ESTRUCTURAS ESPECIALES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE ARQUITECTURA, URBANISMO Y ARTES

ESTRUCTURAS ESPECIALES

CURSO CODIGO DEL CURSO CATEDRA

: ESTRUCTURAS ESPECIALES : AFA 398 : Ing. MOSCOSO BAZALAR, Pedro / Ing. PACORA PEREZ, Carmen / Ing. CHILET CAMA, Wilber

INTEGRANTES: 20082213H RPC : 987610497 e-mail : arq.h.de.la.cruz@gmail.com

INDICE GENERAL 1. INTRODUCCION 11. RIGIDEZ TORSIONAL 2. OBJETIVOS 12. PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS Y ZAPATAS 3. FUERZA CORTANTE EN LA BASE DE LA ESTRUCTURA 4. FUERZA SISMICA POR PISO 5. CORTANTE POR NIVELES 6. LONGITUD MINIMA DE PLACAS

12.1 12.2 12.3 12.4

COLUMNA EXCENTRICA (E-1) ZAPATA EXCENTRICA (E-1) COLUMNA CENTRADA (C-4) ZAPATA CENTRADA (C-4)

13. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS Y LOSAS 15.1 15.2

VIGAS LOSAS

7. CENTRO DE GRAVEDAD (TECHO PRIMER PISO)

14. PLANOS

8. CENTRO DE RIGIDEZ (PRIMER PISO)

15. CONCLUSIONES

9. EXCENTRICIDAD (e) Y MOMENTO TORSOR (t) 10. FUERZA TORSIONAL (POR PORTICO)

1.

INTRODUCCION El presente trabajo escalonado, pertenece al curso de Estructuras Especiales, comandado por la

que dirigen los ingenieros MOSCOSO BAZALAR, Pedro; PACORA PEREZ, Carmen y CHILET CAMA, Wilber, perteneciente al quinto

El resultado del presente informe, responde a los objetivos generales y que brevemente se mas abajo, pero que principalmente hacen referencia a lo desarrollado durante el ciclo 2015-I en lo que respecta al todos los estructurales a considerar, para un edificio de 20 Pisos, con un de 800 m2, ubicado en el distrito de Magdalena del Mar, en donde se emplea un sistema dual y con uso de concreto, para lo cual se

2.

de

OBJETIVOS

OBJETIVOS ESPECIFICOS: Calcular la Fuerza Cortante en la base de la Estructura.

Calcular la Excentricidad.

Calcular la Cortante por Niveles.

Calcular la Rigidez Torsional.

Calcular el Centro de Gravedad del techo del Primer Piso.

Calcular el Centro de Rigidez del Primer Piso.

Calcular el Momento Torsor.

Predimensionar las Vigas y Losas del Primer Piso.

01

3.

FUERZA CORTANTE EN LA BASE DE LA ESTRUCTURA (V) La Fuerza Cortante Total en la base de la Estructura, correspondiente a la

Nuestro edificio, es un edificio de vivienda ubicado en el distrito de Magdalena del Mar, en el Departamento de Lima, construido sobre un suelo flexible y con un sistema estructural de concreto Dual, por lo cual, del RNE, sacamos los siguientes datos:

V= (Z*U*C*S) * P Z = 0.4

R Donde:

Z

= Factor de Zona

U

= Coeficiente de Uso

U = 1.0 C = 2.5 * (Tp) ; T C = 2.5 * 0.9

C

T = hn Ct

T = 51.20 = 1.14

C = 1.98

V = (0.4)(1.0)(1.98)(1.4)*(12 545.30) 7 V = 1 984.71 tn

S = 1.4

R

R=7

P

V= (Z*U*C*S) * P R

45

1.14

S

4.

Por lo tanto:

0.85V = 1687 tn

P = (1000 kg/m2 + 25%*400 kg/m2)*(792.35 + 558.55*19)

FUERZA SISMICA POR PISO

Donde:

H

= Fuerza Horizontal

Pi

= Peso del Piso Analizado

hi

= Altura del Piso respecto al Nivel 0

JUNTA DE SEPARACION SISMICA Toda

debe estar separada de las estructuras vecinas, una distancia para evitar el contacto durante un movimiento Esta distancia

RNE NORMA E-030 (Art. 15.1)

S = 3 + 0.004 * (h - 500)

h: altura deledificio desde el nivel 0.00 en cm

S = 3 + 0.004 * (5120 - 500)

S = 15.48 cm Calculando la Fuerza Horizontal por Piso

02

5.

CORTANTE POR NIVELES

NOTA:

6.

Se observa del cuadro que V1 = H = 1 687 ton

LONGITUD MINIMA DE PLACAS

v= (x%) * V L*t Donde:

v

= Esfuerzo Cortante que toma la placa o muro estructural (10 a 15 kg/cm2)

x%

= Porcentaje de la Fuerza que toman las placas (Para nuestro caso, tomaremos 75%, por ser SISTEMA DUAL)

= 15 kg/cm2

x%

= 75%

V

= 1 687 000 kg

t

= 30 cm

De los datos obtenidos, tenemos:

v= (x%) * V L*t L= (0.75)*(1 687 000 kg)

V t

v

= Espesor de Placa o Muro Estructural

(15kg/cm2)*(30cm)

L = 28.12m

03

7.

CENTRO DE MASA O CENTRO DE GRAVEDAD y

A6

A11

A14

A3 A8

A2

A13

A9

A5

A16

A1

CG

A10 A4

A7

A12 A15

x

NOTA: De los observamos que el Centro de Gravedad se encuentra dentro del tragaluz principal, por lo que podemos concluir que el edificio no se encuentra correctamente configurado.

04

8.

CENTRO DE RIGIDEZ

RIGIDECES DE LOS PORTICOS CRx =

Ky*x = 2465.19168 = 13.44 Ky

CRx =

183.422

Kx*y = 5683.79325 = 11.85 Kx

479.645

CR = (13.44 ; 11.85

9.

EXCENTRICIDAD (e) Y MOMENTO TORSOR (t)

CR CG

EXCENTRICIDAD (e)

MOMENTO TORSOR (t)

CG = (15.04 ; 11.85)

t=H*e

CR = (13.44 ; 11.85)

t = 1 687 000kg * 1.60

e = (15.04 - 13.44 ; 11.85 - 11.85)

t = 1687ton * 1.60 t = 2699.2

e = (1.60 ; 0.00)

e = 1.60

t = 2699.2

05

10.

FUERZA TORSIONAL (POR PORTICOS)

FUERZA TORSIONAL (Fi)

RIGIDEZ TORSIONAL

Fi = t * K * Di Ki Di2 = 72 788.857 cm3 m2

06

12.

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS Y ZAPATAS

12.1

E 1

AREA DE INFLUENCIA

= 10.9244 m2

CARGA MUERTA

= (1000 kg/m2)*(10.9244)*(20) = 218 488 kg

CARGA VIVA

= (400 kg/m2)*(10.9244)*(20)

f'c

= 420 kg/cm2

(RESISTENCIA DEL SUELO)

AREA DE COLUMNA

= 1.4 CM + 1.7 CV O.30 f'c

= 87 395 kg

= (1.4 * 218 488kg) + (1.7 * 87 395 kg) 0.30 * 420 kg/cm2 AREA DE COLUMNA

= 2.5 kg/cm2

= 3 606.78 cm2

SEG N EL C LCULO REALIZADO, PODEMOS CONCLUIR QUE LAS DIMENSIONES DE LA COLUMNA E-1 SER N DE:

1.85m * 0.20m

12.2 d

1,85

AREA DE ZAPATA

= CM + CV = 218 488kg + 87 395 kg

d

2.5 kg/cm2 = 122 353.2 cm2 (2d + 185) * (d + 20) d

= 1.95 m

3.80m * 2.15m 12.2.1 AREA DE ZAPATA

= 3.80 m * 2.15 m = 8.17 m2

Peso Adicional por Zapata

= 2 400 kg/m3 * 8.17 m2 * 0.60m

Peso Adicional por Suelo

= 11 764.8 kg.

CM + CV + PAZ + PAS

= 327 942 kg.

2.5 kg/cm2

= 1 400 kg/m3 *8.17 m2 * 0.90 m = 10 294.2 kg

= 131 176.8 = (2d + 185) * (d+20) d

= 2.05 m

3.90m * 2.25m

07

12.

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS Y ZAPATAS

12.3 COLUMNA CENTRADA (C-4)

C

AREA DE INFLUENCIA

= 23.0037 m2

CARGA MUERTA

= (1000 kg/m2)*(23.0037)*(20) = 460 074kg

CARGA VIVA

= (400 kg/m2)*(23.0037)*(20)

f'c

= 420 kg/cm2

(RESISTENCIA DEL SUELO)

4

AREA DE COLUMNA

= 1.4 CM + 1.7 CV O.35 f'c

= 184 029.6kg

= (1.4 * 460 074 kg) + (1.7 *184 029.6 kg) 0.35 * 420 kg/cm2 AREA DE COLUMNA

= 2.5 kg/cm2

= 6 509.89 cm2

SEG N EL C LCULO REALIZADO, PODEMOS CONCLUIR QUE LAS DIMENSIONES DE LA COLUMNA C-4 SER N DE:

1.45m * 0.45m

12.4 ZAPATA CENTRADA (C-4) d

1,45

d

AREA DE ZAPATA

= CM + CV = 460 074 kg + 184 029 kg 2.5 kg/cm2 = 257 641.2 cm2

(2d + 145) * (2d + 45) d

= 2.10 m

5.65m * 4.65m 12.2.1 AREA DE ZAPATA

= 5.65 m * 4.65 m = 26.27 m2

Peso Adicional por Zapata

= 2 400 kg/m3 * 26.27 m2 * 0.60m

Peso Adicional por Suelo

= 37 828.8 kg.

CM + CV + PAZ + PAS

= 715 032 kg.

2.5 kg/cm2

= 1 400 kg/m3 *26.27 m2 * 0.90 m = 33 100.2 kg

= 286 012.8 = (2d + 145) * (2d+45) d

= 2.25 m

5.95m * 4.95m

08

14.

PLANOS A

B

C

D

E

F

7

7

6

6

5

5

4

4

3

3

2

2

1

1

A

B

C

D

E

F

PLANTA PRIMER PISO ESC. 1/125

10

A

B

C

D

E

F

7

7

6

6

5

5

4

4

3

3

2

2

1

1

A

B

C

D

E

F

ESC. 1/125

11

14.

ELEVACION

ESC. 1/175

12

15.

RECOMENDACIONES Y CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

SI SE USA CONCRETO DE RESISTENCIA 280 kg/cm2, SE DEBEN AUMENTAR LAS DIMENSIONES DE LAS COLUMNAS DEL PLANO ORIGINAL.

POR SER UN EDIFICIO DE 20 PISOS, ESTO EXIGE UN ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS (EMS) PREVIO A CUALQUIER PROYECCION ESTRUCTURAL.

PONER MAS PLACAS EN "y" PORQUE LA EXCENTRICIDAD RESULTA MAYOR POR EL EJE "x".

EL CENTRO DE MASA DEL EDIFICIO SE ENCUENTRA DENTRO DEL TRAGALUZ PRINCIPAL, ESTE SE ENCUENTRA UN POCO ALEJADO DEL CENTRO DE RIGIDEZ, LO CUAL HACE QUE ESTE EDIFICIO SEA MAS PROPENSO A SUFRIR FALLAS POR TORSION.

UTILIZAR PLACAS EN LA CAJA DE ESCALERAS Y EN EL ASCENSOR.

HACIENDO LAS VERIFICACIONES CORRESPONDIENTES, OBSERVAMOS QUE AL PREDIMENSIONAR LAS COLUMNAS, ESTAS ARROJABAN UNAS MEDIDAS, QUE AL SER COMPROBADAS POR ESBELTEZ, ESTAS SI ERAN LAS DIMENSIONES ADECUADAS. DEL MISMO MODO, COMO CON LAS COLUMNAS, LAS ZAPATAS FUERON CALCULADAS Y LUEGO RECTIFICADAS, Y SE OBTUVO UNAS MEDIDAS CORRECTAS. LAS VIGAS CUMPLEN CON UN ANCHO Y PERALTE REQUERIDOS SEGUN LOS CALCULOS.

13