estructuracion y predimensionamiento de una construccion aporticada

I.- Descripcin del proyectoI. Ubicacin:

Departamento: LIMA Provincia: LIMA Distrito: COMAS

II.- Caractersticas Geomtricas:

Nmero de Pisos:: 2 pisos + azotea rea promedio de piso: 208.49 m2 Altura de Piso a Techo : h = 2.93 m Losa Aligerada : t = 0.20 m Alfeizar y parapetos en la azotea : h = 1.00 m Garganta de escalera : t = 0.12 mIII. Caractersticas de los Materiales:Concreto fc : 210 kg/cm2 (Para predimensionar) Modulo de Elasticidad de Conc.: 15000(fc) ^0.5 = 217370.6512 kg/cm2 Peso Esp. C.: 2.4 Ton/m3Acero fy : 4200 kg/cm2 Albailera fm : 1200 ton/m2 Em: 500fm = 22500 kg/cm2 Peso Esp. Alba. : 1.8 Ton/m3

IV. Arquitectura:El proyecto est destinado a ser usada como vivienda unifamiliar, contando con dos pisos y una azotea los cuales estn destinados de esta manera: Primer Piso: Sala Comedor Segundo piso: Dormitorios

II.- Estructuracin y Predimensionamiento

2.1.- Criterios de EstructuracinEl proceso de estructuracin consiste en definir la ubicacin y caractersticas de los diferentes elementos estructurales (losas, vigas, muros, columnas), de tal forma que se logre dotar a la estructura de buena rigidez, adems resulte fcil y confiable reproducir el comportamiento real de la estructura.

De las ilustraciones 1-4 podemos darnos cuenta que se trata de una estructura irregular, presenta varios vacios en sus lozas, lo que evita una perfecta resistencia al sismicidad que ofrecen las estructuras regulares.

Para lograr que la estructura se comporte adecuadamente se debe estructurar de tal forma que sea simple, simtrica, hiperesttica y lograr dotarle de la rigidez, resistencia y ductilidad adecuada.

Se tiene un edificio de concreto armado, de un solo bloque, conformado por muros de albailera columnas, vigas, losas aligeradas. El sistema sismorresistente en la direccin X y Y est conformado por prticos y muros de concreto armado.

Un criterio para ver si el edificio es regular es H/A > 4 para considerarse regular, sin embargo nuestro proyecto tiene 2.5 en esa relacin.

La relacin A/a es 0.59, esta condicin si la cumplimos.

La forma del edificio en elevacin para la relacin altura entre ancho es H/A = 1.77 cumpliendo lo requerido por se menor a 2.5

La separacin entre columnas est dada por la relacin:

Las columnas ms alejadas en nuestro proyecto es de 6 m y la altura comn de las columnas es 2.63 m siendo 2h=5.26 m.

2.2.- Predimensionamiento:

Vigas:Para las vigas de seccin rectangular se usara:

Donde:a: Ancho tributario

Peralte efectivo: Utilizando un peralte comprimido de 0.3d (la mas econmica) derivamos las siguiente expresin para el peralte efectivo

Donde:M: (0.6, , 0.7) MoMo: Momento flector como viga simplemente apoyada coeficiente de flexion igual a 0.90Fc: resistencia a compresin del concreto

Columnas:

De la practica se ha observado que las columnas deben dimensionarse por deformacin para solicitaciones ssmicas, y utilizando ssmicas y utilizaremos la siguiente expresin para secciones cuadradas: estas secciones cuadradas se pueden reemplazar por una seccin rectangular de igual momento de inercia, pero hay que definir uno de los lados.

Donde:Vs: ZUCSPe Cortante por sismoZ:factor de zonaU:Coef. De usoC:Coef. De amplificacin ssmicaS:Factor de SueloPe: peso de la edificacinH:altura del primer nivelN:numero de columnas

E: 15000*fc0.5 modulo de elasticidad del concretoNtese que para el cortante por sismo Vs no se emplea el valor de reduccin por ductilidad R, ya que las columnas y muros de corte se deben predimensionar por deformacin y no por resistencia como hacen algunos textos en forma errnea. Tambin deber puntualizarse que las unidades empleadas en las formulas deben ser consistentes.

Muros de Corte:

Los muro de corte se predimensionaran como si fueran columnas anchas como se recomienda en muchos textos especializados. De hecho que los muros de corte deben comportarse como columnas ya que la teora de placas no es mas que una extensin de la teora de vigas. En este caso el espesor t debe definirse siendo la incgnita la longitud L.

Donde:Vs: ZUCSPe Cortante por sismoZ:factor de zonaU:Coef. De usoC:Coef. De amplificacin ssmicaS:Factor de SueloPe: peso de la edificacinH:altura del primer nivelN:numero de columnas

E: 15000*fc0.5 modulo de elasticidad del concretoT:espesor del muro

Conclusiones La estructuracin sirve principalmente para facilitar el diseo posterior ya que nos aseguraremos que las rigideces se parezcan en ambos sentidos del sismo. Algunos criterios de predimensionamiento cambian de versiones respecto a varios autores, sera recomendable usa aquellos que toman factores ssmicos o que sean de estudios recientes y confiables El predimensionamiento de zonas crticas determinar las dimensiones de las dems zonas en nuestra edificacin para que nuestra estructura se acerque a la simetra. Por lo dems se han adoptado las recomendaciones de los autores del diseo estructural, aunque en algunos casos se han cambiado las condiciones de las frmulas planteadas a nuestra realidad peruana mediante el RNE.