PLAN DE FORMACIÓN DEL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN ACCIÓN 4 CSCAE Curso 6. DB SE SE + AE y...

PLAN DE FORMACIÓN DEL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN

ACCIÓN 4CSCAE

Curso 6. DB SE SE + AE y A.

Documento Básico SE y AESeguridad Estructural y Acciones en la Edificación

Aplicación Práctica.

Ponente:Antonio González Sánchez

Doctor ArquitectoProfesor T.U. en el Área de MMCT de Estructuras

Universidad de Alicante

3.1. Definición Geométrica de una Estructura de Edificación.

Se va a analizar las cargas sobre una estructura de edificación con las siguientes características:

3. DB SE y AE. Aplicación Práctica.

DATOS:

•Edificación abierta, situada en el litoral de Alicante.•Estructura totalmente de Hormigón Armado (H.A.); HA 25 para la estructura aérea y HA 30 para la cimentación.•Consta de 10 plantas sobre rasante y un sótano.•Forjado unidireccional con vigas planas, y cimentación sobre losa de cimentación.•Canto del forjado 27 cms (22+5 cms). ((L=500)/20 = 25; se ha redondeado a 27 cms.)•Peso propio del forjado 3,35 KN/m2. (335 Kp/m2).

DATOS SISMICOS:

•Aceleración básica: ab=0,14.g (Alicante/Alacant).•Coeficiente de contribución (cercanía a la falla de las Azores); K=1.•Coeficiente cronológico: Construcción de importancia normal: ρ=1.•Coeficiente de terreno; Terreno Tipo II; C=1,3.•Reducción de las sobrecargas, 0,5; viviendas.•Periodo fundamental de vibración de la estructura: T1=TF=0,09.n=0,09.10=0,9 segundos.•Amortiguamiento; Ω=5%.•Coeficiente de ductilidad; μ=2, ductilidad baja.•Método simplificado NCSE 02, fuerzas estáticas equivalentes.

Planta de estructura tipo.

Axonométrica estructura

Acciones consideradas:

PLANTA SÓTANO

Tipo de Carga Nomenclatura Valor Uniformemente Repartido Valor Concentrado

Peso Propio Forjado G1 - -

Peso Propio Solado.

(Microaglomerado) G2

1 KN/m2 -

Peso Propio Tabiquería - -

Sobrecarga de uso Q1 2 KN/m2 20 KN

PLANTA BAJA


Peso Propio Forjado

(22+5=27 cms)G1 3,35 KN/m2 -

Peso Propio Solado.

(Terrazo o similar)G2

1 KN/m2 -

Peso Propio Tabiquería

(Tabicón del 9)0,8 KN/m2 -


PLANTA TIPO (De la 1 a la 9)


Peso Propio Forjado

(22+5=27 cms)G1 3,35 KN/m2 -

Peso Propio Solado.


1 KN/m2 -

Peso Propio Tabiquería

(Tabicón del 9)1 KN/m2 -


PLANTA CUBIERTA


Peso Propio Forjado

(22+5=27 cms)G1 3,35 KN/m2 -

Peso Propio CubiertaCubierta plana transitable invertida, con grava.

G3 2,8 KN/m2 -

Nieve (Alicante).Se considera concomitante con la sobrecarga de uso

Q4 0,2 KN/m2 -

Sobrecarga de usoSólo mantenimiento

Q5 1 KN/m2 2 KN

ESCALERAS


Peso Propio Losa

(20 cms espesor)G4 5 KN/m2 -

Peso Propio Solado


1 KN/m2 -

Peso Propio Peldañeado

1 KN/m2 -

Sobrecarga de uso Q6 3 KN/m2 (2+1) 2 KN

LOSA ASCENSOR


Peso Propio Losa

(30 cms espesor)G6 7,5 KN/m2 -

Peso Propio Solado - -

Peso Propio maquinaria ascensor

G7 45 KN/m2 -

Sobrecarga de uso - -

PESOS PROPIOS CERRAMIENTOS (Se consideran h=2,70 m; altura media)

Tipo de Carga Nomenclatura Valor Uniformemente Repartido

Cerramientos caja de escalera y ascensor.Ladrillo perforado 1 hasta, 24 cms, más recubrimientos. (3,7+0,2x2)x2,7

G8 11 KN/m

Cerramientos exteriores.Tabicón del 9, más citara 11,5 cms, más revestimientos más aislante.(1,1+1,5+0,2x2+0,1)x2,7

G98,40 KN/m

Cerramientos medianeras y particiones interiores entre distintas propiedades.Tabicón del 9, dos hojas, más revestimientos más aislante.(1,1x2+0,2x2+0,1)x2,7

G10 7,30 KN/m

Antepechos en balcones y cubiertas.1 citara más revestimientos(1,5+0,2x2)x1,5

G11 2,85 KN/m

AntepechosQH8 0,80 KN/m

QV9 2 KN/m

No se han considerado las acciones reológicas por retracción y fluencia del HA, ya que se han hecho las juntas de hormigonado pertinentes.

Tampoco se ha considerado las acciones térmicas por no tener ninguna dimensión mayor de 40 m.

Caso de sobrepasar este valor de 40 metros, es recomendable disponer de JDE, para no considerar esta hipótesis.

Como acción accidental, se ha considerado el Sismo, con los datos indicados para la ciudad de Alicante.

Como sobrecarga de viento se han considerado los siguientes valores según CTE DB SE AE:

215

30

B

HEsbeltez del edificio en la dirección “Y” del viento:

Situación borde del Mar Grado Aspereza I

22 /88,08,02,2/5,0.. mKNmKNccqq pebe Barlovento abajo del edifico:

Barlovento arriba del edifico:22 /40,18,05,3/5,0.. mKNmKNccqq pebe

Sotavento arriba del edifico:

Sotavento abajo del edifico:22 /715,065,02,2/5,0.. mKNmKNccqq sebe

22 /14,165,05,3/5,0.. mKNmKNccqq sebe Estos valores de empuje del viento han aumentado notablemente en algunos casos (del orden del doble o más), con respecto a la NBE AE 88.Para el caso que nos ocupa, se tienen 254 Kpm2 en la parte más alta del edificio; lo que equivale a una velocidad del viento de 227 Km/h (Huracán)

Pórtico Y2, definición geométrica:

Geometría pórtico Y2

Pórtico Y2, Hipótesis 1, Verticales permanentes:

Cargas Momentos Flectores Cortantes Normales

Pórtico Y2, Hipótesis 2, Verticales variables:

Cargas Momentos Flectores Cortantes Normales

Pórtico Y2, Hipótesis 3, Viento +Y:

Cargas Momentos Flectores Cortantes

Pórtico Y2, Hipótesis 4, Viento -Y:

Normales Desplazamientos Momentos Flectores

Pórtico Y2, Hipótesis 5, Sismo +Y:

Cargas Momentos Flectores Cortantes

Pórtico Y2, Hipótesis 5, Sismo +Y:

Normales Desplazamientos

Se va a dimensionar la viga que va del pilar P8 al pilar P14, del forjado F6, y el soporte P2 de planta baja que va del F1 al F2.

Viga P8 a P14, forjado F6. (Sección B; apoyo Derecho).

Hipótesis Axil (KN) Cortante (KN) Momento Flector (KNm) Desplazamiento Horizontal máximo

H1 Verticales G +1,63 -79,30 -55,70 -0,99 cms

H2 Verticales Q +0,52 -25,60 -18,10 -0,43 cms

H3 Viento +Y -13,52 -30,05 -75,10 +5,01 cms

H4 Viento -Y -13,52 +30,05 +75,10 -5,01 cms

H5 Sismo +Y -48,01 -89,2 -223 (-22,3 mT) +21,29 cms

H6 Sismo -Y -48,01 +89,2 +223 -21,29 cms

ikjOi

IQKQPjkj

jG QQPG ,,1

,1,1,,1

, .....

Capacidad portante; para dimensional a flexión la sección “B” en ELU, las combinaciones serian:Situación persistente o transitoria.

KNm94,169)10,75.(60,0.5,1)10,18.(50,1)70,55.(35,1

KNm85,206)10,18.(70,0.5,1)10,75.(50,1)70,55.(35,1

iki

idjkj

QAPG ,1

,2,1

.

Capacidad portante; para dimensional a flexión la sección “B” en ELU, las combinaciones serian:Situación accidental sísmica.

KNm13,284)10,75.(0)10,18.(3,0)223.(1)70,55.(1

La combinación más desfavorable para el dimensionado de la armadura de negativos en el apoyo “B” sería la de la acción sísmica:

Habría que comprobar ahora el valor del momento positivo en el apoyo “B”, ya que el momento flector producido por el sismo cambia el signo del flector en el apoyo:

KNm3,167)10,75.(0)10,18.(0)223.(1)70,55.(1

Saldría una sección con el siguiente armado para la viga tipo:

Aptitud al servicio:Desplome total (acciones de corta duración que pueden resultar irreversibles):

ikiOi

Kjkj

QQPG ,,1

1,,1

..

Los desplomes producidos por las cargas verticales, son pequeños, el desplome producido por la acción del viento (H3 y H4) se sumaria al desplome de las cargas verticales.

4773,6

3000

43,0.7,001,599,0

3000

H Casi cumple, esta en el limite,

habría que rigidizar un poco la estructura

Si se considera ahora el desplome producido por el sismo:

1379,21

3000H

Con un sismo de cierta importancia nunca va a cumplir.Se ha incluido sólo el desplome total producido por el sismo.

Aptitud al servicio:Flecha activa a tiempo infinito, tipo casi permanente:

)(1875,1178

5.5,37 2

0 státicoMomentoIsoKNmM

ikii

jkj

QPG ,,21

,1

..

mKNq /5,3711.3,02,34.1

KNmlqlq

MMM BA 31,7033,13

.

8

..60,0.60,0

22

0

KNmlqlq

MMC 875,4620

.

8

..60,0.40,0

22

0

2/30000 mmNEc

eeinstc IE

lM

IE

lqf

.

.

8

1

.

..

384

5 24

,

43 11481727.7012

1cmIb

470000.60,0 cmII be

mmf instc 06,410.7.10.3

5000.10.31,70

8

1

10.70000.30000

5000.5,37.

384

584

26

4

4

,

mmmmff instctotal 66,16300

50009,1006,4.7,2.7,2 ,

mmmmff instcactiva 10500

50001,706,4.75,1.75,1 ,

Flecha total instantánea en centro luz.

Inercia bruta sección H.A.

Inercia efectiva sección H.A.

Flecha total instantánea más diferida en centro luz.

Flecha total activa en centro luz.

Se va a dimensionar ahora el soporte P2 de planta baja que va del F1 al F2.

Pilar P2, de F1 a F2, sección más solicitada.

Hipótesis Axil (KN) Cortante (KN) Momento Flector (KNm)

H1 Verticales G -1983 15,5 44,2

H2 Verticales Q -544 6,16 20,7

H3 Viento +Y +233 -39 -163

H4 Viento -Y -233 39 163

H5 Sismo +Y +996 -141 -618

H6 Sismo -Y -996 141 618 (61,8 Tm).

Para los axiles el criterio de signos que se sigue para esfuerzos internos, es el clásico de la Resistencia de Materiales, positivo tracción, negativo compresión.

Capacidad portante; para dimensional a flexo-compresión el soporte en ELU, las combinaciones serian:

Situación persistente o transitoria.

KN3702)233.(5,1.6,0)544.(50,1)1983.(35,1

KNm326)163.(5,1)7,20.(50,1.7,0)2,44.(35,1

KN3597)233.(5,1)544.(7,0.50,1)1983.(35,1

La Combinación más desfavorable es:

Nd=-3702 KNMd=326 KNm

El armado del soporte sería:

Nd=-3702 KNMd= 326 KNm

As,total.fyd=1661,68 KN (4Ǿ25+8Ǿ20)

Situación accidental sísmica.

KN3523)233.(0)996.(1)544.(1)1983.(1 KNm9,682)163.(0)618()7,20.(1)2,44.(1

La Combinación más desfavorable es la sísmica:

Nd=-3523 KNMd=683 KNm

El soporte no se descomprime. (-1983-0,3.544+996=-1150,2)El armado del soporte sería:

Nd=-3523 KNMd= 683 KNm

As,total.fyd=2878,57 KN (10Ǿ25+10Ǿ20)

Impacto de vehículos en los soportes de sótano.

KNml

baPM A 94,19

3

35,2.65,0.50..2

2

2

2

KNml

baPM B 51,5

3

35,2.65,0.50..2

2

2

2

KNml

baPMC 64,8

3

35,2.65,0.50..3

22

3

22

El máximo momento producido es sobre 20KNm, esto da un armado adicional en los soportes de planta baja del orden:

KNz

MfA dyds 100

05,0.24,0

50,1.20.

Añadiendo 2Ǿ12 ó 2 Ǿ 16 por cara en los soportes de planta sótano, son suficientes para absorber el impacto de los vehículos.Se podría mejorar añadiendo una armadura de piel en el recubrimiento.

Comprobación del CTE DB SI, para la estructura de H.A.:

Según Tabla 3.1, del DB SI, al ser una edificación residencial se necesitan en el sótano una R120, y al tener la altura de evacuación mayor o igual a 28 m (estrictamente serían 27 metros), el resto de la estructura también necesita una resistencia al fuego R120.

Basándose en las tablas del Anejo C, para estructuras de H.A., se tiene que:

ElementoDimensiones mínimas y

recubrimiento (mm)Resistencia al fuego

Soportes 400/40 > R120

Vigas Planas 270/40 > R120

Nervios forjados unidireccionales

270/35 > R120

Todos los elementos estructurales se ven mejorados con una capa de al menos 10 mm de espesor de yeso continua, que equivale a una capa de 18 mm de hormigón.

Con lo cual todos los elementos estructurales cumplen la resistencia al fuego exigida

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Gracias por la atención prestada.

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