PREDIMENSIOAMIENTO EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO
- 1. PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES DR. GENNER VILLARREAL CASTRO PROFESOR PRINCIPAL UPC, USMP y UPAO PREMIO NACIONAL ANR 2006, 2007, 2008
- 2. PREDIMENSIONAMIENTO El proceso de diseño es un mecanismo iterativo el cual consiste en ir perfeccionando una propuesta de elementos inicial, hasta llegar a una propuesta óptima. Por esta razón se suponen secciones iniciales para los elementos en la estructura, como vigas principales y columnas, y con ellos se realiza un análisis estructural preliminar. La propuesta inicial de estas secciones no son definitivas, ya que a través del proceso de diseño se van optimizando las secciones de los elementos estructurales, sin embargo a partir de una buena selección inicial, se puede reducir el número de iteraciones necesarias
- 3. PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS ALIGERADOS: El peralte de las losas aligeradas podrán ser dimensionadas considerando los siguientes criterios: h = 17cms Luces menores de 4m h = 20cms Luces comprendidas entre 4 y 5m h = 25cms Luces comprendidas entre 5 y 6m h = 30cms Luces comprendidas entre 6 y 7m
- 4. 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
- 5. Losas nervadas: Se usan generalmente en paños de luces grandes, mayores de 6m, puesto que resultan ser más livianas que una losa aligerada y por que se construyen con espesores y espaciamientos entre viguetas que no dependen de condiciones rígidas del mercado (caso del ancho de los ladrillos)
- 6. Losas macizas: Las losas macizas pueden ser dimensionadas en forma aproximada, considerando espesores menores en 5cms a los indicados para losas aligeradas; así podrá tener: h = 12 o 13cm Para luces menores o iguales a 4m h = 15cm Para luces entre 4 y 5m
- 7. h = 20cm Para luces entre 5 y 6m h = 25cm Para luces entre 6 y 7m
- 8. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS 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 0,3 a 0,5 veces su altura, teniendo en cuenta un ancho mínimo de 25cm, con la finalidad de evitar el congestionamiento del acero y presencia de cangrejeras
- 9. Dimensiones usuales en vigas: L ≤ 5,5m 25x30, 30x50cm L ≤ 6,5m 25x60, 30x60, 40x60cm L ≤ 7,5m 25x70, 30x70, 40x70, 50x70cm L ≤ 8,5m 30x75, 40x75, 30x80, 40x80cm L ≤ 9,5m 30x85, 30x90, 40x85, 40x90cm
- 10. PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS Las columnas al ser sometidas a cargas axiales y momento flector, tiene 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 En base a todo lo indicado se puede recomendar los siguientes criterios de dimensionamiento:
- 11. 1) Para edificios que tengan muros de corte en las dos direcciones, tal que la rigidez lateral y la resistencia van a estar principalmente controladas por los muros, las columnas se pueden dimensionar suponiendo un área igual a : Área de columna = P (servicio) / 0,45f‘c 2) Para el mismo tipo de edificio, el dimensionamiento de las columnas con menos carga axial, como es el caso de las exteriores o esquinadas, se podrá hacer con un área igual a : Área de columna = P (servicio) / 0,35f’c
- 12. 3) Para edificios aporticados íntegramente, para los cuales se recomienda no exceder de 5 pisos, las columnas deberán dimensionarse mediante alguna estimación del momento de sismo, demostrando la experiencia que se requerirán columnas con un área fluctuante entre 1000 y 2000cm2, salvo que se tengan vigas con luces mayores a 7m Así para este tipo de edificios, se dispondrán columnas de 35x25, 40x40, 25x50, 30x60 30x40, 30x50cm o circulares de 40 o 50cm de diámetro, escogiéndose estas diferentes alternativas según las dimensiones cuadradas o rectangulares de los paños, no olvidando la importancia de ubicar columnas con suficiente peralte en las dos direcciones, pues se trata de proporcionar la rigidez lateral en las dos direcciones
- 13. 4) Para edificios con luces significativas (mayores a 7 u 8m), debe tenerse especial cuidado en las columnas exteriores, pudiendo dimensionarse el peralte de la columna en un 70 u 80 % del peralte de la viga principal
- 14. PREDIMENSIONAMIENTO PRACTICO EN COLUMNAS TIPO 1 : lado = H/8 TIPO 2 : lado = H/10 TIPO 3 : lado = H/9 Donde: H = altura del piso
- 15. PREDIMENSIONAMIENTO DE PLACAS O MUROS DE CONCRETO 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. Esto significa que podría prescindirse de las placas si se desea que los pórticos tomen el 100% del cortante sísmico Las placas pueden hacerse mínimo de 10cm de espesor (muros de ductilidad limitada), pero generalmente se consideran de 15cm de espesor en el caso se edificios de pocos pisos y de 20, 25 o 30cm conforme aumentemos el numero de pisos o disminuyamos su densidad
- 16. PREDIMENSIONAMIENTO DE MUROS DE ALBAÑILERIA Donde: t = espesor del muro h = altura del muro Zonas sísmicas (ver Norma E030-2006)