Diseno Antisismico Albanileria Estructural

Pontificia Universidad Catlica del Per Facultad de Ciencias e Ingeniera

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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DEL PER FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERA

ALBAILERIA ESTRUCTURAL

TAREA ACADEMICA 01 DOCENTE : Ing. DANIEL QUIUN TEMA : Anlisis Estructural de un Edificio de Albailera Confinada. GRUPO : 02 ALUMNOS : - MARTNEZ AGURTO, JORGE JUNIOR 20123329 - MURILLO PEREA, JOSE ALBERTO 20070205 - BAUTISTA CAQUI, BRIAN NCOLA 20072305 - VILLENA FERNANDEZ, JAFFET 20074517

LIMA- PER 2012


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INDICE

Pg.

1) Introduccin 3

2) Informacin general 3

3) Planta Tpica 4

4) Caractersticas de los Materiales 5

5) Cargas unitarias 5

6) Estructuracin 6

7) Predimensionamiento 8

8) Metrado de cargas 12

9) Anlisis ante el sismo moderado 20

10) Diseo por sismo moderado, resistencia al corte global, fuerzas internas ante el sismo

severo y verificacin del agrietamiento en pisos superiores. 37

11) Diseo de los Muros Agrietados por Corte 41


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1). INTRODUCCION

El presente trabajo consiste en la aplicacin de la Norma E070 a un edificio de 4 pisos

de albailera confinada, destinado al uso de vivienda, ubicado en Lima, sobre un tipo de

suelo intermedio (S2 N.E.030). Este primer informe abarca bsicamente el anlisis

estructural, que comprende: Estructuracin, predimensionamiento, Metrado de cargas,

anlisis por carga vertical, modelamiento estructural y anlisis ssmico.

2). INFORMACION GENERAL

Ubicacin del edificio: Lima.

Uso: Vivienda

Sistema de techado: losa maciza armada en dos sentidos, de espesor t = 12 cm.

Azotea: no utilizable, sin parapetos, sin tanque de agua. s/c = 100kg/m2

Acabados: 100kg/m2

Altura de piso a techo: 2.40 m

Altura de alfizares: h = 1.00 m (excepto en S.H. donde h = 1.80 m)

Los alfeizares de las ventanas estarn aislados de la estructura principal.

Peralte de vigas soleras: 0.12 m (igual al espesor del techo)

Peralte de vigas dinteles: 0.40 m.


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3). PLANTA TIPICA DE EDIFICIO


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4). CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES

Albailera

Ladrillos clase IV slidos (30% de huecos), tipo King Kong Industrial de arcilla.

Espesor de 13cm. fb = 145 kg/cm2.

Mortero tipo P2: cemento-arena 1 : 4

Pilas: resistencia caracterstica a compresin = fm = 65 kg/cm2 = 650 ton/m2

Muretes: resistencia caracterstica a corte puro = vm = 8.1 kg/cm2 = 81 ton/m2

Mdulo de Elasticidad = Em = 500 fm = 32,500 kg/cm2 = 325,000 ton/m2

Mdulo de Corte = Gm = 0.4 Em = 13,000 kg/cm2

Mdulo de Poisson = = 0.25

Concreto

Resistencia nominal a compresin = fc = 175 kg/cm2

Mdulo de Elasticidad = Ec = 200,000 kg/cm2 = 2000,000 ton/m2

Mdulo de Poisson = = 0.15

Acero de Refuerzo

Corrugado, grado 60, esfuerzo de fluencia = fy = 4200 kg/cm2

5). CARGAS UNITARIAS

Pesos Volumtricos

Peso volumtrico del concreto armado: 2.4 ton/m3.

Peso volumtrico de la albailera: 1.8 ton/m3

Peso volumtrico del tarrajeo: 2.0 ton/m3

Techos

Peso propio de la losa de techo: 2.4x0.12 = 0.288 ton/m2

Sobrecarga (incluso en escalera): 0.2 ton/m2, excepto en azotea: 0.1 ton/m2.

Acabados: 0.1 ton/m2


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Muros

Peso de los muros de albailera (14cm) con 1 cm de tarrajeo: 1.8x0.14 + 2.0x0.02

= 0.292 ton/m2.

Peso de los muros de albailera (24cm) con 1 cm de tarrajeo: 1.8x0.24 + 2.0x0.02

= 0.472 ton/m2.

Peso de los muros de concreto (14cm) con 1 cm de tarrajeo: 2.4x0.14 + 2.0x0.02 =

0.376 ton/m2

Ventanas: 0.02 ton/m2

6). ESTRUCTURACION

La estructura emplea como sistema de techado una losa maciza armada en 2 sentidos, con

12 cm de espesor como se indic en las caractersticas geomtricas.

Muros

La estructura est compuesta principalmente por muros confinados en la direccin Y. En

esta direccin se consider el muro Y6 de un ancho de 24cm, para aportar rigidez en esa

direccin debido a la poca cantidad de muros en Y. El muro Y3 se consider de concreto

armado de 14cm de espesor, para que aporte rigidez en esta direccin debido a poca

cantidad de muros en esta direccin.

En la direccin X, los eje B, C y D estn conformados por muros confinados, mientras que

en el eje A se ha considerado conveniente que el muro X9 sea de concreto armado de

14cm de espesor, para compensar rigideces y evitar problemas de torsin en planta, ya

que los muros del eje B, C y D desplazan el centro de rigidez lateral hacia la parte superior

de la planta.

Escalera

Los descansos de la escalera apoyan sobre la viga central del eje A, y sobre el muro X6.

Alfizares

Los alfizares de las ventanas sern aislados de la estructura principal.


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PLANTA TIPICA - ESTRUCTURACION


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7). PREDIMENSIONAMIENTO

De acuerdo al Cap. 7 de la Norma E.070. Albailera. Se indica que para la zona ssmica 3,

el espesor efectivo mnimo, descontando tarrajeos, es t =h/20.

Para el edificio se tiene: t = 240/20 = 12cm. Con lo cual, si podemos utilizar Ladrillos clase IV

slidos (30% de huecos), tipo King Kong Industrial de arcilla de espesor de 14cm.

Densidad Mnima de Muros Reforzados

La densidad mnima de muros reforzados (confinados en este caso), para cada direccin

del edificio, se determina con la expresin:

Donde:

con longitud mayor o igual a 1.20m.

orma E.030. Z = 0.4

-destinado a vivienda).

nmero de pisos del edificio. N = 4.

Reemplazando se obtiene:


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En la Tabla 1 se indica la longitud de los muros, su rea de corte (Ac = L t), el nmero de

muros de iguales caractersticas (N muros) y adems se verifica que la densidad de muros

que presenta el edificio en cada direccin excede al valor mnimo reglamentario (0.0343).

TABLA N 01 - DENSIDAD DE MUROS REFORZADOS

DIRECCION X-X DIRECCION Y-Y

Muro L (m) t (m) Ac (m2) N muros Muro L (m) t (m) Ac (m2) N muros

X1 5.40 0.14 0.756 2 Y1 3.30 0.14 0.462 2

X2 4.90 0.14 0.686 1 Y2 2.86 0.14 0.400 2

X3 1.91 0.14 0.267 2 Y3 1.20 0.86 1.034 2

X4 3.06 0.14 0.428 2 Y4 3.56 0.14 0.498 2

X5 1.91 0.14 0.267 2 Y5 4.56 0.14 0.638 2

X6 2.96 0.14 0.414 2 Y6 1.20 0.14 0.168 2

X7 12.10 0.14 1.694 1 Y7 3.36 0.14 0.470 2

X8 3.10 0.14 0.434 2 Y8 5.32 0.24 1.277 1

X9 1.50 0.14 0.210 2 Y9 0.00 0.00 0.000 0

X10 1.50 0.86 1.292 2 Y10 0.00 0.00 0.000 0

0.0518 0.0425

DENSIDAD DE MUROS CORRECTA DENSIDAD DE MUROS CORRECTA

Los muros X10* y Y3* son de concreto armado, y su espesor es t = tc*(Ec/Em) = 0.14*6.15

= 0.86m.

Verificacin del Esfuerzo Axial por Cargas de Gravedad

La resistencia admisible (Fa) a compresin en los muros de albailera esta dad por:

Realizamos la verificacin para el muro Y8 (e = 24cm) que es el ms esforzado, adems la

verificacin para el muro Y4 que es el muro de espesor 14cm mas esforzado en Y, y en X el

muro ms esforzado es el X7.

0.15f m


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Para muro Y8:

El valor que gobierna es Fa = 97.5 Tn/m2

Contemplando el 100% de s/c se tiene:

Ancho tributario de losa = 4.12m

Carga proveniente de la losa de azotea = (0.288 + 0.1 + 0.1) x 4.12 = 2.01ton/m.

Carga proveniente de la losa en pisos tpicos = (0.288 + 0.1 + 0.2) x 4.12 =

2.42ton/m.

Peso propio del muro en un piso tpico = 1.8 x0.24x 2.4 = 1.04 ton/m

Carga axial total = Pm = 2.01 + 3x2.42 + 4x1.04 = 13.43 ton/m

Esta carga produce un esfuerzo axial mximo:

m = Pm / t = 13.43 / 0.24 = 55.94 ton/m2 < Fa = 97.5 ton/m2 - OK.

Para muro Y4:





Carga proveniente de la losa en pisos tpicos = (0.288 + 0.1 + 0.2) x 3.73 =

2.19ton/m.






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Para muro X7:





Carga proveniente de la losa en pisos tpicos = (0.288 + 0.1 + 0.2) x 3.3 = 1.94

ton/m.





En consecuencia, por carga vertical, es posible emplear muros de 14cm y de 24cm de espesor y

una albailera de calidad intermedia con fm = 65 kg/cm2.


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8). METRADO DE CARGAS

Las cargas actuantes en cada muro se obtienen sumando las cargas directas (peso propio,

peso de soleras, dinteles, ventanas y alfizares) ms las cargas indirectas (provenientes de

la losa del techo: peso propio, acabados y sobrecarga).

Cargas Directas

Para obtener las cargas directas primeramente se determinar las cargas repartidas por

unidad de longitud empleando las cargas unitarias del acpite 5.

Zona de Puertas:

Piso tpico y azotea: 0.14x0.40x2.4 = 0.13 Ton/m.

Zona de Muros de Albailera (e = 14cm):

Piso tpico: 2.4x0.292 + 0.14x0.12x2.4 = 0.74 Ton/m.

Azotea: 1.2x0.292 + 0.14x0.12x2.4 = 0.39 Ton/m.

Zona de Muros de Albailera (e = 24cm):


Azotea: 1.2x0.472 + 0.24x0.12x2.4 = 0.64 Ton/m.

Zona de Placas:


Azotea: 1.2x0.376+ 0.14x0.12x2.4 = 0.49 Ton/m.

Zona de alfeizares con h = 1.0 m

Piso tpico: 1.0x0.292 + 1.12x0.02 + 0.13 = 0.44 Ton/m.

Azotea: 0.13 (dintel) = 0.13 Ton/m.

Zona de alfeizares con h = 1.8 m

Piso tpico: 1.8x0.292 + 0.32x0.02 + 0.13 = 0.66 Ton/m.

Azotea: 0.13 (dintel) = 0.13 Ton/m.

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