas hacia lascolumnas o muros. Esta accin da como resultado la presencia de momentos flectoresy fuerzas cortantes a lo largo de la longitud de la viga.

Generalmente las vigas forman parte de los denominados ejes de la estructura,teniendo las columnas ubicadas en sus intersecciones. El conjunto formado por lasvigas y las columnas recibe el nombre de prticos.

Para la realizacin del presente trabajo habr vigas principales y vigas secundariassegn sea el armado de la losa.

Para predimensionar la viga tendremos que determinar su ancho (base) y su alto(peralte)

Para predimensionar la altura de viga tendremos en cuenta la sobrecarga y nosbasamos en la siguiente tabla.

Usos Departamentosy oficinas Garajes ytiendas Depsitos

Sobrecargas 250 500 1000

Altura total(h)

L/11 L / 10 L / 8

L = luz libre


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Para predimensionar el ancho de la viga lo haremos en base a la siguiente frmula:

Ancho de viga: ( ancho tributario)

PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS

Las losas son elementos estructurales horizontales que separan un piso de otro,construidos monolticamente o en forma de vigas o viguetas sucesivas apoyadassobre los muros estructurales y/o vigas. Las losas de techo cumplen las siguientesfunciones:

Funcin arquitectnica:Separa espacios verticales formando los diferentes pisos deuna construccin.

Funcin estructural:Las losas deben ser capaces de transmitir las cargas muertas ylas cargas vivas incluyendo las cargas de acabados y revoques a las vigas.

Adems, forman un diafragma rgido intermedio, para soportar la fuerza ssmica de laestructura.

Segn el nuevo Reglamento Peruano de Concreto Armado en su artculo 10.4.1respecto a peraltes mnimos para no verificar Deflexiones:

artculo 10.4.1.1:

En losas aligeradas continuas conformadas por viguetas de 10 cm. De ancho,bloques de ladrillo de 30cm de ancho y losa superior de 5cm, con sobrecargasmenores a 300 kg/m2y luces menores de 7,5 m, cuando se cumple que:

Art. 10.4.1.2 :

En losas macizas continuas con sobrecargas menores a 300 kg/m2 y luces menoresde 7.5m cuando se cumple que:


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ESTRUCTURACION (PLANO DE ESTRUCTURAS BASICO Y PORTICOS)

3.16

3.46

3.05

3.10

3.10

3.12

19.00

3.20 2.80

6.00

3.10

3.05

3.46

3.16

19.00

2.983.02

6.00

G

1

F

E

D

C

B

A

G

F

E

D

C

B

A

2

1 2

VP 102

VP 101

VP 103

VP 104

VP 105

1

5

C1 C1

C6

C7 C7

C8

C9 C9C10

VC .20x.20

VC.

20x.2

0

3 42

6

3.13

VC .20x.20

C6

C5

C4

C3

C5

C4

C3

C2

VP 107VP 107

VP 106VP 106

VS

101

VS

102

VS

102

VS

101

VS

101

VS

102

VS

101

VS

102

VS

101

VS

102

VS

101

VS

102

3.10

PORTICO A-A B-B

1

2.803.20

3.40

2.30

3.70

2

PORTICOS PRINCIPALES

PORTICO C-C D-D E-E F-F

6.00

3.40

2.30

3.70

1 2


7/20


3.13 3.10 3.10 3.05

3.40

2.30

3.70

3.46 3.16

G F E D C B A

I I

PORTICOS 1-1 2-2

1.71

PORTICO G-G

2.983.02

3.40

2.30

3.70

1 2

PORTICOS SECUNDARIOS


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PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSA ALIGERADA

Reemplazando

Por lo que se tomara h=20cm

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

Peralte =h

Ancho= b

Para determinar el ancho de la viga tendremos en cuenta el ancho tributario quesoporta la viga

a) VIGAS PRINCIPALES

Peralte (h):

VIGA L h=L/11 h


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5.40 0.491 0.50 m

Ancho (b) (L= ancho tributario)

b) VIGAS SECUNDARIAS

Peralte (h):

Ancho (b)

Las vig as pr inc ipales s ern d e:

Las v igas s ecun darias s ern d e: PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

C1:columna central

C2:columna extrema de un prtico interior principal

C3:columna extrema de un prtico interior secundario

C4:columna de esquina

Para predimensionar el rea de las columnas utilizaremos la frmula:


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REA TRIBUTARIA QUE RECIBE CADA COLUMNA

[ ] [

]

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA G-1( Tipo C4):

At= 1.56*1.51At=2.3556

PISO LUZAREA

TRIBUTARIA C4

Antepenltimo468

2.36163664

k10.00400.00280.0023

Segundo468

2.36163664

k20.00210.00150.0015

Antepenltimo piso


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PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA GC( Tipo C1):

At= 3*1.565

At=4.70

PISOAREA

TRIBUTARIA C1

Antepenltimo

4.7163664

k10.00130.00110.0011

Segundo

4.716

3664

k20.0011

0.00120.0012


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PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA G-2( Tipo C4):

At= 1.49*1.565At=2.33

PISO LUZ AREATRIBUTARIA C4

Antepenltimo468

2.33163664

k10.00400.00280.0023

Segundo468

2.33163664

k20.00210.00150.0015

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA F-1( Tipo C2):

At= 3*3.115At=9.35

PISO LUZAREA

TRIBUTARIA C2

Antepenltimo468

9.35163664

k10.00250.00200.0017

Segundo468

9.3516

3664

k20.0014

0.00140.0014


13/20

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA E-1( Tipo C2):

At= 3*3.1At=9.3

PISO LUZAREA

TRIBUTARIA C2

Antepenltimo468

9.3163664

k10.00250.00200.0017

Segundo468

9.3163664

k20.00140.00140.0014


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Universidad Nacional de Cajamarca Sede Jan 1

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA D-1( Tipo C2):

At= 3*3.05At=9.15

PISO LUZAREA

TRIBUTARIA C2

Antepenltimo

4

68

9.15163664

k10.00250.00200.0017

Segundo468

9.15163664

k20.00140.00140.0014


15/20

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA C-1( Tipo C2):

At= 3*3.23At=9.69


Antepenltimo468

9.69163664

k10.00250.00200.0017

Segundo468

9.69163664

k20.00140.00140.0014

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA B-1( Tipo C2):At= 3*1.5

At=4.5

PISO LUZAREA

TRIBUTARIA C2

Antepenltimo468

4.5163664

k10.00250.00200.0017

Segundo468

4.51636

64

k20.00140.0014

0.0014


16/20

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA BC( Tipo C1):

At= 3*3.31At=9.93

PISOAREA

TRIBUTARIA C1

Antepenltimo

9.93163664

k10.00130.00110.0011

Segundo

9.93163664

k20.00110.00120.0012


17/20

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA A-1( Tipo C4):

At= 1.6*1.58At=2.53

PISO LUZAREA

TRIBUTARIA C4

Antepenltimo468

2.53163664

k10.00400.00280.0023

Segundo

4

68

2.5316

3664

k20.0021

0.00150.0015


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PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA AC( Tipo C1):

At= 3*1.58At=4.74

PISO AREATRIBUTARIA C1

Antepenltimo

4.74163664

k10.00130.00110.0011

Segundo

4.74163664

k20.00110.00120.0012


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PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA A-2( Tipo C4):

At= 1.4*1.58At=2.21


Antepenltimo468

2.21163664

k10.00400.00280.0023

Segundo468

2.21163664

k20.00210.00150.0015

Nombre Tipo 1 Piso 2 Piso3

Piso(=2Piso)G - 1 C4 .25x.25 .25x.25 .25x.25GC C1 .25x.25 .25x.25 .25x.25

G - 2 C4 .25x.25 .25x.25 .25x.25F - 1 C2 .30x.30 .25x.25 .25x.25E - 1 C2 .30x.30 .25x.25 .25x.25D - 1 C2 .30x.30 .25x.25 .25x.25C - 1 C2 .30x.30 .25x.25 .25x.25B - 1 C2 .25x.25 .25x.25 .25x.25BC C1 D=.25 D=.20 D=.20

A - 1 C4 .25x.25 .25x.25 .25x.25

AC C1 .25x.25 .25x.25 .25x.25A - 2 C4 .25x.25 .25x.25 .25x.25


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PLANOS DE ELEMENTOS PREDIMENSIONADOS

3.16

3.46

3.05

3.10

3.10

3.12

19.00

3.20 2.80

6.00

3.10

3.05

3.46

3.16

19.00

2.983.02

6.00

R.25

G

1

F

E

D

C

B

A

G

F

E

D

C

B

A

2

1 2

VP .25x.50

VP.25x.50

VP .25x.50

VP .25x.50

VP .25x.50

1PISO

1

5

2y 3P ISO

VC .20x.20

VC.

20x.2

0

3 42

6

3.13

VC .20x.20

VP .25x.50VP .25x.50

VP .25x.50VP .25x.50

3.16

3.46

3.05

3.10

3.10

3.12

19.00

3.20 2.80

6.00

3.10

3.10

3.05

3.46

3.16

19.00

2.983.02

6.00

R.20

G

1

F

E

D

C

B

A

G

F

E

D

C

B

A

2

1 2

VP .25x.50

VP.25x.50

VP .25x.50

VP .25x.50

VP .25x.50

1

5

VC .20x.20

VC.

20x.2

0

3 42

6

3.13

VC .20x.20

VP .25x.50VP .25x.50

VP .25x.50VP .25x.50

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

3.10

VS

.25x.2

5

VS

.25x.2

5

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