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CONCRETO ARMADO I TEMA: CENTRAL DE BOMBEROS Página 1

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA CIVIL

TEMA: PROYECTO ESTACION DE BOMBEROS

DOCENTE: ING. NEIRA CALSIN, URIEL

CURSO: CONCRETO ARMADO I

ALUMNO: HUAROTO RIOS, ERIK EMERSON

ICA- PERÚ

MEMORIA DESCRIPTIVA

PROYECTO : CENTRAL DE BOMBEROS

PROPIETARIO : ENTIDAD PRIVADA

UBICACIÓN :PISCO

SECTOR : NUEVO HORIZONTE

CALLE :PEDEMONTE

NUMERO : S/N

DISTRITO : PISCO

PROVINCIA : PISCO

DEPARTAMENTO : ICA

GENERALIDADES:

Esta propiedad cuenta con un área de 581.64 M2. Su uso destinado será para una estación de bomberos

identificado como estación de bomberos y comprende ambientes como estacionamiento de cochera,oficina , servicios

higiénicos y un área libre, dos ductos, hall, y otros como tanque elevado, tanque cisterna con

proyección de cuatro pisos lo cual se está respetando y cumpliendo con los requisitos exigidos

por el Reglamento Nacional de Edificaciones.

DEL INMUEBLE:

El terreno utilizado para uso comercial, cuenta con un área de 248.85 M2; internamente

contara con bloques de habitaciones de cuatro pisos, con un área techada total de 832.44


(Área

techada por nivel y/o piso: primer nivel 208.11 M2, segundo nivel con 208.11 M2, tercer nivel

con 208.11 M2 y cuarto nivel con 208.11 M2) , lo restante está como área no construida con

38.35 M2) Dicha propiedad (terreno) cuenta con las siguientes características:

1. AREA, LINDEROS Y MEDIDAS PERIMETRICAS:

El área total del inmueble es de aproximadamente de 248.85 m2 y sus medidas son

las siguientes:

• Por el frente, (del P1 al P2) limita con la calle universidad con línea recta

compuesta de un tramo de 12.60 ML.

• Por la izquierda, (del P1 al P4) limita con la calle Pedro Cornejo con línea recta


• Por la derecha, (del P2 al P3) limita con la calle Micela bastitas con línea recta


• Por el fondo, (del P3 al P4) limita con la calle Luis Castillo Caballero con línea

recta de un tramo de 12.60 ML.

2. CUADRO DE COORDENADAS:

COORDENADAS UTM

O743510.34 743520.88

P-1 P-2

9367871.34 9367878.87


743530.73 743520.19

P-3 P-4

9367863.8 9367856.19

3. AREA Y PERIMETRO DEL TERRENO:

AREA : 248.85 M2

PERIMETRO : 64.7 M

4. DESCRIPCION DEL PROYECTO:

Está constituido por 2 niveles o pisos para uso descrito de la siguiente manera:

· PRIMER NIVEL O PISO:

1. Ocho cada tienda con 15.695 M2 y perímetro de 38.69 M.

2. Servicios higiénicos: 4.40 M2 y perímetro de 10.20 M.

3. Área libre con 38.25 M2

4. Hall con 61.12 M2.

5. Ductos con 7.48 M2

6. Escaleras con 20.64 M2.

7. Tanque cisterna con 7.1M2. y altura 1.65 m.

· SEGUNDO NIVEL O PISO:




4. Hall con 61.12 M2.




· TERCER NIVEL O PISO:




4. Hall con 61.12 M2.



· CUARTO NIVEL O PISO:




4. Hall con 61.12 M2.



· AZOTEA :

1. Tanque elevado de 4mX3.5m y altura 2m.

CARGAS DE DISEÑO

Las cargas de gravedad y de sismo que se utilizaron para el análisis estructural

del edificio de los diferentes elementos estructurales, cumplen con la

Norma Técnica de Edificaciones E-020 Cargas (N.T.E. E-020) y con la Norma Técnica


de Edificaciones E-030 Diseño Sismorresistente (N.T.E. E-030). Se consideraron tres

tipos de cargas:

1. CARGA MUERTA (CM): Estas son cargas permanentes que la estructura soporta.

Considera el peso real de los materiales que conforman la edificación, dispositivos de

servicio y equipos, tabiques y otros elementos soportados por la edificación,

incluyendo su peso propio.

Los pesos unitarios de los materiales se obtuvieron del Anexo

1 de la N.T.E. E- 020:

MATERIAL O ELEMENTOPESO UNITARIO

Concreto Armado2.40 ton/m3

Losa Aligerada (h=0.20 m)0.30 ton/m2

Piso Terminado (e = 5 cm.)0.10 ton/m2

Tabique (unidad hueca tubular) 1350 kg/ m3

Tabiquería Móvil0.10 ton/m2

Agua (peso especifico)1.00 ton/m3

Tierra (peso especifico)1.9 ton/m3

2. CARGA VIVA (CV): Es el peso eventual de todos los ocupantes, materiales, equipos,

muebles y otros elementos movibles soportados por la edificación También


llamada

sobrecarga, se calcula como una carga uniformemente distribuida basándose en un

peso unitario por m2 proporcionado por la N.T.E. E-020.

En nuestro caso se tiene:

3. CARGA DE SISMO (CS): Es la carga que se genera debido a la acción sísmica sobre

la estructura.

MATERIALES EMPLEADOS

Los materiales a utilizados en la construcción de los elementos estructurales

son:

1. CONCRETO ARMADO: es el concreto que tiene acero de refuerzo distribuido en el

elemento para que pueda resistir los esfuerzos a los que se encuentre sometido. Las

propiedades varían de acuerdo al tipo de concreto y acero, para este edificio se utilizó:

Resistencia a la compresión: f'c = 210kg/cm2


Módulo de Poisson: ν = 0.15

Módulo de Elasticidad: Ec =15,000 √f'c kg/cm2 =217,371kg/cm2

2. ACERO DE REFUERZO: debido a que el concreto tiene poca resistencia a la tracción s

coloca acero en el concreto para que soporte estas tracciones, además contribuye a

resistir la compresión y corte. El acero que se usa son barras de acero corrugado de

Grado 60. Las principales propiedades de estas barras son las siguientes:

Límite de Fluencia: fy = 4,200 kg/cm2

Módulo de Elasticidad: Es = 2'000,000 kg/cm2

3. Normas Empleadas.-

El análisis estructural se realizó conforme se indica en las siguientes

normas, contenidas en el Reglamento Nacional de Construcciones:

− Norma Técnica de Edificación E-020 “CARGAS”.

− Norma Técnica de Edificación E-030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”

− Norma Técnica de Edificación E-050 “SUELOS Y CIMENTACIONES”.

− Norma Técnica de Edificación E-060 “CONCRETO ARMADO”.

CAPÍTULO 1: GENERALIDADES

1.1 Objetivo del proyecto.

La presente proyecto tiene por objeto el diseñar un edificio aporticado de cinco pisos para uso de central de bomberos

1.2 Descripción del proyecto.


El proyecto es un edificio de oficinas de diez pisos ubicado en la ciudad de Lima sobregrava de 4.0 Kg/cm2 con un área techada por piso de 760 m2.Se diseñó considerando únicamente carga vertical cuatro alternativas para los techosdel edificio: losa aligerada y losa maciza armadas en una dirección con vigasintermedias y losa aligerada y losa maciza armadas en dos direcciones sin vigasintermedias. El diseño incluyó las vigas de cada una de las alternativas.

1.3 Arquitectura del edificio.

El edificio está concebido como parte de un “centro empresarial” constituido por cuatroedificios de características arquitectónicas similares destinados a oficinas, cuyosestacionamientos y cisternas se encuentran ubicados en áreas comunes fuera de losedificios.El primer piso está destinado al ingreso principal y recepción, un área de depósito ycuatro oficinas, cada una de 122 m2 aproximadamente con servicios higiénicos propios.Cada uno de los siguientes nueve pisos tiene la misma distribución arquitectónica decuatro oficinas, cada una de 158 m2 aproximadamente, con servicios higiénicospropios (Figura 1).La altura de piso a piso es de 3.35 m y, salvo en las zonas comunes y baños, secuenta con un cielo raso para esconder las distintas instalaciones. La altura libremedida desde el piso terminado hasta el fondo del cielo raso es de 2.45 m.El edificio cuenta con dos escaleras y tres ascensores ubicados en la zona central dela planta. En la azotea se encuentra ubicada la casa de máquinas de los ascensores.

1.4 Reglamentos, cargas de diseño y materiales.

a) Normas Empleadas.- Las normas empleadas del Reglamento Nacional deConstrucciones (R.N.C) son las siguientes:- Título III Requerimientos Arquitectónicos y de Ocupación.- Norma E.020 Cargas.- Norma E.050 Suelos y Cimentaciones.- Norma E.030 Diseño Sismorresistente .- Norma E.060 Concreto Armado 1989.- Norma E.060 Concreto Armado 2009.

b) Cargas de Diseño.- La Norma de Cargas E.020 establece los valoresmínimos de las cargas que debe utilizarse en el diseño de cualquier estructura,


dependiendo del uso al cual esté destinada la misma. Las cargas a considerarson las cargas muertas, cargas vivas o sobrecarga y cargas de sismo.

Cargas muertas (CM) se consideran a todas aquellas que se mantienenconstantes en magnitud y fijas en posición durante la vida útil de la estructura,tales como peso propio, tabiques, parapetos, cielo rasos, acabados y otroselementos soportados por la estructura.Cargas vivas (CV) se consideran al peso de los ocupantes, equipos, muebles yotros elementos móviles.

La Norma de Concreto E.060 1989 establece las combinaciones de cargas deservicio con sus respectivos factores de amplificación, teniendo las siguientescombinaciones básicas:- U1 = 1.5CM + 1.8CV- U2 = 1.25 (CM + CV) ± S- U3 = 0.9CM ± S

c) Materiales.- En el diseño se ha considerado los siguientes materiales:Concreto ArmadoEs la mezcla proporcionada del cemento, agua, agregado grueso, agregadofino y aditivos, formando una pasta moldeable en la cual lleva embebida unaarmadura de acero como refuerzo, de tal manera que en conjunto constituye unúnico material compuesto, de características propias, capaz de resistir losesfuerzos a los que está sometido el elemento estructural.Para el presente proyecto se utilizó un concreto con las siguientescaracterísticas:- Resistencia a la compresión 280 kg/cm2- Módulo de Poisson 0.15- Módulo de Elasticidad 15000 f ć kg/cm2Los componentes

CAPÍTULO 2: ESTRUCTURACIÓN DEL EDIFICIO


2.1 Objetivos de la estructuración.

La estructuración que se adopte debe satisfacer los requerimientos arquitectónicosestablecidos para el proyecto así como los requerimientos estructurales definidos porel proyectista, de manera tal que resultado sea un proyecto que otorgue un nivel deseguridad razonable, que respete el concepto arquitectónico original y, por último, quesea económicamente atractivo al público.

2.2 Criterios para estructurar.

b) Resistencia y ductilidad.Debe proveerse a la estructura de una adecuada resistencia en las dos direccionesprincipales a fin de garantizar su estabilidad. Por otro lado, queda definida lanecesidad de dotar de ductilidad a la estructura en tanto aceptamos que lasfuerzas especificadas por las normas son menores a aquellas correspondientes alas solicitaciones elásticas, supliendo de alguna manera este déficit de resistenciacon ductilidad para así asegurar que se respeten la filosofía y principios del diseñodefinidos en la Norma de Diseño Sismorresistente E.030.

c) Uniformidad y continuidad de la estructura.La estructura debe ser debe ser continua tanto en planta como en elevación,evitando cambios bruscos en la rigidez de los elementos que generenconcentraciones no deseadas de esfuerzos.Al ser típica la planta del edificio que y trabajarse con elementos cuya sección novaría en altura se cumple con ambos criterios.d) Rigidez lateral.La estructura del edificio debe ser tal que, para sus dos direcciones principales,permita controlar los desplazamientos generados por la solicitación sísmica segúnlos límites establecidos por la Norma de Diseño Sismorresistente E.030, siendoestos desplazamientos los principales causantes de los daños a las estructuras enlos sismos (y no las fuerzas asociadas a los mismos), así como del pánico entrelos ocupantes de los edificios, otro agente generador de las mencionadas pérdidas.

2.3 Descripción de la estructuración utilizada.

La estructuración es la correcta selección de materiales, dimensiones y ubicaciones de


los elementos que conforman la estructura para garantizar que ella se comporte demanera satisfactoria frente a las solicitaciones a que estará expuesta durante su vidaútil.La descripción de la estructura que se da en este capítulo corresponde, en lo relativoal sistema utilizado para el techado de los pisos del edificio, a la alternativa que sedemostrará es la de menor costo directo de entre las evaluadas, esta es la de losaaligerada de 20 cm de espesor con vigas intermedias.

El sistema estructural empleado se basa en dos grandes placas (o muros de corte) deconcreto armado que forman un núcleo central y que corresponden a la caja de

escaleras y ascensores del edificio. En el perímetro del edificio se tiene columnascuadradas de concreto armado conectadas entre sí y a las placas del núcleo por vigasde concreto armado. Estos pórticos y placas ubicados tanto en el perímetro como en elinterior de la planta, conforman en conjunto el sistema sismorresistente del edificio.

2). Para poder emplear una losa aligerada de 20 cm de espesor, se define una seriede vigas intermedias en la dirección paralela a los ejes numéricos (dirección “Y”)apoyadas en las vigas de los ejes principales.En el centro de la planta se encuentra el hall de ingreso a los ascensores y escaleras.Por estar ubicada entre dos grandes agujeros, se decide emplear para esta zona unalosa maciza de 20 cm de espesor independientemente del sistema a utilizar en el restode la planta, decisión que responde a la necesidad de garantizar el buen desempeñodel diafragma rígido.

La tabiquería es de ladrillos macizos de 15 cm y no se ha considerado un detalleespecial de aislamiento respecto de la estructura por dos motivos: primero, lostabiques no se ubican en los pórticos por lo que no alteran la rigidez de estos y


segundo, no es práctica usual en este tipo de edificios el aislamiento de los tabiques.Los espesores de las placas son constantes en toda la altura del edificio, lo mismo quelas secciones de las columnas del perímetro. Esto se debe a que en este tipo deestructuras las grandes placas pierden rigidez en altura lo cual genera que losmayores valores de momento y cortante en las columnas, por efecto de la solicitaciónsísmica, se presenten en los pisos intermedios.

CAPÍTULO 3: PREDIMENSIONAMIENTO

3.1 Predimensionamiento de losas aligeradas armadas en una dirección.

Para el cálculo del espesor de las losas aligeradas armadas en una dirección se empleó, para una luz libre de 4.00 m, el siguiente criterio - Espesor = Luz Libre / =17 cm25 = 4.00 / 20Se decidió emplear una losa aligerada de 20 cm de espesor, que es la solución convencional para luces de hasta 5 m.

APLICACIÓN DE PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS ALIGERADAS - EN UNA SOLA DIRECCION

LOSAS

L= 4.00 m L/20 L/25

H LOSA=

0.20 m

0.20

0.16

USAR 0.20


3.3 Predimensionamiento de losas macizas armadas en una dirección.

Para el cálculo del espesor de las losas macizas armadas en una dirección se empleó, para una luz libre de 4.00 m, el siguiente criterio

- Espesor = Luz Libre / 30= 4.00 / 25 = 16 cm.Se decidió emplear una losa maciza de 15 cm de espesor.

LOSAS MACIZASL= 4.00 m L/25 L/30

H LOSA= 0.15 m 0.16 0.13 H LOSA= 0.15 m

0.050.15 0.1

0


0.15m

0.05 m

H= 0.20m

3.7 Predimensionamiento de las vigas.

Las vigas del proyecto presentan las siguientes características:

- Vigas “principales”. Trabajan tanto para carga vertical como para carga de sismo y las hay conluces libres de 7.00 m.

Para el cálculo de las dimensiones de las vigas se empleó los siguientes criterios- Peralte = Luz libre / 10 @ Luz libre/12Para las vigas intermedias: Peralte = 7.00 / 12 = 58. Cm = 60cm

Asumimos base de la viga B= 0.35m


0.60 m

0.35 m

- Vigas intermedias o “secundarias”. Se apoyan en las vigas principales y/oplacas y trabajan únicamente a carga vertical con una luz libre de 4.00 m.

Para el cálculo de las dimensiones de las vigas se empleó los siguientes criterios- Peralte = Luz libre / 14 @ Para las vigas intermedias: Peralte = 4.00 / 14 = 29. Cm = 30cm

PREDIMENCIONAMIENTO DE VIGAS PRINCIPALES

VP - 101

h = Peralte de la viga

Ln =Luz libre o claro entre vigas primarias


0.25 m

0.30m

2.1. ANCHO DE VIGA


b=7.25m20

b=0.36

Metrado de Cargas : L' = 7.00 m. f'c = 210 kg/cm2

B = 7.25 m. fy =4200 kg/cm2

PESO DE LOSA ALIGERADA 350 Kg/m2

PESO DE ACABADOS 100 Kg/m2

TABIQUERIA 120 Kg/m2

S/C 350 Kg/m2 =5.70 kg/m2

WU= 1.4 x CARGA MUERTA + 1.7 x CARGA VIVAWU= 1.4 x WD + 1.7 x WL

WD :570 kg/m2 x

7.25 m. = 4133 kg/m

WL :350 kg/m2 x

7.25 m. = 2538 kg/m

WU : 1.4(4133) + 1.7(2538)

WU : 10100.8 kg/m


MU=P l2

8

MU=10100.8 x (7)2

8

MU=61867kgmo61.87 tn /m

M= (06; 0.7) MU

M=61867kgmx0.7=43307

kgm

d=√ M∅ x 0.85 x f 'cxb

d=2√ 43307 x1000.90 x0.85 x210 x 35

d= 55.5cm ≅ 55cm


∅=3 } over {8 ¿

h=d+Re c .+φ/2

h=55+3+ 1.5882

h= 58.8cm

VERIFICACION: POR METODO ACI

L' = LUZ LIBREh = L'/10 ó 12

h=7.00m

12

h=0.58m …

USAR 0.60 m

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS SECUNDARIAS:

VS – 101

b=7.25m20

b=0.21

ASUMIMOS b=0.25m


B = 4.25 m. fy =4200 kg/cm2


Altura de muro = 3.00 m.Unidades de arcilla cocida huecas (ladrillos) = 1350 kg/m3

Peso de muro : 608 kg/m Espesor de muro = 0.15 m.

WD=1350X3X0.15=607.5kg/m

S/C : 350 kg/m2 x 4.25 m. 1487.50 kg/mWD : 607.50 kg/mWL : 1487.50 kg/mWU : 1.4(WD) + 1.7(WL)WU : 3379 .25kg/m

MU=P l2

8

MU=3379.25(4 )2

8

MU :6758.5kg/m o 6.76 tn - m Momento como viga simplemente apoyada

M= (06; 0.7) MU

M=6758.5kgmx0.7=4730.95

kgm

d=2√ M∅ x 0.85x f ' cxb


d=2√ 4730.95 x1000.90 x0.85 x210 x 25

d= 21.71cm ≅ 22cm

h=22+3+ 1.272

h= 25.64cm

ASUMIMOS h= 30 cm B= 25 cm

PREDIMENCIONAMIENTO DE LOSA MACISA

EJES 1-2; C-D-E




S/C 350 Kg/m2

WD = 5.70 kg/m2

WL=350 kg/m

WU : 1.4(570) + 1.7(350)

WU : 1393kg/m


h=d+Re c .+φ/2

MU=1393 (7)2

8

MU= 8532.13 KG/m

M= (06; 0.7) MU

M=8532.13kgmx0.7=5972.5

kgm

d=2.7√ M∅ x 0.85 x f 'cxb

d=2.7√ 5972.5 x 1000.90 x0.85 x 210 x100

d= 16.5cm ≅ 17cm

h=17+3+ 1.272

h= 20.6cm

3.8 Predimensionamiento de las columnas.


h=d+Re c .+φ/2

I: PREDIMENSIONAMIENTO:PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

C -1: Columna central

C -2: Columna extrema de un pórtico principal interior

C -3: Columna extrema de un pórtico secundario interior

C -4: Columna en esquina


7

7

4m


4m4m

0.25

V. PRINCIPAL

0.25

V.SECUNDARIA

C-4 C-3

C-2

C-1

QUINTO NIVEL COLUMNA C4

#

Elemento estructural

CargasSecciones (m2)

Longitud

Carga

y no estructural (Kg/m; m2; m3 (B)m (H)m

(m) Aplicada (Kg)

1 Losa aligerada 350 2 - 3.5 2450.00

2 Vigas principales

2400 0.3 0.4 2.00432.00

3 Vigas secundarias

2400 0.3 0.3 3.501008.00

4 Columnas Azotea

2400 0.3 0.3 1.50324.00

5 Acabados (pisos)

1003.8 -

2.3874.00

6 Tabiquería 120 3.8 2.3 1048.87 sobre carga 150 3.8 - 2.3 1311

CARGA TOTAL

7447.8kg

C -4: Columna en esquina

C-4 =1.5 X7447.80.20 X 210

= 265.993 √265.993 = 16.31 X16.31

POR REGLAMENTO SE USARA C-4 = (0.30 * 0.30)

CUARTO NIVEL COLUMNA C4


cf'n

1.5 PGC-4

#Elemento estructural Cargas Secciones (m2) Longitud Carga

y no estructural (Kg/m; m2; m3(B)m (H)m

(m) Aplicada (Kg)

1 5to. Nivel - - - - 7447.80

2 Losa aligerada 350 2 - 3.5 2450.00

3 Vigas principales 2400 0.3 0.4 3.50 1008.00

4 Vigas secundarias 2400 0.3 0.3 2.00 432.00

5 Columnas 2400 0.3 0.30 3.00 648.00

6 Acabados (pisos) 100 2.3 - 3.8 874.00

7 Sobre carga 350 2.3 - 3.8 3059.00

8 Tabiquería 120 2.3 - 3.8 1048.8

CARGA TOTAL

16966.8 KG

C-4 =1.5 X16966.8

0.20 X 210 = 605.96 √605.96 = 24.62 cm X 24.62cm


TERCER NIVEL COLUMNA C4

#



Longitud Carga


(m) Aplicada (Kg)

1 4to. Nivel - - - - 16966.802 Losa aligerada 350 2 - 3.5 2450.003 Vigas principales 2400 0.3 0.4 3.50 1008.00

4 Vigas secundarias

2400 0.3 0.3 2.00432.00

5 Columnas 2400 0.3 0.3 3.00 648.00

6 Acabados (pisos)

1002.3 -

3.8874.00

7 Sobre carga 350 2.3 - 3.8 3059.008 Tabiquería 120 2.3 - 3.8 1048.8

CARGA TOTAL

26486.60 KG


C-4 =1.5 X26486.60

0.20 X 210 = 945.95 √945.95 = 30.76 X 30.76

SE USARA C-4 = (0.40 * 0.40)

SEGUNDO NIVEL COLUMNA C4

#



Longitud Carga


(m) Aplicada (Kg)

1 3er. Nivel - - - - 26486.602 Losa aligerada 350 2 - 3.5 2450.003 Vigas principales 2400 0.3 0.4 3.50 1008.00

4 Vigas secundarias

2400 0.3 0.3 2.00432.00

5 Columnas 2400 0.40 0.40 3.00 1152.00

6 Acabados (pisos)

1002.3 -

3.8874.00


CARGA TOTAL

36510.40KG

C-4 =1.5 X36510.40

0.20 X 210 = 1303.94 √1303.94 = 36.11X 36.11

SE USARA C-4 = (0.40 * 0.40)

PRIMER NIVEL COLUMNA C4

#



Longitud Carga

y no estructural

(Kg/m; m2; m3 (B)m (H)m

(m)Aplicada

(Kg)

1 3er. Nivel - - - - 36510.4

2 Losa aligerada

350 2 - 3.52450.00

3 Vigas principales

2400 0.3 0.4 3.501008.00

4 Vigas secundarias

2400 0.3 0.3 2.00432.00

5 Columnas 2400 0.4 0.4 3.00 1152.006 Acabados 100 2.3 - 3.8 874.00


(pisos)7 Sobre carga 350 2.3 - 3.8 3059.008 Tabiqueria 120 2.3 - 3.8 1048.8

CARGA TOTAL 46534.20

C-4 =1.5 X 46534.20

0.20 X 210 = 1661.94 √1661.94 = 40.77X 40.77

SE USARA C-4 = (0.45* 0.45)


#



Longitud Carga

y no estructural

(Kg/m; m2; m3 (B)m (h)m

(m) Aplicada (Kg)

1 Losa aligerada

350 4.25 - 3.55206.25

2 Vigas principales

2400 0.3 0.4 3.901123.20

3 Vigas secundarias

2400 0.3 0.3 3.40734.40

4 ascensor 800

5 Acabados (pisos)

1004.55 -

3.81729.00

6 Sobre carga 350 4.55 - 3.8 6051.507 Tabiqueria 120 4.55 - 3.8 2074.8


C-2 =1.25 X17719.15

0.25 X210 =421.88 √421.88 = 20.53X 20.53



#



Longitud Carga

y no estructural

(Kg/m;

m2; m3 (B)m (H)m

(m) Aplicada (Kg)

1 5to. Nivel - - - - 17719.15

2 Losa aligerada

350 4.25 - 3.55206.25


3 Vigas principales

2400 0.3 0.4 3.501008.00

4Vigas

secundarias

2400 0.3 0.3 2.00432.00

5 Columnas 2400 0.3 0.3 3.00 648.00

6 Acabados (pisos)

1004.55 -

3.81729.00

7 Sobre carga

350 4.55 - 3.86051.50

8 Tabiquería 120 4.55 - 3.8 2074.8CARGA TOTAL 34868.7

C-2 =1.25 X34868.7

0.25 X 210 = 830.21 √818.87 = 28.81X 28.81


TERCER NIVEL COLUMNA C2

#



Longitud Carga

y no estructural

(Kg/m; m2; m3(B)m (H)m

(m) Aplicada (Kg)

1 4to. Nivel - - - - 34868.72 Losa aligerada 350 4.25 - 3.5 5206.25

3 Vigas principales

2400 0.3 0.4 3.501008.00

4 Vigas secundarias

2400 0.3 0.3 2.00432.00

5 Columnas 2400 0.3 0.3 3.00 648.00

6 Acabados (pisos)

1004.55 -

3.81729.00


52018.25KG


SE USARA C-2 = (0.35 * 0.35)


#



Longitud Carga


(m) Aplicada (Kg)

1 3er. Nivel - - - - 52018.252 Losa aligerada 350 4.25 - 3.5 5206.25

3 Vigas principales

2400 0.3 0.4 3.501008.00

4 Vigas secundarias

2400 0.3 0.3 2.00432.00

5 Columnas 2400 0.4 0.4 3.00 1152.00

6 Acabados (pisos)

1004.55 -

3.81729.00



C-2 =1.25 X 69671.80

0.25 X 210 =1169.95 √1169.95 = 40.7X 40.7

SE USARA C-2 = (0.40 * 0.40)


#



Longitud Carga


(m) Aplicada (Kg)

1 3ER. Nivel - - - - 69671.8


C-2 =1.25 X52018.25

0.25 X210 = 1238.52 √1227.20 = 35.19X 35.19

2 Losa aligerada 350 4 - 7 9800.00

3 Vigas principales

2400 0.3 0.4 7.002016.00

4 Vigas secundarias

2400 0.3 0.3 4.00864.00

5 Columnas 2400 0.35 0.35 3.00 882.00

6 Acabados (pisos)

1004.3 -

7.33139.00


CRAGA TOTAL

101126.10

C-2 =1.25 X100650.10

0.25 X 210 =2407.76 √20407.76 = 49.06X 49.06

SE USARA C-2 = (0.50 * 0.50)


#



Longitud

Carga

y no estructural (Kg/m; m2; m3 (B)m (h)m

(m) Aplicada (Kg)

1 Losa aligerada 350 4 - 7 9800.00


2 Vigas principales 2400 0.3 0.4 7.00 2016.00

3 Vigas secundarias

2400 0.3 0.3 4.00864.00

4ascensor

800.00

5 Acabados (pisos) 100 4.3 - 7.3 3139.00


CARGA TOTAL

25094.3

C-1 =1.10 X 25094.30

0.30 X 210 = 438.15 √438.15 = 20.93X 20.93

SE USARA C-1 = (0.30 * 0.30)


#



Longitud Carga

y no estructural

(Kg/m; m2; m3(B)m (H)m

(m) Aplicada (Kg)

1 5to. Nivel - - - - 25094.32 Losa aligerada 350 4 - 7 9800.00

3 Vigas principales

2400 0.3 0.4 7.002016.00

4 Vigas secundarias

2400 0.3 0.3 4.00864.00

5 Columnas 2400 0.3 0.3 3.00 648.00

6 Acabados (pisos)

1004.3 -

7.33139.00


CARGA TOTAL 56314.6

C-1 =1.10 X56314.6

0.25 X 210 = 1179.92 √1179.92 = 34.35X 34.35


SE USARA C-1 = (0.35 * 0.35) TERCERO NIVEL COLUMNA C1

#



Longitud Carga


(m) Aplicada (Kg)

1 4to. Nivel - - - - 56314.62 Losa aligerada 350 4 - 7 9800.00

3 Vigas principales

2400 0.3 0.4 7.002016.00

4 Vigas secundarias

2400 0.3 0.3 4.00864.00

5 Columnas 2400 0.3 0.3 3.00 648.00

6 Acabados (pisos)

1004.3 -

7.33139.00


CARGA TOTAL 87534.9

C-1 =1.10 X 87534.9

0.25 X 210 = 1834.06 √1834.06 = 42.82X 42.82

SE USARA C-1 = (0.45 * 0.45)


#



Longitud Carga


(m) Aplicada (Kg)

1 3ER. Nivel - - - - 87534.92 Losa aligerada 350 4 - 7 9800.00

3 Vigas principales

2400 0.3 0.4 7.002016.00

4 Vigas secundarias

2400 0.3 0.3 4.00864.00

5 Columnas 2400 0.45 0.45 3.00 1458.00


6 Acabados (pisos)

1004.3 -

7.33139.00



C-1 =1.10 X119565.2

0.25 X 210 = 2505.18 √2505.18 = 50.05X 50.05

SE USARA C-1 = (0.50 * 0.50)


#



Longitud Carga


(m) Aplicada (Kg)

1 3ER. Nivel - - - - 119565.22 Losa aligerada 350 4 - 7 9800.00

3 Vigas principales

2400 0.3 0.4 7.002016.00

4 Vigas secundarias

2400 0.3 0.3 4.00864.00

5 Columnas 2400 0.5 0.5 3.00 1800.00

6 Acabados (pisos)

1004.3 -

7.33139.00


CARGA TOTAL

151937.50

C-1 =1.10 X151937.5

0.25 X 210 = 3183.45 √3183.45 = 56.42X 56.42

SE USARA C-1 = (0.55 * 0.55)



4.00 m

0.50

V. PRINCIPALCIPAL

0.25

7.00 m

7.00 m

4.00 4.00 m 4.00

7.00 m

7.00 m

0.50V. SECUNDARIOCIPAL

PREDIMENCIONAMIENTO DE VIGAS PRINCIPALES

VP - 101

h = Peralte de la viga

Ln =Luz libre o claro entre vigas primarias

2.1. ANCHO DE VIGA


b=7.25m20

b=0.36


B = 7.25 m. fy =4200 kg/cm2




S/C 350 Kg/m2 =5.70 kg/m2

WU= 1.4 x CARGA MUERTA + 1.7 x CARGA VIVA


WU= 1.4 x WD + 1.7 x WL

WD :570 kg/m2 x

7.25 m. = 4133 kg/m

WL :350 kg/m2 x

7.25 m. = 2538 kg/m

WU : 1.4(4133) + 1.7(2538)

WU : 10100.8 kg/m

MU=P l2

8

MU=10100.8 x (7)2

8

MU=61867kgmo61.87 tn /m

M= (06; 0.7) MU

M=61867kgmx0.7=43307

kgm

d=√ M∅ x 0.85 x f 'cxb

d=2√ 43307 x1000.90 x0.85 x210 x 35

d= 55.5cm ≅ 55cm


h=55+3+ 1.5882

h= 58.8cm

VERIFICACION: POR METODO ACI

L' = LUZ LIBREh = L'/10 ó 12

h=7.00m

12

h=0.58m …

USAR 0.60 m

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS SECUNDARIAS:

VS – 101


∅=3 } over {8 ¿

h=d+Re c .+φ/2

b=7.25m20

b=0.21

ASUMIMOS b=0.25m


B = 4.25 m. fy =4200 kg/cm2

Altura de muro = 3.00 m.Unidades de arcilla cocida huecas (ladrillos) = 1350 kg/m3

Peso de muro : 608 kg/m Espesor de muro = 0.15 m.

WD=1350X3X0.15=607.5kg/m

S/C : 350 kg/m2 x 4.25 m. 1487.50 kg/mWD : 607.50 kg/mWL : 1487.50 kg/mWU : 1.4(WD) + 1.7(WL)WU : 3379 .25kg/m

MU=P l2

8

MU=3379.25(4 )2

8

6.76 tn - m Momento como viga simplemente apoyada


MU :6758.5kg/m o

M= (06; 0.7) MU

M=6758.5kgmx0.7=4730.95

kgm

d=2√ M∅ x 0.85x f ' cxb

d=2√ 4730.95 x1000.90 x0.85 x210 x 25

d= 21.71cm ≅ 22cm

h=22+3+ 1.272

h= 25.64cm

ASUMIMOS h= 40cm


h=d+Re c .+φ/2

PREDIMENCIONAMIENTO DE LOSA MACISA

EJES 1-2; C-D-E




S/C 350 Kg/m2

WD = 5.70 kg/m2

WL=350 kg/m

WU : 1.4(570) + 1.7(350)

WU : 1393kg/m

MU=1393 (7)2

8

MU= 8532.13 KG/m

M= (06; 0.7) MU

M=8532.13kgmx0.7=5972.5

kgm

d=2.7√ M∅ x 0.85 x f 'cxb


d=2.7√ 5972.5 x 1000.90 x0.85 x 210 x100

d= 16.5cm ≅ 17cm

h=17+3+ 1.272

h= 20.6cm

3.4 Predimensionamiento de la escalera.

La escalera tiene las siguientes características: Un tramos iguales para cubrir una altura típica de 3.35 m, es decir, diez contrapasos de 0.168 m de altura y pasos de0.25 m de longitud.

Para el dimensionamiento de la garganta de la escalera se empleó, para una luz libre de 4.25 m, el siguiente criterio

- Espesor = Luz Libre / 25= 425 / 25 = 17 cm.Se decidió emplear un espesor de garganta de 17 cm.


h=d+Re c .+φ/2

3 2 16 5 49 8 710

.25

1.20

1.20

11 12 13 14 1615 17 18 19 20

2.05

2.40

2.25


3.20

1.60

2.05 2.45

1.60

3.6 Predimensionamiento de las placas.

Para el predimensionamiento de las placas no se cuenta con fórmulas o expresiones que nos sugieran tanto espesores como longitudes de las mismas en función de la altura y/o área de la planta de un edificio.

Para el caso de columnas emplearemos el 125% de Vs = 1.25

Vs = Cortante por sismo Vs = ZUCSPeH = Altura de primer nivel en cm. Z = Factor de zona

n = Número de Placas =U = Coeficiente de uso

η = Factor para el desplazamiento permisible ∆p C = Coeficiente de amplificación sísmicaEc = 15000√fć (Módulo de elasticidad del concreto) S = Factor de suelot = Espesor del muro en cm. = 25 cm Pe = Peso de la edificación en kg

N = Número de nivelesÁrea Techada en m2

DATOS :

Fy f'cPes

o H n η Ec Z U C S N

Kg/cm2

Kg/cm2tn/m2 cm Pl. ∆p 15000√fć

Niveles


4200 210 1 400 4 0.007 217,370.6

5 0.4 1.5 2.5 1.4 5

Área techada (1er. Nivel) = 418.40 m2

Área techada (2do. Nivel) = 418.40 m2 Área total Tech.

Área techada (3er. Nivel) = 418.40 m2 m2

Área techada (4to. Nivel) = 418.40 m2 2,092.00

Área techada (5to. Nivel) = 418.40 m2

Pe = # de niveles x Área Techada(m2)x1(tn/m2) = 2,092.00 Tn

Vs = ZUCSPe = 4,393,200.0

0 Kg

166.55 cm → h = 166.55 cm.

Asumimos h= 165cm o 1.65 m


CAPÍTULO 4: DISEÑO DE ALTERNATIVAS DE TECHADO PORCARGAS DE GRAVEDAD

4.1 Introducción.Las cargas que se consideró para el diseño de las alternativas de techadodesarrolladas en el proyecto fueron las siguientes:a) Peso propio.- Losa aligerada h = 20 cm → P = 350 kg/m2- Losa maciza h = 15 cm → P = 2400x.15 = 360 kg/m2b) Piso terminado.Se consideró un piso terminado de peso 100 kg/m2.c) Cielo raso.Se consideró un cielo raso de peso 5 kg/m2.d) Carga viva o sobrecarga.Se utilizó los siguientes valores de sobrecarga que figuran en la Norma deCargas E.020:- 250 kg/m2 para las oficinas más 50 kg/m2 correspondientes a tabiquería móvil.- 100 kg/m2 para el último piso o azotea.- 400 kg/m2 para los corredores y escaleras.


PESO DE LA ESTRUCTURA

PESO DE LA EDIFICACION:

5TO NIVEL

ELEMENTO ESTRUCTURA DIMENSIONES CARGAS Nº VECES TOTAL

a b c

LOSA ALIGERADA 367.73 350 1 128705.5

TABIQUERIA 30.5 18.5 120 1 67710

ACABADOS 30.5 18.5 100 1 56425

S/C 150(25%) 30.5 18.5 37.5 1 21159.375

VYY 0.35 0.6 28.00 2400 5 70560

VXX 0.3 0.4 16.00 2400 5 23040

COLUMNA C-1 0.5 0.5 3.4 2400 8 16320

COLUMNA c-2 -c-3 0.5 0.5 3.4 2400 10 20400

COLUMNA c-4 0.5 0.5 3.4 2400 5 10200PLACAS DEL ASCENSOR 0.25 2400 1 600

PLACAS DE ESALERA 0.25 2400 1 600

LOSA MACIZA 0.15 2400 1 360

∑1= 416079.875

4TO NIVEL

ELEMENTO ESTRUCTURA DIMENSIONES P.U Nº VECES TOTAL

a b c

LOSA ALIGERADA 367.73 350 1 128705.5

TABIQUERIA 30.5 18.5 120 1 67710

ACABADOS 30.5 18.5 100 1 56425

S/C 350(25%) 30.5 18.5 87.5 1 49371.875

VYY 0.35 0.6 28.00 2400 5 70560


VXX 0.3 0.4 16.00 2400 5 23040

COLUMNA C-1 0.5 0.5 3.4 2400 8 16320

COLUMNA c-2 -c-3 0.5 0.5 3.4 2400 10 20400



peso de la escalera 0.15 2400 1 360

peso de losa macisa 0.15 2400 2 720

∑1= 445012.375

3er NIVEL


a b c

LOSA ALIGERADA 367.73 350 1 128705.5

MUROS 30.5 18.5 120 1 67710

ACABADOS 30.5 18.5 100 1 56425

S/C 350(35%) 30.5 18.5 122.5 1 69120.625

VYY 0.35 0.6 28.00 2400 5 70560

VXX 0.3 0.4 16.00 2400 5 23040

COLUMNA C-1 0.5 0.5 3.4 2400 8 16320

COLUMNA c-2 -c-3 0.5 0.5 3.4 2400 10 20400





∑1= 464521.125


2do NIVEL


a b c

LOSA ALIGERADA 367.73 350 1 128705.5

MUROS 30.5 18.5 120 1 67710

ACABADOS 30.5 18.5 100 1 56425

S/C 350(40%) 30.5 18.5 140 1 78995

VYY 0.35 0.6 28.00 2400 5 70560

VXX 0.3 0.4 16.00 2400 5 23040

COLUMNA C-1 0.5 0.5 3.4 2400 8 16320

COLUMNA c-2 -c-3 0.5 0.5 3.4 2400 10 20400





∑1= 474395.5

1er NIVEL


a b c LOSA ALIGERADA 367.73 350 1 128705.5MUROS 30.5 18.5 120 1 67710ACABADOS 30.5 18.5 100 1 56425S/C 350(40%) 30.5 18.5 175 1 98743.75VYY 0.35 0.6 28.00 2400 5 70560VXX 0.3 0.4 16.00 2400 5 23040COLUMNA C-1 0.5 0.5 3.4 2400 8 16320COLUMNA c-2 -c-3 0.5 0.5 3.4 2400 10 20400COLUMNA c-4 0.5 0.5 3.4 2400 5 10200PLACAS DEL ASCENSOR 0.2 2400 1 480PLACAS DE ESALERA 0.2 2400 1 480peso de la escalera 0.15 2400 1 360


peso de losa macisa 0.15 2400 2 720∑1= 494144.25

PESO TOTAL DE EDIFICACION 2294153.125 KG

CALCULO DE LA CORTANTE BASAL

Z : (FACTOR DE ZONA)

Concepto.-Se le asigna un factor "Z" que viene a ser la aceleración máxima del terreno con una probabilidad del 10% de ser excedida en 50 años.Divide al territorio nacional en tres zonas sísmicas, a cada una de las cuales

FACTORES DE ZONA

ZONA FACTOR

3 0.4

2 0.3

1 0.15

Zona correspondiente = 3

Z aplicado = 0.4

U : (FACTOR DE USO E IMPORTANCIA)

Concepto.-Corresponde a la importancia de la edificación. Considera cuatro categorías asignándole a cada una de ellas un valor


FACTOR DE USOCATEGORIA DESCRIPCION FACTOR

A EDIFICIOS

ESCENCIALES

Edificaciones esenciales cuya función no debería rumpirse inmediatamente despues que ocurra un sismo. Como hospitales, centrales de comnicaciones, cuarteles de bomberos y policía, subestaciones eléctricas, reservorios que puedan servir de refugio después de un desastre. También se incluye edificaciones cuyo colapso puede significar un riesgo adicional, como grandes hornos, depósitos de materiales inflamables o tóxicos.

1.5

B EDIFICIOS

IMPORTANTES

Edificaciones donde se reunen gran cantidad de personas, como teatros, estadios, centros comerciales, establecimientos penitenciarios o que guardan patrimonios valiosos como museos, bibliotecas y archivos especiales. También se considerarán depósitos de granos y otros almacenes importantes para el abastecimiento.

1.3

Uso correspondiente = C U aplicado = 1.5

S : (FACTOR DE SUELO)

Concepto.-Considera cuatro perfiles de suelo, a tres de los cuales se les asigna el factor de amplificación "S" y parámetro "Ts". Esta clasificación toma en cuenta las características mecánicas del suelo, el espesor del estrato, el período fundamental de vibración y la velocidad de propagación de la onda de corte


FACTOR DE SUELO

Tipo Descripción Ts S

S1 Roca o suelos muy rígidos 0.4 1

S2 Suelos intermedios 0.6 1.2

S3 Suelos flexibles o con estratos de gran espesor 0.9 1.4

S4 Condiciones excepcionales (*) (*)

Tipo correspondient

e = S3

Ts aplicado = 0.9

S aplicado = 1.4

ANALISIS SISMICO

Datos de Tabla:

DATOS CALCULOS

CATEGORIA DE EDIFICACION

C U = 1.50


ZONA SISMICA 3 Z = 0.40

TIPO DE SUELO S3 Tp (s) = 0.90

PERIODO FUNDAMENTAL (*)

1 S = 1.40

ALTURA DE LA EDIFICACION (m)

16.00 CT = 45

FACTOR DE REDUCCION R R 8


PREDIMENCIONAMIENTO DE ESCALERA


321 654 987 10

.25

1.201.20 1112131416 1517181920

2.05

2.40

2.25


CALCULANDO LA CORTANTE BASAL

Z : (FACTOR DE ZONA)

Concepto.-

Divide al territorio nacional en tres zonas sísmicas, a cada una de las cualesse le asigna un factor "Z" que viene a ser la aceleración máxima del terreno con una probabilidad del 10% de ser excedida en 50 años.

FACTORES DE ZONA

ZONA FACTOR

3 0.4

2 0.3

1 0.15


Zona correspondiente = 3

Z aplicado = 0.4

U : (FACTOR DE USO E IMPORTANCIA)

Concepto.-Corresponde a la importancia de la edificación. Considera cuatro categorias asignándolea cada una de ellas un valor

FACTOR DE USO

CATEGORIA DESCRIPCION FACTOR

A EDIFICIOS

ESCENCIALES

Edificaciones esenciales cuya función no debería rumpirse inmediatamente despues que ocurra un sismo. Como hospitales, centrales de comnicaciones, cuarteles de bomberos y policía, subestaciones eléctricas, reservorios que puedan servir de refugio después de un desastre. También se incluye edificaciones cuyo colapso puede significar un riesgo adicional, como grandes hornos, depósitos de materiales inflamables o tóxicos.

1.5

B EDIFICIOS

IMPORTANTES

Edificaciones donde se reunen gran cantidad de personas, como teatros, estadios, centros comerciales, establecimientos penitenciarios o que guardan patrimonios valiosos como museos, bibliotecas y archivos especiales. También se considerarán depósitos de granos y otros almacenes importantes para el abastecimiento.

1.3

C EDIFICIOS COMUNES

Edificaciones comunes, cuya falla ocasionaría pérdidas de cuantía intermedia como viviendas, oficinas, hoteles, restaurantes, depósitos o instalaciones industriales cuya falla no acarre peligros adicionales de incendios, fugas de contaminantes, etc.

1

D EDIFICACIONES MENORES

Edificaciones cuyas fallas causan perdidas de menor cuantía y normalmente la probabilidad de causar víctimas es baja como cercos menos de 1.5 Ml depositos temporales, pequeñas viviendas temporales, y construcciones similares.

(*)

Uso correspondient

e = CU aplicado = 1.5

S : (FACTOR DE SUELO)

Concepto.-Considera cuatro perfiles de suelo, a tres de los cuales se les asigna el factor de amplificación "S" y parámetro "Ts". Esta clasificación toma en cuenta las característicasmecánicas del suelo, el espesor del estrato, el período fundamental de vibración y la velocidad de propagación de la onda de corte


FACTOR DE SUELO

Tipo Descripción Ts S

S1 Roca o suelos muy rígidos 0.4 1

S2 Suelos intermedios 0.6 1.2

S3 Suelos flexibles o con estratos de gran espesor 0.9 1.4

S4 Condiciones excepcionales (*) (*)

Tipo correspondient

e = s2Ts aplicado = 0.6

S aplicado = 1.2

C : (FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA)

Concepto.-La aceleración máxima que recibe una estructura en su cimentación (amax = ZS ) es amplificada en funcióna su período fundamental de vibración "T".La NTE E - 030 permite calcular el facto "C" de amplificación de la respuesta estructural respecto a la aceleración en el suelo.

C = 2.5 * (Ts/T)^1.25 C <= 2.5



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