PREDIMENSIONAMIENTO.ppt

INGENIERIA DE CIMENTACIONES

Determinar las cargas que se transmiten de una estructura al suelo.

Distinguir los distintos elementos estructurales a fin de identificar

una columna ms esforzada y una columna menos esforzada.

Predimensionar los diferentes elementos estructurales existentes

en la edificacin.

Realizar el Metrado de cargas, para las columnas elegidas y

determinar la carga que ser transmitido al suelo a travs de la

cimentacin.

La estructura es y ha sido siempre un componente esencial de una edificacin, toda edificacin y cada una de sus partes debern tener la resistencia, la rigidez y la estabilidad necesarias para comportarse satisfactoriamente y con seguridad para los estados lmites que puedan presentarse durante su vida til.

Para desarrollar el presente trabajo se ha tomado plano de ARQUITECTURA de una edificacin de 04 Niveles con un Semistano que tiene como usos: Semistano (rea de Estacionamiento), Primer Nivel (Baos sauna, Cafetn, Fuente de soda), Segundo y Tercer Nivel (Hostal), Cuarto nivel (Vivienda Unifamiliar) y Azotea.

El planteamiento estructural tiene las siguientes caractersticas:

Las losas sern aligeradas en todos los niveles, a excepcin de algunos paos donde se proyecta losas macizas debido a la magnitud de las cargas.

Se ha considerado un sistema aporticado con vigas y columnas, y para contrarrestar los efectos producidos por las cargas ssmicas, se proyecta placas.

En este caso para realizar el metrados de Cargas se ha tomado 2 columnas una Columna Central ms esforzada ubicado entre los ejes 4-4 B-B y una columna perimetral menos esforzada ubicado entre los ejes 6-6 A-A.

CRITERIOS DE PREDIMENSIONAMIENTO

LOSA ALIGERADA.- Las losas no aportan rigidez lateral a la estructura. Su funcin ante cargas laterales es de diafragma rgido evitando que se presenten deformaciones diferenciales en los distintos puntos de un mismo nivel ocasionadas por el cortante ssmico directo.

h = Peralte de la Losa Aligerada

L = Longitud entre apoyos de la Losa

LOSA MACISA .- Como su nombre lo indica es una Losa maciza de un espesor h ntegramente de concreto.

h = Peralte de la Losa Maciza

Pr= Permetro de Losa Maciza

h= 12 o 13cm para Luces menores o iguales a 4.00 m

h=15cm para Luces menores o iguales a 5.50 m

h=20cm para Luces menores o iguales a 6.50 m

h=25cm para Luces menores o iguales a 7.50 m

VIGAS PRINCIPALES.- El predimensionamiento de las vigas consiste en determinar las dimensiones necesarias para que el elemento sea capaz de resistir los esfuerzos de flexin y corte.

h = Peralte de la Viga

L= Longitud entre Apoyos

= Coeficiente funcin de la S/C

b = Ancho de la Viga

VIGAS SECUNDARIAS.- Elementos que sirven de ariostre a los prticos principales, deben ser capaz de resistir su peso propio y los esfuerzos debido a las fuerzas ssmicas.

h = Peralte de la Viga

L= Longitud entre Apoyos

b = Ancho de la Viga

COLUMNAS.- Elementos generalmente verticales que reciben las cargas de las Losas y de las vigas con el fin de transmitir hacia la cimentacin permite que una edificacin tenga varios niveles, trabajan a flexin y a compresin.

Edificaciones con Muros de Corte en ambos sentidos

Ag= rea de la seccin de la Columna en cm2

P= Carga de servicio que acta sobre la columna en Kg.

fc = Resistencia a la compresin del concreto a los 28 das

Columna Central

Columna Esquina

MUROS ESTRUCTURALES O PLACAS.- Son paredes de concreto armado que dada su mayor dimensin en una direccin, muy superior a su ancho, proporcionan gran rigidez lateral y resistencia en esa direccin , por lo tanto su principal funcin en una edificacin es de absorber la mayor parte de los cortantes de sismo.

Para el caso de placas se tiene las siguientes recomendaciones:

t = 10 cm. (min)

t = 15 cm. (generalmente usados caso de edificios de pocos pisos)

t = 20, 25, 30 cm. (conforme aumenta el nmero de pisos)

MUROS ESTRUCTURALES O PLACAS.- Son paredes de concreto armado que dada su mayor dimensin en una direccin, muy superior a su ancho, proporcionan gran rigidez lateral y resistencia en esa direccin , por lo tanto su principal funcin en una edificacin es de absorber la mayor parte de los cortantes de sismo.

CARGAS ACTUANTES

CARGA MUERTA: Se determinara a partir del peso propio de los elementos estructurales y todos aquellos elementos que sean permanentes.

CARGA VIVA: Es el peso de todos los ocupantes, materiales, equipos, muebles y otros elementos movibles soportados por la edificacin. RNE da valores de carga viva repartida por m2, para cada tipo de edificacin segn uso.

Por Ejemplo:

Viviendas: 200kg/m2

Hoteles Cuartos: 200kg/m2

Corredores y Escaleras: 400kg/cm2

Oficinas: 250kg/cm2

Etc.

ELEVACION PRINCIPAL

Para desarrollar el presente trabajo se ha tomado plano de ARQUITECTURA de una edificacin de 04 Niveles con un Semistano que tiene como usos: Semistano (rea de Estacionamiento), Primer Nivel (Baos sauna, Cafetn, Fuente de soda), Segundo y Tercer Nivel (Hostal), Cuarto nivel (Vivienda Unifamiliar) y Azotea.

El planteamiento estructural tiene las siguientes caractersticas:

Las losas sern aligeradas en todos los niveles, a excepcin de algunos paos donde se proyecta losas macizas debido a la magnitud de las cargas.

Se ha considerado un sistema aporticado con vigas y columnas, y para contrarrestar los efectos producidos por las cargas ssmicas, se proyecta placas.

En este caso para realizar el metrados de Cargas se ha tomado 2 columnas una Columna Central ms esforzada ubicado entre los ejes 4-4 B-B y una columna perimetral menos esforzada ubicado entre los ejes 6-6 A-A.

PLANTA SEMI-ZOTANO

(Estacionamiento)

PLANTA 1ER. NIVEL

(Baos Sauna)

PLANTA 2DO. NIVEL

(Hostal)

PLANTA 3ER. NIVEL

(Hostal)

PLANTA 4TO. NIVEL

(Vivienda Unifamiliar)

PLANTA AZOTEA

Tanque Elevado

AZOTEA

3ER. NIVEL

4TO. NIVEL

2DO. NIVEL

1ER. NIVEL

SEMI-SOTANO

COLUMNA 4-B

PREDIMENSIONAMIENTO

LOSA ALIGERADA

h=5.33/25=0.213

h=0.25m

LOSA MACIZA

h=0.15m

VIGA PRINCIPAL

h=8.70/14=0.62

h=0.65m b=0.30m

VIGA SECUNDARIA

h=5.33/14=0.38

h=0.45m b=0.25m

COLUMNA

Ag=168,015.78/0.45x210

Ag= 1777.94cm2

b = 30 cm. h = 60 cm.

Cuarto Nivel

Losa Aligerada (h=0.25m) 5.85x5.33x350 = 10,913.18 Kg.

Viga Principal 0.30x0.65x5.35x2400 = 2,503.80 Kg.

Viga Secundaria 0.25x0.45x5.03x2400 = 1,358.10 Kg.

Acabados 5.85x5.33x100 = 3,118.05 Kg.

Tabiquera 5.85x5.33x210 = 6,547.91 Kg.

Carga Viva Repartida 5.85x5.33x200 = 6,236.10 Kg.

Columna 0.30x0.60x2.30x2400= 993.60 kg.

Total 31,670.74 kg

Dimensionamiento de la zapata 4-4 y B-B

Datos:

P = 173,061.54 Kg.

= 2.78 Kg./cm2

b = 0.30m

t = 0.60m

Resolviendo:

B = 2.40m

L = 2.70m

AZOTEA

3ER. NIVEL

2DO. NIVEL

1ER. NIVEL

SEMI-SOTANO

COLUMNA 6-A

PREDIMENSIONAMIENTO

LOSA ALIGERADA

h=5.33/25=0.213

h=0.25m

VIGA PRINCIPAL

h=8.70/14=0.62

h=0.65m b=0.30m

VIGA SECUNDARIA

h=5.33/14=0.38

h=0.45m b=0.25m

COLUMNA

Ag=52,586.48 /0.35x210

Ag= 715.464cm2

b = 30 cm. h = 40 cm.

Tercer Nivel

Losa aligerada 350x2.33x4.30= 3,506.65 Kg.

Acabados 100x2.63x4.60 = 1,209.80 Kg.

Parapetos 210x(2.33+4.30)= 1,392.30 Kg.

Viga A-A 4.10x0.3x0.65x4200= 3,357.90 Kg.

Viga 6-6 2.33x0.3x0.45x4200= 754.92 Kg.

Sobrecarga 200x2.63x4.60= 2,419.60 Kg.

Columna 0.30x0.40x2.95= 49.60 Kg.

Total 13,490.77 Kg.

Dimensionamiento de la zapata 4-4 y B-B

Datos:

P = 74,150.70 Kg.

= 2.78 Kg./cm2

b = 0.30m

t = 0.40m

Resolviendo:

B = 1.20m

L = 2.40m

Los resultados obtenidos son confiables. No son los definitivos, pero ahorran intentos en el proceso de la obtencin de las dimensiones de los elementos estructurales que hagan cumplir al edificio con los requisitos de derivas mximas admisibles impuestos por la Norma.

El predimensionamiento y metrado de cargas se ha realizado de acuerdo al orden de transmisin de cargas, comenzando por las losas, luego las vigas, posteriormente las columnas y finalmente las zapatas.

Para el predimensionamiento de las columnas y zapatas, se ha considerado las cargas muertas y la sobrecarga de acuerdo a lo indicado en el RNE.

Se recomienda realizar el predimensionamiento de todos los elementos antes de iniciar el anlisis estructural, ya que nos permitir una mayor aproximacin y ahorro de tiempo en la obtencin de las dimensiones finales de la estructura.

Se recomienda seguir un procedimiento ordenado en el metrado de cargas, siguiendo el orden de transmisin de cargas entre los diferentes elementos estructurales.

Se recomienda realizar el metrado de cargas muertas y sobrecarga actuantes sobre la estructura, antes de predimensionar las columnas y zapatas.

25

L

h

=

200

Pr

=

h

a

L

h

=

12

/

200

/

11

/

250

/

10

/

500

/

8

/

1000

/

2

2

2

2

=

=

=

=

=

=

=

=

a

a

a

a

m

Kg

C

S

m

Kg

C

S

m

Kg

C

S

m

Kg

C

S

2

h

b

=

20

Bi

b

=

14

max

L

h

=

c

f

P

Ag

=

45

.

0

c

f

P

Ag

=

35

.

0

213

.

0

25

33

.

5

=

=

h

96

.

364

,

65

78

.

2

54

.

061

,

173

05

.

1

05

.

1

=

=

=

s

P

Az

Az

L

B

=

.

Az

t

Iv

b

Iv

=

+

+

)

2

)(

2

(

56

.

006

,

28

78

.

2

70

.

150

,

74

05

.

1

05

.

1

=

=

=

s

P

Az