INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO ¨SANTIAGO MARIÑO¨
EXTENSIÓN BARINAS
ESCUELA DE ARQUITECTURA
CÁLCULOS ESTRUCTURALES SISTEMA ESTRUCTURAL METÁLICO VIVIENDA UNIFAMILIAR T.S.U. Cesar Medina _T.S.U. Yoryvict Diaz
BARQUISIMETO, 10 DE AGOSTO DEL 2014
CÁLCULOS DEL PROYECTO_Estructura PROYECTO FINAL / ANALISIS ESTRUCTURAL TUTORA: Arq. Zhedilys Guedez
Aquí se predimensionó la losa o placa, debido a que los catálogos saben el peso de la losa el fabricante lo descuenta de su tabla de especificaciones. Cargas de proyecto Tabiquería mínima para losa 150 kg/m2 Pavimento 120 kg/m2 Impermeabilización 120 kg/m2 (Incluye mortero base) Para Habitaciones y Terrazas Para el entrepiso se tienen las siguientes cargas Tabiquería 150 kg/m2 Pavimento 120 kg/m2 CP (sin peso de losa) 270 kg/m2 Por norma COVENIN 2002-88 Para habitaciones y pasillos en vivienda CV 175 kg/m2 Mayorando las Cargas Wu = 1,2 CP + 1,6 CV Wu= 604 kg/m2 Por catálogo se usará losacero calibre 22 h=8 cm a dos tramos (correa intermedia a 1,73 m) la losa resiste 1040 kg/cm2
Para techo Impermeabilización 120 kg/m2 + CPt (sin peso de losa) 120 kg/m2 Por norma COVENIN 2002-88 Para techo CVt 100
kg/m2
T.S.U. Cesar Medina _T.S.U. Yoryvict Diaz
CÁLCULOS DEL PROYECTO_Estructura PROYECTO FINAL / ANALISIS ESTRUCTURAL TUTORA: Arq. Zhedilys Guedez
Mayorando las Cargas Wut = 1,2 CPt + 1,6 CVt Wut= 304 kg/m2 Se mantendrá la misma característica de la losa acero de entrepiso por razones geométricas y comerciales (es la menor placa recomendada por fabricante)
Calculando las correas (ahora que se conoce la placa se debe sumar el peso de la misma)
Peso de la placa con lasacero (usando espesor promedio 6 cm) (La losacero de 8 cm tiene de espesor 4 cm a 8 cm por sus canales, usar 6 en promedio como si fuera placa lisa es muy buena aproximación) Wpp = +2500*0,06 (Peso del concreto 2500 kg/m3 por el espesor promedio) Wpp= 150 kg/m2 1,4*Wpp= 210 kg/m2 A los valores anteriores se le sumará el peso propio mayorado Entrepiso Wu= 210+604 Wu= 814 kg/m2 Techo
Wut= 210+304 Wut= 514 kg/m2
Cada correa influye en un ancho de 1,73 m (separación entre ellas) Wcorrea = wu*ancho Wcorrea 1408,22 kg/m entrepiso Wcorrea 889,22 kg/m techo La correa se considera simplemente apoyada sobre las vigas de carga el momento máximo de la viga es T.S.U. Cesar Medina _T.S.U. Yoryvict Diaz
CÁLCULOS DEL PROYECTO_Estructura PROYECTO FINAL / ANALISIS ESTRUCTURAL TUTORA: Arq. Zhedilys Guedez
Mmax= W*L^2/8
Para entrepiso W= 1408,22 kg/m L= 3,3 m Mmax= 1916,939475 kgm
Por tabla comercial, el perfil VP 160x16,4 resiste 2090 kg*m en 3 m
Para techo W= 889,22 kg/m L= 3,3 m Mmax= 1210,450725 kgm
Por tabla comercial, el perfil VP 140x12,4 resiste 1610 kg*m en 3 m
Para vigas de Carga se incluirá el ancho tributario por acción de las correas adicionando la carga de tabiquería apoyada sobre la viga
T.S.U. Cesar Medina _T.S.U. Yoryvict Diaz
CÁLCULOS DEL PROYECTO_Estructura PROYECTO FINAL / ANALISIS ESTRUCTURAL TUTORA: Arq. Zhedilys Guedez
Paredes de Bloque de arcilla e 15 cm frisada ambas caras 230 kg/m2 (Área medida en Vertical) e 15 cm h 3,00 m tab15= 690 kg/ml (Para Vigas exteriores) tab15 Ult= 966 kg/ml (1,4 tab) e 10 cm frisada ambas caras 180 kg/m2 (Área medida en Vertical) e 10 cm h 3,00m tab10= 540 kg/ml (Para Vigas internas) tab10 Ult 756 kg/ml (1,4 tab10)
Retomando las cargas de entrepiso, tenemos Entrepiso Wu=
210+604
Wu= 814 kg/m2 Techo
Wut= 210+304 Wut= 514 kg/m2
Para las vigas, se tienen 8 casos de estudio 1) Viga de entrepiso de borde (ancho tributario de 1,5 m y efecto de tabiquería de borde) Wuv
wu*ancho+tab15 Wuv 814*1,5+966 kg/m Wuv 2187 kg/m
Considerando L=3,45m la viga rígida en ambos extremos (empotrado-empotrado) Mmax= Wuv*L^2/12 Mmax= 2187*3,45^2/12 kgm Mmax= 2169,230625 kgm Por catálogo de Properca, para una viga de Lb= 4 m (aprox de 3,45 realmente) se tiene VP180x17,7 resiste 2480 kg*m
T.S.U. Cesar Medina _T.S.U. Yoryvict Diaz
CÁLCULOS DEL PROYECTO_Estructura PROYECTO FINAL / ANALISIS ESTRUCTURAL TUTORA: Arq. Zhedilys Guedez
2) Viga de entrepiso de centro (ancho tributario de 3 m y efecto de tabiquería de centro) Wuv
wu*ancho+tab10 Wuv 814*3+756 kg/m Wuv 3198 kg/m
Considerando L=3,45m la viga rígida en ambos extremos (empotrado-empotrado) Mmax= Wuv*L^2/12 Mmax=
3198*3,45^2/12 kgm
Mmax= 3172,01625 kgm Por catálogo de Properca, para una viga de Lb= 4 m (aprox de 3,45 realmente) se tiene VP200x24,1 resiste 4260 kg*m
3) Viga de techo de borde (ancho tributario de 1,5 m) Wuv
wut*ancho Wuv 514*1,5 kg/m Wuv 771 kg/m
Considerando L=3,45m la viga rígida en ambos extremos (empotrado-empotrado) Mmax= Wuv*L^2/12 Mmax= 771*3,45^2/12 kgm Mmax= 764,735625 kgm Por catálogo de Properca, para una viga de Lb= 4 m (aprox de 3,45 realmente) se tiene VP120x9,7 resiste 819 kg*m Sin embargo se colocará un perfil VP 140x12,4 para conectar las correas de la losa a la viga 4) Viga de techo de centro (ancho tributario de 3 m) Wuv
wut*ancho Wuv 514*3 kg/m Wuv 1542 kg/m
T.S.U. Cesar Medina _T.S.U. Yoryvict Diaz
CÁLCULOS DEL PROYECTO_Estructura PROYECTO FINAL / ANALISIS ESTRUCTURAL TUTORA: Arq. Zhedilys Guedez
Considerando L=3,45m la viga rígida en ambos extremos (empotrado-empotrado) Mmax= Wuv*L^2/12 Mmax= 1542*3,45^2/12 kgm Mmax= 1529,47125 kgm
Por catálogo de Properca, para una viga de Lb= 4 m (aprox de 3,45 realmente) se tiene VP160x16,4 resiste 1690 kg*m 5) Viga de amarre de borde y entrepiso (ancho tributario de 0,87m mas peso de tabiquería de 15cm) Wuv wu*ancho+tab15 Wuv 814*0,87+966 kg/m Wuv 1674,18 kg/m Considerando L=3,30m la viga rigida en ambos extremos (empotrado-empotrado) Mmax= Wuv*L^2/12 Mmax= 1674,18*3,3^2/12 kgm Mmax= 1519,31835 kgm Por catálogo de Properca, para una viga de Lb= 4 m (aprox de 3,3 realmente) se tiene VP160x16,4 resiste 1690 kg*m 6) Viga de amarre entrepiso y centro (ancho tributario de 1,73 m y efecto de tabiquería de centro) Wuv wu*ancho+tab10 Wuv 814*1,73+756 kg/m Wuv 2164,22 kg/m
Considerando L=3,30m la viga rígida en ambos extremos (empotrado-empotrado) Mmax=
Wuv*L^2/12
Mmax= 2164,22*3,3^2/12 kgm T.S.U. Cesar Medina _T.S.U. Yoryvict Diaz
CÁLCULOS DEL PROYECTO_Estructura PROYECTO FINAL / ANALISIS ESTRUCTURAL TUTORA: Arq. Zhedilys Guedez
Mmax= 1964,02965 kgm
Por catálogo de Properca, para una viga de Lb= 4 m (aprox de 3,3 realmente) se tiene VP180x17,7 resiste 2480 kg*m 7) Viga de amarre de borde y techo (ancho tributario de 0,87m) Wuv wut*ancho Wuv 514*0,87 kg/m Wuv 447,18 kg/m Considerando L=3,30m la viga rigida en ambos extremos (empotrado-empotrado) Mmax= Wuv*L^2/12 Mmax= 447,18*3,3^2/12 kgm Mmax= 405,81585 kgm Por catálogo de Properca, para una viga de Lb= 4 m (aprox de 3,3 realmente) se tiene VP120x9,7 resiste 819 kg*m Sin embargo se colocará un perfil VP 140x12,4 para seguir La uniformidad con las correas 8) Viga de amarre techo y centro (ancho tributario de 1,73 m) Wuv wut*ancho Wuv 514*1,73 kg/m Wuv 889,22 kg/m
Considerando L=3,30m la viga rígida en ambos extremos (empotrado-empotrado) Mmax=
Wuv*L^2/12
Mmax= 889,22*3,3^2/12 kgm Mmax= 806,96715 kgm
Por catálogo de Properca, para una viga de Lb= 4 m (aprox de 3,3 realmente) se tiene VP120x9,7 resiste 819 kg*m
T.S.U. Cesar Medina _T.S.U. Yoryvict Diaz
Cร LCULOS DEL PROYECTO_Estructura PROYECTO FINAL / ANALISIS ESTRUCTURAL TUTORA: Arq. Zhedilys Guedez
Sin embargo se colocarรก un perfil VP 140x12,4 para seguir La uniformidad con las correas
Predimensionado de Columnas (seis Casos) 1) Columna de techo de esquina Area tributaria 1,73x1,5 = 2,595 m2 Pcol = Wut * A Pcol = 514*2,595 Kg Pcol = 1333,83 Kg L= 3 m (entrepiso) Factor de esbeltez considerando apoyo articulado-articulado k= 1,2 K*L= 3*1,2 m K*L= 3,6 m Por tabla para un perfil properca CP140x25,5 el perfil aguanta 42700 Kg para una longitud efectiva de 3,5 m 2) Columna de techo de borde Area tributaria 3,45x1,5 = 5,175 m2 Pcol = Wut * A Pcol = 514*5,175 Kg Pcol = 2659,95 Kg L= 3 m (entrepiso) Factor de esbeltez considerando apoyo articulado-articulado T.S.U. Cesar Medina _T.S.U. Yoryvict Diaz
CĂ LCULOS DEL PROYECTO_Estructura PROYECTO FINAL / ANALISIS ESTRUCTURAL TUTORA: Arq. Zhedilys Guedez
k= 1,2 K*L= 3*1,2 m K*L= 3,6 m Por tabla para un perfil properca CP140x25,5 el perfil aguanta 42700 Kg para una longitud efectiva de 3,5 m
3) Columna de techo de centro Area tributaria 3,45x3=
10,35 m2
Pcol = Wut * A Pcol = 514*10,35 Kg
105
Pcol = 5319,9 Kg L= 3 m (entrepiso) Factor de esbeltez considerando apoyo articulado-articulado k= 1,2 K*L= 3*1,2 m K*L= 3,6 m Por tabla para un perfil properca CP140x25,5 el perfil aguanta 42700 Kg para una longitud efectiva de 3,5 m
T.S.U. Cesar Medina _T.S.U. Yoryvict Diaz
CĂ LCULOS DEL PROYECTO_Estructura PROYECTO FINAL / ANALISIS ESTRUCTURAL TUTORA: Arq. Zhedilys Guedez
4) Columna de entrepiso de esquina Area tributaria 1,73x1,5 = 2,595 m2 Pcol = Wu * A + tab 15 x Ltab15 + Pcol sup Pcol Sup= 1333,83 kg Ltab15 = 1,73+1,5 = 3,23 m Pcol = 814*2,595+966*3,23+1333,83 Kg Pcol = 6566,34 Kg L= 3 m (entrepiso) Factor de esbeltez considerando apoyo articulado-empotrado k= 0,8 K*L= 3*0,8 m K*L= 2,4 m Por tabla para un perfil properca CP140x25,5 el perfil aguanta 54400 Kg para una longitud efectiva de 2,5 m
5) Columna de entrepiso de borde Area tributaria 3,45x1,5 = 5,175 m2 Pcol = Wu * A + tab 15 x Ltab15 +tab10 x Ltab10+ Pcol sup Pcol Sup= 2659,95 kg Ltab15 = 3,45 m Ltab10 = 1,5 m Pcol = 814*5,175+966*3,45+756*1,5+2659,95 Kg Pcol = 11339,1 Kg L= 3 m (entrepiso) Factor de esbeltez considerando apoyo articulado-empotrado T.S.U. Cesar Medina _T.S.U. Yoryvict Diaz
CÁLCULOS DEL PROYECTO_Estructura PROYECTO FINAL / ANALISIS ESTRUCTURAL TUTORA: Arq. Zhedilys Guedez
k= 0,8 K*L= 3*0,8 m K*L= 2,4 m Por tabla para un perfil properca CP140x25,5 el perfil aguanta 54400 Kg para una longitud efectiva de 2,5 m 6) Columna de entrepiso de esquina Area tributaria 3,45x3=
10,35 m2
Pcol = Wu * A + tab 10 x Ltab10 + Pcol sup Pcol Sup= 5319,9 kg Ltab15 = 3,45+3 6,45 m Pcol = 814*10,35+756*6,45+5319,9 Kg Pcol = 18621 Kg L= 3 m (entrepiso) Factor de esbeltez considerando apoyo articulado-empotrado k= 0,8 K*L= 3*0,8 m K*L= 2,4 m Por tabla para un perfil properca CP140x25,5 el perfil aguanta 54400 Kg para una longitud efectiva de 2,5 m Diseño de Fundaciones Considerando una losa de fundación en toda la estructura espesor = Luz maxima / 10 + 20 cm Luz maxima= 345 cm espesor = 54,5 cm Redondeando a 55 cm de espesor T.S.U. Cesar Medina _T.S.U. Yoryvict Diaz
CÁLCULOS DEL PROYECTO_Estructura PROYECTO FINAL / ANALISIS ESTRUCTURAL TUTORA: Arq. Zhedilys Guedez
Para una losa de 55 cm se debe reforzar por retracción o temperatura cuantía de acero por temp = 0,018 para 1 m de losa As = 0,018 * H * B As = 0,0018 *55*100 cm2 As = 9,9 cm2 Cab 1/2" 1,27 cm2/un No cab 1/2" 9,9/1,27 No cab 1/2" 7,795275591 8 cab Colocando doble malla de cabilla No 4 Sep por capa = 100/4 = 25 cm
SOL 1: LOSA ESPESOR 55 cm REFUERZO DOBLE MALLA CON CABILLA 1/2 PLG SEP C/0,25M EN AMBAS DIRECCIONES
T.S.U. Cesar Medina _T.S.U. Yoryvict Diaz
PE
NOTAS:
4
PROYECTO ESTRCTURAL
COLUMNAS Tipo CP 140 X 25,5 ANCLAJE 3.30
3.31
1
2
SOLDADURA electrodos 7018 LOSA FLOTANTE ACERO 1 2 c/40,25 cm AD 1 2 c/ 25 cm AD
3
3.45
10.25
(LOSA FLOTANTE) 118,74 mts2
2
6.94
COLUMNAS
TIPO CP 140 X 25,5 3.30
VIVIENDA UNIFAMILIAR
CONCRETO fc= 250 kg/m2
9 mm
1 6 mm
2.00
3.30
001
2.50
3.00
10.60
T.S.U CESAR MEDINA RUIZ T.S.U YORYVICT DIAZ TUTOR: Arq.Zhedily Guedez
2.00
2.40 140 mm
13.00
A
B
C
D
E
F
PE
COLUMNA
TIPO VP 160 X 16,4
4
VP 160 X 16,4
VP 160 X 16,4
VP 160 X 16,4
VP 160 X 16,4
6 mm
PROYECTO ESTRCTURAL LOSACERO CAL 22 ESPESOR 8 cm
MALLA ELECTROSOLDADA 10 cm X 10 cm
VP 180 X 17,7
VP 160 X 16,4
VP 200 X 24,1
VP 160 X 16,4
VP 200 X 24,1
VP 200 X 24,1
VP 200 X 24,1
3.30
3.31
MORTERO
VP 160 X 16,4
6 mm
100 mm
6.94
2
VP 180 X 17,7
VP 180 X 17,7
COLUMNA
VP 180 X 17,7
VP 180 X 17,7
VP 160 X 16,4
6 mm
VP 200 X 24,1
VP 160 X 16,4
VP 200 X 24,1
VP 160 X 16,4
VP 200 X 24,1
VP 160 X 16,4
VP 200 X 24,1
VP 180 X 17,7
3.45
10.25
VP 180 X 17,7
4.5 mm
VP 180 X 17,7
VP 160 X 16,4
VP 160 X 16,4
VP 200 X 24,1
VP 160 X 16,4
VP 200 X 24,1
VP 200 X 24,1
VP 160 X 16,4
VP 200 X 24,1
VP 180 X 17,7
125 mm
3.30
VIVIENDA UNIFAMILIAR
VP 160 X 16,4
COLUMNA
TIPO VP 200 X 24,1
1
VP 160 X 16,4
VP 160 X 16,4
VP 160 X 16,4
VP 160 X 16,4
9 mm
3.30
2.00
2.50
3.00
10.60
T.S.U CESAR MEDINA RUIZ T.S.U YORYVICT DIAZ
002
VP 180 X 17,7
TIPO VP 180 X 17,7
2.00
TUTOR: Arq.Zhedily Guedez
VP 180 X 17,7
VP 200 X 24,1
VP 180 X 17,7
VP 200 X 24,1
VP 180 X 17,7
VP 200 X 24,1
VP 180 X 17,7
VP 200 X 24,1
3
2.40
13.00
A
B
Planta Alta
C
D
E
F
6 mm
125 mm
4
VP 140 X 12,7
VP 160 X 16,4
VP 160 X 16,4
6 mm
3.31
PROYECTO ESTRCTURAL
3.30
PE
COLUMNA
TIPO VP 160 X 16,4
6 mm
100 mm
3
VP 140 X12,4
VP 140 X12,4
VP 140 X12,4
VP 140 X12,4
VP 140 X12,4
LOSACERO CAL 22 ESPESOR 8 cm
TIPO VP 140 X 12,4
VP 140 X12,4
VP 140 X12,4
VP 140 X12,4
VP 160 X 16,4
VP 140 X12,4
VP 160 X 16,4
VP 140 X12,4
VP 160 X 16,4
VP 140 X12,4
VP 140 X12,4
VP 140 X12,4
MANTO ASFALTICO 3MM
6 mm
3 mm
VP 140 X12,4
1
VP 140 X12,4
VP 140 X12,4
VP 140 X12,4
VP 140 X12,4
3.30
VP 140 X12,4
VP 160 X 16,4
VP 140 X12,4
VP 160 X 16,4
VP 160 X 16,4
VP 140 X12,4
VP 160 X 16,4
VP 140 X 12,4
3.30
100 mm
VP 140 X12,4
2.00
2.50
3.00
10.60
T.S.U CESAR MEDINA RUIZ T.S.U YORYVICT DIAZ
003
VP 160 X 16,4
VP 160 X 16,4
VP 140 X 12,4
3.45 6.94
2
VP 140 X12,4
2.00
TUTOR: Arq.Zhedily Guedez
COLUMNA
MORTERO
10.25
VIVIENDA UNIFAMILIAR
MALLA ELECTROSOLDADA 10 cm X 10 cm
2.40
13.00
A
B
Planta Techo
C
D
E
F