Tarea 1 Respuesta

Kenneth Arce C. Carnet A70511

Tarea 1

La figura #1 muestra la distribucin geomtrica para la planta tpica de un edificio de cuatro

pisos a partir del nivel de suelo (incluyendo la azotea). El uso de la edificacin es para oficinas y

est localizado en el centro de Atenas y suelo Tipo III. Todos los elementos estructurales son de

concreto reforzado (fc = 350 kg/cm2), las dimensiones de los elementos son:

i. Vigas: 60cm x 30cm

ii. Columnas: 75 cm x 75 cm

iii. Losa entrepiso: 25 cm espesor

iv. Losa azotea: 30 cm espesor

La altura de las columnas de n.p.t @ n.p.t. es de 3,1 m en todos los niveles. Las vigas estn

centradas en los ejes de las columnas.

Suponga que en los ejes del permetro existen fachadas de piso @ piso que pesan 300 kg/ml.

Determinar:

1. De acuerdo con el CSCR-2010, en qu zona est la edificacin. Qu aceleracin efectiva

a efec debera de utilizarse.

2. Clasifique la estructura por:

a. Importancia

b. Sistema estructural

c. Regularidad, todo de acuerdo con el CSCR-2010.

3. Si las losas de entrepiso estn apoyadas en ambas direcciones, distribuya las cargas

permanentes y temporales en cada una de las vigas de cada nivel. Asuma

a. Peso de acabados: 85 kg/m2

b. Paredes divisorias: 110 kg/m2

c. Puertas electromecnicas: 30 kg/m2

d. Otros: 20 kg/m2

4. Determine las cargas axiales en cada columna (estimada por rea tributaria) para las

cargas permanentes y temporales

5. Grafique la variacin en altura de las cargas axiales en las columnas para una columna

central, para una columna lateral y para una columna esquinera

6. Determine la carga permanente total y la carga temporal total por piso

7. Si se estima que el peso ssmico es de WD + 0,15 WL encada nivel, y la Fuerza Ssmica

lateral es igual a Esis = 0,22 Wsismo calcule y grafique la variacin del cortante lateral

con la altura.


Respuestas:

1. Se determinaron las siguientes caractersticas para la edificacin en cuestin

Zona Tipo III

Tipo Cimentacin S3

Aceleracin Efectiva 0,36 (PR = 475 aos)

2. Se clasifica la estructura de la siguiente forma

Importancia D (Edificaciones de Ocupacin Normal)

Sistema Estructural Marco

Regularidad Regular en Planta y Altura

3. Para distribuir las cargas temporales y permanentes sobre las vigas primero se deben

obtener las reas tributarias para cada viga y luego calcular la carga que percibe cada rea

Fig. 1. Distribucin de reas tributarias para cada losa (en m2).


Se tiene que para la losa de techo el peso es de 600 kg/m2 y para la losa de los dems pisos es de

720 kg/m2. Sumando las cargas permanentes (indicadas en el enunciado) y temporales (WL = 250

kg/m2 segn CSCR-2010) a los pesos propios de las losas se obtienen las cargas sobre cada rea

tributaria. Adems se suma el peso propio de la viga.

Se us una densidad de concreto = 2400

3.

= 14,06 2

= 2400

3 0,25 = 600

2

, = 85 + 110 + 30 + 20 + 600 = 845

2

= 250

2


Fig. 2. Peso WD para losas de niveles 1, 2 y 3 (en ton).

Fig. 3. Peso WD para losas de nivel 4 con Wtecho = 720 kg/m2 (en ton).


Fig. 4. Peso WL para losas de niveles 1, 2, 3 y 4 (en ton).

Para calcular el peso de la viga se considera que sta comprende la distancia entre las caras de las

columnas y que las cotas en el plano estn dadas originalmente a centros de columna por lo que

las medidas de las vigas son la medida indicada en planos menos 0,75 m.

. = 0,3 0,6 = 0,2 2

. = 0,22 6,75 = 1,35 3

= 2400

3 1,35 3 = 3,24


Fig. 4. Pesos Wviga para todos los niveles (en ton).

Una vez calculados estos valores se suman por separado para el techo y para los dems niveles. En

las vigas perimetrales se considera el peso de las paredes indicadas en el enunciado.

= 300

7,5 = 2,25

= 2,25 + 11,89 + 3,24 = 17,38


Fig. 6. Peso WD total para cada viga en los niveles 1, 2 y 3 (en ton).


Fig. 7. Peso WD total para cada viga en el nivel 4 (en ton).

Se suman WD y WL, luego se dividen las cargas entre 2 ya que cada mitad es soportada por una de

las columnas al extremo.


Fig 8. Carga aplicada sobre cada cara de las columnas, niveles 1, 2 y 3 (en ton)


Fig 9. Carga aplicada sobre cada cara de las columnas, nivel 4 (en ton)

Se suman las cargas que llegan a cada columna. Para graficar el aumento de carga sobre las

columnas se debe considerar que stas aportan carga de su peso propio sobre la estructura

conforme se desciende.


Fig 10. Carga sobre cada columna. Arriba la carga para el nivel 4, abajo la carga para los niveles 1, 2

y 3 (en ton).

Se grafica el aumento de carga axial sobre las columnas en 3 casos: columna central, columna

lateral y columna esquinera.


Fig. 11. Carga Axial sobre una columna central

Fig. 12. Carga Axial sobre una columna lateral

0

2

4

6

8

10

12

14

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Elev

aci

n (

m)

Carga axial (ton)

Columna Central

0

2

4

6

8

10

12

14

0 50 100 150 200

Elev

aci

n (

m)

Carga axial (ton)

Columna LAteral


Fig. 13. Carga Axial sobre una columna esquinera

Se obtiene el peso total acumulado por piso para la estructura estudiada

Nivel WD (ton) WL (ton)

4 509,32 155,98

3 1221,2 311,96

2 1933,08 467,94

1 2644,96 623,92

0 3356,84 623,92

Para obtener la Carga Ssmica se considera el peso para cada piso, esto incluye la losa, las vigas, las

columnas, adems de media pared para arriba y media pared para abajo. En el caso del techo solo

se considera media pared hacia abajo.

= + 0,15

= 0,22

= 16 (0,75)2 = 9 2

=

[

2]

Nivel WD (ton) WL (ton) Wsis (ton) Esis (ton) Cortante V (ton/m2)

4 516,82 155,98 540,22 118,85 13,21

3 644,84 155,98 668,24 147,01 16,33

0

2

4

6

8

10

12

14

0 20 40 60 80 100 120

Elev

aci

n (

m)

Carga axial (ton)

Columna Esquinera


2 644,84 155,98 668,24 147,01 16,33

1 644,84 155,98 668,24 147,01 16,33

Fuente de Consulta

Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos (2012). Cdigo Ssmico de Costa Rica 2010.

Editorial Tecnolgica de Costa Rica.

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