Mathcad - 01 - Memoria de Calculo - Columnas

MEMORIA DE CÁLCULO

MEMORIA DE CÁLCULO

1.-1.- BASES DE CALCULO

BASES DE CALCULO

.-

.---

DESCRIPCION DE LA E

DESCRIPCION DE LA ESTRUCTU

STRUCTURA .-

RA

.-La estructura pertenece a una vivienda familiar , fue idealizada en base a los planos arquitectonicos, la estructura La estructura pertenece a una vivienda familiar , fue idealizada en base a los planos arquitectonicos, la estructura se presenta en f

se presenta en forma tridimensional conformado por elemenorma tridimensional conformado por elementos tos de hormigon arde hormigon armado como smado como s er vigaser vigas columnas y losa maciza en su primera fase que se muestra a continuación :

columnas y losa maciza en su primera fase que se muestra a continuación :

- NORMA DE - NORMA DE DISEÑO.- DISEÑO.-E

Esstt rruucctt uurraas s dd e e HHoorrmm iiggóón n AArrmm aadd oo:: CCBBH H 8877 E

Esstt rruucctt uurra a dde e AAcceerroo:: LLRRFFDD

--MATERIALES .-MATERIALES

.-De a

De acuerdo cuerdo al Cal Código Boliviano se utódigo Boliviano se ut ilizara los ilizara los ssiguientiguient es mates mat erialeseriales:: HORMIGON TIPO H21 (21 MPa)

HORMIGON TIPO H21 (21 MPa)

ACERO AH 420 N (420 MPa) Grado 60 ACERO AH 420 N (420 MPa) Grado 60

-CONTROL DE OBRA Y FACT ORES DE SEGURIDAD

.-El cont rol de obra en la ej ecución de los elem ent os est ruct urales se regirá las de cont rol norm al, realizando la verificación de las propie dades físico mecánicas del acero com o del horm igón.

Los coeficientes son los establecidos en la Norma Boliviana del Hormigón CBH 87 en la sección 7.3 en los est ados límit es últim os.

Coe f i cien t e de minoraci ón del acero 1. 15 Co ef i ci en t e d e m i no rac ió n d el h or m igó n 1. 50

Coe f i cien t e de m ayoraci ón de accio nes 1. 60

METODO DE CÁLCU LO .

-Para el cálculo del análisis estruct ural, se aplica el m ét odo de est ados lim it es ult im os , equi ulibri o a nivel de la est ructu ra o element o est ruct ural , agot amient o o de rot ura, a nivel de la sección del e l e m e n t o

inest abilidad o de pandeo , a nivel de elem ent o estruct ural, adherencia, perdida de adherencia a nivel de la seccion , anclaj e a nivel lo cal en zonas de anclaje, fat iga a nivel de sección b ajo cargas dinamicas . En análisis est ruct ural se basa en mod elaciones ut ilizando soft ware que se describe seguidamen t e: - EST RUCT URA S EN GENERAL

.-Se u t il iz ara el pr ogr am a: SAP 2000 V. 14. 2.4 DE LA CSI BERKELEY Mat eriales y secciones de los elemen t os est ruct urales.

Element os som et idos a acción ext erna y est ados de carga

Out put s: Diagramas de Moment os, cort ant es, axiales en ej es locales Desplazami ent os de los nudos y Reacciones de en apoyos

Diagramas de envolventes por elemento

Plant illas en Excel para diseños específico s dist ribución estrib os, anclaj es y ot ros

- NIV ELES DE CONTROL Y ENSAY

OS.-De acuerdo a las condicio nes de diseño, se adopt a como m ecanismo d e cont rol la to ma dem uest ras en número suficient e, t ant o para el horm igón como para el acero, y ser somet idos a pruebas dest ruct ivas según CBH.

Asimismo, en los casos en que los result ados de resist encia cilíndrica del horm igón no dem uestre n

fie lm ent e los que se cont enga en obra, podrán ser rat ifi cados con cont rol es escleromét ricos y en su caso prospecciones por profómetro para adoptar las recomendaciones más pertinentes.

2.-

GEOMETRIA

.-A       4 .       5       0       C       6 .       0       0       D       E A B 1.20   n  1 ( ) e  Lu ( ( n  1) e ) n→Nº de Nervios

e→separación de eje a eje

Lu→Luz Útil Sea el caso 1, de entrepiso que no hade soportar muros ni tabiques

Sea caso 2con muros o tabiques con mortero de yeso Si ( e  0.50m) L1  450cm ( ) L2  600cm L3  500cm L4  400 cm Lu  6.5m 6.0m  0.50m 12 m n Lu e

 

 

 

 

 1 

 

 

 

 

( )n  23 h1 L1 28 0.16 m  

 

 

 

 

h2 L2 28 0.21 m   _h3 L3 32 0.16 m  

 

 

 

 

n  23 ( ) Nervios( ) h4 L4 28 0.14 m  

 

 

 

 

→usar  e Lu n  1 ( ) 

 

 

 

 

( )e  0.5m n  23 ( ) Nervios( ) Usar→ ( )

_{Probar con h=20cm}

Cada 0.492m

SECCIÓN TIPO

 Ademas Probamos : t  0.05m ( ) ( e  0.50m) bw  0.12cm ( s  0.4m) h  0.20m ( )

Cargas

.-Peso_Propio 2500 0.50 0.12 0.20   _{0.05 0.40} ( )   ₂₂₀  kg m2

 

 

 

 

Peso Mosaico + Carpeta de nivelación : ₆₀ kg

m2 Peso cielo : ₂₀Kg m2 g 220 kg m2 60 kg m2  20 kg m2  300 kg m2  

PARA EDIFICIOS DE DOCENTES  AULAS DESPACHOS Y COMEDORES

q 330 kg m2  p g  q 630 kg m2  

 

 

 

 

Cargas por cada nervio

.-g  80 0.50  40 Kg m

 

 

 

 

q  330 0.5  165 Kg m

 

 

 

 

p  g  q  205 ( ) Kg m

 

 

 

 

3 ANÁLISIS DE CARGAS

.--

Pre dimensionamiento de la estructura

.-VIGAS .- 

Las alturas de las visas las estimamos con la siguiente relación

L  6.5m Luz mayor del plano en planta h  0.08 L L → Luz de la viga h  0.52 m →Usar Vigas X de 25*50 cm. h  0.40m →Usar Vigas Y de 25*40 cm. COLUMNAS .- 

Son dificiles de estimar para un intento inicial , se utilizan dimensiones que solamente el criterio de calculista puede justificar y lógicamente experiencias sobre el tipo de estructura que se esta calculando en algunas condiciones el criterio arquitectónico predomina en la forma y dimensiones de la columna.

COLUMNAS : 40/40 Y 30/30 EN SECTORES CENTRALES DEL ENTREPISO

COLUMNAS DE : 40/30 Y 30/40 EN SECTORES DE ESQUINA Y MEDIANERAS DE ENTREPISO

Peso de la losa maciza

La altura la determinamos la siguiente relación

h P 180

 P _{Donde P, es el perimetro del panel con mayor área de todo el entrepiso}

h 2 ( 6.5m  6.0m)

180  0.139 m

  Asumimos h:14cm

Peso propio de la losa

γ_HoA 2500 kg m3  h  0.14m Peso_Propio_de_la_losa γ_{HoA h} 350 kg m2  

Peso de la carpeta de nivelación

γ_Mortero 2200 kg

m3



 Asumiendo un espesor : _e  _{0.025 m}de capa niveladora de mortero se tiene :

Peso_Propio_de_la_capa_de_nivelación γ_{Mortero e} 55 kg

m2

 

Peso del mosaico

 Asumimos un peso de : 35 kg m2

Peso de cielo raso

El peso del cielo raso varia entre 10 y 20 kg/m^2/cm ( si esta hecho de revoque de yeso )  Asumiendo un peso de:

Peso_Cielo_Raso 16kg m2



Peso total de la terraza

Carga_Permanente 350 kg m2 55 kg m2  ₃₅ kg m2  ₁₆ kg m2  ₄₅₆ kg m2   _{55 35}  ₁₆  ₁₀₆

Sobrecarga:

q 200 kg m2

 Sobrecarga para viviendas

 Apuntes Clases Ing. Ivan Carmona

ANALISIS DE CARGAS.- 

Junta_Vertical_Y_Horizontal  1.5cm MUROS .-  Nº_de_Ladrillos_fila_horizontal 100 25 1.5  3.774  Piezas Nº_de_Ladrillos_fila_Verticall 100 10 1.5 8.696   _Piezas Nº_de_ladrillos_en_un_m2 3.774 8.696  32.82 Nº_de_ladrillos_en_un_m2 Piezas Volumen_del_muro_por_m2 15cm 100 cm 100 cm 150000 cm 3 Volumen_del_muro_por_m2 Volumen_de_ladrillos_en_1_m2 32.80 3750 cm3 123000.0 cm 3 Volumen_de_ladrillos_en_1_m2 Volumen_Mezcla_ diferencia( )  150000cm3 123000cm3 27000 cm 3

Peso Unitario = 2.72 kg Volumen revoque grueso: _{0.021 1} 2  0.042 m3 Volumen_Unitario  15cm 25 cm 10 cm Volumen revoque Yeso: 0.005 1 12  0.01 m3 Volumen_Unitario  3750 cm 3 Luego , el peso total por metro de altura será :

Ladrillos _32.80  _2.72 _89.216kg pza 1º Planta: 3 213 kg m 639 kg m  Mezcla 0.027m31700 kg m3 45.9 kg 

1º planta fachada principal

 Asumiendo un 65 % Revoque Grueso

0.040m31700 kg m3 68kg  639 0.65  415.35 kg m TABIQUES INTERIORES

RESTANDO PUERTAS Y VENTANAS _0.010m3₁₀₀₀ kg m3 10kg  Revoque Yeso 639 0.65  415.35 kg m _{Peso_muro  89  46 68 10 213} kg m2 CARGA DE TABIQUERIA m  213 3  639 kg m P 639 0.5   319.5  kg P 2 159.75  kg FACHADA FLOTANTE.- 

El vidrio templado es un vidrio de seguridad, al que mediante tratamiento térmico se le ha incrementado la resistencia estructural del mismo sin alterar sus propiedades.

Tabla de peso de vidrios

Grosor 3 mm 4 mm 5 mm 6 mm 8 mm 10 mm

Peso

Fórmulas de peso del vidrio

Peso (kg) = densidad x grosor x m2 Densidad = 2,5 Kg/m2 Peso (kg) = 2,5 x grosor x m^2

Peso de estructura de aluminio : ₁₄ kg

m2

 

 

 

 

Peso de vidrio Templado 2.5 5  12.5 KG M2

g  14 12.5  26.5 KG M2

 Alturas de la Fachada Principal

hm1  3.5 0.50  3 ( )m hm2  3.5 0.40  3.1 ( )m g  3 26.5  79.5 Kg m

 

 

 

 

Primer Piso : Fachada Principal

NOTA .- EL ANALISIS DE CARGAS NO SE TOMO EN CUENTA EL PESO PROPIO DE LOS ELEMENTOS

ESTRUCTURALES DE ( VIGAS , COLUMNAS,LOSA NERVADA , LOSA MACIZA, ESCALERAS, CUBIERTA ), ESTE SE TOMA EN CUENTA DIRECTAMENTE EN EL PROGRAMA SAP 2000

3.-ANALISIS ESTRUCTURAL

Esquema de todos los estados de carga que presenta la estructura. Losa Maciza - Losa Nervada

DISEÑO.-CALCULO DE COEFICIENTES DE ESBELTEZ , LONGITUD DE PANDEO, ESBELTEZ

MECANICA - COLUMNA D-2

      4

 .

      0

      0

      3

 .

      5

      0

      3

 .

      5

      0

      3

 .

      5

      0

      3

 .

      5

      0

      1

 .

      5

      0

6.50 

5.50 

CALCULO DE COEFICIENTES DE ESBELTEZ , LONGITUD DE PANDEO, ESBELTEZ

MECANICA - COLUMNA D-2

6.00

5.00  

      4

 .

      0

      0

      3

 .

      5

      0

      3

 .

      5

      0

      3

 .

      5

      0

      3

 .

      5

      0

      1

 .

      5

      0

Ø Peso Unit Cantidad Long. parc. Long Total Peso Total (mm) Kg/m a b c d e f g m m Kg 1 a b c 6 0.22 52 8 284 8 3 156 34.320 d c 10 0.62 20 9 12 442 25 4.88 97.6 60.512 a b a b c 6 0.22 15 8 284 8 3 45 9.900 a 10 0.62 15 56 15 20 0.91 13.65 8.463 b c b a 12 0.89 23 128 180 3.08 70.84 63.048 b c a 8 0.40 1 8 25 284 14 3.23 58.14 23.256 a b c 8 0.40 17 14 571 14 5.99 101.83 40.732 a b c 6 7.00 7 14 571 14 5.99 41.93 293.510 a b 12 0.89 23 128 180 3.08 70.84 63.048 a b 12 0.89 23 128 180 3.08 70.84 63.048 a b 10 0.62 20 30 442 280 14 7.66 153.2 94.984 c d b a c 8 0.40 15 20 12 56 0.88 13.2 5.280 760.100 1.09 _m³ 1.22 m³ VOLUMEN ESCALERA= 8.8 8 m³ 2.99 m³ 3.58 m³ CUANTIA = 85.64 Kg m 8.88 m³ VOLUMEN TOTAL= PESO TOTAL(Kg)=

VOLUMEN PELDA OS= OLUMEN LOSA(DESCANSO)=VOLUMEN LOSA(TRAMO2)= VOLUMEN LOSA TRAMO1 = 11 Dimensiones (cm) 5 3 4 9 8 12 CUANTIA DE ACERO 2 10 POS. ESQUEMA 6 7