analisis estructuralsssssssssssssssssss.docx

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)


2Aligerado3501.265*4.685.92022072.072072.07

Acabados100(1.265+0.1)*(4.68+0.15)6.59295659.2952731.365


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)


2Aligerado3501.265*2.252.84625996.1875996.1875

Acabados100(1.265+0.1)*(2.25+0.15)3.276327.61323.7875


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


010000

-100000

T =001000

000010

000-100

000001

0-10000

T T =100000

001000

0000-10

000100

000001


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


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


010000

-100000

T =001000

000010

000-100

000001

0-10000

T T =100000

001000

0000-10

000100

000001


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


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


010000

-100000

T =001000

000010

000-100

000001

0-10000

T T =100000

001000

0000-10

000100

000001


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


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


010000

-100000

T =001000

000010

000-100

000001

0-10000

T T =100000

001000

0000-10

000100

000001


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


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


010000

-100000

T =001000

000010

000-100

000001

0-10000

T T =100000

001000

0000-10

000100

000001


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


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


100000

010000

T =001000

000100

000010

000001

100000

T T =010000

001000

000100

000010

000001


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


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


100000

010000

T =001000

000100

000010

000001

100000

T T =010000

001000

000100

000010

000001


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


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


100000

010000

T =001000

000100

000010

000001

100000

T T =010000

001000

000100

000010

000001


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


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


100000

010000

T =001000

000100

000010

000001

100000

T T =010000

001000

000100

000010

000001


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

analisis estructuralsssssssssssssssssss.docx

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