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

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Proyecto de Cátedra Proyectos Estructurales,ULA, Facultad de Ingeniería, vivienda unifamiliar, análisis estructural, análisis de carga

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  • Proyectos Estructurales Vivienda

    REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

    FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE CIVIL

    DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS MERIDA EDO. MERIDA

    ANALISIS Y DISEO DE

    VIVIENDA

    PROF: Ing. ORLANDO RAMIREZ

    MAIRE CARRERO 20.395.691 MARIA MENDEZ 20.431.081 DANIEL PEA 17.896.362

    OCTUBRE DE 2014

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    Memoria DescriptivaMemoria DescriptivaMemoria DescriptivaMemoria Descriptiva

    El presente proyecto consta del anlisis de cargas y diseo de todos los

    elementos estructurales de una vivienda unifamiliar de dos plantas con un rea

    aproximada de 225m de construccin; dicho diseo se realizo mediante el programa

    SAP 2000, primero se procedi a realizar el anlisis de techo con machihembrado este

    lleva perfiles UNICON de (180x65)mm en las vigas de amarre donde estn las

    mayores solicitaciones de carga y las correas de amarre se disearon con un perfil

    UNICON de (100x40)mm. Para las cargas obtenidas debido al peso de los elementos

    que componen el techo esos perfiles resisten perfectamente y tienen un buen

    comportamiento en cuanto al pandeo.

    Posteriormente se realizo el clculo de la losa de entrepiso, en principio se

    dividi la planta de la vivienda en mdulos, se elaboro una tabla para calcular si la losa

    se armaba en una o en dos direcciones; se diseo en direccin Y que resulto ser la

    mas favorable. Para calcular el espesor de la losa de entrepiso nos basamos 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. Luego se realizaron los anlisis de cargas respectivos

    tomando en cuenta todos los elementos que conforman una losa nervada armada en

    un sentido, el valor de carga variable se obtiene de los criterios de solicitaciones

    mnimas para una vivienda unifamiliar. El macizado colocado fue variable en cada

    caso de losa para obtener una distribucin simtrica de los nervios; en los volados se

    coloco un nervio de borde. El programa dio el error #45 en 20 elementos de la losa de

    entrepiso esto debido a que l no toma en cuenta los macizados.

    Se realizo el diseo estructural de la escalera, construyendo dos muros uno

    que soporta la rampa que llega hasta el descanso y el otro soporta el descanso hasta

    la rampa. Se realizo el anlisis de carga respectivo para el descanso y para las rampas

    respectivamente, el diseo se realizo con un elemento tipo Shell en SAP2000.

    Consecutivamente se efecto el predimensionamiento de las vigas y columnas

    de la vivienda, basndonos en la recomendacin para vigas de H=L/10 esta nos dio

    unas dimensiones de 25cmx35cm; y para columnas utilizamos 30cmx30cm que es el

    valor mnimo por norma. El diseo definitivo de la viga lo hicimos usando el mximo

    momento de la envolvente y con una formula obtenemos el valor de (d) la altura til de

    la viga y le sumamos el recubrimiento de 5cm. Se obtuvieron secciones de 25x 35cm

    para vigas de carga y de 25x30cm para vigas de amarre.

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    Las columnas las diseamos chequeando el acero requerido por la envolvente

    de momentos verificando que el porcentaje de acero calculado se encontrara entre los

    lmites: 0.01 < p < 0.06 (0.04 recomendado), para evitar el congestionamiento de acero

    en la seccin y facilitar el proceso constructivo

    El recubrimiento tomado para las vigas y columnas es de 5cm, esta decisin se bas

    en considerar las condiciones ms desfavorables, asumiendo que la estructura est

    ubicada en un ambiente hostil expuesta a agentes corrosivos y degradantes que

    pueden afectar al acero de refuerzo: (/i = d + 0.05 m).

    En el Proyecto se Incluyo la accin del sismo con todo el peso de su estructura en

    cada uno de los niveles (losa, vigas y columnas) asumiendo un coeficiente de corte

    basal de 0.10.

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    DISEO DEL TECHO

    Machihembrado sobre teja criolla sobre tubo estructural UNICON @ 0,06

    ANALISIS DE CARGA DE LA LOSA DE TECHO

    Carga Permanente:

    Teja Criolla mas mortero. 100 Kg/m

    Impermeabilizacin (Manto Asfltico).. ..3 Kg/m

    Machihembrado (0.02mx1120Kg/m) 22,40 Kg/m

    125,40 Kg/m

    CP = 125,4 Kg/m x 0,60m = 75,24 Kg/ml

    Tira de madera (0.020x0.06x1000 Kg/m)..1.12 Kg/m

    Peso propio de la Correa CONDUVEN (100x40).....4.65 Kg/m

    WCP = 75,24 kg/m + 1.12 kg/m + 4,65 kg/m = 81,01 kg/m

    Como utilizamos el programa SAP el incluye el peso de la correa por lo tanto

    para cargar las correas usamos WCP= 77 kg/m

    Carga Variable:

    Pendiente > 15% CV= 50 Kg/m

    WCV = 50 Kg/mx0.60m = 30kg/m

    WCV= 30 kg/m

    Carga Total de Servicio:

    Ws = WCP + WCP = 81,01 kg/m + 30 kg/m = 111,01 Kg/m

    Ws= 112 kg/m

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    PREDIMENSIONAMIENTO

    PLANTA DE TECHO

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    DISEO DE LA LOSA

    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:

    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

    18,5 18,5

    Pao 4 3,10 = 0,15 Pao 5 3,10 = 0,15 Pao 6 3,10 = 0,15

    21 21 21

    Pao 7 3,20 = 0,17 Pao 8 3,20 = 0,17 Pao 9 = 1

    18,5 18,5

    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

    Losa Ln (mayor) Sn (menor)

    1 3.70 3.25 1.14

    2 3.70 3.50 1.06

    3 3.70 3.30 1.12

    4 3.25 3.10 1.05

    5 3.50 3.10 1.13

    6 3.30 3.10 1.06

    7 3.25 3.20 1.02

    8 3.50 3.20 1.09

    9 3.30 3.20 1.03

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    ANALISIS DE CARGA DE LA LOSA DE ENTREPISO

    Carga Permanente:

    Peso de la Loseta (0.05mx2400Kg/m)120 Kg/m

    Peso de los Nervios (2N/mx0.25mx0.10mx2400 Kg/m).....120 Kg/m

    Bloques de 40cm..130 Kg/m

    Friso (0.015mx2000 Kg/m)..30 Kg/m

    Pavimento + Base (Granito e= 3cm).120 Kg/m

    Peso de Tabiquera (Bloque mas friso).517 Kg/m

    Macizado + Instalaciones..56 Kg/m

    1093 Kg/m

    Como utilizamos el programa SAP el incluye el peso de la loseta por lo tanto para

    colocar las cargas usamos: CP= 973 kg/m

    Carga Variable:

    Segn Norma de Solicitaciones mnima para vivienda unifamiliar la carga

    estimada ser:

    CV=175Kg/m2

    Ancho Tributario 50cm

    Carga Total de Servicio por Nervio:

    Ws= (CP + CV) x0.5m

    Ws= (973 Kg/m + 175 Kg/m) x0.5m= 574 Kg/m

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    DISEO DE LA ESCALERA

    La diseamos como una losa maciza cuyo espesor viene dado por la tabla

    9.6.1 de la norma 1753 2006 de concreto.

    Altura mnima sin calcular flecha para la losa maciza en condicin de un extremo

    continuo. = = , = 0,145 = 0,15 Dimensiones de la escalera:

    Huella: 30 cm

    Contrahuella: 20 cm

    Descanso: 110cm

    ANALISIS DE CARGA DEL DESCANSO

    Carga Permanente:

    Peso de la Loseta (0.15mx2400Kg/m)360 Kg/m

    Friso (0.015x2000 Kg/m).30 Kg/m

    Pavimento (Granito e= 3cm)..120 Kg/m

    510 Kg/m

    Como en el programa SAP utilizamos un tipo de elemento tipo Shell para el diseo de

    la escalera este incluye el peso de la loseta por lo tanto para cargar la escalera en el

    programa usamos CP= 150 kg/m

    Carga Variable:

    Segn Norma de Solicitaciones mnimas la sobre carga estimada ser:

    CV=300Kg/m

    Carga Total de Servicio:

    Ws= CP+CV= (510+300) Kg/m = 810 Kg/m

    Ws= 810 Kg/m

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    ANALISIS DE CARGA DE LA RAMPA

    Carga Permanente:

    Peso de la Loseta (0.15mx2400kg/m).360 kg/m

    Friso (0.015x2000 Kg/m)30 Kg/m

    Peso de los escalones (1/2x0.204x2400 Kg/m)...240 Kg/m

    Pavimento (Granito e= 3cm).120 Kg/m

    750Kg/m2

    CP= 360 Kg/m

    Carga Variable:

    Segn Norma de Solicitaciones mnimas la sobre carga estimada ser:

    CV= 300 Kg/m

    Carga Total de Servicio:

    Ws= Wcp. + Wcv.

    Ws= (750+300) Kg/m= 1050 Kg/m

    Ws= 1050 kg/m

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    Diseamos con el acero min ya que la solicitacin de acero en SAP es menor.

    = 14 e losa= 15cm

    d= 15cm 3cm= 12cm

    =

    /100 12 Asmin= 4cm/ml

    4cm----------------100ml

    1,27cm------------Sep "#$ = %, &' %(() = *%, '+,- Por lo tanto decidimos colocar @ 20cm

    Reparticin:

    Asrep= 0,002*b*t= 0,002 (100cm)(15cm)=3cm

    Asrep= 3cm

    "#$ = %, &'%((* = )&, **,- Por lo tanto decidimos colocar @ 25cm

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    ANALISIS SISMICO

    CARGAS

    Entrepiso Techo

    CP= 1093 kg/cm CP=82kg/ml