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“UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA” FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA

E.A.P. DE INGENIERIA CIVIL

ENRIQUE JAVIER IGNACIO ZAVALETA

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2018

U NIVERSIDAD N ACIONAL D E H UANCAVELICA FACULTAD D E C IENCIAS D E I NGENIERÍA E SCUELA P ROFESIONAL DE I NGENIERÍA C IVIL -H UANCAVELICA CURSO: CONCRETO ARMADO I

TRABAJO DOMICILIARIO N°2: PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS Y COLUMNAS

DOCENTE: Ing. LUJÁN JERÍ, Hugo

ESTUDIANTE: IGNACIO ZAVALETA, Enrique Javier

CICLO: VII

"A"

Huancavelica - Perú Diciembre - 2018

Baja

AGRADECIMIENTOS A DIOS E

por iluminar y bendecir nuestro caminoF y permitir que sigamos disfrutando de la vida. A nuestros padres, quienes nos apoyan de manera incondicional en nuestra formación académica; gracias a ellos por apostar siempre en la educación. Al docente del curso a cargo por brindarnos la enseñanza que nesecitamos en nuestra formación académica y profesional.

H

G

Í NDICE G ENERAL

C APÍTULO 1 INTRODUCCIÓN

PÁGINA 1

C APÍTULO 2 OBJETIVOS 2.1 Objetivo General 2.2 Objetivos Especificos

PÁGINA 3 4 4

C APÍTULO 3 GENERALIDADES 3.1 NORMAS Y CARGAS DE DISEÑO

PÁGINA 5 6

C APÍTULO 4 VIGAS Y COLUMNAS 4.1 VIGAS

PÁGINA 8 9

Vigas Principales9 Vigas Secundarias13

4.2 COLUMNAS

15

C APÍTULO 5 RESULTADOS

PÁGINA 19

C APÍTULO 6 CONCLUSIONES

PÁGINA 21

C APÍTULO 7 BIBLIOGRAFIA

PÁGINA 23

1

INTRODUCCIÓN

´ INTRODUCCION

CONCRETO ARMADO I

INTRODUCCIÓN Uno de los aspectos fundamentales del diseño de una estructura es el dimensionamiento y/o predimensionamiento de los diversos elementos que la integran. El predimensionamiento de elementos estructurales nos sirve como un punto de partida sobre el cual definiremos las dimensiones de los elementos estructurales, ya sean vigas, columnas, losas, vigas, etc. Este predimensionamiento es solo una base para las dimensiones de los elementos por lo tanto, estas deberán ser afinadas o reajustadas de acuerdo a las solicitaciones reales de carga luego de haber realizado los cálculos correspondientes para completar el diseño final de la estructura. En este presente trabajo se indican los criterios y recomendaciones tomados para el predimensionamiento de los elementos estructurales(vigas y columnas), basados en la experiencia de muchos ingenieros, por lo que han sido transcritas a la norma peruana de edificaciones E.060 como recomendaciones para una buena estructuración. Estas ecuaciones tendrán mejores resultados para situaciones de edificaciones con cargas moderadas o regulares teniendo en cuenta los casos más comunes de edificaciones, por lo tanto, no sirven para casos extremos de cargas o estructuras especiales.

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PREDIMENSIONAMIENTO VIGAS-COLUMNAS

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OBJETIVOS

Contents 2.1 Objetivo General

4

2.2 Objetivos Especificos

4

CONCRETO ARMADO I

OBJETIVOS

OBJETIVOS 2.1

Objetivo General El presente trabajo tiene por objetivo el predimensionamiento de vigas y columnas de un edificio para ocho (8) pisos, especialmente para usos de tiendas y garajes.

2.2

Objetivos Especificos Predimensionamiento de elementos estructurales basados en Normas técnicas y Reglamentos.

Predimensionamiento de vigas usando el criterio de Igualdad de Rigideces y el criterio de Igualdad de Cuantía.

Predimensionamiento de columnas usando el criterio del Area Tributaria.

Cálculo de dimensiones de vigas y columnas, con mejores resultados de diseño.

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PREDIMENSIONAMIENTO VIGAS-COLUMNAS

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GENERALIDADES

Contents ˜ 3.1 NORMAS Y CARGAS DE DISENO

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CONCRETO ARMADO I

GENERALIDADES

GENERALIDADES PREDIMENSIONAMIENTO 3.1

NORMAS Y CARGAS DE DISEÑO

Normas Empleadas

Las normas utilizadas para la elaboración del presente trabajo son las que se encuentran en el Reglamento Nacional de Edificaciones: Norma E – 020 de Cargas. Norma E – 030 de Diseño sismo resistente. Norma E – 060 de Concreto Armado.

Cargas de Diseño

La característica principal de cualquier elemento estructural es la de poder resistir de manera segura las distintas cargas que pueden actuar sobre él, durante su vida útil. De esta manera el Reglamento Nacional de Edificaciones en la Norma E – 020 de Cargas establece los valores mínimos a utilizar para las diversas solicitaciones y posterior diseño de cualquier elemento estructural. Para el diseño se debe de considerar principalmente tres tipos de cargas:

6

i

Carga Muerta (CM) Es el peso de los materiales, dispositivos de servicio, equipos, tabiques y otros elementos soportados por la estructura, incluyendo el peso propio, que sean permanentes o con una variación en su magnitud pequeña en el tiempo.

ii

Carga Viva (CV) Es el peso de todos los ocupantes, materiales, equipos, muebles y otros elementos móviles soportados por la edificación.

iii

Carga de Sismo (CS) Son aquellas que se generan por la acción sísmica sobre la estructura siguiendo los parámetros establecidos en la Norma E – 030 de Diseño Sismorresistente.

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GENERALIDADES

Se tiene las estructura en perfil planta, se analizara para el predimensionamiento de las vigas y columnas.

8.00m

8.00m

7.00m

V-101

V-102

V-103

V-105

C-8

V-109

V-101 C-1

V-106 C-7

V-108

V-107

C-6

V-102 C-2

6.50m

V-110

V-104 C-5

C-4

V-110

V-108

C-3

V-109

C-2

V-107

C-1

6.50m

V-103 C-3

C-4

Tabla nř1 : Valores p y n para el predimensionamiento de columnas :

PG : Peso total de cargas de gravedad que soporta la columna. Nota: Se considera primeros pisos a los restantes de los 4 últimos pisos.

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VIGAS Y COLUMNAS

Contents 4.1 VIGAS

9

Vigas Principales9 Vigas Secundarias13

4.2 COLUMNAS

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CONCRETO ARMADO I

VIGAS Y COLUMNAS

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS Y COLUMNAS 4.1

VIGAS

4.1.1 Vigas Principales i

CRITERIOS TOMADOS DE LAS SECIONES REALIZADAS EN AULA

Vigas simplemente apoyadas: h=

Ln 16

h=

Ln 18.5

Vigas continúo en un extremo:

Vigas continúo en ambos extremos: h=

Ln 25

h=

Ln 8

Vigas en voladizo:

RECOMENDACIONES PRACTICAS: h = Ln 11

Donde: d = Peralte efectivo h = peralte de la viga b = base de la viga Para anchos interiores: b=

B 20

Donde: B = Ancho tributario. 9

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VIGAS Y COLUMNAS

Para anchos perimetrales: B b = 1.20 ∗ 20

Donde: B = Ancho tributario.

PROCEDIMIENTO VIGA V-101

PROCEDIMIENTO VIGA V-102

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VIGAS Y COLUMNAS

PROCEDIMIENTO VIGA V-103

PROCEDIMIENTO VIGA V-104

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VIGAS Y COLUMNAS

PROCEDIMIENTO VIGA V-105

PROCEDIMIENTO VIGA V-106

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VIGAS Y COLUMNAS

4.1.2 Vigas Secundarias Para predimensionar las vigas secundarias que soportan los tabiques, se debe cumplir con que la fuerza cortante ultima producida en la sección critica de la viga este por debajo de la fuerza cortante que puede soportar la viga sin necesidad de considerar el acero de refuerzo. Se debe cumplir: ϕV c ≥ V u Donde: φ = Factor de reducción de resistencia (φcorte = 0.85). V u = Fuerza cortante ultima aplicada en la sección critica de la viga chata. V c = Fuerza cortante nominal soportado por la sección de concreto. √ V c = 0.53x f 0 c ∗ b ∗ d Kg/cm2 f 0 c = Resistencia especificada del concreto a la compresión. b = Ancho de la sección d = Peralte efectivo de la sección. Para el predimensionamiento de las vigas chatas se asume que la resistencia al corte de la sección viene dado íntegramente por el concreto, es así que los estribos de las vigas chatas serán mínimos necesarios para el montaje.

PROCEDIMIENTO VIGA V-107

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VIGAS Y COLUMNAS

PROCEDIMIENTO VIGA V-108

PROCEDIMIENTO VIGA V-109

PROCEDIMIENTO VIGA V-110

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CONCRETO ARMADO I

4.2 i

VIGAS Y COLUMNAS

COLUMNAS CRITERIOS TOMADOS DE LAS SECIONES REALIZADAS EN AULA (método A.C.I) Columnas en esquina. b∗D =

1.5∗P G 0.20∗f ťc

b∗D =

1.25∗P G 0.25∗f ťc

b∗D =

1.1∗P G 0.30∗f ťc

Columnas laterales.

Columnas centrales.

PG = A ∗ W Donde: A : Area tributaria. W : Carga de servicio de todos los niveles sobre la columna.

PLANTA 8.00m V-102

C-2

V-105

C-6

V-101 C-1

C-8

V-109

V-102 C-2

6.50m

V-106

C-7

V-108

V-107

C-5

C-4

V-109

V-108

V-107

V-104

V-103

C-3 V-110

V-101

C-1

7.00m

V-110

8.00m

6.50m

V-103 C-3

C-4

AREA TRIBUTARIA

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VIGAS Y COLUMNAS

PROCEDIMIENTO COLUMNA C-1

PROCEDIMIENTO COLUMNA C-2

PROCEDIMIENTO COLUMNA C-3

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VIGAS Y COLUMNAS

PROCEDIMIENTO COLUMNA C-4

PROCEDIMIENTO COLUMNA C-5

PROCEDIMIENTO COLUMNA C-6

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VIGAS Y COLUMNAS

PROCEDIMIENTO COLUMNA C-7

PROCEDIMIENTO COLUMNA C-8

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PREDIMENSIONAMIENTO VIGAS-COLUMNAS

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RESULTADOS

CONCRETO ARMADO I

RESULTADOS

RESULTADOS DEL PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

RESULTADOS DEL PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

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CONCLUSIONES

CONCRETO ARMADO I

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Los criterios que se tomo para el predimensionamiento de vigas y columnas generalmente esta basado en el método realizado en el Aula y algunos otros como son los criterios encontrados en el libro de Ing. Roberto Morales, Ing. Antonio Blanco Blasto, Reglamento Nacional de Edificaciones, entre otros.

Para el predimensionamiento de elementos estructurales se basa mayormente en las recomendaciones del ACI 318 – 05 y el Reglamento Nacional de Edificaciones porque en ello nos da ciertos parámetros que debemos obedecer en todo el territorio Peruano para que nuestro trabajo esté garantizado.

Para el predimensionamiento de columnas es de vital importancia el metrado de cargas de todos los elementos estructurales, y para ello debe estar de acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones.

Se recomienda a los estudiantes de Ingeniería Civil, realizar trabajos de investigación en el área de Concreto Armado para entender de manera eficaz los temas que se presentan en dicho área.

A los estudiantes e ingenieros tener presente siempre el Reglamento Nacional de Edificaciones (R.N.E.), para realizar el predimensionamiento de elementos estructurales de nuestra edificación.

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BIBLIOGRAFIA

Bibliography [1] Apuntes de Predimensionamiento de vigas y columnas del curso de Concreto Armado I, E.A.P. Ingeniería Civil Huancavelica - "U.N.H". [2] Ing. Roberto Morales Morales, American Concrete Institute. Diseño en Concreto Armado ICG Perú. [3] Thomas Harmsen. Diseño de Estructuras de Concreto Armado Fondo Editorial PUCP – 1997. [4] Juan Ortega Garcia, Concreto Armado I, Basado en los programas academicos de las Universidades (UNI, CATOLICA, RICARDO PALMA). [5] Ing. Antonio Blanco Blasto. Estructuración y diseño de edificios de concreto armado. 1995. [6] Oscar M. Gonzales Cuevas, Francisco Róbles Fernández. Aspectos fundamentales del Concreto Reforzado. [7] Reglamento Nacional de Edificaciones. Reglamento Nacional de Edificaciones E.020 Cargas. Reglamento Nacional de Edificaciones E.030 Diseño Sismorresistente. Reglamento Nacional de Edificaciones E.060 Concreto Armado. [8] http://eduteka.icesi.edu.co/proyectos.php/1/8607 [9] http://libreria-universitaria.blogspot.com [10] www.civilgeeks.com