El documento describe el proceso de predimensionamiento de estructuras. Explica que el predimensionamiento involucra determinar el tamaño preliminar de los elementos estructurales al inicio de un proyecto y cómo esto afecta el diseño arquitectónico y la viabilidad del proyecto. Luego detalla los pasos para predimensionar losas, vigas, columnas, placas de entrepiso y zapatas, incluyendo consideraciones sobre materiales, cargas y criterios de resistencia y servicio.

1. PREDIMENCIONAMIENTO
DE ESTRUCTURAS
Curso: Estructuras I
Docente: Ing. Jorge Berrios Manzur
Alumno: Daniel Tapia Cachicatari
2016-I

2. ¿Cómo se predimeniona una estructura?
Una de las grandes inquietudes que los arquitectos diseñadores de edificios y los
constructores deben resolver al inicio de los proyectos está ligada al tamaño de los
elementos estructurales a utilizar.
Esto tiene incidencia tanto en el proyecto arquitectónico (espacios arquitectónicos
afectados, altura del edificio, etc.) como en la evaluación de costos preliminar que
determina la viabilidad del proyecto ante un estudio de prefactibilidad.

3. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES
Estudio del suelo:
• 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑎 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑜𝑠𝑎 𝑏𝑖𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑢𝑎𝑑𝑎.
• 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑑𝑚𝑖𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒 = 4 𝑘𝑔/𝑐𝑚2
• 𝐸𝑚𝑝𝑢𝑗𝑒 𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜 (𝐾𝑎) = 0.29
• 𝑃𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 1.20 𝑚.
Características y propiedades de los materiales:
• Concreto:
• 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑎 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 = 𝑓´𝑐 = 210 𝑘𝑔/𝑐𝑚2
• 𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝐸𝑐 = 200,000 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 =
2´000,000 𝑡𝑜𝑛/𝑚2
• 𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑃𝑜𝑖𝑠𝑠𝑜𝑛 = 0.15
• Acero de Refuerzo:
• 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑢𝑔𝑎𝑑𝑜, 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜 60, 𝑒𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 ( 𝑓𝑦 ) =
4200 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 =4.2 𝑡𝑜𝑛/𝑐𝑚2
• 𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝐸𝑠 = 2´000,000 𝑘𝑔/𝑐𝑚2
• 𝐷𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑎𝑙 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 = 𝜇 = 0.0021
• Ladrillo.

4. CARGAS ACTUANTES.

7. Elementos estructurales
Tipos de Losas
• Losa macizas
• Losas nervadas
• Losas aligeradas

9. LOSAS ALIGERADOS
El Reglamento Nacional de Construcciones da peraltes mínimos para no
verificar deflexiones: “ En losas aligeradas continuas conformadas por
viguetas de 10 cm. de ancho, bloques de ladrillo de 30 cm. de ancho y losa
superior de 5 cm. con sobrecargas menores a 300 Kg/cm2 y luces menores de
7.5 m. , el peralte debe cumplir (se recomienda la siguiente relación) :
𝒉 ≥ 𝑳 / 𝟏𝟖 (1)
𝒉 ≥ 𝑳 / 𝟐𝟓 (2)
Donde:
ℎ → 𝑝𝑒𝑟𝑎𝑙𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑜𝑠𝑎
𝐿 → 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑚𝑎𝑠 𝑐𝑟𝑖𝑡𝑖𝑐𝑎 (𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑒𝑗𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎)
𝑙/18 → material de pésima calidad, mano de obra no calificada y equipos y herramientas
convencionales.
𝑙/25 → material de buena calidad, mano de obra calificada y equipos y herramientas
adecuados.

11.  Tipos de vigas

12.  COLUMNAS
 MUROS PLACAS

13. COLUMNAS
Se siguió el criterio de dimensionamiento por carga vertical, pues
en la edificación se ha usado el sistema mixto de pórticos y
muros de corte, el cual permite que los momentos en las
columnas debido a sismo se reduzcan muy considerablemente.
Para este tipo de edificio se recomiendan los siguientes criterios
de pre dimensionamiento:
a) Columnas Centrales : Área de columna = 𝑃 (𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑜)
0.45∗𝑓´𝑐
b) Columnas Exteriores o Esquineras :
Área de Columna = 𝑃 ( 𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜 )
0.35 ∗ 𝑓´�

14. PLACAS DE ENTREPISO
Para determinar la altura arquitectónica que se debe considerar en la
realización del proyecto, basta utilizar las recomendaciones contenidas en
las Normas Colombianas de Diseño y construcción Sismo Resistente NSR-98.
El Capítulo C.9 se refiere a los requisitos mínimos de resistencia y servicio.
Esto significa que dar una dimensión adecuada a las placas de entrepiso
garantizará su resistencia ante las solicitaciones (cargas y esfuerzos) y su
comportamiento (servicio, defor-mabilidad) ante dichas solicitaciones.
Si se colocan dimensiones menores es posible que la resistencia se pueda
garantizar pero que su deformabilidad (servicio) no; caso en el cual se tendrá
una placa que vibra de manera molesta para los usuarios.
Para el caso la Norma Colombiana distingue varios casos a saber: placas
macizas, placas aligeradas (armadas en una o dos direcciones), potencial de
daño de los acabados o muros colocados sobre la placa y el tipo de acero
de refuerzo a utilizar. Esto se presenta entonces de forma muy clara en las
Tablas C.9.1.a, C.9.1.b y C.9.3, la primera de las cuales se muestra a
continuación:

15. Redimensionamiento de Zapatas aisladas
 1. Calcular lado: P de servicio sin zapata ni lleno
Qa = 1.33 Qa Si P es con W o E
 2. Mayorar: Pu = F.C x P (F.C= 1.5 para cargas verticales normales)
 3. Suponer d> 150mm +70 en suelo hmin=220mm
40 en lleno

16.  4. Cortante Bidireccional (Punzonamiento)
∝ 𝑆 = 40 columna interior zapata
30 columna en el borde
20 columna en la esquina
𝛽 𝐶 = 𝑏1 / 𝑏2 𝑏1 > 𝑏2
𝑏0 = Perímetro

17.  5. Cortante unidireccional
𝑏1 < 𝑏2
Con: ∅ = 0.85

18.  6. Calcule momento y hierro
𝐴 𝑠𝑚𝑖𝑛 = 0.0018 B d

19. De acuerdo con los artículos C 15.4.3 y C15.4.4, el esfuerzo resultante debe repartirse
uniformemente a todo lo ancho de la zapata, con excepción del refuerzo transversal
de zapata rectangulares, en donde una banda central de ancho igual al meno der la
zapata debe tener uniformemente repartida una porción del refuerzo total dad por la
ecuacuación C 15-1, que se transcribe a continuación:

20.  7. Revisar el aplastamiento
𝑃𝑢 < ∅ 0.85 𝑓´ 𝑐 𝐴1
𝐴 𝑧
𝐴1
Con: ∅ = 0.70
En esta expresión se debe cumplir:
𝐴 𝑧
𝐴1
≤ 2

21. Web Grafía
Un saludo a todos los que realizaron los siguientes trabajos
http://www.docentes.unal.edu.co/lgarza/docs/DYCC_3.pdf
http://www.slideshare.net/RosandRoque/2-pre-dimensionamiento
http://www.slideshare.net/freddyramirofloresvega/predimensionamiento-de-
elementos-estructurales