concepto y Analisis sobre el predimencionamiento en la parte de las estructuras. con Genner Villareal

1. PREDIMENSIONAMIENTO DEPREDIMENSIONAMIENTO DE
ELEMENTOSELEMENTOS
ESTRUCTURALESESTRUCTURALES
DR. GENNER VILLARREAL CASTRODR. GENNER VILLARREAL CASTRO
PROFESOR EXTRAORDINARIO UPAOPROFESOR EXTRAORDINARIO UPAO
PROFESOR PRINCIPAL UPC, USMPPROFESOR PRINCIPAL UPC, USMP
PREMIO NACIONAL ANR 2006, 2007, 2008PREMIO NACIONAL ANR 2006, 2007, 2008
EDGAR HUAYANEYEDGAR HUAYANEY

2. PREDIMENSIONAMIENTOPREDIMENSIONAMIENTO
El proceso de diseño es un mecanismo iterativo elEl proceso de diseño es un mecanismo iterativo el
cual consiste en ir perfeccionando una propuestacual consiste en ir perfeccionando una propuesta
de elementos inicial, hasta llegar a una propuestade elementos inicial, hasta llegar a una propuesta
óptima. Por esta razón se suponen seccionesóptima. Por esta razón se suponen secciones
iniciales para los elementos en la estructura, comoiniciales para los elementos en la estructura, como
vigas principales y columnas, y con ellos se realizavigas principales y columnas, y con ellos se realiza
un análisis estructural preliminar. La propuestaun análisis estructural preliminar. La propuesta
inicial de estas secciones no son definitivas, ya queinicial de estas secciones no son definitivas, ya que
a través del proceso de diseño se van optimizandoa través del proceso de diseño se van optimizando
las secciones de los elementos estructurales, sinlas secciones de los elementos estructurales, sin
embargo a partir de una buena selección inicial, seembargo a partir de una buena selección inicial, se
puede reducir el número de iteraciones necesariaspuede reducir el número de iteraciones necesarias

3. PREDIMENSIONAMIENTO DEPREDIMENSIONAMIENTO DE
LOSASLOSAS
ALIGERADOSALIGERADOS::
El peralte de las losas aligeradas podrán serEl peralte de las losas aligeradas podrán ser
dimensionadas considerando los siguientesdimensionadas considerando los siguientes
criterios:criterios:
h = 17cms Luces menores de 4mh = 17cms Luces menores de 4m
h = 20cms Luces comprendidas entre 4 yh = 20cms Luces comprendidas entre 4 y
5m5m
h = 25cms Luces comprendidas entre 5 yh = 25cms Luces comprendidas entre 5 y
6m6m
h = 30cms Luces comprendidas entre 6 yh = 30cms Luces comprendidas entre 6 y
7m7m

4. h = altura o espesor total de la losa aligerada yh = altura o espesor total de la losa aligerada y
por tanto incluye los 5cm de losa superior y elpor tanto incluye los 5cm de losa superior y el
espesor del ladrillo de techo. Los ladrillos seránespesor del ladrillo de techo. Los ladrillos serán
de 12, 15, 20 y 25cm respectivamentede 12, 15, 20 y 25cm respectivamente
El Arquitecto y el Ingeniero Civil deberán tenerEl Arquitecto y el Ingeniero Civil deberán tener
en cuenta la determinación de la altura de pisoen cuenta la determinación de la altura de piso
a piso, el espesor anteriormente indicado y laa piso, el espesor anteriormente indicado y la
consideración de 5cm adicionales para elconsideración de 5cm adicionales para el
denominado piso terminadodenominado piso terminado

5. Losas nervadasLosas nervadas::
Se usan generalmente en paños de lucesSe usan generalmente en paños de luces
grandes, mayores de 6m, puesto que resultangrandes, mayores de 6m, puesto que resultan
ser más livianas que una losa aligerada y porser más livianas que una losa aligerada y por
que se construyen con espesores yque se construyen con espesores y
espaciamientos entre viguetas que no dependenespaciamientos entre viguetas que no dependen
de condiciones rígidas del mercado (caso delde condiciones rígidas del mercado (caso del
ancho de los ladrillos)ancho de los ladrillos)

6. Losas macizasLosas macizas::
Las losas macizas pueden serLas losas macizas pueden ser
dimensionadas en forma aproximada,dimensionadas en forma aproximada,
considerando espesores menores en 5cms aconsiderando espesores menores en 5cms a
los indicados para losas aligeradas; asílos indicados para losas aligeradas; así
podrá tener:podrá tener:
h = 12 o 13cm Para luces menores oh = 12 o 13cm Para luces menores o
iguales a 4miguales a 4m
h = 15cm Para luces entre 4 y 5mh = 15cm Para luces entre 4 y 5m

7. h = 20cm Para luces entre 5 y 6mh = 20cm Para luces entre 5 y 6m
h = 25cm Para luces entre 6 y 7mh = 25cm Para luces entre 6 y 7m

8. PREDIMENSIONAMIENTO DEPREDIMENSIONAMIENTO DE
VIGASVIGAS
Las vigas se dimensionan generalmenteLas vigas se dimensionan generalmente
considerando un peralte del orden de 1/10considerando un peralte del orden de 1/10
a 1/12 de la luz libre. Debe aclararse quea 1/12 de la luz libre. Debe aclararse que
esta altura incluye el espesor de la losaesta altura incluye el espesor de la losa
del techo o pisodel techo o piso
El ancho es variable de 0,3 a 0,5 veces suEl ancho es variable de 0,3 a 0,5 veces su
altura, teniendo en cuenta un anchoaltura, teniendo en cuenta un ancho
mínimo de 25cm, con la finalidad de evitarmínimo de 25cm, con la finalidad de evitar
el congestionamiento del acero yel congestionamiento del acero y
presencia de cangrejeraspresencia de cangrejeras

9. Dimensiones usuales en vigasDimensiones usuales en vigas::
LL ≤ 5,5m 25x30, 30x50cm≤ 5,5m 25x30, 30x50cm
L ≤ 6,5m 25x60, 30x60, 40x60cmL ≤ 6,5m 25x60, 30x60, 40x60cm
L ≤ 7,5m 25x70, 30x70, 40x70, 50x70cmL ≤ 7,5m 25x70, 30x70, 40x70, 50x70cm
L ≤ 8,5m 30x75, 40x75, 30x80, 40x80cmL ≤ 8,5m 30x75, 40x75, 30x80, 40x80cm
L ≤ 9,5m 30x85, 30x90, 40x85, 40x90cmL ≤ 9,5m 30x85, 30x90, 40x85, 40x90cm

10. PREDIMENSIONAMIENTO DEPREDIMENSIONAMIENTO DE
COLUMNASCOLUMNAS
Las columnas al ser sometidas a cargasLas columnas al ser sometidas a cargas
axiales y momento flector, tiene que seraxiales y momento flector, tiene que ser
dimensionadas considerando los dos efectosdimensionadas considerando los dos efectos
simultáneamente, tratando de evaluar cual desimultáneamente, tratando de evaluar cual de
los dos es el que gobierna en forma máslos dos es el que gobierna en forma más
influyente en dimensionamientoinfluyente en dimensionamiento
En base a todo lo indicado se puedeEn base a todo lo indicado se puede
recomendar los siguientes criterios derecomendar los siguientes criterios de
dimensionamiento:dimensionamiento:

11. 1)1) Para edificios que tengan muros de corte en lasPara edificios que tengan muros de corte en las
dos direcciones, tal que la rigidez lateral y lados direcciones, tal que la rigidez lateral y la
resistencia van a estar principalmenteresistencia van a estar principalmente
controladas por los muros, las columnas secontroladas por los muros, las columnas se
pueden dimensionar suponiendo un área igual a :pueden dimensionar suponiendo un área igual a :
Área de columna = P (servicio) / 0,45f‘cÁrea de columna = P (servicio) / 0,45f‘c
2)2) Para el mismo tipo de edificio, elPara el mismo tipo de edificio, el
dimensionamiento de las columnas con menosdimensionamiento de las columnas con menos
carga axial, como es el caso de las exteriores ocarga axial, como es el caso de las exteriores o
esquinadas, se podrá hacer con un área igual a :esquinadas, se podrá hacer con un área igual a :
Área de columna = P (servicio) / 0,35f’cÁrea de columna = P (servicio) / 0,35f’c

12. 3)3) Para edificios aporticados íntegramente, para los cuales sePara edificios aporticados íntegramente, para los cuales se
recomienda no exceder de 5 pisos, las columnas deberánrecomienda no exceder de 5 pisos, las columnas deberán
dimensionarse mediante alguna estimación del momento dedimensionarse mediante alguna estimación del momento de
sismo, demostrando la experiencia que se requeriránsismo, demostrando la experiencia que se requerirán
columnas con un área fluctuante entre 1000 y 2000cmcolumnas con un área fluctuante entre 1000 y 2000cm22
, salvo, salvo
que se tengan vigas con luces mayores a 7mque se tengan vigas con luces mayores a 7m
 Así para este tipo de edificios, se dispondrán columnas deAsí para este tipo de edificios, se dispondrán columnas de
35x25, 40x40, 25x50, 30x60 30x40, 30x50cm o circulares de35x25, 40x40, 25x50, 30x60 30x40, 30x50cm o circulares de
40 o 50cm de diámetro, escogiéndose estas diferentes40 o 50cm de diámetro, escogiéndose estas diferentes
alternativas según las dimensiones cuadradas oalternativas según las dimensiones cuadradas o
rectangulares de los paños, no olvidando la importancia derectangulares de los paños, no olvidando la importancia de
ubicar columnas con suficiente peralte en las dosubicar columnas con suficiente peralte en las dos
direcciones, pues se trata de proporcionar la rigidez lateral endirecciones, pues se trata de proporcionar la rigidez lateral en
las dos direccioneslas dos direcciones

13. 4) Para edificios con luces significativas (mayores4) Para edificios con luces significativas (mayores
a 7 u 8m), debe tenerse especial cuidado en lasa 7 u 8m), debe tenerse especial cuidado en las
columnas exteriores, pudiendo dimensionarse elcolumnas exteriores, pudiendo dimensionarse el
peralte de la columna en un 70 u 80 % delperalte de la columna en un 70 u 80 % del
peralte de la viga principalperalte de la viga principal

14. PREDIMENSIONAMIENTO PRACTICOPREDIMENSIONAMIENTO PRACTICO
EN COLUMNASEN COLUMNAS
TIPO 1 : lado = H/8TIPO 1 : lado = H/8
TIPO 2 : lado = H/10TIPO 2 : lado = H/10
TIPO 3 : lado = H/9TIPO 3 : lado = H/9
Donde: H = altura del pisoDonde: H = altura del piso

15. PREDIMENSIONAMIENTO DEPREDIMENSIONAMIENTO DE
PLACAS O MUROS DE CONCRETOPLACAS O MUROS DE CONCRETO
Es difícil poder fijar un dimensionamiento para las placasEs difícil poder fijar un dimensionamiento para las placas
puesto que, como su principal función es absorber laspuesto que, como su principal función es absorber las
fuerzas de sismo, mientras más importantes sean, tomaránfuerzas de sismo, mientras más importantes sean, tomarán
un mayor porcentaje del cortante sísmico total, aliviandoun mayor porcentaje del cortante sísmico total, aliviando
más a los pórticos. Esto significa que podría prescindirsemás a los pórticos. Esto significa que podría prescindirse
de las placas si se desea que los pórticos tomen el 100%de las placas si se desea que los pórticos tomen el 100%
del cortante sísmicodel cortante sísmico
Las placas pueden hacerse mínimo de 10cm de espesorLas placas pueden hacerse mínimo de 10cm de espesor
(muros de ductilidad limitada), pero generalmente se(muros de ductilidad limitada), pero generalmente se
consideran de 15cm de espesor en el caso se edificios deconsideran de 15cm de espesor en el caso se edificios de
pocos pisos y de 20, 25 o 30cm conforme aumentemos elpocos pisos y de 20, 25 o 30cm conforme aumentemos el
numero de pisos o disminuyamos su densidadnumero de pisos o disminuyamos su densidad

16. PREDIMENSIONAMIENTO DEPREDIMENSIONAMIENTO DE
MUROS DE ALBAÑILERIAMUROS DE ALBAÑILERIA
Donde:Donde:
t = espesor del murot = espesor del muro
h = altura del muroh = altura del muro
Zonas sísmicas (ver Norma E030-2006)Zonas sísmicas (ver Norma E030-2006)

17. ¡MUCHAS GRACIAS!¡MUCHAS GRACIAS!
gvillarrealc@upao.edu.pegvillarrealc@upao.edu.pe