Informe Modf. Steel Deck Vcm Sta Elena
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Informe Estructural
“Modificación Estructural Módulo Anexo
para la Instalación del Tribunal de Violencia
Contra la Mujer, Municipio Gran Sabana –
Edo. Bolívar”
INFORME ESTRUCTURAL
Modificación Estructural “Módulo Anexo Para La
Instalación Del Tribunal De Violencia Contra La
Mujer, Municipio Gran Sabana, Estado Bolívar”.
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Contenido
1. OBJETIVOS ............................................................................................................................................. 2
2. JUSTIFICACION ...................................................................................................................................... 2
3. NORMAS DE REFERENCIA .................................................................................................................... 2
2.1.- Normas Nacionales COVENIN ............................................................................................................ 2
2.2.- Normas Internacionales ....................................................................................................................... 2
4. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES .................................................................................................. 2
5. DESCRIPCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS ............................................................................................... 3
6. CARGAS APLICADAS ............................................................................................................................. 5
6.1. Cargas Permanentes (CP) ............................................................................................................... 5
6.2. Cargas Variables (CV) ..................................................................................................................... 5
7. CÁLCULO DE LA LOSACERO ................................................................................................................ 6
8. CONCLUSION ....................................................................................................................................... 18
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1. OBJETIVOS
Con la presente se desarrolla la metodología de cálculos realizados para comprobar la seguridad estructural a la modificación en la losa de techo con sofito metálico de calibre 20, de la estructura “MÓDULO ANEXO PARA LA INSTALACIÓN DEL TRIBUNAL DE VIOLENCIA CONTRA LA MUJER, MUNICIPIO GRAN SABANA, CIRCUNSCRIPCIÓN JUDICIAL DEL ESTADO BOLÍVAR”.
2. JUSTIFICACION
Este informe se elabora debido a la falta de insumos existente actualmente en la construcción en el país, por lo que se realizó una sustitución de lámina sofito metálico (losacero) calibre 22 por una calibre 20, sin que con estos cambios se comprometa la integridad de la estructura.
3. NORMAS DE REFERENCIA
2.1.- Normas Nacionales COVENIN
• 1753:2006 Proyecto y Construcción de Obras en Concreto Estructural.
• 2002:1988 Criterios y Acciones Mínimas para el proyecto de edificaciones.
• COVENIN 1618–98: Estructuras de Acero para Edificaciones. Método de los Estados
Límites.
2.2.- Normas Internacionales
• ACI 318-11 Building code requirements for structural concrete.
• ASCE 07 Minimum design loads for buildings and other structures.
4. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
• Material: Concreto
• Resistencia: 250 Kgf/cm² (a los 28 días)
• Módulo de Elasticidad (Ec): 238752 kgf/cm²
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• Módulo de Poisson: 0,20
• Material: Sofito Metálico
• Calibre 22
• Módulo de Elasticidad (Ec): 2100000 kgf/cm²
5. DESCRIPCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS
La losa de techo tiene un espesor de 10 cm, con sofito metálico de calibre 20 de 38mm de alto (1,5 pulgadas). Se verifico la losacero en un ancho de un metro y una luz más desfavorable en la estructura de 1,20 metros.
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6. CARGAS APLICADAS
6.1. Cargas Permanentes (CP) Losacero 310 Kg/m2
Cielo Raso 20 Kg/m2
Sobrepiso 120 Kg/m2
Impermeabilización 15 Kg/m2
6.2. Cargas Variables (CV)
Carga Variable de techo 100 Kg/m2
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7. CÁLCULO DE LA LOSACERO
PLACA COLABORANTE ACERO DECK
Parámetros de lámina Acero-Deck
Gage = 22
e = 0.075 cm : Espesor de la lámina
ltsd =
140 cm : Longuitud de la plancha / por el el Ancho Total
Assd = 10.33 cm2 : Área de acero de la lamina de Acero-Deck Isd = 23.897 cm4 : Inercia
Spsd = 10.05 cm3 : Módulo de Sección Superior Snsd = 10.54 cm3 : Módulo de Sección Inferior
Wssd = 5.68 kgf/m : Peso por unidad de longitud de la lámina de acero
Es = 2,100,000 kgf/cm2 : Modulo de Elasticidad del acero
W1= 20 kg/m2 : Peso por cielo raso
W2 = 135 kg/m2 : peso por tabiqueria
t = 10 cm
Aconsd = 0.127 m2/m : Area del concreto
f'c = 250 kg/cm2 : Resistencia del concreto a la compresión
γcon = 2,400 kg/m3 : Peso especifico del concreto
Wl = 100.00 kg/m : Carga Viva
Peso Propio de la Losa:
Wconsd = Aconsd x (γcon) : Peso de concreto por unidad de longitud (kgf/m).
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Wconsd = 304.32 kg/m : Carga Muerta
Wdsd = Wconsd + Wssd + W1 + W2 : Carga muerta por unidad de longitud (kgf/m).
Wdsd = 465.00 kg/m 1.- DETERMINACIÓN DE LA DEFLEXIÓN DE LA LÁMINA ACERO-DECK.
1.1- Cálculo de la deformación admisible: δadm
ó 1.9cm (el valor que sea menor)
Lsd = 1.20 m Luz libre de la losa δadm = 0.67 cm
1.2.- Deformación Calculada: δcal
Condición de tres ó más tramos
b : 100 cm Ancho de análisis δcal = 0.13 cm
Verificar :
0.13 ≤ 0.67 CUMPLE
2. ESFUERZOS DE TRACCIÓN POR FLEXIÓN EN EL SISTEMA NO COMPUESTO:
Datos:
Psd = 75 Kgf
Wwsd = 100 Kgf fy = 4,200 Kgf/cm2
Para tres tramos:
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2.1. Cálculo de Momentos El mayor de:
Msd+ = Momento positivo en la lámina no compuesta (kgf-m)
Msd+ = 80.94 Kg-m
ó
Msd+ = 78.11 Kg-m Ok
y
Msd- = Momento negativo en la lámina no compuesta (kgf-m)
Msd- = 95.19 Kg-m Ok
2.2. Cálculo de Esfuerzos
f+ = Esfuerzo positivo en la lámina (kgf/cm2)
f+ = 777.17 kgf/cm2
f- = Esfuerzo negativo en la lámina (kgf/cm2)
f- = 903.14 kgf/cm2
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Entonces, verificar que:
f+ ≤ 2,520.00 kgf/cm2
f- ≤ 2,520.00 kgf/cm2
Luego: 777.17 ≤ 2,520.00 CUMPLE
903.14 ≤ 2,520.00 CUMPLE
3. - CÁLCULO DE ESFUERZOS ADMISIBLES EN EL SISTEMA COMPUESTO
3.1.- Cálculo del momento de inercia de la sección transformada fisurada: Ic (cm4)
6.2 cm
Ycs 3.8 cm
Cálculo del Centroide ( Ycg): Sacando la figura del Trapecio, por formula se tiene
que:
Ycg
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A
H
B
Donde: B = 14.7 cm A = 6.3 cm
H =dd = 3.8 cm t = 10 cm
Ycg = 1.65 cm
d = 8.35 cm
tc = 6.20 cm
Tabla Nº 03 Ratio entre el módulo de elasticidad del acero
y el módulo de elasticidad del concreto
n f’c (kgf/cm2)
6 420 o más.
7 320 a 420 8 250 a 320
9 210 a 250
n = 9 De Tabla Nº 03
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Cálculos: .-
ρ = 0.01237
Ycc1 = 3.12 cm
Ycs = 5.23 cm
Ic = 3,773.69 cm4
3.2.- Cálculo del momento de inercia de la sección transformada no fisurada: Iu (cm4)
Datos: t = 10.00 cm
d = 8.35 cm
Cs = 19.10 cm
Wr = 5.35 cm
tc = 6.20 cm
hr = 3.80 cm Fórmulas:
12.7 cm
4.4 cm 4.4 cm
6.3 cm
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Cálculos:
Ycc2 = 4.35 cm
Ycs = 4.01 cm
Iu = 6,284.77 cm4
3.3.- Cálculo del Momento de Inercia Efectivo : Ie (cm4)
Ie = 5,029.23 cm4
3.4.- Cálculo del Yprom. :
2cccs YdY −=
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Yprom = 3.73 cm
3.5.- Cálculo del Módulo de Sección Inferior del sistema compuesto: Sic (cm3)
Sic = 802.44 cm3
3.6.- Cálculo de Momentos positivos producidos por la carga muerta y viva sin mayorar en condición de apoyo simple
3.6.1.- Cálculo del Momento producido en la losa por las cargas muertas: Mdsd (kgf-m).
Tabla Nº 04 Ψ : Factor de reducción de carga según apuntalamiento.
1 : Apuntalamiento es total
0.73 : Apuntalamiento temporal en los tercios de la luz durante el vaciado.
0.63 : Apuntalamiento temporal el centro de la luz durante el vaciado.
0 : No existe apuntalamiento.
Ψ = 0 De tabla Nº 04
Mdsd = 0.00 kgf-m
3.6.2.- Cálculo del Momento producido en la losa por las cargas vivas: Mlsd (kgf-m).
Mlsd = 18.00 kgf-m
3.6.3.- Verificación:
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2.24
2,520.00 CUMPLE
4.- CONDICIÓN DE MOMENTO ÚLTIMO O RESISTENCIA A LA FLEXIÓN
4.1.- Cálculo de la Cuantía Balanceada: ρb
β1 = 0.85 Para concretos con f’c menores a 280 kgf/cm2
ρb = 0.01915
4.2.- Cálculo del Momento nominal
Se reconocerá como losas sub-reforzadas a aquellas que presenten una cuantía, menor que la cuantía balanceada si:
Luego: 0.01237 ≤ 0.01915 CUMPLE
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a = 2.04169 cm
Mn = 318,127 Kg-cm
Mn = 3,181 Kg-m
4.3.- Cálculo del Momento del Diseño, para falla de Flexión sub-reforzada
Φ = 0.90
Md = 286,315 Kg-cm ó
Md = 2,863.15 Kg-m
Nota: Es obvio que la falla que esperamos tener es la de una losa sub-reforzada, dado que el concreto es un material frágil, y si la losa fuera sobre-reforzada, podríamos enfrentarnos a una falla tipo colapso.
5.- DISEÑO POR CORTANTE
El área de concreto (Ac) a considerar que contribuye a tomar el cortante es igual al área formada por las áreas sombreadas en la siguiente figura:
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5.1.- Cálculo del Cortante Nominal
A c = 71.63 cm2
Vn = 600.26 kgf
5.2- Cálculo del Cortante ültimo a considerar cerca a los apoyos:
Vu = 263.67 kgf
5.3.- Verificación por Cortante:
Φ = 0.85
Φ x Vn = 510.22 kgf
Luego: 263.67 ≤ 510.22 CUMPLE
6.- ESFUERZO ADMISIBLE A COMPRESIÓN EN EL CONCRETO
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Sadm : Es el esfuerzo admisible
Scc : Módulo elástico de sección superior, sección compuesta (cm3)
0.45xf'c = 112.5 Kgf/cm2
Scc = 1,347.40 cm3
Mdsd + Mlsd =
0.15 Kgf/cm2
Scc x n
Luego : 0.15 ≤ 112.5 CUMPLE
7.- DEFLEXIÓN DEL SISTEMA COMPUESTO
7.1.- Cálculo de las deflexiones inmediatas debido a cargas propias y cargas vivas
Ec = 237,171 Kgf/cm2
∆´ST = 0.01
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7.2. Verificar que la deformación total no exceda la deformación admisible:
h =
6.2 cm
Amin = 0.94 cm2
As´ =
1.26 cm2 (Malla electrosoldada 100x100x4mm)
∆LT = 0.024 cm
∆adm = 0.33 cm
∆total = 0.04 cm
Luego: 0.04 ≤ 0.33 CUMPLE 8. CONCLUSION
En el presente informe se verificó que la sustitución del sofito metálico calibre 22 por calibre 20 es factible y no compromete la integridad estructural de la edificación.
______________________________ Ing° Gabriel Navas S.
CIV. 234.858 0426-791.70.49
Asmin = �.�����������
��