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PREDIMENSIONAMIENTO
DE ELEMENTOS
ESTRUCTURALES
ALUMNA: Gianela Phocco
CÁTEDRA: Ing. Jorge Berrios Manzur
CURSO: Estructuras I
TEMA: Predimensionamientos
PREDIMENSIONAMIENTO DE
VIGAS
Las vigas se dimensionan generalmente
considerando un peralte del orden de 1/10
a 1/12 de la luz libre. Debe aclararse que
esta altura incluye el espesor de la losa
del techo o piso
El ancho es variable de 1/2 a 2/3 veces su
altura, teniendo en cuenta un ancho mínimo
de 25cm, con la finalidad de evitar el
congestionamiento del acero y presencia de
cangrejeras
PREDIMENSIONAMIENTO DE
COLUMNAS
Las columnas al ser sometidas a cargas
axiales y momento flector, tienen que ser
dimensionadas considerando los dos efectos
simultáneamente, tratando de evaluar cual de
los dos es el que gobierna en forma más
influyente en dimensionamiento
En base a todo lo indicado se puede
recomendar el siguiente criterio de
dimensionamiento:
1) COLUMNAS CENTRADAS :
Área de columna = P (servicio) / 0,45f‘c
2) COLUMNAS EXCENTRICAS Y ESQUINADAS :
Área de columna = P (servicio) / 0,35f’c
Siendo:
P(servicio) = P . A . N
Edificios categoría A (ver E030) P = 1500 kg/m2
Edificios categoría B (ver E030) P = 1250 kg/m2
Edificios categoría C (ver E030) P = 1000 kg/m2
A – área tributaria
N – número de pisos
METODO PRACTICO 1
TIPO 1 : lado = H/8
TIPO 2 : lado = H/10
TIPO 3 : lado = H/9
Donde: H =
altura del piso
METODO PRACTICO 2
El lado de la columna debe ser entre el 70% y 80% del
peralte de la viga
PREDIMENSIONAMIENTO DE PLACAS
Es difícil poder fijar un dimensionamiento para las placas
puesto que, como su principal función es absorber las
fuerzas de sismo, mientras más importantes sean, tomarán
un mayor porcentaje del cortante sísmico total, aliviando
más a los pórticos.
Las placas pueden hacerse mínimo de 10cm de espesor
(muros de ductilidad limitada), pero generalmente se
consideran de 20, 25 o 30cm conforme aumentemos el
número de pisos o disminuyamos su densidad
Predimensionamiento
INTRODUCCIÓN
En el presente avance se efectuará el pre
dimensionamiento de los elementos estructurales
de una edificación de 5 pisos.
 LOSAS ALIGERADAS
 COLUMNAS
 VIGAS
 MUROS DE ALBAÑILERIA
 COMPROBACION FUERZA AXIAL
PLANO DE PLANTA
PLANO DE CORTES
PLANO DE ELEVACIONES
ESPECIFICACIONES
• Ubicación de la estructura: Lima.
• Uso del suelo: Vivienda.
• Tipo de suelo: Rígido.
f’c = 210 kg/cm2.
fy= 4200 kg/cm2.
• Dimensiones en Planta:
L1 = 4.5m
L2 = 4 m
• Número de pisos : 5
Carga viva para viviendas: 200 kg/m² (según Norma E020)
Tabla para determinación de áreas de la columnas (según Norma
E030)
PREDIMENSIONAMIENTO
DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
LOSAS ALIGERADA
0.05
0.15
Se redondeará a 0.20 m, por motivo de
estandarización y procesos constructivos.
VIGAS
En nuestro caso consideraremos h = ln/10 como el peralte y b = h/2 será la base.
H = 12
1
Ln
Ln: luz entre ejes de las columnas
H: peralte de la viga
B: base de la viga (b mín de 0.25m)
El valor de Ln será 4.50 m, la luz entre ejes transversales
El valor de Ln será 4.00 m, la luz entre ejes longitudinales
La viga tendrá las siguientes dimensiones:
Transversales (.25 x 0.40) m.
Longitudinales (.25x.50)m.
COLUMNAS
Columnas centradas: Columnas excéntricas y esquinadas:
Por tratarse de un pre dimensionamiento la variable P puede utilizarse
entre 1000 a 1500 Kg/m
2
. En nuestro caso utilizaremos un promedio 1000
Kg/m
2
.por ser una edificación de categoría «C»
Según el área tributaria se ha podido determinar cuatro tipos
de columnas:
Tipo de Área Tributaria
Columnas (m2)
C-1 4.50
C-2 9.00
C-3 9.00
C-4 18.00
Aplicando las formulas:
Tipo de Área tributaria Peso por unidad
# de Pisos
f´c Área de la
columnas (m2) de área (kg/m2) (kg/cm2) columna(cm2)
C-1 4.50 1000 5 210 306.12
C-2 9.00 1000 5 210 612.24
C-3 9.00 1000 5 210 612.24
C-4 18.00 1000 5 210 952.38
Por motivos de simetría y de proceso constructivo se tomarán
columnas cuadradas:
TIPO DE COLUMNA
Área de la Lado de la Lado de la columna
columna(cm2) columna(cm) designado.(cm)
C-1 (Esquinera) 306.12 17.50 25.00
C-2 (Excéntrica 1) 612.24 24.75 25.00
C-3 (Excéntrica 2) 612.24 24.75 25.00
C-4 (Central) 952.38 30.86 30.00
Para poder uniformizar las columnas se tomarán (.30 x .30) m
ESPESOR EFECTIVO DE MUROS
ESPESOR DE MURO 1ER PISO
DENSIDAD DE MUROS Z U S N
0.4 1 1 5 0.0340
ESPESOR EFECTIVO DE MUROS
ESPESOR DE MURO 2,3,4,5 PISOS TIPICOS
DENSIDAD DE MUROS Z U S N
0.4 1 1 5 0.0340
DENDIDAD DE MUROS
X-X Y-Y
MURO L(m) t(m) Ac(m2) MURO L(m) t(m) Ac(m2)
X1 3.64 0.13 0.473Y1 2.6 0.13 0.338
X2 2.5 0.13 0.325Y2 3.64 0.13 0.473
X3 3.64 0.13 0.473Y3 3.1 0.13 0.403
X4 3.1 0.13 0.403Y4 3.64 0.13 0.473
X5 3.64 0.13 0.473Y5 3.1 0.13 0.403
X6 2.6 0.13 0.338Y6 3.1 0.13 0.403
X7 2.73 0.13 0.355Y7 4.13 0.13 0.537
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X15 3.64 0.13 0.473Y15 2.6 0.13 0.338
X16 2.6 0.13 0.338Y16 3.64 0.13 0.473
sumatoria 6.952 sumatoria 7.186
Area= 188.790 Area= 188.790
0.036821866 0.038061338
ESFUERZO AXIAL
VERIFICACION DE ESFUERZO AXIAL POR CARGAS DE GRAVEDAD
VALOR QUE NO DEBE SUPERAR A 0.15fm=0.15x650=97.5 ton/m2
Carga proveniente de la losa de la azotea=(.3+.1+.1)x3.5= 1.75ton/m
Carga proveniente de la losa en pisos típicos=(.30+.1+.2)x3.5=2.1 ton/m
Peso proveniente del muro en un piso típico=.274x2.4=0.66ton/m
Carga axial total=Pm=1.75+2.1x3+4x0.66=10.69ton/m
Esta carga produce un esfuerzo axial máximo
=Pm/t=10.69/.13=82.23tn/m ‹ Fa=93.8ton/m2

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Predimensionamiento

  • 1. PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES ALUMNA: Gianela Phocco CÁTEDRA: Ing. Jorge Berrios Manzur CURSO: Estructuras I TEMA: Predimensionamientos
  • 2. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS Las vigas se dimensionan generalmente considerando un peralte del orden de 1/10 a 1/12 de la luz libre. Debe aclararse que esta altura incluye el espesor de la losa del techo o piso El ancho es variable de 1/2 a 2/3 veces su altura, teniendo en cuenta un ancho mínimo de 25cm, con la finalidad de evitar el congestionamiento del acero y presencia de cangrejeras
  • 3. PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS Las columnas al ser sometidas a cargas axiales y momento flector, tienen que ser dimensionadas considerando los dos efectos simultáneamente, tratando de evaluar cual de los dos es el que gobierna en forma más influyente en dimensionamiento En base a todo lo indicado se puede recomendar el siguiente criterio de dimensionamiento:
  • 4. 1) COLUMNAS CENTRADAS : Área de columna = P (servicio) / 0,45f‘c 2) COLUMNAS EXCENTRICAS Y ESQUINADAS : Área de columna = P (servicio) / 0,35f’c Siendo: P(servicio) = P . A . N Edificios categoría A (ver E030) P = 1500 kg/m2 Edificios categoría B (ver E030) P = 1250 kg/m2 Edificios categoría C (ver E030) P = 1000 kg/m2 A – área tributaria N – número de pisos
  • 5. METODO PRACTICO 1 TIPO 1 : lado = H/8 TIPO 2 : lado = H/10 TIPO 3 : lado = H/9 Donde: H = altura del piso METODO PRACTICO 2 El lado de la columna debe ser entre el 70% y 80% del peralte de la viga
  • 6. PREDIMENSIONAMIENTO DE PLACAS Es difícil poder fijar un dimensionamiento para las placas puesto que, como su principal función es absorber las fuerzas de sismo, mientras más importantes sean, tomarán un mayor porcentaje del cortante sísmico total, aliviando más a los pórticos. Las placas pueden hacerse mínimo de 10cm de espesor (muros de ductilidad limitada), pero generalmente se consideran de 20, 25 o 30cm conforme aumentemos el número de pisos o disminuyamos su densidad
  • 8. INTRODUCCIÓN En el presente avance se efectuará el pre dimensionamiento de los elementos estructurales de una edificación de 5 pisos.  LOSAS ALIGERADAS  COLUMNAS  VIGAS  MUROS DE ALBAÑILERIA  COMPROBACION FUERZA AXIAL
  • 12. ESPECIFICACIONES • Ubicación de la estructura: Lima. • Uso del suelo: Vivienda. • Tipo de suelo: Rígido. f’c = 210 kg/cm2. fy= 4200 kg/cm2. • Dimensiones en Planta: L1 = 4.5m L2 = 4 m • Número de pisos : 5
  • 13. Carga viva para viviendas: 200 kg/m² (según Norma E020) Tabla para determinación de áreas de la columnas (según Norma E030)
  • 15. LOSAS ALIGERADA 0.05 0.15 Se redondeará a 0.20 m, por motivo de estandarización y procesos constructivos.
  • 16. VIGAS En nuestro caso consideraremos h = ln/10 como el peralte y b = h/2 será la base. H = 12 1 Ln Ln: luz entre ejes de las columnas H: peralte de la viga B: base de la viga (b mín de 0.25m) El valor de Ln será 4.50 m, la luz entre ejes transversales El valor de Ln será 4.00 m, la luz entre ejes longitudinales La viga tendrá las siguientes dimensiones: Transversales (.25 x 0.40) m. Longitudinales (.25x.50)m.
  • 17. COLUMNAS Columnas centradas: Columnas excéntricas y esquinadas: Por tratarse de un pre dimensionamiento la variable P puede utilizarse entre 1000 a 1500 Kg/m 2 . En nuestro caso utilizaremos un promedio 1000 Kg/m 2 .por ser una edificación de categoría «C»
  • 18. Según el área tributaria se ha podido determinar cuatro tipos de columnas: Tipo de Área Tributaria Columnas (m2) C-1 4.50 C-2 9.00 C-3 9.00 C-4 18.00
  • 19. Aplicando las formulas: Tipo de Área tributaria Peso por unidad # de Pisos f´c Área de la columnas (m2) de área (kg/m2) (kg/cm2) columna(cm2) C-1 4.50 1000 5 210 306.12 C-2 9.00 1000 5 210 612.24 C-3 9.00 1000 5 210 612.24 C-4 18.00 1000 5 210 952.38 Por motivos de simetría y de proceso constructivo se tomarán columnas cuadradas: TIPO DE COLUMNA Área de la Lado de la Lado de la columna columna(cm2) columna(cm) designado.(cm) C-1 (Esquinera) 306.12 17.50 25.00 C-2 (Excéntrica 1) 612.24 24.75 25.00 C-3 (Excéntrica 2) 612.24 24.75 25.00 C-4 (Central) 952.38 30.86 30.00
  • 20. Para poder uniformizar las columnas se tomarán (.30 x .30) m
  • 21. ESPESOR EFECTIVO DE MUROS ESPESOR DE MURO 1ER PISO DENSIDAD DE MUROS Z U S N 0.4 1 1 5 0.0340
  • 22. ESPESOR EFECTIVO DE MUROS ESPESOR DE MURO 2,3,4,5 PISOS TIPICOS DENSIDAD DE MUROS Z U S N 0.4 1 1 5 0.0340 DENDIDAD DE MUROS X-X Y-Y MURO L(m) t(m) Ac(m2) MURO L(m) t(m) Ac(m2) X1 3.64 0.13 0.473Y1 2.6 0.13 0.338 X2 2.5 0.13 0.325Y2 3.64 0.13 0.473 X3 3.64 0.13 0.473Y3 3.1 0.13 0.403 X4 3.1 0.13 0.403Y4 3.64 0.13 0.473 X5 3.64 0.13 0.473Y5 3.1 0.13 0.403 X6 2.6 0.13 0.338Y6 3.1 0.13 0.403 X7 2.73 0.13 0.355Y7 4.13 0.13 0.537 X8 3.13 0.13 0.407Y8 2.6 0.13 0.338 X9 3.64 0.13 0.473Y9 2.6 0.13 0.338 X11 3.1 0.13 0.403Y11 3.64 0.13 0.473 X12 2.6 0.13 0.338Y12 3.1 0.13 0.403 X13 2.73 0.13 0.355Y13 4.13 0.13 0.537 X14 3.13 0.13 0.407Y14 2.6 0.13 0.338 X15 3.64 0.13 0.473Y15 2.6 0.13 0.338 X16 2.6 0.13 0.338Y16 3.64 0.13 0.473 sumatoria 6.952 sumatoria 7.186 Area= 188.790 Area= 188.790
  • 24. ESFUERZO AXIAL VERIFICACION DE ESFUERZO AXIAL POR CARGAS DE GRAVEDAD VALOR QUE NO DEBE SUPERAR A 0.15fm=0.15x650=97.5 ton/m2 Carga proveniente de la losa de la azotea=(.3+.1+.1)x3.5= 1.75ton/m Carga proveniente de la losa en pisos típicos=(.30+.1+.2)x3.5=2.1 ton/m Peso proveniente del muro en un piso típico=.274x2.4=0.66ton/m Carga axial total=Pm=1.75+2.1x3+4x0.66=10.69ton/m Esta carga produce un esfuerzo axial máximo =Pm/t=10.69/.13=82.23tn/m ‹ Fa=93.8ton/m2