Anã¡lisis avanzado de concreto armado y albaã±ilerãa estructural
Proyecto Estructural en Concreto Armado
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UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI
Concreto Armado I Manchego Centty, Alexis Y. Página 1
INDICE
1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO: ................................................................................................... 2
a. Configuración:: ........................................................................................................................ 2
b. Estructuración: ........................................................................................................................ 3
2. PREDIMENSIONAMIENTO: ......................................................................................................... 4
a. DIMENSIONAMIENTO DE LOSA MACIZA: .............................................................................. 4
b. DIMENSIONAMIENTO DE VIGA PRINCIPAL: ........................................................................... 4
c. DIMENSIONAMIENTO DE ESCALEA: ....................................................................................... 5
3. METARDO DE CARGAS:............................................................................................................... 5
a. Para la Losa: ............................................................................................................................ 5
b. Para la Viga: ............................................................................................................................ 6
c. Para la Escalera: ...................................................................................................................... 6
4. ANALISIS ESTRUCTURAL: ............................................................................................................ 7
a. Para la Losa: ............................................................................................................................ 7
b. Para la Viga: ............................................................................................................................ 9
c. Para la Escalera: .................................................................................................................... 16
5. DISEÑO DE LOSA MACIZA. ........................................................................................................ 17
6. DISEÑO DE VIGA PRINCIPAL: .................................................................................................... 22
7. DISEÑO DE ESCALERA ............................................................................................................... 27
8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. .................................................................................. 31
9. PLANOS Y DETALLADOS ............................................................................................................ 32
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PROYECTO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO:
a. Configuración:
La configuración del proyecto, en este caso, una edificación para Academias
de cuatro piso, se diseña mediante un sistema aporticado de Concreto
Armado, donde solo intervendrán:
i. Losa Maciza
ii. Vigas
iii. Columnas
Distribución en Planta y Elevación.
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Especificaciones Generales:
Los muros de ladrillo están ‘’colocados en soga’’
Piso terminado: 120 kg/m2
Tabiquería Repartida: 300 kg/m2
La edificación consta de 4 pisos.
Altura de piso terminado a fondo de techo:
1er Piso: 3m y 2do al 4to Piso: 2.5m (Efectuar un esquema vertical para
determinar las alturas de eje a eje de las vigas.)
Se debe diseñar (Según lo especificado en el enunciado)
o Una Viga Principal Típica
o Una Losa Típica, de un piso completo
o Una escalera según lo especificado.
Datos:
o Local Para Academias:
S/C: 300 kg/m2
S/C: Escalera: 400 kg/m2
Columna: 42x42 cm
Tipo de Losa: Maciza
Escalera: Tipo I
Tipo de Elevación 5, Eje 4
o Además se esta tomando:
F’c = 210 kg/cm2
Fy =4200 kg/cm2
b. Estructuración:
El sentido de la losa es Paralelo a los Ejes A, B, C, D, y E puesto que las
distancias de los tramos 1-2, 2-3 y 3-4 es menor que de los tramos
perpendiculares. Mientras que el sentido de la Viga principal a diseñar es
paralela a los ejes 1, 2, 3 y 4 puesto que la el sentido de la losa debe ser
perpendicular al sentido de la viga.
A continuación se presenta un gráfico en planta para distinguir los sentidos:
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2. PREDIMENSIONAMIENTO:
a. DIMENSIONAMIENTO DE LOSA MACIZA:
i. Para este caso lo tomaremos como losa continua por la
configuración de la estructura.
ℎ =𝐿
28=
5.08
28= 0.18𝑚
Donde L es la Luz Libre entre Vigas. Y se toma 5.08 por ser el tramo
con Luz más crítica
b. DIMENSIONAMIENTO DE VIGA PRINCIPAL:
i. Para su dimensionamiento tomaremos la Base de la columna
(42x42cm) ya que cuando la base de la columna es igual al de la viga
su respuesta sísmica es buena. Y puesto que por motivos de
seguridad y colocación de en Obra de la armadura de la Viga se
tomara L/12.
ℎ =𝐿
12=
5.08
12= 0.51𝑚
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ii. Tomaremos h=55cm para que la base de la viga y la columna no
sean tan semejantes y así tenga una mejores respuesta sísmica y de
deflexión y fisuras.
c. DIMENSIONAMIENTO DE ESCALEA:
i. Para su dimensionamiento se evaluara con los siguientes criterios.
1. H=3L =3*2.7=8.1cm
2. H=4L=4*2.7=10.8cm
3. H=L/25=270/25=10.8cm
4. H=L/20=270/20=13.5cm
ii. Tomaremos h=13cm para que la losa adquiera rigidez, y así
podamos asegurarnos de no ensanchar por esfuerzos de
compresión la losa de la escalera.
3. METARDO DE CARGAS:
a. Para la Losa:
i. Carga Muerta
Considerando b=1m
- Peso Propio de la Losa =1*1*0.18*2400 =432 kg/ml
- Peso de Tabiquería =300*1 =300 kg/ml
- Peso del Piso terminado =120*1 =120 kg/ml
- TOTAL CARGA MUERTA =852 kg/ml
ii. Carga Viva
- S/C =300*1 =300 kg/ml
iii. Carga Ultima
- Según NTP. E060
o Wu=1.4CM+1.7CV
o Wu=1.4*852+1.7*300 = 1702.8 kg/ml
o El modelado se hará utilizando el método aproximado de los
coeficientes del ACI.
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b. Para la Viga:
i. Carga Muerta:
Ancho Tributario(s/viga)= 2.19m
Ancho Tributario(c/viga)=2.4m
- Peso Propio de la Losa =2.19*0.18*2400 =946.08 kg/ml
- Peso de Tabiquería =300*2.4 =720 kg/ml
- Peso del Piso terminado =120*2.4 =288 kg/ml
- Peso Propio de la Viga =0.42*0.55*2400 =554.4 kg/ml
- TOTAL CARGA MUERTA =2508.48 kg/ml
ii. Carga Viva:
- S/C (Pisos Interiores) =300*2.4 =720 kg/ml
- S/C(Azotea) =120*2.4 =288 kg/ml
iii. Carga Ultima:
- El modelado y la obtención del WU se hará utilizando software (SAP
2000), puesto que es una estructura aporticada.
c. Para la Escalera:
i. Carga Muerta:
- Peso Propio de la Losa=2400*((17.5/2)+(10/(30/33.541)))=528.83 kg/ml
- Peso Propio de la Losa del descanso=2400*0.13*1*1 =312 kg/ml
- Peso de los Acabados =120*1 =120 kg/ml
- TOTAL DE CARGA MUERTA (LOSA ESCALERA) =648.83 Kg/ml
- TOTAL DE CARGA MUERTA (DESCANSO) =432 Kg/ml
ii. Carga Viva:
- S/C(Escalera) =400*1 =400 kg/ml
iii. Carga Ultima:
- Según NTP. E060 (Wu=1.4CM+1.7CV)
o Wu=1.4*648.83+1.7*400 = 1588.36 kg/ml
o Wu=1.4*432+1.7*400 = 1284.80 kg/ml
- Para su análisis se utilizara el Método Aproximado de los
Coeficientes del ACI.
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4. ANALISIS ESTRUCTURAL:
a. Para la Losa:
i. Para su análisis estructural se va a emplear el Método
Aproximado de los Coeficientes del ACI.
ii. Modelado: Wu=1702.8 Kg/ml
1. DIAGRAMA DE MOMENTOS
Resultado:
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2. DIAGRAMA DE FUERZAS CORTANTES
Reultado:
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b. Para la Viga:
i. Para el análisis de Estructural se utilizara el programa
SAP2000 vr. 14. Este programa nos permite hallar los
Momentos a los largo de la viga analizada como también
las fuerzas cortantes, análisis de cargas, así como también
hallar las envolventes para los Momentos Flectores,
Fuerza Cortante y Puntos de Corte. Para ello de debe
analizar el sistema aporticado mediante combinaciones de
cargas donde la carga viva ira colocada de diferentes
maneras, llamado también alternancia de cargas; y así
poder hallar los momentos máximos positivos y negativos.
- Modelado de Carga Muerta: Tn/ml
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- Modelado de Cargas Vivas: Tm/ml
o Nombre: Live
o Nombre: L1, Mo max(+)
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o Nombre: L2, Mo max(+)
o Nombre: L3, Mo max(-)
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o Nombre: L4, Mo max(-)
o Nombre: L5, Mo max(-)
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o Nombre: L6, Mo max(-)
o Nombre: L7, Mo max(-)
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- Diagrama de Envolvente:
o Para la obtención del diagrama de envolvente se deberá
hacer combinaciones con las diferentes cargas vivas.
1.4CM+1.7L1 (COMBINACION 1)
1.4CM+1.7L2 (COMBINACION 2)
1.4CM+1.7L3 (COMBINACION 3)
1.4CM+1.7L4 (COMBINACION 4)
1.4CM+1.7L5 (COMBINACION 5)
1.4CM+1.7L6 (COMBINACION 6)
1.4CM+1.7L7 (COMBINACION 7)
1.4CM+1.7LIVE (COMBINACION 8)
o ENVOLVENTE= SUMA DE TODAS LAS COMBINACIONES.
Diagrama de Momentos.
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Diagrama de Cortantes.
Cortante y Momento Máximo en toda la viga del
primer piso. (Viga a Diseñar)
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c. Para la Escalera:
i. Para su análisis estructural se va a emplear el Método
Aproximado de los Coeficientes del ACI.
ii. Modelado:
1. Wu(escalera)=1588.36kg/ml
2. Wu(Descanso)=1284.8kg/ml
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5. DISEÑO DE LOSA MACIZA.
a. Marco Teorico.
- Peralte 𝑑 = ℎ − 2 = 18 − 2 = 16 𝑐𝑚
- 𝐴𝑠𝑚𝑖𝑛 = 0.0018𝑏ℎ = 0.0018 ∗ 100 ∗ 18 = 3.24 𝑘𝑔/𝑐𝑚2
- 𝐴𝑠𝑡 = 0.0018𝑏ℎ = 0.0018 ∗ 100 ∗ 18 = 3.24 𝑘𝑔/𝑐𝑚2
- El cálculo de acero de refuerzo se hará mediante la interacción de
las siguientes formulas y en el mismo orden que se presentan.
- Para el Cálculo del Área de Acero de Refuerzo
𝑎 = 0.2𝑑 (Para una primera interacción)
𝐴𝑠 =𝑀𝑢
0.9 ∗ 𝑓𝑦 ∗ (𝑑 −𝑎2
)
𝑎 =𝐴𝑠 ∗ 𝑓𝑦
0.85 ∗ 𝑓′𝑐 ∗ 𝑏
- Para el Espaciamiento del Área de Diseño.
o N°: Numero de barras
o S : Espaciamiento de diseño
𝑁° =𝐴𝑠
𝐴𝑠𝐶𝑜𝑙𝑜𝑐𝑎𝑑𝑜
𝑆 =𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑒𝑣𝑎𝑙𝑢𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 ( 100𝑐𝑚 𝑑𝑒 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜)
𝑁°
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- Para el diseño y verificación por fuerza cortante.
o Verificación
Vc: Fuerza de compresión que absorbe el Concreto.
Vu: Fuerza Cortante Ultima del Diagrama de Cortantes.
Φ: Factor de amplificación ( cortante =0.85)
𝑉𝑐 = 0.53√𝑓′𝑐 ∗ 𝑏 ∗ 𝑑
𝑉𝑁 =𝑉𝑢
∅
𝑆𝑖 𝑉𝑐 < 𝑉𝑁 → 𝑆𝑒 𝑛𝑒𝑐𝑒𝑠𝑖𝑡𝑎𝑟𝑎 𝑎𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑟 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑟𝑎𝑙𝑡𝑒
𝐸𝑛 𝑐𝑎𝑠𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜 𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜
b. DISEÑO:
i. Diseño de Refuerzo Principal.
TRAMO DE 1 A 2
TRAMO 1
MU(kg*cm)= 162109
a= 3.2 As(cm2)= 2.98
a= 0.7 As(cm2)= 2.74
a= 0.64 As(cm2)= 2.74
Asmin
TRAMO DE 1 A 2
MU(kg*cm)= 277902
a= 3.2 As(cm2)= 5.11
a= 1.2 As(cm2)= 4.77
a= 1.12 As(cm2)= 4.76
a= 1.12 As(cm2)= 4.76
TRAMO DE 2(IZQ)
MU(kg*cm)= 4138.64
a= 3.2 As(cm2)= 7.6
a= 1.79 As(cm2)= 7.25
a= 1.71 As(cm2)= 7.23
a= 1.7 As(cm2)= 7.23
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TRAMO DE 2 A 3
TRAMO 2(DER)
MU(kg*cm)= 376240
a= 3.2 As(cm2)= 6.91
a= 1.63 As(cm2)= 6.55
a= 1.54 As(cm2)= 6.54
a= 1.54 As(cm2)= 6.54
TRAMO DE 2 A 3
MU(kg*cm)= 274645
a= 3.2 As(cm2)= 5.05
a= 1.19 As(cm2)= 4.72
a= 1.11 As(cm2)= 4.7
a= 1.11 As(cm2)= 4.7
TRAMO DE 3(IZQ)
MU(kg*cm)= 346332
a= 3.2 As(cm2)= 6.36
a= 1.5 As(cm2)= 6.01
a= 1.41 As(cm2)= 5.99
a= 1.41 As(cm2)= 5.99
TRAMO DE 3 A 4
TRAMO 3(DER)
MU(kg*cm)= 380966
a= 3.2 As(cm2)= 7
a= 1.65 As(cm2)= 6.64
a= 1.56 As(cm2)= 6.62
a= 1.56 As(cm2)= 6.62
TRAMO DE 3 A 4
MU(kg*cm)= 233337
a= 3.2 As(cm2)= 4.29
a= 1.01 As(cm2)= 3.98
a= 0.94 As(cm2)= 3.97
a= 0.93 As(cm2)= 3.97
TRAMO DE 4(IZQ)
MU(kg*cm)= 136113
a= 3.2 As(cm2)= 2.5
a= 0.59 As(cm2)= 2.29
a= 0.54 As(cm2)= 2.29
Asmin
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TRAMO DE 1 A 2
TRAMO 1 y 2 (Ducto)
MU(kg*cm)= 243164
a= 3.2 As(cm2)= 4.47
a= 1.05 As(cm2)= 4.16
a= 0.98 As(cm2)= 4.15
a= 0.98 As(cm2)= 4.15
TRAMO DE 1 a 2
MU(kg*cm)= 277902
a= 3.2 As(cm2)= 5.11
a= 1.2 As(cm2)= 4.77
a= 1.12 As(cm2)= 4.76
a= 1.12 As(cm2)= 4.76
TRAMO DE 3 A 4
TRAMO 3 y 4 (Ducto)
MU(kg*cm)= 204170
a= 3.2 As(cm2)= 3.75
a= 0.88 As(cm2)= 3.47
a= 0.82 As(cm2)= 3.46
a= 0.81 As(cm2)= 3.46
TRAMO DE 3 a 4
MU(kg*cm)= 233337
a= 3.2 As(cm2)= 4.29
a= 1.01 As(cm2)= 3.98
a= 0.94 As(cm2)= 3.97
a= 0.93 As(cm2)= 3.97
N° S φ
TRAMO 1 4.56 17.89 3/8''
TRAMO DE 1 A 2 6.7 14.93 3/8''
TRAMO DE 2(IZQ) 5.69 17.57 1/2''
TRAMO 2(DER) 5.15 19.42 1/2''
TRAMO DE 2 A 3 6.62 15.11 3/8''
TRAMO DE 3(IZQ) 4.72 21.19 1/2''
TRAMO 3(DER) 5.21 19.19 1/2''
TRAMO DE 3 A 4 5.59 17.89 3/8''
TRAMO DE 4(IZQ) 4.56 21.93 3/8''
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TRAMO 1 y 2 (Ducto) 5.85 17.09 3/8''
TRAMO DE 1 a 2 6.7 14.93 3/8''
TRAMO 3 y 4 (Ducto) 4.87 20.53 3/8''
TRAMO DE 3 a 4 5.59 17.89 3/8''
ii. Verificación por cortante
𝑉𝑢𝑚𝑎𝑥 = 4680.15 𝑘𝑔
𝑉𝑁 =4680.15
0.85= 5506.06𝑘𝑔
𝑉𝑐 = 0.53 ∗ √210 ∗ 100 ∗ 16 = 12288.69𝑘𝑔
𝑉𝑐 > 𝑉𝑁
La fuerza cortante es absorbida por el concreto de la losa, esto indica que no
es necesario aumentar el peralte de la losa, por lo cual es aquí donde queda
el diseño.
Detalle:
Longitud de Desarrollo. Empalmes.
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6. DISEÑO DE VIGA PRINCIPAL:
a. Marco Teórico.
- Peralte 𝑑 = ℎ − 5 = 55 − 5 = 50 𝑐𝑚
- 𝐴𝑠𝑚𝑖𝑛 = 0.0033𝑏𝑑 = 0.0033 ∗ 42 ∗ 50 = 6.93 𝑘𝑔/𝑐𝑚2
- 𝐴𝑠𝑡 = 0.75 ∗ 𝜌𝑏 ∗ 𝑏 ∗ ℎ = 0.75 ∗ 0.02125 ∗ 42 ∗ 50 = 33.47 𝑘𝑔/𝑐𝑚2
- El cálculo de acero de refuerzo se hará mediante la interacción de
las siguientes formulas y en el mismo orden que se presentan.
- Para el Cálculo del Área de Acero de Refuerzo
𝑎 = 0.2𝑑 (Para una primera interacción)
𝐴𝑠 =𝑀𝑢
0.9 ∗ 𝑓𝑦 ∗ (𝑑 −𝑎2
)
𝑎 =𝐴𝑠 ∗ 𝑓𝑦
0.85 ∗ 𝑓′𝑐 ∗ 𝑏
- Para el Espaciamiento del Área de Diseño.
- N°: Numero de barras
- S : Espaciamiento de diseño
𝑁° =𝐴𝑠
𝐴𝑠𝐶𝑜𝑙𝑜𝑐𝑎𝑑𝑜
𝑆 =𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑒𝑣𝑎𝑙𝑢𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 ( 100𝑐𝑚 𝑑𝑒 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜)
𝑁°
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- Para el diseño y verificación por fuerza cortante.
Verificación:
i. Vc: Fuerza de compresión que absorbe el Concreto.
ii. Vu: Fuerza Cortante Ultima del Diagrama de Cortantes.
iii. Φ: Factor de amplificación ( cortante =0.85)
𝑉𝑐 = 0.53√𝑓′𝑐 ∗ 𝑏 ∗ 𝑑
𝑉𝑁 =𝑉𝑢
∅
𝑆𝑖 𝑉𝑐 < 𝑉𝑁 → 𝑆𝑒 𝑛𝑒𝑐𝑒𝑠𝑖𝑡𝑎𝑟𝑎 𝑎𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑟 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑟𝑎𝑙𝑡𝑒
𝐸𝑛 𝑐𝑎𝑠𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜 𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜
-
b. Diseño del Área de Acero.
TRAMO DE A a B
TRAMO A
MU(kg*cm)= 958920
a= 10 As(cm2)= 5.64
a= 3.16 As(cm2)= 5.24
a= 2.94 As(cm2)= 5.23
a= 2.93 As(cm2)= 5.23
Asmin
TRAMO DE A a B
MU(kg*cm)= 1029658
a= 10 As(cm2)= 5.05
a= 3.39 As(cm2)= 5.64
a= 3.16 As(cm2)= 5.63
a= 3.15 As(cm2)= 5.63
Asmin
TRAMO DE B(IZQ)
MU(kg*cm)= 1480929
a= 10 As(cm2)= 8.71
a= 4.88 As(cm2)= 8.24
a= 4.62 As(cm2)= 8.22
a= 4.61 As(cm2)= 8.21
a= 4.6 As(cm2)= 8.21
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TRAMO DE B a C
TRAMO B(DER)
MU(kg*cm)= 1293982
a= 10 As(cm2)= 7.61
a= 4.26 As(cm2)= 7.15
a= 4.01 As(cm2)= 7.13
a= 3.99 As(cm2)= 7.13
TRAMO DE B a C
MU(kg*cm)= 775462
a= 10 As(cm2)= 4.56
a= 2.55 As(cm2)= 4.21
a= 2.36 As(cm2)= 4.2
a= 2.35 As(cm2)= 4.2
Asmin
TRAMO DE C(IZQ)
MU(kg*cm)= 1122621
a= 10 As(cm2)= 6.6
a= 3.7 As(cm2)= 6.17
a= 3.46 As(cm2)= 6.15
a= 3.45 As(cm2)= 6.15
Asmin
TRAMO DE C a D
TRAMO C(DER)
MU(kg*cm)= 1028409
a= 10 As(cm2)= 6.05
a= 3.39 As(cm2)= 5.63
a= 3.15 As(cm2)= 5.62
a= 3.15 As(cm2)= 5.62
Asmin
TRAMO DE C a D
MU(kg*cm)= 624788
a= 10 As(cm2)= 4.56
a= 2.55 As(cm2)= 4.21
a= 2.36 As(cm2)= 4.2
a= 2.35 As(cm2)= 4.2
Asmin
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TRAMO DE D(IZQ)
MU(kg*cm)= 1042130
a= 10 As(cm2)= 6.13
a= 3.43 As(cm2)= 5.71
a= 3.2 As(cm2)= 5.7
a= 3.19 As(cm2)= 5.7
Asmin
TRAMO DE D a E
TRAMO D(DER)
MU(kg*cm)= 1198742
a= 10 As(cm2)= 6.13
a= 3.95 As(cm2)= 5.71
a= 3.7 As(cm2)= 5.7
a= 3.69 As(cm2)= 5.7
Asmin
TRAMO DE D a E
MU(kg*cm)= 905895
a= 10 As(cm2)= 5.33
a= 2.99 As(cm2)= 4.94
a= 2.77 As(cm2)= 4.93
a= 2.76 As(cm2)= 4.93
Asmin
TRAMO DE E(IZQ)
MU(kg*cm)= 821954
a= 10 As(cm2)= 4.83
a= 2.71 As(cm2)= 4.47
a= 2.5 As(cm2)= 4.46
a= 2.5 As(cm2)= 4.46
Asmin
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c. Verificación por Cortante.
Vu Vn Vc Vc<Vn??
TRAMO A 11371 13377.65 16128.9 NO
TRAMO DE B(IZQ) 12949.7 15234.94 16128.9 NO
TRAMO B(DER) 11407 13420.00 16128.9 NO
TRAMO DE C(IZQ) 10851.8 12766.82 16128.9 NO
TRAMO C(DER) 9962.2 11720.24 16128.9 NO
TRAMO DE D(IZQ) 10004.3 11769.76 16128.9 NO
TRAMO D(DER) 11585.8 13630.35 16128.9 NO
TRAMO DE E(IZQ) 10361.5 12190.00 16128.9 NO
d. Detallado.
o Para el punto de corte se tomó la distancia del punto de
inflexión más un peralte.
o El gancho se obtiene por 12 db
Longitud de Desarrollo Empalme
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7. DISEÑO DE ESCALERA
a. Marco Teórico.
- Peralte 𝑑 = ℎ − 2 = 18 − 2 = 16 𝑐𝑚
- 𝐴𝑠𝑚𝑖𝑛 = 0.0018𝑏ℎ = 0.0018 ∗ 100 ∗ 18 = 3.24 𝑘𝑔/𝑐𝑚2
- 𝐴𝑠𝑡 = 0.0018𝑏ℎ = 0.0018 ∗ 100 ∗ 18 = 3.24 𝑘𝑔/𝑐𝑚2
- El cálculo de acero de refuerzo se hará mediante la interacción de
las siguientes formulas y en el mismo orden que se presentan.
o Para el Cálculo del Área de Acero de Refuerzo
𝑎 = 0.2𝑑 (Para una primera interacción)
𝐴𝑠 =𝑀𝑢
0.9 ∗ 𝑓𝑦 ∗ (𝑑 −𝑎2
)
𝑎 =𝐴𝑠 ∗ 𝑓𝑦
0.85 ∗ 𝑓′𝑐 ∗ 𝑏
o Para el Espaciamiento del Área de Diseño.
N°: Numero de barras
S : Espaciamiento de diseño
𝑁° =𝐴𝑠
𝐴𝑠𝐶𝑜𝑙𝑜𝑐𝑎𝑑𝑜
𝑆 =𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑒𝑣𝑎𝑙𝑢𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 ( 100𝑐𝑚 𝑑𝑒 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜)
𝑁°
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o Para el diseño y verificación por fuerza cortante.
Verificación
i. Vc: Fuerza de compresión que absorbe el Concreto.
ii. Vu: Fuerza Cortante Ultima del Diagrama de Cortantes.
iii. Φ: Factor de amplificación ( cortante =0.85)
𝑉𝑐 = 0.53√𝑓′𝑐 ∗ 𝑏 ∗ 𝑑
𝑉𝑁 =𝑉𝑢
∅
𝑆𝑖 𝑉𝑐 < 𝑉𝑁 → 𝑆𝑒 𝑛𝑒𝑐𝑒𝑠𝑖𝑡𝑎𝑟𝑎 𝑎𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑟 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑟𝑎𝑙𝑡𝑒
𝐸𝑛 𝑐𝑎𝑠𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜 𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜
b. Diseño de Refuerzo Principal.
TRAMO DE A a B
TRAMO A
MU(kg*cm)= 119127
a= 2.2 As(cm2)= 3.18
a= 0.75 As(cm2)= 2.97
a= 0.7 As(cm2)= 2.96
a= 0.7 As(cm2)= 2.96
TRAMO DE A a B
MU(kg*cm)= 142952
a= 2.2 As(cm2)= 3.82
a= 0.9 As(cm2)= 3.58
a= 0.84 As(cm2)= 3.57
a= 0.84 As(cm2)= 3.57
TRAMO DE B(IZQ)
MU(kg*cm)= 85418
a= 2.2 As(cm2)= 2.28
a= 0.54 As(cm2)= 2.11
a= 0.5 As(cm2)= 2.1
a= 0.49 As(cm2)= 2.1
Asmin
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TRAMO DE B a C
TRAMO B(DER)
MU(kg*cm)= 69094
a= 2.2 As(cm2)= 1.85
a= 0.44 As(cm2)= 1.7
a= 0.4 As(cm2)= 1.69
a= 0.4 As(cm2)= 1.69
Asmin
TRAMO DE B a C
MU(kg*cm)= 27980
a= 2.2 As(cm2)= 0.75
a= 0.18 As(cm2)= 0.68
a= 0.16 As(cm2)= 0.68
a= 0.16 As(cm2)= 0.68
Asmin
TRAMO DE C(IZQ)
MU(kg*cm)= 346332
a= 2.2 As(cm2)= 2.28
a= 0.54 As(cm2)= 2.11
a= 0.5 As(cm2)= 2.1
a= 0.49 As(cm2)= 2.1
Asmin
TRAMO DE C a D
TRAMO C(DER)
MU(kg*cm)= 85418
a= 2.2 As(cm2)= 1.85
a= 0.44 As(cm2)= 1.7
a= 0.4 As(cm2)= 1.69
a= 0.4 As(cm2)= 1.69
Asmin
TRAMO DE C a D
MU(kg*cm)= 142952
a= 2.2 As(cm2)= 3.82
a= 0.9 As(cm2)= 3.58
a= 0.84 As(cm2)= 3.57
a= 0.84 As(cm2)= 3.57
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TRAMO DE 4(IZQ)
MU(kg*cm)= 893.45
a= 2.2 As(cm2)= 2.39
a= 0.56 As(cm2)= 2.2
a= 0.52 As(cm2)= 2.2
Asmin
N° S φ
TRAMO A 4.17 23.98 3/8''
TRAMO DE A a B 5.03 19.88 3/8''
TRAMO DE B(IZQ) 3.3 30.3 3/8''
TRAMO B(DER) 3.3 30.3 3/8''
TRAMO DE B a C 3.3 30.3 3/8''
TRAMO DE C(IZQ) 3.3 30.3 3/8''
TRAMO C(DER) 3.3 30.3 3/8''
TRAMO DE C a D 5.03 19.88 3/8''
TRAMO DE 4(IZQ) 3.3 30.3 3/8''
c. Verificación por Corte.
- De los diagramas de fuerza cortante tomamos el cortante máximo.
- Vumax= 2739.92kg
- Vn=3223.44kg
- Vc=0.53*(210^0.5)*100*11=8448.47 kg
- No se necesita ensanchar la losa.
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8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
- Por motivos de tener una buena respuesta ante a las fuerzas
dinámicas de sismo se ha decidido diseñar la viga con un ancho
igual al de la columna.
- En la viga no se necesita diseño por cortante, puesto que la sección
de la viga absorbe todos los esfuerzos cortantes.
- Puesto que la Viga no necesita diseño por cortante se ha tomado
una longitud mínima para confinamiento especificado en el plano.
- La sección no requiere mucho refuerzo transversal ya que las cargas
no son muy altas y el eje es perimetral puesto que la longitud del
ancho tributario se tomara en un solo lado.
- Para la losa no se tuvo que ensanchar el peralte ya está absorbe
todos los esfuerzos de corte.
- Se utilizó el método de los coeficientes del ACI para la obtención de
M(+), M(-) y Vu, en el diseño de losas y escaleras.
- El método utilizado para el diseño de viga se utilizó software puesto
que es una estructura aporticada de 4 pisos y esto hace que varíen
los momentos en los diferentes pisos.
- Los detalles se darán en los planos.
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9.
PLANOS Y
DETALLADOS