DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN EDIFICIO DE 5 NIVELES UBICADO EN LA CIUDAD DE XALAPA, VER.

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1 UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL TRABAJO RECEPCIONAL DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN EDIFICIO DE 5 NIVELES UBICADO EN LA CIUDAD DE XALAPA, VER. PRESENTA: ADRIANA HERNÁNDEZ CERVANTES DIRECTOR DE TRABAJO: ING. DAVID HERNÁNDEZ SANTIAGO SINODALES: ING. JULIO LABASTIDA ÁLVAREZ ING. ANTONIO GARCÍA DE LOS SALMONES MELO XALAPA, VER. JUNIO DE 2010

2 CONTENIDO 1. ESTRUCTURACIÓN. 2. CRITERIOS DE DISEÑO. 3. ANÁLISIS DE CARGAS. 4. ANALISIS Y DISEÑO DE LA ESTRUCTURA. 5. DISEÑO DE CIMENTACIÓN. 6. CROQUIS ESTRUCTURALES. 7. ESPECIFICACIONES GENERALES.

3 1.- ESTRUCTURACIÓN. La estructura en cuestión está resuelta mediante marcos rígidos constituidos por trabes y columnas de acero, el sistema de piso y cubierta es de Lamina Romsa con Firme de compresión y armada con malla electro soldada por efectos de temperatura. La distribución de cargas hacia el terreno natural es mediante zapatas corridas de concreto y contra trabes en ambas direcciones con la finalidad de distribuir las cargas. 2.- CRITERIOS DE DISEÑO. TEORIA DE DISEÑO EN CONCRETO TEORIA PLASTICA REGLAMENTO ACI TEORIA DE DISEÑO EN ACERO DISEÑO POR ESFUERZOS PERMISIBLES MANUAL IMCA DISEÑO DE CONTRATRABES DE CONCRETO Flexión simple M = WL2/12 As = Mu/(φfyz) As min = ρmin b d DISEÑO DE ZAPATAS M = WL2/2 As = Mu/(φfyz) As min = ρmin b d DISEÑO POR FLEXION EN ACERO σ = MY/I X ESFUERZOS PERMISIBLES EN ACERO: FLEXION Fb = 0.66 Fy CORTANTE Fv = 0.4 Fy DEFLEXIÓN PERMISIBLE Max = L/360 DEFLEXIÓN ACTUANTE Act. = WL 4 /384EI

4 3.- ANÁLISIS DE CARGAS. LOSA DE AZOTEA CONCEPTO PESO UNIDADES Impermeabilizante 20 KG/M2 Plafón 54 KG/M2 Losacero espesor 6 cm concreto KG/M2 SUMA = KG/M2 Sobrecarga 40 KG/M2 CM = KG/M2 CV = 100 KG/M2 CS = CM + CV CS = KG/M2 CU = 1.4CM + 1.7CV CU = KG/M2 LOSA DE ENTREPISO CONCEPTO PESO UNIDADES Piso 22 KG/M2 Pegamento 22 KG/M2 Plafón 54 KG/M2 Losacero KG/M2 SUMA = KG/M2 Sobrecarga 40 KG/M2 CM KG/M2 CV 250 KG/M2 CS = CM + CV CS = KG/M2 CU = 1.4CM + 1.7CV CU = KG/M2

5 LOSA DE AZOTEA Y TINACOS Consideramos 1 tinaco CONCEPTO PESO UNIDADES Peso del agua 1100 KG Peso del tinaco 60 KG Base de tinaco 240 KG Muros de tabique 168 KG 1568 KG EN KG/M KG/M2 Losa de azotea KG/M2 CM KG/M2 CV 100 KG/M2 CS = CM + CV CS = KG/M2 CU = 1.4CM + 1.7CV CU = KG/M2

6 4.- ANÁLISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURA. NIVEL 1 NIVEL 2 NIVEL 3

7 NIVEL 4 NIVEL 5 N u d o s DATOS DE GEOMETRÍA Nudo X Y Z Piso [M] [M] [M]

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10 R e s t r i c c i o n e s Nudo TX TY TZ RX RY RZ M i e m b r o s Viga NJ NK Descripción Sección Material d0 dl Factor Ig ASTM A-36 [cm] [cm] COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A

11 5 7 8 COL1 W 21x147 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A

12 COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A COL1 W 21x147 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A

13 VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA1 W 16x67 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A VIGA2 W 12x72 Steel\A DATOS DE CARGAS E s t a d o s d e c a r g a Estado Descripción Comb. Categoría CM CARGA MUERTA 0 DL CV CARGA VIVA 0 DL SX SISMO X 0 EQ SZ SISMO Z 0 EQ CS CM+CV 1 CS2 CM+CV+SX 1

14 CS3 CM+CV+SZ M a s a s Nudo TX TY TZ RX RY RZ [Kg] [Kg] [Kg] [Kg*M2] [Kg*M2] [Kg*M2] E E E E E Fuerza distribuida sobre miembros Estado Miembro Dir1 Val1 Val2 Dist1 % Dist2 % [Kg/M] [Kg/M] [M] [M] CM 3 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y

15 64 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y

16 134 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y CV 3 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y

17 129 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Multiplicadores de peso propio para Estados de carga Multiplicador Peso Propio Estado Descripción Comb. MultX MultY MultZ CM CARGA MUERTA CV CARGA VIVA SX SISMO X SZ SISMO Z CS CM+CV CS2 CM+CV+SX CS3 CM+CV+SZ S i s m o Estado a/g Ang. Amort. [G] [%] CM CV SX SZ CS CS CS

18 E s p e c t r o d e r e s p u e s t a T [Seg] a/g A n á l i s i s M o d a l E s p e c t r a l ANÁLISIS SÍSMICO MASAS: Nudo Masa X Masa Y Masa Z Iner.XX Iner.YY Iner.ZZ [Kg] [Kg] [Kg] [Kg*M2] [Kg*M2] [Kg*M2] FRECUENCIAS POR MODO: MODO W T [RAD/SEG] [SEG] PORCENTAJE DE PARTICIPACION DE MASAS Participación Modal MODO Part.X Part.Y Part.Z Rot.X Rot.Y Rot.Z

19 TOTAL: MASA TOTAL GDL Masa Total [Kg/M*Sec2] TX TY 0.00 TZ RX 0.00 RY RZ ESPECTRO DE RESPUESTA SISMICA T[Seg] a/g Estado = SX=SISMO X Factor de escala = 0.07 Factor de amortiguamiento = VALORES ESPECTRALES CALCULADOS MODO W T a/g [RAD/SEG] [SEG] [M/Sec2]

20 Estado = SZ=SISMO Z Factor de escala = 0.07 Factor de amortiguamiento = VALORES ESPECTRALES CALCULADOS MODO W T a/g [RAD/SEG] [SEG] [M/Sec2] MODOS DE VIBRAR Desplazamientos normalizados a PHI*M*PHI=1 Modo de vibrar : W = 5.65 [RAD/SEG] PERIODO = [SEG] DESPLAZAMIENTOS Nudo Tras.X Tras.Y Tras.Z Rot.X Rot.Y Rot.Z [phi] [phi] [phi] [phirot] [phirot] [phirot] Modo de vibrar : W = [RAD/SEG] PERIODO = [SEG] DESPLAZAMIENTOS Nudo Tras.X Tras.Y Tras.Z Rot.X Rot.Y Rot.Z [phi] [phi] [phi] [phirot] [phirot] [phirot]

21 Modo de vibrar : W = [RAD/SEG] PERIODO = [SEG] DESPLAZAMIENTOS Nudo Tras.X Tras.Y Tras.Z Rot.X Rot.Y Rot.Z [phi] [phi] [phi] [phirot] [phirot] [phirot] Modo de vibrar : W = [RAD/SEG] PERIODO = [SEG] DESPLAZAMIENTOS Nudo Tras.X Tras.Y Tras.Z Rot.X Rot.Y Rot.Z [phi] [phi] [phi] [phirot] [phirot] [phirot] Modo de vibrar : W = [RAD/SEG] PERIODO = [SEG] DESPLAZAMIENTOS Nudo Tras.X Tras.Y Tras.Z Rot.X Rot.Y Rot.Z [phi] [phi] [phi] [phirot] [phirot] [phirot] Modo de vibrar : W = [RAD/SEG] PERIODO = [SEG] DESPLAZAMIENTOS Nudo Tras.X Tras.Y Tras.Z Rot.X Rot.Y Rot.Z [phi] [phi] [phi] [phirot] [phirot] [phirot]

22 Modo de vibrar : W = [RAD/SEG] PERIODO = [SEG] DESPLAZAMIENTOS Nudo Tras.X Tras.Y Tras.Z Rot.X Rot.Y Rot.Z [phi] [phi] [phi] [phirot] [phirot] [phirot] Modo de vibrar : W = [RAD/SEG] PERIODO = [SEG] DESPLAZAMIENTOS Nudo Tras.X Tras.Y Tras.Z Rot.X Rot.Y Rot.Z [phi] [phi] [phi] [phirot] [phirot] [phirot] Modo de vibrar : W = [RAD/SEG] PERIODO = [SEG] DESPLAZAMIENTOS Nudo Tras.X Tras.Y Tras.Z Rot.X Rot.Y Rot.Z [phi] [phi] [phi] [phirot] [phirot] [phirot] Modo de vibrar : W = [RAD/SEG] PERIODO = [SEG] DESPLAZAMIENTOS Nudo Tras.X Tras.Y Tras.Z Rot.X Rot.Y Rot.Z [phi] [phi] [phi] [phirot] [phirot] [phirot]

23 REACCIONES BASALES Estado : SX=SISMO X Corte [Ton] Momento [Ton*M] Modo En X En Z Mxx Mzz Myy Comb. modal Estado : SZ=SISMO Z Corte [Ton] Momento [Ton*M] Modo En X En Z Mxx Mzz Myy Comb. modal Estado : CS2=CM+CV+SX Corte [Ton] Momento [Ton*M] Modo En X En Z Mxx Mzz Myy

24 Comb. modal Estado : CS3=CM+CV+SZ Corte [Ton] Momento [Ton*M] Modo En X En Z Mxx Mzz Myy Comb. modal RESULTADOS DEL ANÁLISIS Reacciones Direcciones de fuerzas y momentos positivos Fuerzas [Kg] Momentos [Kg*M] Nudo FX FY FZ MX MY MZ Estado CS2=CM+CV+SX SUM Estado CS3=CM+CV+SZ

25 SUM Acciones discriminadas en miembros Puntos considerados ESTADO : CS2=CM+CV+SX Plano 1-2 Plano 1-3 Dist a J Axial Corte V2 M33 Corte V3 M22 Torsión Estación [M] [Kg] [Kg] [Kg*M] [Kg] [Kg*M] [Kg*M] MIEMBRO 1 0% % MIEMBRO 2 0% % MIEMBRO 3 0% % % MIEMBRO 4 0% % MIEMBRO 5 0% % MIEMBRO 6 0% % % MIEMBRO 7 0% % MIEMBRO 8 0% % MIEMBRO 9 0% % %

26 100% MIEMBRO 10 0% % MIEMBRO 11 0% % MIEMBRO 12 0% % % % % % MIEMBRO 13 0% % MIEMBRO 14 0% % MIEMBRO 15 0% % MIEMBRO 16 0% % MIEMBRO 17 0% % % MIEMBRO 18 0% % % % MIEMBRO 19 0% % % MIEMBRO 20 0% % % % MIEMBRO 21 0% % % % MIEMBRO 22 0% % % MIEMBRO 23

27 0% % % % MIEMBRO 24 0% % % MIEMBRO 25 0% % % MIEMBRO 26 0% % % MIEMBRO 27 0% % % MIEMBRO 28 0% % % MIEMBRO 29 0% % % MIEMBRO 30 0% % % MIEMBRO 31 0% % MIEMBRO 32 0% % MIEMBRO 33 0% % MIEMBRO 34 0% % MIEMBRO 35 0% % MIEMBRO 36 0% % MIEMBRO 37 0% % MIEMBRO 38

28 0% % MIEMBRO 39 0% % % MIEMBRO 40 0% % % MIEMBRO 41 0% % % MIEMBRO 42 0% % % MIEMBRO 43 0% % MIEMBRO 44 0% % MIEMBRO 45 0% % MIEMBRO 46 0% % MIEMBRO 47 0% % MIEMBRO 48 0% % MIEMBRO 49 0% % MIEMBRO 50 0% % MIEMBRO 51 0% % % MIEMBRO 52 0% % % MIEMBRO 53 0% % %

29 MIEMBRO 54 0% % % MIEMBRO 55 0% % MIEMBRO 56 0% % MIEMBRO 57 0% % MIEMBRO 58 0% % MIEMBRO 59 0% % MIEMBRO 60 0% % MIEMBRO 61 0% % MIEMBRO 62 0% % MIEMBRO 63 0% % % % MIEMBRO 64 0% % % % MIEMBRO 65 0% % % MIEMBRO 66 0% % % MIEMBRO 67 0% % MIEMBRO 68 0% % MIEMBRO 69 0%

30 100% MIEMBRO 70 0% % MIEMBRO 71 0% % MIEMBRO 72 0% % MIEMBRO 73 0% % MIEMBRO 74 0% % MIEMBRO 75 0% % % % % % MIEMBRO 76 0% % % % % % MIEMBRO 77 0% % % % % % MIEMBRO 78 0% % % % % % MIEMBRO 79 0% % MIEMBRO 80 0% % MIEMBRO 81 0% % MIEMBRO 82

31 0% % MIEMBRO 83 0% % MIEMBRO 84 0% % MIEMBRO 85 0% % MIEMBRO 86 0% % MIEMBRO 87 0% % MIEMBRO 88 0% % MIEMBRO 89 0% % % MIEMBRO 90 0% % % MIEMBRO 91 0% % MIEMBRO 92 0% % MIEMBRO 93 0% % MIEMBRO 94 0% % MIEMBRO 95 0% % % MIEMBRO 96 0% % % MIEMBRO 97 0% % % MIEMBRO 98 0%

32 100% MIEMBRO 99 0% % % % MIEMBRO 100 0% % % % MIEMBRO 101 0% % % % MIEMBRO 102 0% % % % MIEMBRO 103 0% % % MIEMBRO 104 0% % % MIEMBRO 105 0% % % MIEMBRO 106 0% % % MIEMBRO 107 0% % % % MIEMBRO 108 0% % % % MIEMBRO 109 0% % % % MIEMBRO 110 0%