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sustentación de proyecto de investigación
Tipo: Apuntes
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A Dios quien nos da la vida para seguir calcando nuestros sueños. A nuestra docente, Mgtr. Luis Mariano Villegas Granados, quien es fuente de sabiduría y por su arduo trabajo que se ha tomado en trasmitirnos sus diversos conocimientos que hoy forman parte de nuestro desarrollo profesional. A nuestros padres por su apoyo general en nuestra etapa formativa profesional. A todos los integrantes del grupo por su dedicación y colaboración para el desarrollo de este trabajo.
El objetivo del presente trabajo es realizar el análisis estructural de un edificio y diseñar los principales elementos estructurales; así de esta manera recordar, organizar y complementar, bajo una forma de aplicación práctica, los conocimientos adquiridos en los diversos cursos básicos de la carrera. El edificio de concreto armado es del tipo mixto, es decir conformado por una matriz aporticado provista de muros de corte; tiene nueve pisos, está ubicado en la ciudad de Piura en un terreno en esquina, rodeado por corredores y estacionamiento de vehículos. El área del edificio es de 625 m2 (25m x 25m). En un proyecto de la magnitud del presente, se debe realizar un estudio de suelos. El Estudio de Mecánica de Suelos, efectuado por el Laboratorio de Estructuras y Ensayos de Materiales de Construcción de la Universidad de Piura, forma parte de la información entregada para el presente proyecto. Se partió de una distribución arquitectónica ya definida, que cumple con algunos requisitos importantes, tales como simetría, máximo aprovechamiento de la planta, ventilación, iluminación, etc. El primer nivel tiene dos ingresos como se puede observar en la página N°3. Todos los demás niveles tienen una planta típica, la cual se puede observar en la página N°4, ésta cuenta con ocho oficinas, cada una de las cuales posee un ambiente de recibo y un medio baño. Todos los niveles, además, están comunicados por una escalera y mediante un sistema de ascensores que van desde el primer piso hasta la azotea. El edificio tiene una cisterna y un tanque elevado para el abastecimiento de agua potable. Mediante la información que proporcionó el estudio del suelo de cimentación, se hizo un análisis de factibilidad del tipo de cimentación. Luego se procedió a estructurar y predimensionar los elementos estructurales, definiéndolos tanto en ubicación como en dimensión, de tal manera de lograr una estructura estética, segura, funcional y económica. Así se determinó el modelo estructural del proyecto. Después se realizó el metrado de cargas de los distintos elementos estructurales y no estructurales, de acuerdo a la Norma Técnica de Edificación E- 0. CARGAS. Teniendo entonces el modelo estructural y el metrado de cargas se procedió a realizar el análisis estructural en dos partes: el sísmico y el vertical. El análisis sísmico se hizo mediante el programa de análisis
estructural “SAP 80”, dicho programa realiza el análisis mediante un modelo tridimensional de la estructura. En el análisis vertical se utilizó el programa “PFRAME”, el cual realiza el análisis mediante un modelo bidimensional de pórticos. II. OBJETIVOS 2.1 Objetivos Generales
3.1.8 Cimentación 3.1.8.1 Zapatas Aisladas Tipo de cimentación superficial que sirve de base de elementos estructurales puntuales como las columnas. 3.1.8.2 Zapatas Combinadas Se emplean cuando las zapatas aisladas solapan. También se utilizan para apoyar muros con capacidad portante. 3.1.8.3 Losas de Cimentación Placa flotante apoyada directamente sobre el terreno. Se emplea como un caso extremo, pueden ser maciza, aligerada o con refuerzos especiales. 3.1.9 Predimensionamiento Estructural Considerando Ios factores básicos de dimensionamiento (tráfico, expIanada, características de Ios materiaIes y variabIes cIimáticas) de manera expIícita, con eI objetivo, como en eI cáIcuIo tradicionaI de estructuras, de determinar tensiones, deformaciones y despIazamientos, comparando estos resuItados con Ios vaIores admisibIes. Este enfoque es eI de Ios métodos anaIíticos de dimensionamiento. Implícitamente, considerando todos esos factores gIobaImente en un proceso basado fundamentalmente en Ia experiencia sobre eI comportamiento de Ios firmes. Así es como se hace en Ios métodos empíricos de dimensionamiento. a) Hipótesis de BURMISTER: En resumen, estas hipótesis son Ias siguientes:
El metrado de cargas es una técnica para estimar las cargas actuantes en los diferentes elementos estructurales y no estructurales que componen una edificación también es calcular, medir el peso que pueda tener la edificación, al sumar cada elemento columna, placa, losa, viga, etc. (carga muerta) y el peso que pueda actuar sobre la estructura como muebles personas etc. (carga viva). El principio fundamental en el metrado de cargas es entender el proceso de transmisión de cargas desde el nivel más elevado hasta el terreno. Entender este proceso adecuadamente es la clave para estimar correctamente las cargas actuantes en los elementos y con las cuales posteriormente serán diseñadas. 3.2.1 Metrado en cargas verticales El metrado de cargas es una técnica con la cual se estiman las cargas actuantes sobre los distintos elementos estructurales que componen al edificio. Este proceso es aproximado ya que por lo general se desprecian los efectos hiperestáticos producidos por los momentos flectores, salvo que estos sean muy importantes.
3.2.2 Tipos de Carga En general, las cargas que pueden actuar en un edificio clasifican en los siguientes tipos: Cargas Estáticas, Cargas Dinámicas y Otras Solicitaciones. Estas cargas se definen de la siguiente manera: 3.2.2.1 CARGAS ESTÁTICAS. Son aquellas que se aplican lentamente sobre la estructura, lo cual hace que se originen esfuerzos y deformaciones que alcanzan sus valores máximos en conjunto con la carga máxima. Prácticamente, estas solicitaciones no producen vibraciones en la estructura, ya su vez clasifican en: a) Cargas Permanentes o Muertas. Son cargas gravitacionales que actúan durante la vida útil de la estructura como, por ejemplo: el peso propio de la estructura y el peso de los elementos añadidos a la estructura. b) Carga Viva o Sobrecarga. Son cargas gravitacionales de carácter movible, que podrían actuar en forma esporádica sobre los ambientes del edificio. Entre estas solicitaciones se tiene: al peso de los ocupantes, muebles, nieve, agua, equipos removibles, puente grúa, etc. 3.2.2.2 CARGAS DINÁMICAS. Son aquellas cuya magnitud, dirección y sentido varían rápidamente con el tiempo, por lo que los esfuerzos y desplazamientos que originan sobre la estructura, también cambian con el tiempo; cabe indicar que el instante en que ocurre la máxima respuesta estructural, no necesariamente coincide con el de la máxima solicitación. Estas cargas clasifican en:
