Facultad de Ingeniera (UMSA)

Facultad de Ingeniera (UMSA)

PROYECTO ESTRUCTURAL INSTITUTO DE INVESTIGACIONES DE ELECTRNICA APLICADA

DISEO DE HORMIGON ARMADO

Calculo y diseo estructural de fundaciones, columnas, vigas, losas y escaleras de Hormign Armado

PROYECTO ESTRUCTURALINDICE.I. GENERALIDADES.II. DESCRIPCIN.III. MATERIALES.IV. CARGAS.V. NORMAS DE DISEO.VI. ESFUERZOS.VII. NOTA.

DISEO ESTRUCTURAL INSTITUTO DE INVESTIGACIONES DE ELECTRNICA APLICADA1.- GENERALIDADES.- El presente proyecto estructural, fue encargado por la Facultad de Ingeniera de la Universidad Mayor de San Andes (UMSA), para efectuar el clculo y diseo de estructuras del Instituto de Investigaciones de Electrnica Aplicada.El instituto se ubica en la zona de Cota Cota en el campus Universitario de la Facultad de Ingeniera. En los planos se describe la ubicacin del Instituto con relacin al campus universitario. Al norte con Geotcnica, predio que no esta construido Al sur con la Av. Andrs Bello Al Este con el lmite de la facultad de agronoma Al oeste con la facultad de Ingeniera (an no construida)Se accede al lugar de proyecto por la Av. Andrs Bello y calle 31 de la zona de Cota Cota o entre las calles 31 y 30 por el sector de la Facultad de Ingeniera como se describe en el plano de las instalaciones. La superficie del lote real 54.021.60 m2 Superficie construida 1379.90m2 Edificacin de 2 plantas

2.- DESCRIPCION.- El proyecto consta de dos niveles de fundaciones, existiendo una diferencia entre ambos niveles de fundacin de 1.08 metros, el sistema de fundaciones es de vigas corridas, situadas a una profundidad de -1.50 metros en ambos casos, la fatiga utilizada para los clculos es de 1.50 (kg/m2), valor que fue obtenido por correlacin con los Institutos ya construidos.FUNDACIONES. Las fundaciones son corridas, se discretizan entre fundaciones tipo T invertida, que soportan las columnas, para los muros las vigas son rectangulares.Para el clculo y diseo de las Fundaciones se tom un coeficiente de balasto de 31000 kN/m3.MUROS. Los muros tienen un espesor de 25 cm, y 30 cm, la altura de los muros perimetrales son de 1.5 m, cabe mencionar que el muro de divisin de los niveles tiene una altura de 2.58m.Para el clculo y diseo de los muros se tom una densidad de 12 kN/m3, un ngulo de rozamiento de 26.80, y una carga impuesta de 4.8 kN/m2.

COLUMNAS. Las columnas existentes tienen las siguientes dimensiones: 20x20, 25x25, 30x30 y 35x35, segn lo indicado en los planos. Para las columnas se tomaron los siguientes niveles:

VIGAS. Las dimensiones de las vigas son de 30x60cm y en la parte superior las vigas de encadenado o de borde tienen dimensiones de 30x35cm. ESCALERAS.Las escaleras presentan espesores de 15 cm, las huellas son de 30cm y contrahuella de 18cm.LOSAS. Las losas a Nivel +2.52 y +3.60 es armada en dos direcciones presenta 25 cm de espesor cuenta con aligerado de poliestireno expandido y la capa de compresin es de 5cm.La losa a Nivel +5.86, es armada en dos direcciones, la losa a Nivel +6.94 es maciza, el cual soporta el tanque de agua ubicada en el entre techo.La losa a Nivel +10.60 es maciza, el cual sostiene la antena del instituto, el mismo tiene una abertura para el acceso al mismo.ARMADURA DE TECHO. Las armaduras para los techos sern metlicas con perfiles descritos en el plano.3.- MATERIALES.- Si bien cada uno de los materiales a ser utilizados en el proyecto estn descritos en los planos estructurales, es importante anotar lo siguiente: El Hormign tendr una resistencia caracterstica a los 28 das de Fck= 25 (MPa), el acero tendr un Fyk=400 (MPa).4.- CARGAS.-Las cargas aplicadas tienen la siguiente descripcin sucinta de las mismas:SC por uso: Laboratorios, sala de investigadores, Archivo, Auditorio: 300 (Kg./m2) Aulas tipo IV, Pasillos : 350 (Kg./m2) Baos, Secretaria, Of. Director: 250 (Kg./m2)Terrazas : 200 (Kg./m2)SC. Por tabiques: 340 (Kg/ml)SC. Escaleras: 400 (Kg/m2)SC por nieve: 70 (Kg./m2)SC por Viento : 16.23 (Kg/m2) SC por mat. de cobertura calamina No 28: 5 (Kg./m2)

La carga de viento considerada equivale a una velocidad de 70 (Km/hr) en las 3 direcciones posibles.Factores de seguridad segn EHE 08:Amplificacin de Carga Viva: 1.50Amplificacin de Pes. Prop: 1.35Reduccin Resist Ho Ao: 1.50Reduccion Resist Acero: 1.15

5.- NORMAS DE DISEO. El proceso de diseo y clculo de la estructura se ha supeditado a las prescripciones de la Norma EHE 2007, para conseguir la seguridad, durabilidad y adecuacin a las condiciones de utilizacin de la estructura. En lo que sigue de este documento dicha norma se menciona como EHE 07. Aclarando que para el uso del Software Estructural CYPECAD, se ha utilizado la norma EHE 07, que establece los mismos parmetros de la norma CBH 87, asimismo para el diseo de las estructuras metlicas se utiliz la norma establecidas por el Instituto Americano de la Construccin de Acero, con enfoque de diseo estructural por estados lmites (AISC). 6.- ESFUERZOS.Producto de la aplicacin de las solicitaciones antes mencionadas, se generan esfuerzos como respuesta de la estructura, estos son Momentos, cortantes, axiales, Biflexo compresin principalmente en columnas y muros, as mismo es importante mencionar que el anlisis de todas las estructuras fue realizado en 3D, de manera que el comportamiento de la estructura en general y de cada elemento en particular es muy aproximado a la realidad. Tambin se consider la interaccin suelo estructura, lo que colaboro para un adecuado dimensionamiento del sistema de fundaciones empleado. Las Solicitaciones se pueden ver en los Anexos.

7.- NOTA.- Cualquier modificacin que se desee realizar en las estructuras de hormign armado y metlicas debern ser consultadas con el ingeniero calculista, caso contrario este no ser responsable de modificaciones introducidas de forma inconsulta anulando la responsabilidad del mismo sobre todo el proyecto.

ANEXOS:INSTITUTO DE INVESTIGACIONES DE ELECTRNICA APLICADA

DISEO DE HORMIGON ARMADO

Calculo y diseo estructural de fundaciones, columnas, vigas, losas y escaleras de Hormign Armado

1. ANLISIS DE CARGAS.

ANLISIS DE TABIQUERA PERIMETRAL

TABIQUERIA PERIMETRAL

ANALISIS DDE CARGAS:

Disposicion de ladrillo:Soga

Altura:h =1.5[m]

Ladrillo visto:g =2.8[kg/pza]

Botaaguas:g =2.8[kg/pza]

Reboque yeso interior:g yeso =12[kN/m3]

Mortero de cemento:g cem =22[kN/m3]

LADRILLO PARADO

p / metro cuadro:

tendel =0.02[m]

llaga =0.02[m]

N tendel =7.14

N llagas =3.70

N ladrillo =26.46

CARGA:

Ladrillo:g ladrillo =0.74[kN/m2]

Mortero:g tendel =0.20[kN/m2]

g llaga =0.09[kN/m2]

g mortero =0.30[kN/m2]

Yeso:g yeso =0.42[kN/m2]

TOTAL:g muro =1.46[kN/m2]

g muro =2.18[kN/m]

BOTAGUAS

p / metro lineal:

llaga =0.02[m]

N llagas =11.76

N ladrillo =11.76

CARGA:

Ladrillo:g ladrillo =0.33[kN/m]

Mortero:g mortero =0.50[kN/m]

Yeso:g yeso =0.050[kN/m]

TOTAL:g botaguas =0.88[kN/m]

VENTANA DE ALUMINO:

g ventana =0.33[kN/m]

TOTAL MURO PERIMETRAL:

g perimetral=3.40[kN/m]

ANLISIS PARA ESCALERA

1. Geometra de la escalera.

=30.96gradosH =1.8m

Long =3.00mp =30.0cm

cp =18cm

2. Determinacin de Cargas.=30.96grados

n=10num. Escalones

p =30cm

cp =18cm

t =10cm

tadop=10cm

h =21cm

Peso de Losa =2.78kN/m2

Revoque inferior =0.22kN/m2e2cm

Peldaos =2.25kN/m2

contrapiso de huella=0.73kN/m2e2cm

contrapiso de ch=0.26kN/m2e2cm

Peso Muerto por metro=9.37kN/m =1.5

Peso de barandado

Pasa manos de aluminio0.028kN/m

Largueros0.019kN/m

Parante0.04kN/m

Peso de barandado =0.09kN/m

Sobre carga =4.00kN/m2

Carga de diseo

Pd =20.84kN/m

2. CALCULO EN LOSAS.

Los esfuerzos por carga viva o de uso, en las losas es:Momentos Mx.

Fig. 2.1 Momentos x, bloque 1Fig. 2.2 Momentos x, bloque 2

Momentos My .

Fig. 2.3 Momentos y, bloque 1Fig. 2.4 Momentos y, bloque 2

Con el clculo de las solicitaciones se hallaron las armaduras en la losa, las armaduras estn descritas segn la siguiente nomenclatura.

Fig. 2.5 EJES, bloque 1

Fig. 2.6 EJES, bloque 2

3. CLCULO EN COLUMNAS.

A continuacin se muestra los esfuerzos de las columnas con las respectivas comprobaciones, se desarrolla como ejemplo una de ellas luego solo se mostraran las tablas resmenes.

Datos del pilar

Geometra

Dimensiones:30x30 cm

Tramo:2.520/5.870 m

Altura libre:3.00 m

Recubrimiento geomtrico:3.0 cm

Tamao mximo de rido:15 mm

MaterialesLongitud de pandeo

Hormign:HA-25, Yc=1.5

Acero:B 400 S, Ys=1.15

Plano ZX:3.00 m

Plano ZY:3.00 m

Armadura longitudinalEstribos

Esquina:420

Cuanta:1.40 %

Perimetral:1e6

Separacin:10 - 30 cm

Disposiciones relativas a las armaduras (EHE-08, Artculos 42.3, 54 y 69.4.1.1)Dimensin mnima de soportes

La dimensin mnima del soporte (bmin) debe cumplir la siguiente condicin:

Bmin>200 mm

300.00 mm200.00 mm

Armadura longitudinal

188 mm20 mm

La distancia libre dl, horizontal y vertical, entre dos barras aisladas consecutivas debe ser igual o superior al mayor de los tres valores siguientes (EHE-08, Artculo 69.4.1.1):

smin Valor mximo de s1,s2,s3. smin: 20mm

s1 20 mm s1: 20mm

s2 1,25 veces el tamao mximo del rido. s2: 19mm

s3 Dimetro de la barra comprimida ms gruesa. s3: 20mm