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• Leidy Carrera

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS ESCUELA DE INGENÍERIA CIVIL

MANEJO DE SOFTWARE TÉCNICO II

TEMA:

DISEÑO ESTRUCTURAL DE ESCALERA DE HORMIGON ARMADO CON LA HERRAMIENTA DE SOFTWARE SAP 2000

INTEGRANTES: CARRERA URBIBA LEIDY PERALTA ADRIAN OÑA VIANEY OJEDA ANTHONY VALVERDE RAFAEL

DOCENTE: ING. VILLA ANGELA

CICLO 2019 – 2020 II

GUAYAQUIL – ECUADOR

1

TABLA DE CONTENIDO

1

ANTECEDENTES .................................................................................................... 4

2

JUSTIFICACION...................................................................................................... 4

3

MARCO DE REFERENCIA .................................................................................... 5 3.1

Concepto de Escalera. ........................................................................................ 5

3.2

Elementos de las Escaleras ................................................................................ 5

3.3

Tipologías Básicas ............................................................................................. 6

3.4

Clasificación de Escaleras.................................................................................. 7

METODOLOGIA ............................................................................................................. 8

4

3.5

Creación de escalera tipo 2 ................................................................................ 8

3.6

Rellenar elemento sólido.................................................................................. 12

3.7

Creación de pilares o columnas ....................................................................... 15

3.8

Modificación de sección de pilar para escalera ............................................... 17

3.9

Modificar dimensiones de columna ................................................................. 19

3.10

Asignar las propiedades al pilar ....................................................................... 22

3.11

Modificación de características de vigas transversales .................................... 24

3.12

Obtención de momentos y deformaciones ....................................................... 25

RECURSOS ............................................................................................................ 30 4.1

EQUIPOS ......................................................................................................... 30

4.2

SOFTWARE .................................................................................................... 30

4.3

MANUALES ................................................................................................... 31

5

BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................... 31

6

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................... 31

7

ANEXOS ................................................................................................................. 31 7.1

ANEXO A. CALCULO DE ESCALERA ....................................................... 31

2

Tabla de Ilustraciones

3

1 ANTECEDENTES La escalera constituye uno de los elementos arquitectónicos más antiguos, existiendo ya en las primeras construcciones conocidas de que se tenga registro. Ya en las primitivas cabañas sobre pilotes se las utilizaba. También era empleada con sentido religioso, como elemento de conexión entre el cielo y la tierra, o de ascensión hacia las alturas para alcanzar la Divinidad. Por ejemplo, en las civilizaciones mesopotámicas, se levantaban los zigurats, o las pirámides escalonadas de las civilizaciones mayas o aztecas. A pesar de la evolución que han tenido las escaleras de mano, se han seguido colocando en los exteriores de edificios como elemento de realce para remarcar el emplazamiento en el cual se situaban. Tiempo más tarde, alrededor de los siglos XV y XVI, se situaron en el interior de las edificaciones, manteniendo su carácter respecto de las cualidades del edificio y de los propietarios. Fue el período en que comenzaron a crearse diseños de gran valor arquitectónico con un lenguaje de formas elegantes y suntuosas para brindar representatividad y sentido de poder.

2 JUSTIFICACION El presente trabajo académico, se justifica su realización, como parte del curso de la asignatura Manejo de Software 2, dictada en la Universidad de Guayaquil, Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas, Carrera ingeniería Civil. En el cual se demuestran o comprueban las habilidades, aprendidas por los estudiantes en el Manejo y utilización da las Herramientas de Software SAP2000, Ms Project. Con un proyecto relacionado a la actividad del futuro profesional. En este caso el diseño de una Escalera de concreto armado.

4

3 MARCO DE REFERENCIA 3.1

Concepto de Escalera.

Escalera.- es un elemento estructural, que comunica, por medio de escalones o peldaños, el desnivel existente entre dos plantas, dos zonas con plantas de diferentes alturas o para comunicar en una ordenación exterior.

3.2

Elementos de las Escaleras

Definimos a continuación algunos términos usuales de las diferentes partes y elementos que componen una escalera: •

Altura entre plantas

Es la distancia que media entre la cota superior del pavimento de dos plantas consecutivas. •

Arranque

El arranque es el inicio de la escalera en sentido ascendente. •

Anchura o ámbito de la escalera

El Anchura o ámbito de la escalera, es el ancho de paso de la escalera. •

Caja de escalera

La Caja de Escalera, es el espacio que contiene la escalera cuando ésta posee su recinto propio. •

Contrahuella

La Contrahuella o Tabica diferencia de altura entre dos peldaños consecutivos o entre éstos y un descansillo.

5

•

Descansillo, Rellano o Meseta

Descansillo, Rellano o Meseta, es elector de la escalera con mayor superficie, donde se interrumpe la secuencia de escalones. Debe evitarse el partirlos con escalón (en forma de abanico o triángulo) por razones de seguridad. En los descansillos intermedios rectos las medidas deben ser cómodas para no interrumpir el paso normal de una persona.

3.3

Tipologías Básicas

Aunque las formas fundamentales son las mismas, por la inclusión de nuevos materiales e innovadores sistemas constructivos, muchas y muy variadas son las soluciones en materia de escaleras, dándole en muchos casos el carácter de protagonista en la estancia donde se encuentran. Básicamente existen tres tipos de escaleras: •

Escaleras Rectas

Existen muchas variantes, por ejemplo, dentro de las rectas, hay escaleras sencillas de un solo tramo con o sin descansillo intermedio, y otras formadas por varios tramos rectos cambiando la dirección en los descansillos intermedios. •

Escaleras Curvas

Las escaleras curvas permiten diferentes combinaciones: circulares, ovaladas, elípticas, semicirculares con ojo interior o no. Dentro de las escaleras circulares incluimos las de trazado radial en sus escalones, aunque la forma de la caja sea rectangular. Las escaleras circulares que definen un círculo completo en su desarrollo y que no poseen ojo central, se denominan escaleras caracol; son escaleras de poco ancho (entre 0,50 y 0,70 m), con el inconveniente que son muy incómodas para descender.

6

•

Escaleras Compensadas

Dentro de las escaleras mixtas se debe evitar que en la combinación de los tramos rectos con curvos exista un cambio brusco, para ello se realiza una compensación del tramo recto al curvo para lograr un paso gradual al usuario. Dentro de este tipo, hay escaleras con giro de 180º (media vuelta) y con giro de 90º (un cuarto de vuelta). A continuación se enuncian distintas soluciones: 3.4

Clasificación de Escaleras •

Escalera a la Catalana

•

Escalera Cerrada

•

Escalera Circular

•

Escalera Compensada

•

Escalera de Barco

•

Escalera de Zanca de Cremallera

•

Escalera sin Zanca

•

Escalera de Caracol

•

Escalera de Caracol con Alma

•

Escalera de Caracol con Ojo

•

Escalera de Dos Tramos

•

Escalera de Ida y Vuelta

•

Escalera de Máquinas

•

Escalera de Tres Tramos a Escuadra

•

Escalera de Un Tramo

•

Escalera Desdoblada

•

Escalera Fija

•

Escalera Helicoidal

•

Escalera Imperial

•

Escalera Mecánica

•

Escalera Mixta

•

Escalera Molinera

•

Escalera Recta 7

METODOLOGIA 3.5 Creación de escalera tipo 2 Para empezar el diseño de una escalera tipo dos debemos seguir los siguientes pasos a continuación: PASOS POR SEGUIR:

1. Dar clic en File>New Modelo (nuevo modelo). Antes de comenzar a realizar el diseño de cualquier modelo que se requiera se debe configurar las unidades en las que se va a trabajar en nuestro caso trabajaremos con Tonf.m.C.

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2. Se desplegará la siguiente ventana. Dar clic en STAIRCASES (escaleras)

3. Nos despliega una ventana en donde procedemos a ingresar los parámetros de la escalera. al dar clic: Parametric Definition (definición de parámetros); podemos observar detalladamente cuáles serán las medidas

NOMENCLATURA

H LLW - RLW SPL SW1 - SW2 Ow

DESCRIPCIÓN Altura entre pisos Son espesores del descanso Longitud horizontal de la parte inclinada Espesor de la escalera del pasillo 1 y 2 Abertura entre las dos escaleras

9

•

Ingresamos los valores para el diseño de la escalera son los siguientes: NOMENCLATURA número de pisos Altura entre pisos descanso izquierdo descanso derecho Descanso de escalera 1 y 2 Longitud horizontal de escalera espaciamiento de escalera abertura entre par escaleras

Number of stories Story height Left level width Right level width Stair width 1 y 2 Stair Project Length Max Mesh Spacing Opening Btw

DISTANCIA 4 2.5 1.2 1.2 1.2 2 0.3 0.5

UNIDADES m m m m m m m m

4. Una vez llena los casilleros con las dimensiones respetivas del diseño de nuestra escalera procedemos a definir la sección de losa de la siguiente manera. Damos clic en: +> Add new section

10

En está pantalla elegimos un nombre de nuestra seccion : Losa-Espesor:0.15cm . Lo dejamos en Psi que es concreto de resistencia Fc=280 aproximadamente e ingresamos el espesor de losa. Clic en ok.

Podemos observar que el nombre de la sección ya creo y damos clic en ok

11

Y así es como se muestra la escalera tipo 2 que hemos diseñado

3.6

Rellenar elemento sólido

Para tener una mejor observación de la escalera que hemos creado, procedemos a realizar lo siguiente:

12

5. Clic en: Set display option>object option>clic label(areas).

Damos clic en apply y podemos observar el área

13

6. En la misma Ventana antes de dar clic en Ok. Dar Clic en: Set display

option>general option> fill objects>activamos extrude>apply> ok.

Y observamos lo siguiente:

14

3.7 Creación de pilares o columnas Para la creación de pilares o columnas, procedemos a dibujar las columnas.

7. Damos clic en: Draw frame >damos clic en cada uno de los grid en donde deseemos colocar nuestras columnas.

•

Seleccionar grids.

15

8. Clic en ESC para dibujar la siguiente columna repetimos el paso anterior.

9. Una vez habiendo seleccionado los puntos donde queremos las columnas, obtendremos lo siguiente:

Estructuralmente es conveniente agregar vigas de apoyo, cuyas dimensiones deben ser menores a las vigas que se utilizaron en el resto de la construcción, o también puede ser de las mismas características. Agregando las vigas de apoyo nos queda de la siguiente manera.

16

Así tenemos creada nuestra escalera en SAP2000 versión 20.0

Nota: El material de los pilares y sus secciones pueden ser modificadas en las respectivas opciones ya estudiadas par vigas.

3.8

Modificación de sección de pilar para escalera 10. Definimos el material de nuestra columna. 11. Damos clic en: add new material.

17

12. Seleccionamos United States>Concrete>User>Ok o también podemos utilizar 4000PSI que es aproximadamente 280kg/cm2.

13. Modificamos la resistencia de nuestro concreto y damos clic en ok

18

3.9

Modificar dimensiones de columna 14. Clic en: Define> section properties> frame section

15. Clic en Add frame section

19

a) Clic en:concrete>rectangular>ok

16. Modificamos las secciones del pilar para escaleras y ubicamos el nombre correspondiente.

20

17. Seleccionamos el material que creamos> clic en ok.

18. Una ves definido el material devemos selescionar todas las columnas, luego dar click en: Define>materials>seleccionar Fc250.>ok

21

3.10 Asignar las propiedades al pilar 19. Damos clic en Assing, frame, frame section.

Nota: Nos deberá aparecer la sección que ya habíamos definido en el paso anterior. 22

20. Seleccionamos las columnas, el material que creamos y damos clic en ok. Nos deberá aparecer de la siguiente manera:

En otra vista se observa:

23

3.11 Modificación de características de vigas transversales 21. Seleccionamos las vigas solamente 22. Repetimos los pasos anteriores para columnas. excepto que debemos seleccionar: Concrete Reinforcement>Beam>Ok

24

•

Podemos observar las vigas y columnas asignada su respectivo material y sección

3.12 Obtención de momentos y deformaciones Asignamos las cargas correspondientes, en este caso se va a agregar carga de 0.7 tm a la estructura 23. Damos clic: Assing>frame load>distribuited.( Seleccionamos la estructura y añadimos las cargas.)>Aplly>ok

25

24. Para la obtención de momentos primero debemos correr el programa. 25. Seleccionamos las opciones como nos muestra la tabla siguiente. Clic en Run now

26

•

A continuación podemos observar las deformaciones de la escalera.

Otra vista

27

26. Para la observación de momentos realizamos lo siguiente: clic en frames/cables/tendons…>momento 3-3>aplly>ok

28

27. Para ver el valor de los momentos clic en> frames/cables/tendons…>momento 3-3>aplly>ok

29

28. Para verificar si el programa corrió en la siguiente pantalla debe mostrar las ultimas tres celdas, seleccionamos todas y podemos observar los datos del diseño de la escalera tipo dos modelada.

Así queda culminada la realización de una escalera en sap 2000 tipo dos en la versión 20.0 4

RECURSOS

Para la realización del presente trabajo de Investigación se han utilizado los siguientes recursos:

4.1

EQUIPOS Computador, laptop, impresoras, scanner, cámara digital, etc.

4.2

SOFTWARE Sap 2000 Word Excel Power Point Ms Project 30

4.3

MANUALES De los Paquetes de Software, indicados en el numeral 5.2.

5

BIBLIOGRAFIA

https://www.definicionabc.com/general/escalera.php

http://dearkitectura.blogspot.com/2010/12/la-escalera-definicion-partes-y-tipos.html

https://www.construmatica.com/construpedia/Escalera

http://www.agi-architects.com/blog/escaleras-vehiculos-de-comunicacion-de-conceptos/

6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Como conclusión del presente trabajo, diseño de una escalera con el Software SAP2000, podemos indicar que la herramienta nos permite con mucha facilidad y confiabilidad. Realizar el diseño estructural y cálculo del mismo de un elemento estructural de esta naturaleza. Se recomienda utilizar el Software de ingeniería SAP 2000, para estos casos de diseño estructural, así como otros. Por su exactitud y seguridad de acuerdo a las normas de construcción.

7 ANEXOS 7.1

ANEXO A. CALCULO DE ESCALERA

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