UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

Presentación del tema: "UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA"— Transcripción de la presentación:

1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL - JAÉN ESTRUCTURACIÓN Y CARGAS Docente: Ing. Juan Carlos Calderón Terrones

2 INTRODUCCIÓN La importancia de una adecuada estructuración y el conocimiento de la normativa referente a cargas y diseño sismorresistente de edificaciones, nos permiten realizar un adecuado análisis del comportamiento estructural. Las estructuras son elementos constructivos cuya misión fundamental es la de soportar un conjunto de cargas, que podemos clasificar como sigue: Peso propio, cargas de funcionalidad y acciones exteriores (varias). El presente curso se desarrolla con la finalidad de impartir conocimientos y experiencias propias desarrolladas durante el ejercicio profesional.

3 CONCEPTOS Y CRITERIOS DE ESTRUCTURACIÓN
Estructura.- Conjunto de elementos resistentes que colaboran entre sí, que sostiene a la edificación, lo fija al suelo y hace que transmita las cargas a este. Criterios de estructuración: Simplicidad y simetría. Resistencia y ductilidad. Hiperestaticidad y monolitismo. Uniformidad y continuidad. Rigidez lateral. Diafragmas rígidos. Elementos no estructurales.

4 CARGAS EN EDIFICACIONES
Generalidades.- Las edificaciones y todas sus partes deben ser capaces de resistir las cargas que se les imponga como consecuencia de su uso previsto. Estas actuarán en combinaciones prescritas y no deben causar esfuerzos ni deformaciones que excedan lo señalado para cada material estructural en su norma de diseño específica.

5 A.1. CARGAS VERTICALES Carga muerta.- Es el peso de los materiales, dispositivos de servicio, equipos, tabiques y otros elementos soportados por la edificación, incluyendo su peso propio que sean permanentes, o con una variación en su magnitud, pequeña en el tiempo.

6 Carga viva.- Es el peso de todos los ocupantes, materiales, equipos, muebles y otros elementos móviles soportados por la edificación.

7 De acuerdo a los lugares de asamblea
Tipo de edificación Carga viva (kg/m2) Vivienda 200 Oficinas Exceptuando salas de archivo y computo. Salas de archivo Salas de computación Corredores y escaleras 250 500 400 Centros de educación Aulas Talles Auditorios, gimnasios, etc. Laboratorios 350 De acuerdo a los lugares de asamblea 300 Hospitales Salas de operación, laboratorios y zonas de servicio Cuartos Bibliotecas Salas de lectura Salas de almacenaje con estantes fijos (no apilables) 750 Tabla 1.1. Cargas vivas típicas para el diseño de edificaciones.

8 A CARGAS ACCIDENTALES Cargas de viento.- Producidas por las presiones y succiones que el viento origina sobre las superficies de las edificaciones.

9 Carga sísmica.- Son las acciones producidas por movimientos sísmicos sobre las edificaciones. Se transmiten a través del suelo, edificaciones adyacentes e impacto de olas de los maremotos.

10 Cargas de construcción
Cargas de construcción.- Son aquellas cargas que se producen durante el proceso constructivo.

11 Fuerzas térmicas.- El diseño de edificaciones tomará en cuenta las fuerzas y movimientos que resulten de un cambio mínimo de temperatura de 20 °C para construcciones de concreto y/o albañilería y de 30 °C para construcciones de metal. Contracción.- En el diseño de estructuras de concreto armado, cuando se prevea que la contracción pueda generar esfuerzos importantes, se tomará en consideración las fuerzas y movimientos resultantes de la contracción del concreto en una cantidad veces la distancia entre juntas. Cargas de nieve.- Producidas por el peso de la nieve que se acumula en un techo. Estas cargas varían con la ubicación geográfica, la exposición del sitio, las condiciones eólicas y la geometría del techo. 

12 PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Losa.- Elemento estructural plano cargado con fuerzas perpendiculares a su plano (cargas vivas y muertas). Trabajan a flexión. Ante un sismo se comportan como un diafragma rígido. Losa aligerada: El peralte de las losas aligeradas podrán ser dimensionadas considerando el siguiente criterio: H=Ln/25. Siendo: Ln – longitud del lado menor.

13 H = altura o espesor total de la losa aligerada y por tanto incluye los 5cm de losa superior y el espesor del ladrillo de techo. Los ladrillos serán de 12, 15, 20 y 25cm respectivamente . El Arquitecto y el Ingeniero Civil deberán tener en cuenta la determinación de la altura de piso a piso, el espesor anteriormente indicado y la consideración de 5cm adicionales para el denominado piso terminado.

14 Losa maciza.- Las losas macizas pueden ser dimensionadas en forma aproximada, considerando espesores menores en 5cms a los indicados para losas aligeradas. 𝑒 𝐿𝑜𝑠𝑎 𝑚𝑎𝑐𝑖𝑧𝑎 = 𝑒 𝐿𝑜𝑠𝑎 𝑎𝑙𝑖𝑔𝑒𝑟𝑎𝑑𝑎 −5𝑐𝑚

15 Losa nervada.- Las losas nervadas pueden ser dimensionadas en forma aproximada, considerando el mismo espesor de la losa maciza. 𝑒 𝐿𝑜𝑠𝑎 𝑛𝑒𝑟𝑣𝑎𝑑𝑎 = 𝑒 𝐿𝑜𝑠𝑎 𝑚𝑎𝑐𝑖𝑧𝑎

16 Vigas.- Resisten cargas transversales en ángulo recto con respecto al eje longitudinal de la viga. Trabaja a flexión. Recibe las cargas de las losas transmitiéndolas a las columnas y/o muros. Sus apoyos se encuentran en los extremos. Las vigas se dimensionan generalmente considerando un peralte del orden de 1/10 a 1/12 de la luz libre. Debe aclararse que esta altura incluye el espesor de la losa del techo o piso . El ancho es variable de 1/2 a 2/3 veces su altura, teniendo en cuenta un ancho mínimo de 25cm, con la finalidad de evitar el congestionamiento del acero y presencia de cangrejeras.

17 Columnas.- Elementos estructurales que soportan tanto cargas verticales (peso propio) como fuerzas horizontales (sismos y vientos) y trabajan a flexo-compresión. Las columnas al ser sometidas a cargas axiales y momento flector, tienen que ser dimensionadas considerando los dos efectos simultáneamente, tratando de evaluar cual de los dos es el que gobierna en forma más influyente en dimensionamiento.

18 Área de columna = P (servicio) / 0,45f‘c
En base a todo lo indicado se puede recomendar el siguiente criterio de dimensionamiento: Columnas centradas: Área de columna = P (servicio) / 0,45f‘c Columnas excéntricas y esquinadas: Área de columna = P (servicio) / 0,35f’c Siendo: P(servicio) = P . A . N Edificios categoría A (ver E030) P = 1500 kg/m2 Edificios categoría B (ver E030) P = 1250 kg/m2 Edificios categoría C (ver E030) P = 1000 kg/m2 A – área tributaria N – número de pisos

19 Método N° 01 Método N° 02 El lado de la columna debe ser entre el 70% y 80% del peralte de la viga TIPO 1 : lado = H/8 TIPO 2 : lado = H/10 TIPO 3 : lado = H/9 Donde: H = altura del piso

20 Placa.- Elemento estructural de longitud mayor a su espesor, que proporciona gran resistencia y rigidez lateral. Es difícil poder fijar un dimensionamiento para las placas puesto que, como su principal función es absorber las fuerzas de sismo, mientras más importantes sean, tomarán un mayor porcentaje del cortante sísmico total, aliviando más a los pórticos. Las placas pueden hacerse mínimo de 10cm de espesor (muros de ductilidad limitada), pero generalmente se consideran de 20, 25 o 30cm conforme aumentemos el numero de pisos o disminuyamos su densidad.

21 PREDIMENSIONAMIENTO DE ZAPATAS
𝑃 𝑆𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜 𝐾∗ 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 ≤ 𝑞 𝑎 Donde se tiene: K Tipo de suelo 0.90 Rígido 0.80 Intermedio 0.70 Flexible

22 Ejemplo N° 01 Se tiene una edificación aporticada de 6 niveles, cuya distribución en planta se muestra en la figura. La edificación se ubicada en la ciudad de Lima y será utilizada para uso educativo (S/C = 250 kg/m2). Considerar: Altura de entrepiso 3.00m, profundidad de desplante 1.00m y suelo rígido qa=3.50 kg/cm2, (K=0.90). 6.00m Se pide: Predimensionar columnas, vigas, losa aligerada y zapatas. Considerar tabiquería 150 kg/m2, acabados 100 kg/m2 y f’c=210 kg/cm2.

23 Solución: Realizamos el predimensionamiento de los elementos columnas:
Columna esquinera C-1: Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎= 𝑃𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜 0.35 𝑓 ′ 𝑐 Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎= 1,500 𝑘𝑔/𝑚2𝑥 3𝑚𝑥3𝑚 𝑥6 0.35𝑥210 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎= 1, cm2 Se utilizará columnas de 0.35mx0.35m C-1 C-3 6.00m C-2

24 Columna central C-2: Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎= 𝑃𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜 0.45 𝑓 ′ 𝑐
Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎= 1,500 𝑘𝑔/𝑚2𝑥 6𝑚𝑥6𝑚 𝑥8 0.45𝑥280 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎= 3, cm2 Se utilizará columnas de 0.60mx0.60m

25 Columna excéntrica C-3:
Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎= 𝑃𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜 0.35 𝑓 ′ 𝑐 Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎= 1,500 𝑘𝑔/𝑚2𝑥 3𝑚𝑥6𝑚 𝑥8 0.35𝑥280 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎= 2, cm2 Se utilizará columnas de 0.50mx0.50m De los cálculos y análisis efectuados, se concluye que para el proyecto se utilizarán columnas de 0.60mx0.60m.

26 Realizamos el predimensionamiento de vigas:
ℎ= 𝐿 12 y b= ℎ 2 En la dirección longitudinal: ℎ= 6𝑚 12 =0.50𝑚 𝑅𝑒𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒𝑎𝑛𝑑𝑜 ℎ=0.50 𝑦 𝑏= =0.25𝑚 Consideramos las dimensiones de la viga de 0.25mx0.50m

27 En la dirección transversal:
ℎ= 6𝑚 12 =0.50𝑚 𝑅𝑒𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒𝑎𝑛𝑑𝑜 ℎ=0.50 𝑦 𝑏= =0.25𝑚 Consideramos las dimensiones de la viga de 0.25mx0.50m De los cálculos y análisis efectuados, se concluye que para el proyecto se utilizarán columnas de 0.30mx0.60m.

28 Realizamos el predimensionamiento de losa maciza:
Losa aligerada: H= 𝐿𝑛 40 En la dirección longitudinal: H= 6𝑚 30 =0.20 𝑚 En la dirección transversal: De los cálculos y análisis efectuados, se concluye que para el proyecto se utilizará una losa maciza de espesor de 0.25m.

29 Realizamos el metrado de cargas y el predimensionamiento de zapatas Z-1, Z-2 y Z-3:

30 Zapata esquinada Z-1: Determinamos el peso en el piso 8: CARGA MUERTA Losa maciza = (3.00mx3.00m mx0.30m)x0.25*2400kg/m2 = kg Columnas = 1x0.60mx0.60x3.50mx2, kg/m3 = kg Vigas longitudinal = 1x0.25mx0.50x2.70mx2, kg/m3 = kg Vigas transversal = 1x0.25mx0.50x2.70mx2, kg/m3 = kg Tabiquería = 3.30mx3.30mx150 kg/m2 = 1, kg Acabados = 3.30mx3.30mx100 kg/m2 = 1, kg CARGA VIVA Techo = 3.30mx3.30mx100 kg/m2 = 1, kg P8 = 12, kg + 1, kg = 13, kg

31 Determinamos el peso en el piso 7, 6 , 5, 4, 3 y 2:
CARGA MUERTA Losa maciza = (3.00mx3.00m mx0.30m)x0.25*2400kg/m2 = kg Columnas = 1x0.60mx0.60x3.50mx2, kg/m3 = kg Vigas longitudinal = 1x0.25mx0.50x2.70mx2, kg/m3 = kg Vigas transversal = 1x0.25mx0.50x2.70mx2, kg/m3 = kg Tabiquería = 3.30mx3.30mx150 kg/m2 = 1, kg Acabados = 3.30mx3.30mx100 kg/m2 = 1, kg CARGA VIVA Techo = 3.30mx3.30mx300 kg/m2 = kg P5 = 12, kg kg = 15,484.50kg P7 = P6 = P5 = P4 = P3 = P2 = 15, kg

32 Determinamos el peso en el piso 1:
CARGA MUERTA Losa maciza = (3.00mx3.00m mx0.30m)x0.25*2400kg/m2 = kg Columnas = 1x0.60mx0.60x4.50mx2, kg/m3 = kg Vigas longitudinal = 1x0.25mx0.50x2.70mx2, kg/m3 = kg Vigas transversal = 1x0.25mx0.50x2.70mx2, kg/m3 = kg Tabiquería = 3.30mx3.30mx150 kg/m2 = 1, kg Acabados = 3.30mx3.30mx100 kg/m2 = 1, kg CARGA VIVA Techo = 3.30mx3.30mx300 kg/m2 = kg P1 = 13, kg kg = 16, kg Peso total(1-8) = kg

33 Predimensionamiento de zapata excéntrica Z-1:
12, 𝑘𝑔 0.80𝑥 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 ≤1.50 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 = cm Utilizaremos una zapata Z-1, de 3.25mxm 𝑃 𝑆𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜 𝐾∗ 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 ≤ 𝑞 𝑎

34 Zapata central Z-2. Determinamos el peso en el piso 8: CARGA MUERTA Losa maciza = 4x(2.85mx2.85m – 0.125mx0.125m)x2400*0.25 kg/m2 = 19, kg Columnas = 1x0.60mx0.60x3.00mx2, kg/m3 = 3, kg Vigas longitudinal = 1x0.25mx0.50x5.40mx2, kg/m3 = 1,620.00kg Vigas transversal = 1x0.25mx0.50x5.40mx2, kg/m3 = 1, kg Tabiquería = 6.00mx6.00mx150 kg/m2 = 5, kg Acabados = 6.00mx6.00mx100 kg/m2 = 3, kg CARGA VIVA Techo = 6.00mx6.00mx100 kg/m2 = 3, kg P6 = 34, kg + 3, kg = 38, kg

35 Determinamos el peso en el piso 7, 6 ,5, 4, 3 y 2:
CARGA MUERTA Losa maciza = 4x(2.85mx2.85m – 0.125mx0.125m)x2400*0.25 kg/m2 = 19, kg Columnas = 1x0.60mx0.60x3.00mx2, kg/m3 = 3, kg Vigas longitudinal = 1x0.25mx0.50x5.40mx2, kg/m3 = 1,620.00kg Vigas transversal = 1x0.25mx0.50x5.40mx2, kg/m3 = 1, kg Tabiquería = 6.00mx6.00mx150 kg/m2 = 5, kg Acabados = 6.00mx6.00mx100 kg/m2 = 3, kg CARGA VIVA Techo = 6.00mx6.00mx300 kg/m2 = 10, kg P5 = 34, kg + 10, kg = 36, kg P7 = P6 = P5 = P4 = P3 = P2 = 45, kg

36 Determinamos el peso en el piso 1:
CARGA MUERTA Losa maciza = 4x(2.85mx2.85m – 0.125mx0.125m)x2400*0.25 kg/m2 = 19, kg Columnas = 1x0.60mx0.60x3.50mx2, kg/m3 = 3, kg Vigas longitudinal = 1x0.25mx0.50x5.40mx2, kg/m3 = 1,620.00kg Vigas transversal = 1x0.25mx0.50x5.40mx2, kg/m3 = 1, kg Tabiquería = 6.00mx6.00mx150 kg/m2 = 5, kg Acabados = 6.00mx6.00mx100 kg/m2 = 3, kg CARGA VIVA Techo = 6.00mx6.00mx300 kg/m2 = 10, kg P1 = 35, kg +10, kg = 46, kg Peso total = 358, kg

37 𝑃 𝑆𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜 𝐾∗ 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 ≤ 𝑞 𝑎
Predimensionamiento de zapata excéntrica Z-1: 358,053.00𝑘𝑔 0.80𝑥 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 ≤1.50 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 = cm Utilizaremos una zapata Z-2, de 5.5mxm 𝑃 𝑆𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜 𝐾∗ 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 ≤ 𝑞 𝑎

38 Zapata excéntrica Z-3. Determinamos el peso en el piso 8: CARGA MUERTA Losa maciza = 2x(2.85mx2.85m – 0.125mx0.125m)x2400*0.25 kg/m2 =38913 kg Columnas = 1x0.60mx0.60x3.00mx2, kg/m3 = 2, kg Vigas longitudinal = 1x0.30mx0.60x2.70mx2, kg/m3 =1,166.40kg Vigas transversal = 1x0.30mx0.60x5.40mx2, kg/m3 = 2, kg Tabiquería = 6.00mx3.00mx150 kg/m2 = 2, kg Acabados = 6.00mx3.00mx100 kg/m2 = 1, kg CARGA VIVA Techo = 6.00mx3.00mx100 kg/m2 = 1, kg P6 = 48, kg + 1, kg = 50, kg

39 Determinamos el peso en el piso 7,6,5, 4, 3 y 2:
CARGA MUERTA Losa maciza = 2x(2.85mx2.85m – 0.125mx0.125m)x2400*0.25 kg/m2 =38913 kg Columnas = 1x0.60mx0.60x3.00mx2, kg/m3 = 2, kg Vigas longitudinal = 1x0.30mx0.60x2.70mx2, kg/m3 =1,166.40kg Vigas transversal = 1x0.30mx0.60x5.40mx2, kg/m3 = 2, kg Tabiquería = 6.00mx3.00mx150 kg/m2 = 2, kg Acabados = 6.00mx3.00mx100 kg/m2 = 1, kg CARGA VIVA Techo = 6.00mx3.00mx300 kg/m2 = 5, kg P5 = 48, kg + 5, kg = 54, kg P7 = P6 =P5 = P4 = P3 = P2 = 20, kg

40 Determinamos el peso en el piso 1:
CARGA MUERTA Losa aligerada = 2x(2.85mx2.85m – 0.15mx0.15m)x350 kg/m2 = 5, kg Columnas = 1x0.60mx0.60x4.00mx2, kg/m3 = 3, kg Vigas longitudinal = 1x0.30mx0.60x2.70mx2, kg/m3 =1,166.40kg Vigas transversal = 1x0.30mx0.60x5.40mx2, kg/m3 = 2, kg Tabiquería = 6.00mx3.00mx150 kg/m2 = 2, kg Acabados = 6.00mx3.00mx100 kg/m2 = 1, kg CARGA VIVA Techo = 6.00mx3.00mx250 kg/m2 = 4, kg P5 = 17, kg + 4, kg = 21, kg Peso total = 122, kg

41 𝑃 𝑆𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜 𝐾∗ 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 ≤ 𝑞 𝑎
Predimensionamiento de zapata excéntrica Z-1: 122, 𝑘𝑔 0.90𝑥 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 ≤3.50 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 = cm Utilizaremos una zapata Z-3, de 2.00mx2.00m 𝑃 𝑆𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜 𝐾∗ 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 ≤ 𝑞 𝑎

42 METRADO DE CARGAS 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. Como regla general, al metrar cargas debe pensarse en la manera como se apoya un elemento sobre otro; por ejemplo (ver la Fig. 1.1), las cargas existentes en un nivel se transmiten a través de la losa del techo hacia las vigas (o muros) que la soportan, luego, estas vigas al apoyar sobre las columnas, le transfieren su carga; posteriormente, las columnas transmiten la carga hacia sus elementos de apoyo que son las zapatas; finalmente, las cargas pasan a actuar sobre el suelo de cimentación.

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44 Ejemplo N° 01 Para una edificación aporticada de concreto armado de 5 pisos, destinada para aulas de centro educativo, cuyo plano se muestra en la figura y cuyas características son: Peso específico del concreto: 2.4 t/m3 Losa de techo aligerada de espesor e = 20cm (pisos 1, 2, 3 y 4) e =17cm (piso 5) Altura de entrepiso (de piso a piso) h = 4m Vigas transversales (eje horizontal del plano) 40cm x 50cm Vigas longitudinales (eje vertical del plano) 50cm x 50cm Profundidad de desplante (contacto con platea) 1m Espesor de la platea 30cm

45 Se pide: Realizar el metrado de cargas, calculando los pesos por pisos (no considerar tabiquería). Calcular las dimensiones de la platea de cimentación, si la capacidad portante del terreno es 0,5kg/cm2. Determinar el asentamiento tolerable que se puede producir en la edificación, si su coeficiente de balasto del terreno es 1kg/cm3.

46 Solución: Efectuamos el metrado de cargas, calculando los pesos por pisos y para ello utilizamos la Norma de Cargas E020: PISO 5: CARGA MUERTA: Losa aligerada = 8x0.28x4.50x3.60 = t Columnas = 15x2.40x0.40x0.50x4.00 = t Vigas transversales = 10x2.40x0.40x0.50x4.50 = t Vigas longitudinales = 12x2.40x0.50x0.50x3.60 = t CARGA VIVA: Techo = 0.10x10.50x16.40 = t P5 = t t = t

47 PISOS 2, 3 y 4: CARGA MUERTA: Losa aligerada = 8x0.30x4.50x3.60 = t Columnas = 15x2.40x0.40x0.50x4.00 = t Vigas transversales = 10x2.4x0.40x0.50x4.50 = t Vigas longitudinales = 12x2.40x0.50x0.50x3.60 = t CARGA VIVA: Centro educativo (aulas) = 0.25x10.50x16.40 = t P2 = P3 = P4 = t t = t

48 PISOS 1: CARGA MUERTA: Losa aligerada = 8x0. 30x4. 50x3. 60 = 38
PISOS 1: CARGA MUERTA: Losa aligerada = 8x0.30x4.50x3.60 = t Columnas = 15x2.40x0.40x0.50x5.00 = t Vigas transversales = 10x2.4x0.40x0.50x4.50 = t Vigas longitudinales = 12x2.40x0.50x0.50x3.60 = t CARGA VIVA: Centro educativo (aulas) = 0.25x10.50x16.40 = t P1 = t 𝑃 𝐸𝑑𝑖𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜 = t + 3x t t = t

49 Determinamos el área de la platea, a través de la capacidad portante del terreno.
𝑃 𝐸𝑑𝑖𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜 + 𝑃 𝑃𝑙𝑎𝑡𝑒𝑎 𝐴 𝑃𝑙𝑎𝑡𝑒𝑎 ≤ 𝑞 𝑎 t + 3x t t x0.30x A 𝑃𝑙𝑎𝑡𝑒𝑎 𝐴 𝑃𝑙𝑎𝑡𝑒𝑎 ≤ 5 t/m2 𝐴 𝑃𝑙𝑎𝑡𝑒𝑎 = 𝑚 2 Asumimos como dimensiones de la platea 11m x m

50 Determinamos el asentamiento tolerable, aplicando el principio de comportamiento elástico del terreno a través del coeficiente de balasto: Donde: C1 = Coeficiente de balastro. A = Área de la platea. 𝑃 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑃 𝐸𝑑𝑖𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜 + 𝑃 𝑃𝑙𝑎𝑡𝑒𝑎 = t + 3x t t x0.30x11x16.40 = t R = 𝑃 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = t 𝐾 𝑍 = 𝐶 1 𝐴 𝑃𝑙𝑎𝑡𝑒𝑎 =1000 𝑡/𝑚3x11mx16.40m = t/m R = 𝐾 𝑍 𝑆 𝑡 → 𝑆 𝑡 =4.988𝑥 10 3 =4.988𝑚𝑚

51 Ejemplo N° 02 Para una edificación aporticada de concreto armado de 3 pisos, destinada para centro comercial, cuyo plano se muestra en la figura, se pide realizar el metrado de cargas, calculando los pesos por pisos (no considerar tabiquería), siendo: Peso específico del concreto: 2.4 t/m3 Losa de techo maciza de espesor e = 15cm (pisos 1 y 2) e =12cm (piso 3) Altura de entrepiso (de piso a piso) h = 4m Vigas transversales (eje horizontal del plano) 40cm x 50cm Vigas longitudinales (eje vertical del plano) 50cm x 50cm Profundidad de desplante (contacto con zapata) 1m

52 Se pide: Realizar el metrado de cargas, calculando los pesos por pisos (no considerar tabiquería). Determinar el asentamiento tolerable que se puede producir en una zona de un edificio aporticado con zapata aislada flexible y excéntrica, de dimensiones 1.60mx 1.60mx0.60m, utilizando el método elástico (geotecnia) y comparar dicho resultado con el analítico, considerando que el peso que se transmite a la zapata es de 43,08t y el tipo de suelo es una arcilla arenosa con coeficiente de Poisson µ = 0,3; módulo de elasticidad E=4250T/m; capacidad portante 𝑞 𝑎 =1,83kg/cm2 y coeficiente de balasto 3.10 kg/cm3.

53 Solución: Efectuamos el metrado de cargas, calculando los pesos por pisos y para ello utilizamos la Norma de Cargas E020: PISO 3: CARGA MUERTA: Losa maciza = 8x2.40x4.50x3.60x0.12 = t Columnas = 16x2.40x0.40x0.50x4.00 = t Vigas transversales = 11x2.40x0.40x0.50x4.50 = t Vigas longitudinales = 12x2.40x0.50x0.50x3.60 = t CARGA VIVA: Techo = 0.10x(15.50x16.40 – 5x4x4) = t P3 = t t = t

54 PISO 2: CARGA MUERTA: Losa maciza = 8x2. 40x4. 50x3. 60x0. 15 = 46
PISO 2: CARGA MUERTA: Losa maciza = 8x2.40x4.50x3.60x0.15 = t Columnas = 16x2.40x0.40x0.50x4.00 = t Vigas transversales = 11x2.40x0.40x0.50x4.50 = t Vigas longitudinales = 12x2.40x0.50x0.50x3.60 = t CARGA VIVA: Techo = 0.50x(15.50x16.40 – 5x4x4) = t P2 = t t = t

55 PISO 1: CARGA MUERTA: Losa maciza = 8x2. 40x4. 50x3. 60x0. 15 = 46
PISO 1: CARGA MUERTA: Losa maciza = 8x2.40x4.50x3.60x0.15 = t Columnas = 16x2.40x0.40x0.50x5.00 = t Vigas transversales = 11x2.40x0.40x0.50x4.50 = t Vigas longitudinales = 12x2.40x0.50x0.50x3.60 = t CARGA VIVA: Techo = 0.50x(15.50x16.40 – 5x4x4) = t P1 = t t = t 𝑃 𝐸𝑑𝑖𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜 = t t t= t

56 Calculamos el asentamiento tolerable utilizando el método elástico:
𝑆 𝑡 = 𝑞 𝑎 𝐵(1− µ 2 ) 𝐸 𝐼 𝑓 𝑞 𝑎 = Capacidad portante (T/m2). B = Ancho de la cimentación (m). µ = Coeficiente de Poisson. E = Módulo de elasticidad del suelo (T/m2) 𝐼 𝑓 = Factor de forma (cm/m), dependiente del tipo de comportamiento de la zapata, dimensiones y ubicación.

57

58 Reemplazando: 𝑆 𝑡 = 18.30𝑥1.60 1− 0.30 2 4250 𝑥95=0.59𝑐𝑚
𝑆 𝑡 = 18.30𝑥1.60 1− 𝑥95=0.59𝑐𝑚 Determinamos el asentamiento tolerable, aplicando el principio de comportamiento elástico del terreno a través del coeficiente de balasto: 𝑃 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = x1.60x1.60x0.60 = t R = 𝑃 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 =46, 766 𝑘𝑔 𝐾 𝑍 = 𝐶 1 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 =3.10𝑥160𝑥160= kg/cm R = 𝐾 𝑍 𝑆 𝑡 → 𝑆 𝑡 =0.59 𝑐𝑚

59 Ejemplo N° 03 A continuación se muestra el siguiente gráfico. Predimensionar la zapata de la columna CI. Considerar capacidad portante del terreno ( 𝑞 𝑎 = 3.00 kg/cm2). Nota no considerar peso propio de la zapata. Altura de entrepiso 3m. Profundidad desplante 1m. Losa aligerada de 0.25m (350 kg/m2) Viga transversal de 0.40mx0.80m. Viga longitudinal de 0.25mX0.50m. Columna de 0.40mx0.40m. Sobrecarga de 500 kg/m2. Ladrillo pastelero 100 kg/m2.

60 Solución: Efectuamos el metrado de cargas, calculando los pesos por pisos y para ello utilizamos la Norma de Cargas E020: CARGA MUERTA: Losa aligerada = 4.00mx4.00mx350kg/m2= 5, kg Columnas = 0.40mx0.40mx4.00mx2,400 kg/m3 = 1, kg Vigas transversales = 0.40mx0.80mx3.85mx2, 400 kg/m3 = 2, kg. Vigas longitudinales = 0.25mx0.50mx4.00mx2, 400 kg/m3 = 1, kg. Ladrillo pastelero = 4.25mx4.40mx100 kg/m2 = 1, kg/m2 CARGA VIVA: Techo = 500kg/m2x4.25mx4.40m= 9, kg PServicio = 13, t + 9, t = 22, kg

61 Cálculo de las dimensiones de la zapata:
𝑃 𝑆𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜 𝐾∗ 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 ≤ 𝑞 𝑎 22, 𝑘𝑔 0.90∗ 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 =3.00 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝐿 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 =91.32 𝑐𝑚 Consideraremos una zapata cuadra de 1.00mx1.00m.

62 Ejemplo N° 04 Se tiene un edificio de 8 pisos de sistema dual, cuya planta se muestra en la figura adjunta. Los muros tienen m de espesor y son de concreto armado. Las columnas y las vigas longitudinales son de concreto armado de 0.30mx0.60m y las vigas transversales son de 0.30mx0.40m. La losa de techo es maciza y tiene 0.15m de espesor. Considerar altura de entrepiso 3.00m, profundidad de desplante 1.00m, el uso de la edificación es para sala de archivo de oficinas (S/C=500kg/cm2). C-1

63 Se pide: Realizar el metrado de cargas, calculando los pesos por pisos. Realizar el metrado de cargas considerando tabiquería (150 kg/m2) y piso terminado (100 kg/m2). Realice el metrado de cargas considerando tabiquería y piso terminado, predimensione la zapata de la columna C-1 y determine el asentamiento tolerable. Utilizar el método elástico, el método analítico y comparar los resultados obtenidos. El tipo de suelo es areno arcilloso, con coeficiente de Poisson µ=0.25, módulo de elasticidad E=3, T/m2, capacidad portante del terreno qa=2kg/cm2, coeficiente de balastro C=4kg/cm3. Considere suelo intermedio (K=0.80).

64 Solución a): Efectuamos el metrado de cargas, calculando los pesos por pisos y para ello utilizamos la Norma de Cargas E020: PISO 8: CARGA MUERTA: Losa maciza = (10.95mx7.20m+3.55mx5.45m)x0.15mx2.4t/m3 = t Columnas = 14x0.30mx0.60mx3.00mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 0.30mx0.40mx14.50mx2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 0.30mx0.60mx(6.20mx4+4.80mx1)x2.4t/m3 = t Placas = 0.25mx25.45mx3.00x2.4t/m3 = t CARGA VIVA: Techo = 0.10t/m2x(16mx8m – 3.85mx2m) = t P8 = t t = t

65 Determinamos el peso del piso 7, 6, 5, 4, 3 y 2.
CARGA MUERTA: Losa maciza = (10.95mx7.20m+3.55mx5.45m)x0.15mx2.4t/m3 = t Columnas = 14x0.30mx0.60mx3.00mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 0.30mx0.40mx14.50mx2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 0.30mx0.60mx(6.20mx4+4.80mx1)x2.4t/m3 = t Placas = 0.25mx25.45mx3.00x2.4t/m3 = t CARGA VIVA: Techo = 0.50t/m2x(16mx8m – 3.85mx2m) = t P7 = t t = t P7 = P6 = P5 = P4 = P3 = P2 = t

66 Determinamos el peso del piso 1.
CARGA MUERTA: Losa maciza = (10.95mx7.20m+3.55mx5.45m)x0.15mx2.4t/m3 = t Columnas = 14x0.30mx0.60mx4.00mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 0.30mx0.40mx14.50mx2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 0.30mx0.60mx(6.20mx4+4.80mx1)x2.4t/m3 = t Placas = 0.25mx25.45mx4.00x2.4t/m3 = t CARGA VIVA: Techo = 0.50t/m2x(16mx8m – 3.85mx2m) = t P1 = t t = t Peso total de la edificación = 1, t

67 Solución b): Efectuamos el metrado de cargas, calculando los pesos por pisos y para ello utilizamos la Norma de Cargas E020: PISO 8: CARGA MUERTA: Losa maciza = (10.95mx7.20m+3.55mx5.45m)x0.15mx2.4t/m3 = t Columnas = 14x0.30mx0.60mx3.00mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 0.30mx0.40mx14.50mx2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 0.30mx0.60mx(6.20mx4+4.80mx1)x2.4t/m3 = t Placas = 0.25mx25.45mx3.00x2.4t/m3 = t Tabiquería = (10.95mx7.20m+3.55mx5.45m)x0.15t/m2 = t Piso terminado = (10.95mx7.20m+3.55mx5.45m)x0.10t/m2 = t CARGA VIVA: Techo = 0.10t/m2x(16mx8m – 3.85mx2m) = t P8 = t t = t

68 Determinamos el peso del piso 7, 6, 5, 4, 3 y 2.
CARGA MUERTA: Losa maciza = (10.95mx7.20m+3.55mx5.45m)x0.15mx2.4t/m3 = t Columnas = 14x0.30mx0.60mx3.00mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 0.30mx0.40mx14.50mx2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 0.30mx0.60mx(6.20mx4+4.80mx1)x2.4t/m3 = t Placas = 0.25mx25.45mx3.00x2.4t/m3 = t Tabiquería = (10.95mx7.20m+3.55mx5.45m)x0.15t/m2 = t Piso terminado = (10.95mx7.20m+3.55mx5.45m)x0.10t/m2 = t CARGA VIVA: Techo = 0.50t/m2x(16mx8m – 3.85mx2m) = t P7 = t t = t P7 = P6 = P5 = P4 = P3 = P2 = t

69 Determinamos el peso del piso 1.
CARGA MUERTA: Losa maciza = (10.95mx7.20m+3.55mx5.45m)x0.15mx2.4t/m3 = t Columnas = 14x0.30mx0.60mx4.00mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 0.30mx0.40mx14.50mx2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 0.30mx0.60mx(6.20mx4+4.80mx1)x2.4t/m3 = t Placas = 0.25mx25.45mx4.00x2.4t/m3 = t Tabiquería = (10.95mx7.20m+3.55mx5.45m)x0.15t/m2 = t Piso terminado = (10.95mx7.20m+3.55mx5.45m)x0.10t/m2 = t CARGA VIVA: Techo = 0.50t/m2x(16mx8m – 3.85mx2m) = t P1 = t t = t Peso total de la edificación = 1, t

70 Solución c): Efectuamos el metrado de cargas para la columna C-1, calculando los pesos por pisos y para ello utilizamos la Norma de Cargas E020: PISO 8: CARGA MUERTA: Losa maciza = (2x1.85mx2.70m+1.00mx1.85m)x0.15mx2.4t/m3 = t Columnas = 1x0.30mx0.60mx3.00mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 0.30mx0.40mx(2x1.85m)x2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 0.30mx0.60mx(2.40m+1.00m)x2.4t/m3 = t Tabiquería = (2x1.85mx2.70m+1.00mx1.85m)x0.15mt/m2 = t Piso terminado = (2x1.85mx2.70m+1.00mx1.85m)x0.10mt/m2 = t CARGA VIVA: Techo = 0.10t/m2x(2x1.85mx2.70m+1.00mx1.85m) = t P8 = t t = t

71 Determinamos el peso del piso 7, 6, 5, 4, 3 y 2, para la columna C-1.
CARGA MUERTA: Losa maciza = (2x1.85mx2.70m+1.00mx1.85m)x0.15mx2.4t/m3 = t Columnas = 1x0.30mx0.60mx3.00mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 0.30mx0.40mx(2x1.85m)x2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 0.30mx0.60mx(2.40m+1.00m)x2.4t/m3 = t Tabiquería = (2x1.85mx2.70m+1.00mx1.85m)x0.15mt/m2 = t Piso terminado = (2x1.85mx2.70m+1.00mx1.85m)x0.10mt/m2 = t CARGA VIVA: Techo = 0.50t/m2x(2x1.85mx2.70m+1.00mx1.85m) = t P7 = t t = t P7 = P6 = P5 = P4 = P3 = P2 = t

72 Determinamos el peso del piso 1, para la columna C-1.
CARGA MUERTA: Losa maciza = (2x1.85mx2.70m+1.00mx1.85m)x0.15mx2.4t/m3 = t Columnas = 1x0.30mx0.60mx4.00mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 0.30mx0.40mx(2x1.85m)x2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 0.30mx0.60mx(2.40m+1.00m)x2.4t/m3 = t Tabiquería = (2x1.85mx2.70m+1.00mx1.85m)x0.15mt/m2 = t Piso terminado = (2x1.85mx2.70m+1.00mx1.85m)x0.10mt/m2 = t CARGA VIVA: Techo = 0.50t/m2x(2x1.85mx2.70m+1.00mx1.85m) = t P1 = t t = t Peso total = t

73 Predimensionamos la zapata de la columna C-1.
𝑃 𝑆𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜 𝐾∗ 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 ≤ 𝑞 𝑎 126, 152 𝑘𝑔 0.80∗ 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 =2.00 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝐿 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 = 𝑐𝑚 Consideraremos una zapata cuadra de 2.85 mx2.85 m.

74 Calculamos el asentamiento tolerable utilizando el método elástico:
𝑆 𝑡 = 𝑞 𝑎 𝐵(1− µ 2 ) 𝐸 𝐼 𝑓 𝑞 𝑎 = Capacidad portante (T/m2). B = Ancho de la cimentación (m). µ = Coeficiente de Poisson. E = Módulo de elasticidad del suelo (T/m2) 𝐼 𝑓 = Factor de forma (cm/m), dependiente del tipo de comportamiento de la zapata, dimensiones y ubicación. Reemplazando: 𝑆 𝑡 = 20.00𝑥2.85 1− , 500 𝑥95=1.45 𝑐𝑚

75 Determinamos el asentamiento tolerable, aplicando el principio de comportamiento elástico del terreno a través del coeficiente de balasto: 𝑃 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 =126, 152 kg R = 𝑃 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 =126, 152 𝑘𝑔 𝐾 𝑍 = 𝐶 1 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 =4.00 𝑘𝑔/𝑐𝑚3𝑥285𝑐𝑚𝑥285𝑐𝑚= 324, 900kg/cm R = 𝐾 𝑍 𝑆 𝑡 → 𝑆 𝑡 =0.39 𝑐𝑚

76 Ejemplo N° 05 Se tiene un edificio de 6 pisos de sistema dual, el cual se muestra en la figura. Dicha edificación presenta columnas de mx0.50 m, vigas longitudinales y transversales son de 0.30 mx0.60 m, placas de concreto armado con un espesor de 0.30 m, losa maciza en dos direcciones con un espesor de 0.25 m. El uso de la edificación es vivienda (S/C=200 kg/m2) y la altura de entrepiso es 3.00 m, con una profundidad de desplante 1.50 m.

77 Se pide: Realizar el metrado de cargas, calculando los pesos por pisos. Realizar el metrado de cargas considerando tabiquería (150 kg/m2) y piso terminado (100 kg/m2). Realizar el metrado de cargas considerando tabiquería (150 kg/cm2) y piso terminado (100 kg/cm2), predimensione la zapata de la columna C-1 y determinar el asentamiento tolerable que se puede producir. Utilice el método elástico, el método analítico y compare los resultados. Considerar: El tipo de suelo arcillo arenoso con coeficiente de Poisson µ = 0.25, módulo de elasticidad E = 3, 500 t/m2; capacidad portante 𝑞 𝑎 = 2.00 kg/cm2, coeficiente de balasto C = 4.00 kg/cm3. Considere suelo intermedio (K=0.80)

78 Solución a): Efectuamos el metrado de cargas, calculando los pesos por pisos y para ello utilizamos la Norma de Cargas E020: PISO 6: CARGA MUERTA: Losa maciza = 4x(7.40mx7.40m – 2x0.20mx0.20m)x0.25mx2.4t/m3 = t = 4x6.00mx7.40mx0.25mx2.4t/m3 = t Columnas = 8x0.50mx0.50mx3.00mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 4x13.00mx0.30mx0.60mx2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 4x13.00mx0.30mx0.60mx2.4t/m3 = t Placas = 8x7.70mx3.00mx0.30mx2.4t/m3 = t CARGA VIVA: Techo = 0.10t/m2x(22mx22m – 6mx6m) = t P6 = t t = t

79 Determinamos el peso del piso 5, 4, 3 y 2.
CARGA MUERTA: Losa maciza = 4x(7.40mx7.40m – 2x0.20mx0.20m)x0.25mx2.4t/m3 = t = 4x6.00mx7.40mx0.25mx2.4t/m3 = t Columnas = 8x0.50mx0.50mx3.00mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 4x13.00mx0.30mx0.60mx2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 4x13.00mx0.30mx0.60mx2.4t/m3 = t Placas = 8x7.70mx3.00mx0.30mx2.4t/m3 = t CARGA VIVA: Techo = 0.20t/m2x(22mx22m – 6mx6m) = t P5 = t t = t P5 = P4 = P3 = P2 = t

80 Determinamos el peso del piso 1.
CARGA MUERTA: Losa maciza = 4x(7.40mx7.40m – 2x0.20mx0.20m)x0.25mx2.4t/m3 = t = 4x6.00mx7.40mx0.25mx2.4t/m3 = t Columnas = 8x0.50mx0.50mx4.50mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 4x13.00mx0.30mx0.60mx2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 4x13.00mx0.30mx0.60mx2.4t/m3 = t Placas = 8x7.70mx4.50mx0.30mx2.4t/m3 = t CARGA VIVA: Techo = 0.20t/m2x(22mx22m – 6mx6m) = t P1 = t t = t Peso total de la edificación = 3, t

81 Solución b): Efectuamos el metrado de cargas, calculando los pesos por pisos y para ello utilizamos la Norma de Cargas E020: PISO 6: CARGA MUERTA: Losa maciza = 4x(7.40mx7.40m – 2x0.20mx0.20m)x0.25mx2.4t/m3 = t = 4x6.00mx7.40mx0.25mx2.4t/m3 = t Columnas = 8x0.50mx0.50mx3.00mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 4x13.00mx0.30mx0.60mx2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 4x13.00mx0.30mx0.60mx2.4t/m3 = t Placas = 8x7.70mx3.00mx0.30mx2.4t/m3 = t Taquería = 4x(7.40mx7.40m – 2x0.20mx0.20m mx7.40m)x0.15t/m2 = t Piso terminado= 4x(7.40mx7.40m – 2x0.20mx0.20m mx7.40m)x0.10 t/m2 = t CARGA VIVA: Techo = 0.10t/m2x(22mx22m – 6mx6m) = t P6 = t t = t

82 Determinamos el peso del piso 5, 4, 3 y 2.
CARGA MUERTA: Losa maciza = 4x(7.40mx7.40m – 2x0.20mx0.20m)x0.25mx2.4t/m3 = t = 4x6.00mx7.40mx0.25mx2.4t/m3 = t Columnas = 8x0.50mx0.50mx3.00mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 4x13.00mx0.30mx0.60mx2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 4x13.00mx0.30mx0.60mx2.4t/m3 = t Placas = 8x7.70mx3.00mx0.30mx2.4t/m3 = t Taquería = 4x(7.40mx7.40m – 2x0.20mx0.20m mx7.40m)x0.15t/m2 = t Piso terminado= 4x(7.40mx7.40m – 2x0.20mx0.20m mx7.40m)x0.10 t/m2 = t CARGA VIVA: Techo = 0.20t/m2x(22mx22m – 6mx6m) = t P5 = t t = t P5 = P4 = P3 = P2 = t

83 Determinamos el peso del piso 1.
CARGA MUERTA: Losa maciza = 4x(7.40mx7.40m – 2x0.20mx0.20m)x0.25mx2.4t/m3 = t = 4x6.00mx7.40mx0.25mx2.4t/m3 = t Columnas = 8x0.50mx0.50mx4.50mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 4x13.00mx0.30mx0.60mx2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 4x13.00mx0.30mx0.60mx2.4t/m3 = t Placas = 8x7.70mx4.50mx0.30mx2.4t/m3 = t Taquería = 4x(7.40mx7.40m – 2x0.20mx0.20m mx7.40m)x0.15t/m2 = t Piso terminado= 4x(7.40mx7.40m – 2x0.20mx0.20m mx7.40m)x0.10 t/m2 = t CARGA VIVA: Techo = 0.20t/m2x(22mx22m – 6mx6m) = t P1 = t t = t Peso total de la edificación = 3, t

84 Solución c): Efectuamos el metrado de cargas para la columna C-1, calculando los pesos por pisos y para ello utilizamos la Norma de Cargas E020: PISO 6: CARGA MUERTA: Losa maciza = (2x3.00mx3.70m mx mx0.20m)x0.25mx2.4t/m3 = t Columnas = 1x0.50mx0.50mx3.00mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 0.30mx0.60mx6.50mx2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 0.30mx0.60mx6.50mx2.4t/m3 = t Tabiquería = (2x3.00mx3.70m mx mx0.20m)x0.15mt/m2 = t Piso terminado = (2x3.00mx3.70m mx mx0.20m)x0.10mt/m2 = t CARGA VIVA: Techo = 0.10t/m2x(2x3.00mx3.70m mx mx0.20m) = t P6 = t t = t

85 Determinamos el peso del piso 5, 4, 3 y 2, para la columna C-1.
CARGA MUERTA: Losa maciza = (2x3.00mx3.70m mx mx0.20m)x0.25mx2.4t/m3 = t Columnas = 1x0.50mx0.50mx3.00mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 0.30mx0.60mx6.50mx2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 0.30mx0.60mx6.50mx2.4t/m3 = t Tabiquería = (2x3.00mx3.70m mx mx0.20m)x0.15mt/m2 = t Piso terminado = (2x3.00mx3.70m mx mx0.20m)x0.10mt/m2 = t CARGA VIVA: Techo = 0.20t/m2x(2x3.00mx3.70m mx mx0.20m) = t P5 = t t = t P5 = P4 = P3 = P2 = t

86 Determinamos el peso del piso 1, para la columna C-1.
CARGA MUERTA: Losa maciza = (2x3.00mx3.70m mx mx0.20m)x0.25mx2.4t/m3 = t Columnas = 1x0.50mx0.50mx4.50mx2.4t/m3 = t Vigas transversales = 0.30mx0.60mx6.50mx2.4t/m3 = t Vigas longitudinales = 0.30mx0.60mx6.50mx2.4t/m3 = t Tabiquería = (2x3.00mx3.70m mx mx0.20m)x0.15mt/m2 = t Piso terminado = (2x3.00mx3.70m mx mx0.20m)x0.10mt/m2 = t CARGA VIVA: Techo = 0.20t/m2x(2x3.00mx3.70m mx mx0.20m) = t P1 = t t = t Peso total = t

87 Predimensionamos la zapata de la columna C-1.
𝑃 𝑆𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜 𝐾∗ 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 ≤ 𝑞 𝑎 267, 699 𝑘𝑔 0.80∗ 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 =2.00 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝐿 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 = 𝑐𝑚 Consideraremos una zapata cuadra de 4.15 mx4.15 m.

88 Calculamos el asentamiento tolerable utilizando el método elástico:
𝑆 𝑡 = 𝑞 𝑎 𝐵(1− µ 2 ) 𝐸 𝐼 𝑓 𝑞 𝑎 = Capacidad portante (T/m2). B = Ancho de la cimentación (m). µ = Coeficiente de Poisson. E = Módulo de elasticidad del suelo (T/m2) 𝐼 𝑓 = Factor de forma (cm/m), dependiente del tipo de comportamiento de la zapata, dimensiones y ubicación. Reemplazando: 𝑆 𝑡 = 20.00𝑥4.15 1− , 500 𝑥95=2.11 𝑐𝑚

89 Determinamos el asentamiento tolerable, aplicando el principio de comportamiento elástico del terreno a través del coeficiente de balasto: 𝑃 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 =267, 699 kg R = 𝑃 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 =267, 699 𝑘𝑔 𝐾 𝑍 = 𝐶 1 𝐴 𝑍𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎 =4.00 𝑘𝑔/𝑐𝑚3𝑥415𝑐𝑚𝑥415𝑐𝑚= 688, 900kg/cm R = 𝐾 𝑍 𝑆 𝑡 → 𝑆 𝑡 =0.39 𝑐𝑚

90 Ejemplo N° 06 Se tiene un edificio de cinco pisos que en la dirección Y está conformado por dos pórticos a los extremos y otros dos que están conformados por una columna y un muro de albañilería. Los muros tienen 0.25m de espesor y en el primer piso se levanta desde el nivel 0,10m porque está apoyado en un sobrecimiento armado. Las columnas y vigas son de concreto armado y tienen 0.25mx0.40m. La losa del techo es maciza y tiene 0.20m de espesor. El uso de la edificación es para vivienda (S/C = 200 kg/m2) y la altura de entrepiso es de 2.80m, con una profundidad de desplante (contacto con la platea de cimentación) de 0.60m.

91 Se pide: Realizar el metrado de cargas, calculando los pesos por piso. Realizar el metrado de cargas, considerando tabiquería (150 kg/m2) y acabados (100 kg/m2). Con los resultados del caso b), realice el predimensionamiento de la platea de cimentación y determine el asentamiento que se puede producir. La edificación se encuentra ubicada en la ciudad de Chiclayo. Considerar: Tipo de suelo arenoso con capacidad portante 𝑞 𝑎 = 1.00 kg/cm2, coeficiente de balasto C = 3.00 kg/cm3 y espesor de la platea de cimentación de 0.30m.

92 Solución a): Efectuamos el metrado de cargas, calculando los pesos por pisos y para ello utilizamos la Norma de Cargas E020: PISO 5: CARGA MUERTA: Losa maciza = (2x3.625mx7.50m + 1x3.75mx7.50m)x0.20mx2.40t/m3 = t Columnas = 8x0.25mx0.40mx2.80mx2.40t/m3 = t Vigas longitudinales = (4x3.40m + 2x7.60m)x0.25mx0.40mx2.40t/m3 = t Vigas transversales = (4x3.625m + 2x3.75m)x0.25mx0.40mx2.40t/m3 = t Muro de albañilería = 2x2mx0.25mx2.40mx1.80t/m3 = t CARGA VIVA: Techo = 0.10t/m2x(12mx8m) = t P5 = t t = t

93 Determinamos el peso del piso 4, 3 y 2.
CARGA MUERTA: Losa maciza = (2x3.625mx7.50m + 1x3.75mx7.50m)x0.20mx2.40t/m3 = t Columnas = 8x0.25mx0.40mx2.80mx2.40t/m3 = t Vigas longitudinales = (4x3.40m + 2x7.60m)x0.25mx0.40mx2.40t/m3 = t Vigas transversales = (4x3.625m + 2x3.75m)x0.25mx0.40mx2.40t/m3 = t Muro de albañilería = 2x2mx0.25mx2.40mx1.80t/m3 = t CARGA VIVA: Techo = 0.20t/m2x(12mx8m) = t P4 = t t = t P4 = P3 = P2 = t

94 Determinamos el peso del piso 1.
CARGA MUERTA: Losa maciza = (2x3.625mx7.50m + 1x3.75mx7.50m)x0.20mx2.40t/m3 = t Columnas = 8x0.25mx0.40mx3.40mx2.40t/m3 = t Vigas longitudinales = (4x3.40m + 2x7.60m)x0.25mx0.40mx2.40t/m3 = t Vigas transversales = (4x3.625m + 2x3.75m)x0.25mx0.40mx2.40t/m3 = t Muro de albañilería = 2x2mx0.25mx2.30mx1.80t/m3 = t Sobrecimiento armado = 2x2mx0.25x0.70x2.40t/m3 = t/m3 CARGA VIVA: Techo = 0.20t/m2x(12mx8m) = t P1 = t t = t Peso total de la edificación = t

95 Solución b): Efectuamos el metrado de cargas, calculando los pesos por pisos y para ello utilizamos la Norma de Cargas E020: PISO 5: CARGA MUERTA: Losa maciza = (2x3.625mx7.50m + 1x3.75mx7.50m)x0.20mx2.40t/m3 = t Columnas = 8x0.25mx0.40mx2.80mx2.40t/m3 = t Vigas longitudinales = (4x3.40m + 2x7.60m)x0.25mx0.40mx2.40t/m3 = t Vigas transversales = (4x3.625m + 2x3.75m)x0.25mx0.40mx2.40t/m3 = t Muro de albañilería = 2x2mx0.25mx2.40mx1.80t/m3 = t Tabiquería = 0.15t/m2x(12mx8m) = t Piso terminado = 0.10t/m2x(12mx8m) = t CARGA VIVA: Techo = 0.10t/m2x(12mx8m) = t P5 = t t = t

96 Determinamos el peso del piso 4, 3 y 2.
CARGA MUERTA: Losa maciza = (2x3.625mx7.50m + 1x3.75mx7.50m)x0.20mx2.40t/m3 = t Columnas = 8x0.25mx0.40mx2.80mx2.40t/m3 = t Vigas longitudinales = (4x3.40m + 2x7.60m)x0.25mx0.40mx2.40t/m3 = t Vigas transversales = (4x3.625m + 2x3.75m)x0.25mx0.40mx2.40t/m3 = t Muro de albañilería = 2x2mx0.25mx2.40mx1.80t/m3 = t Tabiquería = 0.15t/m2x(12mx8m) = t Piso terminado = 0.10t/m2x(12mx8m) = t CARGA VIVA: Techo = 0.20t/m2x(12mx8m) = t P4 = t t = t P4 = P3 = P2 = t

97 Determinamos el peso del piso 1.
CARGA MUERTA: Losa maciza = (2x3.625mx7.50m + 1x3.75mx7.50m)x0.20mx2.40t/m3 = t Columnas = 8x0.25mx0.40mx3.40mx2.40t/m3 = t Vigas longitudinales = (4x3.40m + 2x7.60m)x0.25mx0.40mx2.40t/m3 = t Vigas transversales = (4x3.625m + 2x3.75m)x0.25mx0.40mx2.40t/m3 = t Muro de albañilería = 2x2mx0.25mx2.30mx1.80t/m3 = t Sobrecimiento armado = 2x2mx0.25x0.70x2.30t/m3 = t/m3 Tabiquería = 0.15t/m2x(12mx8m) = t Piso terminado = 0.10t/m2x(12mx8m) = t CARGA VIVA: Techo = 0.20t/m2x(12mx8m) = t P1 = t t = t Peso total de la edificación = t

98 Gracias por su atención.