Revista | Proyecto de Estructura | Stefany Marcano

Cálculo y Diseño Estructural

Mayo-2021

Vigas Riostras Pag.15

Despiecé Pag.21

Armado estructural Pag.11

Fundaciones Pag.4

Encofrado de fundaciones Pag.13

Proyecto de Estructuras – Stefany Marcano

Índice Introducción

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Fundaciones

4

Armado estructural

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Encofrado de fundaciones

13

Vigas riostras

15

Despiecé

21

Encofrado

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Introducción Las fundaciones son importantes porque es un conjunto de elementos que soportan la superestructura. Dado que la estabilidad de la estructura depende en gran medida del tipo de terreno, se debe prestar especial atención. Si sus funciones duales (estabilidad y resistencia) están completamente satisfechas y los dos estados extremos (es decir, condiciones de uso y resistencia a las condiciones de daño) están controlados, la base estará bien diseñada.

Las vigas riostras son el elemento de la cimentación que une las zapatas aisladas entre si consiguiendo que la cimentación sea más estable. Soportarán cargas considerables si unen zapatas con cargas excéntricas, denominándose en este caso vigas centradoras.

Los encofrados son elementos auxiliares destinados al moldeo “in situ” de hormigones y morteros, siendo su misión la de contener y soportar el hormigón fresco hasta su endurecimiento, sin experimentar asientos ni deformaciones, dándole la forma deseada.

Fundaciones

Fundaciones Es

aquella parte de la estructura que tiene como función transmitir en forma adecuada las cargas de la estructura al suelo y brindar a la misma un sistema de apoyo estable.

Clasificación Fundaciones Directas: Se emplearán para trasmitir al terreno las cargas de uno o varios pilares de la estructura, de los muros de carga o de contención de tierras en los sótanos, de los forjados o de toda la estructuras

Tipos de fundaciones directas Zapata aislada: Cuando el terreno sea firme y competente, se pueda cimentar con una presión media alta y se esperen asientos pequeños o moderados, la cimentación normal de los pilares de un edificio estará basada en zapatas individuales o aisladas.

En general, las zapatas interiores serán de planta cuadrada, tanto por su facilidad constructiva como por la sencillez del modo estructural de trabajo. Sin embargo, podría convenir diseñar zapatas de planta rectangular, o con otra forma, en los casos que sea ventajoso para otro tipo de geometría de zapata.

Cálculo y diseño

Las zapatas aisladas se podrán unir entre sí mediante vigas de atado o soleras, que tendrán como objeto principal evitar desplazamientos laterales. Podrá ser conveniente unir zapatas aisladas, mediante vigas centradoras para resistir momentos aplicados por muros o pilares, o para redistribuir cargas y presiones sobre el terreno.

Zapatas combinadas y corridas:

Cuando la capacidad portante del terreno sea pequeña o moderada, existan varios pilares muy próximos entre sí, o bien las cargas por pilar sean muy elevadas; el dimensionado de los cimientos puede dar lugar a zapatas aisladas muy cercanas, incluso solapadas.

El diseño de zapatas combinadas o corridas podrá ser recomendable para evitar movimientos o asientos diferenciales excesivos entre varios pilares, ya sea por una variación importante de sus cargas o por posibles heterogeneidades del terreno de cimentación.

Cálculo y diseño

Pozos de cimentación: Se podrán realizar pozos de cimentación cuando el terreno lo permita y la ejecución sea ventajosa con respecto a otras soluciones. Los pozos más habituales en edificación son de dos tipos: 1- El primero consiste en un relleno de la excavación desde la cota de apoyo con hormigón pobre, situando la zapata encima de éste de forma que se transmitan las cargas a la profundidad deseada.

2- El segundo tipo, menos habitual, consiste en bajar la cota de zapata hasta alcanzar el nivel de terreno competente de apoyo, elevando a continuación un plinto de gran rigidez con el fin de evitar problemas de pandeo.

La comprobación de los estados límite último y de servicio se hará sobre el plano de apoyo elegido de forma análoga al de zapatas aisladas, añadiendo a las cargas transmitidas por la estructura el peso de la columna de hormigón pobre.

Cálculo y diseño

Emparrillados:

Se utilizarán en dos casos: 1- Cuando el terreno presente baja capacidad de carga y elevada deformabilidad 2- En este caso todos los pilares de la estructura quedarán recogidos en una única cimentación, consistente en zapatas corridas entrecruzadas en malla habitualmente ortogonal. Al quedar así reunidos todos los apoyos de la estructura en una sola cimentación se podrá conseguir una considerable rigidización con el fin de disminuir el problema de la heterogeneidad del terreno impidiendo grandes asientos diferenciales.

Losas:

Cálculo y diseño

Se podrán emplear cuando el terreno presente baja capacidad de carga y elevada deformabilidad o cuando el área cubierta por posibles cimentaciones aisladas o por emparrillados cubra un porcentaje elevado de la superficie de ocupación en planta del edificio.

Metodo de analisis estructural:

La losa recogerá los elementos estructurales del edificio y cubrirá el área disponible, dando así lugar a la mínima presión unitaria, pero a la máxima anchura de cimentación. Especialmente en el caso de suelos compresibles de gran espesor, estas consideraciones pueden dar lugar a asientos considerables a no ser que se planteen compensaciones de cargas.

La losa de cimentación se utilizarán preferentemente para reducir los asientos diferenciales en terrenos heterogéneos.

Cuando el edificio vaya a disponer de sótanos y se vaya a cimentar por medio de losa, es posible que el peso de las tierras excavadas sea semejante al peso total del edificio. En ese caso, la presión unitaria neta que transmitirá la losa al terreno será del mismo orden de magnitud que la presión efectiva preexistente, y los asientos serán probablemente de pequeña entidad. Esta situación particular se denomina cimentación compensada.

Todos los miembros de pórticos u otras estructuras continuas se proyectarán para resistir los efectos máximos de las acciones mayoradas, determinados mediante un análisis estructural elástico (Método de Cross, Kani, Matricial, etc)

En el diseño de vigas y losas continuas, en lugar de métodos más exactos de análisis de pórticos, se pueden emplear los valores aproximados de momentos flectores y fuerzas de corte que se detallan en la Tabla C- 8.2, siempre que se satisfagan las siguientes condiciones:

Armado

Estructural

Armado estructural La técnica constructiva del concreto armado, hormigón armado u hormigón reforzado consiste en la combinación de dos materiales el concreto y el acero de refuerzo. Estos materiales se combinan con el fin de conformar elementos estructurales como vigas, columnas, muros, fundaciones, losas entre otros. Garantizar la adherencia entre estos dos materiales permite a los dos materiales trabajar como uno solo. Para asegurar la adherencia, la mezcla de hormigón, también denominado concreto, recubre en su interior las barras o mallas de acero de refuerzo, denominadas armaduras.

También se puede incluir dentro del hormigón fibras, tales como fibras plásticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los requerimientos a los que estará sometido. El hormigón armado se utiliza en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, túneles y obras industriales. La utilización de fibras es muy común en la aplicación de hormigón proyectado o shotcrete, especialmente en túneles y obras civiles en general.

Cálculo y diseño Las diferentes propiedades mecánicas de concreto y acero implican que en un elemento de concreto armado la tensión mecánica de las armaduras y el concreto en contacto con ellas sean diferentes; ese hecho hace que las ecuaciones de equilibrio que enlazan los esfuerzos internos inducidos por las fuerzas y tensiones en concreto y acero no sean tan simples como las de secciones homogéneas, usadas en la teoría de Euler-Bernouilli.

Son magnitudes geométricas.

“Tensión de la armadura de tracción" (o menos comprimida), la "armadura de compresión" (o más comprimida) y la tensión de diseño del acero de las armaduras.

Son las cuantías mecánicas, relacionadas con el área transversal de acero de las armaduras.

Son el esfuerzo axil y el momento flector resultantes de las tensiones de compresión en el hormigón, en función de la posición de la línea neutra.

Si se usa el diagrama rectángulo normalizado para representar la relación de tensión-deformación del hormigón entonces las tensiones de la armadura de tracción y de compresión se pueden expresar en las funciones anteriores como:

Por otra parte los esfuerzos soportados por el bloque comprimido de hormigón vienen dados por:

Encofrado de fundaciones

Encofrado De Fundaciones • Doblado y montaje de armaduras: El doblado y cortado de las armaduras será realizado de acuerdo a las medidas de los planos estructurales.

• Encofrado: El encofrado para las columnas será construido con madera de 1” con las dimensiones de las mismas y en superficie horizontal. Una vez que el encofrado esté terminado se debe aplicar aceite sucio en toda la superficie interior para impermeabilizarlo y para evitar la adherencia del hormigón, lo que además facilita el desencofrado.

• Colocado del hormigón: Cuando la altura de la columna sea mayor a 2.5 m se debe prever la ubicación de una ventana por donde se vaciará y vibrará el hormigón. Si la altura de la columna es menor o igual a 2.5 m se vaciará y vibrará el hormigón desde la parte superior.

• Desencofrado: El desencofrado de las columnas puede ser realizado a los 7 días, ya que las cargas producidas por la estructura no inciden directamente sobre las columnas si no sobre los puntales de las vigas.

• Curado: Una vez que las columnas hayan sido desencofradas, estas deberán ser forradas con polipropileno de tal manera que sean protegidas contra los rayos solares, al mismo tiempo se verterá agua en su interior.

La sudoración que produce el mismo hormigón ayuda al curado.

Vigas Riostras

Vigas Riostras Las vigas riostras, de atado o de arriostramiento, son piezas o elementos estructurales generalmente de hormigón armado o de cualquier elemento que pueda resistir tracciones, que unen dos o más cimientos o zapatas, figura 3.66.

La finalidad de las vigas riostras es absorber las posibles acciones horizontales que pueden recibir los cimientos bien de la estructura bien del propio terreno, evitando de esta forma el desplazamiento horizontal relativo de uno respecto a otro.

Por su posición, frecuentemente, se usan también para apoyar sobre ellas muros o elementos de cerramientos.

Cálculo y diseño El cálculo de las vigas riostras se realiza como pieza prismática de hormigón armado sometida a tracción simple o compuesta. La resistencia de la sección a tracción se confía exclusivamente a las fuerzas desarrolladas por sus armaduras. La función del hormigón es hacer trabajar solidariamente las armaduras y protegerlas de la corrosión Para tracción simple, siendo: Nd el esfuerzo normal de tracción mayorado, y d1 = d2, las capacidades mecánicas de las armaduras serán:

Para tracción compuesta, es decir, cuando la sección además de soportar un esfuerzo normal de tracción, está sometida a flexión, que puede producir la carga de un cerramiento, las armaduras no son iguales, pues una se encuentra más traccionada que la otra. Si el valor de cálculo del momento flector es Md, las capacidades mecánicas de las armaduras son:

Ahora conociendo todos los valores, despejamos Ag. Aplicando las siguientes condiciones:

Siempre tomamos el mayor valor del los calculados. Luego dependiendo de los resultados, debemos recalcular para obtener el As mínimo a compresión.

Calculamos ahora el área de acero a flexión (Asflexión), con el momento en la pata de la columna.

En esta ecuación conocemos todos los valores para calcular el As (tracción). Ahora nos interesa calcular las dimensiones de la viga de riostra, y tenemos: Donde:

Igual no conocemos B ni H, entonces hacemos As (tracción)=Amín (compresión) y nos queda:

Luego comparamos estos dos aceros a flexion y tomamos el mayor, para luego compararlo con el Amín a compresión y también tomamos el mayor de los dos, por ultimo este acero calculado lo dividimos entre dos, para tener acero arriba y debajo de la viga de riostr

Detalles para las vigas de riostras

Detalles para las vigas de riostras

Detalles para las vigas de riostras

Despiece

Despiece Generación automática de planos acotados para cada una de las piezas del proyecto o para unidades constructivas (por ejemplo, para tabiques).

Todas las piezas de una construcción pueden ser acotadas automáticamente una a una o ser acotadas en el conjunto de cada tabique. El formato de papel, la escala, la información contenida en el cajetín, el número y la representación de las vistas, el tipo de acotación pueden ajustarse en función de los deseos de la empresa, y guardarse estos ajustes.

Encofrado

Encofrados Un encofrado es el sistema de moldes temporales o permanentes que se utilizan para dar forma al hormigón u otros materiales similares como el tapial antes de fraguar.

Sistemas de enconfrados •

Sistema tradicional, Cuando se elabora en obra utilizando piezas de madera aserrada y rolliza o contrachapado, es fácil de montar pero de lenta ejecución cuando las estructuras son grandes. Se usa principalmente en obras de poca o mediana importancia, donde los costes de mano de obra son menores que los del alquiler de encofrados modulares.

Dada su flexibilidad para producir casi cualquier forma, se usan bastante en combinación con otros sistemas de encofrado.

•

Encofrado modular o sistema normalizado, cuando está conformado de módulos prefabricados, principalmente de metal o plástico. Su empleo permite rapidez, precisión y seguridad utilizando herrajes de ensamblaje y otras piezas auxiliares necesarias. Es muy útil en obras de gran volumen.

Sistemas de encofrados •

Encofrado deslizante, Es un sistema que se utiliza para construcciones de estructuras verticales u horizontales de sección constante o sensiblemente similares, permitiendo reutilizar el mismo encofrado a medida que el edificio crece en altura o extensión.

Este encofrado también dispone espacio para andamios, maquinaria, etc.

•

Encofrado perdido, Se denomina al que no se recupera para posteriores usos, permaneciendo solidariamente unido al elemento estructural. Puede hacerse con piezas de material plástico, cartón o material cerámico, y queda por el exterior de la pieza a moldear, generalmente de hormigón.

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Encofrado de aluminio, Sistemas de moldes de aluminio de calidad para la construcción rápida de estructuras de concreto como muros, plataformas, vigas, columnas, etc.