Ejemplo de diseño sistema de entrepiso con concreto presforzado

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EJEMPLO 1 CONCRETO PRESFORZADO

SE REQUIERE DISEÑAR DE UN SISTEMA DE ENTREPISO DE 20 m DE CLARO PARA UN EDIFICIO DE OFICINAS, PARA EL CUAL SE CONSIDERA UNA CARGA VIVA DE CV=300 kg/m2. CONSIDERESE PARA EL DISEÑO UNA TRABE T, COMO SE MUESTRA EN LA FIGURA.

1. DISEÑO PRELIMINAR A. DIAGRAMA DEL ELEMENTO A DISEÑAR 20.2 m

20 m FIGURA 1. Diagrama de la trabe a diseñar Sección de Análisis EspecialASPECTO H+Firme B AREA Pp F´ci F´c I Yc WTf ASPECTO H B AREA Pp F´c FIGURA 2. Características geometricas de la sección a diseñarse ASPECTO Calibre CARACTERISTICAS CANTIDAD UNIDAD Estribos 2 0.3167 cm2 2300 Kg/cm2 CANTIDAD UNIDAD 2.31 in 60 325.71 Kg/cm 0.037 14.87 cm
2

TRABE CON FIRME CANTIDAD UNIDAD 0.60 m 1.00 m
2 1,667.96 cm 400.31 Kg/ml 2 300.00 Kg/cm 2 450.00 Kg/cm

732,079.21 42.49400.31 TRABE SOLA CANTIDAD 0.55 1.00

cm4 cm Kg UNIDAD m m

2 1,167.96 cm 280.31 Kg/ml 2 250.00 kg/cm

I Yc WTf ASPECTO

315,412.54 36.06 280.31 CARACTERISTICAS CANTIDAD CV 250

cm4 cm Kg UNIDAD Kg/m2

TORONES G 270 (FPV)

as
fy ASPECTO v/s RH Krf J Ancho prom

PORCENTAJE DE PERDIDAS (Supuestas)

18900 Kg/cm2 25 % 0.5484 cm2 1900000 Kg/cm2 1 242487.1131 Kg/cm 2 1
2

Area deltoron

E Kes Eci Kcr Ksh

EJEMPLO 1 CONCRETO PRESFORZADO B. DISEÑO PRELIMINAR Calculando la carga Viva C.V. = (250) (1) = 250 Kg/m

Así, la carga total de la estructura será: WT = Calculando el momento total MT = 32515.4888 Kg m 650.31 Kg/m

Considerandose además un esfuerzo efectivo de: f=
2 10489.5 kg/cm

Por lo tanto, se asume que no se producirán deformaciones permanentes. Comoexisten dos clases diferentes de concreto, se calcula el ancho efectivo del firme: be= 74.53559925 cm

Sean el centroide e inercia respecto al centroide de la sección calculadas mediante el programa AutoCAD: Por lo que el modulo de sección será: Ssup= Sinf=
3 41,800.61 cm 3 17,230.91 cm

Calculando la excentricidad:

e=

34.99

cm

FIGURA 3. Acercamiento de la sección mostrando laubicación de los torones. Así, para cada fibra se tendrá:

A sp sup = A sp inf =

2 -77.17 cm 2 6.23 cm

EJEMPLO 1 CONCRETO PRESFORZADO Por lo tanto, considerando torones de 1/2", cada cual con un área de 0.929 cm2, consideraremos como presfuerzo: ai= N= 0.5484 cm 12 torones
2

Para lo cual podemos considerar la configuración que a continuación se muestra: FIGURA 4. Ubicación del torón depresfuerzo. Distancia al borde inferior 7 10 13 cm cm

Nivel 1 2 3 TOTAL Yac= e= C. DISEÑO DE LA ESTRUCTURA 1. TRANSFERENCIA EN EL CENTRO DEL CLARO ▪ Pérdida por acortamiento elástico. Calculando la fuerza inicial de presfuerzo: F0 = 82,835.16 Kg

Torones 3 4 5 12 10.50 31.99

Calculando el momento por peso propio de la trabe sola: Mpp = Calculando el esfuerzo en el concreto f cir =
2 194.63kg/cm

14,297.20 Kg m

Calculando la pérdida por acortamiento elástico. ES= 1525.037453 kg/cm
2

Que es equivalente al

10.90%

Mayor al permisible y se tendra que compensar

Por lo tanto, hasta ahora, tenemos una pérdida instantanea de : Pérdidas=
2 12460.96255 kg/cm

2. ESFUERZOS EN LA SECCION DE APOYO Revisando que la fuerza aplicada en los gatos no sea mayor a 0.8 f pu = 0.74 fpu = Así: 0.74 f pu +Es=
2 15,511.04 kg/cm 2 15120 kg/cm 2 13,986.00 kg/cm

EJEMPLO 1 CONCRETO PRESFORZADO Compensando: f=
2 1,134.00 kg/cm

Así, la pérdida Neta por acortamiento elástico será: Es = 121.89 - 1134 =
2 391.04 kg/cm

Y la pérdida de presfuerzo en transferencia es: F= 89,465.73 Kg

Los esfuerzos en las fibras superior e inferior son: S sup = S inf =
3 16,652.46 cm 38,747.10 cm

Si la excentricidad de la trabe sola al eje de los torones es: e= Calculando los esfuerzos en las fibras: 25.56 cm

f sup =
Comparando con: 0.8 raiz(f´ci)= Por lo tanto el esfuerzo es

2 -25.14 Kg/cm

2 13.86 Kg/cm

CORRECTO

respecto a este calculo.

En la fibra inferior se tiene:

f inf =
Comparando con: 0.6 (f´ci)=

2 -174.57 Kg/cm

-180 Kg/cm

2

Por lo tanto...
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