8/18/2019 Unidad 4 - INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE EDIFICACIONES DE CONCRETO REFORZADO
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UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
ESCUELA DE ARQUITECTURA
ESTRUCTURAS 3
UNIDAD 4
INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE EDIFICACIONES DECONCRETO REFORZADO
– SISTEMAS DE MARCOS –
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INTRODUCCIÓN
I N T R O D U C
C I Ó N
002
Los Sistemas de Marcos se conforman por lo general de:
• Diafragmas:
o Rígidos (losas) o flexibles (techos livianos).
o Unidireccionales o Bidireccionales.
• Vigas:
o Primarias o secundarias.
• Columnas.
• Cimentaciones.
ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS DE MARCOS
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INTRODUCCIÓN
I N T R O D U C
C I Ó N
003
ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS DE MARCOS
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ELEMENTOS ESTRUCTURALES
E L E M E N T O S E S T R
U C T U R A L E S
004
Es una amplia placa plana, generalmente horizontal. Puede estar
apoyadas sobre vigas (coladas monolíticamente), muros o en elementos
de acero. Si están apoyadas en el suelo, se les conoce como losas de
fundación. Pueden ser de dos tipos: unidireccionales y bidireccionales,
según sus apoyos y la forma de distribuir las cargas hacia las vigas.
LOSAS
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LOSAS
E L E M E N T O S E S T R
U C T U R A L E S
005
Las losas se pueden dividir en macizas, nervadas y aligeradas.
• Losas Macizas. Tienen un espesor constante y son íntegramente
de concreto reforzado.
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LOSAS
E L E M E N T O S E S T R
U C T U R A L E S
006
• Losas Nervadas. Tienen nervios o viguetas cada cierta distancia
unidas por una loza maciza superior más delgada. Se requiere
de un encofrado especial.
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LOSAS
E L E M E N T O S E S T R
U C T U R A L E S
007
• Losas Nervadas. Tienen nervios o viguetas cada cierta distancia
unidas por una loza maciza superior más delgada. Se requiere
de un encofrado especial.
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LOSAS
E L E M E N T O S E S T R
U C T U R A L E S
008
• Losas Aligeradas. Son en esencia losas nervadas pero se
diferencian de estas por el hecho de que el espacio que existe
entre nervaduras o viguetas está ocupado por un elemento
hueco.
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LOSAS
E L E M E N T O S E S T R
U C T U R A L E S
009
• Losas Aligeradas. Son en esencia losas nervadas pero se
diferencian de estas por el hecho de que el espacio que existe
entre nervaduras o viguetas está ocupado por un elemento
hueco.
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LOSAS
E L E M E N T O S E S T R
U C T U R A L E S
010
Para marcos de acero estructural:
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DIAFRAGMAS
E L E M E N T O S E S T R
U C T U R A L E S
011
La direccionalidad de un diafragma se define con base en dos
factores:
• La condición de apoyos extremos.
• De la relación geométrica entre el lado corto B y el lado largo L
del panel de losa: Si L / B > 2 , el efecto es principalmente
unidireccional.
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DIAFRAGMAS
E L E M E N T O S E S T R
U C T U R A L E S
012
La direccionalidad de un diafragma se define con base en dos
factores:
• La condición de apoyos extremos.
• De la relación geométrica entre el lado corto (B) y el lado largo
(L) del panel de losa: Si L / B > 2 , el efecto es principalmente
unidireccional.
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DIAFRAGMAS
E L E M E N T O S E S T R
U C T U R A L E S
013
El área tributaria representa la porción del diafragma que resulta
soportada por otro sistema estructural (vigas, columnas, muros)
transfiriendo hacia estos las cargas que sobre ella se imponen.
Para diafragmas unidireccionales se forma partiendo a la mitad la
distancia comprendida entre apoyos.
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DIAFRAGMAS
E L E M E N T O S E S T R
U C T U R A L E S
014
Para diafragmas bidireccionales se calcula trazando líneas
bisectrices desde los vértices de intersección de sus apoyos.
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DIAFRAGMAS
E L E M E N T O S E S T R
U C T U R A L E S
015
Cálculo de área tributaria de un solo diafragma:
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DIAFRAGMAS
E L E M E N T O S E S T R
U C T U R A L E S
016
Cálculo de área tributaria para un sistema de piso:
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VIGAS
E L E M E N T O S E S T R
U C T U R A L E S
017
Son los elementos que reciben las cargas procedentes de los
diafragmas y las transmiten hacia las columnas. Constituyen junto con
las columnas los elementos resistentes a los diferentes esfuerzos
producidos por las fuerzas laterales (sismo, viento, etc.).
Son elementos prismáticos sometidos a cargas perpendiculares a su
eje longitudinal.
Características geométricas importantes: área de la sección
transversal, longitud del claro, momentos de inercia.
Su comportamiento depende de la condición de apoyos.
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VIGAS
E L E M E N T O S E S T R U C T U R A L E S
018
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VIGAS
E L E M E N T O S E S T R U C T U R A L E S
019
Se dividen en vigas principales (o primarias) y vigas secundarias.
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VIGAS
E L E M E N T O S E S T R U C T U R A L E S
020
Las vigas se refuerzan tanto en su sentido longitudinal (Acero) y en susentido transversal (Estribos).
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COLUMNAS
E L E M E N T O S E S T R U C T U R A L E S
021
Son elementos verticales que reciben las cargas procedentes de las
vigas y ocasionales directamente de los diafragmas con el fin de
transmitirlas hacia la cimentación.
Las columnas se construyen de diferentes secciones transversales,
siendo común el uso de columnas circulares, cuadradas o
rectangulares.
Al igual que las vigas, las
columnas se refuerzan tanto en
su sentido longitudinal (Acero)
y en su sentido transversal
(Estribos).
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COLUMNAS
E L E M E N T O S E S T R U C T U R A L E S
022
Debido a que siempre existe una excentricidad en la aplicación de
las cargas axiales sobre la sección transversal y la transmisión de
momentos de las vigas hacia las columnas, esta trabajará bajo
efectos de flexocompresión.
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COLUMNAS
E L E M E N T O S E S T R U C T U R A L E S
023
Debido a que siempre existe una excentricidad en la aplicación de
las cargas axiales sobre la sección transversal y la transmisión de
momentos de las vigas hacia las columnas, esta trabajará bajo
efectos de flexocompresión.
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COLUMNAS
E L E M E N T O S E S T R U C T U R A L E S
024
Para columnas cortas:
• Si la excentricidad es relativamente
pequeña, la columna fallara por
aplastamiento del concreto.
• Si la excentricidad es grande, la columna
fallara por fluencia del acero a tensión en
la zona mas alejada de la carga.
Para columnas esbeltas el
efecto de pandeo puede
llegar a ser crítico.
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CIMENTACIONES
E L E M E N T O S E S T R U C T U R A L E S
025
La cimentación, o subestructura, constituye un elemento de
transición entre la superestructura (diafragmas, vigas, columnas, etc.)
y el terreno sobre el cual se apoya. Su función es lograr que las fuerzas
que se presentan en la base de la estructura se transmitan
adecuadamente al suelo.
Se clasifican en función de la profundidad de desplante o
profundidad del estrato a los que transmite la mayor parte de las
cargas que provienen de la estructura.
Pueden ser cimentaciones superficiales o cimentaciones profundas.
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CIMENTACIONES
E L E M E N T O S E S T R U C T U R A L E S
026
Las cimentaciones superficiales pueden ser:
• Zapatas: aisladas (bajo una sola columna), combinadas (bajo
dos o más columnas), corridas (bajo un muro).
• Losas de cimentación.
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CIMENTACIONES
E L E M E N T O S E S T R U C T U R A L E S
027
Las cimentaciones superficiales pueden ser:
• Zapatas: aisladas (bajo una sola columna), combinadas (bajo
dos o más columnas), corridas (bajo un muro).
• Losas de cimentación.
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CIMENTACIONES
E L E M E N T O S E S T R U C T U R A L E S
028
Las cimentaciones profundas pueden ser:
• Pilotes y Pilas (de punta y de fricción).
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CIMENTACIONES
E L E M E N T O S E S T R U C T U R A L E S
029
Acciones sobre las cimentaciones.
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PREDIMENSIONAMIENTO
P R E D I M E N S I O N
A M I E N T O
030
LOSAS
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VIGAS
P R E D I M E N S I O N A M I E N T O
031
Si no se presentan restricciones de tipo arquitectónico, el
predimensionamiento de vigas se hará con base en los siguientes
requerimientos:
PARÁMETRO REQUERIMIENTO
Relación luz libre () – peralte (ℎ): ℎ =
10 ~
14
Relación base () – peralte (ℎ): 0.3 ≤
ℎ≤ 0.75
Base mínima: ≥ 25
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COLUMNAS
P R E D I M E N S I O N A M I E N T O
032
Para estimar el tamaño de una columna puede despreciar el
momento y suponer un esfuerzo axial promedio o Pu/Ag de entre 0.4′
a 0.6′ . Este valor aproximado puede ser dividido por la carga
estimada de la columna para obtener su área estimada. Si los
momentos son grandes, pueden usarse valores menores del esfuerzo
medio (0.4′ a 0.5
′); si los momentos son pequeños, pueden usarse
valores mayores (0.55′ a 0.6
′).
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COLUMNAS
P R E D I M E N S I O N A M I E N T O
033
Para el cálculo de Pu/Ag se emplea el concepto de área tributaria
para columnas.
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COLUMNAS
P R E D I M E N S I O N A M I E N T O
034
En zonas sísmicas las columnas deberán dimensionarse mediante
alguna estimación de las solicitaciones de momentos generadas por
el sismo. Si el sistema es íntegramente formado por marcos (sin muros
de carga) es desaconsejable diseñar estructuras mayores de 4 niveles.
Se pueden requerir columnas con un área entre 1000 a 2000 .
De manera empírica.
NÚMERO DE NIVELES DIMENSIONES
1 a 2 25 ~ 35
3 40 ~ 45
4 50 ~ 55
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BAJADO DE CARGAS
B A J A D O
D E C A R G A S
¿QUÉ ES EL BAJADO DE CARGAS?Es el cálculo de todas las cargas de carácter gravitacional que
afectan a la superestructura.
Se aplican las cargas ya sea por volumen (pesos volumétricos), área
(cargas superficiales) o longitud (cargas lineales) tanto sobre los
elementos estructurales (sistemas de diafragmas - losas de entrepiso,
techos -, vigas y columnas) como sobre los no estructurales (paredes -
divisorias, de relleno -, ventanería, etc. Su cálculo se realiza por medio
de pesos índices (ver Unidad 3).
El objetivo es presentar modelos de cargas gravitacionales de los
ejes principales de una estructura para realizar el proceso de análisis
estructural.
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