Predimensionamiento estructuras de concreto

Vigas con una capa de refuerzoPeralte efectivo (d) de la seccin de vigas y losasPara losas d = h 6 cmUsos prcticosAsPredimensionamiento estructuras de concreto

Bhdblnd = h 3 cm

Momento flector ltimo de una seccinWu = Carga por unidad de rea ln = longitud libre. B = ancho tributario. = coeficiente de momento, referencia coeficientes ACIEcuacin 1Predimensionamiento estructuras de concreto

Mu =(Wu B)ln

En general, diseando solo para traccin. ACI-318-11.igualando las ecuaciones 1 y 2, tenemos:Despejamos d, tenemos:Ecuacin 2Ecuacin 3Predimensionamiento estructuras de concreto

n = Coeficiente en funcin de la resistencias del acero y hormign

Diseando para el momento positivo mximo y asumiendo los siguientes coeficientes: = 16bmn. = 25 cm (vigas) = 0.90

(uso prctico)fc = 210.00 kg/cmfy = 4200.00 kg/cm = 0.007(0.7%).W = fy/ fc = 0.007*4200.00/210.00 = 0.14 d = h/1.10 (uso prctico).(uso prctico)Predimensionamiento estructuras de concreto

b =B=Ancho tributario20 20

Reemplazando en la ecuacin 3, tenemos: aplicando y despejando tenemos:Diseo para el momento positivo mximoEcuacin 4Predimensionamiento estructuras de concreto

nnPara un hormign de fc = 210.00 kg/cmWu = carga por unidad de rea, en kg/cm

s/c = 200.00 kg/m Wu = peso aligerado = 350.00 kg/m Peso acabados = 100.00 kg/m Tabiquera mvil = 150.00 kg/m WD = 600.00 kg/mWL = 200.00 kg/mWu = 1.20 * 600.00 + 1.60 * 200.00 = 1040.00 kg/m En la prctica: Wu = 0.10 kg/cm = 1t/mPredimensionamiento estructuras de concreto

1) ViviendasAnlisis de casos:Peralte para vigas con losas armadas en un solo sentido

Reemplazando en la ecuacin 42) Oficinas y departamentosPeralte para vigas con losas armadas en un solo sentido ln: en cms/c = 250.00 kg/mWu = peso aligerado = 350.00 kg/m Peso acabados = 100.00 kg/m Tabiquera mvil = 150.00 kg/mWD = 600.00 kg/mWL = 250.00kg/m. Predimensionamiento estructuras de concreto

nn

Wu = 1.20*600.00+1.60*250.00 = 1120.00 kg/mWu = 0.112 kg/cm3) Garajes y tiendasS/c = 500.00 kg/mPeso aligerado = 350.00 kg/m Peso acabados = 100.00 kg/mWD = 450.00 kg/m WL = 500.00 kg/m ln : en cmPredimensionamiento estructuras de concreto

n

Wu = 1.20*450.00+1.60*500.00 = 1340.00 kg/mWu = 0.13 kg/cms/C = 750.00 kg/mln : en cms/C = 1000.00 kg/m ln : en cmln: en cmPredimensionamiento estructuras de concreto

nn4) Depsitos5) Depsitos

h =ln9.7

h =ln8.73

1).-Al elemento se considera trabajando nicamente a flexin Recomendacin del ACI 318-11 para el prediseo de elementos estructurales en zonas de alto riesgo ssmico3).- Si no cumple se considera una columna que trabaja a flexo-compresin ln 4h b 0.3 h b 0.25 mmx = 0.025b < bc + 1.5 h ln = luz libre b = ancho de viga h = altura de viga mx = As/bd mx = cuanta mxima de acero As = rea acero (varillas colocadas) d = peralte efectivo d = h - 6cm bc = ancho columnaPredimensionamiento estructuras de concreto

2).-

Pu Ag fc10

Vigas simplemente apoyadasPredimensionamiento de vigas b = B/20 B: ancho tributario hs = 1.4 h h = altura calculada con las ecuaciones dadas anteriormenteVigas semiempotradas b = B/20 hs = h*1.25Predimensionamiento estructuras de concreto

b = A/20 b: ancho de vigahA = A/ h: peralte de la viga A: dimensin menor de la losahB = B/ B: dimensin mayor de la losa. , : coeficientes de la tabla 1

Predimensionamiento de vigas para losas en dos direcciones BPredimensionamiento estructuras de concreto

A

Predimensionamiento de vigas para losas en dos direcciones Predimensionamiento estructuras de concreto

Tabla 1. coeficientes para el predimensionamiento de vigas - losas en dos direcciones

A/Bkg/m sobrecarga

A/B>0,67 A/B = 1,0250131350011117501010100099A/B

1) hm/D 4 para que exista falla dctil Predimensionamiento de columnas para zonas alto riesgo ssmicoDbPredimensionamiento estructuras de concreto

SismoDhm

Predimensionamiento de columnas para zonas alto riesgo ssmico2) ndice de aplastamiento

m = P/fc bd

m = ndice de aplastamiento

Si m> - Falla frgil por aplastamiento debido a cargas axiales excesivas

Si m

3) bD = P/fc D: dimensin de la seccin en la direccin del anlisis ssmico de la columna.

b: la otra dimensin de la columna.

P: carga total que soporta la columna

: valor tabla 2 y depende del tipo de columna

f`c: resistencia del concreto a la compresin simplePredimensionamiento de columnas para zonas alto riesgo ssmicoPredimensionamiento estructuras de concreto

C1C3C4C2AT

Pc: carga vertical que baja por la columna por gravedadPc : carga tributaria de columna debido a carga de gravedadP : debido a carga de sismoPredimensionamiento de columnas para zonas alto riesgo ssmicoPredimensionamiento estructuras de concreto

Tabla 2. coeficientes para el predimensionamiento de columnas zonas de alto riesgo

Tipo C1 (para los primeros pasos)Columna interior N < 3 pisosP = 1.10 Pc = 0.30Tipo C1 (para los 4 ltimos pisos superiores)Columnas interior N > 4 pisosP = 1.10 Pc = 0.25Tipo C3Columnas externas de prticos interiores P = 1.25 Pc = 0.25Tipo C4Columnas de esquinaP = 1.50 Pc = 0.20

n : esfuerzo neto del terreno (Mecnica de suelos) n : t-hf m - s/c t = esfuerzo admisible terrenos/c : sobrecarga sobre el nivel piso terminado- npt m : densidad promedio del suelo. hf : altura del suelo sobre la zapataCimentacionesAzap = P/nTrabajamos con condiciones de carga de servicio (sin factorar las cargas)Predimensionamiento estructuras de concreto

P : actuando sin excentricidad (caso sencillo)CimentacionesLvi = luzPredimensionamiento estructuras de concreto

hfhzntn = nivel terreno natural npt = nivel piso terminadost2luzLvit1T

Az = rea de la zapataEstas dos ecuaciones deben cumplirse para que Lv1 = Lv2Predimensionamiento estructuras de concreto

Cimentaciones

La condicin ms crtica para determinar el peralte efectivo de las zapatas, se basa en que la seccin debe resistir de cortante por penetracin [cortante por punzonamiento] WU = Pu/A zapata Vu = Pu Wu*m*n Vu = cortante por punzonamiento actuante Vc = resistencia del concreto al punzonamientoDimensionamiento de la altura hz de la zapataPredimensionamiento estructuras de concreto

mnd/2Td/2T

bo: permetro de la seccin crtica Dimensionamiento de la altura hz de la zapatac = Dmayor/Dmenor para c 2 Predimensionamiento estructuras de concreto

a)b)c)sutilizamos

Dimensionamiento de la altura hz de la zapatas = 40s = 30s = 20bo = 2m + 2nSe debe cumplir Vu/ Vc = 0.75 Predimensionamiento estructuras de concreto

Peralte mnimo =15 cm

Datos PD = 180.00 t. PL = 65.00 t P = PD + PL = 245.00 t t = 3.50 kg/cm (terreno) = 35.00 t/m D7 = 1.70 m. m = 2.10 t/m fc = 210.00 kg/ms/c piso = 500.00 kg/m fy = 4200.00 kg/cm2Predimensionamiento estructuras de concreto

Ejemplo-diseo de columna y zapata

Dimensionar la columna (tipo tres), con los siguientes datos: m = 0.25Pu = 1.25 Pfc = 280.00 kg/cm bD = P/fchf = 2.00mD7 = 1.70mnpt + 0.30ntnPredimensionamiento estructuras de concreto

nfc = 1.70 mDimensionamiento de la columnaUsemos: 0.55*0.80mColumna0.80m0.55m

n = t - prom*hf - s/c = 3.50 - (2.10*2.00) - 0.50 = 30.30 t/mTomamos una zapata de 2.85*2.85 mPara cumplir Lvi = luz debemos hacerEsfuerzo neto del terrenoFinalmente adoptamos 3.00*2.75 mReaccin esfuerzo de contacto c = 245.00t/3.00*2.75 = 29.70 t/m c = 29.70 t/ m < 35.00 t/m (esfuerzo admisible del terreno). OkPredimensionamiento estructuras de concreto

Azap =P=245.00 t= 8.09 mn30.30 t m

Losa en una direccin son paneles de piso de concreto para los cuales la relacin de la luz mayor a la luz menor > 2.0 < 2.0 losa en 2 direcciones.Para diseo se asume en espesor ln/21.00.Para cargas tpicas no requieren refuerzo por corte .Se disea como un pao de viga de 1m de ancho.Losas en una direccin fc = 280.00 kg/cm fy = 4200.00 kg/cm WD = 0.56 t/m WL = 0.50 t/mTomamos = 0.18 t/m, para no chequear deflexinWu = 1.20*0.56+1.60*0.50 = 1.472 t/mMu = Wu ln/8 = 1.472*3.60/8 = 2.38 t-mMu = fc bd (1-0.59)Mu = fc bd (0.18)(1-0.59*0.18)Mu = 0.9*280*bd*[0.18-0.11*0.18]3.60m.Predimensionamiento estructuras de concreto

Ejemplo

Mu = 0.145*280.00*bdLosas en una direccinMu = 40.54*bdMu = kg-cmb = cmh = d+3cmAs = Mu/fy(d-/2) (d-/2) = 0.85dAplicandoh = 7,67+3 = 10,67 cm 12cmd = 12-3 = 9cmPredimensionamiento estructuras de concreto

Losas en una direccinVu=1.47*3.60/2 = 2.65tPredimensionamiento estructuras de concreto

112 c/14cmVc > Vu OkAs = Mu/fy(d-/2) (d-/2) = 0.85d

As=2.38*10= 8,23cm0.9*4200(0.85*9)

Gracias

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