EDUAR A. SALAMANCA ORTEGAEspecializacin en EstructurasModulo ConcretoUniversidad del Cauca
CONFIGURACION DEL SISTEMA A ANALIZAR
Estructura de uso residencial, de tres plantas con altura de piso de 2.40m y distribucin simtrica respecto al eje x, asimtrica respecto al eje y, con secciones inciales de 30cm x 30 cm para vigas y columnas (Figura software Eng Solutions RCB )
Una vez analizado el sistema estructural de acuerdo a las cargas muertas y vivas mnimas establecidas en el TITULO B de la NSR-10 y suponiendo las cargas ssmicas del mtodo horizontal equivalente, se establece el diseo para la columna con las cargas mayores:
RESULTADOS CRITICOS
CARGA MUERTA LOSA 2 Y 3KN/m2
Losa (10mx9m = 90m2-espesor 0,15m)3.60
Muro (2.5mx4.5m = 11.3 m2-espesor 0,12m-altura 2.4m)5.57
Baldosa cermica (20 mm) sobre 25 mm de mortero1.10tabla B 3.4.1-3
Fachada y participaciones de mampostera1.00tabla B 3.4.3-1
11.27
CARGA MUERTA LOSA 4 (CUBIERTA)KN/m2
Losa (10mx9m = 90m2-espesor 0,15m)3.6
Fachada y participaciones de mampostera1.8tabla B 3.4.3-1
5.40
CARGA VIVA LOSA 2 Y 3KN/m2
BALCONES5.00tabla B 4.2.1-1
CUARTOS PRIVADOS Y SUS CORREDORES1.80tabla B 4.2.1-1
ESCALERAS3.00tabla B 4.2.1-1
9.80
CARGA VIVA LOSA 4 (CUBIERTA)KN/m2
Cubiertas inclinadas con pendiente de 15 o menos en estructura metlica o de madera con imposibilidad fsica de verses sometidas a cargas superiores a la aqu estipuladas0.5tabla B 4.2.1-2
0.50
Cargas ssmicas (EQ)mi (KN)hi(m)mi.hiCvxVs (KN)Fx (KN)Fx (TN)Fy(TN) 30%
Cubierta4867.23499.20.32420946786820
entrepiso 210144.84867.20.45120949439428
entrepiso 110142.42433.60.22520944724714
10800
Distribucin de carga muerta y viva en elementos viga:LOSAVIGAAREA DE INFLUENCIA (M2)L (m)CARGA MUERTA POR ML (TN/M)CARGA VIVA POR ML (TN/M)
21 A-B3.083.51.21.1
21 B-C3.083.51.21.1
21 C-D1.852.71.00.9
22 A-B6.163.52.22.0
22 B-C6.163.52.22.0
22 C-D3.72.71.81.6
23 A-B3.083.51.21.1
23 B-C3.083.51.21.1
23 C-D1.852.71.00.9
2A 1-24.54.351.41.3
2A 2-34.54.351.41.3
2B 1-294.352.62.3
2B 2-394.352.62.3
2C 1-28.534.352.52.2
2C 2-38.534.352.52.2
2D 1-24.034.351.31.1
2D 2-34.034.351.31.1
31 A-B3.083.51.21.1
31 B-C3.083.51.21.1
31 C-D1.852.71.00.9
32 A-B6.163.52.22.0
32 B-C6.163.52.22.0
32 C-D3.72.71.81.6
33 A-B3.083.51.21.1
33 B-C3.083.51.21.1
33 C-D1.852.71.00.9
3A 1-24.54.351.41.3
3A 2-34.54.351.41.3
3B 1-294.352.62.3
3B 2-394.352.62.3
3C 1-28.534.352.52.2
LOSAVIGAAREA DE INFLUENCIA (M2)L (m)CARGA MUERTA POR ML (TN/M)CARGA VIVA POR ML (TN/M)
3C 2-38.534.352.52.2
3D 1-24.034.351.31.1
3D 2-34.034.351.31.1
41 A-B3.083.50.70.3
41 B-C3.083.50.70.3
41 C-D1.852.70.60.3
42 A-B6.163.51.20.3
42 B-C6.163.51.20.3
42 C-D3.72.71.00.3
43 A-B3.083.50.70.3
43 B-C3.083.50.70.3
43 C-D1.852.70.60.3
4A 1-24.54.350.80.3
4A 2-34.54.350.80.3
4B 1-294.351.40.3
4B 2-394.351.40.3
4C 1-28.534.351.30.3
4C 2-38.534.351.30.3
4D 1-24.034.350.70.3
4D 2-34.034.350.70.3
Apoyados en el software de diseo establecemos el rea de acero y seccin para chequear que cumple con los parmetros de resistencia:
Se chequea la seccin de 45cm x 45 cm con un As= 4%Ag= (45cm x 45 cm)x 4% = 81 cm2
Ag = 2025 cm216 # 8 = 5.1 cm2 x 16 = 81.6 cm2 (4% de Ag; = 0.0402)Ec = 200.000 kgf/cm2Es = 200.000 MPaf`c = 210 kgf/cm2fy = 4200 kgf/cm2d = 38cmd = 6b = 45 cm
GENERACION DE DIAGRAMA DE INTERACCIONApoyndonos en el software BIAXIAL de propiedad de la Universidad del Cauca, tenemos que:
Pux[t]Mux[t.m]Puy[t]Muy[t.m]
448.250448.250
342.2517.24342.2517.24
322.5819.78322.5819.78
301.8322.19301.8322.19
279.824.51279.824.51
256.226.75256.226.75
230.6828.96230.6828.96
202.7531.2202.7531.2
171.7733.51171.7733.51
136.8136.02136.8136.02
99.8538.399.8538.3
73.8438.1173.8438.11
41.5837.941.5837.9
10.8844.5910.8844.59
Realizando el chequeo biaxial de la columna:
Podemos concluir que la seccin cumple con los parmetros de resistencia Pn>Pu. De los resultados del anlisis consolidamos las combinaciones crticas donde se valida que la seccin resiste las combinaciones:COLUMNAPISOPu (Tn)Mx (Tn.m)My (Tn.m)Combinacin
D-2178.18.6224
B-21118.5002
C-2169.18.625.24
Dado que el software tiene la posibilidad de analizar los efectos de segundo orden o P- revisamos las combinaciones en estas columnas para validar su cumplimiento de los parmetros de resistencia:
DISEO ESTABLECIDO PARA COLUMNAS.
D y A colocamos la seccin 40cm x 40 cm con 10#8. (3.5% de Ag)Siendo las zonas con mayores cargas en las columnas de las filas B y C colocamos la seccin 45cm x 45 cm con 16#8. (4% de Ag)
DISEO A CORTANTEPara las columnas mas criticas C-2, B-2 del piso 1 tenemos que La fuerza cortante obtenida del anlisis es: Vu= 23.6 TN, Pu=70.1 TN.Los momentos que desarrolla la columna los obtenemos de nuestro diagrama de interaccin, para Pu dado tenemos un Mu = 38.09 TN.mVu=(38.09 + 38.9) / 2.4 = 31.74 > 23.6 TN
12461 Kg
Hallamos el espaciamiento tomando como estribo la barra #3 con fyt= 4200 kgf/cm2 y con la siguiente configuracin:
El refuerzo de confinamiento se coloca en ambos extremos de la columna en una distancia lo:
Y un espaciamiento:
Se concluye que la separacin requerida es: s=8cm y lo=45 cm.
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