Ejemplo de Aplicación de Análisis de Albañilería Confinada Ing. Paolo M

  • 8/18/2019 Ejemplo de Aplicación de Análisis de Albañilería Confinada Ing. Paolo M. 1/35EJEMPLO DE APLICACIÓN DE ANÁLISIS Y DISEÑO EN ALBAÑILERÍA CONFINADAINGENIERO PAOLO MACETAS PORRASEste ejemplo está basado en la norma de albañilería E.070I. INFORMACIÓN GENERAL1. Ubicación de la edificación: Lima2. Uso: vivienda3. Sistema de techado: losa maciza armada en 2 sentidos (t=0.15m)4. Azotea con parapetos h=1.2, sistema directo de agua.5. Altura de piso a techo : 2.50m6. Ancho de puertas 0.90m7. Altura de alféizares: h=1.0m, alféizar en baño: h=1.808. Longitud de ventanas: L=1.50m, en el SH: L=0.50m9. Peralte de vigas soleras: h=0.15m (igual al espesor del techo)10. Peralte de vigas dinteles: h=0.30m11. Edificación de 4 pisosII. CARACTERÍSTICA DE LOS MATERIALES1. ALBAÑILERÍA A. Ladrillo clase V sólidos, King Kong de arcilla, t=0.13m, f´b=145kg/cm2(tabla 9)B. Mortero tipo P2: relación cemento: arena: 1:4 (tabla 4)C. Pilas de albañilería: resistencia a compresión f´m= 65kg/cm2 (650ton/m2) (tabla 9)D. Muretes de albañilería: resistencia a corte v´m=8.1 kg/cm2 (81 ton/m2)(tabla 9)E. Módulo de elasticidad de la albañilería: Em= 500 f´m = 500x65kg/cm2 =32500 kg/cm2 =325000 ton/m2F. Módulo de corte de la albañilería: Gm= 0.4 Em =0.4×32500= 13000kg/cm2 (130000 ton/m2)G. Módulo de poisson de la albañilería: v=0.252. CONCRETO A. Resistencia a la compresión f´c=175 kg/cm2B. Módulo de elasticidad del concreto: Ec=200 000 kg/cm2 = 2 000000ton/m2C. Módulo de poisson de concreto: 0.153. ACERO A. Acero corrugado grado 60, esfuerzo de fluencia fy=4200 kg/cm2 (4.2ton/cm2)III. CARGAS UNITARIAS1. Pesos volumétricos unitarios de los materiales (peso específico)A. Peso unitario del concreto armado: 2400 kg/m3 (2.4 ton/m3)B. Peso unitario de la albañilería: 1800 kg/m3 (1.8 ton/m3)C. Peso unitario del tarrajeo: 2000 kg/m3 (2 ton/m2)
  • 8/18/2019 Ejemplo de Aplicación de Análisis de Albañilería Confinada Ing. Paolo M. 2/352. Pesos por m2 en techosA. Losa de techos: PU x t = 2.4 ton/m3 x 0.15 m = 0.360 ton/m2B. Sobre carga: (norma E.020 de cargas) viviendas= 200 kg/m2 (0.2ton/m2); azotea= 100 kg/m2 (0.1ton/m2)C. Acabados = 100 kg/m2 (0.1 ton/m2)3. Peso por m2 en murosA. 1 m2 de muro de albañilería con 1cm de tarrajeo a cada lado.1.8 ton/m3 x 0.13m + 2 ton/m3 x 0.02m = 0.274 ton/m2B. 1 m2 de muro de concreto con 1cm de tarrajeo a cada lado.2.4 ton/m3 x 0.13 + 2 ton/m3 x 0.02m = 0.352 ton/m2C. Ventanas y marcos = 0.02 ton/m2IV. ESTRUCTURACIÓN En ambas direcciones se considera muros de soga, procurando no dejar espaciosamplios sin muros.Las escaleras están separadas de la estructura principal.Los alféizares serán aislados de la estructura principal.V. PREDIMENSIONAMIENTO 1. Espesor efectivoEs el espesor del muro sin tarrajeo descontando la profundidad de las bruñas
  • 8/18/2019 Ejemplo de Aplicación de Análisis de Albañilería Confinada Ing. Paolo M. 3/35h es la altura libre entre los elementos de arriostre horizontal.t= 2.5/20= 0.125m, entonces el espesor del ladrillo es de 0.13m.2. Densidad mínima de murosLa densidad de muros portantes se determina de la siguiente expresión:L: longitud del muro incluyendo confinamientost: espesor efectivo del muroZ: factor de zona sísmicaU: factor de usoS: factor de sueloN: número de pisos Intervienen los muros de longitudes mayores a 1.20mLa fórmula proviene de igualar la cortante en la base del edificio “V” con la resistencia al corteproporcionada por los muros:- Cortante en la base: V= ZUSCP / R (a)Z, U, S es lo convencionalC=2.5; P = Área en planta x N° de pisos; R=3 (para sismos severos)Se supuso un peso promedio de área en planta de 800 kg/m2V=ZUS (2.5)(800 x Ap x N° pisos) / 3- Resistencia al corte promedio: Ʃ(vLt) =v Ʃ(Lt)Se asume una resistencia al corte promedio de la albañilería de 3.7 kg/cm2 = 37000 kg/m2v Ʃ(Lt) = 37000 Ʃ(Lt) (b)Igualando (a) y (b): ZUSN / 56 = Ʃ(Lt) /Ap.En el ejemplo:Z= 0.4 (zona sísmica 3)U= 1 (uso común, destinado a vivienda)S= 1 (vivienda ubicada en zona de suelo de buena calidad)N= 4 (número de pisos)t= 0.13 (espesor efectivo)Ap= 100 m2 (área en planta)
  • 8/18/2019 Ejemplo de Aplicación de Análisis de Albañilería Confinada Ing. Paolo M. 4/35Ʃ(Lt) /100 ≥ ZUSN / 56 = (0.4)(1)(1)(4)/56 = 0.02863. Verificación del esfuerzo axial por carga de gravedadDeterminando Fa:f´m= 650 ton/m2h= 2.5 mt= 0.13mFa = 0.2 (650) (1-(2.5/(35×0.13))2) = 90.75 ton/m2Fa no debe superar 0.15 f´m= 0.15 (650) = 97.5 ton/m2- DeterminandoBuscando el muro más cargado: Y4 con el 100% de sobrecargaDel metrado de cargas en la sección siguienteSe cumple: Pm/Lt (muro X5: 80. ton/m2) ≤ Fa (90.75 ton/m2) ≤ 0.15f´m (97.5ton/m2)VI. METRADO DE CARGASLas cargas que actúan (cargas actuantes: CA)en cada muro se calculan de la siguiente manera:CA = cargas directas + cargas indirectas1) Cargas directas (CD) = peso propio + peso de soleras + peso de dinteles + peso deventanas + peso de alféizares. (cargas muertas)2) Cargas indirectas (CI) = cargas de losa de techo (acabados y sobrecarga)o En las cargas indirectas se considera la carga muerta y el 25% de la carga viva(CM+25%CV)CA = CD + CI1) CARGAS DIRECTAS (CD)
  • 8/18/2019 Ejemplo de Aplicación de Análisis de Albañilería Confinada Ing. Paolo M. 5/35Se determina las cargas directas por unidad de longitud en cada sección vertical:- Sección vertical de muroPUm. Muro c/1cm de tarrajeo: 0.274 ton/m2Solera de e= 0.15mPUc =2.4 ton/m2h= 2.5mt= 0.13mParapeto en azotea h= 1.20mWtípico = h x PUm + t x e(solera) x PUc= 2.5m x 0.274 ton/m2 + 0.13m x 0.15m x 2.4 ton/m3 = 0.73Wazotea = 1.2 x 0.274 + 0.13 x 0.15 x 2.4 = 0.376- Sección vertical de alféizar h=1mWtípico =h1 x PUm + h2 x PUventana + t x e x PUc1m x 0.274 ton /m2 + 1.35 x 0.02 ton/m2 + 0.13m x 0.30m x 2.4 ton/m3 = 0.35 ton/mWazotea = solo dintel = 0.13m x 0.3m x 2.4 ton/m3 = 0.09 ton/m- Sección vertical de alféizar h=1.80m
  • 8/18/2019 Ejemplo de Aplicación de Análisis de Albañilería Confinada Ing. Paolo M. 6/35Wtípico =h1 x PUm + h2 x PUventana + t x e x PUc1.8m x 0.274 ton /m2 + 0.55 x 0.02 ton/m2 + 0.13m x 0.30m x 2.4 ton/m3 = 0.55 ton/mWazotea = solo dintel = 0.13m x 0.3m x 2.4 ton/m3 = 0.09 ton/m- Sección vertical de puertaWtípico = solo dintel = 0.13m x 0.3m x 2.4 ton/m3 = 0.09 ton/mWazotea = solo dintel = 0.13m x 0.3m x 2.4 ton/m3 = 0.09 ton/m- Sección vertical tabiques de soga(t=0.13; hptip.=2.5m; haz=1.20m)Wtípico = h x Pum =2.5m x 0.274 ton/m2 = 0.69 ton/mWazotea = h x Pum = 0.13 x 0.15 x 2.4 ton/m3 =0.065 ton/mResumen cargas directas:Cargas directas: ton / mZona Piso típico AzoteaPuertas 0.09 0.09Muros 0.73 0.376Ventanas h= 1m 0.35 0.09Ventanas h= 1.8m 0.55 0.09Tabiques h=1.8 y h=1.2m 0.69 0.07
  • 8/18/2019 Ejemplo de Aplicación de Análisis de Albañilería Confinada Ing. Paolo M. 7/352) CARGAS INDIRECTAS (CI)Cargas provenientes de la losa de techo, se debe metrar las cargas del techo usando la técnica delárea de influencia (del sobre por tratarse de losa maciza)Áreas tributariasMuro Longitud (m) A. piso típico (m2) A. azotea (m2)X1 1.81 2.25 2.25X2 2.33 2.59 2.59X3 3.45 2.64 2.64X4 2.41 4.8 4.8X5 1.29 3.3 3.3X6 2.41 4.93 4.93X7 1.35 2.5 2.5X8 3.45 2.83 2.83X9 5.04 4.66 4.66Y1 1.79 2.56 2.56Y2 3.43 5.12 5.12Y3 1.79 2.56 2.56Y4 4.13 10.06 10.06Y5 5.08 9.56 9.56Y6 4.13 10.03 10.03Y7 5.08 9.64 9.64Y8 1.79 2.56 2.56Y9 3.43 5.12 5.12Y10 1.79 2.56 2.56
  • 8/18/2019 Ejemplo de Aplicación de Análisis de Albañilería Confinada Ing. Paolo M. 8/35VII. RESULTADO DEL METRADO DE CARGASCuadro de metrado de cargas piso típico y azoteaTABLA 1 (Excel)Determinación del centro de masasTABLA 2 (Excel)Cargas acumuladas, verificación de esfuerzosTABLA 3 (Excel)Determinación si es necesario o no el uso de refuerzo en los murosTABLA 3 (Excel)VIII. ANÁLISIS ANTE SISMO MODERADOConceptos pre

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