Ejemplo de diseño sistema de entrepiso con concreto presforzado
Páginas: 7 (1577 palabras)
Publicado: 10 de enero de 2012
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...
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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