4070 - diseño estructural - castro
DESCRIPTION
DISEÑO ESTRUCTURAL PROF CASTROTRANSCRIPT
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
1
TRABAJO PRÁCTICO N° 1 – ANÁLISIS DE CARGAS GRAVITATORIAS EJERCICIO 1 Analizar las cargas propias del siguiente entrepiso y determinar la carga de servicio qs a soportar por la losa, para una sobrecarga o carga útil de 200kg/m2
elemento Peso especifico unidad espesor unidad carga unidad Baldosas cerámicas Mortero de asiento Contrapiso Losa de H°A° Cielorraso D L qs EJERCICIO 2 Dado el siguiente sector de vivienda para el cual se sugiere posición de columnas
2.a) Se pide armar un esquema estructural, numerando cada uno de los elementos estructurales. Para el armado de las losas se cuenta con miniplacas de 4.00 m. Para vigas y columnas IPN° 200
Baldosas cerámicasMortero de asiento de
Contrapiso de cascotes
Losa de H°A°Cielorraso de yeso
2 cm3 cm8 cm
10 cm1 cm
Dibujar el esquema estructural de la cubierta sobre planta baja indicando dirección de apoyo de la losa y posición de vigas.
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
2
2.b) Determinar las cargas de las losas. Elemento Peso especifico unidad espesor unidad carga unidad Membrana asfáltica Mortero de asiento Contrapiso Losa miniplacas Cielorraso D L qs
2.c) Determinar las intensidades de carga que reciben cada una de las vigas del detalle. Trazar diagramas de cargas.
V N° 1
Descarga de cubierta D trasm cubierta L trasm cubierta p viga
Carga de peso propio g viga D carga propia Carga total D D viga Carga total L L viga Carga total q viga
V N° 2
Descarga de cubierta D trasm cubierta L trasm cubierta p viga
Carga de peso propio g viga D carga propia Carga total D D viga Carga total L L viga Carga total q viga
2.d) Determinar la carga que recibe la columna 3.
C N° 3
V N° 2
L=
qD=
L=
qL=
V N° 1
L=
qD=
L=
qL=
V N° 2
D=
L=
V2
PB
Azotea
H =
5m
C3
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
3
Carga de peso propio g columna D carga propia Carga total D D columna Carga total L L columna Carga total q columna
2.e) La carga que recibe la columna 1, será la misma que recibe la columna 2?
Cuantificarlas. C N° 1
Descarga de viga D trasm viga L trasm viga p columna
Carga de peso propio g columna D carga propia Carga total D D columna Carga total L L columna Carga total q columna C N° 2
Descarga de viga D trasm viga L trasm viga p columna
PPD =
D =
L =
V N° 1
D= L=
V1
PB
Azotea
H =
5m
C1
V1
PB
Azotea
C2
H =
5m
V2
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
4
Descarga de vigas D trasm vigas L trasm vigas p columna
Carga de peso propio g columna D carga propia Carga total D D columna Carga total L L columna Carga total q columna 2.f) Verificar la fundación de la columna mas cargada, conociendo que la misma es de H°A°.
Zapata N°
Descarga de columna D trasm columna L trasm columna p zapata
Carga de peso propio g zapata D carga propia Carga total D D zapata Carga total L L zapata Carga total q zapata
σ
t adm = 1.5 kg/cm2
==.....................qza
PPD =
D =
L =
V N° 1
D= L=
V N° 2
D= L=
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
5
EJERCICIO 3 Para el mismo sector de vivienda, ahora en 1er piso, se pide armar un esquema estructural, numerando cada uno de los elementos estructurales y conociendo:
*Las cañerías sanitarias serán enterradas en contrapiso
*Para el armado de las losas se cuenta con miniplacas de 4.00 m y 2.00 m
*Para vigas y columnas IPN° 200
Detalle del sector baño
3.a) Determinar las cargas de losas a nivel y losa baja.
Losas a nivel elemento Peso especifico unidad espesor unidad carga unidad Solado Mortero de asiento Contrapiso Losa miniplacas Cielorraso D L qs
Losa baja elemento Peso especifico unidad espesor unidad carga unidad Solado Mortero de asiento Contrapiso Losa miniplacas Cielorraso D L qs
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
6
3.b) Determinar las intensidades de carga que reciben cada una de las vigas del detalle del sector baño. Trazar diagramas de cargas.
V N°
Descarga de cubierta D trasm losa L trasm losa p viga
Carga de peso propio g viga D carga propia Carga total D D viga Carga total L L viga Carga total q viga
3.c) Con los datos obtenidos, determinar las intensidades de carga que recibe la viga 1. Trazar diagrama de cargas.
V N° 1
Descarga de cubierta D trasm losa L trasm losa p viga
Carga de peso propio g viga D carga propia Carga total D D viga Carga total L L viga Carga total q viga
3.d) Determinar la carga que recibe la columna 2, en planta baja.
Columna N° 2. Plano paralelo a “x”.
V N°
L=
qD=
L=
qL=
V N°
PD= PL= PD= PL=
V N° 1
qD= qL= PD= PL=
L= L= L= L=
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
7
dcbac)ba*(Pqb)a*Pa)*(PqD 2DD1D
++++++++
=(
cbab)a*Pa)*(PqL LL
++++
=(
D = ------------------------------------------------------ L = -----------------------------
Columna N° 2. Plano paralelo a “Y”.
Descarga de viga 1 D trasm viga L trasm viga p columna
Descarga de viga 2 D trasm viga L trasm viga p columna
Descarga de viga D trasm viga L trasm viga p columna
V N° 2
D= L=
V1
PB
1er piso
H =
5m
V2
C2
Descarga C2 en 1er piso D=
L=
V N° 1
D=
Pq1D
PD
Pq2D
a b c d
L=
PqL
PL
a b c
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
8
EJERCICIO 4 Para el mismo sector de vivienda se plantea un balcón de ancho variable en la habitación principal. Armar un esquema estructural, numerando cada uno de los elementos estructurales
4.a) Determinar las cargas de la losa del balcón.
elemento Peso especifico unidad espesor unidad carga unidad Solado Mortero de asiento Contrapiso
Carga de peso propio g columna D carga propia Carga total D D columna Carga total L L columna Carga total q columna
PPD =
D =
L =
D= L=
V
PB
1er Piso
H =
5m
C2
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
9
Losa miniplacas Cielorraso D L qs 4.b) Será posible armar el voladizo con las miniplacas? Como se materializaría?
4.c) Trazar el diagrama de cargas de la viga que divide la habitación del balcón. Cuantificarlo.
EJERCICIO 5 En el mismo esquema estructural del punto 1, reemplazar las columnas 2 y 3 por un muro portante en planta baja. Trazar el diagrama de cargas de dicho muro. Cuantificarlo.
Descarga de losas D trasm losas L trasm losas p viga
Carga de peso propio g viga D carga propia Carga total D D viga Carga total L L viga Carga total q viga
qD=
V N°
qL=
PD= PL=
L= L= L= L=
qD=
qD=
DiUn
H=
5m
señnive
H =
5m
ño Eersid
PD
Estrdad
CaCaCaCa
5.ne
De
CaCa
De
DicoCa
D =
q =
ructde
argaargaargaarga
a) ece
esc
argaarga
esc
strioncearga
=
turaBel
a da Da La d
Cesa
carg
a da to
carg
bucentra to
al II gra
e pD L distr
Con rio
ga d
e potal
ga d
ciónradotal
A no
eso
ribu
qupa
de m
eso
de c
n dea a f
o pr
uida
ue vra
mur
o pr
cub
e ca
fund
ropi
a
valσt
ro
ropi
iert
arga
dac
CátFac
io
or = 1
io
a
a
ción
tedrculta
de 1.5
+
ra Inad d
g
ca kg
p
g
p
DisP/a
+
ng. Mde A
mur
argag/m
p zapa
zapa
q
p mur
stana
MarArqu
ro
a v2?
ata
ata
qZC
ro
ncia
rio Euitec
verif
= -
a “a
qD
E. Cctur
fica
----
a”
=
P
a
Casta
aría
-----
=
q
ro
a la
-----
=
a za
----
AluTur
apa
-----
P
umnrno:
ata
-----
L =
o:
de
----
e di
-----
cho
----=
o m
=
Dibla cindlos
=
Cu
mur
bujacub
dicasa y
=
urso
ro?
ar ebierandy po
o:
DDL
q
Qu
q t
q z
D L t
el erta
do dosic
D cargD mur
muro
muro
ue
trasm
zapa
trasm
trasm
esqsob
direció
ga pro
ro o o
an
m mur
ata
m los
m losa
q
quebre
eccn d
opia
cho
ro
sa a
muro
mae plión
de v
q =
MG
o d
o
a esant
n deviga
=
MatrGrup
de z
struta be apas.
q
riculpo:
zap
uctubajapoy
qL =
la:
pata
uraa yo d
a s
l de
de
1
serí
e
la
0
ía
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
11
EJERCICIO 6 El siguiente esquema se refiere a un tanque de agua apoyado sobre 3 vigas, que a su vez descargan sobre 3 columnas.
6.a) Si la carga propia del tanque es de 50 kg, y su capacidad 1000 lts, cuál será la carga permanente total? 6.b) Esta corresponde a carga D (F para líquidos) o carga L? 6.c) Cuál será la longitud de la V3? 6.d) Tanto para las vigas como para las columnas (h = 1m) se utilizara IPN80. Las 3 columnas recibirán exactamente la misma carga? Por que? Cuantificarla. EJERCICIO 7 El siguiente esquema se refiere a un tanque de agua apoyado sobre 2 IPN 80, que apoyan a su vez sobre 2 pilares de mampostería.
7.a) Si la carga propia del tanque es de 50 kg, y su capacidad 1000 lts, cuál será la carga permanente total?
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
12
7.b) Cuantificar la carga que recibe cada uno de los pilares. 7.c) Cuantificar la carga que transmite cada uno de los pilares de mampostería (30cm x 30cm) EJERCICIO 8 Determinar la carga de diseño del entrepiso analizado en el punto 1. Cuantificarla. EJERCICIO 9 Determinar las cargas de diseño para la viga 2 del ejercicio 2. Cuantificarlas. EJERCICIO 10 Determinar las cargas de diseño para la viga 1 del ejercicio 3. Cuantificarlas.
V N° 2
L=
qu=
V N° 1
qu= qu=
Pu=
L= L=
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
13
TRABAJO PRÁCTICO N° 2 – CARGAS DE DISEÑO Y VÍNCULOS EJERCICIO 1 Dado el siguiente sector de un esquema estructural, y los diagramas de cargas correspondientes, tanto de cargas D, y cargas L:
Se pide:
1.a) completar el diagrama de cargas de servicio cuantificando las cargas actuantes.
1.b) completar el diagrama de cargas de diseño (últimas) cuantificando las cargas actuantes.
L1=
qD=1200 kg/m
L2=
PD=300 kg
L1= L2=
qL=600 kg/m
PL=100 kg
L1=
q = t/m
L2=
P = t
L1=
qu = t/m
L2=
Pu = t
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
14
1.c) determinar las reacciones de vínculo que corresponden al diagrama de cargas
últimas, siguiendo los siguientes pasos:
• puesta en evidencia de los vínculos y discretización
• planteo de las condiciones analíticas de equilibrio
Σ Fx = 0 ⇒ Σ Fy = 0 ⇒ Σ MA = 0 ⇒ • resolución del sistema de ecuaciones
• cuadro de resultados
designación Módulo (T) Argumento (°) HA VA RB
• diagrama de cuerpo libre
L1=
Pu2 = t
L2=
Pu = t
HA
VARB
L1=
Pu2 = t
L2=
Pu = t
HA= t
VA= t RB= t
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
15
• verificación del equilibrio del sistema Σ M(….) =
1.d) determinar las reacciones de vínculo que corresponden al diagrama de cargas de servicio, siguiendo los siguientes pasos:
• puesta en evidencia de los vínculos y discretización
• planteo de las condiciones analíticas de equilibrio
Σ Fx = 0 ⇒ Σ Fy = 0 ⇒ Σ MA = 0 ⇒ • resolución del sistema de ecuaciones
• cuadro de resultados
designación Módulo (T) Argumento (°) HA VA RB
L1=
P2 = t
L2=
P = t
HA
VARB
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
16
• diagrama de cuerpo libre
• verificación del equilibrio del sistema
Σ M(….) =
1.e) completar la siguiente tabla.
La carga transmitida a la columna C1 es t La carga transmitida a la columna C2 es t La carga recibida por la columna C1 es t La carga recibida por la columna C2 es t
1.f) responder con “Verdadero” o “Falso”. La carga transmitida a la columna C1 mayor que la carga transmitida a la columna C2. La carga recibida por la columna C1 es menor que la carga recibida por la columna C2. Si se mantiene la columna C1 en su posición y se ubica la columna C2 en el extremo derecho de la viga, las cargas recibidas por las columnas C1 y C2 son iguales.
Si se ubica la columna C2 en el extremo derecho de la viga y se ubica la columna C1 a un metro del extremo izquierdo de la viga, se invierten los resultados de las descargas respecto al planteo original.
L1 + L2=
qD=1200 kg/m
PD=300 kg
1m
qD=1200 kg/m
4m
PD=300 kg
L1=
P2 = t
L2=
P = t
HA= t
VA= t RB= t
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
17
EJERCICIO 2 Dado el siguiente diagrama de cargas, se pide determinar las reacciones de vínculo.
• puesta en evidencia de los vínculos y discretización
• planteo de las condiciones analíticas de equilibrio
Σ Fx = 0 ⇒ Σ Fy = 0 ⇒ Σ MA = 0 ⇒ • resolución del sistema de ecuaciones
• cuadro de resultados
designación Módulo (T) Argumento (°) HA VA MB ---
L= 1.50m
q=600 kg/m
P=1200 kg
L= 1.50m
P=1.2 t P2 = t
HA
VA
MA
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
18
• diagrama de cuerpo libre
• verificación del equilibrio del sistema
Σ M(….) = EJERCICIO 3
3.a) Una ménsula es tomada al muro con dos tarugos. Responder:
Qué tipo de apoyo materializa? Cuáles son las reacciones de vinculo para esta carga? Qué solución se puede adoptar si los tarugos solo resisten por tracción la mitad de la fuerza obtenida?
3.b) Un cabio apoya sobre un pilar y un terraplén, soportando una carga sobre él.
Definir para ambos casos la sustentación adoptada graficando para cada uno un diagrama de cargas.
Indicar en cada caso si corresponde a una estructura isostática y el por que de la conclusión.
10kg
50cm
10cm
HA= t
VA= t
MA= t
L= 1.50m
P=1.2 t P2 = t
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
19
EJERCICIO 3 Dado el siguiente diagrama de cargas, se pide determinar las reacciones de vínculo.
• puesta en evidencia de los vínculos y discretización
• planteo de las condiciones analíticas de equilibrio
Σ Fx = 0 ⇒ Σ Fy = 0 ⇒ Σ MA = 0 ⇒
4m
q=2000 kg/m
1m
P=500 kg
P=1000 kg
2.5m
2.5m
4m 1m
P=0.5t
P=1t
2.5m
2.5m
HA
VA
RB
P2= t
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
20
• resolución del sistema de ecuaciones
• cuadro de resultados
designación Módulo (T) Argumento (°) HA VA RB ---
• diagrama de cuerpo libre
• verificación del equilibrio del sistema
Σ M(….) =
4m 1m
P=0.5t
P=1t
2.5m
2.5m
P2= t
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
21
EJERCICIO 4 Dado el siguiente diagrama de cargas, se pide determinar las reacciones de vínculo.
• puesta en evidencia de los vínculos y discretización
• planteo de las condiciones analíticas de equilibrio
Σ Fx = 0 ⇒ Σ Fy = 0 ⇒ Σ MA = 0 ⇒ Σ MK = 0 ⇒
• resolución del sistema de ecuaciones
q=2000 kg/m P= 1500 kg
3m 1m 1m 1m 1m
K
P2= t P=
3m 1m 1m 1m 1m
K HA
VA RB RC
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
22
• cuadro de resultados
designación Módulo (T) Argumento (°) HA VA RB RC
• diagrama de cuerpo libre
• verificación del equilibrio del sistema
Σ M(….) = EJERCICIO 5
5.a) Analizando sustentaciones.
Graficar la sustentación der las barras con 3 apoyos de manera que resulte una vinculación isostática. Justificar su elección. Graficar la sustentación de las barras con apoyos de manera que resulte una vinculación isostática. Justificar su elección.
5.b) Analizando sustentaciones. Ubicar una articulación para que la barra se
encuentre sustentada isostáticamente. Justificar su elección.
P2= t P=
3m 1m 1m 1m 1m
K
Diseño Estructural II A Cátedra Ing. Mario E. Castro Alumno: Matricula: Universidad de Belgrano Facultad de Arquitectura Turno: Curso: Grupo:
23
5.c) Analizando sustentaciones.
Graficar la sustentación que adoptaría para los apoyos en A y B de manera que resulte una vinculación isostática. Justificar su elección.
5.d) Analizando sustentaciones.
Graficar la sustentación que adoptaría para los apoyos en A y B de manera que resulte una vinculación isostática. Justificar su elección.
EJERCICIO 6
6.a) Analizando el siguiente pórtico.
¿Es isostático? Justificar.
Indique donde colocaría, si se necesita, una articulación en el nudo 1
barra a barra b barra c
6.b) Analizando el siguiente pórtico.
¿Es isostático? Justificar.
Si se necesita colocar una articulación, ¿por cual nudo decidiría? Justificar.
nudo 1 nudo 2
1 2
a b
c
1