Universidad Privada Del Norte
Facultad de Ingeniería
INFORME DEL PREDIMENSIONAMIENTO DE DOS EDIFICIOS DE 1 Y 8 PISOS
DOCENTE:
Ing. Jose Oscar Ruiz Esquivel
ASIGNATURA:
Ingenieria Sismoresistente
INTEGRANTES:
Miguel Angel, Salazar Apaza
Zuleika Rosana, Moreto Huiman
Peralta Rodas, Pool Antoni
Gutierrez Azañero, Jose Gabriel
Jimenez Garay, Cristian Alejandro
Leyva Sandoval, Lorenzo Nelver
GRUPO: 6
1. Análisis de carga muerta y de servicio
Tabla 1 Esquema conceptual de la NEC-SE-CG (NEC-SE-CG, 2014)
Las cargas son permanentes, variables y accidentales, dentro de las cargas permanentes
actúan las cargas muertas y las cargas geológicas. Dado que la carga muerta fue
proporcionada por el catedrático para cada grupo de trabajo se consideró la siguiente
Carga Muerta
750 kgf/m2
Tabla 2 Carga Muerta total de la estructura
Para las cargas variables se considera la carga viva. En la tabla 9 de la NEC-SE-CG se
contempla da las cargas mínimas uniformemente distribuidas según el uso que se le vaya
a dar a la estructura en este caso 2.4 Kn/m2 que equivale a:
Carga para oficina
244.7 kgf/m2
Tabla 3 Carga viva para oficinas según NEC-SE-CG
Para las cargas accidentales se consideran las cargas de sismos, en el informe geotécnico
se determinó la aceleración del sismo mediante la fórmula de:𝐹 = 𝑚𝑎
Donde:
m= masa de la estructura
a= zg
z=factor de zona sísmica =0.25 (determinado en el informe geotécnico)
Factor de zona sísmica: Cuenca le corresponde un factor de zona sísmica igual a 0,25.
Masa de la estructura
Suma muerta y viva
Masa total
750+244.7
994.7 kgf/m2
Tabla 4 Masa de la estructura
E=994.7*0.25*9.81=2437 kgf/m2
3
Combinación de cargas (kg/m2)
1
2
3
4
5
6
7
1.4D
1.2D+1.6L+0.5max(Lr;S;R)
1.2D+1.6max(Lr;S;R)+max(L;0.5W)
1.2D+1.0W+L+0.5max(Lr;S;R)
1.2D+1.0E+L+0.2S
0.9D+1.0W
0.9D+1.0E
1050
1292
1145
3581.7
3581.7
675
3112
Tabla 5 Combinaciones de carga para diseño por última resistencia (NEC-SE-CG, 2014)
La combinación mayor es 1292 kgf/m2, la misma que se considerará para el diseño.
1. PREDIMENSIONAMIENTO
Se realizó el predimensionamiento de los elementos estructurales de hormigón armado:
vigas, columnas y losas, los cuales deben cumplir con las especificaciones establecidas
en el código ACI 318S14 y la NEC-SE-HM 2015.
1.1. Losa
1.1.1. Dimensionamiento
Se determinó el espesor de la losa bidireccional considerando lo expuso en la tabla
8.3.1.1 del código ACI 318S-14.
Losa bidireccional: lado mayor/lado menor < 2
Se obtuvo el espesor mínimo para la losa bidireccional no preesforzada, con vigas
de borde y considerando fy=420MPa. La luz libre (ln) se consideró la más larga,
pues es la más crítica. Para el cálculo se utilizó la ecuación 1.
ℎ𝑚í𝑛 = 𝑙/33
Ec. 1
𝑙 33 = 8000𝑚𝑚/33 = 242.42𝑚𝑚
Se adoptó un espesor de la losa de 0.25m.
1.1.2. Áreas tributarias
Las áreas tributarias son sección de la losa que, con su carga, se distribuye a diferente
elemento que está apoyada. Las cargas que van a ser transmitidas a los elementos de
vigas y columnas provienen de las cargas vivas y muertas consideradas para el diseño
del edificio. Para la distribución de cargas de la losa a las vigas se tiene que tomar en
cuenta los siguiente: Si la relación de las dos luces (luz larga/luz corta) de un panel es
mayor a 2.0, esta actúa en una direcciones, si es menor actúan en una dirección (ACI,
2014, p. 104).
4
1.2. Vigas
1.2.1. Peralte mínimo
La altura mínima de la viga se estableció según la sección 9.3.1 del código ACI
318S-14. La altura mínima h de la viga, no debe ser menor que los límites dados
en dicha tabla, a menos que se cumplan los límites de deflexiones calculadas.
Para las vigas no preesforzadas que no soporten ni estén ligadas a particiones u
otro tipo de elementos susceptibles de dañarse debido a deflexiones grandes, la
altura total de la viga, h, no debe ser menor que los límites dados en la siguiente
tabla.
Tabla 6 Altura mínima de vigas no preesforzadas ACI(2014)
Los valores antes expuestos son aplicables al concreto de peso normal y
Fy=420MPa.
Para el presente proyecto se usarán vigas empotradas en ambos extremos por lo
tanto el peralte mínimo a utilizar es 𝑙/21. Se definió la altura mínima para la
mayor parte de vigas en base a la viga más desfavorable de 𝑙 = 8𝑚. Para las vigas
de menor longitud se usó 𝑙 = 3,5 𝑚.
Obteniéndose los resultados mostrados en la tabla 3.
l (longitud m)
8
3,5
b (ancho de la viga en cm)
h (peralte de la viga en cm)
25
20
45
25
Tabla 7 Dimensiones iniciales de vigas
1.2.2. Control de deflexión instantánea y a largo plazo
El cálculo de la deflexión se realiza utilizando la inercia fisurada de la viga, en la
norma NEC-SE-DS con la finalidad de simplificar los cálculos se presenta un
factor de corrección por fisuramiento de 0,5 de la inercia bruta.
Debido a que la viga se encuentra empotrada-empotrada la deflexión se calcula
mediante la ecuación 2.
Ec.2
𝑞 ∗ 𝑙4
∆=
384 ∗ 𝐸 ∗ 𝐼
La deflexión instantánea se calcula con las cargas de servicio no mayoradas:
Ec.3
𝑞𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝐷 + 𝐿
La carga distribuida que se consideran para cada viga se calcula en base a las
áreas tributarias de las losas que esta soporta.
A continuación, se presenta un ejemplo de los cálculos realizados para la viga BC del eje 2:
5
Ilustración 1. Vista en planta edificación
Deformación instantánea:
𝑞𝑠𝑒𝑟𝑣 = 750 𝑘𝑔/𝑚2 + 245 𝑘𝑔/𝑚2 = 995 𝑘𝑔/𝑚2
𝐹𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑣𝑖𝑔𝑎 = 𝐴𝑡𝑟𝑖𝑏 ∗ 𝑞𝑠𝑒𝑟𝑣 = 29779 𝑘𝑔
𝐹𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑣𝑖𝑔𝑎
𝑞𝑑𝑖𝑠𝑡 =
= 3723 𝑘𝑔/𝑚
𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑
𝐸 = 15100 ∗ √240 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 = 233928 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 (Ecuación 19.2.2.1(b) ACI
318-14)
25 𝑐𝑚 ∗ 45 𝑐𝑚 3
𝐼𝑒 = 𝐼𝑔 ∗ 0,5 =
∗ 0,5 = 94921,9 𝑐𝑚4
12
3723 𝑘𝑔/𝑚 ∗ 8𝑚4
∆𝑜 =
= 0,018𝑚
𝑘𝑔 (100𝑐𝑚)2
𝑚4
384 ∗ (233928 𝑐𝑚2 ∗ 𝑚2
) ∗ (94921,9 𝑐𝑚4 ∗
)
(100 𝑐𝑚)4
= 1,8 𝑐𝑚
Deformación a largo plazo:
Para la deformación a largo plazo se considera la deformación inicial debida a
carga permanente, es decir el 100% de la carga muerta y un 25% de la carga viva.
Ec.4
∆𝐿𝑃 = 𝜆∆ ∗ ∆𝑜 ′
Donde:
𝜉
𝜆∆ =
= 2,0
1 + 𝜌′
Ya que 𝜉 = 2,0 (Tabla 24.2.4.1.3 ACI 318-14) para un período de 5 años, y se
asume una cuantía de acero a compresión igual a cero de manera conservativa.
∆𝐿𝑃 = 2,0 ∗ 1,15 𝑐𝑚 = 2,3 𝑐𝑚
Deformación que ocasiona daño:
La deformación que ocasiona daño se produce debido a la deformación a largo
plazo y la deformación instantánea por cargas vivas.
∆′ = ∆𝐿𝑃 + ∆𝑜 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑣𝑖𝑣𝑎
Ec.5
∆′ = 2,3 𝑐𝑚 + 0,44 𝑐𝑚 = 2,74 𝑐𝑚
Esta debe ser comparada con la flecha máxima permisible, recomendada en la
tabla 24.2.2 de la ACI 318-14.
∆𝑚𝑎𝑥 = 𝑙/480
Ec.6
∆𝑚𝑎𝑥 = 1,667𝑐𝑚
Como se puede ver la propuesta inicial de dimensionamiento de la viga no
cumple con la deflexión permisible, por lo que es necesario el
redimensionamiento.
Finalmente se determina una viga con un ancho b=35 cm y un peralte h=35 que
cumple con las condiciones indicadas.
6
Los resultados obtenidos para todas las vigas se muestran en el Anexo D.
1.3. Columnas
1.3.1. Predimensionamiento
Siguiendo la metodología presentada por el libro “Diseño de concreto armado” el
cual se basa en las especificaciones ACI 318. Se presenta el siguiente
procedimiento:
𝑃
Ec.7
𝑛= ¨
𝑓 𝑐 ∗𝑏∗𝐷
1
n ˃ 3, Falla frágil por aplastamiento debido a cargas axiales excesivas.
1
n ˃ 3, Falla dúctil.
Las columnas se pre dimensionan con:
𝑏∗𝐷 =
𝑃
𝑛 ∗ 𝑓 ¨𝑐
Ec.8
Donde:
D = dimensión de la sección en la dirección del análisis sísmico de la columna
b = la otra dimensión de la sección de la columna
P = carga total que soporta la columna (ver tabla 4)
n = valor que depende del tipo de columna y se obtiene de la Tabla 4f', =
resistencia del concreto a la compresión simple
Tabla 8 Valores de P y n para el predimensionamiento de columnas. Morales (2015)
Se realiza como primer paso el metro de las cargas de la estructura:
Una estimación para la carga muerta a usarse es de: 750kg/m2
La carga vivía que se emplea es de= 244.7 kg/m2
La carga considera por piso es igual a la suma de la carga viva y la muerta.
PG= 994.7kg/m2
Se debe determinar el área tributaria de cada columna.
Luego el valor de P será igual a la carga total PG * el área tributaria de cada
columna. Y remplazando estos valores en la Ec.2 y con los valores
correspondientes a cada columna se obtienen los valores de b, D, t, considerando
que b=D=t.
El dimensionamiento de las columnas se puede observar en el Anexo E.
7
PREDIMENSIONAMIENTO DE EDIFICACION DE 1 NIVEL
MEDIDAS :
X1 =
X2 =
X3 =
5.50
6.00
5.50
m
m
m
Y1 =
Y2 =
6.00
6.50
m
m
#pisos =
H1P =
HPT =
1
2.75
2.75
m
CARGAS
S/Cazotea =
S/Cuso =
Wacab =
Wtabiqueria =
Wprom =
100
200
100
50
1000
kg/m2
kg/m2
kg/m2
kg/m2
kg/m2
M ateriales
f'c =
210
kg/cm2
Ec = 217371 kg/cm2
Ec = 2173707 tn/m2
8
PREDIMENSIONAMIENTO:
COLUMNAS CENTRALES:
Lx
Pservicio =
At =
Pservicio =
Ac =
L=
Lx =
Ly =
Ly
COLUMNAS LATERALES:
Lx
Pservicio =
At =
Pservicio =
Ac =
L=
Lx =
Ly =
Ly
COLUMNAS ESQUINERA:
Lx
Pservicio =
At =
Pservicio =
Ac =
L=
Lx =
Ly =
Ly
At x Wprom x #pisos (tnf ó kgf: carga concentrada o puntual)
35.94
m2
35.94
tnf
0.0380 m2
0.20
0.25
0.25
m
m
m
At x Wprom x #pisos (tnf ó kgf: carga concentrada o puntual)
17.19
m2
17.19
tnf
0.0182 m2
Lx
0.13
0.45
0.25
m
m
m
Lx =
Ly =
Ly
0.25
0.45
m
m
At x Wprom x #pisos (tnf ó kgf: carga concentrada o puntual)
8.94
m2
8.94
tnf
0.0095 m2
0.10
0.40
0.40
m
m
m
VIGAS :
ln = luz libre
Sentido X:
LejeX =
LlibreX =
hx =
hx =
bmin =
bx =
bx =
6.00
5.75
0.48
0.50
0.25
0.25
0.30
m
m
m
m
m
m
m
Viga chata:
Sentido Y:
hch =
bch =
0.20
0.20
LejeY =
LlibreY =
hy =
hy =
bmin =
by =
by =
6.50
6.25
0.52
0.55
0.25
0.28
0.30
m
m
m
m
m
m
m
m
m
9
LOSAS ALIGERADAS EN UN 1D:
Leje = 5.50
elosa = 0.20
Peso aproximado:
m
m
Leje =
elosa =
m
m
LOSAS MACIZAS EN 1D:
5.00
0.15
Peso aproximado:
10
PREDIMENSIONAMIENTO DE EDIFICACION DE 8 NIVELES
MEDIDAS :
X1 =
X2 =
X3 =
5.50
6.00
5.50
m
m
m
Y1 =
Y2 =
6.00
6.50
m
m
#pisos =
H1P =
HPT =
8
2.75
2.75
m
m
CARGAS
S/Cazotea =
S/Cuso =
Wacab =
Wtabiqueria =
Wprom =
100
200
100
50
1000
kg/m2
kg/m2
kg/m2
kg/m2
kg/m2
M ateriales
f'c =
210
kg/cm2
Ec = 217371 kg/cm2
Ec = 2173707 tn/m2
11
PREDIMENSIONAMIENTO:
COLUMNAS CENTRALES:
Lx
Pservicio =
At =
Pservicio =
Ac =
L=
Lx =
Ly =
Ly
COLUMNAS LATERALES:
Lx
Pservicio =
At =
Pservicio =
Ac =
L=
Lx =
Ly =
Ly
COLUMNAS ESQUINERA:
Lx
Pservicio =
At =
Pservicio =
Ac =
L=
Lx =
Ly =
Ly
At x Wprom x #pisos (tnf ó kgf: carga concentrada o puntual)
35.94
m2
287.50 tnf
0.3042 m2
0.55
0.55
0.55
m
m
m
At x Wprom x #pisos (tnf ó kgf: carga concentrada o puntual)
17.19
m2
137.50 tnf
0.1455 m2
Lx
0.38
0.45
0.40
m
m
m
Lx =
Ly =
Ly
0.40
0.45
m
m
At x Wprom x #pisos (tnf ó kgf: carga concentrada o puntual)
8.94
m2
71.50
tnf
0.0757 m2
0.28
0.40
0.40
m
m
m
VIGAS :
ln = luz libre
Sentido X:
LejeX =
LlibreX =
hx =
hx =
bmin =
bx =
bx =
6.00
5.75
0.48
0.50
0.25
0.25
0.30
m
m
m
m
m
m
m
Viga chata:
Sentido Y:
hch =
bch =
0.20
0.20
LejeY =
LlibreY =
hy =
hy =
bmin =
by =
by =
6.50
6.25
0.52
0.55
0.25
0.28
0.30
m
m
m
m
m
m
m
m
m
12
LOSAS ALIGERADAS EN UN 1D:
Leje = 5.50
elosa = 0.20
Peso aproximado:
m
m
Leje =
elosa =
m
m
LOSAS MACIZAS EN 1D:
5.00
0.15
Peso aproximado:
13
Conclusiones y Recomendaciones

La ingeniería civil no es una ciencia aislada ya que, para complementar y
facilitar su estudio y aplicación, es indispensable echar mano de los
conocimientos utilizados en otras ramas. Tal es el caso del presente proyecto
donde se usó la informática para obtener soluciones de diseño estructural.

Toda la teoría empleada y las conclusiones obtenidas en este trabajo están
basadas en investigaciones y documentos desarrollados por otros autores,
mismos que deben utilizarse como base para el estudio de los diseños. Por lo
tanto, el presente proyecto solo constituye una ayuda para facilitar dicho estudio
y debe usarse en conjunción con los documentos ya mencionados

La potencia y eficacia de un programa de computo para realziar cálculos e
iteraciones facilita facilita las tareas que el diseñador debe llevar a cabo. Por lo
tanto, dicho programa de computo constituye una herramienta útil para la
revisión y diseño de tales elementos estructurales.
14
Bibliografía

ACI. Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural. , 318 § (2014).

Roberto Morales Morales. (2015). Diseño de Concreto Armado. ICG.

NEC-SE-DS Peligro Sísmico

NEC-SE-HM Estructuras de hormigón Armado
15