tesis calculo estructural en acero
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7/23/2019 Tesis Calculo estructural en acero
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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO
AT191768EXTENSIN VALENCIA
CLCULO ESTRUCTURAL E INSTALACIONES SANITARIAS DELEDIFICIO RESIDENCIAL ABADA, MUNICIPIO SAN DIEGO, ESTADO
CARABOBO
Propuesta deTrabajo Especial de Grado para optar al Ttulo deIngeniero Civil
Autor: Martin Gmez.
Tutor A!"#$%o: Ing. Giuseppe abatta
A&'&or! M'to"o()*%!: !r". #ortensia $on G.
V!('+%!, E+'ro -./0
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INTRODUCCIN
El estado Carabobo se caracteriza por sus grandes industrias por tal motivo es
una de las regiones mas importantes del pas% estos a sido un &actor importante en elcrecimiento de la poblacin% por lo "ue 'o( en da tiene un d)&icit de vivienda por la
sobrepoblacin e*istente% el municipio +an ,iego "ue en los -ltimos aos a tenido un
crecimiento ma(or se ve en la necesidad de nuevos pro(ectos 'abitacionales "ue
puedan cubrir la demanda ( a(udar a el problema de la vivienda en la regin.
,e all la propuesta de o&recer una nueva opcin 'abitacional en el sector la
!bada% "ue busca mejorar la calidad de vida de sus 'abitantes% a(ude a cubrir la
demanda ( a trate de mejorar el problema 'abitacional de la regin. Tambi)n va&ortalecer el crecimiento de la zona mejorando el comercio local ( generando
empleo. El desarrollo del trabajo% se presentar/ en tres 012 Captulos% "ue ser/n
descritos a continuacin:
En el Captulo I% se precisa el problema% ( a su vez% se plantea el objetivo
general ( los tres 012 objetivos espec&icos del pro(ecto% adem/s del aporte "ue brinda
la presente investigacin a la solucin del problema.
Posteriormente% en el Captulo II% se e*pone una resea 'istrica ( los
antecedentes relacionados con esta investigacin% as como las bases tericas (
legales en las cuales se apo(ar/ el pro(ecto% culminando con la de&inicin de t)rminos
b/sicos.
3inalmente% en el Captulo III% se presenta la modalidad ( el tipo de
investigacin por medio de la cual se enmarcar/ el pro(ecto% ( la metodologa
empleada para lograr los objetivos propuestos.
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CAPTULO I
EL PROBLEMA
Co+t'1tu!(%2!%)+ "'( Pro3('$!
4a vivienda es uno de los problemas m/s crticos "ue e*isten en el mundo%
cuando comenz la revolucin industrial genero "ue muc'as personas "ue vivan en
el campo se trasladaran a las ciudades "ue eran participe de la misma% lo "ue con losaos incremento la sobrepoblacin en las grandes urbes del planeta% creando una
ma(or demanda 'abitacional% esto en conjunto con lo avances cient&icos en materia
de salud "ue 'an incidido en la tasa de mortalidad sea menor a la de natalidad 'a
in&luido en "ue e*ista una ma(or cantidad de gente joven buscando domicilio ( a'
causado "ue se va(a agravando cada ves mas este gran inconveniente.
En el ao 5667 las naciones unidas realizo una con&erencia en la ciudad de
Estambul donde reconoci "ue los patrones de vida est/n cambiando a nivelmundial% ( admiti "ue las soluciones deben buscarse a nivel local. el secretario
general de #/bitat II 8all( 9,o; seal en una declaracin%
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pocos recursos no pudieran gozar de una vivienda digna &ormando los barrios "ue se
sit-an en las principales urbes del territorio nacional% esto 'a repercutido en "ue sea
uno de las naciones con los mas graves problemas 'abitacionales% basado en el ultimo
censo realizado por el Instituto 9acional de Estadsticas reporta "ue %@ millones deBenezolanos re"uieren un 'ogar digno de estos >%5@ millones viven en ranc'os cu(a
estructura es cartn% tablones% latones% etc. El resto lo con&orman personas en
'acinamiento crtico. Tambi)n seala "ue la produccin es in&erior a la demanda "ue
genera el crecimiento de la poblacin por lo "ue si no se toman medidas el
inconveniente ser/ aun ma(or.
!un"ue (a se 'an venido tomando medidas en este asunto con la creacin de
planes sociales "ue 'an dado parte de solucin 'a este problema es necesaria aun unma(or aporte para poder contrarrestar esta tendencia. En el caso del Estado Carabobo
caracterizado por su crecimiento industrial% genero "ue muc'a gente migrara
buscando mejorar su calidad de vida lo "ue a'ora esta incidiendo en el inconveniente
'abitacional seg-n la C/mara inmobiliaria% e*iste un d)&icit de >@? mil viviendas ( la
construccin de las misma se encuentra en un estado critico lo "ue lo acent-a muc'o
mas.
El Municipio +an ,iego% de el Estado Carabobo "ue se conecta a la Gran
Balencia por > autopistas "ue son las Bariante Dagua +an ,iego ( la autopista
$egional del Centro% se 'a visto como una ciudad en crecimiento "ue goza de todos
los servicios p-blicos re"ueridos para la creacin de nuevas construcciones de gran
envergadura% (a "ue cuenta con muc'os espacios para a realizacin de planes (
pro(ectos a gran escala lo "ue puede a(udar a solventar ( dar un desa'ogo a el gran
inconveniente "ue es el de la vivienda en esta regin del pas.
Por tal motivo% se propone el calculo estructural del edi&icio residencial !bada
el cual &orma parte de un pro(ecto urbanstico con&ormado por >? edi&icaciones deigual caractersticas% diseado por la empresa M.G.Construccion%C.! el cual
bene&iciaran > &amilias por edi&icio ubicado en el sector el +eminario del municipio
+an ,iego% para tratar de solventar el gran problema 'abitacional ( a su vez
contribuir ( dar un impulso a el desarrollo de la zona.
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O34't%5o& "' (! I+5'&t%*!%)+
Objetivo general
Proponer el c/lculo Estructural e Instalaciones +anitarias del edi&icio
residencial la !bada% cumpliendo con las normativas venezolanas vigentes% para
brindar un sistema constructivo con&iable ( contribuir en la disminucin del d)&icit
'abitacional en el Municipio +an ,iego% del Estado Carabobo.
Objetivos especficos
$ecolectar in&ormacin necesaria para la propuesta estructural a trav)s de las
t)cnicas de recoleccin de datos para la caracterizacin del pro(ecto.
!nalizar toda la in&ormacin recolectada para la determinacin de los
par/metros de diseo cumpliendo con las normas venezolanas vigentes.
$ealizar el c/lculo Estructural e Instalaciones +anitarias del edi&icio residencial
la !bada.
6u&t%7%!%)+
Este pro(ecto brindara un aporte al d)&icit 'abitacional "ue e*iste en el estado
Carabobo% por esta razn se realizara el c/lculo estructural del edi&icio la !bada
ubicado en el sector seminario del municipio +an ,iego% esta edi&icacin brindara a
sus 'abitantes la oportunidad de vivir en un municipio creciente mejorando la
densi&icacin de la poblacin en la ciudad% satis&aciendo sus necesidades% (
proporcion/ndoles ma(or bienestar debido a "ue la propuesta de diseo se realizar/cumpliendo con las normas venezolanas vigentes. Cabe destacar "ue este pro(ecto va
a ser orientado al /mbito social ( a mejorar la calidad de vida de los 'abitantes del
Estado Carabobo%
4a materializacin de este pro(ecto va a generar empleo director al momento
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de realizarse la obra una amplia variedad de trabajadores como constructores%
ingenieros% obreros% operarios de ma"uinaria pesada ( luego de culminarse la obra
como conserjes% jardineros % vigilantes% personal de mantenimiento% tambi)n a(udara
a &omentar el comercio en el municipio debido a la demanda "ue generaran lo nuevos'abitantes de este pro(ecto.
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CAPTULO II
MARCO REFERENCIAL
Resea Histrica
+an ,iego 0tambi)n llamado Pueblo de +an ,iego2% es la parro"uia capital del
Municipio +an ,iego en el Estado Carabobo% perteneciente a la $egin Central de
Benezuela. Est/ ubicada al norte del 4ago de Balencia ( &orma parte de las parro"uias
integrantes a la ciudad de Balencia% teniendo una poblacin para el >?55 de 6>.?7
'abitantes% lo "ue lo convierte en la @ta parro"uia m/s poblada e importante del
Estado Carabobo ( ocupando el puesto nF > de las localidades m/s pobladas de
Benezuela.
El pueblo de +an ,iego se &ue &ormando con los indios desplazados de la zona
de El Pato por colonizadores descendientes de los espaoles a &inales del siglo HBII.
Es probable "ue los primeros traslados de indios se iniciaran en 57@. El gobernadorde la Provincia de Benezuela declar el >? de &ebrero de 576 a +an ,iego como
pueblo de indios% junto a 4os Gua(os ( Guacara. El indio $osario &ue designado
alcalde del Cabildo de 9aturales. +an ,iego naci por agrupacin espont/nea de
pobladores. Para mediados del +iglo HBII e*ista una Encomienda de Indios a cargo
del Capit/n uan Cepeda. El >? de &ebrero de 576 &ue elevado a pueblo de Indios%
por el Capit/n General ,on 3rancisco de Jerroter/n. En ese mismo ao ( mes se
convierte en ,octrina por $eal C)dula.
En 5@@ el licenciado don osep' Manuel de Grezala ( !guirre% cura doctrinero
de +an ,iego ( 4os Gua(os% inici la construccin de la iglesia del pueblo de +an
,iego.
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Como dato complementario de todo el relato 'istrico% el Cronista de +an
,iego% ,r. ulio Centeno $odrguez 'a logrado ubicar un documento "ue registra una
acta de matrimonio realizado en el templo de +an ,iego con &ec'a noviembre de
57% lo "ue 'ace suponer "ue la &undacin del pueblo ocurri muc'o antes de la&ec'a establecida por el 'istoriador carabobeo Torcuato Manzo 9-ez. !"uella
Iglesia Parro"uial "ue en su visita Pastoral encuentra el Kbispo Mariano Mart era de
una sola nave% con paredes de tapia ( mampostera% con tec'os de vara ( caa%
cubierto de teja. Tiene la Capilla Ma(or un arco de ladrillo al &rente "ue sobresale del
cuerpo de la nave% con una torre ( campanario con su correspondiente comunicacin
con el coro% el "ue est/ &ormado por tablas ( vigas sobre la puerta principal.
En ese templo% el obispo Mart localiza un libro de bautismo en cu(a portadaestaba marcada la &ec'a de 5?. 4a descripcin "ue de a"uel templo 'ace el Kbispo
visitante guarda ntima relacin con las caractersticas del templo "ue 'o(
contemplamos &rente a la plaza Jolvar% con e*cepcin del tec'o "ue &ue sustituido
por otro material de ma(or durabilidad.
Para a"uel ao% 55% +an ,iego ( lo "ue se consideraba sus aledaos% posean
una poblacin de 6 'abitantes ( 55 casas. En 55 el pueblo de +an ,iego es
descrito por el Kbispo Mariano Mart como @ de
agosto de 5@6 de los llamados Comisarios Municipales de la Parro"uia% "uienes
&ueron los seores: 4ucas Jordones% 4uis Jarrios% os) Mara 4pez% os) Martnez%
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,omingo Mendoza% Enri"ue Torres% os) Guevara% uan $os% Marcelo !costa%
!ndr)s P/ez ( Jonito Cordero.
A+t''"'+t'&
Para el presente pro(ecto se citan algunas investigaciones (a desarrolladas por
distintos autores considerando di&erentes criterios ( par/metros para el diseo de
c/lculo estructural e instalaciones sanitarias.
4a investigacin de Ciciotti #. 0>??2 Titulada
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;CENACADE9
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B!&'& T')r%!&
Estructura0
+eg-n 0;;;.estructuras.eia.edu2
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se derrumbe sin dar ning-n aviso previo2 o de nivel de servicio 0por ejemplo% "ue la
vibracin en un edi&icio no moleste a sus ocupantes2. !dicionalmente% son
responsables por 'acer uso e&iciente del dinero ( materiales necesarios para obtener
estos objetivos. !lgunos ejemplos simples de ingeniera estructural lo constitu(en lasvigas rectas simples% las columnas o pisos de edi&icios nuevos% inclu(endo el c/lculo
de cargas 0o &uerzas2 en cada miembro ( la capacidad de varios materiales de
construccin tales como acero% madera u 'ormign. Ejemplos m/s elaborados de
ingeniera estructural lo constitu(en estructuras m/s complejas% tales como puentes o
edi&icios de varios pisos inclu(endo rascacielos.
,ebe entenderse como una carga estructural a"uella "ue debe ser incluida en el
c/lculo de los elementos mec/nicos 0&uerzas% momentos% de&ormaciones%desplazamientos2 de la estructura como sistema (No de los elementos "ue la
componen. 4as cargas estructurales son generalmente clasi&icadas como: cargas
muertas "ue act-an de &orma continua ( sin cambios signi&icativos% pertenecen a este
grupo el peso propio de la estructura% empujes de l"uidos 0como en un di"ue2 o
slidos 0como el suelo en un muro de contencin2% tensores 0como en puentes2%
pres&uerzo% asientos permanentesO cargas vivas "ue son a"uellas "ue varan su
intensidad con el tiempo por uso o e*posicin de la estructura% tales como el tr/nsito
en puentes% cambios de temperatura% ma"uinaria 0como una prensa2% acumulacin de
nieve o granizo% etc)teraO cargas accidentales "ue tienen su origen en acciones
e*ternas al uso de la estructura ( cu(a mani&estacin es de corta duracin como lo son
los eventos ssmicos o r/&agas de viento.
Clasificacin segn el tipo de estructura
+eg-n CKBE9I9 se clasi&ica las estructuras de las siguiente manera:Tipo prtico: Estructuras constituidas por prticos de acero capaces de resistir
las acciones mediante de&ormaciones debidas principalmente a la &le*in de sus vigas
( columnas de acero.
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Tipo prtico con diagonales conc)ntricas: Prticos de acero cu(a estabilidad o
resistencia a las acciones se suministra por medio de diagonales% ( en la cual todos
sus miembros est/n solicitados principalmente por &uerzas a*iales. 4a con&iguracin
de prticos con diagonales en H corresponde a un par de diagonales "ue se cruzanapro*imadamente su punto medio. 4os prticos con diagonales en B son a"uellos en
el par de arriostramientos se conectan un punto -nico por encima de la de la luz de la
viga. Cuando las diagonales se encuentran ( conectan por debajo de la viga se les
denomina prticos con diagonales en o B invertida.
Tipo prtico con diagonales e*c)ntricas: Comprende los prticos de acero con
diagonales e*c)ntricas vinculadas a vigas d-ctiles% denominadas viga eslabn%
capaces de concentrar la absorcin ( disipacin de la energa del sistema. 4asdiagonales e*c)ntricas pueden disponerse en diversas con&iguraciones. El eslabn
d-ctil puede situarse en la longitud media de la viga entre las dos cone*iones de las
diagonales% o ad(acente a una columna% entre la cone*in de la viga a la diagonal ( la
cara de la columna.
Estabilidad de prticos
+eg-n ;;;.structurat.es las estabilidad se clasi&ica seg-n los prticos ( seclasi&ican de la siguiente manera.
Prticos arriostrados: En celosas ( prticos donde la estabilidad lateral se
suministra por medio de una adecuada vinculacin a un arriostramiento diagonal%
muros estructurales u otros medios e"uivalentes% el &actor de longitud e&ectiva Q para
los miembros comprimidos se tomar/ como la unidad% a menos "ue un an/lisis
estructural demuestre "ue se puede utilizar un valor menor. El sistema de
arriostramiento vertical para prticos arriostrados de m-ltiples entrepisos ser/
determinado por un an/lisis estructural "ue demuestre "ue es adecuados para prevenir
el pandeo de la estructura ( mantener su estabilidad lateral% inclu(endo los e&ectos de
volcamiento producidos por la accin del viento o del sismo.
http://www.structurat.es/http://www.structurat.es/ -
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4os muros estructurales e*ternos e internos paralelos al plano del
arriostramiento% las losas de piso ( las cubiertas de tec'o adecuadamente asegurados a
los prticos estructurales podr/n considerarse "ue &uncionan acopladamente con el
sistema de arriostramiento vertical para prticos de m-ltiples entrepisos. 4ascolumnas% las vigas ( las diagonales% "ue &orman parte del sistema de arriostramiento
vertical% pueden modelarse a los e&ectos del an/lisis de pandeo de los prticos ( de
inestabilidad lateral como una celosa simplemente conectada en voladizo vertical.
En el an/lisis de estabilidad lateral deber/ incluirse la de&ormacin a*ial de
todos los miembros del sistema de arriostramiento vertical En las estructuras
diseadas a partir de un an/lisis pl/stico% la &uerza normal en los miembros debida a
las cargas verticales ( 'orizontales ma(oradas no e*ceder/ ?.@ Rc ! 3(. 4as vigasincluidas en el sistema de arriostramiento vertical de los prticos de m-ltiples
entrepisos deber/n disearse para la carga normal ( el momento causados por las
cargas 'orizontales ( verticales ma(oradas.
Prticos no arriostrados ,onde la estabilidad lateral depende de la rigidez a la
&le*in de las vigas ( las columnas rgidamente conectadas% el &actor de longitud
e&ectiva Q de los miembros comprimidos se determinar/ por medio de un an/lisis
estructural. 4os e&ectos desestabilizantes de las cargas verticales sobre las columnas
simplemente conectadas a los prticos ( "ue no suministran resistencia a las cargas
laterales deber/n ser incluidas en el diseo de las columnas del prtico. +e permitir/n
reducciones de las rigideces debido a inel/sticidad en las columnas. El an/lisis de las
solicitaciones ma(oradas en los prticos de varios entrepisos deber/ incluir los
e&ectos de inestabilidad de los prticos ( la de&ormacin a*ial de las columnas bajo
las cargas ma(oradas. En las estructuras diseadas a partir de un an/lisis pl/stico% la
&uerza normal en las columnas debida a las cargas verticales ( 'orizontales
ma(oradas no e*ceder/ ?.@ Rc ! 3(.!rriostramientos: 4os prticos cu(a estabilidad lateral dependa de
arriostramientos diagonales% muros estructurales o medios e"uivalentes% deber/n
satis&acer los re"uisitos mnimos de resistencia ( rigidez contemplada en esta
+eccin% tomando en cuenta las &uerzas laterales ( derivas producidas por las
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solicitaciones laterales debidas a sismo% viento o cual"uier otra &uente. 4as demandas
de resistencia ( rigidez a"u de&inidas podr/n ser sustituida por una an/lisis de
segundo orden "ue inclu(a el desaplomado inicial de la estructura.
$esistencia a los cortes ma(orados del piso o panel de arriostramiento:
Ecuacin 5
$igidez al corte del piso o panel de arriostramiento:
Ecuacin >
donde
S 9u +umatoria de las &uerzas normales en el piso o panel de arriostramiento
soportado por los arriostramientos.
4 !ltura de entrepiso o espacio del panel.R ?.@
Efectos P-Uo efectos de segundo orden
En el diseo de las estructuras aporticadas se considerar/n los e&ectos PVU o de
segundo orden En las estructuras diseadas mediante un an/lisis pl/stico% los
momentos ma(orados% Mu % se determinar/ por medio de un an/lisis pl/stico de
segundo orden "ue satis&aga los re"uisitos. En las estructuras diseadas mediante un
an/lisis el/stico% el momento ma(orado Mu en las columnas% viga columnas%
cone*iones ( miembros conectados se determinar/ mediante un an/lisis el/stico de
9 ?.?? S 9
W br 2N U
L
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segundo orden o utilizando el procedimiento apro*imado "ue se describe a
continuacin.
Ecuacin 1
con
Ecuacin
Ecuacin @
Ecuacin 7
,onde
Ecuacin
Ecuacin
Ecuacin 6
En las &rmulas anteriores:
Mu J5 Mnt X J> Mlt
J5Cm
1(Nu
Nel)1
J>1
1Nu( oh
HL)
J>1
1(Nu
Ne2)
Nel= A Fy / c2=2EA
2
N2= A Fy / c2=2EA
2
c=kL
r
Fy
E
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Cm Coe&iciente basado en un an/lisis el/stico de primer orden suponiendo
"ue no 'a( desplazamiento lateral del prtico% ( cu(o valor se tomar/ como se indica
a continuacin:5. Para miembros comprimidos "ue no est/n solicitados por cargas
transversales entre sus apo(os en el plano de &le*in.
Ecuacin 5?
donde M5 N M> es la relacin entre el menor ( el ma(or momento en los
e*tremos de a"uella porcin del miembro no arriostrado en el plano de &le*in bajo
consideracin M5 N M> es positiva cuando la &le*in produce doble curvatura en el
miembro ( negativa cuando produce curvatura sencilla.
>. Para miembros comprimidos solicitados por cargas transversales o
momentos entre sus apo(os% el valor de Cm puede determinarse mediante an/lisis. En
lugar de este an/lisis% pueden utilizarse los siguientes valores:Para miembros solicitados por una carga distribuida o una serie de cargas
puntuales entre sus apo(os% Cm 5.?.
Para miembros solicitados por cargas concentradas o momentos entre sus
apo(os% Cm ?.@.
4 !ltura de entrepiso.
Mnt Momento ma(orado en el miembro% suponiendo "ue no 'a(
desplazamiento lateral del prtico.
Mlt Momento ma(orado en el miembro debido solamente al
desplazamiento lateral del prtico.
Cm ?.7 V ?. 0 M5 N M> 2
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9e5 Carga normal de pandeo el/stico calculada seg-n la &rmula de
Euler con el &actor de longitud e&ectiva en el plano de &le*in% Q % considerando
el prtico arriostrado%
9e> Carga normal de pandeo el/stico calculada seg-n la &rmula deEuler con el &actor de longitud e&ectiva en el plano de &le*in % Q % considerando
el prtico no arriostrado.
9u +olicitacin ma(orada de compresin normal.
Uo' ,esplazamiento lateral del entrepiso bajo consideracin. Cuando
estos desplazamientos son debidos a la accin ssmica% se calcular/n con&orme
al Captulo 5? de la 9orma CKBE9I9 Y MI9,$ 5@7V6 Edi&icaciones
+ismorresistentes.S# +uma de todas las &uerzas 'orizontales en el entrepiso "ue producen
el desplazamiento lateral Uo' .
S9u +uma de todas las solicitaciones ma(oradas de compresin normal
en las columnas de un entrepiso.
Zc Par/metro de esbeltez de miembros comprimidos%
Cargas de Diseo
Normas Empleadas: 4as normas utilizadas para la elaboracin de la tesis son:
9orma Covenin de Cargas% 9orma Covenin de ,iseo +ismoresistente% 9orma
Covenin de +uelos% 9orma Covenin de Concreto !rmado% lo concerniente a las
dotaciones de agua &ra% agua caliente ( agua contra incendio. Cargas de ,iseo 4a
caracterstica principal de cual"uier elemento estructural es la de poder resistir de
manera segura las distintas cargas "ue pueden actuar sobre )l durante su vida -til por
esto las normas mencionadas establecen los valores mnimos a utilizar para lasdiversas solicitaciones ( posterior diseo de cual"uier elemento estructural. Para el
diseo se debe de considerar principalmente tres tipos de cargas:
Carga Muerta (CM):+on cargas permanentes ( "ue no son debidas al uso de la
estructura. Es el peso de los materiales% dispositivos de servicio% e"uipos% tabi"ues (
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otros elementos soportados por la estructura% inclu(endo el peso propio% "ue sean
permanentes o con una variacin en su magnitud pe"uea en el tiempo.
Carga Viva (CV):Corresponden a cargas gravitacionales debidas a la ocupacin
normal de la estructura ( "ue no son permanentes en ella. Es el peso de todos losocupantes% materiales% e"uipos% muebles ( otros elementos movibles soportados por la
edi&icacin.
Carga de Sismo (CS):+on a"uellas "ue se generan por la accin ssmica sobre
la estructura siguiendo los par/metros establecidos en la 9orma Covenin de ,iseo
+ismorresistente 4os elementos estructurales ser/n diseados empleando el m)todo
de ,iseo por $esistencia de acuerdo a lo estipulado en la 9orma Covenin de
Estructura Met/lica. Este m)todo consiste en ampli&icar las cargas actuantes en loselementos estructurales mediante &actores establecidos en esta norma% ( a la vez
reducir la resistencia nominal de los elementos mediante &actores tambi)n
establecidos en esta norma.
Acero
+eg-nFratelli Mel !cero estructural es uno de los materiales b/sicos utilizados
en la construccin de estructuras% tales como edi&icios industriales ( comerciales%
puentes ( muelles. +e produce en una amplia gama de &ormas ( grados% lo "ue
permite una gran &le*ibilidad en su uso. Es relativamente barato de &abricar ( es el
material m/s &uerte ( m/s vers/til disponible para la industria de la construccin.
Per&iles de !cero Estructural para construccin e industriaComposicin del acero
estructural:Propiedades ( cualidades del acero estructural +e de&ine como acero
estructural al producto de la aleacin de 'ierro% carbono ( pe"ueas cantidades de
otros elementos tales como silicio% &s&oro% azu&re ( o*geno% "ue le aportancaractersticas espec&icas. El acero laminado en caliente% &abricado con &ines
estructurales% se denomina como acero estructural al carbono% con lmite de &luencia
de >@? mega pascales 0>%@6 QgNcm > 2.
Propiedades ( cualidades del acero estructural: su alta resistencia%
http://www.allstudies.com/perfiles-de-acero-estructural.htmlhttp://www.allstudies.com/perfiles-de-acero-estructural.html -
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'omogeneidad en la calidad ( &iabilidad de la misma% soldabilidad% ductilidad%
incombustible% pero a altas temperaturas sus propiedades mec/nicas &undamentales se
ven gravemente a&ectadas% buena resistencia a la corrosin en condiciones normales.
El acero es m/s o menos un material el/stico% responde tericamente igual a lacompresin ( a la tensin% sin embargo con bastante &uerza aplicada% puede comenzar
a comportarse como un material pl/stico% su comportamiento en tales situaciones
como un terremoto% la &ase pl/stica es -til% (a "ue da un plazo para escapar de la
estructura.
Propiedades ec!nicas del Acero
+eg-n sus propiedades mec/nicas% el acero se clasi&ican en :
5. !cero Com-n 0acero dulce2
>. !cero de alta resistencia
1. !ceros Especiales
.4as propiedades mec/nicas de los aceros depende de su composicin "umica %
de sus aleaciones% de su proceso de laminacin% &orma de en&riamiento% tratamiento
t)rmico posterior ( el tipo de solicitaciones a "ue sean sometidos. 4as siguientepropiedades% sin embargo% son comunes a todos los aceros (Ver Cuadro 1)
Cu!"ro .Pro8%'"!"'& "'( A'ro
,escripcin Balores
Peso especi&ico @? QgNm1
Modulo de elasticidad longitudinal >%5 * 5?7
[gNcm>
Modulo de elasticidad transversal G EN>0l X v2
Coe&iciente de Poisson B ?%1 0en rango el/stico2B ?%@ 0 en rango pl/stico2
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Coe&iciente de dilatacin t)rmica \ 55% * 5?V7NFC
Nota: Tomado deFratelli M (1!!")
Perfiles Estructurales
+eg-n +idetur.com 4os per&iles estructurales son piezas de acero laminado cu(a
seccin transversal puede ser en &orma de I% #% T% canal o /ngulo. En Benezuela son
elaborados por el Complejo +ider-rgico 9acional ( cumplen con las normas
nacionales CKBE9I9 556% CKBE9I9 5?1% CKBE9I9 5>61 para per&iles
laminados en caliente% CKBE9I9 556 para per&iles IP9% CKBE9I9 5?1 para
per&iles P4% ,I9 5?>@ ( 5?>7 ( tienen las siguientes Especi&icaciones (Ver Cuadros
#$"$%$&)
,imensiones Eje HVH,esignacin Peso
Qg&Nm]reacm>
dmm
b&mm
t&mm
t;mm
I*cm
+*cm1
*cm1
$*cm
IP9 ? 7%5? % ? > @%6 %> % 56%7 >>%? 1%5IP9 5?? %1 5?%7
>5?? @? 7% %@ 55 1%> 16% %?5
IP9 5>? 55%5 5%> 5>? @ % @%5 1> @% 71%5 %5IP9 5? 5%1 5%> 5? 77 %7 @% @1 5%6 6%@ @%75
Cu!"ro C!r!t'r&t%!& > Pro8%'"!"'& 8!r! '( D%&'=o P'r7%('& IPN
Nota: Tomado de la pagina ;eb '''sideturcom
Cu!"ro
Eje DVD TorsinI(
cm+(
cm1(
cm1$(cm
cm
C;cm
7%>6 >%66 .7 ?%6? ?%> 7
5>%> % %56 5.? 5%@? >71
>5%@ %5 5>%@ 5%>1 >%@@ 71
1@%> 5?% 5%? 5%? %? 5@5?
C!r!t'r&t%!& > Pro8%'"!"'& 8!r! '( D%&'=o P'r7%('& IPN
-
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Nota: Tomado de la pagina ;eb '''sideturcom
,iagramas Per&il IP9
Cu!"ro /C!r!t'r&t%!& > Pro8%'"!"'& 8!r! '( D%&'=o P'r7%('& UPL
,imensiones Eje HVH
,esignacin PesoQg&Nm
]reacm>
dmm
b&mm
t&mm
t;mm
I*cm
+*cm1
*cm1
$*cm
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Nota: Tomado de la pagina ;eb '''sideturcom
Cu!"ro C!r!t'r&t%!& > Pro8%'"!"'& 8!r! '( D%&'=o P'r7%('& UPL
Eje DVD Torsin
I(cm
+(cm1
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$(cm
cm
C;cm
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Nota: Tomado de la pagina ;eb '''sideturcom
Planc"as de Acero
4as planc'as de acero estructural son productos planos de acero laminado en
caliente con anc'os de >?1 mm ( >56 mm% ( espesores ma(ores de @% mm (
ma(ores de %@ mm% respectivamente.Para estructuras de concreto se utilizan barras lisas ( corrugadas% con di/metros
"ue oscilan entre los 7mm ( los ?mm% aun"ue lo com-n en una armadura de'ormign es "ue di&cilmente superen los 1>mm. !dem/s el acero de re&uerzo se
utiliza en las mallas electro soldadas o mallazo constituidos por alambres de
di/metros entre mm a 5>mm.
#arras de Refuer$o
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4as Cabillas% o Jarras de $e&uerzo% seg-n la empresa +ider-rgica del Krinoco
0+I,K$2% son productos de acero laminado en caliente con n-cleo circular cu(a
super&icie presenta salientes regularmente espaciados con el &in de aumentar laad'erencia con el concreto% ( se utilizan como re&uerzo estructural en concreto
armado ( mampostera estructural. +u di/metro mnimo es de 6.@1 mm ( el m/*imo
es [email protected] mm% mientras "ue su longitud mnima es de 7??? mm ( la m/*ima es 5>???
mm.
Acero de Refuer$o
El acero de re&uerzo% absorbe todos los es&uerzos de tensin provocados por lascargas% ( por los cambios de volumen en el concreto al variar su temperatura. 4a
,octora 3ratelli 0>??72% lo de&ine en su libro ?? QgNcm>% ( su mdulo de
elasticidad ser/ representado por la ecuacin 11:
Es >%5 * 5?7QgNcm^ Ecuacin 55.
%osas
Placas:4a 9orma CKBE9I9 de Concreto !rmado especi&ica "ue las placas o
muros de corte ser/n dimensionadas teniendo especial consideracin en los es&uerzos
de compresin generados en los e*tremos ( su resistencia al pandeo% con este criteriose ensanc'aran los e*tremos de las placas en los cuales la ar"uitectura lo permita.
Como resultado del pre dimensionamiento se consideraran como mnimo placas de 5@
cm.
-
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osas: Tambi)n llamadas losas o placas son elementos "ue reciben las cargas
verticales 0permanentes ( accidentales2 directamente. +on elementos caractersticos
cu(as dimensiones en planta son mu( grandes en comparacin con su altura% (
generalmente reciben sus cargas perpendicularmente a su plano.osas maci*as: +u seccin es maciza de concreto armado. +e usan
caractersticamente para losas de escaleras% de entrepiso ( tambi)n de tec'o. 4as losas
m/s econmicas de este tipo son a"uellas en las cuales las luces oscilan entre los 1.??
a @.?? m.
4as losas macizas de uso com-n en nuestro medio% son utilizadas en las
estructuras para obtener losas de menor espesor% tambi)n pueden ser utilizadas para
darle ma(or rigidez a las losas debido a la presencia de es"uinas entrantes ( ductos.Estos elementos son diseados para resistir los re"uerimientos a &le*in ( corte "ue
en estas se presentan por accin de su peso propio% el piso terminado% tabi"ues (
sobrecarga% siendo el diseo a &le*in el m/s importante.
4a luz de c/lculo para las losas% seg-n sus condiciones de apo(o:
.0 4a luz libre m/s el espesor de la losa% pero sin e*ceder la distancia entre los
ejes de los apo(os% si la losa est/ simplemente apo(ada o empotrada en sus e*tremos.
0 4a distancia entre los ejes de los apo(os en el caso de losas contin-as.
Espesores m+nimos de losas , vigas: En miembros sometidos a &le*in resistentes en
una direccin% "ue no soporten ni est)n unidos a componentes no estructurales
susceptibles de ser daados por grandes &lec'as% se emplear/n los espesores mnimos
estipulados en el cuadro 7% a menos "ue el c/lculo de las &lec'as% indi"ue "ue puede
usarse un espesor menor sin e&ectos adversos.
4os valores del cuadro5 se usar/n directamente para miembros de concreto con
peso unitario >@?? Qg&Nm1% con acero de re&uerzo +V7? 8V7?. Para otras
condiciones los valores se modi&icar/n en la siguiente &orma:.0Para concreto estructural liviano con peso unitario comprendido entre 5@@? (
>?? Qg&Nm1% los valores se multiplicar/n por ;., -0--- < _ .,- siendo el
peso unitario en Qg&Nm1.
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0 Para re&uerzos de acero con 7> di&erente de >?? Qg&Ncm> los valores se
multiplicar/n por: -,/ H ;7> J--? 4N> 4N> 4N5?Bigas o 4osas con
nervios en una
sola direccin
4N57 4N5.@ 4N>5 4N
Nota:Tomado deNorma Vene*olana Estructuras de Concreto .rmado para Edificaciones .n/lisis ,
0iseo2
Conectores ec!nicos
+eg-nFratelli 1!!" las juntas rgidas &le*ibles o semis rgidas se materializan
conectando los di&erentes miembros estructurales mediante di&erente tipos de unin%
"ue se clasi&ican en conectores mec/nicos o soldaduras. 4os conectores mec/nico se
dividen en remac'es ( pernos o tornillos.
3emac4es: Constitu(en el medio de unin mas antiguo en las construcciones
met/licas% (a "ue se los usas de 'ace mas de 5@? aos materializando cone*iones
&ijas% no desmontable% consiste en un v/stago o espiga cilndrica de di/metro d%
provisto de una cabeza manu&acturada% el cual es calentado al rojo cereza% a unos
6?Fc e insertado en los agujeros previamente punzonados o barraneados de las piezas
a conectar.
Pernos o 5ornillos: +e designa pernos o tornillos a los dispositivos mec/nicos
de cone*in% con cabeza cuadrada o 'e*agonal &ormados por un v/stago cilndrico
con roscado e*terior en su e*tremo libre% "ue se inserta a trav)s de agujeros pasantesen placas o piezas a unir ( se ajustan con tuercas o arandelas de apriete en sus
e*tremo sobresaliente de rosca% estos se pueden clasi&icar seg-n sus dimensiones en.
5. 9ormales>. Pesados1. +emipesados
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En las estructuras se utilizan pernos 'e*agonales normalizados debido a "ue las
cabezas son mas &/ciles de ajustas ( necesitan un espacio menor para girar con las
llaves de apriete% las tuercas tambi)n pueden ser cuadradas o 'e*agonales. D seg-n
sus caractersticas mec/nicas los pernos se clasi&ican en grados :5. Pernos ! 1?>. Pernos ! 1>@1. Pernos ! 6?
&oldaduras
+eg-n Fratelli 1!!" la soldadura es un proceso mediante el cual se unen
elementos met/licos% calent/ndolos 'asta el estado &luido o casi &luidos ( aplicando ono presin entre ellos. +u uso se remonta a mas de 1??? aos% cuando se llevaban al
orjo vivo las piezas a unir u luego se las martillaba ( daba &orma. En el mundo
moderno% las soldaduras tomaron un gran auge durante la segunda guerra mundial%
cuando era necesario repara en tiempo breve las ma"uinarias ( armamentos b)licos.
Cuando termino esta contienda% "uedo de&initivamente aceptado este medio de
unin% cu(as primeras aplicaciones se 'icieron en un taller% bajo estricto control% (
luego se generalizo su uso en el campo con iguales resultaos e*itosos. En la
actualidad se constru(en elevados edi&icios de acero% totalmente soldados% en los
cuales la correcta eleccin de las secciones ( per&iles% conjuntamente con un material
de aporte compatible para las soldaduras ( una mano de obra de calidad% permite
obtener miembros ( cone*iones seguras% resistentes ( con&iables.
Procesos de Soldaduras: Entre los di&erentes tipos de soldaduras se pueden
enumerar los siguientes.
5. +oldadura a presin
>. +oldadura a 3usin1. +oldaduras por calentamiento
Entre la ventajas de las soldadura &rente a otros tipos de unin se pueden
mencionar% economiza material% rapidez de ejecucin de las uniones% per&ecta
cone*in de los elementos ( limpieza en los acabados
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%osas Apo'adas &obre el (erreno
El pro(ecto de las losas apo(adas sobre el terreno debe re&lejar las 'iptesis (las propiedades el/sticas e inerciales del modelo sueloYestructura empleado%
debi)ndose comprobar "ue tengan un comportamiento satis&actorio tanto para las
acciones est/ticas como para las acciones ssmicas% veri&ic/ndose "ue la presin de
contacto entre el suelo ( la losa de &undacin sea tal "ue no se alcancen los estados
lmites de ambos. El dimensionamiento para el Estado 4mite de !gotamiento
resistente se e&ectuar/ para todas las combinaciones de solicitaciones consideradas
para el resto de la estructura. 4a veri&icacin de las tensiones inducidas al suelo% seregir/ por el Captulo 55 de la 9orma Benezolana 5@7% tal veri&icacin tambi)n
podr/ ser realizada para todas las combinaciones de carga para el Estado 4mite
analizado.
6na losa de Fundacin:Es una placa de 'ormign apo(ada sobre el terreno
"ue sirve de cimentacin "ue reparte el peso ( las cargas del edi&icio sobre toda la
super&icie de apo(o. 4as losas son un tipo de cimentacin super&icial "ue tiene mu(
buen comportamiento en terrenos poco 'omog)neos "ue con otro tipo de cimentacin
podran su&rir asentamientos di&erenciales. Tambi)n en terrenos con mu( poca
capacidad portante. 4as losas m/s sencillas son las losas de espesor constante% aun"ue
tambi)n e*isten las losas nervadas "ue son m/s gruesas seg-n la direccin de muros o
&ilas de pilares. +u c/lculo es similar al de una losa plana de azotea invirtiendo las
direcciones de los es&uerzos ( aplicando las cargas tanto a*iales como uni&ormes
provenientes de todo el edi&icio. 4as trabes de estas losas se invierten para "uedar
enterradas en el terreno ( evitar obst/culos al aprovec'amiento de la super&icie% "ue
"ueda lista para ocuparse como un &irme aun"ue su super&icie a-n es rugosa.
Concreto
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El concreto es la mezcla constituida por el cemento% agregados inertes 0&inos (
gruesos2 ( agua en proporciones adecuadas para "ue se obtengan las resistencias
pre&ijadas. 4a ,octora 3ratelli% siguiendo las 9ormas Benezolanas CKBE9I9 5@1
establece en su publicacinEdificios de Concreto .rmado% "ue el concreto simple 5? ( @? QgNcm^. ! su vez% la ,octora 3ratelli 0>??72 re&leja "ue el material
"ue resulta de la unin del concreto con el agua ( los agregados% es una pasta de gran
durabilidad "ue &ragua ( endurece% e incrementa su resistencia con el tiempo% como
muestra la figura 1% en donde la resistencia del concreto a compresin est/
representada por &`c ( la de&ormacin unitaria del concreto en compresin est/
representada por c.
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Figura 10 Mdulo de Elasticidad del Concreto.Tomado deFratelli M (1!!"),e esta &orma% el valor del mdulo de elasticidad del concreto 0Ec2 en QgNcm >%
para el concreto de peso normal% se calcular/ por medio de la ecuacin 1#:
Ec 5@5?? * fc ' Ecuacin 5>.
En cuanto al concreto liviano% el peso unitario del concreto estar/ comprendido
entre 5? ( >@?? Qg&Nm1% se denotar/ Wc % ( ser/ calculado por medio de la
ecuacin 1":
Ec ?%5 * Wc1,5 * fc ' Ecuacin 51.
! su vez% el coe&iciente de Poisson para el concreto% se toma como ?%>. En
cuanto a la resistencia% para estructuras de concreto corriente se usa &c de >5? a >?
QgNcm^% en estructuras de concreto pretensadas se usa &c de 1@? a @? QgNcm^ ( en
estructuras especiales se puede llegar a &c entre @? ( @? QgNcm^. !dem/s% en zonas
ssmicas% se e*ige "ue &c` est) comprendido entre >5? ( 7?? QgNcm^.
Concreto Ar)ado
,el Ing. Miranda% 3 0>??2 en la publicacinEla8oracin de un manual para
la adecuada aplicacin de pr/cticas constructivas% se puede resumir "ue el concreto
armado o refor*ado resulta de la unin entre el concreto , armaduras de acero de
refuer*o o ca8illas$ o8teniendo venta9as al com8inar caracter+sticas de estos
elementos 0e esta forma$ ambos materiales trabajan conjuntamente en la trasmis%)+
"' (!& !r*!&,trabajando el concreto! (! o$8r'&%)+> '( !'ro! (!tr!%)+0 L!
http://www.cricyt.edu.ar/lahv/xoops/html/modules/wordbook/entry.php?entryID=32274http://www.cricyt.edu.ar/lahv/xoops/html/modules/wordbook/entry.php?entryID=35207http://www.cricyt.edu.ar/lahv/xoops/html/modules/wordbook/entry.php?entryID=31743http://www.cricyt.edu.ar/lahv/xoops/html/modules/wordbook/entry.php?entryID=37538http://www.cricyt.edu.ar/lahv/xoops/html/modules/wordbook/entry.php?entryID=37538http://www.cricyt.edu.ar/lahv/xoops/html/modules/wordbook/entry.php?entryID=32274http://www.cricyt.edu.ar/lahv/xoops/html/modules/wordbook/entry.php?entryID=35207http://www.cricyt.edu.ar/lahv/xoops/html/modules/wordbook/entry.php?entryID=31743http://www.cricyt.edu.ar/lahv/xoops/html/modules/wordbook/entry.php?entryID=37538 -
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combinacin ventajosa de las propiedades 7&%o$'+%!&"' '&to& $!t'r%!('&
proporciona caractersticas de rigidez% resistencia ( ductilidad% desde el punto de vista
mec/nico% ( desde el punto de vista &uncional resalta la versatilidad de las &ormas
&inales.
Acciones del *iento
4a ,octora 3ratelli M 0>??>2% resea "ue la accin del viento es una accin
accidental "ue produce el viento sobre los objetos "ue se le interponen% ( "ue
consiste% principalmente% en empujes ( succiones. Estos empujes son conocidos como
barlovento% ( las succiones como sotavento. 4as 'iptesis b/sicas a considerar paralas acciones por e&ectos del viento ser/n:
5..+e supone% salvo e*periencias "ue demuestren lo contrario% "ue el viento
act-a en dos direcciones ortogonales entre s. En general% no se considera la
superposicin de e&ectos en direcciones ortogonales. +e elegir/n las direcciones "ue
representen las condiciones m/s des&avorables para la estabilidad de la construccin
en conjunto o de elementos de la misma.
>. +e considera "ue la &uerza resultante de la accin del viento coincide con el
centro de presiones de empujes o succiones del /rea e*puesta.
1..En general% se estudiar/ cada construccin como si estuviese completamente
aislada% despreciando los e&ectos de proteccin "ue puedan producirse por la
e*istencia de edi&icaciones vecinas.
4as construcciones se clasi&ican en grupos seg-n su uso% debido a "ue las
9ormas consideran acciones espec&icas para cada uno de ellos% ( se dividen en
Grupo !% J% ( C. 4as del G$PK ! son a"uellas construcciones cu(as &allas pueden
ocasionar cuantiosas p)rdidas 'umanas o econmicas% o "ue contienen instalacionesesenciales cu(o &uncionamiento es vital en condiciones de emergencia% tales como
#ospitales% Estaciones de bomberos% de policas% e instalaciones %militares%
edi&icaciones gubernamentales% cines% teatros% ( estadios% entre otras. Mientras "ue las
del G$PK J son a"uellas edi&icaciones de uso p-blico o privado% tambi)n inclu(en
http://www.cricyt.edu.ar/lahv/xoops/html/modules/wordbook/entry.php?entryID=36407http://www.cricyt.edu.ar/lahv/xoops/html/modules/wordbook/entry.php?entryID=36407 -
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las edi&icaciones "ue puedan poner en peligro las construcciones del Grupo !. En este
grupo se encuentran las viviendas uni&amiliares ( bi&amiliares% edi&icios destinados a
viviendas% o&icinas% entre otros.
3inalmente% el G$PK Ccomprende las construcciones no clasi&icables en losgrupos anteriores% no destinadas a viviendas o al uso p-blico% ( cu(o colapso no
pueda causar daos a las construcciones de los dos primeros grupos. ,e acuerdo con
la clasi&icacin de grupos% se establece un &actor de importancia elica 0\2% tal como
se muestra en el cuadro :
Cu!"ro JF!tor "' I$8ort!+%! E)(%!
G$PK \
! 5.5@
J 5.??
C ?.6?
Nota: Tomado deNorma C;VEN
-
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n par/metro "ue depende de la zoni&icacin elica es la Belocidad J/sica del
Biento 0B2% e*presada en 0QmN'2% ( se de&ine como la velocidad correspondiente al
tiempo patrn de recorrido del viento medida a 5? metros sobre el terreno. !simismo%
la velocidad no ser/ menor a ? QmN'% e ir/ en &uncin de las caractersticasgeogr/&icas de la zona. 4a velocidad b/sica del viento para el Estado Carabobo es de
? QmN' 0ver cuadro >2.
Cu!"ro
V'(o%"!" B&%! "'( V%'+to S'*+ (! Zo+!
LOCALIDAD V LOCALIDAD V
!9K]TEGI 4!$!Jarcelona @ Jar"uisimeto 5??
!P$E M$I,!
Guadualito M)rida ?
+an 3ernando @
!$!G! MK9!G!+
Colonia Tovar ? Maturn 5?>
Maraca( > 9EB! E+P!$T!
Porlamar ?
JK4B!$ PK$TGE+!
Ciudad Jolvar !carigua ?
+ta. Elena de air)n Guanare ?
Tumeremo ?
C!$!JKJK +C$E
Morn ? Cuman/ 6
Puerto cabello ? Guiria 1
,I+T$ITK 3E,E$!4 T]C#I$!
Caracas Coln ?4a Krc'ila 7 4a Grita ?
Mai"ueta 61 +an !ntonio 13!4C9 T. 3E,E$!4
-
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Cuadro 0continua2Coro @ Puerto !(acuc'o 1
Guarico uliaCarrizal 1 4a Caada 5?1
Maracaibo 67
Mene Grande 5Nota: Tomado deNorma C;VEN? metros. Mientras
"ue el Tipo J inclu(e a las /reas urbanas% suburbanas% boscosas% u otros terrenos con
obstrucciones "ue tengas las dimensiones usuales de las viviendas uni&amiliares con
altura promedio no superior a 5? metros. El Tipo C corresponde a planicies% ( campos
abiertos con obstrucciones dispersas cu(a altura no supera los 5? metros. 3inalmente%
el Tipo , corresponde a las /reas planas del litoral sin obstrucciones ( est)n
e*puestas a vientos "ue soplen sobre grandes masas de agua. El tipo de e*posicin se
determina seg-n el cuadro !:
Cu!"ro T%8o "' E18o&%%)+
TIPO DE EXPOSICIN DE LA
CONSTRUCCIN A B C D
TIPO DE CONSTRUCCIN
I Cerradas ' >?m C C C C
Cuadro 6 0continua2II !biertas Para todo valos de # J J C ,
!biertas Para todo valor de # J J C ,
-
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# >? C C C CIII Cerradas # f >? J J C ,
Nota: Tomado deNorma C;VEN??1V6
Acciones &s)icas
4a ,octora 3ratelli 0>??52% establece "ue el cumplimiento de la 9orma
CKBE9I9 5@7V566 05@7V5:>??5 en la actualidad2% permite asegurar "ue los
edi&icios no su&rir/n daos estructurales bajo sismos menores% ni se a&ectar/ el
&uncionamiento de las instalaciones% a su vez% seala "ue podr/n su&rir daos
moderados los elementos no estructurales% ( daos mu( limitados los elementos
estructurales% siendo reparables en todo caso. !dicionalmente% los edi&icios nosu&rir/n derrumbe total o parcial bajo movimientos ssmicos &uertes.
+onificacin &s)ica
,e acuerdo con la ,octora 3ratelli 0>??52% el mapa ssmico de Benezuela se
encuentra dividido en oc'o 02 zonas de di&erente riesgo "ue corresponden a
movimientos tel-ricos de gradual magnitud% desde la ona ?% donde no se re"uiere
tomar en consideracin las acciones ssmicas% 'asta la ona % de m/*imo riesgo.
Cada zona ssmica tiene asignado un valor m/*imo de aceleracin% el Coe&iciente de
!celeracin #orizontal 0!o2 es determinado seg-n el cuadro 1=% ( el Bertical ?%?
veces el valor de 0!o2.
Cu!"ro .-
Co'7%%'+t' "' A'('r!%)+ ;AoF C.
5u8er+as , accesorios para acueductos: +on los utilizados para la
implementacin de la red de agua blanca en las urbanizaciones. +us di/metros vandesde @mm 'asta 15@mm. 4os tubos ( los accesorios vienen con campana en un
e*tremo ( junta autom/tica por el otro para &acilitar la unin entre tubos "ue a veces
se di&icultan por las condiciones del terreno ( de trabajo
.
(uberas ' Conductos E)bebidas en Concreto
Criterios generales,entro de las limitaciones de este !rtculo ( previa aprobacin del Ingeniero
estructural% se podr/n embeber en el concreto: las camisas% tubos o conductos de
cual"uier material "ue no sea perjudicial al concreto% (% salvo "ue cumplan los
re"uisitos de la +eccin 7..@% 0Incorporacin como elementos estructurales 9K$M!
5@1:>??72 no se considerar/n sustitutos del concreto desplazado.
P7rdida de seccin
4as camisas% conductos u otras tuberas "ue pasen a trav)s de losas% placas%
muros o vigas% tendr/n un tamao ( estar/n ubicadas de tal &orma "ue no a&ecten
signi&icativamente la resistencia de la construccin.
4os conductos el)ctricos ( otras tuberas embebidas en las columnas% no deben
ocupar junto con sus accesorios% m/s del A del /rea de la seccin considerada en el
c/lculo o de la re"uerida para la proteccin contra el &uego.
3eAuisitos de u8icacin
E*cepto cuando los planos con las dimensiones ( ubicacin de los conductos (
tuberas sean aprobados por un Ingeniero Estructural% lo tubos o conductosembebidos% "ue no sean los "ue meramente atraviesen los miembros% deben satis&acer
las siguientes condiciones:
a. +us dimensiones e*teriores no ser/n ma(ores "ue un tercio del espesor de la
losa% muro o viga% seg-n donde est)n embebidos.
-
7/23/2019 Tesis Calculo estructural en acero
40/71
b. +u separacin centro a centro ser/ por lo menos de tres di/metros o anc'uras.
c. Estar/n localizados de tal &orma "ue no a&ectar/n signi&icativamente la
resistencia de la construccin.
5u8os destinados al paso de gases o l+Auidos
4os tubos destinados al paso de l"uidos% gases o vapor% se pueden embutir en el
concreto estructural bajo las siguientes condiciones adicionales:
a. 4os tubos ( uniones se disear/n para resistir los e&ectos de ata"ues "umicos
al material% presin ( temperatura a la cual "uedar/n solicitadas.
b. 9o se permitir/ el uso de las tuberas embebidas 'asta "ue el concreto
alcance su resistencia de diseo% salvo "ue se trate de agua a no m/s de 1> FC (
presiones in&eriores a Qg&Ncm> de presin.c. En las losas macizas% las tuberas se colocar/n entre las capas del re&uerzo
superior e in&erior% a menos "ue estos sirvan para irradiar calor.
d. +alvo las condiciones establecidas en la +eccin .>.% 0$ecubrimiento
mnimo del acero de re&uerzo 9K$M! 5@1:>??72 el recubrimiento para tuberas%
conductos ( cone*iones no ser/ menor "ue cm para concreto e*puesto a la
intemperie o contra el terreno natural% ni menos de > cm en otras condiciones.
e. El /rea del acero de re&uerzo en direccin perpendicular a la tubera ser/ por
lo menos un ?%>A de la seccin de concreto.
&. 4as tuberas ( conductos se &abricar/n e instalar/n de modo tal% "ue no se
re"uiera cortar% doblar o desplazar los aceros de re&uerzo. +e acoplar/n mediante
soldaduras de acero% bronce o zinc u otros m)todos igualmente satis&actorios.
BASES LEGALES
Co+&t%tu%)+ "' (! r'8u3(%! 3o(%5!r%!+! "' V'+'2u'(!0 D' (o& D'r'o&
A$3%'+t!('&, C!8tu(o IX, Art%u(o .0
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En este articulo 'ace )n&asis a todas las actividades susceptibles de generar
daos a los ecosistemas deben ser previamente acompaadas de estudios de impacto
ambiental ( socio cultural% toda accin "ue involucre los recursos naturales% se
considerar/ incluida a-n cuando no estuviera e*presa% la obligacin de conservar ele"uilibrio ecolgico% de permitir el acceso a la tecnologa ( la trans&erencia de la
misma en condiciones mutuamente convenidas ( de restablecer el ambiente a su
estado natural si )ste resultara alterado% en los t)rminos "ue &ije la le(.
Nor$!& V'+'2o(!+!, Co5'+%+ ..:.0 E&trutur! "' A'ro& 8!r!
E"%7%!%o+'&0
Esta notma plantea los limites ma*imos ( los re"uisitos "ue se deben
seguirpara el calculo estructuras en aceroNor$!& 5'+'2o(!+!&0 A%o+'& "'( 5%'+to &o3r' (!& '&trutur!&0 Co5'+%+
M%+"ur --
Esta norma plantea los re"uisitos mnimos "ue deben seguir las estructuras
con respecto a las acciones del viento a nivel nacional guiado por la zoni&icacin (
par/metros cuanti&icados del viento en las estructuras.
Nor$! V'+'2o(!+!, Co5'+%+ M%+"ur .J.:--.0 E"%7%!%o+'&
S%&$or'&%&t'+t'&0
Captulo . oni&icacin +smica.
Captulo @. 3ormas espectrales tipi&icadas de los terremotos de &undacin.
Captulo 7. Clasi&icacin de Edi&icaciones +eg-n el uso% nivel de diseo.
Nor$!& V'+'2o(!+!& ?E&trutur!& "' Co+r'to Ar$!"o 8!r!
E"%7%!%o+'& A+(%&%& > D%&'=o@0 COVENIN -./012334
Captulo >. ,e&iniciones.
Captulo 7. Enco&rados% tuberas embutidas ( juntas de construccin.
Captulo 51. Placas.Captulo 5. Muros
Nor$! V'+'2o(!+!, COVENIN --, ?Cr%t'r%o& > A%o+'& M+%$!&
8!r! '( Pro>'to "' E"%7%!%o+'&@
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En el alcance de esta 9orma% se establecen los re"uisitos ( las acciones mnimas
"ue deben considerarse en el pro(ecto ( construccin de edi&icaciones% ( adem/s%
de&ine las acciones de servicio o utilizacin% aplicables en la Teora Cl/sica ( en la
Teora de 4os Estados 4mites.G!'t! O7%%!( "' (! R'83(%! "' V'+'2u'(! N /0-//, ?Nor$!&
S!+%t!r%!& 8!r! Pro>'to, Co+&tru%)+0
C/lculo para el abastecimiento de agua potable as como el c/lculo de las
tuberas del sistema de distribucin.
S%&t'$! "' V!r%!3('&
ElManual de Trabajo Especial de Grado del Instituto niversitario Polit)cnico
+antiago Mario 0>??72%seala "ue
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Propuestade C/lculoEstructural e
instalacionessanitarias
InspeccinKcular
Teoras4e(es (
9ormativas
C/lculoProcesos
Topogra&a.Tipo de +uelo.El +itio.!mbiente.
9ormasBenezolanasCKBE9I9 de+ismorresistencia%Bientos% !cero (Concreto
,atos
Kbservacinestructurada
Kbservacin,irecta
Kbservacin noestructurada
Kbservacinestructurada
4ista de Cotejo.Planos!r"uitectnicosPlanos topogr/&icos .
Estudio de +uelo.$egistro 3otogr/&ico( Bideos.
Comunicacin Kral.Entrevistas
+o&t;areEspecializado.
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D'7%+%%)+ "' T#r$%+o&
A%o+'& P'r$!+'+t'&:$epresenta las cargas gravitatorias debidas al peso de
todos los componentes estructurales ( no estructurales% tales como muros% pisos%tec'os% tabi"ues% e"uipos de servicio unidos a la estructura ( cual"uiera otra carga de
servicio &ija.
A%o+'& V!r%!3('&: Carga originada por el uso ( ocupacin del edi&icio%
e*cluidas las cargas permanentes% de viento o sismo.
A'ro: Es una aleacin de 'ierro ( carbono "ue contiene% adem/s% otros
elementos% algunos de ellos indeseables. El material "ue se utiliza en la construccin%
es el acero de bajo carbono.A'ro& E&trutur!('&:+on elementos de acero obtenidos a partir de plantillas
laminadas en caliente. +e &abrican de seccin
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P%&o o N%5'(: Cada una de las plantas "ue integran una edi&icacin. !ct-a como
dia&ragma 'orizontal en el sistema estructural "ue resiste las cargas laterales.
Conjunto de miembros de la superestructura tales como las losas% placas ( vigas
destinadas a resistir las cargas verticales normales a su plano.S%&t'$! R'&%&t'+t' ! S%&$o&:Parte del sistema estructural "ue se considera
suministra a la edi&icacin la resistencia% rigidez ( ductilidad necesarias para soportar
las acciones ssmicas.
V%*!: Miembro estructural utilizado principalmente para resistir momento de
&le*in% momento de torsin ( &uerza cortante.
Zo+! S&$%!:ona geogr/&ica en la cual se admite "ue la m/*ima intensidad
esperada de las acciones ssmicas% en un perodo de tiempo pre&ijado% es similar entodos sus puntos.
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CAPTULO III
MARCO METODOLGICO
Mo"!(%"!" "' (! I+5'&t%*!%)+
4a investigacin es un proceso "ue mediante la aplicacin del m)todo cient&ico
encamina al descubrimiento de algo desconocido% su objetivo es la b-s"ueda de
respuestas de manera clara ( precisa empleando cual"uier ar"uetipo de investigacin.
Jasado en las consideraciones anteriores el presente trabajo corresponde a la
modalidad de pro(ecto &actible de&inido en el Manual de Trabajo Especial de Grado%
del Instituto Polit)cnico +antiago Mario 0>.??72% como la propuesta de un modelo
e&icaz viable% o de una solucin posible a un problema de tipo pr/ctico% con el objeto
de satis&acer di&erentes necesidades. Esta propuesta a(udara a resolver el problema
'abitacional de la poblacin del Estado Carabobo (a "ue de materializarse aportara
nuevas viviendas.
T%8o "' %+5'&t%*!%)+
+eg-n 3idias 0>??72
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o electrnicas=0p.152. ! su vez% del mismo autor%
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buscando brindar el con&ort ( la seguridad necesaria.
Figura #. F!&'& "' (! I+5'&t%*!%)+ ;-.5F Celsius ( con >F Celsius a la sombra.
$egistrando sus ma(ores temperaturas entre el mes de &ebrero ( abril ( con unperiodo de lluvias pronunciadas entre el mes de ma(o ( septiembre culminando en
noviembre.
S%tu!%)+ Atu!( "'( t'rr'+o
Mediante una visita realizada al terreno se pudo observar "ue el mismo se
encuentra de&orestado en su totalidad no posee una pared perimetral% limita al 9orte( al Este con conjuntos residenciales ( al +ur ( el Keste con lotes de terrenos de la
'acienda Monteserino ( cuenta en sus cercanas con servicios de agua% drenaje (
electricidad para &uturas cone*iones .
C!r!t'r&t%!& "'( Pro>'to
El edi&icio residencial !bada en una vivienda multi&amiliar diseada para
albergar >? grupos &amiliares% la estructura esta con&ormada por @ niveles 0ver &igura
12% ( cuatro apartamentos por nivel% la super&icie de la planta es de 16> metros
cuadrados apro*imadamente 0ver &igura >2. en su distribucin interna los
apartamentos ocupan un /rea de @ metros cuadrados cada uno ( el /rea com-n ?
metros cuadrados% el edi&icio cuenta con un ascensor con sala de ma"uina ( una
escalera. la distribucin de los apartamento internamente son similares% con un
ambiente uni&icado de cocina% sala comedor ( lavandero% dos baos ( tres
'abitaciones 0ver &igura 2. El pro(ecto esta concebido para "ue pueda ser realizadoen acero estructural.
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Figura # : Plano Planta
Figura " : 3ac'ada PrincipalE&tu"%o "' Su'(o&
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El estudio de suelos presentado por la Ing. !ura #erminia P/rraga M encontr
una litologa de 1 niveles estratigr/&icos% en el siguiente orden de estrato. #asta 5%67
mts de pro&undidad se caracterizo por se una capa vegetal (No relleno "ue clasi&ica
como 4imo poco pl/stico con contenido variable de arena0M4k2% de @.? a 7 mtsalternan entre arenas limosa ( arcillosas 0+M D +C2% en 51 mts se detectaron arena
limosas con contenido variable de grava "ue se presentan sin patrn alguno +M%
+M0G2% +M0GX2% saturadas por el nivel &ri/tico ( de gradaciones e*tendidas
irregularmente re&lejando la 'eterogeneidad en el tamao de las partculas del suelo.
FASE : !n/lisis de la In&ormacin
Con la &inalidad de determinar los par/metros de diseo del edi&icio residencial%
se analizo la in&ormacin recabada en la &ase anterior. ,onde se estudiaron los planos
ar"uitectnicos e*istentes ( las caractersticas mas relevantes de la edi&icacin%
tambi)n se tomaron datos geot)cnicos% elicos ( ssmicos los cuales &ueron
procesados por medio de la 'erramienta 'oja de calculo de la aplicacin E*cel
perteneciente a la compaa Microso&t% en la cual se elaboraron tablas "ue permitieron
realizar los cmputos de una &orma sistematizada% el programa $!M en su versin
Bi "ue permiti realizar los c/lculos estructurales ( &inalmente el so&t;are de diseo
!utoC!, para el procesamiento de planos% considerando los criterios de las 9ormas
Benezolanas vigentes ( de pro&esionales en el /rea.
Nor$!t%5!&
,e acuerdo con lo mencionado en lasBases egalesdel Cap+tulo
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>??1V6 para las !cciones de Biento% de las cuales se obtuvieron los criterios (
par/metros a considerar en el c/lculo estructural ( sismoVresistente.
A(ER,A%E&
.0L!& !r!t'r&t%!& "'( $'t!( 3!&' "' (o& '('$'+to& ! u&!r &'r+ (!& &%*u%'+t'&:
a2 4mite de es&uerzo de &luencia Per&iles 3(: >@?? [gNcm>b2 Per&iles de /ngulos 3D:1@5@QgNcm>c2 $esistencia a la traccin mnima 3u: >?? [gNcm>d2 Mdulo de Elasticidad E: >%5 * 106 [gNcm>e2 Mdulo de Corte G: ?76>%15 [gNcm>&2 Coe&iciente de Poisson : ?%1g2 Peso nitario : @? [gNm1'2 Coe&iciente de dilatacin t)rmica \: 55% * 5?V7Nc
0 Co$8o+'+t'& "' (! '&trutur!:a2 Co(u$+!&: Estructura met/lica per&iles #EJ !+TMV!V17 0+ociedad !mericana de
Pruebas ( Materiales2.b2 V%*!&: Estructura met/lica per&iles IPE ( en casos mu( particulares2 !+TMV!V17
0+ociedad !mericana de Pruebas ( Materiales2.c2 Corr'!&: Para el diseo de las correas se utilizar/n per&iles IPE !+TMV!V17.d2 Cru2 "' &!+ A+"r#&:para el diseo de la cruz se basa en elementos solo traccin o
compresin basado en la norma de acero.'< Lo&! "' '+tr' 8%&o: +e utilizar/n so&ito met/lico% compuestas por l/minas de acero
calibre >? con espesor de 5? cm de concreto con un &c >5? [gN c m2 .
0 Co$8o+'+t'& +o '&trutur!('&:
!< T!3%Qu'r!: Jlo"ues de arcilla de 5@ cm.3< T'o: Igualmente se utilizar/ so&ito met/lico% compuestas por l/minas de acero
calibre >> con espesor de 5? cm de concreto con un &c >5? [gN cm2 .
K'rr!$%'+t!&
A+(%&%& E&trutur!(
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Por ser una estructura sim)trica% se decidi dividir en tres 012 mdulos% el
modulo uno 052 con&ormado por doce 05>2 apartamentos% el modulo > "ue soporta la
estructura de la escalera ( el ascensor ( &inalmente el modulo 1 con&ormado por los
otros doce 05>2 apartamentos. Estos estar/n unidos por medio de juntas% ( debido a"ue los mdulos uno 052 ( tres 012 son de iguales dimensiones &acilitara el proceso de
calculo estructural.
A%o+'& S&$%!&
Con la 3inalidad de crear estructuras resistentes a movimientos ssmicos "ue
puedan terminar en daos estructurales considerables o en cat/stro&es de ma(orimpacto% en este sentido se plantea lo establecido en la 9orma CKBE9I9 5@7V
5:>??5 de donde se obtiene seg-n el cuadro 1= del cap+tulo (
el &actor de correccin es q ?%6?. En concordancia con las secciones 7.5% 7.> ( 7.1 de
la norma% la edi&icacin "ueda clasi&icada seg-n su uso en el grupo J>% con un &actor
de importancia \ 5.?? de acuerdo con el cuadro del captulo II mientras "ue% en
&uncin del grupo de la zona ssmica% se obtuvo un 9ivel de ,iseo 1 seg-n cuadro
del captulo II.,e acuerdo con los tipos de sistemas estructurales en &uncin de los
componentes del sistema resistente a sismos% establecidos en la 9orma CKBE9I9
5@7V5:>??5% se determino "ue la estructura es de Tipo I siendo capaz de resistir la
totalidad de las acciones ssmicas mediante sus vigas ( columnas% tales como los
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sistemas estructurales constituidos por prticos ( los ejes de las columnas "ue se
mantienen continuos 'asta su &undacin. Considerando "ue la estructura posee un
nivel de diseo 1% ( en concordancia con el cuadro del captulo II% el 3actor de
$educcion de $espuesta 0$2 tiene un valor ma*imo igual a 7.,e acuerdo a lo establecido en la 9orma CKBE9I9 5@7:5V>??5% ( el cuadro
del captulo II% se obtuvieron los valores del &actor de magni&icacin promedio%
siendo igual >.7% el m/*imo periodo en el intervalo donde los espectros
normalizados tienen un valor constante 5D igual a ?% segundos ( el e*ponente "ue
de&ine la rama descendiente del espectro igual a 5%??. El periodo caracterstico de
variacin de respuesta d-ctil+T
se determino seg-n el el cuadro del captulo II %
con un valor de ?%? segundos. El e*ponente C vine dado por la aplicacin de la
ecuacin% con el siguiente resultado.
C=46/2,60=1,23
Cu!"ro
R'&u$'+ "' A+(%&%& "' A%o+'& S&$%!&
PARMETRO VALOR
ona +smica @Coe&iciente de !celeracin #orizontal
0!o2 ?%1?
3orma EspectralContinuacin del Cuadro 1> +>
3actor de Correccin 02 ?%6?
Clasi&icacin seg-n su so Grupo J>
3actor de Importancia 0\2 5.??
9ivel de ,iseo 9,1
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+istema Estructural Tipo I
3actor de $educcin de $epuesta 0$2 7
!cciones del Biento
Para la Consideracin de las acciones del viento se consideraron los criterios de
la 9orma CKBE9I9 >??1V6 para poder clasi&icar ( determinar los pasos para llevar
acabo el an/lisis% primero se determino "ue la edi&icacin pertenece al Grupo J (a
"ue es de uso residencial. Para la clasi&icacin del grupo de la estructura% se seleccin
el &actor de importancia Elica G1== en concordancia con el Cuadro del Captulo
II.
+e estableci "ue la altura de la edi&icacin 0'2 es igual a 57%6@ mts "ue es el
resultado del promedio de las alturas del tec'o plano del edi&icio ( de la sala de
ma"uinas% mientras "ue z 05@%1@m2 es la altura de las superestructura% ( en promedio
la menor dimensin de planta es 56% m. de esta &orma se determino el periodo
natural de vibracin de acuerdo con lo establecido en la ecuacin del Captulo II.
,eterminando "ue la "ue la edi&icacin pertenece al tipo I por ser una construccincerrada% con un periodo natural de vibracin menor a 5% ( la relacin de esbeltez
menor a @ 0ver ecuacin del captulo II2
,e acuerdo a los establecido a la seccin @.> de la 9orma CKBE9I9 >??1V6 la
e*posicin de la estructura es tipo J debido a " se encuentra en una /rea suburbanadonde la ma(ora de las edi&icaciones no supera los 5? mts de altura% clasi&icando su
tipo de e*posicin C para los componentes de cerramientos seg-n el Cuadro del
Captulo II. 4a determinacin del coe&iciente de arrastre sobre la super&icie [% se
realizo en &uncin del tipo de e*posicin determinando anteriormente 0Tipo J2 tas
T 5 61 x (169) /5 9 s : 1 s'
Relaci"n de *s#elte& 515,35m
19,44m5 789
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como lo indica la norma en la seccin 7.>..5% de acuerdo al Cuadro del Captulo II%
dando como resultando un valor de ?%?5?% los valores del &actor7 ( de la altura de
gradiente g se tomaron del Cuadro del Cap+tulo
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acuerdo con lo establecido en la tabla @.5 de la mencionada 9orma. +eg-n 3igura del
Captulo II% obteniendo los siguientes datos para vivienda multi&amiliar.
Cu!"ro
D't'r$%+!%)+ "' (!& C!r*!& V!r%!3('&
t'$ A$3%'+t' C!r*! V!r%!3(' ;*$>% ?%? mm %@
3 4osa Maciza Escaleras e 5@ cm 1@
G 4osa Maciza para +ala de M/"uina e >? cm @??
# M/rmol e > cm con mortero e 1 cm 5>?
I 4osa Maciza e 5? 5@
Cu!"ro
D't'r$%+!%)+ "' (! C!r*! P'r$!+'+t' "' (! Lo&! 8!r! S!(! "' MQu%+!
t'$ M!t'r%!(C!r*! P'r$!+'+t'
;*$