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Diseño completo de un edificio de 3 plantas Ricardo Herrera Mardones Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Chile Santiago, Chile Marzo de 2007.

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Presentación del tema: "Diseño completo de un edificio de 3 plantas Ricardo Herrera Mardones Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Chile Santiago, Chile Marzo de 2007."— Transcripción de la presentación:

1 Diseño completo de un edificio de 3 plantas Ricardo Herrera Mardones Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Chile Santiago, Chile Marzo de 2007 Elaboración, guión y locución a cargo del Dpto. de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile con coordinación del Ing. Ricardo Herrera

2 1.- Introducción –Edificio de uso habitacional. –Ubicado en una zona de sismicidad alta –Tres Pisos –Distribución regular de espacios requeridos –Requerimientos arquitectónicos Zonas libres Altura de piso PRESENTACIÓN DEL EJEMPLO

3 2. Estructuración ESTRUCTURACIÓN GENERAL Sistema Resistente Acción Estática Acción Sísmica

4 2. Estructuración Losa de Hormigón en todos los pisos. Columnas de acero de sección doble T –Criterios: Cumplir con los requerimientos de arquitectura –Ubicación: Cada 7 m en ambas direcciones SISTEMA RESISTENTE ESTÁTICO

5 2. Estructuración SISTEMA RESISTENTE ESTÁTICO Vigas de acero de sección doble T –Criterios: Lograr un espesor de losa en los rangos convencionales. Minimizar el uso de acero –Ubicación: Ancho tributario de 3,5m para cada una de las vigas.

6 2. Estructuración SISTEMA RESISTENTE SISMICO Marcos perimetrales 2 ejes resistentes en cada dirección Vigas y columnas –Acero ASTM A36 –Sección doble T

7 3. Cargas GENERAL Cargas Cargas Estáticas Cargas Sísmicas - Peso propio - Sobrecarga de uso

8 3. Cargas Cargas estáticas –Peso Propio Elementos Estructurales –Losa, vigas estáticas, vigas sísmicas, columnas estáticas, columnas sísmicas Elementos no estructurales –Tabiques, terminaciones de piso, terminaciones de cielo, otros. –Sobrecarga de uso Uso habitacional : 1961 [N/m^2] CARGAS ESTÁTICAS

9 3. Cargas Resumen de cargas estáticas CARGAS ESTÁTICAS Resumen de cargas estáticas (*) CargaTipoValor [N/m^2] Sobrecarga no reducidaLL1961 Peso de tabiquesDL490 Terminaciones de PisoDL196 Terminaciones de Cielo (cielo falso)DL196 Otros (ductos, iluminación, etc.)DL490 Peso de losa (*)DL2942 Peso de vigas estáticas (*)DL186 Total peso propio (**)DL4501 * Dimensiones a definir más adelante ** No considera peso de elementos estructurales sísmicos pues ellos son incluidos directamente por el programa de modelación sísmica.

10 3. Cargas Cargas sísmicas –Método elástico estático Q = C s · W CARGAS SÍSMICAS W1W1 M·aM·a Movimiento del suelo W2W2 W1W1 Q 1 + Q 2 = Q Cortante basal W2W2 Q2Q2 Q1Q1

11 3. Cargas CARGAS SÍSMICAS Coeficiente sísmico: Peso sísmico: Considera cargas de peso propio y un 25% de la sobrecarga de uso Corte sísmico basal: Resumen de cargas sísmicas: Solicitaciones sísmicas PisoF [kN]M [J]

12 4. Diseño de elementos estáticos GENERAL Consideraciones generales: Método LRFD de las especificaciones del AISC del 2005 Uso de columnas y vigas de acero ASTM A36 de sección doble T Factor de reducción de sobrecarga por área tributaria: Combinación de cargas: 1.2 * Peso Propio * Sobrecarga

13 4. Diseño de elementos estáticos Diseño de Losa –Modelo –Espesor requerido: –Espesor dispuesto: 12cm (debido a problemas acústicos y de vibración) LOSA

14 4. Diseño de elementos estáticos VIGAS ESTÁTICAS Diseño de vigas estáticas –Modelo ( ya incluye el peso propio del perfil ) –Esfuerzo último –Perfil elegido: W16x31

15 4. Diseño de elementos estáticos VIGAS ESTÁTICAS –Cálculo de resistencia

16 –Cálculo de deformaciones 4. Diseño de elementos estáticos VIGAS ESTÁTICAS

17 Diseño de columnas estáticas –Modelo P incluye peso propio y sobrecarga sobre el área tributaria de cada columna –Esfuerzo último (incluye el peso propio de la columna) –Perfil elegido: W 8x28 4. Diseño de elementos estáticos COLUMNAS ESTÁTICAS

18 –Cálculo de resistencia 4. Diseño de elementos estáticos COLUMNAS ESTÁTICAS

19 4. Diseño de elementos estáticos COLUMNAS ESTÁTICAS

20 4. Diseño de elementos estáticos COLUMNAS ESTÁTICAS

21 5. Diseño de marco sísmico GENERAL Consideraciones generales: Método LRFD de las especificaciones del AISC del 2005, en conjunto con las disposiciones sísmicas del AISC del año Uso de columnas y vigas de acero ASTM A36 de sección doble T Combinación de cargas: 1.4 * (Peso Propio + Sobrecarga+Sismo) 1.4 * (Peso Propio + Sobrecarga-Sismo)

22 5. Diseño de marco sísmico MODELO Aspectos generales del modelo sísmico Modelación en Sap 2000 Solo se modelan los elementos sismo-resistentes Las vigas estáticas son incluidas como peso propio Las columnas estáticas son modeladas como una columna equivalente Se considera un diafragma rígido por cada piso Las fuerzas sísmicas son modeladas como cargas y momentos puntuales en el centro de gravedad de cada piso Se considera el efecto P- y P-

23 5. Diseño de marco sísmico Disposición de perfiles Modelo sísmico Columna estática equivalente MODELO

24 5. Diseño de marco sísmico MODELO Cargas estáticas Cargas sísmicas

25 5. Diseño de marco sísmico PERFILES Perfiles utilizados en el marco sísmico

26 5. Diseño de marco sísmico ESFUERZOS Diagrama de momento marco sísmico para el sismo en dirección Y Diagrama de carga axial marco sísmico para el sismo en dirección Y Momento combinado Carga axial combinada Momento combinado

27 5. Diseño de marco sísmico RESISTENCIA DE VIGAS

28 5. Diseño de marco sísmico RESISTENCIA DE VIGAS

29 5. Diseño de marco sísmico RESISTENCIA DE VIGAS

30 5. Diseño de marco sísmico RESISTENCIA DE VIGAS

31 5. Diseño de marco sísmico RESISTENCIA DE VIGAS

32 5. Diseño de marco sísmico RESISTENCIA DE VIGAS

33 5. Diseño de marco sísmico RESISTENCIA DE COLUMNAS

34 5. Diseño de marco sísmico RESISTENCIA DE COLUMNAS

35 5. Diseño de marco sísmico RESISTENCIA DE COLUMNAS

36 5. Diseño de marco sísmico RESISTENCIA DE COLUMNAS

37 5. Diseño de marco sísmico RESISTENCIA DE COLUMNAS

38 5. Diseño de marco sísmico RESISTENCIA DE COLUMNAS

39 5. Diseño de marco sísmico RESISTENCIA DE COLUMNAS

40 5. Diseño de marco sísmico RESISTENCIA DE COLUMNAS

41 5. Diseño de marco sísmico DESPLAZAMIENTOS Desplazamientos de entre piso Punto de mediciónPiso x obtenido [mm] x admisible [mm] Centro de Gravedad 14,27,0 2 36,37,0 Punto más alejado del centro de gravedad 13,97,7 26,510,5 35,89,8

42 5. Diseño de marco sísmico COLUMNA FUERTE VIGA DÉBIL

43 5. Diseño de marco sísmico VIGA FUERTE COLUMNA DÉBIL

44 5. RESULTADOS CUBICACIÓN Cubicación del acero utilizado UsoPerfil Largo [m] Cantidad Peso [N/m] Peso [N] Peso total [N/m^2] Columna sísmica W 33 x 11810, ,3 Viga sísmica W 24 x ,0 Viga estática W 16 x ,1 Columna estática W 8 x 2810, ,5 Totales

45 5. RESULTADOS ESQUEMAS

46 5. RESULTADOS ESQUEMAS


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