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Un trabajo académico sobre el predimensionamiento estructural de un hotel en piura. Se analizan aspectos como la elección del tipo de diafragma rígido, el sistema estructural, y el predimensionamiento de vigas, columnas y muros de corte. Se incluyen cálculos detallados para determinar las dimensiones de los elementos estructurales y se justifican las decisiones tomadas.
Tipo: Apuntes
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Puntos que se evaluaran: 1.-Presentación del trabajo. Formato A4 /A3. (1 pto.) Para el proyecto se ha considerado un terreno plano y ubicado en Piura. El proyecto que se ha escogido para llevar a cabo el pre dimensionamiento estructural se trata de un Hotel ubicado en la región de Piura. El edificio, se caracteriza por su linealidad, tal y como se muestra en la planta tipo (imagen 1), en la cual, aún no se ha incorporado la propuesta de predimensionamiento estructural. 2.-Estructuración. Colocación de juntas sísmicas. Se puede lograr una simetría estructural Sustentar (2 pto.) Se tiene un gran volumen con un programa de habitaciones que no supera los 30 metros (no necesita junta sísmica) y un volumen conformado por el núcleo de circulación. Por lo que, estructuralmente es necesario insertar 1 junta sísmica para delimitar la planta tipo del núcleo de circulaciones. 3.- Elección del tipo de diafragma rígido. Indicar a que elementos se direccionan las cargas de gravedad Sustentar. Plano esquemático (3 pto.) El diafragma rígido se refiere a una loza con la capacidad de no deformarse durante los movimientos sísmicos. Se trabaja con este diafragma para mantener la estructura conformada por columnas, vigas y muros de carga como una unidad. Para este proyecto, el tipo de diafragma rígido elegido será una losa aligerada en 1 dirección de 0.20m, puesto que la luz entre los elementos de apoyo es de 4.00m a 5.00m. Además usare esta losa aligerada para reducir los costos ya que la losa aligerada es la mas barata del mercado respecto a materiales y a mano de obra. 4.- Elección del sistema estructural. Sustentar. (3 pto.) Este edificio presenta 5 niveles pensados inicialmente con un sistema estructural de muros estructurales (placas) en una sola dirección. Sin embargo, después de lo aprendido en clase, es necesario colocar muros estructurales y columnas para contrarrestar las fuerzas sísmicas en las dos direcciones. De este modo, se ha utilizado un sistema estructural dual (Pórticos y muros estructurales). Se ha elegido este sistema debido a que queremos mantener la flexibilidad de las habitaciones y los espacios
públicos y para mantener la fachada conformada por mamparas que se extienden en cada módulo de habitación. De este modo, la estructura de la planta tipo quedaría así: 5.- Pre dimensionamiento de vigas. (2 pto.) Las vigas, según la norma E-030, se calculan tomando 1/10 ó 1/12 de la luz entre elementos de apoyo. Las luces de mi proyecto varían entre 3 a 6 metros. Por lo que vamos a predimensionar dos tipos de vigas para cada direccion y se elegira la luz dominante para mantener la misma morfología de las vigas en cada direccion. Viga tipo 1 (en el eje X)
Pero de acuerdo con el reglamento E-060, el ancho mínimo de las vigas que toman cargas de sismo es b = 0.25 m Área de la viga tipo 1 = 0.45 m x 0.25 m Viga tipo 2 (en el eje Y) Escogemos la luz mas larga para evitar tener diferente peralte de las vigas, de esta manera, agilizar procesos constructivos. La luz nominal es de 6.00m. Por lo que:
Pero de acuerdo con el reglamento E-060, el ancho mínimo de las vigas que toman cargas de sismo es b = 0.25 m Área de la viga tipo 2 = 0.60 m x 0.25 m
De acuerzo a los usos que se desarrollan en esta área tributaria (hoteles con servicios y almacenes), el Reglamento manda una carga viva de 500 kg/m2. Carga viva: Área tributaria x 500 kg/m2 = 12.60 x 500 = 6.3 ton Multiplicada por 4 niveles: 6.3 ton x 4 = 25.2 ton de carga viva PESO TOTAL: Carga viva + carga muerta = 34.032 ton. + 25.2 ton = 59.232 ton COMPARO: PS menor que 180 ton Para columnas con cargas menores a 180 ton, se puede aplicar la recomendación que las columnas debe tener un área bruta con un valor entre 1000 y 2000 m^2. Las dimensiones de las columnas serán 50 x 40 cm. CÁLCULO PARA RESISTIR LA CORTANTE EJE X e Y R: 7. Z: 0. U: 1 S: 1. C: 2. T = ht / Ct = 14/60 = 0. Luego comparando para un tipo de suelo S3: T < Tp(s) 0.233 < 1.0 entonces Cx= Cy= 2. Área techada por piso: 190.3 m
Área total techada: 761.2 m Peso total: 761.2 ton, considerando 1 ton/m V = ZUCS / R x P (ton) = 0.45 x 1 x 2.5 x 1.1 / 7 x 761.2 = 134.56 (cortante basal o fuerza sísmica en ambas direcciones) Capacidad del concreto: 77 Divido: 134.56 / 77 = 1.74 (área necesaria de los elementos orientados en esa dirección) Verificamos el área tomando columnas de 40 x 50 que encontramos necesarias para resistir el peso: EJE X: