DISEÑO DE OFICINAS EN CONCRETO ARMADO

SAVE OFFLINE

MEMORIA DESCRIPTIVA

DISEÑO DE OFICINAS EN CONCRETO ARMADO, TOMANDO COMO REFERENCIA

NORMATIVAS

ESTABLECIDAS

EN

LA

NORMA

VENEZOLANA DE PROYECTO Y CONSTRUCCIÓN DE OBRAS EN CONCRETO ESTRUCTURAL (COVENIN 1753:2006).

Se desea diseñar un mini empresa, en Concreto Armado tomando en cuenta las siguientes que se veran a continuacion dimensiones Para la realización de este proyecto se tomarán en cuenta las consideraciones establecidas en la Norma 1753:2006; destacando entre estas el diseño de la estructura de acuerdo a teorías de los niveles de diseño, los cuales han sido establecidos con la finalidad de tomar en cuenta la influencia de factores sísmicos o naturales sobre las estructuras. Entre los niveles de diseño a analizar para el diseño de la estructura , se evaluarán los Niveles de Diseño 1, 2 y 3. Cabe recordar que Venezuela, de acuerdo con la Norma Covenin 1756:2006, acerca de Edificaciones Antisísmicas; se encuentra dividida en 4 zonas de intensidad sísmica, que van desde 0 (Zona inactiva) a 4 (Zona de más intensa actividad sísmica), clasificando a su vez el tipo de edificaciones por grupos de acuerdo a tu importancia e influencia sobre las demás.

U.N.E.F.A 2012

Página 1

Estos grupos se clasifican de la siguiente manera: NIVELES DE DISEÑO GRUPO

ZONA SÍSMICA 1

ND2

A

ND3

2

3

4

ND2 ND3

ND3

ND3 ND1 ND2

B

ND2

ND2

ND3

ND3

ND3 ND3 ND3

Tabla 1. Clasificación por zonificación sísmica GRUPO A: Comprende hospitales, edificios gubernamentales, escuelas, universidades, bibliotecas, plantas de bombeo, centrales eléctricas y telefónicas, etc. GRUPO B: Viviendas, edificios residenciales, oficinas, hoteles, bancos, cines, teatros, depósitos, almacenes, etc.

U.N.E.F.A 2012

Página 2

CRITERIOS

DE

DISEÑO

A

TOMAR

EN

CUENTA

PARA

LA

REALIZACIÓN DE CÁLCULOS. Se tomaran como medio de evaluación, el diseño de vigas de carga y amarre a través de los niveles de diseño ND1, ND2 y ND3, clasificando el proyecto en el grupo B de la tabla 1 anteriormente mencionada. El diseño contará con una planta baja y una planta alta, la losa a utilizar en la planta de entrepiso será una losa nervada en una dirección con un espesor de 30cm, y para el techo de la estructura se diseñará una losa maciza de espesor 20 cm, con la finalidad de variar los criterios de construcción. o PARA LOSAS: Las losas de techo y entrepiso se tomarán de la siguiente forma:  Losa de entrepiso: será una losa nervada en una dirección, con un espesor de 30cm, compuesta de bloques de arcilla; esta losa trabajará con un concreto de f’c= 210Kgf/cm2 y el acero que posea en su armado será de Fy=4200Kgf/cm2.  Losa de techo: será una losa nervada en una dirección, con un espesor de 30cm, compuesta de bloques de arcilla; esta losa trabajará con un concreto de f’c= 210Kgf/cm2 y el acero que posea en su armado será de Fy=4200Kgf/cm2.  o PARA VIGAS Las vigas tanto de carga como de amarre, estarán diseñadas con un concreto de f’c= 250Kgf/cm2 y el acero que posea en su armado será de Fy=4200Kgf/cm2.

U.N.E.F.A 2012

Página 3

o PARA ESCALERAS El diseño de las escaleras, estará compuesto también de f’c= 210Kgf/cm2 y el acero que posea en su armado será de Fy=4200Kgf/cm2 o PARA COLUMNAS El diseño de las columnas será únicamente determinado por ND3, tomando también como referencia un f’c= 250Kgf/cm2 para el concreto y para el acero que posea en su armado será de Fy=4200Kgf/cm2 ECUACIÓNES

A

EMPLEAR

EN

LOS

CALCULOS

ESTRUCTURALES  PARA LOSAS, VIGAS, ESCALERAS Y COLUMNAS 1. Para determinar acero longitudinal (Superior e Inferior)

2. Para determinar altura útil del miembro

3. Determinación de cuantía mecánica √ 4. Determinación de cuantía geométrica

5. Condiciones de Acero longitudinal

U.N.E.F.A 2012

Página 4

6. Diseño a Corte √ 7. Mayoración del corte (Se toma para losas nervadas)

8. Corte último en el elemento

9. Condiciones del cortante

10. Longitud de macizado

11. Área de Acero Requerido

12. Área de Acero mínimo

13. Acero de repartición para losas macizas

14. Número de Cabillas

U.N.E.F.A 2012

Página 5

 ESTRIBOS PARA VIGAS

1. Estribos por nivel de diseño ND1  1er. Caso no es evaluable para el ND1  2do. Caso:

 Separación requerida √ Siendo:

Bw: base de la viga Fy: fluencia del acero F’c: resistencia del concreto a compresión  Separación Máxima:

 3er. Caso:

 Separación requerida:

Con:

U.N.E.F.A 2012

Página 6

Siendo Av, el área analizada en el 2do Caso.  Separación Máxima: √

Si

Si

√

 Separación s’

 Longitud de confinamiento:

2. Estribos por nivel de diseño ND2 y ND3 En las zonas confinadas, los estribos deben ser cerrados y su separación s’ no debe exceder el menor de los valores siguientes: a) b) 8 veces el diámetro de la barra longitudinal de menor diámetro. c) 24 veces el diámetro del estribo. d) 30cm. En zonas no confinadas, y a menos de que el diseño por corte resulte más exigente. Se colocará acero de refuerzo transversal mínimo con una separación no mayor que 0.5d.

U.N.E.F.A 2012

Página 7

Para la longitud de confinamiento por otro lado se tomará la siguiente tabla:

H (

)

Tabla 2. Longitud de confinamiento para ND2 y ND3.

 PARA ESCALERAS

1. Cálculo de huella:

La huella se toma entre (28-30)cm 2. Calculo de contrahuella:

La contrahuella se toma entre (17-19) cm  PARA VIGAS

U.N.E.F.A 2012

Página 8

1) PARA VIGAS POR NIVEL DE DISEÑO ND1 Para el predimensionado de vigas con ND1, se tomarán en cuenta las siguientes consideraciones: -

Se tomarán en cuenta los siguientes criterios:

30: Edificios Convencionales B

40: Edif. Grandes Cargas 50: Edificios Especiales

10: Cargas Altas X

12: Medianamente Altas 16: Medianamente bajas 20: Bajas

Tabla 3. Criterios de diseño ND1 -

Se determinarán los anchos tributarios más y menos desfavorables, en los planos del proyecto, para la determinación de las dimensiones de las vigas.

a) Momento de Empotramiento:

b) Para vigas de gran altura: √

Siendo H= d+r, posteriormente. c) Para vigas lisas:

U.N.E.F.A 2012

Página 9

2) PARA VIGAS POR NIVELES DE DISEÑO ND2 Y ND3 Ésta forma se emplea con la finalidad de diseñar edificios con una estructura antisísmica, estos criterios se encuentran señalados en la norma Covenin 1756:2006 de Edificaciones Antisísmicas. Deben cumplir con los siguientes criterios: a) Ln= 4xH, si esta no cumple, la viga será tratada como una viga de gran altura b) c) La altura de la viga debe ser mayor a 15 veces el diámetro de la barra longitudinal donde se apoya. d) El ancho b de la viga debe ser mayor o igual a 25cm. e) El ancho de la viga no debe exceder el lado de la columna donde se apoya.

-

Inercia en Columnas: ∑

∑ -

Inercia de Vigas: ∑

-

∑

1era. Forma de Cálculo: ( ∑

∑

)

Donde: D= 6, ED=

U.N.E.F.A 2012

√

, Vi= 15000 y

es la altura de la columna.

Página 10

-

2da Forma de Cálculo:

Se despeja ∑

, asumiendo que Ni= 0.018; el despeje dependerá de la altura

de la columna que se esté utilizando. Luego se emplea, la siguiente ecuación para determinar las nuevas dimensiones de la viga:

√

∑

Siendo H, la altura de la viga y el b empleado la base de la misma.  PARA COLUMNAS 1. Prediseño de columnas En los prediseños de columnas se determinan los anchos tributarios que posee cada una de ellas. a) Área de las columnas:

Siendo: P: Carga : Coeficiente de reducción

At: Ancho tributario (Columna) f’c:

Resistencia

de

concreto

a

compresión

U.N.E.F.A 2012

Página 11

Donde

depende de: Columnas Centrales

0.22-0.24

Borde

0.20-0.22

Esquinera

0.18-0.20

Tabla 4. Coeficiente de reducción Para el diseño de columnas rectangulares, las cuales se utilizarán como diseño del Townhouse, deben cumplir con ciertos requisitos 1. Acero Longitudinal

-

En miembros comprimidos diseñados por ND1

-

En miembros comprimidos diseñados por ND2 y ND3

La separación de las barras debe estar entre:

2. Acero Transversal (Ligaduras) Las ligaduras deben continuar dentro del nodo, los ganchos que componen a ésta se doblarán a 135° y deberán tener una longitud de 6db o 7.5cm como mínimo, en todo caso la que sea mayor. a) Separación S para nivel de diseño ND3 -

6db, barra longitudinal de menor diámetro

-

15cm

b) Separación s’=sx para nivel de diseño ND3

U.N.E.F.A 2012

Página 12

-

¼ de la menor dimensión del miembro

-

10cm

c) Longitud de confinamiento para ND3 -

La mayor dimensión de la sección transversal de la columna

-

1/6 de la altura libre del miembro

-

45cm

d) Longitud de solape a tracción:

√

3. Diseño de Columnas a Flexo compresión simple.

-

Acero requerido:

U.N.E.F.A 2012

Página 13

Siendo: H: la dimension mayor de la columna. R: recubrimiento (Por Norma este puede variar de 4 a 5cm, dependiendo de la barra a utilizar.) B: Otra dimensión de la columna P: La carga puntual. M: Momento actuante en la columna F’c: Resistencia del concreto a compresión. Fy: fluencia del acero. W: factor tomado de la fig5.7 Libro Diseño estructural en Concreto Armado, María Fratelli.

U.N.E.F.A 2012

Página 14

20 m

4m

18 m

U.N.E.F.A 2012 9,5 m

Página 15 8,5 m

4,5 m

4m

4,5 m

5 m

4 m

5m

LEYENDA:

5 m

VIGAS DE AMARRE VIGAS DE CARGA

5 m

5 m

DIRECCIÓN DE LOS NERVIOS

U.N.E.F.A 2012

Página 16

DISEÑO DE LOSA ENTREPISO

ALTURA MINIMA O ESPESOR

(ver tabla N° 1)

L = Luz más desfavorable de las vigas de carga.

ANALISIS DE CARGA

(ver tabla N°)

Carga Permanente (CP) -

360Kg/m2 100Kg/m2 100Kg/m2 230Kg/m2

Peso propio de la losa espesor: 30cm. Base para pavimentos espesor: 5cm. Piso de granito. Bloques de arcilla espesor: 15cm frisado por ambas caras CP =

790Kg/m2

Carga Variable (CV) CV = Oficinas: 250 Kg/m2 1,4×CP +1,7 ×CV (

U.N.E.F.A 2012

)

(

)

Página 17

DIAGRAMA 765,50 Kg/m

5m

1519,15

4,5m

4m

4,5m

1969,54

1360,26

2065,43

- 2308,25

- 1475,21

- 1701,74

- 1973,02 2308,25} 19

- 860,79

- 1543,76

+ V

+ -

M

- 1379,32

+

1507,38 U.N.E.F.A 2012

560,67

347,77

1242,66 Página 18

DISEÑO DEL NERVIO ALTURA ÚTIL (ver tabla N°)

h: espesor propio de la losa 30cm. d

h

r: recubrimiento 2,5cm. b: base 10cm.

r

d: altura útil b d=h–r

↔ d = 30cm – 2, 5 cm

↔

d = 27,5cm

ACERO LONGITUDINAL INFERIOR -

Para M + = 1507,38 Kg.m

U.N.E.F.A 2012

Página 19

Cuantia mecánica (ver especificación o tabla N°) √

(

(

)

√

)

Cuantia geométrica

-

Condición: ρ min: ρ mínimo ρ cal: ρ cálculo ρ máx: ρ máximo

0,0033 ≤ 0,006 ≤ 0,025

→ SI CUMPLE

“Si cumple la condición por lo tanto se toma ρ cal = 0,006”

Acero requerido

U.N.E.F.A 2012

Página 20

-

Posibles soluciones: ⁄

⁄

Acero mínimo

-

Condición:

ACERO LONGITUDINAL SUPERIOR -

Para M - = 1973,02 Kg.m

U.N.E.F.A 2012

Página 21

Cuantia mecánica (ver especificación o tabla N°) √

(

(

)

√

)

Cuantia geométrica

-

Condición: ρ min: ρ mínimo ρ cal: ρ cálculo ρ máx: ρ máximo

0,0033 ≤ 0,008 ≤ 0,025

→ SI CUMPLE

“Si cumple la condición por lo tanto se toma ρ cal = 0,008”

Acero requerido

U.N.E.F.A 2012

Página 22

-

Posibles soluciones: ⁄

⁄

Acero mínimo

-

Condición:

CHEQUEO A CORTE √ √

U.N.E.F.A 2012

⁄

Página 23

-

Condiciones:

Vact Kg a) 1519,15

<

Vu Kg 1974,83

b) 2308,25

>

1974,83

c) 1969,54

<

1974,83

d) 1475,21

<

1974,83

e) 1360,26

<

1974,83

f) 1701,74

<

1974,83

g) 2065,43

>

1974,83

h) 1379,32

<

1974,83

Macizado No requiere macizado según la norma 0,10m ó 10cm SI REQUIERE MACIZADO No requiere macizado según la norma 0,10m ó 10cm No requiere macizado según la norma 0,10m ó 10cm No requiere macizado según la norma 0,10m ó 10cm No requiere macizado según la norma 0,10m ó 10cm SI REQUIERE MACIZADO No requiere macizado según la norma 0,10m ó 10cm

Longitud de macizado

Longitud de macizado para Vact (b) ⁄

Longitud de macizado para Vact (g) ⁄

U.N.E.F.A 2012

Página 24

4m

4 m 5 m

0,10 m

0,12 m

4,5 m

0,10 m

0,10 m

0,10 m

0,10 m

4,5 m

0,44 m LEYENDA: VIGAS DE AMARRE

5 m

VIGAS DE CARGA DIRECCIÓN DE LOS NERVIOS

5 m

MACIZADO

5 m

0,10 m

5m

U.N.E.F.A 2012

Página 25

DISEÑO DE LA LOSA DE TECHO

ALTURA MINIMA O ESPESOR

(ver tabla N° 1)

L = Luz más desfavorable de las vigas de carga.

ANALISIS DE CARGA

(ver tabla N°)

Carga Permanente (CP) -

360Kg/m2 60Kg/m2 60Kg/m2

Peso propio de la losa espesor: 30cm. Relleno para pendiente. Impermeabilización de asfalto y fieltro. CP =

480Kg/m2

Carga Variable (CV) CV = Azotea: 100 Kg/m2 1,4×CP +1,7 ×CV (

U.N.E.F.A 2012

)

(

)

Página 26

DIAGRAMA 421 Kg/m

5m

835,48

4,5m

4m

748,1

1083,18

4,5m

1135,92

+ V

+ -

- 811,32

- 1269,52

- 473,41

- 1085,1 2308,25} 19 M

- 935,9

- 758,58

- 849,02

+

829,01 U.N.E.F.A 2012

308,35

191,26

683,42 Página 27

DISEÑO DEL NERVIO ALTURA ÚTIL (ver tabla N°)

h: espesor propio de la losa 30cm. d

h

r: recubrimiento 2,5cm. b: base 10cm.

r

d: altura útil b d=h–r

↔ d = 30cm – 2, 5 cm

↔

d = 27,5cm

ACERO LONGITUDINAL INFERIOR -

Para M + = 829,01 Kg.m

U.N.E.F.A 2012

Página 28

Cuantia mecánica (ver especificación o tabla N°) √

(

(

)

√

)

Cuantia geométrica

-

Condición: ρ min: ρ mínimo ρ cal: ρ cálculo ρ máx: ρ máximo

0,0033 ≤ 0,0030 ≤ 0,025

→ NO CUMPLE

“Como no cumple la condición y “ρ cal < ρ min” se toma ρ min = 0,0033”

Acero requerido

U.N.E.F.A 2012

Página 29

-

Posibles soluciones: ⁄

⁄

Acero mínimo

-

Condición:

-

Posibles soluciones: (Amin) ⁄

⁄

ACERO LONGITUDINAL SUPERIOR -

Para M - = 1085,1 Kg.m

U.N.E.F.A 2012

Página 30

Cuantia mecánica (ver especificación o tabla N°) √

(

(

)

√

)

Cuantia geométrica

-

Condición: ρ min: ρ mínimo ρ cal: ρ cálculo ρ máx: ρ máximo

0,0033 ≤ 0,004 ≤ 0,025

→ SI CUMPLE

“Si cumple la condición por lo tanto se toma ρ cal = 0,004”

U.N.E.F.A 2012

Página 31

Acero requerido

-

Posibles soluciones: ⁄

⁄

Acero mínimo

-

Condición:

CHEQUEO A CORTE √ √

U.N.E.F.A 2012

⁄

Página 32

-

Condiciones:

Vact Kg

Vu Kg

a) 835,48

<

1974,83

b) 1269,52

<

1974,83

c) 1083,18

<

1974,83

d) 811,32

<

1974,83

e) 748,1

<

1974,83

f) 935,9

<

1974,83

g) 1135,92

<

h) 758,58

<

U.N.E.F.A 2012

Macizado

No requiere macizado según la norma 0,10m ó 10cm

1974,83 1974,83

Página 33

4 m 5 m

0,10 m

0,10 m

4,5 m

0,10 m

0,10 m

4m

0,10 m

0,10 m

4,5 m

0,10 m LEYENDA:

5 m

VIGAS DE AMARRE VIGAS DE CARGA DIRECCIÓN DE LOS NERVIOS

5 m

MACIZADO

5 m

0,10 m

5m

U.N.E.F.A 2012

Página 34

DISEÑO DE ESCALERAS

VISTAS DE PLANTA ESCALERAS EXTERNAS Escalera para Clientes

2,1m

Escalera para Personal 1,5m

1,5m

1,5m

+ 2,80m

1,5m

1,5m

1,5m

2,1m

ESCALERA INTERNA Escalera para personal 1,5m

+ 2,80m

± 0,00m

± 0,00m

1,40m

1,40 m

1,5m

1,5m

1,40m

U.N.E.F.A 2012

+ 2,80m

± 0,00m

2,1m

Página 35

VISTAS DE PERFIL

0,15m 1,40m

0,15m

2,1m

1,5m

3,6m

1,5m

2,1m

3,6m

LEYENDA HUELLAS CONTRAHUELLAS LOSA LOSA DE DESCANSO

CRITERIOS -

HUELLA ( 28 - 30)cm CONTRAHUELLA (17 - 19)cm

LONGITUD DEL TRAMO: 2,1m ALTURA: 1,4m

U.N.E.F.A 2012

Página 36

CÁLCULO DE LA HUELLA

2,1m

1,5m

CÁLCULO DE LA CONTRAHUELLA

1,4m

U.N.E.F.A 2012

Página 37

ANALISIS DE CARGA

(ver tabla N°)

Carga Permanente (CP) -

Peso propio de la losa espesor

= espesor * peso del concreto = 0,15m * 2500Kg/m3 = 375 Kg/m2

-

(

Peso propio de la escalera

(

)

)

⁄

= 218,75 Kg/m2 -

= 10 Kg/m2 = 100 Kg/m2 = 100 Kg/m2

Barandas Sobrepiso Piso

CP = 803,75 Kg/m2

Carga Variable (CV) CV = 300 Kg/m2 espesor = 15 cm 1,4×CP +1,7 ×CV (

U.N.E.F.A 2012

)

(

)

Página 38

2530,09

1, 40 m

779, 92

1597,10

-

1177,38

-

1962,30

1177,38

2,1m 0

1,5m 0

ACERO LONGITUDINAL INFERIOR -

Para M + = 779,92 Kg.m

Cuantia mecánica (ver especificación o tabla N°) √

(

(

U.N.E.F.A 2012

)

√

)

Página 39

Cuantia geométrica

-

Condición: ρ min: ρ mínimo ρ cal: ρ cálculo ρ máx: ρ máximo

0,0033 ≤ 0,006 ≤ 0,025

→ NO CUMPLE

“Como no cumple la condición y “ρ cal < ρ min” se toma ρ min = 0,0033”

Acero requerido

-

Posibles soluciones: ⁄

⁄

Acero repartición

U.N.E.F.A 2012

Página 40

-

Posibles soluciones: ⁄

⁄

ACERO LONGITUDINAL SUPERIOR -

Para M - = 1177,38 Kg.m

Cuantia mecánica (ver especificación o tabla N°) √

(

(

U.N.E.F.A 2012

)

√

)

Página 41

Cuantia geométrica

-

Condición: ρ min: ρ mínimo ρ cal: ρ cálculo ρ máx: ρ máximo

0,0033 ≤ 0,008 ≤ 0,025

→ SI CUMPLE

“Como no cumple la condición y “ρ cal < ρ min” se toma ρ min = 0,0033”

Acero requerido

-

Posibles soluciones: ⁄

⁄

Acero repartición

U.N.E.F.A 2012

Página 42

-

Posibles soluciones: ⁄

⁄

CHEQUEO A CORTE √ √

-

⁄

Condiciones:

U.N.E.F.A 2012

Página 43

ACERO DE REPARTICION 4ø 3/8”

ACERO LONGITUDINAL SUPERIOR 4ø ½”

r

r

29,97cm

29,97cm

ACERO LONGITUDINAL INFERIOR 4ø ½”

r

longitud de la losa = 100cm ≈ 1m

r= recubrimiento ; [

(

[

U.N.E.F.A 2012

29,97cm

)]

]

Página 44

A 2

3

4

5

B

1

LEYENDA:

C

VIGAS DE AMARRE VIGAS DE CARGA DIRECCIÓN DE LOS NERVIOS VIGAS DE CARGA

E

D

A,B,C,D,E,F VIGAS DE AMARRE

U.N.E.F.A 2012

Página 45

F

1,2,4,5

PREDISEÑO DE COLUMNAS

421 Kg/m2

765,50 Kg/m2

AREA DE LA COLUMNA

COEFICIENTE DE REDUCCION COLUMNAS Esquineras Borde Centrales

α 0,18 – 0,20 0,20 – 0,22 0,2 – 0,24

Ac = área de la columna Q = Q de la losa + Q de techo Q = 765,50Kg/m2 + 421Kg/m2 Q = 1186,50 Kg/m2

U.N.E.F.A 2012

Página 46

AREAS TRIBUTARIAS DE CADA COLUMNA

COLUMNAS DE BORDE

COLUMNASESQUINERAS

A= 10

1= 5

COLUMNAS CENTRALES a= 19,125

B= 10

2= 5

e= 21,25

C= 10

3= 19,125

i= 21,25

D= 11,25

4= 5

o= 21,25

E= 11,25

5= 5,625

F= 11,25

6= 4,50

G= 10,125 H= 8,5 I= 8,5 J= 8,5 K= 9,5 L= 10,625

U.N.E.F.A 2012

Página 47

Área de Columna de Borde

⁄ ⁄ √

Área de Columna de Borde

⁄ ⁄ √

U.N.E.F.A 2012

Página 48

Área de Columna de Borde

⁄ ⁄ √

U.N.E.F.A 2012

Página 49

PREDIMENSIONADO DE VIGA DE CARGA DE ENTREPISO

Ancho tributario de las vigas de carga V1=2,5m V2=4,75m V3=4,25m V4=2,25m Predimensionado de viga de entrepiso

√

U.N.E.F.A 2012

Página 50

Altura de la Viga

400cm

45cm

Altura

Profundidad

Base

U.N.E.F.A 2012

30cm

Página 51

PREDIMENSIONADO DE VIGA DE CARGA DEL TECHO

Ancho tributario de las vigas de carga V1=2,5m V2=4,75m V3=4,25m V4=2,25m Predimensionado de viga de entrepiso

√

U.N.E.F.A 2012

Página 52

Altura de la Viga

400cm

35cm

Altura

Profundidad

Base

U.N.E.F.A 2012

30cm

Página 53

PREDIMENSIONADO DE VIGA DE AMARRE DE ENTREPISO

Ancho tributario de las vigas de amarre VA=2m VB=4,5m VC=5m VD=5m VD=5m VD=2,5m

Predimensionado de viga de entrepiso

U.N.E.F.A 2012

Página 54

√

Altura de la Viga

850cm

40cm

Altura

Profundidad

Base

U.N.E.F.A 2012

30cm

Página 55

PREDIMENSIONADO DE VIGA DE AMARRE DE ENTREPISO

Ancho tributario de las vigas de amarre VA=2m VB=4,5m VC=5m VD=5m VD=5m VD=2,5m

Predimensionado de viga de entrepiso

U.N.E.F.A 2012

Página 56

√

Altura de la Viga

850cm

30cm

Altura

Profundidad

Base

U.N.E.F.A 2012

30cm

Página 57

PREDISEÑO DE VIGAS DE CARGA Cálculo de la Viga de Carga Columnas de Borde

= 25cm×25cm

Columnas Esquineras

= 25cm×25cm

Columnas Centrales

= 25cm×25cm

Criterios:

Base

Altura

30

edificios convencionales

40

edificios de grandes cargas

50

edificios especiales

10

cargas altas

12

medianamente alta

16

medianamente baja

20

baja

Prediseño de Viga numero 2 V2 = 30cm × 45cm FORMA 1 ∑

U.N.E.F.A 2012

(

)

Página 58

Nota: ; como la base de la viga no puede exceder la base de mi columna se asume la base de la viga 30cm debido a que según los criterios la base de mi viga es de 30cm por ser un edificio convencional. ∑

(

)

( ∑

∑

)

CRITERIOS: √

√

(

)

Nota: se pueden cambiar tanto las dimensiones de viga la como la de la columna como la base de la viga no puede exceder la base de mi columna se asume la base de la viga 40cm. ∑

(

)

∑

(

)

( ∑

U.N.E.F.A 2012

∑

)

Página 59

CRITERIOS: √

√

(

)

Requerimientos para vigas ND2 y ND3  Condiciones Geométricas. - L luz libre, debe ser por lo menos 4 veces su altura: Luz libre de la izquierda: 5m > 4*h 5m > 4* 0,75m 5m > 3m

Luz libre de la izquierda: 4,5m > 4*h 4,5m > 4* 0,75m 4,5m > 3m

- La relación b/h ≥ 0,3 b/h ≥ 0,3 40/75 ≥ 0,3 0,53 ≥ 0,3 -

El ancho mínimo de la base de la viga es 25cm:

Base de la viga = 40cm

-

El ancho base de la viga no debe exceder el lado de la columna donde apoya:

Base de la viga = 40cm Base de la columna = 40cm

U.N.E.F.A 2012

Página 60

ACERO LONGITUDINAL DE LAS VIGAS ENTREPISO

ALTURA ÚTIL (ver tabla N°)

h: altura propia de la viga 75cm. d

h

r: recubrimiento 4cm. b: base 40cm.

r

d: altura útil b d=h–r

↔ d = 75cm – 71 cm

↔

d = 71cm

ACERO LONGITUDINAL INFERIOR -

Para M + = 8414,27 Kg.m

U.N.E.F.A 2012

Página 61

Cuantia mecánica (ver especificación o tabla N°) √

(

(

)

√

)

Cuantia geométrica

-

Condición: ρ min: ρ mínimo ρ cal: ρ cálculo ρ máx: ρ máximo

0,0033 ≤ 0,006 ≤ 0,025

→ NO CUMPLE

“Como no cumple la condición y “ρ cal < ρ min” se toma ρ min = 0,0033” Acero requerido

U.N.E.F.A 2012

Página 62

-

Posibles soluciones: ⁄

⁄

Acero mínimo

-

Condición:

-

Posibles soluciones Am: ⁄

⁄

ACERO LONGITUDINAL SUPERIOR -

Para M - = 15748,87 Kg.m

U.N.E.F.A 2012

Página 63

Cuantia mecánica (ver especificación o tabla N°) √

(

(

)

√

)

Cuantia geométrica

-

Condición: ρ min: ρ mínimo ρ cal: ρ cálculo ρ máx: ρ máximo

0,0033 ≤ 0,008 ≤ 0,025

→ NO CUMPLE

“Como no cumple la condición y “ρ cal < ρ min” se toma ρ min = 0,0033” Acero requerido

U.N.E.F.A 2012

Página 64

-

Posibles soluciones: ⁄

⁄

Acero mínimo

-

Condición:

-

Posibles soluciones Am: ⁄

⁄

DISEÑO DE RESFUERZO TRANSVERSAL PARA EL TECHO Acero del estribo: - De 3/8” para barras longitudinales hasta ¼”

SEPARACION DE ESTRIBOS EN ZONAS CONFINADAS En las zonas confinadas los estribos deben ser cerrados y su separación S, noo debe exceder el menor de los valores siguientes: -

U.N.E.F.A 2012

Página 65

-

8 veces el diámetro de la barra longitudinal de menor diámetro.

-

24 veces el diámetro del estribo

-

30cm

Se toma como s’ la distancia menor, es decir 12.72cm y se lleva a 10cm Entonces si s’=10cm, S= 20cm

 Luz de confinamiento.

Entonces de la tabla 2. Longitud de confinamiento para ND2 y ND3 se toma

(

)

 Cantidad de estribos: -

Zona no confinada:

-

Zona confinada:

U.N.E.F.A 2012

Página 66

LONGITUD DE CONFINAMIENTO

H ( (

) )

Lcf = 1,08

U.N.E.F.A 2012

Página 67

DIMENSIONADO DE COLUMNAS

El diseño de las columnas se realizo por El Método del Portal.

4210 Kg/m

5.6m 8881,45 Kg/m

18m 5m

4,5m

4,5m

4m

Para la planta alta, se tomó la carga mayorada de techo (Q) por el ancho tributario de la viga de carga (techo), es decir; (

)

Para la planta baja, se tomó la carga mayorada de entrepiso (Q) más el 15% de la carga mayorada de la escalera por el ancho tributario de la viga de carga (entrepiso), es decir;

(

U.N.E.F.A 2012

(

))

Página 68

Se puntualiza la carga en cada uno de los nodos para determinar las cargas y los momentos a necesitar para el diseño de las columnas.

21050kg

5,60 m

44407,25kg

18945kg

39966,53kg

16840kg

18945kg

35525,80kg

39966,53kg

18m 5m

4,5m

4m

4,5m

 Planta alta:

∑ Siendo: Mi: momento en el nodo. Fi: la fuerza actuante. Ai: Ancho tributario del tramo

U.N.E.F.A 2012

Página 69

H: la altura del entrepiso o techo.

 Planta baja:

Valores a utilizar para determinación de acero para columnas: -

Planta Alta:

-

Planta Baja:

A. DISEÑO DE COLUMNAS POR FLEXOCOMPRESIÓN SIMPLE PARA ND1 Se toma la carga y el momento más desfavorable. P= 21050Kg M= 8186.11Kg.m F’c= 250Kg/cm

2

Fy= 4200Kg/cm

2

R= 4cm Dimensiones: 40cmx35cm

U.N.E.F.A 2012

Página 70

De la figura 5.7 del Libro Diseño Estructural en Concreto Armado, se toma el valor de interceptando el valor de y en la tabla señalada para G= 0.8. Entonces:

Se determina:

Se determina el acero requerido para la columna:

Posibles soluciones: 11 5/8” 8 3/4” 6 7/8”

Se toma para la separación y longitud de confinamiento un ejemplo con 7/8”

-

Separación S

-

16x(2,2cm) = 35,2cm

-

48x(0.95cm)= 45.6cm

-

35cm

Se toman 35cm de Separación S.

U.N.E.F.A 2012

Página 71

-

-

Separación So

Longitud de confinamiento:

-

280/6 = 46.67cm

-

45cm

-

50cm

Se toman 50 cm de longitud de confinamiento.

DISEÑO DE COLUMNAS POR FLEXOCOMPRESIÓN SIMPLE PARA ND2 Y ND3. Se toma la carga y el momento más desfavorable. P= 44407,25Kg M= 17269,49Kg.m F’c= 250Kg/cm

2

Fy= 4200Kg/cm

2

R= 4cm Dimensiones: 40cmx35cm

de

De la figura 5.7 del Libro Diseño Estructural en Concreto Armado, se toma el valor interceptando el valor de y en la tabla señalada para G= 0.8.

U.N.E.F.A 2012

Página 72

Entonces:

Se determina:

Se determina el acero requerido para la columna:

Posibles soluciones: 12 3/4” 9 7/8” 7 1”

Se toma para la separación y longitud de confinamiento un ejemplo con

1” y evaluando

únicamente por nivel de diseño ND3.

-

-

6x(2,54cm) = 15,4cm

-

15cm

Separación S

Se toman 15cm de Separación S.

-

-

35cm/4= 8.75cm

-

10cm

Separación So

Se toman 5cm de separación So.

U.N.E.F.A 2012

Página 73

-

Longitud de confinamiento:

-

40cm

-

280cm/6= 46.67cm

-

45cm

Se toman 45 cm de longitud de confinamiento.

U.N.E.F.A 2012

Página 74

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

 FONDONORMA, 2006. Proyecto y Construcción de Obras en Concreto Estructural. Norma Venezolana 1753:2006, Caracas, 316 págs.

U.N.E.F.A 2012

Página 75