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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

ANALISIS ESTRUCTURAL I ESTRUCTURACIÓN Y PREDIMENSIONAMIENTO ING. HECTOR AROQUIPA VELASQUEZ PUNO, NOVIEMBRE 2012

LA INGENIERÍA ESTRUCTURAL • Ingeniería estructural es la aplicación de los conocimientos de

la Mecánica, ciencia que estudia las fuerzas y sus efectos, al arte de diseñar estructuras. • En el análisis estructural conjugamos conocimientos de ciencias

básicas aplicadas al arte de la ingeniería para encontrar fuerzas y deformaciones en una estructura.

OBJETIVOS DE LA INGENIERÍA ESTRUCTURAL  Objetivo General

Identificar, estudiar alternativas, seleccionar, analizar y verificar resultados de la solución estructural a un problema ingenieril, teniendo presentes los criterios de funcionalidad, economía y seguridad. En el diseño estructural completo se distinguen dos etapas: análisis y diseño.

OBJETIVOS DE LA INGENIERÍA ESTRUCTURAL Objetivo del Análisis

Determinar fuerzas internas (axiales, cortantes, momentos) y deformaciones de una estructura, sobre la base de: una forma dada de la estructura, del tamaño y propiedades del material usado en los elementos y de las cargas aplicadas.

OBJETIVOS DE LA INGENIERÍA ESTRUCTURAL  Objetivo del Diseño

Selección de la forma, de los materiales y detallado (dimensiones, conexiones y refuerzo) de los componentes que conforman el sistema estructural. Ambas etapas son inseparables, parecería que se empieza por el diseño, ya que es en esta etapa donde se crea y luego se analiza, pero las cosas no terminan ahí, se requiere verificar que las fuerzas encontradas en el análisis, si son soportadas y resistidas con los materiales y dimensiones seleccionadas, por lo tanto volveríamos al diseño, es decir, el proceso es iterativo.

CAPITULO II ESTRUCTURACION Y PREDIMENSIONAMIENTO

1.2. PRE-DIMENSIONAMIENTO GENERALIDADES DESARROLLO DE LA MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO. A. EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DEL ANTEPROYECTO ARQUITECTÓNICO. Ambiente. Servicios

Áreas de uso

B. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES. • Estudio del suelo: • 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑎 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑜𝑠𝑎 𝑏𝑖𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑢𝑎𝑑𝑎. • 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑑𝑚𝑖𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒 = 4 𝑘𝑔/𝑐𝑚2

• 𝐸𝑚𝑝𝑢𝑗𝑒 𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜 (𝐾𝑎) = 0.29 • 𝑃𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 1.20 𝑚.

• Características y propiedades de los materiales: • Concreto: • 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑎 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 = 𝑓´𝑐 = 210 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 • 𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝐸𝑐 = 200,000 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 = 2´000,000 𝑡𝑜𝑛/𝑚2 • 𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑃𝑜𝑖𝑠𝑠𝑜𝑛 = 0.15

• Acero de Refuerzo: • 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑢𝑔𝑎𝑑𝑜, 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜 60, 𝑒𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 ( 𝑓𝑦 ) = 4200 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 =

4.2 𝑡𝑜𝑛/𝑐𝑚2 • 𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝐸𝑠 = 2´000,000 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 • 𝐷𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑎𝑙 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 = 𝜇 = 0.0021 • Ladrillo.

B. NORMATIVIDAD Y CÓDIGOS DE DISEÑO. USO PARA EL DISEÑO DE CONCRETO ARMADO Y CONCRETO SICLOPEO • Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) • Norma E-020 → Determinación de Cargas (pesos propios, S/C)

• Norma E-030 → Determinación de Fuerzas Sísmicas • Norma E-060 → Diseño sísmico en Concreto Armado • Norma E-070 → Diseño en Albañilería • Norma E-050 → Aspectos relativos a Suelos y Cimentaciones. • Código – Instituto Americano Del Concreto. (ACI - 318).

B. CARGAS ACTUANTES.

C. ESTRUCTURACIÓN. A.

Consiste en la elección de los elementos estructurales y su distribución en base a los ejes primarios y secundarios (por recepción de carga).

B. La distribución en base

a los ejes es aprovechar la regidez de las mismas.

Elementos estructurales: • Tipos de Losas • Losa macizas • Losas nervadas • Losas aligeradas

SEGÚN SU SECCIÓN TRANSVERSAL

SEGÚN LAS CONDICIONES DE APOYO

SEGUN LA DIRECCIÓN DEL ARMADO

SEGÚN EL MATERIAL Y MÉTODO CONSTRUCTIVO

Elementos estructurales: • Tipos de vigas

Elementos estructurales: • COLUMNAS

• PLACAS – MUROS DE CORTE

1.2. PRE-DIMENSIONAMIENTO A. LOSAS ALIGERADOS El Reglamento Nacional de Construcciones da peraltes mínimos para no verificar deflexiones: “ En losas aligeradas continuas conformadas por viguetas de 10 cm. de ancho, bloques de ladrillo de 30 cm. de ancho y losa superior de 5 cm. con sobrecargas menores a 300 Kg/cm2 y luces menores de 7.5 m. , el peralte debe cumplir (se recomienda la siguiente relación) : 𝒉 ≥ 𝑳 / 𝟏𝟖 𝒉 ≥ 𝑳 / 𝟐𝟓

(1) (2)

Donde: ℎ → 𝑝𝑒𝑟𝑎𝑙𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑜𝑠𝑎 𝐿 → 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑚𝑎𝑠 𝑐𝑟𝑖𝑡𝑖𝑐𝑎 (𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑒𝑗𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎) 𝑙/18 → material de pésima calidad, mano de obra no calificada y equipos y herramientas convencionales. 𝑙/25 → material de buena calidad, mano de obra calificada y equipos y herramientas adecuados.

1.2. PRE-DIMENSIONAMIENTO A. LOSAS ALIGERADOS De las relaciones anteriores, podemos dar los siguientes criterios de dimensiones: PERALTE DE LOSA

LUZ MAS CRITICA (M)

ℎ = 17 𝑐𝑚