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I
UB
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n74
.01
y
94.0
1F
I
EL PROCESO DE DISEÑO ESTRUCTURALy LOS ESTADOS LÍMITE
HORMIGÓN I (74.01 y 94.01)
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-H
OR
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I
PROCESO DE DISEÑO DE UNA ESTRUCTURA
2- ANTEPROYECTO DE LA ESTRUCTURA(PLANOS CON ESQUEMAS ESTRUCTURALES)
1- IDENTIFICACIÓN DE LAS NECESIDADES DEL PROYECTO
3- DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES (MEMORIA DE CÁLCULO)
UB
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stru
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n74
.01
y
94.0
1
3.1- PREDIMENSIONAMIENTO
3.2- ANALISIS DE CARGAS
3.3- CALCULO DE SOLICITACIONES
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 2
3.4- DIMENSIONAMIENTO
Proceso Iterativo !!
4- DOCUMENTACIÓN PARA LA OBRA(PLANOS DE ENCOFRADO, PLANOS DE DETALLES CONSTRUCTIVOS,
PLANILLAS DE ARMADURA, ESPECIFICACIONES TÉCNICAS)
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I
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
UB
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n74
.01
y
94.0
1F
I
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 3
ARQUITECTURA PLANTA TIPOARQUITECTURA PLANTA TIPO
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I
L413
11
L414
11
6 16
620
L41911
8
15
62
0
V402 -15/50M40115/50
C135/25
C260/25 V403 -15/50
C10340/25 V405 -15/60M404 -15/60
C440/25
C545/25
C1355/30
C1465/35 C15
60/35
C101
M406 -15/50 V407 -15/50
M40815/50 V409 -15/50 V410 -15/50
V411 20/5060
-15/
50
V45
2 -
15/5
0
V45
4 -
15/5
0
V4
57
-15
/50
5/50
V47
2 -
15/5
0
V46
4 -
15/5
0
V46
9 -
15/5
0
M46
720
/50
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
UB
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n74
.01
y
94.0
1
0
C2455/30
C2565/35
V415 -15/55
V421 -20/55
C10130/55
C2860/35
C10230/55
V411 -20/50
V412 -15/50TensT115/15
V45
9 -
15/5
0
VE
sc4
V414 -15/50M413 -15/50
M41615/50
V417 -15/50
M41815/50 V419 -15/50 V420 -15/50
V45
1 -
15/5
0
V45
5
-15
/50
V45
6 -
15/5
0
V46
3 -
15
V47
1 -
15/5
0
V46
2 -
15/3
0
V46
6 -
20/5
0M
465
20/5
0
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 4
S/ S/ PLANTAPLANTA TIPOTIPO
Ø
c/(Superior)
Øc/
L420
11
8
15
62
0
M42215/50
C4235/25
V423 -15/50 C4360/25
V424 -15/50 C4440/25
M425 -15/60 V426 -15/60C4540/25
C4645/25
V45
0 -
15/5
0
V45
3 -
15/5
0
V45
8 -
15/5
0
V46
1 -
15/5
0
V4
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-15
/50
V47
0 -
15/5
0
2
ANTEPROYECTO FINAL
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I
SE HACE DE ACUERDO CON:
PREDIMENSIONAMIENTO
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
UB
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n74
.01
y
94.0
1
-PAUTAS REGLAMENTARIASQUE SE BASAN EN QUE LAS DEFORMACIONES SEAN ACEPTABLES
- LAS CARGAS
- LA EXPERIENCIA
ÍFI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 5
ES UN PROCEDIMIENTO EMPÍRICO....
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I
TIPOSCARGAS / ACCIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
PERMANENTES EXTRAORDINARIASVARIABLES
• Cargas variables gravitacionales
• Explosiones en general
• Peso propio de la estructura
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n74
.01
y
94.0
1 gravitacionales (sobrecargas de uso)
• Empujes del terreno
• Efectos reológicos
• Acciones térmicas
• Asentamientos diferenciales
general
• Explosiones atómicas
• Impactos de vehículos
• Impactos de aviones
• Acciones terroristas
• Volcanes en erupción
estructura
• Peso propio de elementos no estructurales
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 6
• Acciones del viento
• Acción sísmica
REGLAMENTOS y/oANÁLISIS PARTICULARES
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I
CARGAS / ACCIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
REGLAMENTO CIRSOC 101-2005 - NOMENCLATURA
D: permanente (dead load)
L: sobrecarga (live load)
UB
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.01
y
94.0
1 g ( )
Lr: sobrecarga en cubiertas (roof live load)
W: cargas de viento (wind loads)
E: efectos de sismo (earthquake effects)
T: temperatura, contracción, creep (cumulative effect of temperature, creep,
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 7
shrinkage, differential settlement, and shrinkage-compensating concrete)
S: cargas de nieve (snow)
F: cargas de líquidos (fluids)
H: cargas del suelo (loads due to lateral pressure of soil, water in soil)
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I
SOLICITACIONES
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
UB
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.01
y
94.0
1
MEDIANTE UN ANÁLISIS ESTRUCTURAL SE DETERMINAN
LAS REACCIONES DE VÍNCULO, LOS MOMENTOS
FLEXORES, LOS ESFUERZOS DE CORTE Y LOS
ESFUERZOS NORMALES EN CADA ELEMENTO
ESTRUCTURAL
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 8
ESTRUCTURAL
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I
EL CRITERIO DE DISEÑO DE ELEMENTOS DE HORMIGON ARMADO
LOS ESTADOS LIMITES
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
UB
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n74
.01
y
94.0
1 - LOS ESTADOS LIMITES -
UN ESTADO LIMITE ES UNA CONDICIÓN EN LA CUAL
UNA ESTRUCTURA O UN ELEMENTO ESTRUCTURAL YA
NO ES ACEPTABLE PARA EL USO QUE SE LE PRETENDE DAR.
SE DISTINGUEN:
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 9
- ESTADOS LÍMITES ÚLTIMOS
- ESTADOS LÍMITES DE SERVICIO
- ESTADOS LÍMITES ESPECIALES
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OR
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I
Que no colapse!! Que no se deforme, se fisure, vibre, o se
QUE SIGNIFICA QUE UNA ESTRUCTURA, O UN ELEMENTO ESTRUCTURAL SEA ACEPTABLE O ADECUADO?
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
UB
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n74
.01
y
94.0
1
Que sea estable!!, ,
incline de manera de quedar inutilizado
ESTADOS LIMITES ESTADOS LIMITES
REGLAMENTOS
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 10
ULTIMOSE.L.U.
DE SERVICIOE.L.S.
AL MENOR COSTO POSIBLE....
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OR
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I
COLAPSO (REAL O CONVENCIONAL) Deben tener una baja probabilidad de ocurrencia !!!
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
ESTADOS LIMITES ULTIMOS (ELU)
• ESTADO LÍMITE DE AGOTAMIENTO: COLAPSO DE UNA SECCIÓN PORESFUERZOS NORMALES POR FLEXIÓN POR CORTE POR TORSIÓN POR
UB
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n74
.01
y
94.0
1 ESFUERZOS NORMALES, POR FLEXIÓN, POR CORTE, POR TORSIÓN, PORPUNZONAMIENTO, POR ESFUERZOS RASANTES, o POR UNA COMBINACIÓN DEESTOS TIPOS DE SOLICITACIÓN.
• ESTADO LÍMITE DE EQUILIBRIO: PÉRDIDA DEL EQUILIBRIO DE UNAESTRUCTURA PORQUE NO PUEDEN DESARROLLARSE LAS REACCIONES DEVÍNCULO NECESARIAS, O PORQUE SE TRANSFORMA EN UN MECANISMO. Ej.LEVANTAMIENTO DE APOYOS; DESLIZAMIENTOS, EMPOTRAMIENTOS QUE NOPUEDEN MATERIALIZARSE.
ESTADO LÍMITE DE INESTABILIDAD (PANDEO)FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 11
• ESTADO LÍMITE DE INESTABILIDAD (PANDEO): LA INCIDENCIA DELAS DEFORMACIONES EN LAS SOLICITACIONES LLEVA A LA ESTRUCTURA A LAFALLA. Ej. COLUMNAS ESBELTAS
• ESTADO LÍMITE DE FATIGA: COLAPSO DEBIDO A DIVERSOS CICLOS DECARGA Y DESCARGA. Ej. RIELES DE FERROCARRIL.
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I
Se daña el uso funcional de la estructura, pero NO COLAPSA
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
ESTADOS LIMITES DE SERVICIO (ELS)
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.01
y
94.0
1
• ESTADO LÍMITE DE DEFORMACIONES
• ESTADO LÍMITE DE FISURACIÓN
• ESTADO LÍMITE DE VIBRACIÓN
• ESTADO LÍMITE DE FATIGA
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 12
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I
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
DAÑO O FALLA debido a ACCIONES EXTRAORDINARIAS
ESTADOS LIMITES ESPECIALESU
BA
–D
epto
. Co
nst
rucc
ion
74.0
1 y
94
.01
ACCIONES EXTRAORDINARIAS
• Explosiones en general• Explosiones atómicas• Impactos de vehículos• Incendios• Acciones terroristas• Volcanes en erupciónF
I
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 13
• Volcanes en erupción• Sismos extremos
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I
EN GENERAL, PRIMERO SE DIMENSIONA LA
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
UB
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.01
y
94.0
1 ARMADURA EN BASE A ESTADOS LIMITES
ULTIMOS, Y POSTERIORMENTE SE VERIFICAN
LOS ESTADOS LIMITES DE SERVICIO.
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 14
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I
DISEÑO EN BASE A ESTADOS LIMITES ULTIMOS
CAPACIDAD o
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
UB
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n74
.01
y
94.0
1
DEMANDA DE SOLICITACIONES
Q
RESISTENCIAS
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 15
Q
NECESITAMOS ESTABLECER UN MARGEN DE SEGURIDAD!!!!!!
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I
SEGURIDAD ESTRUCTURAL
Una estructura dada tiene margen de seguridad M si
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
DISEÑO EN BASE A ESTADOS LIMITES ULTIMOS
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y
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1
g g
M = S(resistencia) – Q(esfuerzos cargas) > 0
Es decir, si la resistencia de la estructura es mayor que los esfuerzos debidos a las cargas que actúan sobre ella.
Debido a que S y Q son variables aleatorias, el margen de
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 16
seguridad M = S – Q también es una variable aleatoria.
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I
ESTADOS LIMITES ULTIMOS
SEGURIDAD ESTRUCTURAL
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
UB
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.01
y
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1
Una estructura dada tiene margen de seguridad M si
M = S – Q > 0
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 17
REGLAMENTOS
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I
COEFICIENTES DE SEGURIDAD – DIN
>RESISTENCIA DEMANDA
RESISTENCIA SOLICITACIONES
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
UB
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.01
y
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1 RESISTENCIA ULTIMA
SS : Resistencia teórica
SOLICITACIONES MAYORADAS
n.QS: Solicitacionesn: Coeficiente de seguridad
global (n > 1)
≥
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 18
COEFICIENTE DE SEGURIDAD GLOBALnESTRUCTURA = S / Q ≥ nREGLAMENTO
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I
COEFICIENTES DE SEGURIDAD – ACI-CIRSOC 2005
RESISTENCIA DE Ñ
RESISTENCIA
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
>RESISTENCIA DEMANDA
UB
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.01
y
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1
DISEÑO Rd∅ Rt
Rt : Resistencia teórica : Factor de minoración
de la resistencia ( 1)
REQUERIDA UΣγi.Qi
Qi: Acciones nominalesi : Representa el tipo de
carga (permanente, variable, viento, etc.)
: Factor de mayoración
≥
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 19
: Factor de mayoraciónde cargas ( 1)
COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES
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I
COEFICIENTES DE SEGURIDAD – ACI-CIRSOC 2005
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
RESISTENCIA DE DISEÑO
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.01
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1
Rd= ∅ Rt
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 20
Figura 9.3.2. Ejemplo de variación de φ en función de εt y de la relación c/dtpara fy = 420 MPa y para acero de pretensado.
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I
COEFICIENTES DE SEGURIDAD – ACI-CIRSOC 2005
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
9.2.1. Las combinaciones que el Proyectista o Diseñador Estructural debe analizar, como mínimo, son:
• U = 1,4 (D+F) (9-1)
• U = 1,2 (D +F+T) + 1,6 (L+ H) + 0,5 (Lr ó S ó R) (9-2)
• U = 1,2 D + 1,6 (Lr ó S ó R) + (f1 L ó 0,8 W) (9-3)
UB
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94.0
1
• U = 1,2 D + 1,6 W + f1 L + 0,5 (Lr ó S ó R) (9-4)
• U = 1,2 D + 1,0 E + f1 (L + Lr) + f2 S (9-5)
• U = 0,9 D + 1,6 W + 1,6 H (9-6)
• U = 0,9 D + 1,0 E + 1,6 H (9-7)siendo:
f1 = 1,0 para lugares de concentración de público donde la sobrecarga sea mayor a 5,00 kN/m² y para playas de estacionamiento y garages.f1 0 5 t bF
I
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 21
DEMANDA
U=Σγi.Qi
f1 = 0,5 para otras sobrecargas.
f2 = 0,7 para configuraciones particulares de cubiertas (tales como las de dientes de sierra), que no permiten evacuar la nieve acumulada.f2 = 0,2 para otras configuraciones de cubierta.
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I
COEFICIENTES DE SEGURIDAD - EUROCODIGO
>RESISTENCIA DEMANDA
RESISTENCIA DE DISEÑO Rd
RESISTENCIA REQUERIDA U
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
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.01
y
94.0
1 DISEÑO RdRc/∅C; Rs/∅S
Rc; Rs : Resistencia teórica del hormigón y del acero respectivamente : Coeficiente de
minoración de la
REQUERIDA UΣγi.Qi
Qi: Acciones nominalesi : Representa el tipo de
carga (permanente, variable, viento, etc.)
: Factor de mayoración
≥
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 22
resistencia de los materiales (i> 1)
de cargas ( 1)
COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES
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I
ESTADOS LIMITES DE SERVICIODEFORMACIONES, FISURACION, VIBRACIONES, INCLINACION, ETC.
VALORES
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
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94.0
1 VALORES ADMISIBLES
Qadm
VALORES PREVISTOS
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 23
VERIFICACIONES “EN SERVICIO”!!!!!!O SEA, SIN MAYORAR LAS CARGAS
PREVISTOSQs
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I
V402 -15/50M40115/50
C135/25
C260/25 V403 -15/50
C10340/25 V405 -15/60M404 -15/60
C440/25
C545/25
C1355/30
C1465/35 C15
60/35
C10130/55
M406 -15/50 V407 -15/50
M40815/50 V409 -15/50 V410 -15/50
V411 -20/50
sc46
0
-1
5/5
0
V45
2 -
15/5
0
V45
4 -
15/5
0
V4
57
-1
5/5
0
-1
5/5
0
V47
2 -
15/5
0
V4
64
-1
5/5
0
V46
9 -
15/5
0
M4
672
0/5
0
ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES
UB
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.01
y
94.0
1
C2455/30
C2565/35
V415 -15/55
V421 -20/55
30/55
C2860/35
C10230/55
V412 -15/50TensT115/15
V45
9 -
15
/50
VE
s
V414 -15/50M413 -15/50
M41615/50
V417 -15/50
M41815/50 V419 -15/50 V420 -15/50
V4
51
-1
5/5
0
V45
5 -
15/5
0V
456
-1
5/5
0
V46
3
V47
1 -
15
/50
V4
62
-1
5/3
0
V4
66
-2
0/5
0M
465
20
/50
FI
EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 24
M42215/50
C4235/25
V423 -15/50 C4360/25
V424 -15/50 C4440/25
M425 -15/60 V426 -15/60C4540/25
C4645/25
V4
50
-1
5/5
0
V4
53
-1
5/5
0
V4
58
-1
5/5
0
V4
61
-1
5/5
0
V46
8 -
15/
50
V47
0 -
15
/50
PLANO PLANO DE DE ENCOFRADOENCOFRADO S/ S/ PLANTAPLANTA TIPOTIPO
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94.0
1
FIN –EL PROCESO DE DISEÑO ESTRUCTURAL y LOS ESTADOS LÍMITEF
I
GRACIAS POR SU ATENCION !!!
y LOS ESTADOS LÍMITE