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• Ecler Alan Coaquira

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UNIVERSIDAD ANDINA “NESTOR CACERES VELAQUEZ” INGENIERIA CIVIL

ESTRUCTURACION, PREDIMENSIONAMIENTO, METRADO DE CARGAS

INTRODUCIÓN El presente trabajo consiste en el análisis completo de una edificación, el plano elegido para este trabajo es una edificación multifamiliar de cuatro pisos, de 3 luces x 5 luces. Se realizara el análisis comenzando desde la estructuración donde seleccionaremos los ejes principales, pasaremos al dimensionamiento de los principales elementos estructurales como losas, vigas, columnas, escaleras para luego pasar al metrado de cargas de esos elementos estructurales, terminando el trabajo con el análisis de las vigas y pórticos utilizando el método de Takabeya. Resumiendo el trabajo consistirá de 4 Capítulos:    

Capitulo 1 Capitulo 2 Capitulo 3 Capitulo 4

Estructuración Pre dimensionamiento Metrado de cargas Análisis de vigas y pórticos

Se anexa al final de trabajo copias de los planos originales de la edificación, copia del cuaderno de trabajo, copias del Reglamento Nacional de edificaciones, la parte de cargas que se utilizaron en este cálculo.

ANALISIS ESTRUCTURAL I

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CAPITULO I

ESTRUCTURACION

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1. ESTRUCTURACION Se denomina así al proceso mediante el cual se selecciona el sistema estructural y sus principales elementos que soportaran el peso total de la edificación así como las cargas horizontales de sismo o de viento respectivamente.

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En nuestro plano podemos observar las dimensiones de las luces existentes, en el sentido horizontal observamos que la luz mayor es de 5.80 m y en el sentido vertical, la luz mayor es de 5.45 m, entonces podemos concluir que nuestro eje principal será el eje vertical por encontrarse ahí la luz mayor por lo tanto será nuestra luz más crítica, dejando así al eje horizontal como eje secundario. Analizando el plano y definiendo los ejes, podemos definir cuáles serán las vigas principales y cuales las vigas secundaria, también podemos definir el sentido del armado de la loza, la cual será perpendicular al eje principal o paralelo al eje secundario, armada en un sentido, concluimos que será una estructura a porticada. 

Vigas principales o Eje 1 – 1 o Eje 2 – 2 o Eje 3 – 3 o Eje 4 – 4



Vigas secundarias o o o o o o

Eje A – A Eje B – B Eje C – C Eje D – D Eje E – E Eje F _ F

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ARMADO DE LA LOSA

Losa aligerada armada en un solo sentido

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1. PREDIMENSIONAMIENTO Una vez seleccionado el modelo estructural y los ejes o distribución principal o secundario, determinaremos las dimensiones de los elementos estructurales seleccionados como losas, columnas, vigas, escaleras pasa así obtener algunos parámetros que nos ayuden en el proceso de análisis y diseño estructural.  ALIGERADAS

LOSAS

 LOSAS DEL SEGUNDO, TERCER Y CUARTO PISO En nuestro caso se tendrá un sistema de losa aligerada armada en un solo sentido, las dimensiones obtenidas serán iguales para el segundo piso, tercer piso y cuarto piso. Según el criterio tomado para determinar el espesor de losas aligeradas tenemos las siguientes restricciones: h = Luz Mayor / 18 h = Luz Mayor / 25 Luz Mayor en el sentido del armado de la losa viendo el plano es de 4.45 m., entonces tendremos los siguientes resultados: L= 5.80 + 3.10 / 2 = 4.45 m h = 4.45 m. / 18 = 0.25 m h = 4.45 m. / 25 = 0.18 m h1 + h2 = 0.25 + 0.18 / 2 = 0.21 m CONCLUSIÓN: Utilizaremos una losa de h = 0.20 m. la cual se encuentra dentro de las restricciones.

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Dimensiones de la LOSA del segundo, tercer y cuarto piso.

 LOSA DE LA AZOTEA : Según el criterio tomado para determinar el espesor de losas aligeradas de la Azotea, las restricciones son: h = Luz Mayor / 25 h = Luz Mayor / 30 Luz Mayor en el sentido principal del armado de la losa es de 4.45 m. obteniendo resultado como: h = 4.45 m. / 25 = 0.18 m h = 4.45 m. / 30 = 0.15 m h1 + h2 = 0.18 + 0.15 / 2 = 0.17 m CONCLUSION: Utilizaremos una losa de h = 0.17 m. Dimensiones de la losa de la azotea

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RESUMEN NIVEL Segundo piso Tercer piso Cuarto piso Azotea 

ESPESOR DE LOSA EN METRO 0.20 0.20 0.20 0.17

VIGAS PRINCIPALES Se denominan vigas principales a los elementos reticulados de un sistema a porticado generalmente horizontales y son las encargadas de soportar el peso de la edificación  SEGÚN REGLAMENTO Tenemos las siguientes restricciones: hvp = Luz Mayor / 9 hvp = Luz Mayor / 12 Luz Mayor en el eje principal es de m. y calculando obtenemos: L mayor = 5.45 + 5.32 + +5.33 + 5 15 / 4 = 5.312 m hvp = 5.312 m. / 9 = 0.59 m hvp = 5.312 m. / 12 = 0.44 m hvp = 0.59 + 0.44 / 2 = 0.51 m CONCLUSIÓN: la altura de la viga principal será hvp = 0.50 m., altura que se encuentra dentro de las restricciones.

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Para calcular el ancho de la viga principal utilizaremos la siguiente fórmula: bvp = hvp / 2

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Calculando obtenemos: bvp = 0.50 / 2 = 0.25 m CONCLUSIÓN: El ancho de la viga principal será bvp = 0.25 m. Entonces las dimensiones de la viga son de VP: ( 25 cm x 50 cm ). 

VIGAS SECUNDARIAS Se denominan así a aquellas vigas que sirven solo de arriostre a las vigas principales. Su objeto es soportar tan solo su peso propio y algunas cargas adicionales que se encuentra directamente aplicada sobre ella. Los cálculos se harán de acuerdo a: hvs = Luz Mayor / 14 bvp = hvs / 2 Reemplazamos los datos como la luz mayor en el eje secundario y

obtenemos:

hvs = 4.45 m. / 14 = 0.317 m ~ 0.35 m bvs = 0.317 / 2 = 0.175 m ~ 0.25 m CONCLUSIÓN: De los resultados obtenidos podemos decir que la dimensión de la viga secundaria son VS: ( 25 cm * 35 cm )

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POR EL METODO DEL ACI: Este método nos pide evaluar la distribución de la edificación y seleccionar la mayor área tributaria de las vigas principales, en nuestro caso la mayor área tributaria es aquella que se encuentra en el eje 3 –3 con una longitud de 3 metros. Recomendaciones del ACI USO Departamentos y oficinas Garajes y tiendas Depósitos

SOBRECARGA 250 500 1000

HVP L / 11 L / 10 L/8

BVP AT / 20

Donde: L = luz más critica medida entre caras libres de columnas. AT = Ancho tributario Como nuestra edificación está destinada a departamentos, tomaremos las restricciones para ese caso, que son: Hvp= Luz Mayor / 11 Bvp = Área tributaria / 20 Calculamos y obtenemos los siguientes resultados: AT= (3.10 + 5.80)/ 2 = 4.45 m Hvp= 5.312 / 11 = 0.48 m. bvp= 4.45 / 20 = 0.22 m. CONCLUSION: De los resultados, podemos decir que las dimensiones de la viga principal serán: VP: (25 cm x 50 cm)

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RESUMEN DIMENSIONES DE LAS VIGAS

 COLUMNAS METODO JAPONES Las dimensiones de las columnas se realizaran por el método japonés, la cual utiliza la siguiente fórmula:

bd 

p n*f c

DONDE: bd= Dimensión menor de la columna. P= Peso de la edificación que soporta la columna n= Factor que depende del tipo de columna fc= calidad del concreto. (210 kg/cm2) Para este cálculo primero debemos de ubicar los tipos de columnas que vamos a tener en nuestra edificación para luego seleccionar la mayor área tributaria de las columnas. ANALISIS ESTRUCTURAL I

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TIPOS DE COLUMNAS :

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