1. Facultad de Ingeniería Civil
2022-1
DISEÑO EN CONCRETO ARMADO I
Asignatura: Concreto Armado I
Docente: Arevalo Vidal Samir
Grupo:
Trabajo Final
• Hostia Gutierrez Maria Elizabeth
• Simon Fabian Leslie Madeline
• Coaquira Ari Jonathan
• López León Isaias Antonio
• Bustos Espinoza Jhon
3. Universidad Nacional
Federico Villarreal
1. INTRODUCCION
El diseño planteado tiene como objetivo realizar cálculos
estructurales de la edificación de 5 niveles. Donde se han
considerado los siguientes datos:
Materiales.-
Concretof´c=210kg/cm2
AceroGrado60fy= 4200 kg/cm
Secciones.-
Murosde concreto: e=0.20m(puede modificarse solo el ancho
del muro)
Columnas:0.35x0.35 m (no modificable)
Vigas: 0.25x0.50m
Losa aligerada: 0.20 m.
22. PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSA
En la idealización de aligerados se han usado las
siguientes consideraciones
1. La luz de calculo es igual a la distancia entre ejes de
apoyo
2. La condición de apoyo en el encuentro con vigas es
“simplemente apoyado”
3. La condición de apoyo en el encuentro con placa es “
empotrada”
23. PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSA
Diseño de losa
Según la norma E. 030 para losas aligeradas en un sentido, al momento
de calcular su espesor se tiene:
Losa aligerada en una dirección e=25 cm
Viga L (m) h (cm) b (cm)
b prop.
(cm)
I (cm⁴)
V-S 6 60 35 35 7560000
V-P 4.5 60 30 30 6480000
25. CARGA MUERTA DE LA EJE B-B
Carga Muerta (D):
Aligerado (h=0.25 m) …………………….. 350 𝑘𝑔/𝑚2
Acabados ……………………………. 150 𝑘𝑔/𝑚2
Tabiquería …………….………………. 100
𝑘𝑔
𝑚2
ELEMENTO BASE (m)
PESO
ESPECIFICO
(tn/m2)
TOTAL
(tn)
LOSAS 0.4 0.35 0.35
ACABADOS 0.15 0.15
TABIQUERIA 0.1 0.1
TOTAL 0.24 Tn
a) Metrado de cargas de gravedad
26. Carga Viva (V):
• Por Norma E. 020 , para viviendas se toma 200 kg/
m2
• Ancho tributario ∗ cargas minima repartida
CARGA VIVA DEL EJE B-B
AREA
TRIBUTARIA
(m2)
S/C P.TOTAL (tn)
0.4 0.25 0.1 Tn
27. ALTERNANCIA DE CARGAS
La alternancia de cargas vivas es una situación real en una estructura y
puede generar momentos mayores a los obtenidos al considerar todos
los tramos uniformemente cargados, así como zonas donde se
produzcan inversiones de momentos
La alternancia de cargas son las siguientes:
a) La carga muerta aplicada sobre todos los tramos , con la totalidad de
la carga viva aplicada simultáneamente en todos los tramos.
Libro – Concreto armado I – Ottazi Pasino
28. b) La carga muerta aplicada sobre todos los tramos , con la totalidad de la
carga viva en tramos alternos.
Máximos momentos positivos
Libro – Concreto armado I – Ottazi Pasino
29. c) La carga muerta aplicada sobre todos los tramos , con la totalidad de la
carga viva en dos tramos adyacentes.
Máximos momentos negativos
Libro – Concreto armado I – Ottazi Pasino
La Norma E.060 permite considerar la sobrecarga actuando únicamente en los
dos tramos adyacentes al apoyo donde se determina el máximo negativo. La
razón estriba en la poca influencia que suele tener, en el momento negativo en
cuestión, la sobrecarga aplicada en los tramos lejanos.
30. 1.4 D + 1.7 L
Máximos momentos positivos
Máximos momentos negativos
Elaboración propia
31. COMBINACIONES DE CARGA PARA LOS MOMENTOS Y
CORTANTES ÚLTIMAS
𝐔 = 𝟏. 𝟒𝐃 + 𝟏. 𝟕𝐋
COMBINACION I
DIAGRAMA DE MOMENTOS
DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE
45. DISEÑO POR FUERZA CORTANTE
Del gráfico de la envolvente tomamos los valores máximos para el diseño.
CORTANTES NEGATIVOS
V1 = 0.9439 Tn
V3 = 1.2362 Tn
V5 = 1.1466 Tn
V7 = 1.3785 Tn
CORTANTES POSITIVOS
V1 = 1.3785 Tn
V3 = 1.1466 Tn
V5 = 1.2362 Tn
V7 = 0.9439 Tn
d) Cálculos del diseño por flexión
46. CÁLCULO DE LA CORTANTE RESISTENTE DE LA VIGUETA
Usamos la siguiente fórmula para calcular фVc.
Reemplazando los datos
d= 25 – 3 =22 cm
Fc= 210 kg/cm2
ФVc=1.4362 Tn
b= 10 cm
Ф= 0.85 d= 22 cm
47. VERIFICACIÓN
CORTANTES NEGATIVOS
V1 = 0.9439 Tn
V3 = 1.2362 Tn
V5 = 1.1466 Tn
V7 = 1.3785 Tn
CORTANTES POSITIVOS
V1 = 1.3785 Tn
V3 = 1.1466 Tn
V5 = 1.2362 Tn
V7 = 0.9439 Tn
Vx < фVc = 1.4362 Tn
Vx < фVc = 1.4362 Tn
Por lo tanto, no es necesario
ensanche de la vigueta.
" Ok "
" Ok "
" Ok "
" Ok "
" Ok "
" Ok "
" Ok "
" Ok "
48. DISEÑO POR FLEXIÓN
Del gráfico de la envolvente tomamos los valores máximos para el diseño.
MOMENTOS NEGATIVOS
M1 = 0.1671 Tn-m
M3 = 0.0800 Tn-m
M5 = 0.8647 Tn-m
M7 = 0.0800 Tn-m
Mp = 0.1671 Tn-m
MOMENTOS POSITIVOS
M2 = 0.8758 Tn-m
M4 = 0.5200 Tn-m
M6 = 0.5200 Tn-m
M8 = 0.8758 Tn-m
e) Cálculos del diseño por fuerza cortante
49. ANCHO DE LA VIGUETA " b "
d= 25 – 3 =22 cm
MOMENTOS NEGATIVOS
MOMENTOS POSITIVOS
50. CÁLCULO DE ACERO PARA MOMENTOS POSITIVOS
Usamos la siguiente fórmula para calcular el acero.
Reemplazando los datos
M2 = 0.8758 Tn-m
M4 = 0.5200 Tn-m
M6 = 0.5200 Tn-m
M8 = 0.8758 Tn-m
Fc= 210 kg/cm2 b= 40 cm
Fy= 4200 kg/cm2 d= 22 cm
Mu= Mx kg-cm
Ф= 0.9
As2 = 1.07 cm2
As4 = 0.63 cm2
As6 = 0.63 cm2
As8 = 1.07 cm2
51. CÁLCULO DE ACERO PARA MOMENTOS NEGATIVOS
Usamos la siguiente fórmula para calcular el acero.
Reemplazando los datos
M1 = 0.1671 Tn-m
M3 = 1.0800 Tn-m
M5 = 0.8647 Tn-m
M7 = 1.0800 Tn-m
M9 = 0.1671 Tn-m
Fc= 210 kg/cm2 b= 10 cm
Fy= 4200 kg/cm2 d= 22 cm
Mu= Mx kg-cm
Ф= 0.9
As1 = 0.20 cm2
As3 = 1.40 cm2
As5 = 1.11 cm2
As7 = 1.40 cm2
As9 = 0.20 cm2
52. CÁLCULO DE LA CUANTÍA (Pb, Pmin y Pmax)
CUANTÍA MÍNIMA (Pmin)
CUANTÍA BALANCEADA (Pb)
CUANTÍA MÁXIMA (Pmax)
Pmin = 0.0024
Pb = 0.02125
Pmax = 0.0159
DATOS:
Fc = 210 kg/cm2 B = 0.85
Fy = 4200 kg/cm2 ecu = 0.003
Es = 2000000
53. CÁLCULO DE ACERO MÍNIMO Y ACERO MÁXIMO
DATOS:
Pmax = 210 kg/cm2 b= 10 cm
Pmin = 4200 kg/cm2 d = 22 cm
ACERO MÍNIMO (As min)
Para momentos negativos
Para momentos positivos
ACERO MÁXIMO (As max)
As max = Pmax * b * d
As min = 0.53 cm2
As max = 3.40 cm2
As min = Pmin * b * d
As min = 2 * Pmin As min = 1.06 cm2
54. VERIFICACIÓN
PARA ACERO POSITIVO
PARA ACERO NEGATIVO
As2 = 1.07 cm2
As4 = 0.63 cm2
As6 = 0.63 cm2
As8 = 1.07 cm2
As1 = 0.20 cm2
As3 = 1.40 cm2
As5 = 1.11 cm2
As7 = 1.40 cm2
As9 = 0.20 cm2
As min = 1.06 cm2 ≤ As ≤ As max = 3.40 cm2
" CUMPLE "
" NO CUMPLE "
" NO CUMPLE "
" CUMPLE "
As min = 0.53 cm2 ≤ As ≤ As max = 3.40 cm2
As2 = 1.07 cm2
As4 = 1.06 cm2
As6 = 1.06 cm2
As8 = 1.07 cm2
" NO CUMPLE "
" CUMPLE "
" CUMPLE "
" CUMPLE "
" NO CUMPLE "
As1 = 0.53 cm2
As3 = 1.40 cm2
As5 = 1.11 cm2
As7 = 1.40 cm2
As9 = 0.53 cm2
" OK "
" OK "
" OK "
" OK "
" OK "
" OK "
" OK "
" OK "
" OK "
60. Área tributaria para las vigas
N° EJE VIGA
AREA
TRIBUTAREA
A1 2 7 13.5
A2 2 7 13.5
A3 2 8 13.5
A4 2 8 13.5
61. Predimensionamiento de vigas
Dimensiones de las vigas:
Peralte de la viga (h)
h =
L
12
=
600
12
= 50 𝑐𝑚 b ≥
h
2
≥ 25 cm
Inercia de columna es mayor igual que la inercia de la viga
Dimensiones de la columna son dato del problema
h=50 cm
b=25 cm
𝐼𝑐 ≥ 𝐼𝑣 ¡ 𝑜𝑘 𝑐𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒! , 𝑙𝑎 𝑖𝑛𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎 𝑠𝑒 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑎 𝑙𝑎 𝑖𝑛𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑖𝑔𝑎
62. Predimensionamiento de losas
PAÑO 1 PAÑO 2
PAÑO 4
PAÑO 5
PAÑO 3
PAÑO 8
PAÑO 6
PAÑO 7
Como las luces son menores a 6m, entonces
se toma losa aligerada de una dirección. Donde
la dirección es paralela a la longitud del tramo mas corto
63. Predimensionamiento de losas
Diseño de losa
Según la norma E. 030 para losas aligeradas en un sentido, al
momento de calcular su espesor se tiene:
Viga L (m) h (cm) b (cm) b prop. (cm) I (cm⁴)
V-S 6 50 25 25 260416.67
V-P 4.5 50 25
25
260416.67
Losa aligerada en una
dirección e=25 cm
93. Formulas usadas
Cortante de Diseño ( Vu )
Lo calculamos del diagrama de
momentos
Cortante de Diseño ( Vud )
Lo calculamos a una distancia d de la cara
Contribución del concreto a la resistencia al corte (
Vc )
Se calcula con la formula
Separación máxima (smax) y
Refuerzo mínimo (Avmin)