Catedra Castro
Rigidizacion de edificios con tabiques
3
Universidad de Buenos Aires
Facultad de Arquitectura y Urbanismo
GUIA DE TRABAJOS PRACTICOS
TP N°26
Rigidización de
edificios con tabiques
Cátedra Ing. Mario E. CASTRO
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Rigidización de edificios con tabiques, Apuntes de Análisis Estructural
Un análisis detallado sobre la rigidización de edificios mediante el uso de tabiques. Se estudia la condición de indesplazabilidad, la determinación del centro de rigidez, la excentricidad, los esfuerzos de corte y momentos flectores que toman los tabiques en las direcciones x e y. Se proporcionan fórmulas y cálculos específicos para un edificio de 4 pisos, incluyendo la verificación de los resultados obtenidos. El documento aborda temas relevantes para el diseño de estructuras resistentes, como la distribución de cargas de viento, la rototranslación de la planta y el dimensionamiento de los elementos de rigidización.
Tipo: Apuntes
2023/2024
1 / 13
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Catedra Castro Rigidizacion de edificios con tabiques
Universidad de Buenos Aires
Facultad de Arquitectura y Urbanismo
GUIA DE TRABAJOS PRACTICOS
TP N°
Rigidización de
edificios con tabiques
Cátedra Ing. Mario E. CASTRO
Recursos para el diseño de Estructuras Resistentes
Esfuerzos que toman los tabiques como elementos de rigidización del edificio
Edificio de 4 pisos de 3m de altura cada uno. Planta baja de 4m de altura. No posee subsuelos. El análisis se realiza para los valores obtenidos para el Primer piso.
Cargas: q (^) D = 0.8 t/m^2 q (^) L = 0.3 t/m^2 Hormigón: f’c = 25 MPa
Análisis:
- Verificar la condición de indesplazabilidad (desplazabilidad limitada) para cada dirección. Para la planta del edificio analizada:
- Definir el desplazamiento que se producirá en la planta indicada para cada dirección.
- Hallar el esfuerzo de corte y el momento flexor que recibirá cada tabique para cada dirección.
- Definir el esfuerzo de corte y el momento flexor de dimensionado de cada tabique.
W (^) x = 10t
W (^) y = 20t
Recursos para el diseño de Estructuras Resistentes
I 1 2 3 4 5
6
7
2. Determinar del baricentro (G)
Se posicionan los ejes de referencia x e y
Al ser la planta rectangular, dicho baricentro (G), se encuentra en la intersección de sus diagonales:
xG = 14 m yG = 6 m
3. Determinar el centro de rigidez (CR) o baricentro de las inercias
Los tabiques encargados de tomar la traslación son aquellos tabiques que se ubican paralelos a la dirección del viento. Solo se consideran los tabiques dispuestos de modo tal que aporten su inercia mayor.
x CR = I 1 * x 1 + I 2 * x 2 + I 3 * x 3 + I 4 * x 4 + I 5 * x 5 y CR =
I 6 * y 6 + I 7 * y 7
+I +I 3 +I 4 +I 5 6 + I 7
I = 8.53m^4
I = 3.60m 4
I = 3.60m 4
I = 3.60m 4
I = 8.53m^4
x 1 = 0.1m
x 2 = 10m
x 3 = 14m
x 4 = 18m
x 5 = 27.9m
I = 0.017m 4
I = 0.91m 4
y 6 = 2m
y 7 = 11.9m
1 2 I
Catedra Castro Rigidizacion de edificios con tabiques
x CR = 8.53m 4 * 0.1m + 3.6m 4 * 10m+ 3.6m 4 * 14m+ 3.6m 4 * 18m+ 8.53m 4 * 27.9m
= 14m
27.86m 4
yCR
0.017m4* 2m + 0.915m4* 11.9m = 11.72m
Se presenta el siguiente ordenamiento, a modo de resumen:
4. Determinar la excentricidad (e)
Se determina en este ejemplo la acción del viento sobre ambas caras. e (^) x= xCR – xG = 14 m – 14 m = 0, e (^) y= yCR – yG = 11,72 m – 6 m = 5.72 m
Para acción del viento sobre la cara mayor (W (^) y) → ex = 0, la planta tiende a trasladarse en dirección “y”.
En cambio, para la acción del viento sobre la cara menor (W (^) x), → ey ≠ 0, la planta tiende a rototrasladarse (rotación anti horaria) por la existencia de un momento torsor: Mt = W (^) x * e (^) y
Catedra Castro Rigidizacion de edificios con tabiques
Análisis de las fuerzas que tomará cada tabique
W 1 =
W 2 =
W 3 =
W 4 =
W 5 =
I 1
ΣIi
I 2
ΣI i
I 3
ΣI i
I 4
ΣIi
I 5
ΣIi
* W^ y
* W^ y
* W^ y
* W^ y
* W^ y
8.53m 4 W 1 = 27.86m 4
- 20t = 0.3062* 20t = 6.123t
3.6m^4 W 2 = 27.86m 4
- 20t = 0.1292 * 20t = 2.584t
3.6m^4 W 3 = 27.86m 4
- 20t = 0.1292 * 20t = 2.584t
3.6m^4 W 4 = 27.86m 4
- 20t = 0.1292 * 20t = 2.584t
8.53m 4 W 5 = 27.86m 4
- 20t = 0.3062* 20t = 6.123t
W 6 = 0
W 7 = 0
VERIFICACIÓN:
W (^) Total = W 1 +W 2 + W 3 + W 4 + W (^5)
20t = 6,123t + 2,584t + 2,584t + 2,584t + 6,123t
Para dimensionar los tabiques tendré que saber el corte a nivel de cada planta. Es mucho más práctico calcular el corte en cada tabique sabiendo que V1=35t (corte a nivel del 1° piso)
V1= 0,3062.35t= 10,72t
V2= 0,1292.35t= 4,52t
V3= 0,1292.35t= 4,52t
V4= 0,1292.35t= 4,52t
V5= 0,3062.35t= 10,72t
V6= 0t
V7= 0t
VERIFICACIÓN:
VTotal = V 1 +V 2 + V 3 + V 4 + V 5
35t=10.72t + 4.52t +4.52t + 4.52t + 10.72t
Recursos para el diseño de Estructuras Resistentes
6. Determinar el momento flexor que toma cada tabique según la dirección “y” del viento
Momento flexor global para dirección “y” → M = 240tm
El momento flexor para cada tabique será: (los porcentajes de repartición son los mismos que los obtenidos para el esfuerzo de corte)
M 1 = 0.3062 * 240tm = 73.49tm
M 2 = 0.1292 * 240tm = 31.01tm M 3 = 0.1292 * 240tm = 31.01tm
M 4 = 0.1292 * 240tm =31.01tm M 5 = 0.3062 * 240tm = 73.49tm
M 6 = 0
M 7 = 0
VERIFICACIÓN:
MTotal = M 1 +M 2 + M 3 + M 4 + M 5
240tm = 73.49tm 31.01tm + 31.01tm + 31.01tm + 73.49tm
Recursos para el diseño de Estructuras Resistentes
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b. Rotación
W (^) x = 10t
e (^) y= 5.72 m
x 1 = 14m – 0.10m = 13.90m I 1 * x 2 = 8.53m^4 * (13.90m) 2 = 1648.08m^6 x 2 = 14m – 10m = 4m I 2 * x 2 = 3.60m^4 * (4m)^2 = 57.6m^6 x 3 = 14m – 14m = 0 I 3 * x 2 = 3.60m^4 * (0) 2 = 0 x 4 = 18m – 14m = 4m I 4 * x 2 = 3.60m^4 * (4m)^2 = 57.6m^6 x 5 = 27.9m – 14m = 13.9m I 5 * x 2 = 8.53m^4 * (13.9m) 2 = 1648.08m^6 y 6 = 11.72m – 2m = 9.72m I 6 * y 2 = 0.017m^4 * (9.72m)^2 = 1.606m^6 y 7 = 11.9m – 11.72 m = 0.18m I 7 * y 2 = 0.91m^4 * (0.18m) 2 = 0.029m^6 Total = 3413m 6
Catedra Castro Rigidizacion de edificios con tabiques
c. Roto-traslación
Valores finales:
W 1 = (0 – 0.1987) * W (^) x = - 0.1987 * 10t = -1.987t
W 2 = (0 – 0.0241) * W (^) x = - 0.0241 * 10t= - 0.241t
W 3 = (0 +0) * W (^) x = 0 * 10t= 0
W 4 = (0 + 0.0241) * W (^) x = 0.0241 * 10t = 0.241t
W 5 = (0 + 0.1987) * W (^) x = 0.1987 * 10t = 1.987t
W 6 = (0.0183 + 0.0003) * W (^) x = 0.0186 * 10t = 0.186t
W 7 = (0.982 - 0.0003) * W (^) x = 0.9817 * 10t = 9.817t
Los signos son positivos si el desplazamiento coincide con el de la traslación.
VERIFICACIÓN (equivalencia de fuerzas dirección y): W (^) Total = W 1 + W 2 + W 3 + W 4 + W (^5)
0t = (-1.987) + (-0.241t) + 0 + 0.241t + 1.987t
VERIFICACIÓN (equivalencia de fuerzas dirección x): W (^) Total = W 6 + W (^7)
10t = 0.186t + 9.817t
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9. Valores finales de dimensionamiento:
T V (^) viento x [t] Vviento y [t] VDimendionado [t] M (^) viento x [tm] M (^) viento y [tm] MDimendionado [tm]
T 1 3.48 10.72 10.72^ 23.84 73.49 73.
T 2 0.42 4.52 4.52 2.89 31.01 31.
T 3 0 4.52 4.52 0 31.01 31.
T 4 0.42 4.52 4.52 2.89 31.01 31.
T (^5) 3.48 10.72 10.72 (^) 23.84 73.49 73.
T 6 0.32 0 0.32 2.20 0 2.
T 7 17.18 0 17.18 117.80 0 117.