Calculo estructural comedor estación de bomberos

Calculo estructural comedor estación de bomberos.                                        

Planta y datos generales:

[pic 1]

-Altura libre: 4.50 m, muros block (15 cm de espesor), losa aligerada (nervada), columnas 30cm x 30cm, resistencia del suelo: 20 tons/m², resistencia del concreto: f´c= 250kg/cm², varillas de refuerzo con fy= 4200 kg/cm².                                                                Reglamentos utilizados:

-Reglamento de construcciones del distrito federal (R.C.D.F.) y sus normas técnicas complementarias (N.T.C. – 2004). –Reglamento del “american concrete institute” (A.C.I.), 2008.

Diseño de losa aligerada (nervada), predimensionamiento:

Se propone una losa reticular, en dos direcciones. Analizaremos el tablero más grande (tablero crítico).

-Cálculo del espesor (h):

H= Ln (0.8 + fy/14000) / 36 + 5β (m-0.12)

Donde, h: Espesor de losa nervada (en cm), Ln: lado más largo del tablero en estudio (cm), fy: esfuerzo de fluencia de las varillas de refuerzo (en kg/cm²), β: longitud de lado largo / longitud de lado corto, m: coeficiente de rigidez a flexión (m=0.2).

Sustituyendo:

H= (780cm) [0.8 + 4200 kg/cm²] / 36 + 5 (780cm / 730cm)(0.2 – 0.12)

H= 23.55 cm, H= 25 cm (por instalaciones que se tengan que alojar en la losa).

-Se propone: bw = 12cm, casetones: 70 x 70 cm.

- Carga muerta en losa:

-Peso del concreto por m²:

Peso por cama m² = (1.64m)(1.64m)(0.25)[ 2400 kg/m3 ] -4 (0.70m) (0.70m) (0.20m)[2400 kg/m3] / (1.64m) (1.64m)

Peso por cada m² = 672.96 kg / 2.69 m² = 250.2 kg/m²

-Peso del casetón: 1 kg/m²

-Nivelación: (5cm) = (0.05m)[1800kg/m3] = 90 kg/m²

-Yeso: (0.02m) [1500 kg/m3] = 30 kg/m²

Sobrecargas por reglamento de construcciones del Distrito Federal – norma técnica complementaria sobre criterios y acciones para el diseño estructural de las edificaciones (2004).

20 kg/m² por colar en sitio –  20 kg/m² por inexactitudes al agregar una capa de mortero adicional (nivelación) – 20 kg/m²

-Carga muerta (en losa) = 411.2 kg/m²

-Carga viva máxima: De acuerdo con el R.C.D.F. y su N.T.C sobre criterios y acciones  para el diseño estructural de las edificaciones:

Para azoteas con pendiente no mayor al 5% = c.v, máxima = 100 kg/m²

-Combinación de carga muerta con carga viva máxima:

De acuerdo al A.C.I 2005 los factores de carga para esta combinación son:

Para carga muerta: 1.2, para carga viva: 1.6.

Entonces: Wu = 1.2 (carga muerta) + 1.6 (carga viva máxima)

Wu= 1.2 (411.2 kg/m²) + 1.6 (100 kg/m²) = Wu = 653.4 kg/m² = 0.6534 ton/m² (carga última actuando sobre la losa.

-Análisis del tablero más desfavorable de la losa: el tablero más desfavorable es el que tiene los claros más grandes entre apoyos, es decir, el tablero de la derecha en el croquis de la planta.

Relación lado corto (La) a lado largo (Lb) del tablero:

m= La/Lb= 7.30m / 7.80m, m= 0.936, m= 0.95.

Cálculo de los momentos que se presentan en la losa cuando trabaja en la dirección larga, utilizando el método 3 del ACI:

-Cálculo del momento negativo causado por las cargas muerta y viva combinadas, en la dirección larga [MB (-)]

MB (-) = [CB (-)] (Wu) (LB)² 

MB (-) = (0.029) (0.6534 ton/m²) (7.80m)² 

MB (-) = 1.153 ton*m / m (momento negativo que se presenta en la losa cuando trabaja en la dirección larga.

*CB se obtiene de la tabla “coeficientes para momentos negativos en losas” (del método 3 del ACI). Con: m= 0.95 y las condiciones de apoyo del caso 9: CB (-)= 0.029.

-Cálculo del momento positivo que actúa en la losa en la dirección larga, causado por la combinación de carga muerta y carga viva máxima. [MB (+)].

En el caso de los momentos positivos, no existe una única tabla que proporcione un coeficiente con los efectos combinados de la carga muerta y la carga viva máxima (como si hay para el caso de los momentos negativos). Tendremos que calcular el momento que produce cada carga separada y luego combinarlas.

-Cálculo del momento positivo causado por la carga muerta en la dirección larga: [MB (+) c.m.] Entramos a la tabla correspondiente con: m= 0.95 y condición de apoyo del caso 9. Y obtenemos: CB (+) C.M. = 0.017, entonces:

MB (+) C.M = [CB (+) CM][carga muerta] (LB)², MB (+) C.M = (0.017)(0.4112 ton/m²)(7.8m)²

MB (+) CM * CM= 0.425 ton*m / m

-Cálculo del momento positive causado por la carga viva, en la dirección larga: [MB (+) C.V. MAX] entramos en la tabla correspondiente y obtenemos: CB (+) C.V MAX= 0.025        Entonces:

MB (+) C.V MAX= [CB (+) C.V MAX] [carga viva máxima] (LB)²

MB (+) C.V MAX= (0.025) (0.100 ton/m²) (7.80m)²

MB (+) C.V MAX= 0.152 ton * m / m, entonces:

MB (+) = 1.2 MB (+) C.M. + 1.6 MB (+) C.V. MAX

MB (+) = 1.2(0.425 TON*M/M) + 1.6 (0.152 TON*M/M)

MB (+)= 0.7532 TON*M/M (momento positivo en la losa cuando trabaja en la dirección larga).

-Cálculo de los momentos que se presentan en la losa cuando trabaja en la dirección corta, utilizando el método 3 del ACI:

*Cálculo del momento negativo causado por la combinación de cargas muerta y viva, en la dirección corta: [MA (-)]:

Entrando en la tabla correspondiente, con: m= 0.95 y condición a la tabla correspondiente, con: m = 0.95 y condición de apoyo del caso 9 > CA (-) = 0.065.

Entonces: MA (-) [CA (-)] [Wu] (LA)²

MA (-) = (0.065) (0.6534 TON/M²) (7.30M)²

MA (-) = 2.263 TON * M / M (momento negativo que se presenta en la losa cuando trabaja en la dirección corta).

*Cálculo del momento positivo causado por la combinación de cargas muerta y viva en la dirección corta: [MA (+)]:

- Cálculo del momento positivo causado por la carga muerta, en la dirección corta: [MA (+) C.M.]: En la tabla correspondiente, con m= 0.95 y condición de apoyo del caso 9: obtenemos: CA (+) C.M. = 0.024.                                                                        Entonces: MA (+) C.M. = [CA (+) C.M.] [Carga muerta] (LA)²                                MA (+) C.M. = (0.024) (0.4112 TON/M²) (7.30M)²                                         MA (+) C.M. = 0.526 TON*M/M

*Cálculo del momento positivo causado por la carga viva máxima, en la dirección corta [MA (+) C.V. MAX]: entramos en la tabla correspondiente y obtenemos: CA (+) C.V.MAX = 0.032.                                                                                        Entonces: MA (+) C.V. MAX =  [CA (+) C.V. MAX] [carga viva máxima] (LA)²        MA (+) C.V. MAX = (0.032) (0.100 TON/M²) (7.30M)²                                        MA (+) C.V. MAX = 0.171 TON * M / M                                                        Entonces: MA (+) = 1.2 [MA (+) C.M.] + 1.6 [MA (+) C.V. MAX]                        MA (+) = 1.2 (0.526 TON*M/M) + 1.6 (0.171 TON*M / M)                                MA (+) =  0.905 TON*M / M (momento positivo que se presenta en la losa cuando trabaja en la dirección corta).

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