Este documento presenta el predimensionamiento de los elementos estructurales de concreto armado para un edificio de 4 pisos. Se determinan las dimensiones preliminares de las columnas, vigas y losa aligerada usando fórmulas y normas técnicas. Luego se realiza el análisis sísmico y el metrado de cargas para cuantificar los pesos muertos y sobrecargas en cada piso. Finalmente se distribuye la fuerza sísmica entre los pisos.

1. INTRODUCCIÓN
EL presente trabajo tiene por finalidad que los estudiantes se encuentren capacitados
para realizar el diseño de una Edificación empleando Concreto Armado. Donde se diseñaran los
elementos estructurales como losa aligerada, viga principal, viga secundaria y columna.
Para realizar el diseño de las estructuras de Concreto Armado se ha hecho uso de la Norma
Técnica de Edificación E-060 la cual es elaborada tomando como base las recomendaciones del
Instituto Americano del Concreto (ACI). También se ha tenido en cuenta que el Perú es un país
sísmico por lo tanto se ha utilizado la Norma Peruana de Cargas E-020 la cual especifica las
cargas estáticas mínimas que se deben adoptar para el diseño estructural.
La obtención de las reacciones, cortantes y momentos del Análisis Estructural se han
logrado empleando el programa Pplan-6r. y el cálculo del área de acero empleando calculadora.
ESTRUCTURACIÓN
PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS:
Para determinar el área de columna y por lo tanto sus dimensiones son a usado la fórmula
propuesta por el Ing. Zegarra Aliaga:
Area (cm²) = K At
K = Coeficiente obtenido de la tabla dada en clase
At = Área tributaria acumulada del piso considerado
Determinación de la luz que por ser diferente se tomará el promedio de las dos:
L1 = 5.5 m
L2 = 4.5 m
Lp = 5.0 m
El cual nos indica que los valores de los coeficientes se tendrá que interpolar.
Por la cantidad de pisos del presente trabajo ( 4 pisos), se tendrá que realizar
una evaluación tomando los coeficientes del segundo y antepenúltimo piso, tomándose
entre los dos los mayores obtenidos.
Coeficientes del segundo piso ( L = 5.00 m):
C1 = 0.0011 C2 = 0.0014 C3 = 0.0014 C4 = 0.0018
Coeficientes del antepenúltimo piso ( L = 5.00 m)
C1 = 0.0012 C2 = 0.00225 C3 = 0.0019 C4 = 0.0034
De los cuales se escogieron los mayores.
Para la aplicación de dicho método se tomarán las columnas que estén encerradas por
la mayor área tributaria de todo el edificio; además del diseño del pórtico
asignado para cada alumno por el ingeniero del curso.
Se tomaron las columnas de forma cuadrada, obteniéndose los siguientes valores:
C – 1 : A partir del Segundo piso hasta el cuarto piso
s * t = 0.0012 * 106.23 * 10000 =1274.8 cm2
Tomandose : s * t = 40 * 40 en cm.
Para el primer piso se aumentará el 5% del Segundo
S1 * t1 = 40 * 40 *(1.05 a ambos lados)
Se tomará s1 * t1 = 45 * 45
C – 2 : A partir del Segundo piso hasta el cuarto piso
s * t = 0.0022.5 * 54.75 * 10000 =1231.9 cm2
Tomandose : s * t = 40 * 40 en cm.
Para el primer piso se aumentará el 5% del Segundo
S1 * t1 = 40 * 40 *(1.05 a ambos lados)
Se tomará s1 * t1 = 45 * 45
C – 3 : A partir del Segundo piso hasta el cuarto piso
s * t = 0.0019 * 61.875 * 10000 =1175.6 cm2
Tomandose : s * t = 35 * 35 en cm.
Para el primer piso se aumentará el 5% del Segundo
S1 * t1 = 40 * 40 *(1.05 a ambos lados)
Se tomará s1 * t1 = 40 *40
Por uniformidad las columnas serán de 40*40 en todos los pisos.
C – 4 : A partir del Segundo piso hasta el cuarto piso
s * t = 0.0034 * 34.12 * 10000 =982.6 cm2
Tomandose : s * t = 35 * 35 en cm.
Para el primer piso se aumentará el 5% del Segundo
S1 * t1 = 40 * 40 *(1.05 a ambos lados)
Se tomará s1 *t1 = 40 * 40
Por uniformidad se tomará las columnas de 40*40 en todos los pisos.
PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS:
Viga Principal .
TIPO DE COLUMNA At (cm2)
C - 1
C - 2
C - 3
C - 4
106.23
30.12
54.75
61.875

2. Mayor longitud de viga = 7.60 m.
Peralte de viga = (1/10 a 1/12) de luz libre.
H = 7.60 / 10 a 7.60 / 12
H = 0.76 a 0.63
Se adopto una viga de 0.40 x 0.75 m.
Viga Secundaria.
Mayor longitud de viga = 5.08 m.
Peralte de viga = (1/10 a 1/12) de luz libre.
H = 5.08 / 10 a 5.08/12
H = 0.508 a 0.42
Se adopto una viga de 0.40 x 0.60 m.
PREDIMENSIONAMIENTO DE ALIGERADO:
t = L / 25
t = 7.60 / 25 = 0.30 m
Se adopto una losa aligerada de t = 0.30 m.
METRADO ANALISIS SISMICO
2º A 4º PISO
Area Total = AT = 265.47 m².
Area Columnas = AC = 1.95 m².
Area Vigas = AV = 36.94 m².
Area Losa = AL = AT – AC – AV
= AL = 265.47 – 1.95 – 36.94 = AL =
226.58 m².
1º PISO
Area Total = AT = 274.5 m².
Area Columnas = AC = 2.33 m².
Area Vigas = AV = 40.40 m².
Area Losa = AL = AT – AC – AV
= AL = 274.5 – 2.33 – 40.40
= AL = 231.77 m².
4º, 3º ,2º NIVEL:
Aligerado = 0.42 Tn/m² x 226.58 m² = 106.50 Tn.
VigasP = 2.4 Tn/m³ x 24.44 m² x 0.75 m = 44.00 Tn.
Vigas S = 2.4 Tn/m3 x 12.50 x 0.25 = 7.50 Tn.
Columnas =2.4Tn/m³ x 2.65 m x 2.33 m² =14.82 Tn.
Tabiquería = 0.811 Tn/m x 99.30 m² = 80.53 Tn.
Piso = 2.4 Tn/m³ x 263.52 m² x 0.025 m = 15.81 Tn.
Peso Muerto Total =269.16 Tn.
Sobrecarga
(techo, viviendas, escaleras y corredores) =108.87 Tn.
CARGA MUERTA W4º, W3º,W2º = 269.16 Tn
Peso de parapeto en 4º piso Wp = 24.45 Tn
1º NIVEL:
Aligerado = 0.47 Tn/m² x 231.77 m² = 108.93 Tn.
Vigas P = 2.4 Tn/m³ x 25.20 m² x 0.75 m = 45.36 Tn.
Vigas S =2.4 Tn/m3 x 12.50 x 0.25 = 7.50 Tn.
Columnas = 2.4 Tn/m³ x 3.65 m x 2.33 m² = 20.41 Tn.
Tabiquería = 0.811 Tn/m x 95.60 m =77.53Tn.
Piso = 2.4 Tn/m³ x 267.71 m² x 0.025 m= 16.06 Tn.
Peso Muerto Total =275.79 Tn.
Sobrecarga
(techo, viviendas, escaleras y corredores) =82.93 Tn.
CARGA MUERTA W1º = 275.79 Tn
: WT = 3x269.16 + 275.79 + 24.45 Tn
WT = 1107.72 TN
CALCULO FUERZA SISMICA
• Edificio Categoría (Vivienda): Tipo “C”
• Ubicación: Chiclayo Zona III
• Factor Uso: U = 1.00
• Factor Zona: Z = 0.40
• Coeficiente de Reducción: R =10
• Factor de Suelo: S = 1.4
• Tp = 0.9
• hn = 13.0 m.
T = hn / CT = 13.0 / 35 = 0.37
C = 2.5 (TP / T)1.25 = 7.59
NO ES MENOR A 2.5 POR LO TANTO
USAR C = 2.5
V = ZUSCP / R
V = 155.08 Tn
DISTRIBUCIÓN DE FUERZA SISMICA POR PISOS

3. DETERMINACIÓN DE RIGIDECES DE COLUMNAS
*) Inercia de Columna de 035 x 0.35 m. Ic = (0.35x0.35³)/12 =
0.0013 m4
.
*) Inercia de Columna de .40 x 0.40 m Ic = (0.40x0.40³)/12 = 0.0021 m4
.
*) Inercia de Columna de 0.45 x .45 m. Ic = (0.45x0.45³)/12 = 0.0034 m4
.
Columa Altura (m) Rigidez
0.45 x 0.45 m. 3.70 0.00092
0.40 x 0.40 m. 3.70 0.00057
0.40 x 0.40 m. 2.70 0.00078
0.35 x 0.35 m. 2.70 0.00048
METRADO DE CARGAS VERTICALES
Como regla general, al metrar cargas debe pensarse en la manera como se apoyan los
elementos sobre otro, las cargas existentes en un nivel se transmiten a través de la losa del
techo hacia las vigas al apoyar sobre las columnas, le transfiere su carga hacia sus elementos
de apoyo que son las zapatas, finalmente, las cargas pasan a actuar sobre el suelo de
cimentación.
CARGAS UNITARIAS
γ (Concreto Armado) = 2.40 Tn/m²
Aligerado (t = 30cm) = 0.47 Tn/m²
Acabados (Piso mas cielo raso) = 0.10 Tn/m²
Tabiquería l = 0.81 Tn/m
Sobrecarga: Viviendas = 0.20 Tn/m²
Corredores y Escaleras = 0.20 Tn/m²
Azotea Plana = 0.10 Tn/m²
Columnas: 45 x 45 cm: 2.40 x 0.45 x 0.45 = 0.490 Tn/m
40 x 40 cm: 2.40 x 0.40 x 0.40 = 0.384 Tn/m
Vigas: 40 x 75 cm: 2.4 x 0.30 x 0.75 = 0.72 Tn/m
40 x 50 cm: 2.4 x 0.25 x 0.50 = 0.48 Tn/m
Parapetos :
h = 1.20 m: 0..302 + 0.72 = 0.374 Tn/m
Tabiques: h = 3.50 m 0.312 x 3.50 = 1.09 Tn/m
h = 2.70 m 0.312 x 2.70 = 0.84 Tn/m
ALIGERADO EN UNA DIRECCION
4º, 3º, 2º Y 1º NIVEL
En todos los tramos
Peso Propio = 0.57 Tn/m²
Acabados = 0.15 Tn/m²
D = 0.72 Tn/m² = 0.29 Tn/m
L = 0.10 Tn/m² = 0.04 Tn/m.
VIGAS
Para el metrado de Vigas Principales se debe tener en cuenta la zona de influencia para
considerar en forma aproximada el efecto hiperestático del momento flector. Adicionalmente,
cabe indicar que las Vigas Secundarias paralelas a la dirección del armado del aligerado
absorben parte de la carga existente de la losa, debido a que existe monolitismo al vaciarse
ambos elementos al mismo instante, por lo que la deformada del aligerado no es cilíndrica.
Para contemplar este efecto, se acostumbra a utilizar un ancho tributario igual a 4t, para las
vigas en mención.
METRADO DE VIGAS PRINCIPALES
VIGA DEL EJE 1
3º, 2º y 1º Nivel
Carga Permanente
Cargas Directas: peso propio: = 0.72 Tn/m
NIVEL Hi Wi Wi.hi Wihi/Σwihi Fi
4º 13.00 293.61 3816.93 0.40 62.03
3º 10.00 269.16 2691.60 0.28 43.42
2º 7.00 269.16 1884.12 0.20 31.02
1º 4.00 275.79 1103.16 0.12 18.6
Σ = 9495.81 Σ = 155.08

4. tabique (h = 2.70 m.): = 0.83 Tn/m
Carga de Losa: peso propio de aligerado: 0.42 x 2.75 =1.15
Tn/m
acabados: 0.10 x 2.75 = 0.28 Tn/m
WD = = 2.98 Tn/m
Sobrecarga: WL = 0.50 x 2.75 = 0.28 Tn/m
VIGA DEL EJE 2
6º NIVEL
Carga Permanenete
Cargas Directas: peso propio: = 0..72 Tn/m
parapeto (h = 1.20 m.): = 0..67 Tn/m
Carga de Losa: peso propio de aligerado: 0.42 x 2.75 = 1.15 Tn/m
acabados: 0.10 x 2.75 = 0.28 Tn/m
WD = = 2.82 Tn/m
Sobrecarga: WL = 0.10 x 2.75 = 0.28 Tn/m
5º, 4º, 3º, 2º y 1º Nivel
Carga Permanenete
Cargas Directas: peso propio: = 0.36 Tn/m
tabique (h = 2.60 m.): = 0.55 Tn/m
Carga de Losa: peso propio de aligerado: 0.35 x 5.20 = 1.82 Tn/m
acabados: 0.10 x (5.2 + 0.30) = 0.55 Tn/m
Tabiquería Móvil: 0.10 x (5.2 + 0.30) = 0.55 Tn/m
WD = = 3.83 Tn/m
Sobrecarga: WL = 0.25 x (5.2 + 0.30) = 1.38 Tn/m
VIGA DEL EJE 3
6º NIVEL
Carga Permanenete
Cargas Directas: peso propio: = 0.36 Tn/m
parapeto (h = 0.95 m.): = 0.57 Tn/m
Carga de Losa: peso propio de aligerado: 0.35 x 5.00 = 1.75 Tn/m
acabados: 0.10 x (5.0 + 0.30) = 0.53 Tn/m
WD = = 3.21 Tn/m
Sobrecarga: WL = 0.10 x (5.0 + 0.30) = 0.53 Tn/m
5º, 4º, 3º, 2º y 1º Nivel
Carga Permanenete
Cargas Directas: peso propio: = 0.36 Tn/m
tabique (h = 2.60 m.): = 0.55 Tn/m
Carga de Losa: peso propio de aligerado: 0.35 x 5.00 = 1.75 Tn/m
acabados: 0.10 x (5.0 + 0.30) = 0.53 Tn/m
Tabiquería Móvil: 0.10 x (5.0 + 0.30) = 0.53 Tn/m
WD = = 3.72 Tn/m
Sobrecarga: WL = 0.25 x (5.00 + 0.30) = 1.33 Tn/m
VIGA DEL EJE 4
6º NIVEL
Carga Permanenete
Cargas Directas: peso propio: = 0.36 Tn/m
parapeto (h = 0.95 m.): = 0.57 Tn/m
Carga de Losa: peso propio de aligerado: 0.35 x 2.40 = 0.84 Tn/m
acabados: 0.10 x (2.4 + 0.15) = 0.26 Tn/m
WD = = 2.03 Tn/m
Sobrecarga: WL = 0.10 x (2.4 + 0.15) = 0.26 Tn/m
5º, 4º, 3º, 2º y 1º Nivel
Carga Permanenete
Cargas Directas: peso propio: = 0.36 Tn/m
tabique (h = 2.60 m.): = 0.55 Tn/m
Carga de Losa: peso propio de aligerado: 0.35 x 2.40 = 0.84 Tn/m
acabados: 0.10 x (2.4 + 0.15) = 0.26 Tn/m
Tabiquería Móvil: 0.10 x (2.4 + 0.15) = 0.26 Tn/m
WD = = 2.27 Tn/m
Sobrecarga: WL = 0.25 x (2.4 + 0.15) = 0.64 Tn/m
METRADO DE VIGAS SECUNDARIAS
VIGA DEL EJE A = VIGA DEL EJE E
6º NIVEL
Carga Permanenete
Cargas Directas: peso propio: = 0.36 Tn/m
parapeto (h = 0.95 m.): = 0.57 Tn/m

5. Carga de Losa: peso propio de aligerado: 0.35 x 1.00 = 0.35 Tn/m
acabados: 0.10 x (1.0 + 0.15) = 0.12 Tn/m
WD = = 1.40 Tn/m
Sobrecarga: WL = 0.10 x (1.0 + 0.15) = 0.12 Tn/m
5º, 4º, 3º, 2º y 1º Nivel
Carga Permanenete
Cargas Directas: peso propio: = 0.36 Tn/m
tabique (h = 2.60 m.): = 0.55 Tn/m
Carga de Losa: peso propio de aligerado: 0.35 x 1.00 = 0.35 Tn/m
acabados: 0.10 x (1.0 + 0.15) = 0.12 Tn/m
Tabiquería Móvil: 0.10 x (1.0 + 0.15) = 0.12 Tn/m
WD = = 1.50 Tn/m
Sobrecarga: WL = 0.25 x (1.0 + 0.15) = 0.29 Tn/m
VIGA DEL EJE B = VIGA DEL EJE C = VIGA DEL EJE D
6º NIVEL
Carga Permanenete
Cargas Directas: peso propio: = 0.36 Tn/m
parapeto (h = 0.95 m.): = 0.57 Tn/m
Carga de Losa: peso propio de aligerado: 0.35 x 2.00 = 0.70 Tn/m
acabados: 0.10 x (2.0 + 0.30) = 0.23 Tn/m
WD = = 1.86 Tn/m
Sobrecarga: WL = 0.10 x (2.0 + 0.30) = 0.23 Tn/m
5º, 4º, 3º, 2º y 1º Nivel
Carga Permanenete
Cargas Directas: peso propio: = 0.36 Tn/m
tabique (h = 2.60 m.): = 0.55 Tn/m
Carga de Losa: peso propio de aligerado: 0.35 x 2.00 = 0.70 Tn/m
acabados: 0.10 x (2.0 + 0.30) = 0.23 Tn/m
Tabiquería Móvil: 0.10 x (2.0 + 0.30) = 0.23 Tn/m
WD = = 2.07 Tn/m
Sobrecarga: WL = 0.25 x (2.0 + 0.30) = 0.58 Tn/m

6. Carga de Losa: peso propio de aligerado: 0.35 x 1.00 = 0.35 Tn/m
acabados: 0.10 x (1.0 + 0.15) = 0.12 Tn/m
WD = = 1.40 Tn/m
Sobrecarga: WL = 0.10 x (1.0 + 0.15) = 0.12 Tn/m
5º, 4º, 3º, 2º y 1º Nivel
Carga Permanenete
Cargas Directas: peso propio: = 0.36 Tn/m
tabique (h = 2.60 m.): = 0.55 Tn/m
Carga de Losa: peso propio de aligerado: 0.35 x 1.00 = 0.35 Tn/m
acabados: 0.10 x (1.0 + 0.15) = 0.12 Tn/m
Tabiquería Móvil: 0.10 x (1.0 + 0.15) = 0.12 Tn/m
WD = = 1.50 Tn/m
Sobrecarga: WL = 0.25 x (1.0 + 0.15) = 0.29 Tn/m
VIGA DEL EJE B = VIGA DEL EJE C = VIGA DEL EJE D
6º NIVEL
Carga Permanenete
Cargas Directas: peso propio: = 0.36 Tn/m
parapeto (h = 0.95 m.): = 0.57 Tn/m
Carga de Losa: peso propio de aligerado: 0.35 x 2.00 = 0.70 Tn/m
acabados: 0.10 x (2.0 + 0.30) = 0.23 Tn/m
WD = = 1.86 Tn/m
Sobrecarga: WL = 0.10 x (2.0 + 0.30) = 0.23 Tn/m
5º, 4º, 3º, 2º y 1º Nivel
Carga Permanenete
Cargas Directas: peso propio: = 0.36 Tn/m
tabique (h = 2.60 m.): = 0.55 Tn/m
Carga de Losa: peso propio de aligerado: 0.35 x 2.00 = 0.70 Tn/m
acabados: 0.10 x (2.0 + 0.30) = 0.23 Tn/m
Tabiquería Móvil: 0.10 x (2.0 + 0.30) = 0.23 Tn/m
WD = = 2.07 Tn/m
Sobrecarga: WL = 0.25 x (2.0 + 0.30) = 0.58 Tn/m