analisis estructuralsssssssssssssssssss.docx
Post on 15-Sep-2015
228 Views
Preview:
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERIAE.A.P. INGENIERIA CIVIL
1. INTRODUCCION
En el presente informe presentaremos primero el pre dimensionamiento de la estructura aporticada para hallar las secciones de las vigas, columnas, losa, y escalera. Luego metraremos las vigas y columnas, para hallar las cargas existentes en cada piso; una vez terminado este procedimiento, pasaremos a analizar cada columna y viga para encontrar su matriz de rigidez. Seguidamente procederemos a ensamblar la matriz total de rigidez del sistema; aplicaremos las cargas encontradas en el metrado, para finalmente hacer los diagramas de la estructura.
2. OBJETIVOS.
Hacer el pre dimensionamiento de la estructura aporticada. Metrar las columnas y vigas del tramo dado en clase. Hallar la matriz de rigidez de cada elemento estructural. Ensamblar la matriz total de rigidez. Dibujar los diagramas de normal, cortante y momentos.
3. MARCO TEORICO:
METRADOSDECARGAS
El metrado de cargas es un proceso mediante el cual se estiman las cargas actuantes sobre los distintos elementos estructurales. El metrado de cargases un proceso simplificado ya que por lo general se desprecian los efectos hiperestticos producidos por los momentos flectores, salvo que sean esto es muy importantes. Los tipos de carga que se usarn en el metrado son las siguientes:
La determinacin de las cargas aplicadas a una estructura escon frecuencia una tarea especial.Aun cuando existencdigos y normas para la distribucin mnima de cargas, son eljuicio y la experienciadel ingeniero estructural los que desempean una funcin significativa para definir las condiciones dela distribucin de cargas que debe soportar una estructura.
a) Carga Muerta:
Son cargas de gravedad que actan durante lavida til de la estructura, como: el peso propio de la estructura, el peso de los elementos que complementan la estructura como acabados, tabiques, maquinaras.b) Carga Viva o Sobrecarga:
Son cargas gravitacionales de carcter movible, que actan en forma espordica. Entre stas se tienen: el peso de los ocupantes, muebles, nieve, agua, equipos removibles
4. PROCEDIMIENTO: PREDIMENSIONAMIENTOELEMENTOSPREDIMENSIONAMIENTO DE ESTRUCTURA APORTICADA
FORMULA UTILIZADAVALOR TOMADO
LOSASL/25 , L/20, SEGN BLASCO25 cms
VIGAS PRINCIPALESL/10, L12, SEGN BLASCO30*60 cms
VIGAS SECUNDARIASL/1420*25 cms
COLUMNASAC, Norma30*50 cms
ESCALERASt11 cms
5. METRADO PARA LA ESTRUCTURA APORTICADA CARGAS UNITARIAS QUE SE VAN A UTILIZAR PARA EL METRADO DE LA ESTRUCTURA:CARGAS UNITARIAS UTILIZADAS EN EL METRADO
CARGAS UNITARIASMODO DE CALCULOValorUnidades
Peso especfico(Concreto)NORMA E-0202400kg/m3
Aligerado (h = 25 cm) NORMA E-020350kg/m2
AcabadosNORMA E-020100kg/m2
Sobrecargas: BaosNORMA E-020300kg/m2
Sobrecargas: Hall y EscaleraNORMA E-020200kg/m2
Sobrecargas: AzoteaNORMA E-020100kg/m2
Sobrecargas: GarajeNORMA E-020250kg/m2
COLUMNA (0.3*0.5)0.3*0.5*2400360kg/m
COLUMNA (ARRIOSTRE) 0.15*0.1*240036kg/m
VIGA PRINCIPAL(0.3*0.6)0.3*0.6*2400432kg/m
VIGA SECUNDARIA(0.2*0.25)0.2*0.25*2400120kg/m
ALBAILERIA (Ladrillo Hueco)NORMA E-0201350kg/m
ESCALERA (Tramo inclinado)FORMULA519.67kg/m2
ESCALERA (Descanso)2400*0.2+100580kg/m2
METRADO DE VIGAS:
VIGA 1:METRADO DE VIGAS
SEGUNDO NIVELPRIMER NIVEL
EJEENTREELEMENTOVALORELEMENTOVALOR
C(4-5)PESO PROPIO432PESO PROPIO432
PESO LOSA442.75PESO LOSA442.75
ACABADOS90ACABADOS90
TABIQUERIATABIQUERIA445.5
CM964.75CM1410.25
CV USOCV USO283
SOBRECARGA(CV)90SOBRECARGA(CV)373
CS1054.75CS1783.25
CU1503.65CU2608.45
VIGA 2:METRADO DE VIGAS
SEGUNDO NIVELPRIMER NIVEL
EJEENTREELEMENTOVALORELEMENTOVALOR
C(5-6)PESO PROPIO432PESO PROPIO432
PESO LOSA442.75PESO LOSA442.75
ACABADOS90ACABADOS90
TABIQUERIATABIQUERIA445.5
CM964.75CM1410.25
CV USOCV USO283
SOBRECARGA(CV)90SOBRECARGA(CV)373
CS1054.75CS1783.25
CU1503.65CU2608.45
METRADO DE COLUMNAS:
METRADO DE LA COLUMNA C 4:METRADO DE COLUMNAS (columna C- 4)
NIVELELEMENTOCARGA UNITARIA(kg/m o kg/m2)CALCULO DEL AREA DE INFLUENCIAAREA(m2) o longitud(m) TributariaP Parcial(kg)P acumulado(kg)
2Aligerado3501.265*2.763.49141221.991221.99
Acabados100(1.265+0.1)*(2.76+0.15)3.97215397.2151619.205
Col. Arriostre3611361655.205
Viga c1202.762.76331.21986.405
Viga 44321.2651.265546.482532.885
COLUMNA3602.52.59003432.885
Sobrecarga100(1.265+0.1)*(2.76+0.15)3.97215397.215
CM3432.8853432.885
CV397.215397.215
1Aligerado3501.265*2.763.49141221.991221.991221.99
Acabados100(1.265+0.1)*(2.76+0.15)3.97215397.2151619.2051619.205
Tabique 2445.52.22.2980.12599.3052599.305
Viga c1202.762.76331.22930.5052930.505
Viga 44321.2651.265546.483476.9853476.985
COLUMNA3602.72.79724448.9854448.985
Sobrecarga200(1.265+0.1)*(2.76+0.15)3.97215794.43
CM4448.9857881.8712330.855
CV972972972
METRADO DE LA COLUMNA C 5:
METRADO DE COLUMNAS (columna C- 5)
NIVELELEMENTOCARGA UNITARIA(kg/m o kg/m2)CALCULO DEL AREA DE INFLUENCIAAREA(m2) o longitud(m) TributariaP Parcial(kg)P acumulado(kg)
2Aligerado3501.265*4.685.92022072.072072.07
Acabados100(1.265+0.1)*(4.68+0.15)6.59295659.2952731.365
Col. Arriostre3611362767.365
Viga c1204.684.68561.63328.965
Viga 54321.2651.265546.483875.445
COLUMNA3602.52.59004775.445
Sobrecarga100(1.265+0.1)*(4.68+0.15)6.59295659.295
CM4775.4454775.445
CV659.295659.295
1Aligerado3501.265*4.685.92022072.072072.072072.07
Acabados100(1.265+0.1)*(4.68+0.15)6.59295659.2952731.3652731.365
Tabique 2445.52.22.2980.13711.4653711.465
Viga c1204.684.68561.64273.0654273.065
Viga 54321.2651.265546.484819.5454819.545
COLUMNA3602.72.79725791.5455791.545
Sobrecarga200(1.265+0.1)*(4.68+0.15)6.592951318.59
CM5791.54510566.9916358.535
CV1318.591318.591318.59
METRADO DE LA COLUMNA C 6:
METRADO DE COLUMNAS (columna C- 6)
NIVELELEMENTOCARGA UNITARIA(kg/m o kg/m2)CALCULO DEL AREA DE INFLUENCIAAREA(m2) o longitud(m) TributariaP Parcial(kg)P acumulado(kg)
2Aligerado3501.265*2.252.84625996.1875996.1875
Acabados100(1.265+0.1)*(2.25+0.15)3.276327.61323.7875
Col. Arriostre3611361359.7875
Viga c1202.252.252701629.7875
Viga 64321.2651.265546.482176.2675
COLUMNA3602.52.59003076.2675
Sobrecarga100(1.265+0.1)*(2.25+0.15)3.276327.6
CM3076.26753076.2675
CV327.6327.6
1Aligerado3501.265*2.252.84625996.1875996.1875996.1875
Acabados100(1.265+0.1)*(2.25+0.15)3.276327.61323.78751323.7875
Tabique 2445.52.22.2980.12303.88752303.8875
Viga c1202.252.252702573.88752573.8875
Viga 64321.2651.265546.483120.36753120.3675
COLUMNA3602.72.79724092.36754092.3675
Sobrecarga200(1.265+0.1)*(2.25+0.15)3.276655.2
CM4092.36757168.63511261.0025
CV655.2655.2655.2
METRADOS DE LA LOSA:
HALLAMOS LA MAYOR CARGA A LA QUE PODRIA RESISTIR LA LOSACONSIDERAMOS EN TODOS LOS TRAMOS: PESO PROPIO: 350kg/m2ACABADOS: 100kg/m2CARGA MUERTA (CM)
PARA EL PAO 1CARGA MUERTA (CM )= 550kg/m2CARGA VIVA (CV )= 200kg/m2CARGA SERVICIO (CS)= 750kg/m2CARGA ULTIMA (CU)= 1110 kg/m2Por lo tanto, hallamos la carga sobre la vigueta:
PARA EL PAO 2CARGA MUERTA (CM )= 550kg/m2CARGA VIVA (CV )= 250kg/m2CARGA SERVICIO (CS)= 750kg/m2CARGA ULTIMA (CU)= 1160 kg/m2Por lo tanto, hallamos la carga sobre la vigueta:
METRADO DE ESCALERAS
FORMULA:
Primero: Tramo inclinado:CM:
Segundo: Descanso:
MATRIZ DE RIGIDEZ PARA EL PORTICO. COLUMNAS
E =2000000TN/m
A =0.15m
I =0.003125m 4
Lc=2.7m
ANALIZAMOS CADA UNO DE LOS ELEMENTOS:BARRA 1
E =2000000 TN/m
A =0.15m
I =0.003125m 4
L =2.7m
EA / L =111111.111 =90
12 EI / L=3810.395C =0
6 EI / L=5144.033S =1
4 EI /L =9259.259
2 EI / L =4629.6295
Matriz de Rigidez en coordenadas locales
111111.11100-111111.1110
03810.3955144.03305144.033
k1 =05144.0339259.25904629.6295
-111111.11100111111.1110
0-3810.395-5144.0330-5144.033
05144.0334629.629509259.259
Matriz de transformacin
01000
-10000
T =00100
00000
000-10
00001
0-1000
T T =10000
00100
00000
00010
00001
Matriz de rigidez en coordenadas globales
10111213
3810.3950-5144.033-3810.395-5144.03310
0111111.11100011
K 1 =-5144.03309259.2595144.0334629.629512
-3810.39505144.0333810.3955144.0331
0-111111.110002
-5144.03304629.62955144.0339259.2593
BARRA 2
E =2000000TN/m
A =0.15m
I =0.003125m 4
L =2.7m
EA / L =111111.111 =90
12 EI / L=3810.395C =0
6 EI / L=5144.033S =1
4 EI /L =9259.259
2 EI / L =4629.6295
Rigidez en coordenadas locales
111111.11100-111111.11100
03810.3955144.0330-3810.3955144.033
k2 =05144.0339259.2590-5144.0334629.6295
-111111.11100111111.11100
0-3810.395-5144.03303810.395-5144.033
05144.0334629.62950-5144.0339259.259
Matriz de transformacin
010000
-100000
T =001000
000010
000-100
000001
0-10000
T T =100000
001000
0000-10
000100
000001
Matriz de rigidez en coordenadas globales
131415456
3810.3950-5144.033-3810.3950-5144.03313
0111111.11100-111111.11014
K 2 =-5144.03309259.2595144.03304629.629515
-3810.39505144.0333810.39505144.0334
0-111111.1100111111.11105
-5144.03304629.62955144.03309259.2596
BARRA 3
E =2000000TN/m
A =0.15m
I =0.003125m 4
L =2.7m
EA / L =111111.111 =90
12 EI / L=3810.395C =0
6 EI / L=5144.033S =1
4 EI /L =9259.259
2 EI / L =4629.6295
Rigidez en coordenadas locales
111111.11100-111111.11100
03810.3955144.0330-3810.3955144.033
k3 =05144.0339259.2590-5144.0334629.6295
-111111.11100111111.11100
0-3810.395-5144.03303810.395-5144.033
05144.0334629.62950-5144.0339259.259
Matriz de transformacin
010000
-100000
T =001000
000010
000-100
000001
0-10000
T T =100000
001000
0000-10
000100
000001
Matriz de rigidez en coordenadas globales
161718789
3810.3950-5144.033-3810.3950-5144.03316
0111111.11100-111111.11017
K 3 =-5144.03309259.2595144.03304629.629518
-3810.39505144.0333810.39505144.0337
0-111111.1100111111.11108
-5144.03304629.62955144.03309259.2599
BARRA 4
E =2000000TN/m
A =0.15m
I =0.003125m 4
L =2.7m
EA / L =111111.111 =90
12 EI / L=3810.395C =0
6 EI / L=5144.033S =1
4 EI /L =9259.259
2 EI / L =4629.6295
Rigidez en coordenadas locales
111111.11100-111111.11100
03810.3955144.0330-3810.3955144.033
k4 =05144.0339259.2590-5144.0334629.6295
-111111.11100111111.11100
0-3810.395-5144.03303810.395-5144.033
05144.0334629.62950-5144.0339259.259
Matriz de transformacin
010000
-100000
T =001000
000010
000-100
000001
0-10000
T T =100000
001000
0000-10
000100
000001
Matriz de rigidez en coordenadas globales
192021101213
3810.3950-5144.033-3810.3950-5144.03319
0111111.11100-111111.11020
K 4 =-5144.03309259.2595144.03304629.629521
-3810.39505144.0333810.39505144.03310
0-111111.1100111111.111011
-5144.03304629.62955144.03309259.25912
BARRA 5
E =2000000TN/m
A =0.15m
I =0.003125m 4
L =2.7m
EA / L =111111.111 =90
12 EI / L=3810.395C =0
6 EI / L=5144.033S =1
4 EI /L =9259.259
2 EI / L =4629.6295
Rigidez en coordenadas locales
111111.11100-111111.11100
03810.3955144.0330-3810.3955144.033
k5 =05144.0339259.2590-5144.0334629.6295
-111111.11100111111.11100
0-3810.395-5144.03303810.395-5144.033
05144.0334629.62950-5144.0339259.259
Matriz de transformacin
010000
-100000
T =001000
000010
000-100
000001
0-10000
T T =100000
001000
0000-10
000100
000001
Matriz de rigidez en coordenadas globales
222324131415
3810.3950-5144.033-3810.3950-5144.03322
0111111.11100-111111.11023
K 5 =-5144.03309259.2595144.03304629.629524
-3810.39505144.0333810.39505144.03313
0-111111.1100111111.111014
-5144.03304629.62955144.03309259.25915
BARRA 6
E =2000000TN/m
A =0.15m
I =0.003125m 4
L =2.7m
EA / L =111111.111 =90
12 EI / L=3810.395C =0
6 EI / L=5144.033S =1
4 EI /L =9259.259
2 EI / L =4629.6295
Rigidez en coordenadas locales
111111.11100-111111.11100
03810.3955144.0330-3810.3955144.033
k6 =05144.0339259.2590-5144.0334629.6295
-111111.11100111111.11100
0-3810.395-5144.03303810.395-5144.033
05144.0334629.62950-5144.0339259.259
Matriz de transformacin
010000
-100000
T =001000
000010
000-100
000001
0-10000
T T =100000
001000
0000-10
000100
000001
Matriz de rigidez en coordenadas globales
252627161718
3810.3950-5144.033-3810.3950-5144.03325
0111111.11100-111111.11026
K 6 =-5144.03309259.2595144.03304629.629527
-3810.39505144.0333810.39505144.03316
0-111111.1100111111.111017
-5144.03304629.62955144.03309259.25918
VIGAS
Lv1=5.99m
E =2000000TN/mLv2=4.43m
A =0.18m
I =0.0054m 4
E =2000000TN/m
A =0.18m
I =0.0054m 4
L =5.99m
EA / L =60100.167 =0
12 EI / L=603.01C =1
6 EI / L=1806.015S =0
4 EI /L =7212.02
2 EI / L =3606.01
Rigidez en coordenadas locales
60100.16700-60100.16700
0603.011806.0150-603.011806.015
k7 =01806.0157212.020-1806.0153606.01
-60100.1670060100.16700
0-603.01-1806.0150603.01-1806.015
01806.0153606.010-1806.0157212.02
Matriz de transformacin
100000
010000
T =001000
000100
000010
000001
100000
T T =010000
001000
000100
000010
000001
Matriz de rigidez en coordenadas globales
456123
60100.16700-60100.167004
0603.011806.0150-603.011806.0155
K 7 =01806.0157212.020-1806.0153606.016
-60100.1670060100.167001
0-603.01-1806.0150603.01-1806.0152
01806.0153606.010-1806.0157212.023
E =2000000TN/m
A =0.18m
I =0.0054m 4
L =4.43m
EA / L =81264.108 =0
12 EI / L=1490.712C =1
6 EI / L=3301.928S =0
4 EI /L =9751.693
2 EI / L =4875.8465
Rigidez en coordenadas locales
81264.10800-81264.10800
01490.7123301.9280-1490.7123301.928
k8 =03301.9289751.6930-3301.9284875.847
-81264.1080081264.10800
0-1490.712-3301.92801490.712-3301.928
03301.9284875.84650-3301.9289751.693
Matriz de transformacin
100000
010000
T =001000
000100
000010
000001
100000
T T =010000
001000
000100
000010
000001
Matriz de rigidez en coordenadas globales
789123
81264.10800-81264.108007
01490.7123301.9280-1490.7123301.9288
K 8 =03301.9289751.6930-3301.9284875.8479
-81264.1080081264.108001
0-1490.712-3301.92801490.712-3301.9282
03301.9284875.84650-3301.9289751.6933
E =2000000TN/m
A =0.18m
I =0.0054m 4
L =5.99m
EA / L =60100.167 =0
12 EI / L=603.01C =1
6 EI / L=1806.015S =0
4 EI /L =7212.02
2 EI / L =3606.01
Rigidez en coordenadas locales
60100.16700-60100.16700
0603.011806.0150-603.011806.015
k9 =01806.0157212.020-1806.0153606.01
-60100.1670060100.16700
0-603.01-1806.0150603.01-1806.015
01806.0153606.010-1806.0157212.02
Matriz de transformacin
100000
010000
T =001000
000100
000010
000001
100000
T T =010000
001000
000100
000010
000001
Matriz de rigidez en coordenadas globales
131415101112
60100.16700-60100.1670013
0603.011806.0150-603.011806.01514
K 9 =01806.0157212.020-1806.0153606.0115
-60100.1670060100.1670010
0-603.01-1806.0150603.01-1806.01511
01806.0153606.010-1806.0157212.0212
E =2000000TN/m
A =0.18m
I =0.0054m 4
L =4.43m
EA / L =81264.108 =0
12 EI / L=1490.712C =1
6 EI / L=3301.928S =0
4 EI /L =9751.693
2 EI / L =4875.8465
Rigidez en coordenadas locales
81264.10800-81264.10800
01490.7123301.9280-1490.7123301.928
k10 =03301.9289751.6930-3301.9284875.847
-81264.1080081264.10800
0-1490.712-3301.92801490.712-3301.928
03301.9284875.84650-3301.9289751.693
Matriz de transformacin
100000
010000
T =001000
000100
000010
000001
100000
T T =010000
001000
000100
000010
000001
Matriz de rigidez en coordenadas globales
161718131415
81264.10800-81264.1080016
01490.7123301.9280-1490.7123301.92817
K 10 =03301.9289751.6930-3301.9284875.84718
-81264.1080081264.1080013
0-1490.712-3301.92801490.712-3301.92814
03301.9284875.84650-3301.9289751.69315
CONCLUSIONES.BIBLIOGRAFIA.ANALISIS ESTRUCTURAL IPgina 28
top related