CONCEPTOS GENERALES
Definición de Estructuras: Es el conjunto de elementos resistentes, convenientemente vinculados entre sí, que accionan y reaccionan bajo los efectos de las cargas. Su finalidad es resistir y transmitir las cargas del edificio a los apoyos manteniendo el espacio arquitectónico, sin sufrir deformaciones incompatibles.
Exigencias básicas de las Estructuras: Los requisitos o exigencias básicas que una estructura debe cumplir son:
EQUILIBRIO: Se identifica con la garantía de que el edificio no se moverá. Tienen cierto grado de movimiento, pero comparado a las dimensiones del edificio los desplazamientos de este edificio son tan pequeños que a simple vista parece inmóvil y sin deformación alguna. Un cuerpo no se mueve en una sola dirección, si se aplican otras fuerzas de igual magnitud y dirección aplicada en sentido contrario lo anulan. Cuando esto sucede se dice que el cuerpo está en equilibrio. ESTABILIDAD: Se relaciona con el peligro de movimiento inaceptables del edificio en su totalidad. Debe estar bien equilibrado. Cuando un viento huracanado actúa sobre un edificio alto y éste no se halla adecuadamente arraigado en la tierra o equilibrado por su propio peso, puede volcarse sin desintegrarse. El edificio es inestable desde el punto de vista rotatorio, éste peligro existe también cuando un edificio no está bien equilibrado y apoya sobre un suelo de resistencia no uniforme. Un edificio construido sobre la ladera de una colina empinada puede mostrar una tendencia a deslizarse hacia abajo por acción de su propio peso. Todos estos casos de inestabilidad se relacionan con el suelo y con los cimientos del edificio.
RESISTENCIA: Se relaciona con la integridad de la Estructura y de cada una de sus partes, sometidas a cualquiera y todas las cargas posibles. Para ello se elige primero el sistema estructural y se establecen las cargas que actuarán sobre él y se compara con el tipo y magnitud de las tensiones que el material puede resistir sin peligro. Se usan coeficientes de seguridad de magnitud diversa para tener en cuenta las incertidumbres en cuanto a condiciones de carga y propiedades de los materiales. El proyectista debe verificar la resistencia ante distintas condiciones de carga a fin de obtener la peor configuración de tensiones en puntos significativos de la estructura. FUNCIONALIDAD: Se tendrá en cuenta si se cumplen las condiciones funcionales del edificio ya que éstas son previas al diseño de la obra y por lo tanto la estructura deberá facilitar, o por lo menos no interferir, el buen funcionamiento arquitectónico. La excesiva flexibilidad de una estructura puede menoscabar su funcionalidad si las deformaciones debidas a las cargas estáticas tornan difícil o incómodo el movimiento de las personas sobre aquella. ECONOMÍA: El carácter utilitario de la estructura es tan fundamental que la economía influye sobre los sistemas estructurales de edificios no utilitarios. El costo de la estructura no alcanza por lo común al 20-30% del costo total del edificio. Por lo tanto, aún una disminución sustancial en la estructura rara vez representa una economía superior a un pequeño porcentaje del costo total .Los dos factores más importantes en el costo de una estructura son los materiales y la mano de obra. A este respecto, hoy encontramos en el mundo dos tipos básicos de economía. En la primera, usual en los países industriales más avanzados, el costo de los materiales es relativamente bajo y el de la mano de obra es relativamente alto. En los países menos desarrollados, esta relación se invierte ESTÉTICA: El Arquitecto al decidir el sistema estructural que considera más conveniente para expresar el concepto del edificio, impone además sus postulados estéticos a la obra. Independientemente de ello, por tratarse de un hecho formal, la estructura es de por sí portadora de una emoción estética. Según los espacios arquitectónicos que la estructura contribuye a limitar o sostener, el análisis de los aspectos estéticos será planteado de diferente manera, es posible que la estructura se subordine a la función o que sea una parte activa en la expresión de la arquitectura.
CARGAS Definición de Cargas: Causa capaz de producir estados tensionales en una estructura. Clasificación según el tiempo de aplicación las cargas se clasifican en: PERMANENTES: son las que duran toda la vida útil de la estructura. Comprenden al peso propio de la estructura y el de todas aquellas partes de la construcción rígidas y permanentemente ligadas a ellas. Ejemplo: estructura, instalaciones, cerramientos, revestimientos, contrapisos, etc. ACCIDENTALES: son aquellas que cuya magnitud y/o posición pueden variar a lo largo de la vida útil de la estructura (actúan en forma transitoria, existiendo en determinados momentos solamente). Ejemplo: viento, personas, nieve, muebles, terremotos, etc. Clasificación según su ubicación en el espacio:
CONCENTRADAS O PUNTUALES: Son las que actúan sobre una superficie muy reducida con respecto a la total. Ejemplos : columna o viga que apoya sobre una viga. Rueda de un puente grúa sobre la vía. Anclaje de un tensor.
DISTRIBUIDAS: Son las que actúan sin solución de continuidad a lo largo de todo el elemento estructural o parte de él. A la vez se dividen en uniformemente distribuidas y distribuidas no uniformes:
UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDAS: son aquellas que mantienen un mismo valor en toda su expansión. Ejemplos de ellas son el peso propio de una losa, la presión de agua sobre el fondo de un depósito, o el público en una sala de espectáculos.
NO UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDAS: son aquellas en las que varía su valor en los distintos puntos de su extensión. Ejemplos de ellas son la acción del viento, una pared de altura variable, o la presión en la pared de un tanque.
CARGA DE VIENTO: Este tipo de cargas no se tiene en cuenta en edificios de menos de 15 m de altura o que la proporción altura / ancho sea menor o igual a 2. Es una carga difícil de determinar, depende de la velocidad, ubicación geográfica, altura y forma de la construcción. Se recurre a los reglamentos donde se encuentran en valores expresados en kg/m2 . Se considera dirección en direcciones desfavorables. CARGAS SÍSMICAS: Son vibraciones simultáneas en forma vertical y horizontal (más intensas). Se transmiten a través de las fundaciones, son movimientos convulsivos mayores en los pisos mas altos. Cargas por presión del terreno: Actúa sobre las paredes de un sótano o muro de contención, originada por el deslizamiento del terreno que trata de contener. La resistencia a desmoronarse depende del terreno. Por ejemplo: La arena seca tiene un menor ángulo de deslizamiento que la tierra compacta que posee una mayor resistencia al desmoronamiento. EMPUJE PASIVO: La tierra tiende a mover la estructura. EMPUJE ACTIVO: El muro se opone al movimiento del suelo. FORMAS ELEMENTALES Y SUS CUALIDADES ESTRUCTURALES Si tomamos como base la relación entre la forma y la calidad estructural, podemos considerar ocho elementos geométricos: Una partícula Aquí una partícula quiere decir un elemento de cualquier forma pero tan pequeño que no tiene valor estructural propio y en la escala de su uso. Visualmente es capaz de contribuir únicamente a la textura de una superficie. La arena en el mortero y la grava en el concreto, en este sentido son partículas. Un tendón Un tendón quiere decir un elemento de longitud extremadamente grande comparada con su sección transversal. Los tendones pueden ser de cualquier material, exceptuando los quebradizos que los hacen demasiado frágiles para que tengan algún valor práctico, por lo que la dureza y resistencia a la tensión son sus atributos necesarios. Es eficiente únicamente para resistir tensión
axial. Se pandea a la compresión aún bajo su peso propio y no tiene resistencia a la flexión ni a la torsión. La tensión tenderá a enderezar un tendón , pero sólo si está vertical estará verdaderamente recto .En un tendón horizontal la tensión tiene un ligero efecto hacia arriba, suficiente para soportar su peso propio; cuando se deben soportar cargas transversales, lo anterior es aún más cierto, se necesitará de un tendón más fuerte y aún así surgirá una deflexión claramente visible.
Una hoja Una hoja es un miembro plano de muy grande área comparada con su espesor uniforme. Los requisitos de los materiales son los mismos que para los tendones, por ejemplo, resistencia a la tensión y a la dureza. Este elemento es eficiente para resistir fuerzas de tensión en su mismo plano y se pandeará con cualquier otra fuerza. Presentará una combadura debido al peso propio y a alguna otra carga transversal; sin embargo con suficiente tensión en una o más direcciones una hoja puede ser visiostáticamente recta para algunas cargas ligeras. No es posible darle a una hoja curvatura doble y hacerla trabajar como un arco suspendido en dos direcciones sin cortar y reconectar las orillas o alguna otra deformación.
Una hoja con marco, es un tablero estructural muy usado, la hoja se encuentra unida de manera continuas a todo lo largo de las orillas .El conjunto formado es capaz de resistir más fuerzas que la hoja o el marco solo, en relación a la tensión en su plano y también a la tensión y compresión diagonales. Para estos dos grupos la tendencia es a deformarse de una forma cuadrada a una de diamante mediante la deformación de las diagonales.
Un tabique Un tabique es una pieza de material tan grande que tiene significado estructural por sí mismo. Su orientación es de importancia ; los tabiques de materiales que no resisten tensión puden ser efectivos unicamente para resistir compresión en cualquier dirección. Además de esta cualidad obvia, un tabique puede resistir todas las clases de fuerzas efectivamente; para la mayoría de los fines prácticos un tabique de cualquier material estructural es visiostático para cualquier carga.Un tabique grande es un bloque. La calidad espacial del bloque rebunda en gran resistencia y rigidez. Por lo tanto, la serie semirígida se forma dando calidades espaciales a la partícula, el tendón y la hoja, convirtiéndolos.
Una varilla Una varilla es relativamente más gruesa que un tendón, su corpulencia le ha dado, como entero, alguna resistencia a la compresión en su misma dirección ,ya sea que este causado por compresión axial o por flexión. Tiene también alguna resistencia a la torsión y a causa de su rigidez es posible soportar cortante transversal como es necesario para una acción de viga. Si el material no soporta al tensión, la varilla pude resistir solo compresión; tiene únicamente lo que en construcción se denomina calidad de columna. Una varilla tiene resistencia a todas las fuerzas, si es un material rígido, es visiostatica para fuerzas axiales pero sólo rígida como una viga por ejemplo a la flexión con cortante y en torsión. Una varilla gruesa corta , soportará altas fuerzas de compresión axiales sin pandearse, mientras que una varilla larga y esbelta se pandeará a una fuerza bastante menor.
Una placa Una placa es relativamente más gruesa que una hoja con el efecto principal de que puede resistir algo de compresión en su propio plano, ya sea causada por flexión en/ o transversal a dicho plano o por compresión directa. Para materiales que no resisten a la tensión , está compresión es la única fuerza que la placa puede resistir y tiene lo que en construcción podría denominarse la calidad de un muro de bloques sin refuerzo .
Las placas de gran área comparada con su espesor , con algo de calidad de hoja, se pandearan para fuerzas muy grandes en su propio plano, como lo hacen las varillas esbeltas . Para darle calidad de bloque y utilizar mejor el material, es necesario sostenerla o sujetarla transversalmente a su plano a intervalos apropiados. Vigas y Tablones, una viga es una placa oblonda usada de canto, soportando fuerzas en su plano. Comparada con una placa cuadrada su resistencia y rígidez estan disminuidas debido a la degeneración hacia la forma de varilla.Las vigas de cualquier forma en elevación pueden imaginarse como recortadas de una placa y, por lo tanto, los marcos y los porticos tienen características de placa. Puesto que las vigas a pesar de ser rígidas no son verdaderamente visiostaticas, aún para fuerzas en su plano,han perdido algo de su naturaleza de placa ,su deflexión baja cargas es una consideración importante en el diseño o proyecto.
Un tablón,es una placa oblonga usada , acostada , por ejemplo,soportando fuerzas transversales a su plano. Es estable a la flexión pero no tan fuerte o rígido como cuando se usa de canto. Tablones cercanos, paralelos, iguales con carga igual se flexionan igual, ya que ninguno se ayuda o se apoya en el otro. Juntos trabajan como una placa de dimension igual a la suma de los tablones.
Bloques Los bloques son por así decirlo , tabiques tan grandes que en la escala de su uso hay material de sobra de acuerdo con su rigidez y resitencia. Por lo tanto, se pueden formar cavidades y otras formas útiles en ellos sin pérdida de calidad estructural esencial. Un bloque es el común denominador , no sólo para las formas elementales
mencionadas
anteriormente , sino para todas las estructuras.Por sí mismo un bloque puedes ser de roca virgen, o mediante algunas elaboraciones externas ,un monumento. Con formas más osadas se hacen posibles las curvas, túneles y como extremo , esculturas.
ESTRUCTURAS CONVENCIONALES Tipos: Estructura de Concreto Armado: Es aquella formada por losas macizas o aligeradas apoyadas en vigas y columnas; en éstas también existen muros de corte o placas que tienen como función principal aumentar la resistencia y rigides lateral, muy necesaria frente a movimientos sísmicos. Estructura de Albañileria Confinada: es aquella formada por losas macizas o aligeradas apoyadas en muros de ladrillos y/o en vigas, pudiendo tener columnas de concreto armado en el caso de usarse albañileria confinada, ó no tener columnas en el caso de usarse albañileria armada. Diferencias Debemos diferenciar claramente la albañileria confinada, como tipo de construcción, contra otros pórticos de concreto armado rellenos con unidades de albañileria. En el primer caso, se construyen primero los muros de ladrillo y porteriormente se vacían las columnas de amarre, de manera que se desarrolle una buena adherencia entre los dos materiales, mientras que en el segundo caso se construye en primer lugar el pórtico de concreto armado y posterormente se rellena con las unidades de albañileria; lo que no permite que se desarrolle adherencia entre los dos materiales. Esto marca una diferencia importante de comportamiento entre estos dos materiales de construcción. La estructura de los edificios de albañileria está compuesto de dos elementos:
Los muros de albañileria y
Las losas o techos de concreto armado.
Los muros son los elementos estructurales principales, tanto por cargas de gravedad como por sismos, la distribución simetrica de ellos en planta así como una densidad adecuada en las dos direcciones será determinante para un buen comportamiento sismo-resistente. Criterios de estructuración para la Albañileria Confinada. El desarrollo de la parte estructural en el caso de la albañileria confinada, depende totalmente de la solución arquitectonica.
1. Debe existir una suficiente cantidad de muros en cada dirección que asegure esfuerzos y desplazamientos adecuados en cada una de las direcciones de la edificación. 2. Se deben evitar efectos torcionales excesivos, procurando que en planta los muros resistentes tengan en lo posible una disposición simetricaen ambas direcciones. Si esto no se puede conseguir, por la presencia de vanos ó por la distribución arquitectonica, se recomienda utilizar porticos y/o muros de concreto armado (placas) en la dirección donde exista deficiencia de muros de ladrillos, con la finalidad de que estos elementos absorvan la fuerza sismica. 3. En construcciones de ladrillo que por razones arquitectonicas exista una deficiencia de muros resistentes en una dirección es recomendable que las escaleras de concreto armado se ubiquen en el sentido que se tenga la densidad mas desfavorable. 4. Para que un muro se considere confinado, será necesario que la albañileria esté enmarcada en sus cuatro bordes por elemen tos de concreto armado. 5. Tratar en los posible que el techo sea un diafrgma rigido en su plano (losa aligerada, nervada, mazisa, etc) que permita la idealización de la estructura como una unidad, donde las fuerzas horizontales aplicadas puedan distribuirse en los muros de acuerdo a su rigides lateral, manteniendo todos una misma deformación lateral para un determinado nivel. 6. Tratar de reducir el peso de la edificación hasta donde sea posible, a fin de minimizar las fuerzas inerciales generadas por el sismo 7. Los alfeizares de las ventanas deberan separarse de los muros mediante una junta sismica. 8. Se recomienda no asentar mas de 1.20 m de altura de muro en una jornada de trabajo y que se dejen libres las juntas verticales correspondientes a ½ hilada superior, llenandolas al empezar la segunda jornada. 9. se recominda vaciar los confinamientos verticales hasta dejar una distancia de 40 centimetros hasta el fondo de la losa o viga, vaciandose la parte restante junto con el techo, de tal manera que es posible bajar a los confinamientos verticales, las varillas del
techo o de la viga, con lo que se consigue dar a las varillas la necesaria longitud de anclaje, ademas se logra un amarre efectivo entre el techo y los muros. 10. En terrenos blandos y humedos, así como en terrenos no debidamente consolidados (rellenos) la cimentación debe ser corrida, llevar refuerzos metálicos y tener una profundidad suficiente con el objeto de evitar asentamientos diferenciales. PREDIMENSIONAMIENTOS La Losa Aligerada: En losas aligeradas continuas conformadas con viguetas de 10 cm. de ancho, bloques de ladrillos de 30 cm. de ancho y losa superior de 5 cm. con sobrecargas menores a 300 Kg/m2 y luces menores de 7.5 m. Se cumple que: El peralte de la losa será la venticincoava parte de la luz. La losa se armara en la dirección de menor longitud entre los apoyos. Confinamientos: Los confinamientos tanto verticales como horizontales tendrán un espesor mínimo al del muro bruto o del techo según corresponda. Muros portantes: Como debemos procurar que el peso de la edificación sea el mínimo posible para aminorar las fuerzas de inercia originadas por el sismo, se considera que inicialmente todos los muros son de 15 cm. de espesor. Pero conforme se vayamos avanzando en el cálculo de esfuerzos producidos en los muros se definirá la necesidad de aumentar el espesor de estos, si así lo requiere el diseño.
SISTEMAS ESTRUCTURALES - CLASES Los sistemas estructurales se clasifican según los materiales usados y el Sistema de Estructuración Sismo-resistente predominante. Según la clasificación de la edificación a proyectar se usará un coeficiente de Reducción de fuerza sísmica ( R ) y se tendrá un límite de altura. (Ver tabla) SISTEMAS ESTRUCTURALES Sistema Estructural Coeficiente de reduccion, R para Limite de altura estructuras regulares Pórticos de Acero Con nudos rígidos y/o sistema de arriostramiento Pórticos de Concreto Armado Sistemas en el que las cargas verticales y horizontales son 10 ____ resistidas unicamente por pórticos de concreto armado. Sistema Dual Sistema en el cual las fuerzas horizontales son resistidas por una combinación de pórticos y muros de concreto armado en adición de la caja de ascensores o escaleras. Muros de Concreto Armado Sistema en el que la resistencia sísmica está dada 7.5 ____ fundamentalmente por muros de concreto armado. Albañilería Armada o Confinada Sistema en el cual los muros de Albañilería resisten cargas verticales u horizontales. El 6 15m sistema puede incluir algunos elementos de concreto armado para resistir estas cargas. Construcciones de madera 7 8m CATEGORIA, SISTEMA ESTRUCTURAL Y REGULARIDAD DE LAS EDIFICACIONES
De acuerdo a la categoría de una edificación y la zona donde se ubique, esta deberá proyectarse observando las características de regularidad y empleando el sistema estructural que se indique en la siguiente tabla.
CATEGORIA Y ESTRUCTRUCTURA DE LAS EDIFICACIONES Categoría de la Edificación
Regularidad Estructural
Zona
Sistema Estructural Acero, Muros
de
concreto
armado, albañilería armada o A
Regular
2y1
confinada, sistema dual. Acero, Muros de concreto armado, albañilería armada o
B
Regular o Irregular
3y2
confinada, sistema dual, madera Acero, Muros de concreto armado, albañilería armada o confinada, sistema dual.
C
Regular o Irregular
1 3,2 y 1
Cualquier sistema. Cualquier Sistema
CRITERIOS GENERALES PARA ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO Es recomendable que la estructuracion sea lo mas simple y limpia posible porque mientras mas compleja es la estructura, mas dificil resulta predecir su comportamiento sismico; de manera que la idealizacion necesaria para su analisis sismico se acerque lo mas posible a la estructura real. Debe tratar de evitarse que los elementos no estructurales distorsionen la distribucion de fuerzas considerada, pues se generan en elementos que no fueron disenados para esas condiciones. Los principales criterios, que son necesarios tener en cuenta para lograr una estructura de concreto sismo-resistente son:
Generalidades 1. En regiones sísmicas es de gran importancia que el diseño estructural esté orientado a resistir sismos severos con la posibilidad de daños estructurales importantes y con la posibilidad remota de que ocurra un colapso de la edificación 2. Se debe tener en cuenta el coeficiente de sismo con el cual se deben diseñar las estructuras de las edificaciones buscando lograr un comportamiento elástico durante los sismos leves, cuya frecuencia de ocurrencia es alta, y un comportamiento inelástico (proporcionando ductibilidad) durante sismos severos, cuya probabilidad de ocurrencia es menor. 3. La observación de las fallas producidad por los sismos en las estructuras dañadas permiten llegar a la conclusión que previenen de sectores en donde se producen cambios bruscos de las propiedades resistentes y principalmente de las rigideses (columnas cortas, vigas muy peraltadas , problemas de estructuración de diseño o construción). 4. Simplicidad y simetría.- Las estructuras simples se comportan mejor durante los sismos. Nuestra habilidad para predecir el comportamiento sísmico y para idealizar los elementos estructurales es mayor para las estructuras simples que para las complejas. La simetría de la estructura en dos direcciones es recomendable, pues su falta produce efectos torsionales que son difíciles de evaluar y pueden ser muy destructivos. Mientras mayor excentricidad exista, mayores serán los problemas. Cuando no exista coincidencia entre el centro de masas y el centro de rigidez, el movimiento sísmico no
sólo ocasionará un movimiento de traslación, sino un giro en la planta estructural (torsión), la cual incrementará los esfuerzos debidos al sismo, pudiendo sobrepasar los esfuerzos resistentes. 5. Resistencia y Ductilidad.- Las estructuras deben tener un sistema de resistencia sísmica adecuada en todas las direcciones; por lo menos, en dos direcciones ortogonales o aproximadamente ortogonales, de tal manera que se garantice tanto la estructura como un todo como de cada uno de sus elementos. La ductilidad depende de la carga aplicada al elemento; es decir, que actúa diferente según el tipo de material constituyente. Si este es concreto armado, un aumento de la carga se traduce en un aumento de la resistencia con disminución de la ductilidad. 6. Hiperestaticidad y Monolitismo.-
Las estructuras deben tener una disposición
hiperestática, pues ésta logra una mayor capacidad resistente al permitir que, por producción de rótulas plásticas, se disipe en mejor forma la energía sísmica, otorgándole a la estructura un alto grado de seguridad. 7. Uniformidad y continuidad de la estructura.- La estructura debe ser continua, tanto en planta como en elevación, con elementos que no cambien bruscamente de rigidez, de manera que se eviten concentraciones de esfuerzos. Si al usar placas, se requiere eliminarlas en algún nivel; no deberá hacerse un cambio brusco, sino reducciones paulatinas de manera que se obtenga una transición. Si las placas se interrumpen en niveles inferiores (edificios con estacionamientos), además de la concentración de esfuerzos, las demandas de ductilidad se concentran en las columnas inferiores (dado el comportamiento similar a cuerpo rígido de la placa superior), lo cual es muy difícil de conseguir dadas las características propias de las columnas.
ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE UN SISTEMA APORTICADO
Losas Viga Columna Muros de concreto reforzado ( hormigón reforzado) Cimentación
LOSAS Tienen 2 funciones:
Transmisión u cargas verticales hacia las vigas (carga muerta y carga viva) o sobre carga.
Actúa como un diagrama rígido para recibir cargas de sismo. (todos los elementos, desplazamientos uniforme)
Tipos de Losa 1 2
LOSA MACIZA.-
Son losas íntegramente a base de concreto y acero de refuerzo.
Se pueden dar en pequeños ambientes (resulta económico en luces menores de 5mts.)
A mas luz mas vibración
Predimensionamiento H= L 30 h = Peralte de la losa L = Luz libre entre apoyos
3
LOSAS NERVADAS.
Tienen nervios o viguetas cada cierta distancia, unidas por una losa maciza superior mas delgada.
Se requiere de un encofrado que siga la superficie lateral de las nervaduras y el fondo de la losa superior.
Predimensionamientos:
Se utiliza cuando las luces son demasiados grandes de 7m. a 8mts.
En paños cuadrados 8 x 8, 9m x 9m.
El encofrado resulta no económico.
El dimensionamiento del espesor como la separación entre nervios es independiente del ladrillo, pues se sigue un diseño estructural a base de las cargas que esta recibe; pudiendo colocarse planchas de tecnopor para su relleno.
4
LOSAS ALIGERADAS
Elemento de concreto armado en la cual el ladrillo actúa como relleno entre las viguetas.
Predimensioanmientos:
En sobrecargas menores a 300rg/m2 a 350rg//m2
Luces menores a 2.5m
El peralte de las losas, se podrán dimensionar siguiendo los siguientes criterios:
5 6
h= 17cm. para luces de 4m.
7
h = 20cm. para luces comprendidos entre 4 y 5m.
8
h = 25cm. para luces comprendidos entre 5 y 6.5m
9
h = 30cm. para luces comprendidos entre 6 y 7.5m.
h = incluye los 5cm. de losa de concreto h=L 21 *
h= peralte de losa
h=L
L = luz libre en un tramo
25 *
mas de dos tramos
Analizar el sentido del aligerado en conjunto, buscando la luz mas critica y uniformizar el peralte.
El sentido del aligerado se da por el sentido de las viguetas buscando la luz mas corta entre apoyos.
Buscar continuidad de tramos.
Los
aligerados
armados
en
una
dirección
resulta
económicas
hasta
luces
aproximadamente de 7mts.
Cuando se tienen paños mas o menos cuadrados y de luces entre 6 y 8mts. Aproximadamente, se pueden usar aligeradas a 2 sentidos y para el caso de luces mayores, se puede estructurar considerando losas nervadas en 2 direcciones.
VIGAS. Atenúan la concentración de esfuerzos en la losa de los techos. Incrementan la rigidez lateral del sistema estructural. VIGAS CHATA (VCH).- Dentro de la losa para efectos de amarre. VIGAS PERALTADAS (VP).- El peralte de la viga es mayor que el peralte de la losa. Viga mas resistente y rígida que la viga chata. Pueden ser peraltadas invertidas (VPI) con igual componente estructural. (usada por efectos de diseño)
Predimensionamientos: - ancho mínimo: b=25cm.
h= L
h=L
10
12
VIGAS PRINCIPALES
(Soportan las cargas de los techos)
VIGAS SECUNDARIAS
COLUMNAS.
Es uno de los elementos estructurales mas importantes.
Su falla podría causar el colapso progresivo de una estructura.
Son elementos que saben de apoyo a otros elementos que generalmente son vigas.
Su función es transmitir las cargas que reciben hacia la cimentación.
Predmesionamiento:
Ancho mínimo 25cm. x 25cm.
Para edificios aporticadas íntegramente (columnas y vigas). Se recomienda no exceder a 6 pisos (comportamiento mejor)
Por experiencia de estructuraciones que han dado, se puede tomar como referencia que el área de la columna, puede variar de 1000 a 3000cm2 (solo para casos de luces menores a 7mts.)
Si se trata de edificaciones de pocos pisos y de luces importantes, es posible que los momentos produzcan importantes excentricidades importantes y se busque una sección con mas pelare para la dirección donde el momento es crítico.
Para este tipo de edificios se dispondrán columnas de 35x35 cm, 40x40 cm, 25x50 cm, 30x60cm, 30x40 cm, 30x50 cm, o circulares de 40 ó 50 cm de diámetro, no olvidando la importancia de ubicar columnas con suficiente Peralte en las 2 direcciones.
Es muy útil colocar colum. esquineras en forma de L, columnas exteriores en forma de T.
Para luces que sea mayor a 7mts., se podrá predmensionar el peralte de la columna (lado mayor de la columna)con por lo menos el 80%del peralte de la viga principal.
La evaluación final de la longitud de las placas tendrán ser hechas por un ingeniero estructural, luego de realizar un análisis sísmico.
MUROS DE CORTE (PLACAS): Es difícil poder fijar un dimensionamiento para las placas, puesto que su principal función es ABSORBER LAS FUERZAS DE CISMO, mientras mas abundantes o importantes sean tomaran un mayor porcentaje del % sísmico total, aliviando mas a los porticos. El considerar edificaciones solamente con paticos, hacen que se obtengan deformaciones laterales muy importantes lo cual no es conveniente, por lo que es ideal combinar placas y paticos. Las placas pueden hacerse de mínimo de 10cm. de espesor, pero generalmente se considera 15cm. de espesor en el caso de edificios de pocos pisos y de 20, 25 ó 30cm., conforme aumentemos el número de pisos o disminuyamos su densidad.
En el Perú se han proyectado una serie de edificaciones de hasta 20 pisos considerando placas de espesor = a 25cm., considerando longitudes apreciables a estas; si por el contrario existen pocas placas en una dirección, es probable que se requiera de espesores mayores como 40, 50cm. La evaluación final de la longitud de las placas tendrían ser hechas por un ingeniero estructural, luego de realizar un análisis sísmico.
CIMENTACIONES.
La función de una cimentación es transmitir con seguridad las reacciones muy concentradas de las columnas y/o muros, con cargas laterales de muros de contención al suelo, sin asentamientos laterales peligrosas para la estructura que soporta y sin falla del suelo.
Si la cimentación de soporte no se proporciona adecuadamente una parte de la estructura puede asentarse mas que otra y esto puede crear esfuerzos demasiados elevadas en las uniones conduciendo a deformaciones grandes.
En cambio si la estructura completa padece de asentamientos iguales los esfuerzos adicionales creadas son mínimas o nulas.
La disposición de los apoyos estructurales varia ampliamente y las condiciones del suelo difiere de un lugar a otro. Por esta razón para un diseño optimo se debe adquirir toda la información posible tanto del suelo como de los elementos de diseño:
Un dato importante y no muy seguro de calcular es la CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO, la cual se determina mediante un estudio de suelo, realizando perforaciones en el terreno y después llevar las muestras al laboratorio.
Otra forma de calcular valores representativos es utilizando tablas predeterminadas para distintos tipos de suelo.
TIPOS DE CIMENTACION ZAPATA AISLADA.- Se usan para columnas aisladas y son económicos par cargas relativamente pequeñas. Consisten en losas rectangulares o cuadradas y pueden tener un espesor constante o variable.
ZAPATAS COMBINADAS.- Estas zapatas soportan las cargas de 20 mas columnas.
Son
necesarias cuando las columnas están bastantes cercanas y las dimensiones de planta están casi en contacto entre si esto puede ocurrir en cimentaciones interiores o en cimentación interior y perimental
ZAPATA CONECTADAS.- Son zapatas similares a las zapatas combinadas excepto que se concluyen independientemente y conectadas por una viga de cimentación. Se utiliza en caso de columnas perimetrales que estén sujetos a grandes momentos producidos por excentricidad de carga para lo cual se busca un apoyo que podría se una columna colindante
PLATEA DE CIMENTACION O LOS DE CIMENTACION Este sistema de cimentación son necesarios cuando la capacidad de resistencia del suelo es muy baja hasta profundidades grandes, lo cual hace que la cimentación con pilotes no sea económica.