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• Andrey Del Aguila Perea

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DISEÑO DE EDIFICACIONES DE CONCRETO ARMADO

MsC RICARDO OVIEDO SARMIENTO

Diseño de Placas de Concreto Armado

Ejemplo Aplicativo El edificio que se empleará como ejemplo aplicativo, cuenta con 16 pisos y está ubicado en el distrito de Miraflores, en una zona en donde el suelo puede ser considerado como rígido.

Características: - Uso: Oficinas - Todos los pisos tienen 3 metros de altura. - Regular en planta y elevación

- Sistema estructural de muros estructurales tanto en la dirección X-X como Y-Y -Resistencia a la compresión del concreto f'c = 210 Kg/cm2

Elementos Estructurales

Cargas en el modelo Cargas Consideradas Piso tipico (1-15 avo nivel) Carga Muerta: Piso terminado : 100Kg/cm2 Tabiquería

: 100Kg/cm2

Carga Viva: Sobrecarga

: 250Kg/cm2 (Oficina)

Elementos Estructurales: Azotea (16 avo nivel)

-Columnas en esquinas 80 x 80 cm -Columnas de centrales y laterales 60 x 60 cm -Vigas principales y secundarias de 40 x 60 cm

-Losas Macizas de armado e = 20 cm

concreto Carga Muerta:

-Placas Centrales y laterales de 20 cm de espesor

Piso terminado : 100Kg/cm2

-Placa en esquinas de 40cm

Carga Viva: Sobrecarga

: 100Kg/cm2 (Oficina)

Modelamiento Geométrico - Se definió y asignó las propiedades del concreto a los elementos estructurales. - Se asignaron los brazos rígidos en las conexiones Viga - Columna.

- Se asignaron los diafragmas rígidos en cada techo - Se asigno el empotramiento de base en las columnas del primer nivel.

Parámetros sísmicos

Parámetros sísmicos para el análisis

Calculo de la Pseudo-aceleración(Sa)

- Factor de Zona (Z) , La ciudad de lima se ubica en la zona sísmica 3,por lo tanto se la tablaNº1 de la norma E.030 le corresponde un valor de Z=0.40 - Parámetros del suelo(S) y (Tp), La estructura estará ubicada sobre un suelo tipo S1(Rígido) al mismo que le corresponde un factor de amplificación del suelo S=1 y un periodo Tp=0.4 seg. como se indica en la Tabla Nº2 de la norma E.030 -Categoría de la edificación (U), Según la tabla Nº3 de la norma E.030,a una edificación común(Oficinas)le corresponde un factor U = 1. -Factor de Reducción (R) , Según la Tabla Nº6 de la norma E.030 para un sistema estructural como este (De muros estructurales),Le corresponde un coeficiente R de 6

Espectro de pseudo-aceleración

Consideraciones para el diseño estructural • La resistencia nominal del concreto f'c se consideró igual a 210 kg/cm². Para el acero se supuso un esfuerzo de fluencia de 4200 kg/cm² con un módulo de elasticidad igual a 2.1 E+06 Kg/cm². • El diseño de los muros estructurales se efectuara empleando criterios de diseño a la rotura según las indicaciones de la Norma Peruana de Concreto Armado E-060. • Según lo indicado por esta norma, las combinaciones de carga empleadas son: 1) 2) 3) 4) 5)

1.4M + 1.7V 1.25M + 1.25V + 1SX 1.25M + 1.25V - 1SX 1.25M + 1.25V + 1SY 1.24M + 1.25V - 1SY

6) 0.9M + 1SX 7) 0.9M - 1XS 8) 0.9M + 1SY 9) 0.9M - 1SY

Modelamiento del muro de concreto armado

Seleccionaremos la placa ubicada entre los eje 1A y 1B del 1er al 16 avo nivel

Modelamiento del muro de concreto armado

Nos dirigimos a la opción Assign ->Shell -> Pier Label...

El nombre del Pier será P1

Seleccionamos la columna ubicada al lado de nuestra placa P1

Modelamiento del muro de concreto armado

Nos dirigimos a la opción Assign ->Shell -> Pier Label...

Indicamos que la columna sea integrada a la placa P1

Modelamiento del muro de concreto armado

En la ventana del Section Designer se puede colocar una distribución inicial de refuerzo, así como modificar la sección en caso de ser necesario Verificarnos que nuestra placa este correctamente definida, para ello nos dirigiremos a la opción Shear Wall Design

Modelamiento del muro de concreto armado

Antes de proceder con el diseño es muy importante definir la norma de diseño, en este caso seleccionamos el ACI 318 - 14

Modelamiento del muro de concreto armado

Fijamos las combinaciones de carga a considerar en el diseño - para el diseño de placas se deberá tomar las 9 combinaciones señaladas por la norma

Modelamiento del muro de concreto armado

Corremos el modelo y seleccionamos la placa P1(Primer nivel)

Modelamiento del muro de concreto armado

Indicamos que se diseñe la placa P1

Dando un Anticlick en el muro obtendremos un reporte con el con los resultados del analisis

Reporte de resultados del análisis realizado Refuerzo por flexión

Refuerzo por Corte

Elementos de confinamiento

Diseño del refuerzo del cabezal El etabs nos brinda la longitud que debe tener el cabezal ,este longitud debe ser igual a 1.020 metros, tomaremos 105 centímetros.

Calculamos la carga resistente con la siguiente expresión

Área de acero vertical Para el calculo del área de acero se requiere: Resolviendo:

Asumimos un área de acero inicial de:

Se verifica satisfactoriamente que:

Finalmente: Verificamos que la cuantía no sea menor a la mínima

𝑀𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑒𝑛𝑑𝑜 𝑢𝑛 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐸𝑚𝑝𝑙𝑒𝑎𝑟𝑒𝑚𝑜𝑠 26∅1"

Diseño del refuerzo del cabezal Área de acero horizontal

Reforzamiento para la longitud mas corta:

Para el área de acero se tomará el mayor valor de:

Teniendo en cuenta que S se calcula como: Tomaremos el mayor valor de:

En este caso, siendo el espesor menor igual a 40 cm

Finalmente: Además, el valor de h es

Diseño del refuerzo del cabezal Reforzamiento para la longitud mas larga

Tomaremos el mayor valor de:

Finalmente:

Así tenemos que el cabezal queda definido como:

Diseño del refuerzo de la columna Área de acero vertical Verificamos que la cuantía no sea menor a la mínima

Calculamos la carga resistente con la siguiente expresión Para el calculo del área de acero se requiere:

Resolviendo: Asumimos un área de acero inicial de:

Se verifica satisfactoriamente que:

Finalmente:

Diseño del refuerzo de la columna Área de acero horizontal

Reforzamiento para la longitud mas Corta/Larga:

Se tomará el mayor valor de:

Teniendo en cuenta que S se calcula como: Tomaremos el mayor valor de: En este caso, siendo el espesor menor igual a 40 cm

Finalmente: Además, el valor de h es

Diseño del refuerzo de la columna Así tenemos que la columna queda definida como:

Diseño del refuerzo de la placa Área de acero Vertical Área de acero Horizontal El Etabs nos indica la cuantía que debe tener el cuerpo de placa, este valor es de 0.0025

Considerando varillas de: Tendríamos: El área de acero que debemos cubrir es:

El Etabs nos brinda la cantidad de acero por metro lineal

El refuerzo se empleará en dos capas

Usando Proponiendo varillas de 1/2" :

Finalmente verificamos: Cumpliéndose satisfactoriamente :

Consideramos :

Diseño de un muro estructural de concreto armado Finalmente la placa queda definida como:

Msc. Ricardo Oviedo Sarmiento