Documento Básico SE y AE

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1 Documento Básico SE y AE
PLAN DE FORMACIÓN DEL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN ACCIÓN 4 CSCAE Curso 6. DB SE SE + AE y A. Documento Básico SE y AE Seguridad Estructural y Acciones en la Edificación Aplicación Práctica. Ponente: Antonio González Sánchez Doctor Arquitecto Profesor T.U. en el Área de MMCT de Estructuras Universidad de Alicante

2 3. DB SE y AE. Aplicación Práctica.
3.1. Definición Geométrica de una Estructura de Edificación. Se va a analizar las cargas sobre una estructura de edificación con las siguientes características: DATOS: Edificación abierta, situada en el litoral de Alicante. Estructura totalmente de Hormigón Armado (H.A.); HA 25 para la estructura aérea y HA 30 para la cimentación. Consta de 10 plantas sobre rasante y un sótano. Forjado unidireccional con vigas planas, y cimentación sobre losa de cimentación. Canto del forjado 27 cms (22+5 cms). ((L=500)/20 = 25; se ha redondeado a 27 cms.) Peso propio del forjado 3,35 KN/m2. (335 Kp/m2). DATOS SISMICOS: Aceleración básica: ab=0,14.g (Alicante/Alacant). Coeficiente de contribución (cercanía a la falla de las Azores); K=1. Coeficiente cronológico: Construcción de importancia normal: ρ=1. Coeficiente de terreno; Terreno Tipo II; C=1,3. Reducción de las sobrecargas, 0,5; viviendas. Periodo fundamental de vibración de la estructura: T1=TF=0,09.n=0,09.10=0,9 segundos. Amortiguamiento; Ω=5%. Coeficiente de ductilidad; μ=2, ductilidad baja. Método simplificado NCSE 02, fuerzas estáticas equivalentes.

3 Planta de estructura tipo.

4 Axonométrica estructura

5 Acciones consideradas:
PLANTA SÓTANO Tipo de Carga Nomenclatura Valor Uniformemente Repartido Valor Concentrado Peso Propio Forjado G1 - Peso Propio Solado. (Microaglomerado) G2 1 KN/m2 Peso Propio Tabiquería Sobrecarga de uso Q1 2 KN/m2 20 KN PLANTA BAJA Tipo de Carga Nomenclatura Valor Uniformemente Repartido Valor Concentrado Peso Propio Forjado (22+5=27 cms) G1 3,35 KN/m2 - Peso Propio Solado. (Terrazo o similar) G2 1 KN/m2 Peso Propio Tabiquería (Tabicón del 9) 0,8 KN/m2 Sobrecarga de uso Q2 3 KN/m2 2 KN

6 Valor Uniformemente Repartido Valor Uniformemente Repartido
PLANTA TIPO (De la 1 a la 9) Tipo de Carga Nomenclatura Valor Uniformemente Repartido Valor Concentrado Peso Propio Forjado (22+5=27 cms) G1 3,35 KN/m2 - Peso Propio Solado. (Terrazo o similar) G2 1 KN/m2 Peso Propio Tabiquería (Tabicón del 9) Sobrecarga de uso Q3 2 KN/m2 2 KN PLANTA CUBIERTA Tipo de Carga Nomenclatura Valor Uniformemente Repartido Valor Concentrado Peso Propio Forjado (22+5=27 cms) G1 3,35 KN/m2 - Peso Propio Cubierta Cubierta plana transitable invertida, con grava. G3 2,8 KN/m2 Nieve (Alicante). Se considera concomitante con la sobrecarga de uso Q4 0,2 KN/m2 Sobrecarga de uso Sólo mantenimiento Q5 1 KN/m2 2 KN

7 Valor Uniformemente Repartido Valor Uniformemente Repartido
ESCALERAS Tipo de Carga Nomenclatura Valor Uniformemente Repartido Valor Concentrado Peso Propio Losa (20 cms espesor) G4 5 KN/m2 - Peso Propio Solado (Terrazo o similar) G5 1 KN/m2 Peso Propio Peldañeado Sobrecarga de uso Q6 3 KN/m2 (2+1) 2 KN LOSA ASCENSOR Tipo de Carga Nomenclatura Valor Uniformemente Repartido Valor Concentrado Peso Propio Losa (30 cms espesor) G6 7,5 KN/m2 - Peso Propio Solado Peso Propio maquinaria ascensor G7 45 KN/m2 Sobrecarga de uso

8 PESOS PROPIOS CERRAMIENTOS (Se consideran h=2,70 m; altura media)
Tipo de Carga Nomenclatura Valor Uniformemente Repartido Cerramientos caja de escalera y ascensor. Ladrillo perforado 1 hasta, 24 cms, más recubrimientos. (3,7+0,2x2)x2,7 G8 11 KN/m Cerramientos exteriores. Tabicón del 9, más citara 11,5 cms, más revestimientos más aislante. (1,1+1,5+0,2x2+0,1)x2,7 G9 8,40 KN/m Cerramientos medianeras y particiones interiores entre distintas propiedades. Tabicón del 9, dos hojas, más revestimientos más aislante. (1,1x2+0,2x2+0,1)x2,7 G10 7,30 KN/m Antepechos en balcones y cubiertas. 1 citara más revestimientos (1,5+0,2x2)x1,5 G11 2,85 KN/m Antepechos QH8 0,80 KN/m QV9 2 KN/m

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10 No se han considerado las acciones reológicas por retracción y fluencia del HA, ya que se han hecho las juntas de hormigonado pertinentes. Tampoco se ha considerado las acciones térmicas por no tener ninguna dimensión mayor de 40 m. Caso de sobrepasar este valor de 40 metros, es recomendable disponer de JDE, para no considerar esta hipótesis. Como acción accidental, se ha considerado el Sismo, con los datos indicados para la ciudad de Alicante. Como sobrecarga de viento se han considerado los siguientes valores según CTE DB SE AE: Esbeltez del edificio en la dirección “Y” del viento: Situación borde del Mar Grado Aspereza I Barlovento abajo del edifico: Barlovento arriba del edifico: Sotavento abajo del edifico: Sotavento arriba del edifico: Estos valores de empuje del viento han aumentado notablemente en algunos casos (del orden del doble o más), con respecto a la NBE AE 88. Para el caso que nos ocupa, se tienen 254 Kpm2 en la parte más alta del edificio; lo que equivale a una velocidad del viento de 227 Km/h (Huracán)

11 Pórtico Y2, definición geométrica:
Geometría pórtico Y2

12 Pórtico Y2, Hipótesis 1, Verticales permanentes:
Cargas Momentos Flectores Cortantes Normales

13 Pórtico Y2, Hipótesis 2, Verticales variables:
Cargas Momentos Flectores Cortantes Normales

14 Pórtico Y2, Hipótesis 3, Viento +Y:
Cargas Momentos Flectores Cortantes

15 Pórtico Y2, Hipótesis 4, Viento -Y:
Momentos Flectores Normales Desplazamientos

16 Pórtico Y2, Hipótesis 5, Sismo +Y:
Cargas Momentos Flectores Cortantes

17 Pórtico Y2, Hipótesis 5, Sismo +Y:
Normales Desplazamientos

18 Viga P8 a P14, forjado F6. (Sección B; apoyo Derecho).
Se va a dimensionar la viga que va del pilar P8 al pilar P14, del forjado F6, y el soporte P2 de planta baja que va del F1 al F2. Viga P8 a P14, forjado F6. (Sección B; apoyo Derecho). Hipótesis Axil (KN) Cortante (KN) Momento Flector (KNm) Desplazamiento Horizontal máximo H1 Verticales G +1,63 -79,30 -55,70 -0,99 cms H2 Verticales Q +0,52 -25,60 -18,10 -0,43 cms H3 Viento +Y -13,52 -30,05 -75,10 +5,01 cms H4 Viento -Y +30,05 +75,10 -5,01 cms H5 Sismo +Y -48,01 -89,2 -223 (-22,3 mT) +21,29 cms H6 Sismo -Y +89,2 +223 -21,29 cms Capacidad portante; para dimensional a flexión la sección “B” en ELU, las combinaciones serian: Situación persistente o transitoria.

19 Capacidad portante; para dimensional a flexión la sección “B” en ELU, las combinaciones serian:
Situación accidental sísmica. La combinación más desfavorable para el dimensionado de la armadura de negativos en el apoyo “B” sería la de la acción sísmica: Habría que comprobar ahora el valor del momento positivo en el apoyo “B”, ya que el momento flector producido por el sismo cambia el signo del flector en el apoyo:

20 Saldría una sección con el siguiente armado para la viga tipo:

21 Aptitud al servicio: Desplome total (acciones de corta duración que pueden resultar irreversibles): Los desplomes producidos por las cargas verticales, son pequeños, el desplome producido por la acción del viento (H3 y H4) se sumaria al desplome de las cargas verticales. Casi cumple, esta en el limite, habría que rigidizar un poco la estructura Si se considera ahora el desplome producido por el sismo: Con un sismo de cierta importancia nunca va a cumplir. Se ha incluido sólo el desplome total producido por el sismo.

22 Aptitud al servicio: Flecha activa a tiempo infinito, tipo casi permanente:

23 Flecha total instantánea en centro luz.
Inercia bruta sección H.A. Inercia efectiva sección H.A. Flecha total instantánea más diferida en centro luz. Flecha total activa en centro luz.

24 Pilar P2, de F1 a F2, sección más solicitada.
Se va a dimensionar ahora el soporte P2 de planta baja que va del F1 al F2. Pilar P2, de F1 a F2, sección más solicitada. Hipótesis Axil (KN) Cortante (KN) Momento Flector (KNm) H1 Verticales G -1983 15,5 44,2 H2 Verticales Q -544 6,16 20,7 H3 Viento +Y +233 -39 -163 H4 Viento -Y -233 39 163 H5 Sismo +Y +996 -141 -618 H6 Sismo -Y -996 141 618 (61,8 Tm). Para los axiles el criterio de signos que se sigue para esfuerzos internos, es el clásico de la Resistencia de Materiales, positivo tracción, negativo compresión.

25 Md=326 KNm As,total.fyd=1661,68 KN (4Ǿ25+8Ǿ20)
Capacidad portante; para dimensional a flexo-compresión el soporte en ELU, las combinaciones serian: Situación persistente o transitoria. La Combinación más desfavorable es: Nd=-3702 KN Md=326 KNm El armado del soporte sería: Nd=-3702 KN Md= 326 KNm As,total.fyd=1661,68 KN (4Ǿ25+8Ǿ20)

26 As,total.fyd=2878,57 KN (10Ǿ25+10Ǿ20) Situación accidental sísmica.
La Combinación más desfavorable es la sísmica: Nd=-3523 KN Md=683 KNm El soporte no se descomprime. ( , =-1150,2) El armado del soporte sería: Nd=-3523 KN Md= 683 KNm As,total.fyd=2878,57 KN (10Ǿ25+10Ǿ20)

27 Impacto de vehículos en los soportes de sótano.
El máximo momento producido es sobre 20KNm, esto da un armado adicional en los soportes de planta baja del orden: Añadiendo 2Ǿ12 ó 2 Ǿ 16 por cara en los soportes de planta sótano, son suficientes para absorber el impacto de los vehículos. Se podría mejorar añadiendo una armadura de piel en el recubrimiento.

28 Dimensiones mínimas y recubrimiento (mm)
Comprobación del CTE DB SI, para la estructura de H.A.: Según Tabla 3.1, del DB SI, al ser una edificación residencial se necesitan en el sótano una R120, y al tener la altura de evacuación mayor o igual a 28 m (estrictamente serían 27 metros), el resto de la estructura también necesita una resistencia al fuego R120. Basándose en las tablas del Anejo C, para estructuras de H.A., se tiene que: Elemento Dimensiones mínimas y recubrimiento (mm) Resistencia al fuego Soportes 400/40 > R120 Vigas Planas 270/40 Nervios forjados unidireccionales 270/35 Todos los elementos estructurales se ven mejorados con una capa de al menos 10 mm de espesor de yeso continua, que equivale a una capa de 18 mm de hormigón. Con lo cual todos los elementos estructurales cumplen la resistencia al fuego exigida

29 Gracias por la atención prestada.
PLAN DE FORMACIÓN DEL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN ACCIÓN 4 CSCAE Curso 6. DB SE SE + AE y A. Gracias por la atención prestada.