Diseño estructural edificio residencial 5 pisos

1
DATOS DEL PROBLEMA:
L1 = 5 m
L2 = 5 m
L3 = 6 m
L4 = 6 m

2
SOLUCIÓN:
= 5 m
= 6 m
= 6 m
= 5 m
L2 = 5 m L4 = 6 mL4 = 6 m L2 = 5 m

3
PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
DETALLE DE ÁREA TRIBUTARIA PARA COLUMNAS Y ZAPATAS
Atrib C1 = 6 x 6 = 36m2
Atrib C2 = 2.5 x 6 = 15m2
Atrib C3 = 2.5 x 6 = 15m2
Atrib C4 = 2.5 x 2.5 = 6.25m2
1) LOSAS ALIGERADAS
Criterio
a) = Ln/25
b) S/C 150 200 250 300 350 400 450 500
H Ln/30 Ln/28 Ln/26 Ln/24 Ln/22 Ln/21 Ln/20 Ln/19
a) S/C = 200 kg/m² S/C = Sobrecarga (depende del uso de la edificación)
Ln = 6 m Ln = Luz de la vigueta
HLosa = 0.24 m ≈ 0.25 m
b) S/C = 200 kg/m²
Ln = 6 m
HLosa = 0.21 m ≈ 0.25 m
Para Ln < 7.5 m y S/C ≤ 300 kg/m2

4
CUADRO PARA SELECCIONAR CATEGORÍA DE LA EDIFICACIÓN
2) COLUMNAS
I) COLUMNAS CENTRADAS (C1)
* Edificios Esenciales Cat. (A) P = 1500 kg/m²
* Edificios ImportantesCat. (B) P = 1250 kg/m²
* Edificios Comunes Cat. (C) P = 1000 kg/m²
DATOS:
USO:
Atrib. C1 = Área tributaria C1
Atrib. C1 = 36.00 m² f'c = Resistencia a comprensión del Concreto
N° pisos = 5 Pisos C1 N° Pisos = Número de pisos del edificio
f´c = 210 kg/cm² L
P serv. = 180000 kg L
Acol = 1904.76 cm²
L col = 43.64 cm L col = 0.45 m Redondear en m
USAR: 0.45 m x 0.45 m
* Edificios Comunes

5
II) COLUMNAS EXCÉNTRICAS (C2)_ Eje principal
DATOS:
USO:
fć = 210 kg/cm² L
P serv. = 75000 kg L
Acol = 1020.41 cm²
USAR: 0.35 m x 0.35 m
* Edificios Comunes
III) COLUMNAS EXCÉNTRICAS (C3)_ Eje secundario
DATOS:
USO:
fć = 210 kg/cm² L
Acol = 1020.41 cm²
USAR: 0.35 m x 0.35 m
* Edificios Comunes
IV) COLUMNAS ESQUINADAS (C4)
DATOS:
USO:
fć = 210 kg/cm² L
Acol = 425.17 cm²
L col = 20.62 cm L col = 0.30 m Redondear en m y ver Nota
USAR: 0.30 m x 0.30 m
* Edificios Comunes

6
DETALLE DE LONGITUD DE VIGA:
Nota:
Acol L Mín.
Albañilería Confinada 625 cm² 25 cm
Aporticado 900 cm² 30 cm
Aporticado Altamente Sísmico 1000 cm² 35 cm
SISTEMA ESTRUCTURAL
3) VIGAS
A) VIGA PRINCIPAL (VP)
* Edificios Esenciales Cat. (A) hv = Lv / 10
DATOS: * Edificios ImportantesCat. (B) hv = Lv / 11
USO: * Edificios Comunes Cat. (C) hv = Lv / 12
Lv = 5.55 m Lv = Longitud de la viga o luz libre entre columnas
hv = 0.46 m hv = Peralte de la viga
b = Ancho de la viga
hv = 0.50 m
b = 0.23 m
Redondear teniendo como mín b = 0.25 m
b = 0.25 m USAR: 0.25 m x 0.50 m
* Edificios Comunes

7
B) VIGA SECUNDARIA (VS)
* Edificios Esenciales Cat. (A) hv = Lv / 10
DATOS: * Edificios ImportantesCat. (B) hv = Lv / 11
USO: * Edificios Comunes Cat. (C) hv = Lv / 12
Lv = 5.65 m Lv = Longitud de la viga o luz libre entre columnas
hv = 0.47 m hv = Peralte de la viga
b = Ancho de la viga
hv = 0.50 m
b = 0.24 m
Redondear teniendo como mín b = 0.25 m
b = 0.25 m USAR: 0.25 m x 0.50 m
* Edificios Comunes
C) VERIFICANDO (Inercia col > Inercia viga)
TIPO I Col (m4) I Viga (m4) Condición
1 0.45 m x 0.45 m 0.25 m x 0.50 m 3.42E-03 2.60E-03 ¡Si Cumple!...
2 0.35 m x 0.35 m 0.25 m x 0.50 m 1.25E-03 2.60E-03 ¡No Cumple!...
3 0.35 m x 0.35 m 1.25E-03 - ¡No Cumple!...
4 0.30 m x 0.30 m .675E-03 - ¡No Cumple!...
D) DIMENCIÓN REQUERIDA PARA Icol > Iviga
TIPO I Col (m4) I Viga (m4) Condición
3 0.45 m x 0.45 m 3.42E-03 - ¡Si Cumple!...
4 0.45 m x 0.45 m 3.417E-03 - ¡Si Cumple!...
Col (m2) Viga (m2)
Col (m2) Viga (m2)

8
3) ZAPATAS
I) ZAPATAS CENTRADAS (Z1)
K
USO: Roca Dura 1.0 6.00 kg/cm²
Muy Rígido 0.9 3.00 kg/cm²
Intermedio 0.8 1.20 kg/cm²
q adm = 2.50 kg/cm² ver tabla y seleccionar k Blando o Flexible 0.7
Factor K =
Atrib. Z1 = 36.00 m²
N° pisos = 5 Pisos
f´c = 210 kg/cm²
L = 3.00 m
P serv. = 180000 kg
Azap = 90000 cm²
L = 3.00 m
L zap = 300.00 cm
L zap = 3.00 m Redondear en m
USAR: 3.00 m x 3.00 m
qad≤ 1.20 kg/cm²
CRITERIOS GETECNISTAS
Intermedio
* Edificios Comunes < qad ≤ 12.00 kg/cm²
< qad ≤ 6.00 kg/cm²
< qad ≤ 3.00 kg/cm²
FACTOR K
Factor K =
Atrib. Z2 = 15.00 m²
N° pisos = 5 Pisos
f´c = 210 kg/cm²
L = 1.95 m
P serv. = 75000 kg
Azap = 37500 cm²
L = 1.95 m
L zap = 193.65 cm
USAR: 1.95 m x 1.95 m
Intermedio
II) ZAPATAS EXCÉNTRICA (Z2)_Eje principal
K
< qad ≤ 6.00 kg/cm²
< qad ≤ 3.00 kg/cm²
qad≤ 1.20 kg/cm²
FACTOR K CRITERIOS GETECNISTAS

9
III) ZAPATAS EXCÉNTRICA (Z3)_Eje secundaria
K
Factor K =
Atrib. Z4 = 15.00 m²
N° pisos = 5 Pisos
f´c = 210 kg/cm²
L = 1.95 m
P serv. = 75000 kg
Azap = 37500 cm²
L = 1.95 m
L zap = 193.65 cm
USAR: 1.95 m x 1.95 m
qad≤ 1.20 kg/cm²
Intermedio
< qad ≤ 3.00 kg/cm²
< qad ≤ 6.00 kg/cm²
IV) ZAPATAS ESQUINADAS (Z4)
K
Factor K =
Atrib. Z4 = 6.25 m²
N° pisos = 5 Pisos
f´c = 210 kg/cm²
L = 1.25 m
P serv. = 31250 kg
Azap = 15625 cm²
L = 1.25 m
L zap = 125.00 cm
USAR: 1.25 m x 1.25 m
< qad ≤ 6.00 kg/cm²
< qad ≤ 3.00 kg/cm²
qad≤ 1.20 kg/cm²
Intermedio

10
METRADO DE CARGAS
DETALLE PARA METRADO DE CARGAS
DETALLE PARA CÁLCULO DE ANCHO DE LOSA
Debido a que las columnas no tienen un ancho al igual que de la viga secundaria
Columna sobrante (ACS): 0.20 x 0.45 m2 x 5 col. = 0.45 m²
Area vigas secundarias (AVS) 0.25 x 2.05 m2 x 5 vig. = 2.56 m²
22 x 2.25 m2 = 49.50 m²
Ancho de losa = 2.35 m
Área total descontando ancho viga 0.25
m (ATDV)
PARA CÁLCULO DE ANCHO DE LOSA DE SECCIÓN IRREGULAR
VP

11
𝑊𝑢 1 4𝑊 + 1 7𝑊
DISEÑO DE VIGA POR FLEXIÓN
1) CARGA MUERTA (WD)
A) PESO DE VIGA (W vig)
hv = 0.50 m
b = 0.25 m
W viga = 300.00 kg/m
B) PESO DE LOSA ALIGERADA(W losa )
Esp losa = 0.25 m
Anch losa. = 2.35 m 0.17 280
0.20 300
W losa = 823.83 kg/m 0.25 350
0.30 420
Espesor
aligerado (m)
Peso propio
(kg/m2)
C) PESO ACABADO (W acab. )
Anch trib. = 2.50 m
W acab. = 625.00 kg/m
WD =
2) CARGA VIVA (WL)
S/C = 200 kg/m² USO : VIVIENDA
Anch trib. = 2.50 m
WL =
1748.83 kg/m
500.00 kg/m
Wu = 3298.36 kg/m
1) COEFICIENTES DEL ACI PARA CÁLCULO DE LOS MOMENTOS1) COEFICIENTES DEL ACI PARA CÁLCULO DE LOS MOMENTOS
-1/16 -1/11 -1/11 -1/11 -1/11 -1/11 -1/11 -1/16
1/14 1/16 1/16 1/14
A 4.33 m 1 5.55 m 2 5.55 m 3 4.33 m B
0.45 m 0.45 m 0.45 m 0.45 m 0.45 m

12
Mu = Momento actuante (kg.m)
Diseño por flexión Wu = Carga actuante (kg/m)
Ln = Luz de la viga o luz libre entre columna (m)
f'c = Resistencia a comprención del concreto (Kg/cm2)
b = Ancho de la viga en (m)
d = Peralte efectivo (m)
W = Cuantía mecánica
𝑊𝑢
𝑊 1 𝑊
𝑊 1 𝑊
Wu = 3298.36 kg/m
SECCIÓN APOYO A CENTRO A-1 APOYO 1 IZQ.APOYO 1 DER.CENTRO 1 -2 APOYO 2 IZQ.APOYO 2 DER.
Ln (m) 4.325 4.325 4.9375 4.9375 5.55 5.55 5.55
Coef. -1/16 1/14 -1/11 -1/11 1/16 -1/11 -1/11
Mu (kg.m) -3856.12 4406.99 -7310.04 -7310.04 6349.86 -9236.16 -9236.16
b (m) 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
d (m) 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44
Ru (kg/m2) 79671.87 91053.57 151033.86 151033.86 131195.45 190829.75 190829.75
Ru (kg/cm2) 7.97 9.11 15.10 15.10 13.12 19.08 19.08
ρ (%) 0.22 0.25 0.42 0.42 0.36 0.54 0.54
As (cm2) 2.38 2.73 4.63 4.63 3.99 5.94 5.94
ρ mín (%) 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33
As mín(cm2) 3.67 3.67 3.67 3.67 3.67 3.67 3.67
As (Povista) 3.96 cm² 3.96 cm² 5.23 cm² 5.23 cm² 5.23 cm² 6.49 cm² 6.49 cm²
2 de 2 de 2 de 2 de 2 de 2 de 2 de
# Varillas 5/8'' 5/8'' 5/8'' 5/8'' 5/8'' 5/8'' 5/8''
- - + 1 de + 1 de + 1 de + 2 de + 2 de
- - 1/2'' 1/2'' 1/2'' 1/2'' 1/2''
* ITERACIÓN
Ru (kg/cm2) ρ (%) (((D32*2.54))^2)*pi())/4)*D31
7.38 0.20
7.97 X1 X1 = 0.22
10.94 0.30
7.38 0.20
9.11 X2 X2 = 0.25
10.94 0.30
14.41 0.40
15.10 X3 X3 = 0.42
17.78 0.50
10.94 0.30
13.12 X4 X4 = 0.36
14.41 0.40
17.78 0.50
19.08 X5 X5 = 0.54
21.07 0.60

13
ACERO CONTINUO
TRAMO A-1/3-B
As mín = 3.67 cm² Elegimos:
A- Continuo = 2 5/8´´
= 0.60 cm²
A+ Continuo = 2 5/8´´
= 0.91 cm²
TRAMO 1-2/2-3
A- Continuo = 2 5/8´´
= 1.16 cm²
A+ Continuo = 2 5/8´´
= 1.33 cm²
4
+
4
+

14
CRITERIO PARA REFUERZO
* ESTRIBOS:
hv = 0.50 m
d = 0.44 m
db 1 = 5/8''
db 2 = 3/8'' estribo
A)
So = 0.05 m < 10 cm
B) S1 = El menor de:
1 ) 0.11 m
2 ) 0.16 m
3) 0.23 m
3) 0.30 m
S1 ≤ 0.11 m en 2hv = 1.00 m
9.09 redondear 10 @ 0.10 m
C) S2 ≤ 0.22 m
Resto = S2 = 0.20 m
Ø 3/8'' 1 @ 0.05 m ; 10 @ 0.10 m; resto @ 0.20 m

DETALLE DE LA DISTRIBUCIÓN DE ACEROS EN LA VIGA PRINCIPAL

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