Hormigón Armado-Despieces

Dimensionamiento De La Placa Aligerada.

Determinación altura de la placa.

Para la construcción del laboratorio se usarán divisiones frágiles (mampostería). Para determinar la altura de la placa, se realiza una comparación entre los espesores mínimos para el tramo con ambos extremos continuos y en voladizo.

NSR-10 Titulo C (C. 9 .5)

Evaluación con ambos extremos continuos h=l/14=(7 [m])/14=0.5 [m]

Evaluación con voladizo h=l/5=(2 [m])/5=0.4 [m]

La altura que se elige corresponde a la mayor de las dos anteriores, por tanto la altura de la placa se toma como 500 [mm].

Determinación ancho de las viguetas.

Se eligió un ancho de nervadura de 130 mm, valor que cumple con las condiciones mencionadas en C 8.13.2.

Por tanto las dimensiones de las nervaduras son 130 x 500 [mm]

Separación entre las nervaduras

2.5 veces el espesor de la losa=2.5*(500)[mm]=1250 [mm]

Entre 1250 y 1200 [mm] controla el menor, es decir 1200, por tanto escogemos un valor que sea menor a 1200 [mm].

separacion entre nervaduras=650 [mm]

Espesor de la torta superior

La distancia libre entre nervaduras es:

650-2(65)=520 [mm]

Entonces:

1/12*520=43.33≈50 [mm] ≥50 [mm]

Espesor torta superior: 50 [mm]

Espesor de la torta inferior

Constructivamente se usará una losa inferior con espesor de 30 [mm]

Evaluación de cargas

Inicialmente se determinan las cargas que actúan sobre toda la placa, y posteriormente se consideran las cargas adicionales impuestas por el tanque de agua y las bombas, las cuales se ubican de forma local.

Cargas muertas

PLACA

Considerando la densidad del concreto reforzado de 2400 [Kg/m^3] NSR-10 B.3.2

Torta superior e inferior:

24 [KN/m^3 ]*(0.05+0.03)[m]=1.92[KN/m^2 ]

Alma del nervio:

24 [KN/m^3 ]*0.13 [m]*0.42 [m]*1/0.65[m] =2.016[KN/m^2 ]

Casetón:

0.7 [KN/m^3 ]*0.52 [m]*0.42 [m]*1/(0.65 [m] )=0.2352[KN/m^2 ]

FACHADA Y PARTICIONES

La ocupación del laboratorio es: “educativa, salones de clase”, por ello.

Fachada y particiones:

2[KN/m^2 ]

Afinado de piso:

1.5[KN/m^2 ]

carga muerta total=1.92+2.016+0.2352+2+1.5 [KN/m^2 ]

carga muerta total=7.6712[KN/m^2 ]

Cargas vivas

También a partir de la ocupación del laboratorio se determina una carga viva.

carga viva total=2[KN/m^2 ]

Cargas muertas adicionales.

Bombas hidráulicas.

1 Bomba → 25 KN

3 Bombas → 75 KN

Carga muerta adicional por las bombas=75/(2*3) [KN/m^2 ]+2.4[KN/m^2 ]

Placa de concreto.

24 [KN/m^3 ]*0.1 [m]=2.4[KN/m^2 ]

Carga muerta adicional por las bombas=14.9[KN/m^2 ]

Tanque

Placa de concreto 24 [KN/m^3 ]*0.1 [m]=2.4 [KN/m^2 ]

Agua 10[KN/m^3 ]*1 [m]=10 [KN/m^2 ]

Paredes del tanque 24 [KN/m^3 ]*1,36[m^3 ]/12[m^2 ] =2.72[KN/m^2 ]

Carga muerta adicional por el tanque=15,12 [KN/m^2 ]

Determinar la carga viva, muerta y última que debe soportar las viguetas tipo a diseñar (indicar claramente en un gráfico dónde actúan).

El área aferente para las viguetas a diseñar es 0.65 [m]

VIGUETA 1

Carga muerta para las viguetas:

carga muerta total=7.6712[KN/m^2 ]*0.65 [m]

carga muerta total=4.91862[KN/m]

Carga viva para las viguetas:

carga viva total=2[KN/m^2 ]*0.65 [m]

carga viva total=1.3[KN/m]

Momento de semi-empotramiento muerto

MD=(4.91862[KN/m]*〖6.5〗^2 [m])/24

MD=8.65882 [Kn*m]

Momento de semi-empotramiento vivo:

ML=(1.3[KN/m]*〖6.5〗^2 [m])/24

MD=2.28854 [Kn*m]

VIGUETA 2

Carga muerta para las viguetas:

carga muerta total=7.6712[KN/m^2 ]*0.65 [m]

carga muerta total=4.91862[KN/m]

Carga muerta adicional por las bombas:

Carga muerta adicional por las bombas=14.9[KN/m^2 ]*0.65

Carga muerta adicional por las bombas=9.685[KN/m^2 ]

Carga viva para las viguetas:

carga viva total=2[KN/m^2 ]*0.65 [m]

carga viva total=1.3[KN/m]

Momento de semi-empotramiento muerto

MD=(4.91862[KN/m]*3^2 [m])/24

MD=1.84448 [Kn*m]

Momento de semi-empotramiento vivo:

ML=(1.3[KN/m]*3^2 [m])/24

MD=0.4875 [Kn*m]

VIGUETA 3

Carga muerta para las viguetas:

carga muerta total=7.6712[KN/m^2 ]*0.65 [m]

carga muerta total=4.91862[KN/m]

Carga muerta adicional por el tanque:

Carga muerta adicional por el tanque=15,12 [KN/m^2 ]*0.65 [m]

Carga muerta adicional por el tanque=9.828[KN/m]

Carga viva para las viguetas:

carga viva total=2[KN/m^2 ]*0.65 [m]

carga viva total=1.3[KN/m]

Momentos de semi-empotramiento

Los momento de semi-empotramiento se calcularon como el promedio de los momentos flectores actuantes en las viguetas que soportan el peso del tanque calculados con SAP 2000 (Modelo 1.sdb).

MD1=32.1541 [KN/m^2 ]

MD2=27.9748 [KN/m^2 ]

MD3=26.8738 [KN/m^2 ]

MD4=28.2986 [KN/m^2 ]

(MD) ̅=28.3253 [KN/m^2 ]

ML1=2.8587[KN/m^2 ]

ML2=2.5177[KN/m^2 ]

ML3=2.4134[KN/m^2 ]

ML4=2.4994[KN/m^2 ]

(ML) ̅=2.5723[KN/m^2 ]

4) Diseñar a flexión y cortante las viguetas tipo que se indica en la figura. (Realizar el despiece del refuerzo transversal y longitudinal).

Para el diseño de las viguetas se usan los siguientes parámetros:

Parámetro Valor Unidad

Diámetro estribo 9.50 mm

At (1 rama) 71.00 mm2

Av 71 mm2

f'c 21.00 MPa

fy 420.00 MPa

fyt 420.00 MPa

bw 130.00 mm

h 500.00 mm

ẞ1 0.85 -

ϒ 0.85

recubrimiento 40.00 mm

d 460.00 mm

Bwd (área efectiva) 59800.00 mm2

Bw*h(Área sección de con) 65000.00 mm2

Φ 0.75 -

Λ 1.00 -

Acp 65000.00 mm2

Pcp 1260.00 mm

Aoh 16625.25 mm2

Ph 902.00 mm

Vc 46.59 KN

φVc 34.94 KN

T umbral 0.96 KN*m

T critico 5.07 KN*m

φ Tc 3.80 KN*m

Vs máx 180.87 KN

Vs control 90.43 KN

Bt 40.50 mm

Para las viguetas se usarán estribos #3.

Las dimensiones de la vigueta son 130 x 500 [mm]

C 10 2 7 3 “Para f’c entre 17 y 28 MPa, el factor ẞ1 se debe tomar como 0.85”

El Área encerrada por el perímetro exterior= 130 x500 = 65000 [mm2]

El perímetro encerrado por el perímetro exterior= 130*2+500*2=1260 [mm]

C 11 2 2 3 “Para elementos sometidos únicamente a cortante y flexión”

Vc=0.17λ√(f'c) bwd

C 11 5 1 “El valor máximo para el Vs es”

0.66√(f'c) bwd

C 11 4 5 3 “Existe un Vs de control, el cual regula las separaciones máximas entre estribos”

0.33√(f'c) bwd

CÁLCULOS TIPO

Cálculo tipo condiciones máximas

cmax=3/4*d

cmax=172.5 [mm]

amax=0.85*cmax

amax=146.63 [mm]

As máx= (γ f^' c bw amax)/fy

As máx= 810.1 [〖mm〗^2]

Mn máx=Asmáx fy (d-(a máx)/2)

Mn máx=131.57 [KN m]

Mu máx=Mn máx*0.9

Mn máx=118.41 [KN m]

C 10 5 1 En toda sección de un elemento sometido a flexión cuando por análisis se requiera refuerzo de tracción, el As proporcionado no debe ser menor que el obtenido por medio de:

As min1= (0.25 √(f'c))/fy bw d

As min1= 163.12

Pero no menor a

As min1= (1.4 bw d)/fy

Cond máximas y mínimas

c máx 172.50 mm Mn máx 131.57 KN*m As min 199.33 mm2

a máx 146.63 mm As min1 163.12 mm2 Mu máx 118.41 KN*m

As máx 810.10 mm2 As min 2 199.33 mm2

As min1= 199.33 [〖mm〗^2]

Entonces el As mínimo es el menor valor entre los dos anteriores

As min= 199.33 [〖mm〗^2]

Calculo tipo diseño a flexión

A partir del modelo de SAP 200 hallo los valores de momento flector en la cara del apoyo.

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