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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 DISEÑO DE
VIVIENDA
PROF: Ing. ORLANDO RAMIREZ
MAIRE CARRERO 20.395.691 MARIA MENDEZ 20.431.081 DANIEL PEÑA 17.896.362
OCTUBRE DE 2014
Proyectos Estructurales Vivienda
Memoria DescriptivaMemoria DescriptivaMemoria DescriptivaMemoria Descriptiva
El presente proyecto consta del análisis de cargas y diseño de todos los
elementos estructurales de una vivienda unifamiliar de dos plantas con un área
aproximada de 225m² de construcción; dicho diseño se realizo mediante el programa
SAP 2000, primero se procedió a realizar el análisis de techo con machihembrado este
lleva perfiles UNICON de (180x65)mm en las vigas de amarre donde están las
mayores solicitaciones de carga y las correas de amarre se diseñaron 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 cálculo de la losa de entrepiso, en principio se
dividió la planta de la vivienda en módulos, se elaboro una tabla para calcular si la losa
se armaba en una o en dos direcciones; se diseño en dirección 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 será 25 cm. Luego se realizaron los análisis 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
mínimas para una vivienda unifamiliar. El macizado colocado fue variable en cada
caso de losa para obtener una distribución simétrica 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 él no toma en cuenta los macizados.
Se realizo el diseño 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 análisis de carga respectivo para el descanso y para las rampas
respectivamente, el diseño se realizo con un elemento tipo Shell en SAP2000.
Consecutivamente se efectúo el predimensionamiento de las vigas y columnas
de la vivienda, basándonos en la recomendación para vigas de H=L/10 esta nos dio
unas dimensiones de 25cmx35cm; y para columnas utilizamos 30cmx30cm que es el
valor mínimo por norma. El diseño definitivo de la viga lo hicimos usando el máximo
momento de la envolvente y con una formula obtenemos el valor de (d) la altura útil 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.
Proyectos Estructurales Vivienda
Las columnas las diseñamos chequeando el acero requerido por la envolvente
de momentos verificando que el porcentaje de acero calculado se encontrara entre los
límites: 0.01 < p < 0.06 (0.04 recomendado), para evitar el congestionamiento de acero
en la sección y facilitar el proceso constructivo
El recubrimiento tomado para las vigas y columnas es de 5cm, esta decisión se basó
en considerar las condiciones más desfavorables, asumiendo que la estructura está
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 acción 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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DISEÑO 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/m²
● Impermeabilización (Manto Asfáltico)……………….. ..3 Kg/m²
● Machihembrado (0.02mx1120Kg/m³)………………… 22,40 Kg/m²
125,40 Kg/m²
CP = 125,4 Kg/m² 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/m²
WCV = 50 Kg/m²x0.60m = 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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DISEÑO DE LA LOSA
Se procede con el análisis 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:
Según calculamos nos da que debe armarse en dos direcciones pero en este caso armamos solo en dirección Y que es la dirección mas favorable por ser una losa de luces pequeñas. Cálculo del espesor de la Losa Nervada en dirección Y Paño 1 3,70 = 0,20 Paño 2 3,70 = 0,20 Paño 3 = 1
18,5 18,5
Paño 4 3,10 = 0,15 Paño 5 3,10 = 0,15 Paño 6 3,10 = 0,15
21 21 21
Paño 7 3,20 = 0,17 Paño 8 3,20 = 0,17 Paño 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 será 25 cm armada en la dirección Y
Losa Ln (mayor) Sn (menor) ᵹ
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/m³)………………………120 Kg/m²
● Peso de los Nervios (2N/m²x0.25mx0.10mx2400 Kg/m³).....120 Kg/m²
● Bloques de 40cm………………………………………………..130 Kg/m²
● Friso (0.015mx2000 Kg/m²)……………………………………..30 Kg/m²
● Pavimento + Base (Granito e= 3cm)………………………….120 Kg/m²
● Peso de Tabiquería (Bloque mas friso)……………………….517 Kg/m²
● Macizado + Instalaciones…………………………………..……56 Kg/m²
1093 Kg/m²
Como utilizamos el programa SAP el incluye el peso de la loseta por lo tanto para
colocar las cargas usamos: CP= 973 kg/m²
Carga Variable:
Según Norma de Solicitaciones mínima para vivienda unifamiliar la carga
estimada será:
CV=175Kg/m2
Ancho Tributario 50cm
Carga Total de Servicio por Nervio:
Ws= (CP + CV) x0.5m
Ws= (973 Kg/m² + 175 Kg/m²) x0.5m= 574 Kg/m
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DISEÑO DE LA ESCALERA
La diseñamos como una losa maciza cuyo espesor viene dado por la tabla
9.6.1 de la norma 1753 – 2006 de concreto.
Altura mínima sin calcular flecha para la losa maciza en condición 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/m³)………………………360 Kg/m²
● Friso (0.015x2000 Kg/m³)……………………………………….30 Kg/m²
● Pavimento (Granito e= 3cm)…………………………………..120 Kg/m²
510 Kg/m²
Como en el programa SAP utilizamos un tipo de elemento tipo Shell para el diseño de
la escalera este incluye el peso de la loseta por lo tanto para cargar la escalera en el
programa usamos CP= 150 kg/m²
Carga Variable:
Según Norma de Solicitaciones mínimas la sobre carga estimada será:
CV=300Kg/m²
Carga Total de Servicio:
Ws= CP+CV= (510+300) Kg/m² = 810 Kg/m²
Ws= 810 Kg/m²
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ANALISIS DE CARGA DE LA RAMPA
Carga Permanente:
• Peso de la Loseta (0.15mx2400kg/m²)………………………….360 kg/m²
• Friso (0.015x2000 Kg/m²)…………………………………………30 Kg/m²
• Peso de los escalones (1/2x0.204x2400 Kg/m²)……………...240 Kg/m²
• Pavimento (Granito e= 3cm)…………………………………….120 Kg/m²
750Kg/m2
CP= 360 Kg/m²
Carga Variable:
Según Norma de Solicitaciones mínimas la sobre carga estimada será:
CV= 300 Kg/m²
Carga Total de Servicio:
Ws= Wcp. + Wcv.
Ws= (750+300) Kg/m= 1050 Kg/m
Ws= 1050 kg/m
Proyectos Estructurales Vivienda
Diseñamos con el acero min ya que la solicitación de acero en SAP es menor.
����� = 14�� � ∗ �
e losa= 15cm
d= 15cm – 3cm= 12cm
����� = ������/��²100 � ∗ 12 � Asmin= 4cm²/ml
4cm²----------------100ml
1,27cm²------------Sep "#$ = %, &' %(() = *%, '+,-
Por lo tanto decidimos colocar Ø ½” @ 20cm
Repartición:
Asrep= 0,002*b*t= 0,002 (100cm)(15cm)=3cm²
Asrep= 3cm²
"#$ = %, &'%((* = )&, **,-
Por lo tanto decidimos colocar Ø ½” @ 25cm
Proyectos Estructurales Vivienda
ANALISIS SISMICO
CARGAS
Entrepiso Techo
CP= 1093 kg/cm² CP=82kg/ml
CV=175 Kg/cm² CV=30kg/ml
• Nivel 1
Permanente
Losa……………………………………………………….1093 kg/m²
Vigas……………………………………………………….150 kg/m²
Columnas………………………………………………….100 kg/m²
1343 kg/m²
Variable
CV……………………………………………………..……175 kg/m²
w1= 1343 kg/m²+ 175 kg/m²x0.25= 1386,75 kg/cm²x 104m²= 144.222 kg
wescalera= 7m²x0.15mx2400 kg/m³= 146.742 kg
w1= 146.742 kg
• Nivel de Techo
Permanente
CP (81,01 kg/ml x 1/0.6m)……………………………..135 kg/m²
Vigas……………………………………………………...150 kg/m²
Columnas………………………………………………...100 kg/m²
385 kg/m²
w2= 385 kg/m²x144,27 m²= 55.542 kg
w2= 55.542 kg
Peso total
Ⱳtotal= 55.542 kg + 146.742 kg= 202.248 kg
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CORTE BASAL
Utilizando la ecuación y un coeficiente de c=0.10
./ = .1
./ = 0.10 ∗ 20224834 = 2022854
Nivel hi (m) wi (kg) wi.hi Fi
Techo 7.33 55542 407122.86 9001.78127
Entrepiso 3.46 146742 507727.32 11226.2187
∑ 914850.18
SISMO EN X
Se realizo la distribución de la fuerza sísmica de la siguiente manera:
�� = �� ∗ #��7/89� /���:#��7/89� /�9/9;<����:
SISMO EN X
Nivel I
F1=F2=F3 F1= 11.226,27*(3/11) 3,061.70
F4 F4= 11.226,27*(2/11) 2,041.13
Nivel II
F1=F4 F1= 9001,78*(2/10) 1,800.36
F2=F3 F2= 9001,78*(3/10) 2,700.53
SISMO EN Y
SISMO EN Y
Nivel I
FB=FC=FD=FE FB= 11.226,27*(3/12) 2,806.55
Nivel II
FB=FC=FD=FE FB= 9001,78*(3/12) 2,250.45
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DISEÑO DE VIGAS
Con el máximo valor de envolvente en cada una de las vigas de los
diferentes pórticos utilizamos la siguiente formula para chequear las
dimensiones de las vigas.
= > ? @ABC D(. %EF ∗ G ∗ H,′ PORTICOS EN Y
El pórtico B no es coplanar no tenemos la impresión de su envolvente
PÓRTICO B
NIVEL Mmáx (Kg-m) b (cm) dcalc (cm) hcalc (cm) h (cm) hdefinitiva
PISO 1 2728.71 25 16.0208858 21.0208858 25 35
PÓRTICO C
NIVEL Mmáx (Kg-m) b (cm) dcalc (cm) hcalc (cm) h (cm) hdefinitiva
PISO 1 3818.18 25 18.9511703 23.9511703 25 30
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PÓRTICO D
NIVEL Mmáx (Kg-m) b (cm) dcalc (cm) hcalc (cm) h (cm) hdefinitiva
PISO 1 3172.8 25 17.2754426 22.2754426 25 30
PÓRTICO E
NIVEL Mmáx (Kg-m) b (cm) dcalc (cm) hcalc (cm) h (cm) hdefinitiva
PISO 1 2861.26 25 16.4053876 21.4053876 25 30
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PORTICOS EN X
PORTICO 1
PÓRTICO 1
NIVEL Mmáx (Kg-m) b (cm) dcalc (cm) hcalc (cm) h (cm) hdefinitiva
TECHO 2003.07 25 13.7263762 18.7263762 20 30
PISO 1 4537.97 25 20.6603962 25.6603962 30 35
PORTICO 2
PÓRTICO 2
NIVEL Mmáx (Kg-m) b (cm) dcalc (cm) hcalc (cm) h (cm) hdefinitiva
TECHO 966.47 25 9.53459002 14.53459 15 30
TECHO´ 1349.91 25 11.2683478 16.2683478 20 30
PISO 1 5617.17 25 22.9861702 27.9861702 30 35
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PORTICO 3
PÓRTICO 3
NIVEL Mmáx (Kg-m) b (cm) dcalc (cm) hcalc (cm) h (cm) hdefinitiva
TECHO 2509.56 25 15.3640823 20.3640823 25 30
PISO 1 5728.71 25 23.2132663 28.2132663 30 35
PORTICO 4
PÓRTICO 4
NIVEL Mmáx (Kg-m) b (cm) dcalc (cm) hcalc (cm) h (cm) hdefinitiva
TECHO 2444.37 25 15.1632155 20.1632155 25 30
PISO 1 7250.54 25 26.1151792 31.1151792 35 35