PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALESALUMNA: • ANGELICA TICONA MARCACÁTEDRA:• ING. JORGE BERRIOS MANZURCURSO:• ESTRUCTURAS I

TACNA-PERÚ2016

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA“FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO”

¿COMO SE PREDIMENSIONA UNA ESTRUCTURA?

INTRODUCCIÓNUna de las grandes inquietudes que los arquitectos diseñadores de edificios y los constructores deben resolver al inicio de los proyectos está ligada al tamaño de los elementos estructurales a utilizar.

Esto tiene incidencia tanto en el proyecto arquitectónico (espacios arquitectónicos afectados, altura del edificio, etc.) como en la evaluación de costos preliminar que determina la viabilidad del proyecto ante un estudio de pre factibilidad.Existen muchos mecanismos para determinar preliminarmente las dimensiones de los elementos estructurales de una edificación. Este artículo se centrará en el caso de pórticos de concreto reforzado y acero en edificios de pequeña y mediana altura y con luces que en general no deben superar los 8.0 o 9.0 metros. Evidentemente en el caso de grandes luces o edificios en altura o en general de estructuras cuya configuración o uso difiera de las edificaciones normales no podrán aplicarse los criterios que aquí se enuncian.

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA“FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO”

A) ELEMENTOS ESTRUCTURALES


• Losas macizas• Losas nervadas• Losas aligeradas

SEGÚN SU SECCIÓN TRANSVERSAL

SEGUN LA DIRECCIÓN DEL ARMADO

SEGÚN LAS CONDICIONES DE APOYO

SEGÚN EL MATERIAL Y MÉTODO

1) TIPOS DE LOSAS


1) TIPOS DE LOSAS


2) TIPOS DE VIGAS


3) TIPOS DE COLUMNAS

4) PLACAS/ MUROS CORTANTES


-Tramos simplemente apoyados: h = L/15 Normalmente se usan hasta 10 metros de Luz.- Tramos continuos: h = L/19 a L/24 Normalmente se usan hasta 15 metros de Luz en el tramo mayor.

B.- PREDIMENSIONAMIENTO EN LOSAS

1.- LOSAS MACIZAS.-

Las losas dimensionadas macizas pueden ser en forma aproximada, considerando espesores menores en 5cms a los indicados para losas aligeradas


Son usadas para luces de 12 a 18 m.

2.- LOSAS ALIGERADAS.-

El peralte de las losas aligeradas podrán ser dimensionadas considerando el siguiente criterio:

H=Ln/25Siendo:Ln – longitud del lado mayor



2.- LOSAS ALIGERADAS.-


3.- LOSAS NERVADAS.-


Las losas nervadas consisten en una combinación monolítica de nervios o viguetas regularmente espaciados y una losa colocada en la parte superior que actúa en una dirección o en dos direcciones ortogonales. Para viguetas de distancias separadas en 70 cm. Se puede considerara el siguiente dimensionamiento

ANCHO DE VIGUETA PERALTE LUZ

10 @ 15 𝑐𝑚 35 cm L < 7.5 𝑚10 @ 15 𝑐𝑚 40 cm L < 8.5 𝑚10 @ 15 𝑐𝑚 50 cm L < 9.5 𝑚


3.- LOSAS NERVADAS.-


C.- PREDIMENCIONAMIENTO DE VIGAS

Al pre dimensionar las vigas, se tiene que considerar la acción de cargas de gravedad y de sismo. Hay criterios prácticos que, de alguna manera, toman en cuenta la acción de combinada de cargas verticales y de sismo, a continuación se muestra alguno de estos criterios.

𝒉 = 𝑳 / 𝟏𝟎 (1) 𝒉 = 𝑳 / 𝟏𝟐 (2)

ℎ → 𝑝𝑒𝑟𝑎𝑙𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑖𝑔𝑎 𝐿 → 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑚𝑎𝑠 𝑐𝑟𝑖𝑡𝑖𝑐𝑎 ( 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑒𝑗𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎)𝑙/10 → material de pésima calidad, mano de obra no

calificada y equipos y herramientas convencionales.𝑙/12 → material de buena calidad, mano de obra calificada y equipos y herramientas adecuados.

Donde:Criterio práctico frente a sismos


𝒃 = /𝒉 𝟐 (1) 𝒃 = / 𝟐𝒉 𝟑 (2)

Donde: → 𝑏 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑖𝑔𝑎 → ℎ 𝑝𝑒𝑟𝑎𝑙𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑖𝑔𝑎

Se recomienda la siguiente relación:

𝒉 = 𝑳/𝟏𝟒 (1) 𝒃 = 𝒉/𝟐 (2)

Donde: 𝑏→ 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑖𝑔𝑎 → ℎ 𝑝𝑒𝑟𝑎𝑙𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑖𝑔𝑎

C.- PREDIMENCIONAMIENTO DE VIGAS

1.- VIGAS – BASE (PRINCIPALES)

2.- VIGAS –SECUNDARIAS



C.- PREDIMENCIONAMIENTO DE COLUMNAS

Se siguió el criterio de dimensionamiento por carga vertical, pues en la edificación se ha usado el sistema mixto de pórticos y muros de corte, el cual permite que los momentos en las columnas debido a sismo se reduzcan muy considerablemente. Para este tipo de edificio se recomiendan los siguientes criterios de pre dimensionamiento:

Siendo:P(servicio) = P . A . NEdificios categoría A (ver E030) Edificios categoría B (ver E030) Edificios categoría C (ver E030) A – área tributariaN – número de pisos

1) COLUMNAS CENTRADAS :Área de columna = P (servicio) / 0,45f‘c

2) COLUMNAS EXCENTRICAS Y ESQUINADAS :

Área de columna = P (servicio) / 0,35f’c

P = 1500 kg/m2 P = 1250 kg/m2 P = 1000 kg/m2


• TIPO 1 : lado = H/8 TIPO 2 : lado = H/10 TIPO 3 : lado = H/9

• Donde: H = altura del piso

•El lado de la columna debe ser entre el 70% y 80% del peralte de la viga

METODO PRACTICO 1:

METODO PRACTICO 2:

C.- PREDIMENCIONAMIENTO DE COLUMNAS:


D.- PREDIMENCIONAMIENTO DE PLACAS:

Es difícil poder fijar un dimensionamiento para las placas puesto que, como su principal función es absorber las fuerzas de sismo, mientras más abundantes o importantes sean tomarán un mayor porcentaje del cortante sísmico total, aliviando más a los pórticos.

Para pre-dimensionar los muros se puede utilizar un método aproximado, el cual consiste en calcular las fuerzas cortantes en la base con el método establecido en la Norma E.060 e igualarlos a la suma de la resistencia al corte de los muros, dada por:

𝑉𝑐=0.53 ∗ 𝑓 ′𝑐 ∗ 𝑏 ∗ 𝐿 . 𝑏= 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒𝑚𝑢𝑟𝑜𝑠𝐿= 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑚𝑢𝑟𝑜𝑠

𝐸𝑠𝑡𝑒 𝑚é 𝑡𝑜𝑑𝑜 𝑒𝑠 𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑦 𝑠𝑒 𝑑𝑒𝑏𝑒𝑟á 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑢𝑎𝑟 𝑢𝑛𝑎𝑒𝑣𝑎𝑙𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑙𝑢𝑒𝑔𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑟 𝑢𝑛 𝑎𝑛á 𝑙𝑖𝑠𝑖𝑠𝑠í𝑠𝑚𝑖𝑐𝑜.

CONCLUSIONES


• Es factible realizar el predimensionamiento de una estructura utilizando el anteproyecto arquitectónico y unos pocos indicadores. Se requieren unos conocimientos mínimos de sistemas estructurales.

• La importancia de determinar preliminarmente las posibles dimensiones de una estructura radica fundamentalmente en dos aspectos: Prever desde el proyecto arquitectónico los espacios adecuados para los elementos estructurales y lograr una valoración preliminar muy ajustada de las cantidades de obra estructural, dato importantísimo para realizar los estudios de prefactibilidad y factibilidad del proyecto.

• Una correcta selección del sistema estructural y de sus dimensiones desde el inicio del proyecto arquitectónico redunda en una mayor claridad de información, certeza de costos y calidad de producto.

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