DISEÑO ESTRUCTURAL PARA OFICINAS.docx

DISEO ESTRUCTURAL PARA OFICINAS

14

Universidad Nacional de Trujillo FACULTAD DE INGENIERAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE ARQUITECTURA Y URBANISMO AO DE LA PROMOCIN DE LA INDUSTRIA RESPONSABLE Y DEL COMPROMISO CLIMTICOTEMA : DISEO ESTRUCTURAL PARA OFICINAS

CURSO :DISEO ESTRUCTURAL II

DOCENTE :ING. ROBERTO CARLOS CASTILLO VELARDE

ALUMNO:

Carbajal Huaripata, Bryan Hernan

CICLO:IV

TRUJILLO PER2014

NDICE

1. INTRODUCCIN 1.1 OBJETIVOS DEL PROYECTO1.2 DESCRIPCIN DEL PROYECTO2. ESTRUCTURACIN Y PRE DIMENSIONAMIENTO3 METRADO DE CARGAS4. SAP 20004 CONCLUSIONES

PRESENTACIN

El alumno Carbajal Huaripata, Bryan del segundo ao de la Escuela Acadmico Profesional de Arquitectura y Urbanismo, de la Facultad de Ingeniera de la Universidad Nacional de Trujillo, hace presente este trabajo de DISEO DE ESTRUCTURAS PARA OFICINA dirigido al Ing. Roberto Carlos Carbajal Huaripata, a cargo del curso de Diseo estructural

El cual despus de un exhaustivo anlisis de investigacin, nos ha permitido tener una visin ms amplia y completa sobre el metrado y pre dimensionamiento de vigas y columnas.

Estamos dispuestos a recibir con humildad y agradecimiento vuestros aportes y sugerencias para mejorar nuestro trabajo y a la vez esperamos que sirva de base para quienes deseen continuar investigando sobre dicho tema.

Los Autores

RESUMEN

El proyecto consiste en desarrollar el anlisis estructural y el diseo en concreto armado de un edificio de tres niveles, para uso de oficinas.El proyecto se realiz en tres partes: La primera parte se desarroll el pre dimensionamiento de vigas y columnas

La segunda parte consiste en el metrado de cargas de las vigas y losas.

Y por ltimo consiste en el anlisis de fuerzas cortantes y momentos de fuerza de un prtico de la edificacin.

1. INTRODUCCIN

1.1. Objetivos del proyecto

El objetivo del proyecto consiste en desarrollar el diseo estructural de vigas y columnas de un edificio de tres pisos, para uso de oficinas.

1.2. Descripcin del proyecto

El proyecto es un edificio con luces cortas, de tres niveles con un rea construida de 126 m2 por nivel.En la imagen se muestra el diseo de estructuras tanto de columnas como vigas.Imagen 1: Planos estructurales

Para el edificio se emplear un concreto de resistencia fc =210 kg/cm2 para todos los elementos estructurales con el fin de uniformizar el proyecto.Se usar barras de acero corrugado de fy= 4200kg/cm2

REA TRIBUTARIA

A11A6A1

A12A7A2

A13A8A3

A14A9A4

A15A5

A10

A1 = x = 5 A6 = x = 9 A2 = x = 10 A7 = x = 18 A3= x = 8.75 A8 = x = 15.75 A4= x = 7.5 A9 = x = 13.5 A5= x = 3.75 A10 = x = 6.75

A11 = x = 4 A12 = x = 8 A13 = x = 7 A14 = x = 6 A15 = x = 3

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

Para el pre dimensionamiento de las columnas para este proyecto, tenemos que contar primero con las reas tributarias, y con esta usar las siguientes frmulas para los diferentes tipos de columna de acuerdo al lugar en donde se encuentre.

UBICACINFRMULA

Columnas esquineras1.

Columnas inferiores y superiores2.

Columnas centrales3.

Donde:

CARGA MUERTA: 730 kg/m2 Aligerado: 350 Kg/m2 Tabiquera: 120 Kg/m2 Acabados: 100 Kg/m2 Vigas: 100 Kg/m2 Columnas: 60 Kg/m2CARGA VIVA: Oficina: 250 Kg/m2

COLUMNAFORMULAREA TRIBUTARIA (m2)P Serv(Kg)REA REQUERIDA(cm2)B = D

C115.0049005250.22

C2210.0098007000.26

C328.758575612.50.24

C427.573505250.22

C513.753675393.750.19

C619.0088209450.30

C7318.00176409240.30

C8315.7515435808.50.28

C9313.5132306930.26

C1016.756615708.750.26

C1114.0039204200.20

C1228.0078405600.23

C1327.0068604900.22

C1426.0058804200.20

C1513.0029403150.17

ARQUITECTNICAMENTE: Para uniformizar columnas y evitar problemas de esbeltez debido a las alturas de cada piso que son de 4.50 y 3.50, se escoge una seccin de 0.30 m x0.30 m para todas las columnas lo cual es un rea de 900 cm2 que es ms de lo requerido.

ESTRUCTURALMENTE: Al ser un rea tributaria mayor, va a tener una columna de mayor medida, porque va a soportar mayor peso. Entonces las dems columnas no se le harpa difcil soportar un rea tributaria mejor con una columna de 0.30 m x0.30 m

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

En ingeniera y arquitectura se denomina viga a un elemento estructural lineal que trabaja principalmente a flexin. En las vigas, la longitud predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser horizontal.El esfuerzo de flexin provoca tensiones de traccin y compresin, producindose las mximas en el cordn inferior y en el cordn superior respectivamente, las cuales se calculan relacionando el momento flector y el segundo momento de inercia. En las zonas cercanas a los apoyos se producen esfuerzos cortantes o punzonamiento. Tambin pueden producirse tensiones por torsin, sobre todo en las vigas que forman el permetro exterior de un forjado. Estructuralmente el comportamiento de una viga se estudia mediante un modelo de prisma mecnico.La Norma Peruana recomienda VIGAS que las vigas que formen parte de prticos o elementos sismoresistentes no debern tener un ancho menor a 25 cm. Tomando como base lo anterior, se pre dimensionaron las vigas en base a la luz ms desfavorable: En el eje x tenemos la mayor luz libre es de 5.00 m, y en el eje y la luz mayor ser 4.00 m.

Entonces con estos datos vamos a pre dimensionar las vigas principales V103 y V101, la primer viga se encuentra en el eje A-A con mayor luz en el eje e igual a 5.00 m. Esta viga es una viga interior y como es la de mayor luz y mayor ancho tributario que las dems vigas interiores por razones de uniformidad y esbeltez el rea de las vigas V102 y sern las mismas que la de la viga V103.

La segunda V101 es una viga principal externa que se encuentra en el eje 5-5 con mayor luz en el eje X igual a 4.00 m , esta soporta un muro de fachada de 0.15x3.5 de albailera,

1. Predimensionamiento de la viga V101 ENTRE AY B EN EL EJE 4-4.Usar

Consideramos un ancho de bo = 0.25 m; por ser un sistema aporticado usamos el criterio de rigideces:Zona de alto riesgo ssmico b=0.20, h=0.34, b0=0.25 0.20*0.343=0.25*h03 h0=0.32Usar 0.25 m x 0.32 m2. Predimensionamiento de la viga V101 ENTRE A Y B EN EL EJE 5-5 P=0.25*2.1*1.0*1.8=0.95T/mW=(p.p.alig.)+(p.acab.)+(p.tab.)+(S/C)W=350+100+120+250= 820 Kg/m21.00

Luego

Usar

Consideramos un ancho de bo = 0.25 m; por ser un sistema aporticado usamos el criterio de rigideces:Zona de alto riesgo ssmico b=0.11, h=0.34, b0=0.25 0.11*0.343=0.25*h03 h0=0.25 mUsar 0.25x0.25 mPredimensionamiento de la viga V 103 ENTRE 4 Y 5 EN EL EJE A A P=0.25*2.1*1.0*1.8=0.95T/mW=(p.p.alig.)+(p.acab.)+(p.tab.)+(S/C)W=350+100+120+250= 820 Kg/m2

Luego

Usar

Consideramos un ancho de bo = 0.25 m; por ser un sistema aporticado usamos el criterio de rigideces:Zona de alto riesgo ssmico b=0.143, h=0.19, b0=0.25 0.143*0.193=0.25*h03 h0=0.33mUsar 0.25x0.35 mPredimensionamiento de la viga V103 ENTRE 5 Y 4 EN EL EJE B-B Usar

Consideramos un ancho de bo = 0.25 m; por ser un sistema aporticado usamos el criterio de rigideces:Zona de alto riesgo ssmico b=0.17, h=0.35, b0=0.25 0.17*0.353=0.25*h03 h0=0.31 mUsar 0.25 m x 0.35 m

METRADO DE CARGAS

Se calcularn las cargas verticales a las que se encuentran sometidas las vigas y losas de la estructura del edificio, considerndose como carga muerta al peso de los elementos que la conforman como losas, tabiqueras y acabados; como cargas vivas, a las producidas por el peso eventual de todos los ocupantes segn su uso.

CARGAS UNITARIASLos materiales que se emplearn para la construccin del edificio, as como sus respectivos pesos especficos, son los que se indican a continuacin:

Pesos especficos de los materiales

Concreto armado =2400Kg/m3.

Albailera =1800Kg/m3.

Agua =1000Kg/m3.

Pesos por unidad de rea o longitud

Aligerados (h=0.20) =350Kg/m2.

Tabiquera de ladrillo (e=0.15) =270Kg/m2.

Acabados de losa =100Kg/m2.

Sobrecarga

Oficinas=250Kg/m2.

Escaleras =300Kg/m2.

METRADO DE CARGAS DE LOSAS ALIGERADASPara el metrado de cargas para las losas aligerados consideramos un ancho uniforme igual a 0.40 m, igual al ancho de una vigueta.

CARGA MUERTA OperacinResultado

P. Propio0.40mx0.35ton/m20.14 Ton/m

Piso terminado 0.40mx0.10ton/m20.04 Ton/m

Tabiquera 0.40mx0.10ton/m20.04 Ton/m

0.22 Ton/m

CARGA MUERTA Carga puntualOperacinResultado

Tabique0.40mx2.7x0.270.2916 T/m

CARGA VIVAOperacinResultado

S/C Oficinas0.40mx0.25ton/m20.1 Ton/m

Las cargas que actan sobre las losas de la edificacin son las mismas. Lo que puede variar debido al uso es la carga viva pero en este caso es la misma para todas las losas.METRADO DE VIGASVIGA 103(0.25X0.35m) del eje A-A entre el eje 5 Y 4 VIGA 103(0.25X0.35m) del eje A-A entre el eje 4 Y 3VIGA 103(0.25X0.35m) del eje A-A entre el eje 3 Y 2VIGA 103(0.25X0.35m) del eje A-A entre el eje 2 Y 1

CARGA MUERTAANCHO (M)ALTURA(M)PESO POR REA (KG/M)PESO ESPECFICO (KG/M)CARGA DISTRIBUIDA

PESO PROPIO0.30.32400216

PESO LOSA2.2350770

PESO ACABADO2.2100220

PESO TABIQUERA0.154.2518001147.5

WD (KG/M)2353.5

CARGA VIVAANCHO (M)ALTURA(M)PESO POR REA (KG/M)PESO ESPECFICO (KG/M)CARGA DISTRIBUIDA

SOBRECARGA2.2200440

WL (KG/M)440

VIGA 103(0.25X0.35m) del eje B-B entre el eje 5 Y 4 VIGA 103(0.25X0.35m) del eje B-B entre el eje 4 Y 3VIGA 103(0.25X0.35m) del eje B-B entre el eje 3 Y 2VIGA 103(0.25X0.35m) del eje B-B entre el eje 2 Y 1CARGA MUERTAANCHO (M)ALTURA (M)PESO POR REA (KG/M)PESO ESPECFICO (KG/M)CARGA DISTRIBUIDA


PESO LOSA 12.2350770


PESO ACABADO 12.2100220



WD (KG/M)3118.5

CARGA VIVAANCHO (M)ALTURA (M)PESO POR REA (KG/M)PESO ESPECFICO (KG/M)CARGA DISTRIBUIDA

SOBRECARGA 12.2200440


WL (KG/M)780

VIGA 103(0.25X0.35m) del eje C-C entre el eje 5 Y 4 VIGA 103(0.25X0.35m) del eje C-C entre el eje 4 Y 3VIGA 103(0.25X0.35m) del eje C-C entre el eje 3 Y 2VIGA 103(0.25X0.35m) del eje C-C entre el eje 2 Y 1



PESO LOSA1.7350595



WD (KG/M)2128.5


SOBRECARGA1.7200340

WL (KG/M)340

VIGAS HORIZONTALESVIGA 103(0.25X0.25m) del eje 5-5 entre el eje A Y BVIGA 103(0.25X0.25m) del eje 5-5 entre el eje B Y C



PESO LOSA1.7350595



WD (KG/M)2128.5


SOBRECARGA1.7200340

WL (KG/M)340

VIGA 103(0.25X0.35m) del eje 4-4 entre el eje A Y BVIGA 103(0.25X0.35m) del eje 4-4 entre el eje B Y C

CARGA MUERTAANCHO (M)ALTURA (M)PESO POR REA (KG/M)PESO ESPECFICO (KG/M)CARGA DISTRIBUIDA







WD (KG/M)2893.5




WL (KG/M)680

VIGA 103(0.25X0.35m) del eje 3-3 entre el eje A Y BVIGA 103(0.25X0.35m) del eje 3-3 entre el eje B Y CCARGA MUERTAANCHO (M)ALTURA (M)PESO POR REA (KG/M)PESO ESPECFICO (KG/M)CARGA DISTRIBUIDA







WD (KG/M)2668.5




WL (KG/M)580

VIGA 103(0.25X0.35m) del eje 2-2 entre el eje A Y BVIGA 103(0.25X0.35m) del eje 2-2 entre el eje B Y C

CARGA MUERTAANCHO (M)ALTURA (M)PESO POR REA (KG/M)PESO ESPECFICO (KG/M)CARGA DISTRIBUIDA







WD (KG/M)2443.5




WL (KG/M)480

VIGA 103(0.25X0.25m) del eje 1-1 entre el eje A Y BVIGA 103(0.25X0.25m) del eje 1-1 entre el eje B Y CCARGA MUERTAANCHO (M)ALTURA(M)PESO POR REA (KG/M)PESO ESPECFICO (KG/M)CARGA DISTRIBUIDA


PESO LOSA1.2350420



WD (KG/M)1903.5


SOBRECARGA1.2200240

WL (KG/M)240

MODELADO SAP 2000

TABLE: Joint Reactions

JointOutputCaseCaseTypeStepTypeF1F2F3M1M2M3

TextTextTextTextTonfTonfTonfTonf-mTonf-mTonf-m

41ENVOLVENTECombinationMax0.5087023.376800.738570

41ENVOLVENTECombinationMin0.3032020.483400.451870

53ENVOLVENTECombinationMax-0.1842018.76070-0.288970

53ENVOLVENTECombinationMin-0.3006016.56410-0.464970



61ENVOLVENTECombinationMax-0.0374040.61290-0.079620




TABLE: Joint Displacements

JointOutputCaseCaseTypeStepTypeU1U2U3R1R2R3

TextTextTextTextmmmRadiansRadiansRadians

41ENVOLVENTECombinationMax000000

41ENVOLVENTECombinationMin000000

42ENVOLVENTECombinationMax0.0000130-0.00004600.0001150

42ENVOLVENTECombinationMin-0.0000011780-0.00005200.0000650


43ENVOLVENTECombinationMin0.0000130-0.00007700.0000440


45ENVOLVENTECombinationMin0.0000240-0.00008600.0000540


46ENVOLVENTECombinationMin0.0000220-0.0001750-0.0000230

47ENVOLVENTECombinationMax0.0000310-0.0001340-0.0000037930















55ENVOLVENTECombinationMin8.224E-070-0.0001070-0.0000350







59ENVOLVENTECombinationMax0.0000170-0.0000810-8.662E-070








CONCLUSIONES

Todo este procedimiento nos ha ayudado a tener un panorama ms amplio sobre que es pre dimensionamiento de vigas y columnas y la utilidad de esta. Sumado a ella el metrado de losas y vigas.UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

DISEÑO ESTRUCTURAL PARA OFICINAS.docx

Documents

Transcript of DISEÑO ESTRUCTURAL PARA OFICINAS.docx