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EJERCICIOS
Presenta: Roberto Calderón Morán. Ingeniero Consultor.
FECHA: Octubre 2009
P á g i n a | 2
Sap-2000 V.12.0
Presenta : Ing. Roberto Calderón
EJERCICIO 1: VIGA SIMPLEMENTE APOYADA CON CARGA UNIFORME Y PUNTUAL
1. DETERMINE LOS DIAGRAMAS DE MOMENTO, CORTANTE Y LA DEFLEXION MÁXIMA DE
LA VIGA SIMPLEMENTE APOYADA QUE SE MUESTRA EN LA FIGURA:
Carga Distribuida: 200 kg/m
Carga Puntual: 100 kg
Longitud: 5.00 mts
Apoyos: Articulaciones
Sección Transversal de la Viga: Caja metálica de 4”x6”x1/8”. Acero A-36
EJERCICIO 2: PORTICO EN 2D SOMETIDO A CARGAS VERTICALES Y CARGAS LATERALES
1. DETERMINE EL DESPLAZAMIENTO LATERAL MAXIMO PARA EL MARCO QUE SE MUESTRA
EN LA FIGURA:
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Sap-2000 V.12.0
Presenta : Ing. Roberto Calderón
Geometría:
Altura de pisos: 3.00 mts
Longitud de claros: 4.00 mts
Apoyos: Articulaciones
Cargas:
Carga Vertical 1er piso: 300 kg/m
Carga Vertical 2do piso: 150 kg/m
Carga Lateral 1er piso: 2000 kg
Carga Lateral 2do piso: 4000 kg
2. DETERMINE EL DESPLAZAMIENTO LATERAL MAXIMO CONSIDERANDO APOYOS
EMPOTRADOS.
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Sap-2000 V.12.0
Presenta : Ing. Roberto Calderón
3. DETERMINE EL DESPLAZAMIENTO LATERAL MAXIMO CONSIDERANDO APOYOS
EMPOTRADOS Y ARRIOSTRES EN LA PARTE CENTRAL DEL PORTICO COMO SE MUESTRA.
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Sap-2000 V.12.0
Presenta : Ing. Roberto Calderón
EJERCICIO 3: VIGA SIMPLEMENTE APOYADA CON CARGAS TRAPEZOIDALES
Viga Simple con Cargas Trapezoidales
Acero E = 29000 ksi
Relación de Poisson = 0.3
Viga = W21X50
Determine la flecha de la viga tomando en cuenta el peso propio de la viga.
EJERCICIO 4: VIGA DE CONCRETO REFORZADO
Viga Reforzada de Hormigón.
E = 3600 ksi, Modulo de Poisson = 0.2
f´c = 4 ksi
f´y = 60 ksi
Recubrimiento longitudinal mecánico a la cima de la viga = 3.5 in
Recubrimiento longitudinal mecánico a la base de viga = 2.5 in
Determine el acero de refuerzo longitudinal requerido y los estribos a cortante basados en la ACI
318-2008
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Sap-2000 V.12.0
Presenta : Ing. Roberto Calderón
EJERCICIO 5: ANALISIS Y DISEÑO DE UNA ESTRUCTURA DE ACERO DE 1 PLANTA
Geometría:
Altura superior de columnas: 3.00 mts
Longitud de claros: 2 claros de 3.00 mts en X y 4 claros de 3.00 mts en Y.
Apoyos: Empotres
Techo: 4 pendientes del 20%
Cargas:
Carga muerta de techo: 25 kg/m2
Carga viva de techo: 10 kg/m2
Cargas puntuales: 200 kg
Elementos Propuestos:
Columnas: Cajas metálicas 6”x6”x1/8”
Vigas de carga: Cajas metálicas principales 4”x6”x1/8”
Vigas de arriostre: Cajas metálicas principales 4”x6”x1/16”
Ubicación: Managua
Coeficiente Sísmico último: 0.45
Aplicar combinaciones para diseño por esfuerzos permisibles ASD-01.
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Presenta : Ing. Roberto Calderón
EJERCICIO 6: ANALISIS Y DISEÑO DE UNA ESTRUCTURA DE ACERO DE 2 PLANTAS
1. REALICE EL DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA ESTRUCTURA METALICA QUE SE MUESTRA
El modelo estructural que vamos a abordar en este ejercicio pertenece a un edificio de oficinas
ubicado en Managua. Cabe aclarar, que por motivos didácticos se han hecho cambios al modelo
real.
La estructura del edificio esta compuesta por marcos compuestos de columnas y vigas metálicas a
nivel de techo y cerchas del mismo material a nivel de entrepiso. A su vez, dichas cerchas estarán
compuestas por angulares dobles y sencillos.
El edificio es rectangular y tiene 6 x 12 mts. Se construirán 5 marcos a cada 3 mts cada uno.
A continuación se muestran un conjunto de imágenes del modelo de estructura a realizarse.
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Presenta : Ing. Roberto Calderón
Geometría:
Altura superior de columnas: 6.00 mts
Longitud de claros: 1 claro de 6.00 mts en X y 4 claros de 3.00 mts en Y.
Apoyos: Empotres
Techo: 2 pendientes del 25%
Cargas:
Carga muerta de techo: 25 kg/m2
Carga muerta de entrepiso: 320 kg/m2
Carga viva de techo: 10 kg/m2
Carga viva de entrepiso: 250 kg/m2
Cargas puntuales: 200 kg
Elementos Propuestos:
Columnas: Cajas metálicas 8”x8”x3/16”
Vigas de carga: Cajas metálicas principales 4”x7”x1/8”
Vigas de arriostre: Cajas metálicas principales 4”x6”x1/8”
Cuerda Superior de Armadura: Angulares Dobles de 3”x3”x3/16”
Cuerda Inferior de Armadura: Angulares Dobles de 3”x3”x3/16”
Diagonales: Angulares sencillos de 3”x3”x3/16”
Peralte de Armadura: 60 cms
Altura Superior de Cercha: 3.20 mts
Material:
Acero A-36
Ubicación: Managua
Coeficiente Sísmico último: 0.45
Aplicar combinaciones para diseño por esfuerzos permisibles ASD-01.
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Sap-2000 V.12.0
Presenta : Ing. Roberto Calderón
EJERCICIO 7: ANALISIS Y DISEÑO DE UNA ESTRUCTURA DE CONCRETO DE 3 PLANTAS
1. REALICE EL DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA ESTRUCTURA DE CONCRETO QUE SE MUESTRA
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Sap-2000 V.12.0
Presenta : Ing. Roberto Calderón
El modelo estructural que vamos a abordar en este ejercicio pertenece a un edificio de oficinas
ubicado en Managua.
La estructura del edificio esta compuesta por marcos compuestos de columnas y vigas de concreto
reforzado tanto a nivel de techo como a nivel de entrepiso.
El edificio es rectangular y tiene 9.5 x 19 mts. Se construirán 4 marcos a cada 3.00 mts en la
dirección Y , y 4 marcos a cada 6.5 mts en la dirección X.
Geometría:
Altura de columnas: 3.50 mts (Todos los pisos tienen una altura de 3.5 mts)
Longitud de claros: 3 claros de 6.50 mts en X y 3 claros de 3.00 mts en Y.
Apoyos: Empotres
Techo: Losa de concreto de 12 cm de espesor
Entrepiso: Losa de concreto de 15 cms de espesor
Cargas:
Carga viva de techo: 100 kg/m2
Carga viva de entrepiso: 250 kg/m2
Elementos Propuestos:
Columnas: 40x40 cm (Refuerzo a determinar por el programa)
Vigas de carga: 30x50 cm (Refuerzo a determinar por el programa)
Vigas de Amarre: 30x40 (Refuerzo a determinar por el programa)
Material:
Concreto de 3000 psi
Acero de refuerzo: Grado 40
Ubicación: Managua
Coeficiente Sísmico último: 0.45 (Revisar si es posible disminuir conforme el período natural de la
estructura)
Aplicar combinaciones para diseño por esfuerzo último y efectos bidireccionales.
