Proyecto de Analisis y Diseño de Elementos Estructurales de concreto de una vivienda unifamiliar

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    24-Dec-2015

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Proyecto de Ctedra Proyectos Estructurales,ULA, Facultad de Ingeniera, vivienda unifamiliar, anlisis estructural, anlisis de carga

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<ul><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES </p><p>FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE CIVIL </p><p>DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS MERIDA EDO. MERIDA </p><p> ANALISIS Y DISEO DE </p><p>VIVIENDA </p><p> PROF: Ing. ORLANDO RAMIREZ </p><p>MAIRE CARRERO 20.395.691 MARIA MENDEZ 20.431.081 DANIEL PEA 17.896.362 </p><p>OCTUBRE DE 2014 </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>Memoria DescriptivaMemoria DescriptivaMemoria DescriptivaMemoria Descriptiva </p><p>El presente proyecto consta del anlisis de cargas y diseo de todos los </p><p>elementos estructurales de una vivienda unifamiliar de dos plantas con un rea </p><p>aproximada de 225m de construccin; dicho diseo se realizo mediante el programa </p><p>SAP 2000, primero se procedi a realizar el anlisis de techo con machihembrado este </p><p>lleva perfiles UNICON de (180x65)mm en las vigas de amarre donde estn las </p><p>mayores solicitaciones de carga y las correas de amarre se disearon con un perfil </p><p>UNICON de (100x40)mm. Para las cargas obtenidas debido al peso de los elementos </p><p>que componen el techo esos perfiles resisten perfectamente y tienen un buen </p><p>comportamiento en cuanto al pandeo. </p><p>Posteriormente se realizo el clculo de la losa de entrepiso, en principio se </p><p>dividi la planta de la vivienda en mdulos, se elaboro una tabla para calcular si la losa </p><p>se armaba en una o en dos direcciones; se diseo en direccin Y que resulto ser la </p><p>mas favorable. Para calcular el espesor de la losa de entrepiso nos basamos en los </p><p>resultados obtenidos usando la tabla 9.6.1 de la norma 1756 - 2006 de concreto el </p><p>espesor de la Losa ser 25 cm. Luego se realizaron los anlisis de cargas respectivos </p><p>tomando en cuenta todos los elementos que conforman una losa nervada armada en </p><p>un sentido, el valor de carga variable se obtiene de los criterios de solicitaciones </p><p>mnimas para una vivienda unifamiliar. El macizado colocado fue variable en cada </p><p>caso de losa para obtener una distribucin simtrica de los nervios; en los volados se </p><p>coloco un nervio de borde. El programa dio el error #45 en 20 elementos de la losa de </p><p>entrepiso esto debido a que l no toma en cuenta los macizados. </p><p>Se realizo el diseo estructural de la escalera, construyendo dos muros uno </p><p>que soporta la rampa que llega hasta el descanso y el otro soporta el descanso hasta </p><p>la rampa. Se realizo el anlisis de carga respectivo para el descanso y para las rampas </p><p>respectivamente, el diseo se realizo con un elemento tipo Shell en SAP2000. </p><p>Consecutivamente se efecto el predimensionamiento de las vigas y columnas </p><p>de la vivienda, basndonos en la recomendacin para vigas de H=L/10 esta nos dio </p><p>unas dimensiones de 25cmx35cm; y para columnas utilizamos 30cmx30cm que es el </p><p>valor mnimo por norma. El diseo definitivo de la viga lo hicimos usando el mximo </p><p>momento de la envolvente y con una formula obtenemos el valor de (d) la altura til de </p><p>la viga y le sumamos el recubrimiento de 5cm. Se obtuvieron secciones de 25x 35cm </p><p>para vigas de carga y de 25x30cm para vigas de amarre. </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>Las columnas las diseamos chequeando el acero requerido por la envolvente </p><p>de momentos verificando que el porcentaje de acero calculado se encontrara entre los </p><p>lmites: 0.01 &lt; p &lt; 0.06 (0.04 recomendado), para evitar el congestionamiento de acero </p><p>en la seccin y facilitar el proceso constructivo </p><p>El recubrimiento tomado para las vigas y columnas es de 5cm, esta decisin se bas </p><p>en considerar las condiciones ms desfavorables, asumiendo que la estructura est </p><p>ubicada en un ambiente hostil expuesta a agentes corrosivos y degradantes que </p><p>pueden afectar al acero de refuerzo: (/i = d + 0.05 m). </p><p>En el Proyecto se Incluyo la accin del sismo con todo el peso de su estructura en </p><p>cada uno de los niveles (losa, vigas y columnas) asumiendo un coeficiente de corte </p><p>basal de 0.10. </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>DISEO DEL TECHO </p><p>Machihembrado sobre teja criolla sobre tubo estructural UNICON @ 0,06 </p><p>ANALISIS DE CARGA DE LA LOSA DE TECHO </p><p>Carga Permanente: </p><p> Teja Criolla mas mortero. 100 Kg/m </p><p> Impermeabilizacin (Manto Asfltico).. ..3 Kg/m </p><p> Machihembrado (0.02mx1120Kg/m) 22,40 Kg/m </p><p> 125,40 Kg/m </p><p>CP = 125,4 Kg/m x 0,60m = 75,24 Kg/ml </p><p> Tira de madera (0.020x0.06x1000 Kg/m)..1.12 Kg/m </p><p> Peso propio de la Correa CONDUVEN (100x40).....4.65 Kg/m </p><p>WCP = 75,24 kg/m + 1.12 kg/m + 4,65 kg/m = 81,01 kg/m </p><p>Como utilizamos el programa SAP el incluye el peso de la correa por lo tanto </p><p>para cargar las correas usamos WCP= 77 kg/m </p><p>Carga Variable: </p><p>Pendiente &gt; 15% CV= 50 Kg/m </p><p>WCV = 50 Kg/mx0.60m = 30kg/m </p><p> WCV= 30 kg/m </p><p>Carga Total de Servicio: </p><p>Ws = WCP + WCP = 81,01 kg/m + 30 kg/m = 111,01 Kg/m </p><p>Ws= 112 kg/m </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>PREDIMENSIONAMIENTO </p><p>PLANTA DE TECHO </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>DISEO DE LA LOSA </p><p>Se procede con el anlisis de losas nervadas para armar en una o dos direcciones; tomando el sistema mas eficiente para el piso indicado, el criterio para seleccionar esto se basa en lo siguiente: </p><p> Segn calculamos nos da que debe armarse en dos direcciones pero en este caso armamos solo en direccin Y que es la direccin mas favorable por ser una losa de luces pequeas. Clculo del espesor de la Losa Nervada en direccin Y Pao 1 3,70 = 0,20 Pao 2 3,70 = 0,20 Pao 3 = 1 </p><p> 18,5 18,5 </p><p> Pao 4 3,10 = 0,15 Pao 5 3,10 = 0,15 Pao 6 3,10 = 0,15 </p><p> 21 21 21 </p><p> Pao 7 3,20 = 0,17 Pao 8 3,20 = 0,17 Pao 9 = 1 </p><p> 18,5 18,5 </p><p> Basados en los resultados obtenidos usando la tabla 9.6.1 de la norma 1756 - 2006 de concreto el espesor de la Losa ser 25 cm armada en la direccin Y </p><p>Losa Ln (mayor) Sn (menor) </p><p>1 3.70 3.25 1.14 </p><p>2 3.70 3.50 1.06 </p><p>3 3.70 3.30 1.12 </p><p>4 3.25 3.10 1.05 </p><p>5 3.50 3.10 1.13 </p><p>6 3.30 3.10 1.06 </p><p>7 3.25 3.20 1.02 </p><p>8 3.50 3.20 1.09 </p><p>9 3.30 3.20 1.03 </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>ANALISIS DE CARGA DE LA LOSA DE ENTREPISO </p><p>Carga Permanente: </p><p> Peso de la Loseta (0.05mx2400Kg/m)120 Kg/m </p><p> Peso de los Nervios (2N/mx0.25mx0.10mx2400 Kg/m).....120 Kg/m </p><p> Bloques de 40cm..130 Kg/m </p><p> Friso (0.015mx2000 Kg/m)..30 Kg/m </p><p> Pavimento + Base (Granito e= 3cm).120 Kg/m </p><p> Peso de Tabiquera (Bloque mas friso).517 Kg/m </p><p> Macizado + Instalaciones..56 Kg/m </p><p> 1093 Kg/m </p><p>Como utilizamos el programa SAP el incluye el peso de la loseta por lo tanto para </p><p>colocar las cargas usamos: CP= 973 kg/m </p><p>Carga Variable: </p><p>Segn Norma de Solicitaciones mnima para vivienda unifamiliar la carga </p><p>estimada ser: </p><p>CV=175Kg/m2 </p><p>Ancho Tributario 50cm </p><p>Carga Total de Servicio por Nervio: </p><p>Ws= (CP + CV) x0.5m </p><p>Ws= (973 Kg/m + 175 Kg/m) x0.5m= 574 Kg/m </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>DISEO DE LA ESCALERA </p><p> La diseamos como una losa maciza cuyo espesor viene dado por la tabla </p><p>9.6.1 de la norma 1753 2006 de concreto. </p><p>Altura mnima sin calcular flecha para la losa maciza en condicin de un extremo </p><p>continuo. = = , = 0,145 = 0,15 Dimensiones de la escalera: </p><p>Huella: 30 cm </p><p>Contrahuella: 20 cm </p><p>Descanso: 110cm </p><p>ANALISIS DE CARGA DEL DESCANSO </p><p>Carga Permanente: </p><p> Peso de la Loseta (0.15mx2400Kg/m)360 Kg/m </p><p> Friso (0.015x2000 Kg/m).30 Kg/m </p><p> Pavimento (Granito e= 3cm)..120 Kg/m </p><p>510 Kg/m </p><p>Como en el programa SAP utilizamos un tipo de elemento tipo Shell para el diseo de </p><p>la escalera este incluye el peso de la loseta por lo tanto para cargar la escalera en el </p><p>programa usamos CP= 150 kg/m </p><p>Carga Variable: </p><p>Segn Norma de Solicitaciones mnimas la sobre carga estimada ser: </p><p>CV=300Kg/m </p><p>Carga Total de Servicio: </p><p>Ws= CP+CV= (510+300) Kg/m = 810 Kg/m </p><p> Ws= 810 Kg/m </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>ANALISIS DE CARGA DE LA RAMPA </p><p>Carga Permanente: </p><p> Peso de la Loseta (0.15mx2400kg/m).360 kg/m </p><p> Friso (0.015x2000 Kg/m)30 Kg/m </p><p> Peso de los escalones (1/2x0.204x2400 Kg/m)...240 Kg/m </p><p> Pavimento (Granito e= 3cm).120 Kg/m </p><p>750Kg/m2 </p><p> CP= 360 Kg/m </p><p>Carga Variable: </p><p>Segn Norma de Solicitaciones mnimas la sobre carga estimada ser: </p><p>CV= 300 Kg/m </p><p>Carga Total de Servicio: </p><p>Ws= Wcp. + Wcv. </p><p>Ws= (750+300) Kg/m= 1050 Kg/m </p><p> Ws= 1050 kg/m </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>Diseamos con el acero min ya que la solicitacin de acero en SAP es menor. </p><p> = 14 e losa= 15cm </p><p>d= 15cm 3cm= 12cm </p><p> = </p><p>/100 12 Asmin= 4cm/ml </p><p>4cm----------------100ml </p><p>1,27cm------------Sep "#$ = %, &amp;' %(() = *%, '+,- Por lo tanto decidimos colocar @ 20cm </p><p>Reparticin: </p><p>Asrep= 0,002*b*t= 0,002 (100cm)(15cm)=3cm </p><p> Asrep= 3cm </p><p>"#$ = %, &amp;'%((* = )&amp;, **,- Por lo tanto decidimos colocar @ 25cm </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>ANALISIS SISMICO </p><p>CARGAS </p><p>Entrepiso Techo </p><p>CP= 1093 kg/cm CP=82kg/ml </p><p>CV=175 Kg/cm CV=30kg/ml </p><p> Nivel 1 </p><p>Permanente </p><p>Losa.1093 kg/m </p><p>Vigas.150 kg/m </p><p>Columnas.100 kg/m </p><p> 1343 kg/m </p><p>Variable </p><p>CV..175 kg/m </p><p>w1= 1343 kg/m+ 175 kg/mx0.25= 1386,75 kg/cmx 104m= 144.222 kg </p><p>wescalera= 7mx0.15mx2400 kg/m= 146.742 kg </p><p>w1= 146.742 kg </p><p> Nivel de Techo </p><p>Permanente </p><p>CP (81,01 kg/ml x 1/0.6m)..135 kg/m </p><p>Vigas...150 kg/m </p><p>Columnas...100 kg/m </p><p> 385 kg/m </p><p>w2= 385 kg/mx144,27 m= 55.542 kg </p><p>w2= 55.542 kg </p><p>Peso total </p><p>total= 55.542 kg + 146.742 kg= 202.248 kg </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>CORTE BASAL </p><p>Utilizando la ecuacin y un coeficiente de c=0.10 </p><p> ./ = .1 ./ = 0.10 20224834 = 2022854 </p><p>Nivel hi (m) wi (kg) wi.hi Fi </p><p>Techo 7.33 55542 407122.86 9001.78127 </p><p>Entrepiso 3.46 146742 507727.32 11226.2187 </p><p> 914850.18 </p><p>SISMO EN X </p><p>Se realizo la distribucin de la fuerza ssmica de la siguiente manera: </p><p> = #7/89 /:#7/89 /9/9;</p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>DISEO DE VIGAS </p><p>Con el mximo valor de envolvente en cada una de las vigas de los </p><p>diferentes prticos utilizamos la siguiente formula para chequear las </p><p>dimensiones de las vigas. </p><p>= &gt; ? @ABC D(. %EF G H, PORTICOS EN Y </p><p>El prtico B no es coplanar no tenemos la impresin de su envolvente </p><p>PRTICO B </p><p>NIVEL Mmx (Kg-m) b (cm) dcalc (cm) hcalc (cm) h (cm) hdefinitiva </p><p>PISO 1 2728.71 25 16.0208858 21.0208858 25 35 </p><p>PRTICO C </p><p>NIVEL Mmx (Kg-m) b (cm) dcalc (cm) hcalc (cm) h (cm) hdefinitiva </p><p>PISO 1 3818.18 25 18.9511703 23.9511703 25 30 </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>PRTICO D </p><p>NIVEL Mmx (Kg-m) b (cm) dcalc (cm) hcalc (cm) h (cm) hdefinitiva </p><p>PISO 1 3172.8 25 17.2754426 22.2754426 25 30 </p><p>PRTICO E </p><p>NIVEL Mmx (Kg-m) b (cm) dcalc (cm) hcalc (cm) h (cm) hdefinitiva </p><p>PISO 1 2861.26 25 16.4053876 21.4053876 25 30 </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>PORTICOS EN X </p><p>PORTICO 1 </p><p>PRTICO 1 </p><p>NIVEL Mmx (Kg-m) b (cm) dcalc (cm) hcalc (cm) h (cm) hdefinitiva </p><p>TECHO 2003.07 25 13.7263762 18.7263762 20 30 </p><p>PISO 1 4537.97 25 20.6603962 25.6603962 30 35 </p><p>PORTICO 2 </p><p>PRTICO 2 </p><p>NIVEL Mmx (Kg-m) b (cm) dcalc (cm) hcalc (cm) h (cm) hdefinitiva </p><p>TECHO 966.47 25 9.53459002 14.53459 15 30 </p><p>TECHO 1349.91 25 11.2683478 16.2683478 20 30 </p><p>PISO 1 5617.17 25 22.9861702 27.9861702 30 35 </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>PORTICO 3 </p><p>PRTICO 3 </p><p>NIVEL Mmx (Kg-m) b (cm) dcalc (cm) hcalc (cm) h (cm) hdefinitiva </p><p>TECHO 2509.56 25 15.3640823 20.3640823 25 30 </p><p>PISO 1 5728.71 25 23.2132663 28.2132663 30 35 </p><p>PORTICO 4 </p><p>PRTICO 4 </p><p>NIVEL Mmx (Kg-m) b (cm) dcalc (cm) hcalc (cm) h (cm) hdefinitiva </p><p>TECHO 2444.37 25 15.1632155 20.1632155 25 30 </p><p>PISO 1 7250.54 25 26.1151792 31.1151792 35 35 </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>DIMENSIONES </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>PORTICO 1 </p><p>PORTICO 2 </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>PORTICO 3 </p><p>PORTICO 4 </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>PORTICO A </p><p>PORTICO B </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>PORTICO C </p><p>PORTICO D </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>PORTICO E </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>PLANOS INDICE </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>DESPIECES </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>DESPIECE DE </p><p>COLUMNA </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>DESPIECE DE VIGAS </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>DESPIECE DE NERVIOS </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>DESPIECE DE </p><p>ESCALERA </p></li><li><p>Proyectos Estructurales Vivienda </p><p>DESPIECE ESCALERA </p></li></ul>