Criterios de Estructuración y
Conceptos Generales Del Diseño
Estructural
Docente: Ing. Civil Marco A. Aviles Yanque
CIP 142084
CONTENIDO
1. Introducción a los conceptos de diseño de estructuras de
concreto.
Relación entre arquitectura y diseño de estructuras de2.
concreto.
3. Sistemas estructurales de concreto en edificaciones,
selección.
4. Normatividad para el diseño de estructuras de concreto
edificaciones.
en
5. Desarrollo del Modelo Estructural, según requerimientos de
Etabs 2013.
Aplicación de cargas al modelo estructural.6.
ESTRUCTURAS EN
EDIFICACIONES
•Definición.
•La estructura de las edificaciones esta compuesta
por los elementos destinados a soportar las
acciones o cargas que actúan directa o
indirectamente sobre la edificación, cumpliendo con
los requisitos factibilidad, economía, optimización e
integración.
REQUISITOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA
•FACTIBILIDAD.
Las estructuras son reales , por tanto ellas deben usar
materiales y productos disponibles, que puedan manejar los
trabajadores de la construcción y las empresas de producción.
“Solo porque algo se puede construir no es razón para que
deba construir”
se
•ECONOMIA.
La estructura no debe ser costosa, debe existir una
correspondencia con respecto a los otros costos de una
edificación.
Si bien la estructura es vital generalmente no representa el
monto mayor de una construcción a excepción de una
construcción llamativa.
•OPTIMIZACION.
La estructura debe ser planteada buscando un punto
intermedio entre los deseos de seguridad, amplitud de
espacios, calidad de acabados y la factibilidad práctica y
económica.
La mejor solución debe elegirse en función de la prioridad del
diseño, donde el costo en la mayoría de las veces esta
primero.
•INTEGRACION.
Un buen diseño estructural requiere la integración de la
estructura en la totalidad del sistema físico del edificio.
Existe una marcada influencia de las decisiones de carácter
estructural sobre la arquitectura, las instalaciones, el
procedimiento constructivo y el mantenimiento de las
edificaciones.
FUNCIONES ESTRUCTURALES
en edificaciones
LAS FUNCIONES DE LA ESTRUCTURA EN EDIFICACIONES
ESTAN DIRECTAMENTE RELACIONADAS CON LA
ARQUITECTURA DEL PROYECTO
Las exigencias del planteamiento arquitectónico implican tres
aspectos se manera individual o combinados entre sí:
-Necesidad de
-Necesidad de
protección y espacios cerrados.
definición de espacios interiores, subdivisión y
separación.
-Necesidad de espacio interior libre.
Necesidad de protección y
espacios cerrados.
Normalmente las superficies exteriores de una edificación
forman una barrera entre interior y exterior con muchos
requisitos a cumplir, como seguridad, ambientación, acceso,
humedad, etc.
La estructura debe cumplir con proporcionar el soporte
necesario para el recubrimiento de la edificación; en otros
casos es la propia estructura que proporciona directamente la
cobertura del espacio cerrado.
Expo estructuración y otros
-Necesidad de definición de
espacios interiores, subdivisión y
separación.
La mayoría de edificaciones tienen división de espacios
interiores con ambientes separados y niveles separados.
Los elementos estructurales utilizados para generar el
interior se deben relacionar con los requerimientos
individuales y con las necesidades de separación.
Estas dos funciones generan restricciones de forma, de
tratamiento de superficies, instalaciones de diversa índole,
existiendo la mayor dificultad cuando el uso de la
edificación es diverso
Expo estructuración y otros
Necesidad de espacio interior libre.
El desarrollo de actividades en lugares cerrados crea la necesidad de
producir espacios interiores libres; estos pueden ser muy pequeños o
muy grandes
Para la generación de espacios libres es necesaria la función
estructural básica de cobertura de luces, la magnitud del problema de
la cobertura se determina por la carga y la luz a cubrir, a medida que
aumenta la luz se incrementa rápidamente el esfuerzo requerido por la
estructura y se reducen las opciones para el sistema estructural
Expo estructuración y otros
DISEÑO ESTRUCTURAS EN EDIFICACIONES
Es un procedimiento por el cual se plantea la
estructura de una edificación basada en la
concepción arquitectónica, empleando como
material estructural el Concreto Reforzado
Concreto Reforzado:
Material estructural compuesto por concreto y acero
Se utiliza en nuestro medio, región Cusco, desde
hace aproximadamente 110 años, siendo el mejor
ejemplo de ello el Mercado de San Pedro.
VENTAJAS
Es durable, vida útil extensa prácticamente
Gran resistencia a la compresión.
sin mantenimiento
Resistente al agua- más aún con aditivos.
Medianamente resistente al fuego.
Puede adoptar cualquier forma.
No requiere mano de obra especializada.
Es económico, fácil de conseguir en la mayoría de los casos.
Su grán masa y rigidez contribuyen a reducir la vibraciones
DESVENTAJAS
Poca resistencia a la tracción, requiere del
esta falta.
acero para suplir
Requiere encofrado, incrementa el costo y
para el uso.
tiempo de espera
La relación resistencia – peso propio es desventajosa para
grandes luces.
La formación de grietas en los diversos elementos
estructurales es inevitable, no es impermeable.
Presenta deformaciones en el tiempo, se traducen en
agrietamientos, e incremento de las deflexiones.
METODO DE DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE
CONCRETO REFORZADO
El método de diseño de estructuras de concreto
reforzado es el denominado “Diseño por Resistencia”,
este método consiste en predecir la carga que
ocasionará la falla del elemento estructural, y analiza
el modo de colapso del mismo.
Toma en cuenta el comportamiento inelástico del
concreto y del acero, estimando de mejor manera la
capacidad de carga del elemento estructural de
concreto.
El método permite determinar el factor de
seguridad del elemento estructural.
Esto es posible mediante dos procedimientos:
•
•
Amplificación de las Cargas de Servicio.
Reducción de la resistencia teórica del
elemento estructural.
Debiendo comprobarse además,
elementos
que
bajo
las
lasdeformaciones de los
cargas de servicio se encuentren limitadas, es
decir no se presenten deformaciones
excesivas ni agrietamientos críticos.
Las cargas de servicio o carga última
de diseño, es la suma de las diversas cargas
que actúan sobre una estructura de concreto,
a lo largo de su vida útil, afectadas por un
factor de amplificación, este factor pretende
mostrar la probabilidad que la carga última
sea superada en la realidad.
Las combinaciones de carga, consideran la
probabilidad de ocurrencia de uno u otro tipo
de carga actuante de manera simultanea.
En el diseño
cada
de estructuras de concreto se
seevalúa combinación de carga y
utilizan las solicitaciones más críticas
(envolvente).
La reducción de la resistencia teórica
de diseño, se debe a la diferencia que existe
entre el valor de resistencia estimado
teóricamente y la realidad, esto se debe a
varios factores, siendo la naturaleza del
concreto (material compuesto) y el proceso
constructivo los más importantes.
Los factores de reducción se
el
emplean
también para incrementar factor de
seguridad de ciertos elementos estructurales,
por el tipo de falla que tienen o la
importancia dentro de toda la estructura.
EXPRESION DEL METODO DE DISEÑO
La expresión que resume el método de
diseño de estructuras de concreto está
dada por:
ɸRn >=Ru
En todas la secciones de un elemento
estructural, las resistencias de diseño (ɸRn)
deben ser mayores o iguales a las
resistencias requeridas (Ru)
PROCEDIMIENTO
DE DISEÑO
EL PROYECTO DE ARQUITECTURA
El desarrollo del proyecto de
en
estructuras en
deedificaciones esta basado un proyecto
Arquitectura, este proyecto debe contener la
siguiente información básica:
- Las plantas de distribución.
- La planta de techos.
- Los planos de corte.
- Las elevaciones.
- Los detalles constructivos
- El plano de ubicación y el catastral
incluyendo el entorno.
TIPOS DE PROYECTOS DE ARQUITECTURA
Existe un enorme variedad de
uso
proyectos de
estáarquitectura, depende del al cual
destinado, al monto de inversión asignado, al
proceso constructivo involucrado, a la formalidad
e informalidad del propietario, y muchos otros
aspectos.
Desde el punto de vista estructural los podemos
clasificar en cuatro categorías (según norma
sismo-resistente).
• Edificaciones Esenciales - Tipo A
Hospitales, estaciones de bomberos y policía,
centros educativos, almacenes que contengan
productos tóxicos o peligrosos.
• Edificaciones Importantes - Tipo B
Teatros,
museos,
estadios,
bibliotecas,
centros
centros
comerciales,
de cómputo,
almacenes de productos básicos.
Edificaciones Comunes - Tipo C•
Viviendas, oficinas, hoteles, restaurantes,
edificaciones industriales de riesgo leve.
Edificaciones menores – Tipo D•
Viviendas temporales menores, almacenes
temporales, cercos bajos.
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Expo estructuración y otros
Expo estructuración y otros
Expo estructuración y otros
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Expo estructuración y otros
Expo estructuración y otros
Expo estructuración y otros
Expo estructuración y otros
Expo estructuración y otros
Expo estructuración y otros
SISTEMAS ESTRUCTURALES
Un sistema estructural es producto de un conjunto
entre los cuales se tienen:
de aspectos
• Función específica. Un voladizo, una zapata.
• La forma Geométrica u orientación. Arco.
•Los materiales de los elementos. Únicos, mixtos.
•La forma de unión de los elementos. Monolíticos, unidos.
•La forma de apoyo de la estructura. Puntual, continua.
•Las condiciones específicas de cargas. Sismos, vientos.
•Las condiciones impuestas por función y forma. Arquitectura.
•Economía.
•Problemas de diseño.
•Problemas de construcción.
•Las exigencias de la normatividad vigente.
SISTEMAS ESTRUCTURALES EN EDIFICACIONES
DE CONCRETO REFORZADO
EN EDIFICACIONES DE CONCRETO REFORZADO SE TIENEN
LOS SIGUIENTES SISTEMAS ESTRUCTURALES
• SISTEMA APORTICADO.
Formado por un conjunto de pórticos
denominados generalmente principales y secundarios,
según actúe en mayor o menor medida las cargas
sobre éstos.
Este tipo de sistema estructural contempla básicamente
que los nudos de unión entre vigas y columnas son
rígidos y el entrepiso también es rígido.
Soportan por lo menos el 80% de las cargas laterales.
Es el sistema estructural más común en nuestro medio y el
más vulnerable a los eventos sísmicos si las edificaciones
superan los cinco niveles.
STEMA DUAL.
Es una combinación de pórticos principales y
secundarios y muros estructurales de concreto.
Este tipo de sistema estructural contempla
básicamente que los nudos de unión entre vigas y
columnas y muros
también es rígido.
estructurales son, el entrepiso
Los muros estructurales se ubican generalmente en
el perímetro de la edificación o pueden estar
concentrados hacia el centro formando el
denominado “núcleo rígido”
Los pórticos soportan por lo menos el 25% de las
cargas laterales y los muros estructurales el 75%
Este sistema estructural es eficiente para edificaciones
altas y a partir de los seis niveles.
STEMA DE MUROS ESTRUCTURALES
Es un sistema en el cual los elementos portantes
son muros estructurales de concreto.
Este tipo de sistema estructural contempla
muros y entrepisos rígidos, no existen pórticos.
Los muros estructurales se ubican generalmente en
las divisiones interiores de la edificación y tienen
continuidad desde el primero al último nivel.
Los muros soportan por lo menos el
cargas.
80% de las
Este sistema estructural es eficiente para edificaciones
altas y a partir de los seis niveles siempre y cuando
cumplan con tener la continuidad en elevación requerida.
STEMA DE MUROS DE DUCTILIDAD LIMITADA.
Es un sistema en el cual los elementos portantes
son muros estructurales de concreto de espesor
reducido y refuerzo con mallas de acero.
Este tipo de sistema estructural contempla
muros y entrepisos rígidos, no existen pórticos.
Los muros estructurales se ubican generalmente en
las divisiones interiores de la edificación y tienen
continuidad desde el primero al último nivel.
Los muros soportan por lo menos el 80% de las
cargas.
Este sistema estructural es eficiente para edificaciones de
poca altura hasta los cinco niveles, pudiendo llegar en
algunos casos hasta los doce, siempre y cuando los muros
sean de mayor espesor.
ELECCION DEL SISTEMA ESTRUCTURAL
El sistema estructural se elige según los siguientes
criterios:
•EL PROYECTO ARQUITECTONICO, según las
exigencias del planteamiento arquitectónico, es decir
las necesidades de cerramiento, división y espacio
interior libre individualmente o una combinación.
• LAS CONDICIONES DEL ENTORNO.
Las condiciones de ubicación de la edificación respecto
a las edificaciones vecinas, la topografía del terreno, la
geografía y geotécnica del lugar, condicionan la elección
del sistema estructural
.
• LAS CARGAS.
El tipo y la magnitud de las cargas que actúan
sobre la estructura, cargas permanentes,
sobrecargas, cargas eventuales.
• LOS ASPECTOS FORMALES DE LA
ESTRUCTURA, relacionados con la forma tanto
en planta como en elevación que a manera global
debe cumplir una estructura, para ser tener un
mínimo de condiciones de estabilidad estructural.
• LA NORMATIVIDAD VIGENTE.
Las normas especificadas en el Reglamento
Nacional de Edificaciones vigente; Norma E.020
Cargas; E.030 Diseño Sismo Resistente: E.050
Suelos ; E.060 Diseño de Concreto Armado.
CONDICIONES DEL ENTORNO
SON LAS CONDICIONES EXTERNAS EXISTENTES QUE CONDICIONAN
EL DISEÑO DE UNA ESTRUCTURA DE CONCRETO REFORZADO.
LINDEROS.
Relacionado con las edificaciones vecinas y la posibilidad de afectarlas
al ejecutar una edificación de concreto reforzado, por tanto se debe
prever cualquier inconveniente en el diseño; se puede considerar
desde un punto de vista de riesgo, en tres categorías:
Sin riesgo. Cuando la ejecución de la obra no afectará las
edificaciones de los
condicionado.
linderos y por tanto el diseño no esta
Moderadamente Riesgoso. Cuando la ejecución de la obra implica
se considerauna intervención controlada a las edificaciones vecinas y
en el diseño
Riesgoso. Cuando la ejecución de la obra implica una intervención
controlado pero existen factores que no se pueden prever en el
diseño.
TOPOGRAFIA.
La topografía representa un factor importante para la elecci
sistema estructural, pero es factible modificarla en función del
proyecto arquitectónico.
- Generalmente una topografía ondulada tiende a ser modificada en
plana.
- En los casos de topografía muy quebrada se adecua la estructura a
una topografía en andenes.
GEOTECNIA.
Las condiciones del suelo de desplante de la edificación es otro factor
del entorno que condiciona el sistema
define:
estructural de una edificación,
- Relación suelo estructura, períodos
ondas sísmicas.
de vibración, amplificación de
-
-
Tipo de cimentación.
Muros de sostenimiento.
CONDICIONES DEL ENTORNO
Sin riesgo
CONDICIONES DEL
Moderadamente
ENTORNO
riesgoso
modificación de la topografía
CONDICIONES DEL ENTORNO
Riesgoso
modificación de la topografía
CONDICIONES DEL ENTORNO
Riesgoso
Edificaciones vecinas
CONDICIONES DEL ENTORNO
Riesgoso
Edificaciones vecinas
CONDICIONES DEL ENTORNO
Riesgoso
Edificaciones vecinas
CARGAS
Podemos distinguir tres tipos de cargas que actúan sobre una
edificación:
Cargas Permanentes: (denominadas también cargas muertas)
representan los pesos propios de los materiales de construcción,
por ejemplo el peso del concreto: 2400 kg/m3
Sobrecargas: (denominadas también cargas vivas), representan el
uso de la edificación, por ejemplo la sobrecarga de una vivienda:
200 kg/m2
Cargas Eventuales: se producen de manera cíclica o aleatoria, sin
previo aviso, son aquellas producidas por vientos, sismos,
explosiones, deslizamientos.
Para determinar la disposición de los elementos estructurales se
debe considerar en que proporción actúan estas cargas sobre
cualquier elemento estructural.
CARGAS PERMANENTES
(cargas muertas)
Para su cuantificación generalmente se considera el área de
influencia y el ancho de influencia, el valor de éstas cargas se
determinan en base a normas en este caso el Reglamento Nacional
de Edificaciones y su norma E-020
a
b
Los valores de la norma se aplican a construcciones estándar
para otros casos se deben justificar los valores utilizados.
SOBRECARGAS
(cargas vivas)
Para su cuantificación generalmente se considera al igual que
las cargas permanentes el área de influencia y en una
edificación pueden existir diversos tipos de sobrecargas.
Una edificación destinada a institución educativa tendrá una
sobrecarga en aulas de 250 kg/m2 y una sobrecarga de zonas
de circulación de 400 kg/m2.
Puesto que la sobrecarga depende del uso de la edificación,
cuando se varía el destino de la edificación será necesario
realizar una evaluación estructural para determinar si la
estructura es competente al nuevo uso al cual está destinado,
aspecto muy común en obras de restauración, adecuación de
viviendas a comercio y similares.
CARGAS EVENTUALES
Producidas por la acción de viento o sismo u otras de
naturaleza dinámica.
Se considera que este tipo de cargas tiene una acción horizontal
sobre la edificación, por tanto la estructura debe formar un
sistema resistente a cargas laterales.
Los sistemas estructurales con resistencia a cargas laterales
tienen cuatro tipos de elementos resistentes:
-Diafragmas horizontales.
-Diafragmas verticales.
-Marcos contra venteados.
-Marcos rígidos resistentes a momentos.
La acción de viento se considera como una fuerza
lateral directa que actúa sobre la edificación;
La acción del sismo, por tratarse de un movimiento
generan fuerzas de inercia, es decir por fuerzas
derivadas de su peso propio que a su vez generan las
fuerzas horizontales equivalentes.
CONDICIONES MINIMAS DE ESTABILIDAD
Como criterio general para lograr la estabilidad de un edificio
frente a la acción de cargas gravitatorias (pesos propios,
sobrecargas) y cargas laterales (viento, sismo).
Es necesario contar con un mínimo de planos resistentes, éstos
son: tres planos verticales, no todos ellos paralelos ni
concurrentes, y un plano horizontal perfectamente anclado a
los planos verticales anteriormente mencionados
SISTEMAS LATERALMENTE
RESISTENTES
Diafragmas horizontales y verticales
Marcos Contra venteados
Marcos Rígidos o Resistentes a Momentos
O una combinación de ellos.
ASPECTOS FORMALES DE LA
ESTRUCTURA
Están relacionados con las condiciones mínimas a nivel de toda la
estructura a ser cumplidas para soportar las cargas a las cuales
estará sometida, especialmente aquellas del tipo horizontal.
La estructura en general debe:
Ser simple;
 Ser simétrica;
 No ser demasiado alargada en planta o elevación;
 Tener los planos resistentes distribuidos en forma uniforme;
Tener elementos estructurales horizontales en los
formen articulaciones antes que en los elementos
cuales se
verticales;

 Haber sido proyectada de modo tal que los elementos
estructurales se relacionen de manera de permitir el buen
detallado de las uniones.
Distribución en Planta
Distribución de masas y de rigideces
Distribución de elementos verticales
Expo estructuración y otros
Distribución en
Planta para evitar
la torsión
Distribución de masas y de
rigideces
NORMATIVIDAD VIGENTE
El diseño de las estructuras de concreto reforzado deben
cumplir con los requerimientos de las normas vigentes según el
país donde se diseñan.
Para el caso de Perú, son las normas del Reglamento Nacional
de Edificaciones las aplicables y entre ellas tenemos:
 Norma A-130 Requisitos de Seguridad
Norma E.020 Cargas
 Norma E.030 Diseño Sismo Resistente
 Norma E.050 Suelos
 Norma E.060 Concreto Armado
Norma E.070 Diseño en Albañilería
Aspectos Generales
Las normas en general distinguen tres aspectos relacionados
con el diseño de estructuras de concreto:
Exigencias básicas.
 Exigencias referidas al análisis estructural.
 Exigencias referidas al diseño.
 Actividad 2: resumir los aspectos más importantes
norma referido a los tres tipos de exigencias .
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EJEMPLOS DE SISTEMAS ESTRUCTURALES
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Expo estructuración y otros
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Expo estructuración y otros
Expo estructuración y otros
PLANTA MODULO SIMPLE
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ARO '" 33.38 m2
ARO TERqlZA + GRADA .. 10.59 m2
HAafTACION
SUITE
TERRAZA
Expo estructuración y otros
MODELO ESTRUCTURAL
El modelo estructural es la representación esquemática de la
edificación, se emplea para verificar la competencia
(verificar el comportamiento y realizar el diseño) del sistema
estructural planteado.
Un modelo estructural se desarrolla según la necesidad de
contar con información del total del sistema estructural o de
partes específicas del interés, ya sea para el análisis
estructural y/o el diseño.
Se pueden plantear varios modelos estructurales para una
edificación, según el grado de complejidad al cual se quiera
llegar y el software a ser utilizado.
PRINCIPIOS PARA EL DESARROLLO
DEL MODELO ESTRUCTURAL
El modelo estructural no es una copia de la edificación, solo
su representación, la cual esta basada en los principios de la
mecánica de los cuerpos rígidos y cuerpos deformables
Entre estos principios tenemos:
 Se cumplen las condiciones de equilibrio estático y
dinámico.
 Se cumple el principio de compatibilidad de
deformaciones.
 Se cumplen las condiciones constitutivas de cada material
estructural de la edificación, las cuales establecen una
relación univoca entre los esfuerzos y las deformaciones
de cada uno de ellos.
Se cumple el principio de superposición.
DESARROLLO DEL MODELO
ESTRUCTURAL
EL DESARROLLO DEL MODELO ESTRUCTURAL IMPLICA LAS
SIGUIENTES ETAPAS:
 Geometría del modelo, planta, elevación.
 Pre dimensionamiento de los elementos estructurales,
elección del material estructural.
 Ubicación de los elementos estructurales.
 Cargas sobre el modelo estructural.
 Verificación de los principios en los cuales esta basado el
modelo estructural.
PLIEGO DE DATOS DEL MODELO
ESTRUCTURAL
ES EL RESUMEN DE DATOS, LOS CUALES SE EMPLEAN
DIRECTAMENTE PARA EL USO DE ETABS 2013
 Geometría del modelo, se establecen las coordenadas en
tres dimensiones o malla (grid) sobre la cual se dibuja el
modelo, también puede importarse desde un software
tipo CAD. (se elige el sistema de unidades)
MODELO Coordenada
X
Coordenada
Y
Coordenada
Z
PRE-DIMENSIONAMIENTO
 Pre dimensionamiento de los elementos estructurales,
esta basado en las recomendaciones de la Norma E.060
Concreto Armado.
 Para vigas y losas reforzadas en una dirección.
 Para losas reforzadas en dos direcciones
 Para columnas.
Para que estas formulas sean aplicables se deberá verificar
previamente que la esbeltez en la columna no sea mayor a 100
(k * L)/r no puede ser mayor a 100
Donde:
k: Constante que depende la forma de las restricciones de los nodos de lasc olumnas
en cada nivel
L: Longitud real de la columna en cada nivel (es decir su altura)
r:Radio de giro de la columna
r=RaizCuadrada(Ieje/A)
Ieje: Momento de Inercia de la sección transversal
de acuerdo al eje de análisis
A: Área de la sección transversal
Finalmente “P”: Carga axial debido al área tributaria que recae sobre la columna,
acumulativa y de todos los pisos más el techo o azotea, asumiremos que en el área
tributaria recae una carga de 1tn/m2 en cada nivel en azoteas y techos 0.5Tn/m2,
ello solamente para efectos de predimensionamiento, mas no de diseño
Cuanto mas alto el valor de K mas conservador es nuestro análisis
de pandeo de la columna, para este curso se tomara un valor de 0.7
 Para placas.
Para el presente curso se considerará
una placa cuando su longitud es mayor a 1.20m
El espesor “t” de la placa se toma t>=h/20, como
minimo para el presente curso t=20cm, si el
espesor del tabique fuese mayor a h/20 o 20 cm
entonces tomar el espesor de dicho tabique
del muro del proyecto de arquitectura.
Nota: “h” es la altura de entrepiso
DEFINICION DE MATERIALES
PARA LA DEFINICION DE LOS MATERIALES, en el caso de
la estructuras de concreto, se requiere tres aspectos:
La Resistencia a la compresión. f’c según el elemento.
El módulo de elasticidad. Ec según el valor de f’c.


 Peso volumétrico.
CARGAS EN EL MODELO
ESTRUCTURAL
 Las cargas permanentes o pesos propios: el peso de la
estructura es calculada de manera automática por Etabs
2013.
 Los pesos adicionales como el de pisos, cielo rasos,
tabiquería son valores a ser introducidos y puede ser de
dos maneras, modelando el elemento o asignado un valor.
 La sobrecarga, se introduce también como valores
directamente sobre los elementos de la estructura.
 Las cargas eventuales, de igual manera se colocan
directamente, en caso de viento utilizando una función
propia según la norma a ser utilizada o introduciendo
directamente valores.
 Las cargas correspondientes a la acción sísmica se
colocan según dos métodos.
En base a
En base a
un espectro de respuesta sísmica.
un análisis tiempo historia.
En cualquier método utilizando alguna de las normas, ya sea
pre establecida en Etabs 2013 o la norma propia de cada
usuario.
 Otro tipo de cargas como empujes de tierras o la acción
del agua debe ser transformadas en cargas estáticamente
equivalentes y ser colocadas directamente sobre los
elementos estructurales que correspondan.
PLIEGO DE DATOS
PLIEGO DE DATOS
Proyecto: Vivienda Multifamilliar
Fecha: 17/02/2014
COORDENADAS
Coordenada X Coordenada Y Coordenada Z
0 0 2,90 m
2,78 0,37 2,70 m
4,65 0,68 2,70 m
5,50 2,81 2,70 m
7,59 5,25 m
10,41 5,87 m
8,83 m
9,17 m
PREDIMENSIONAMIENTO
Columnas 0,25 0,40 m
Vigas 0,25 0,50 m
Vigas 0,25 0,40 m
Vigas 0,25 0,20 m
Losas aligerada 0,20 m
Losas macizas 0,15 m
Placas 0,15 m
CARGA
ESPECTRO DE RESPUESTA
Período Sa
0 1.000
0.1 1.261
0.244 1.261
0.7 1.081
1 0.757
1.5 0.505
2 0.378
2.5 0.303
3 0.252
5 0.151
10 0.076
COMBINACIONES DE
Muerta Viva Eventual
CB1 1,4 1,7
CB2 1,25 1,25 1
CB3 1,25 1,25 -1
CB4 0,9 1
CB5 0,9 -1
CARGAS
Peso del concreto 2400 kg/m3
Peso de piso 120 kg/m2
Peso del cielo raso 30 kg/m2
Peso tabique e=0,15 1600 kg/m3
Peso tabiquería equivalente 270 kg/m2
Sobrecarga vivienda 200 kg/m2

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  • 1. Criterios de Estructuración y Conceptos Generales Del Diseño Estructural Docente: Ing. Civil Marco A. Aviles Yanque CIP 142084
  • 2. CONTENIDO 1. Introducción a los conceptos de diseño de estructuras de concreto. Relación entre arquitectura y diseño de estructuras de2. concreto. 3. Sistemas estructurales de concreto en edificaciones, selección. 4. Normatividad para el diseño de estructuras de concreto edificaciones. en 5. Desarrollo del Modelo Estructural, según requerimientos de Etabs 2013. Aplicación de cargas al modelo estructural.6.
  • 3. ESTRUCTURAS EN EDIFICACIONES •Definición. •La estructura de las edificaciones esta compuesta por los elementos destinados a soportar las acciones o cargas que actúan directa o indirectamente sobre la edificación, cumpliendo con los requisitos factibilidad, economía, optimización e integración.
  • 4. REQUISITOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA •FACTIBILIDAD. Las estructuras son reales , por tanto ellas deben usar materiales y productos disponibles, que puedan manejar los trabajadores de la construcción y las empresas de producción. “Solo porque algo se puede construir no es razón para que deba construir” se •ECONOMIA. La estructura no debe ser costosa, debe existir una correspondencia con respecto a los otros costos de una edificación. Si bien la estructura es vital generalmente no representa el monto mayor de una construcción a excepción de una construcción llamativa.
  • 5. •OPTIMIZACION. La estructura debe ser planteada buscando un punto intermedio entre los deseos de seguridad, amplitud de espacios, calidad de acabados y la factibilidad práctica y económica. La mejor solución debe elegirse en función de la prioridad del diseño, donde el costo en la mayoría de las veces esta primero. •INTEGRACION. Un buen diseño estructural requiere la integración de la estructura en la totalidad del sistema físico del edificio. Existe una marcada influencia de las decisiones de carácter estructural sobre la arquitectura, las instalaciones, el procedimiento constructivo y el mantenimiento de las edificaciones.
  • 6. FUNCIONES ESTRUCTURALES en edificaciones LAS FUNCIONES DE LA ESTRUCTURA EN EDIFICACIONES ESTAN DIRECTAMENTE RELACIONADAS CON LA ARQUITECTURA DEL PROYECTO Las exigencias del planteamiento arquitectónico implican tres aspectos se manera individual o combinados entre sí: -Necesidad de -Necesidad de protección y espacios cerrados. definición de espacios interiores, subdivisión y separación. -Necesidad de espacio interior libre.
  • 7. Necesidad de protección y espacios cerrados. Normalmente las superficies exteriores de una edificación forman una barrera entre interior y exterior con muchos requisitos a cumplir, como seguridad, ambientación, acceso, humedad, etc. La estructura debe cumplir con proporcionar el soporte necesario para el recubrimiento de la edificación; en otros casos es la propia estructura que proporciona directamente la cobertura del espacio cerrado.
  • 9. -Necesidad de definición de espacios interiores, subdivisión y separación. La mayoría de edificaciones tienen división de espacios interiores con ambientes separados y niveles separados. Los elementos estructurales utilizados para generar el interior se deben relacionar con los requerimientos individuales y con las necesidades de separación. Estas dos funciones generan restricciones de forma, de tratamiento de superficies, instalaciones de diversa índole, existiendo la mayor dificultad cuando el uso de la edificación es diverso
  • 11. Necesidad de espacio interior libre. El desarrollo de actividades en lugares cerrados crea la necesidad de producir espacios interiores libres; estos pueden ser muy pequeños o muy grandes Para la generación de espacios libres es necesaria la función estructural básica de cobertura de luces, la magnitud del problema de la cobertura se determina por la carga y la luz a cubrir, a medida que aumenta la luz se incrementa rápidamente el esfuerzo requerido por la estructura y se reducen las opciones para el sistema estructural
  • 13. DISEÑO ESTRUCTURAS EN EDIFICACIONES Es un procedimiento por el cual se plantea la estructura de una edificación basada en la concepción arquitectónica, empleando como material estructural el Concreto Reforzado Concreto Reforzado: Material estructural compuesto por concreto y acero Se utiliza en nuestro medio, región Cusco, desde hace aproximadamente 110 años, siendo el mejor ejemplo de ello el Mercado de San Pedro.
  • 14. VENTAJAS Es durable, vida útil extensa prácticamente Gran resistencia a la compresión. sin mantenimiento Resistente al agua- más aún con aditivos. Medianamente resistente al fuego. Puede adoptar cualquier forma. No requiere mano de obra especializada. Es económico, fácil de conseguir en la mayoría de los casos. Su grán masa y rigidez contribuyen a reducir la vibraciones
  • 15. DESVENTAJAS Poca resistencia a la tracción, requiere del esta falta. acero para suplir Requiere encofrado, incrementa el costo y para el uso. tiempo de espera La relación resistencia – peso propio es desventajosa para grandes luces. La formación de grietas en los diversos elementos estructurales es inevitable, no es impermeable. Presenta deformaciones en el tiempo, se traducen en agrietamientos, e incremento de las deflexiones.
  • 16. METODO DE DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO El método de diseño de estructuras de concreto reforzado es el denominado “Diseño por Resistencia”, este método consiste en predecir la carga que ocasionará la falla del elemento estructural, y analiza el modo de colapso del mismo. Toma en cuenta el comportamiento inelástico del concreto y del acero, estimando de mejor manera la capacidad de carga del elemento estructural de concreto.
  • 17. El método permite determinar el factor de seguridad del elemento estructural. Esto es posible mediante dos procedimientos: • • Amplificación de las Cargas de Servicio. Reducción de la resistencia teórica del elemento estructural. Debiendo comprobarse además, elementos que bajo las lasdeformaciones de los cargas de servicio se encuentren limitadas, es decir no se presenten deformaciones excesivas ni agrietamientos críticos.
  • 18. Las cargas de servicio o carga última de diseño, es la suma de las diversas cargas que actúan sobre una estructura de concreto, a lo largo de su vida útil, afectadas por un factor de amplificación, este factor pretende mostrar la probabilidad que la carga última sea superada en la realidad. Las combinaciones de carga, consideran la probabilidad de ocurrencia de uno u otro tipo de carga actuante de manera simultanea. En el diseño cada de estructuras de concreto se seevalúa combinación de carga y utilizan las solicitaciones más críticas (envolvente).
  • 19. La reducción de la resistencia teórica de diseño, se debe a la diferencia que existe entre el valor de resistencia estimado teóricamente y la realidad, esto se debe a varios factores, siendo la naturaleza del concreto (material compuesto) y el proceso constructivo los más importantes. Los factores de reducción se el emplean también para incrementar factor de seguridad de ciertos elementos estructurales, por el tipo de falla que tienen o la importancia dentro de toda la estructura.
  • 20. EXPRESION DEL METODO DE DISEÑO La expresión que resume el método de diseño de estructuras de concreto está dada por: ɸRn >=Ru En todas la secciones de un elemento estructural, las resistencias de diseño (ɸRn) deben ser mayores o iguales a las resistencias requeridas (Ru)
  • 22. EL PROYECTO DE ARQUITECTURA El desarrollo del proyecto de en estructuras en deedificaciones esta basado un proyecto Arquitectura, este proyecto debe contener la siguiente información básica: - Las plantas de distribución. - La planta de techos. - Los planos de corte. - Las elevaciones. - Los detalles constructivos - El plano de ubicación y el catastral incluyendo el entorno.
  • 23. TIPOS DE PROYECTOS DE ARQUITECTURA Existe un enorme variedad de uso proyectos de estáarquitectura, depende del al cual destinado, al monto de inversión asignado, al proceso constructivo involucrado, a la formalidad e informalidad del propietario, y muchos otros aspectos. Desde el punto de vista estructural los podemos clasificar en cuatro categorías (según norma sismo-resistente). • Edificaciones Esenciales - Tipo A Hospitales, estaciones de bomberos y policía, centros educativos, almacenes que contengan productos tóxicos o peligrosos.
  • 24. • Edificaciones Importantes - Tipo B Teatros, museos, estadios, bibliotecas, centros centros comerciales, de cómputo, almacenes de productos básicos. Edificaciones Comunes - Tipo C• Viviendas, oficinas, hoteles, restaurantes, edificaciones industriales de riesgo leve. Edificaciones menores – Tipo D• Viviendas temporales menores, almacenes temporales, cercos bajos.
  • 26. - I --....... - --- t.~~ - ~, r T -- -- _ . -- -- l --~~,.,. " .l -o.JARTO Nl .I .I .EL ~
  • 37. SISTEMAS ESTRUCTURALES Un sistema estructural es producto de un conjunto entre los cuales se tienen: de aspectos • Función específica. Un voladizo, una zapata. • La forma Geométrica u orientación. Arco. •Los materiales de los elementos. Únicos, mixtos. •La forma de unión de los elementos. Monolíticos, unidos. •La forma de apoyo de la estructura. Puntual, continua. •Las condiciones específicas de cargas. Sismos, vientos. •Las condiciones impuestas por función y forma. Arquitectura. •Economía. •Problemas de diseño. •Problemas de construcción. •Las exigencias de la normatividad vigente.
  • 38. SISTEMAS ESTRUCTURALES EN EDIFICACIONES DE CONCRETO REFORZADO EN EDIFICACIONES DE CONCRETO REFORZADO SE TIENEN LOS SIGUIENTES SISTEMAS ESTRUCTURALES • SISTEMA APORTICADO. Formado por un conjunto de pórticos denominados generalmente principales y secundarios, según actúe en mayor o menor medida las cargas sobre éstos. Este tipo de sistema estructural contempla básicamente que los nudos de unión entre vigas y columnas son rígidos y el entrepiso también es rígido. Soportan por lo menos el 80% de las cargas laterales. Es el sistema estructural más común en nuestro medio y el más vulnerable a los eventos sísmicos si las edificaciones superan los cinco niveles.
  • 39. STEMA DUAL. Es una combinación de pórticos principales y secundarios y muros estructurales de concreto. Este tipo de sistema estructural contempla básicamente que los nudos de unión entre vigas y columnas y muros también es rígido. estructurales son, el entrepiso Los muros estructurales se ubican generalmente en el perímetro de la edificación o pueden estar concentrados hacia el centro formando el denominado “núcleo rígido” Los pórticos soportan por lo menos el 25% de las cargas laterales y los muros estructurales el 75% Este sistema estructural es eficiente para edificaciones altas y a partir de los seis niveles.
  • 40. STEMA DE MUROS ESTRUCTURALES Es un sistema en el cual los elementos portantes son muros estructurales de concreto. Este tipo de sistema estructural contempla muros y entrepisos rígidos, no existen pórticos. Los muros estructurales se ubican generalmente en las divisiones interiores de la edificación y tienen continuidad desde el primero al último nivel. Los muros soportan por lo menos el cargas. 80% de las Este sistema estructural es eficiente para edificaciones altas y a partir de los seis niveles siempre y cuando cumplan con tener la continuidad en elevación requerida.
  • 41. STEMA DE MUROS DE DUCTILIDAD LIMITADA. Es un sistema en el cual los elementos portantes son muros estructurales de concreto de espesor reducido y refuerzo con mallas de acero. Este tipo de sistema estructural contempla muros y entrepisos rígidos, no existen pórticos. Los muros estructurales se ubican generalmente en las divisiones interiores de la edificación y tienen continuidad desde el primero al último nivel. Los muros soportan por lo menos el 80% de las cargas. Este sistema estructural es eficiente para edificaciones de poca altura hasta los cinco niveles, pudiendo llegar en algunos casos hasta los doce, siempre y cuando los muros sean de mayor espesor.
  • 42. ELECCION DEL SISTEMA ESTRUCTURAL El sistema estructural se elige según los siguientes criterios: •EL PROYECTO ARQUITECTONICO, según las exigencias del planteamiento arquitectónico, es decir las necesidades de cerramiento, división y espacio interior libre individualmente o una combinación. • LAS CONDICIONES DEL ENTORNO. Las condiciones de ubicación de la edificación respecto a las edificaciones vecinas, la topografía del terreno, la geografía y geotécnica del lugar, condicionan la elección del sistema estructural .
  • 43. • LAS CARGAS. El tipo y la magnitud de las cargas que actúan sobre la estructura, cargas permanentes, sobrecargas, cargas eventuales. • LOS ASPECTOS FORMALES DE LA ESTRUCTURA, relacionados con la forma tanto en planta como en elevación que a manera global debe cumplir una estructura, para ser tener un mínimo de condiciones de estabilidad estructural. • LA NORMATIVIDAD VIGENTE. Las normas especificadas en el Reglamento Nacional de Edificaciones vigente; Norma E.020 Cargas; E.030 Diseño Sismo Resistente: E.050 Suelos ; E.060 Diseño de Concreto Armado.
  • 44. CONDICIONES DEL ENTORNO SON LAS CONDICIONES EXTERNAS EXISTENTES QUE CONDICIONAN EL DISEÑO DE UNA ESTRUCTURA DE CONCRETO REFORZADO. LINDEROS. Relacionado con las edificaciones vecinas y la posibilidad de afectarlas al ejecutar una edificación de concreto reforzado, por tanto se debe prever cualquier inconveniente en el diseño; se puede considerar desde un punto de vista de riesgo, en tres categorías: Sin riesgo. Cuando la ejecución de la obra no afectará las edificaciones de los condicionado. linderos y por tanto el diseño no esta Moderadamente Riesgoso. Cuando la ejecución de la obra implica se considerauna intervención controlada a las edificaciones vecinas y en el diseño Riesgoso. Cuando la ejecución de la obra implica una intervención controlado pero existen factores que no se pueden prever en el diseño.
  • 45. TOPOGRAFIA. La topografía representa un factor importante para la elecci sistema estructural, pero es factible modificarla en función del proyecto arquitectónico. - Generalmente una topografía ondulada tiende a ser modificada en plana. - En los casos de topografía muy quebrada se adecua la estructura a una topografía en andenes. GEOTECNIA. Las condiciones del suelo de desplante de la edificación es otro factor del entorno que condiciona el sistema define: estructural de una edificación, - Relación suelo estructura, períodos ondas sísmicas. de vibración, amplificación de - - Tipo de cimentación. Muros de sostenimiento.
  • 52. CARGAS Podemos distinguir tres tipos de cargas que actúan sobre una edificación: Cargas Permanentes: (denominadas también cargas muertas) representan los pesos propios de los materiales de construcción, por ejemplo el peso del concreto: 2400 kg/m3 Sobrecargas: (denominadas también cargas vivas), representan el uso de la edificación, por ejemplo la sobrecarga de una vivienda: 200 kg/m2 Cargas Eventuales: se producen de manera cíclica o aleatoria, sin previo aviso, son aquellas producidas por vientos, sismos, explosiones, deslizamientos. Para determinar la disposición de los elementos estructurales se debe considerar en que proporción actúan estas cargas sobre cualquier elemento estructural.
  • 53. CARGAS PERMANENTES (cargas muertas) Para su cuantificación generalmente se considera el área de influencia y el ancho de influencia, el valor de éstas cargas se determinan en base a normas en este caso el Reglamento Nacional de Edificaciones y su norma E-020 a b Los valores de la norma se aplican a construcciones estándar para otros casos se deben justificar los valores utilizados.
  • 54. SOBRECARGAS (cargas vivas) Para su cuantificación generalmente se considera al igual que las cargas permanentes el área de influencia y en una edificación pueden existir diversos tipos de sobrecargas. Una edificación destinada a institución educativa tendrá una sobrecarga en aulas de 250 kg/m2 y una sobrecarga de zonas de circulación de 400 kg/m2. Puesto que la sobrecarga depende del uso de la edificación, cuando se varía el destino de la edificación será necesario realizar una evaluación estructural para determinar si la estructura es competente al nuevo uso al cual está destinado, aspecto muy común en obras de restauración, adecuación de viviendas a comercio y similares.
  • 55. CARGAS EVENTUALES Producidas por la acción de viento o sismo u otras de naturaleza dinámica. Se considera que este tipo de cargas tiene una acción horizontal sobre la edificación, por tanto la estructura debe formar un sistema resistente a cargas laterales. Los sistemas estructurales con resistencia a cargas laterales tienen cuatro tipos de elementos resistentes: -Diafragmas horizontales. -Diafragmas verticales. -Marcos contra venteados. -Marcos rígidos resistentes a momentos.
  • 56. La acción de viento se considera como una fuerza lateral directa que actúa sobre la edificación; La acción del sismo, por tratarse de un movimiento generan fuerzas de inercia, es decir por fuerzas derivadas de su peso propio que a su vez generan las fuerzas horizontales equivalentes.
  • 57. CONDICIONES MINIMAS DE ESTABILIDAD Como criterio general para lograr la estabilidad de un edificio frente a la acción de cargas gravitatorias (pesos propios, sobrecargas) y cargas laterales (viento, sismo). Es necesario contar con un mínimo de planos resistentes, éstos son: tres planos verticales, no todos ellos paralelos ni concurrentes, y un plano horizontal perfectamente anclado a los planos verticales anteriormente mencionados
  • 60. Marcos Rígidos o Resistentes a Momentos O una combinación de ellos.
  • 61. ASPECTOS FORMALES DE LA ESTRUCTURA Están relacionados con las condiciones mínimas a nivel de toda la estructura a ser cumplidas para soportar las cargas a las cuales estará sometida, especialmente aquellas del tipo horizontal. La estructura en general debe: Ser simple;  Ser simétrica;  No ser demasiado alargada en planta o elevación;  Tener los planos resistentes distribuidos en forma uniforme; Tener elementos estructurales horizontales en los formen articulaciones antes que en los elementos cuales se verticales;   Haber sido proyectada de modo tal que los elementos estructurales se relacionen de manera de permitir el buen detallado de las uniones.
  • 63. Distribución de masas y de rigideces
  • 66. Distribución en Planta para evitar la torsión
  • 67. Distribución de masas y de rigideces
  • 68. NORMATIVIDAD VIGENTE El diseño de las estructuras de concreto reforzado deben cumplir con los requerimientos de las normas vigentes según el país donde se diseñan. Para el caso de Perú, son las normas del Reglamento Nacional de Edificaciones las aplicables y entre ellas tenemos:  Norma A-130 Requisitos de Seguridad Norma E.020 Cargas  Norma E.030 Diseño Sismo Resistente  Norma E.050 Suelos  Norma E.060 Concreto Armado Norma E.070 Diseño en Albañilería
  • 69. Aspectos Generales Las normas en general distinguen tres aspectos relacionados con el diseño de estructuras de concreto: Exigencias básicas.  Exigencias referidas al análisis estructural.  Exigencias referidas al diseño.  Actividad 2: resumir los aspectos más importantes norma referido a los tres tipos de exigencias . de cada
  • 70. EJEMPLOS DE SISTEMAS ESTRUCTURALES
  • 71. I I --1¡.--- -JII- - --1.1,I-M ® il i PLANTA TIPICA 1°. 2° Y 3° FLAT
  • 73. .+ ,. f ~ITil " r.- 1) .. . ::- ;~ .~ 0~ , _ ::::;;¡===;;=;z:;;=;:=;'¡==i=t=;r =¡:: .. ® L _~©!- .,... 1~ PLANTA SEMI·SOTANO
  • 74. ,. -''''-- _.;,_~ @ ---.lIJ-I- ,. 0 PLANTA TIPICA 1°, 2" y 3" FLAT .. ~ @
  • 75. ® ®----~---N--_T--- --¡, I .. -.. . I•• , ~ -.-' el "'.~" -'T~ r.. - , ® I , e C J C' - @ e1 .. I ." - I II.. . .. . I • o ® ® @ ® lOSAALlGERAO.A..T..O.DOS LOS NIVELES
  • 76. - .o@ 1 G) 1 .. (~ - . . - .. ! ¡ U ~ i -, --® - - - ...- - - - - 1- - @-~- Lj - I~ I -.! . ,; I -.T" II II ®(j) ,
  • 84. PLANTA MODULO SIMPLE F$CA1,_A • V'5D ARO '" 33.38 m2 ARO TERqlZA + GRADA .. 10.59 m2 HAafTACION SUITE TERRAZA
  • 86. MODELO ESTRUCTURAL El modelo estructural es la representación esquemática de la edificación, se emplea para verificar la competencia (verificar el comportamiento y realizar el diseño) del sistema estructural planteado. Un modelo estructural se desarrolla según la necesidad de contar con información del total del sistema estructural o de partes específicas del interés, ya sea para el análisis estructural y/o el diseño. Se pueden plantear varios modelos estructurales para una edificación, según el grado de complejidad al cual se quiera llegar y el software a ser utilizado.
  • 87. PRINCIPIOS PARA EL DESARROLLO DEL MODELO ESTRUCTURAL El modelo estructural no es una copia de la edificación, solo su representación, la cual esta basada en los principios de la mecánica de los cuerpos rígidos y cuerpos deformables Entre estos principios tenemos:  Se cumplen las condiciones de equilibrio estático y dinámico.  Se cumple el principio de compatibilidad de deformaciones.  Se cumplen las condiciones constitutivas de cada material estructural de la edificación, las cuales establecen una relación univoca entre los esfuerzos y las deformaciones de cada uno de ellos. Se cumple el principio de superposición.
  • 88. DESARROLLO DEL MODELO ESTRUCTURAL EL DESARROLLO DEL MODELO ESTRUCTURAL IMPLICA LAS SIGUIENTES ETAPAS:  Geometría del modelo, planta, elevación.  Pre dimensionamiento de los elementos estructurales, elección del material estructural.  Ubicación de los elementos estructurales.  Cargas sobre el modelo estructural.  Verificación de los principios en los cuales esta basado el modelo estructural.
  • 89. PLIEGO DE DATOS DEL MODELO ESTRUCTURAL ES EL RESUMEN DE DATOS, LOS CUALES SE EMPLEAN DIRECTAMENTE PARA EL USO DE ETABS 2013  Geometría del modelo, se establecen las coordenadas en tres dimensiones o malla (grid) sobre la cual se dibuja el modelo, también puede importarse desde un software tipo CAD. (se elige el sistema de unidades) MODELO Coordenada X Coordenada Y Coordenada Z
  • 90. PRE-DIMENSIONAMIENTO  Pre dimensionamiento de los elementos estructurales, esta basado en las recomendaciones de la Norma E.060 Concreto Armado.  Para vigas y losas reforzadas en una dirección.
  • 91.  Para losas reforzadas en dos direcciones
  • 92.  Para columnas. Para que estas formulas sean aplicables se deberá verificar previamente que la esbeltez en la columna no sea mayor a 100 (k * L)/r no puede ser mayor a 100 Donde: k: Constante que depende la forma de las restricciones de los nodos de lasc olumnas en cada nivel L: Longitud real de la columna en cada nivel (es decir su altura) r:Radio de giro de la columna r=RaizCuadrada(Ieje/A) Ieje: Momento de Inercia de la sección transversal de acuerdo al eje de análisis A: Área de la sección transversal Finalmente “P”: Carga axial debido al área tributaria que recae sobre la columna, acumulativa y de todos los pisos más el techo o azotea, asumiremos que en el área tributaria recae una carga de 1tn/m2 en cada nivel en azoteas y techos 0.5Tn/m2, ello solamente para efectos de predimensionamiento, mas no de diseño
  • 93. Cuanto mas alto el valor de K mas conservador es nuestro análisis de pandeo de la columna, para este curso se tomara un valor de 0.7
  • 94.  Para placas. Para el presente curso se considerará una placa cuando su longitud es mayor a 1.20m El espesor “t” de la placa se toma t>=h/20, como minimo para el presente curso t=20cm, si el espesor del tabique fuese mayor a h/20 o 20 cm entonces tomar el espesor de dicho tabique del muro del proyecto de arquitectura. Nota: “h” es la altura de entrepiso
  • 95. DEFINICION DE MATERIALES PARA LA DEFINICION DE LOS MATERIALES, en el caso de la estructuras de concreto, se requiere tres aspectos: La Resistencia a la compresión. f’c según el elemento. El módulo de elasticidad. Ec según el valor de f’c.    Peso volumétrico.
  • 96. CARGAS EN EL MODELO ESTRUCTURAL  Las cargas permanentes o pesos propios: el peso de la estructura es calculada de manera automática por Etabs 2013.  Los pesos adicionales como el de pisos, cielo rasos, tabiquería son valores a ser introducidos y puede ser de dos maneras, modelando el elemento o asignado un valor.  La sobrecarga, se introduce también como valores directamente sobre los elementos de la estructura.  Las cargas eventuales, de igual manera se colocan directamente, en caso de viento utilizando una función propia según la norma a ser utilizada o introduciendo directamente valores.
  • 97.  Las cargas correspondientes a la acción sísmica se colocan según dos métodos. En base a En base a un espectro de respuesta sísmica. un análisis tiempo historia. En cualquier método utilizando alguna de las normas, ya sea pre establecida en Etabs 2013 o la norma propia de cada usuario.  Otro tipo de cargas como empujes de tierras o la acción del agua debe ser transformadas en cargas estáticamente equivalentes y ser colocadas directamente sobre los elementos estructurales que correspondan.
  • 98. PLIEGO DE DATOS PLIEGO DE DATOS Proyecto: Vivienda Multifamilliar Fecha: 17/02/2014 COORDENADAS Coordenada X Coordenada Y Coordenada Z 0 0 2,90 m 2,78 0,37 2,70 m 4,65 0,68 2,70 m 5,50 2,81 2,70 m 7,59 5,25 m 10,41 5,87 m 8,83 m 9,17 m PREDIMENSIONAMIENTO Columnas 0,25 0,40 m Vigas 0,25 0,50 m Vigas 0,25 0,40 m Vigas 0,25 0,20 m Losas aligerada 0,20 m Losas macizas 0,15 m Placas 0,15 m
  • 99. CARGA ESPECTRO DE RESPUESTA Período Sa 0 1.000 0.1 1.261 0.244 1.261 0.7 1.081 1 0.757 1.5 0.505 2 0.378 2.5 0.303 3 0.252 5 0.151 10 0.076 COMBINACIONES DE Muerta Viva Eventual CB1 1,4 1,7 CB2 1,25 1,25 1 CB3 1,25 1,25 -1 CB4 0,9 1 CB5 0,9 -1 CARGAS Peso del concreto 2400 kg/m3 Peso de piso 120 kg/m2 Peso del cielo raso 30 kg/m2 Peso tabique e=0,15 1600 kg/m3 Peso tabiquería equivalente 270 kg/m2 Sobrecarga vivienda 200 kg/m2