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  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    1 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO

    FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, DE SISTEMAS Y

    ARQUITECTURA

    ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

    DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000

    CLCULO DE ACERO

    AUTOR: JOS LUIS REQUE QUESQUN

    CICLO: DECIMO CICLO

    CIUDAD ETEN CHICLAYO PERU ENERO DEL 2012

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    2 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    DISEO DE LOSAS ALIGERADAS EN SAP2000

    CALCULO DE ACERO

    Como parte de este instructivo y dependiendo del lugar donde se ejecute la edificacin, se

    establecern consideraciones para el diseo de losa aligerada de acuerdo a normativas del lugar; En

    el caso nuestro que es PER, se establecen consideraciones de acuerdo a la norma E-060.

    1. CONSIDERACIONES DE LA NORMA E-060 PARA LOSAS ALIGERADAS

    a) Las losas aligeradas estn compuestas de una combinacin monoltica de viguetas espaciadas

    en una direccin y una losa en la parte superior.

    b) El ancho de vigueta ser como mnimo 10 cm.

    c) El espaciamiento libre entre viguetas ser como mximo 75 cm.

    d) Las losas aligeradas que no cumplan con estas limitaciones sern tratadas como losas

    macizas.

    e) El espesor de la losa no debe ser menor de 5 cm.

    f) La losa debe llevar refuerzo perpendicular a las viguetas pero no menor que el refuerzo fijado

    por contraccin o temperatura.

    g) El refuerzo se determina considerando una seccin T, de ancho de ala b = 0.40 m. y

    ancho de alma = 0.10 m.

    2. PASOS PREVIOS PARA EL DISEO

    El clculo de acero para Losas Aligeradas es similar al clculo de acero para vigas; A

    continuacin se DISEAR EL ACERO CON SAP2000 para los tipos de aligerados

    previamente definidos que se muestran ms adelante.

    DETALLE ALIGERADO: H = 0.20m

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    3 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    Como primer paso para el diseo de LOSA ALIGERADA se tiene que definir el sentido de la

    misma, siempre se debe llevar a cabo de tal manera que las viguetas queden con una luz libre

    menor respecto a si escogiramos el otro sentido.

    Se busca que la luz libre de las viguetas sea la menor por dos razones:

    1. Controlar las deflexiones en el centro.

    2. Economizar disminuyendo los momentos y con ello el acero.

    Cabe resaltar que pueden combinarse dos sentidos de aligerado en un mismo piso, quiere decir

    que un pao puede ser diseado con viguetas en un sentido y otro pao del mismo piso puede

    tener viguetas en otro sentido.

    Una vez definido el sentido del aligerado aparecen las VIGAS PRINCIPALES que son en las

    que se apoyan las viguetas, Las VIGAS SECUNDARIAS que en conjunto con las vigas

    principales sirven de amarre a todos los paos de un mismo piso para formar el DIAFRAGMA

    RGIDO.

    VIGA SECUNDARIA

    VIG

    A P

    RIN

    CIP

    AL

    Sentido del Aligerado

    VIGA SECUNDARIA

    VIG

    A P

    RIN

    CIP

    AL

    Luz menor

    Luz m

    ayor

    Los TIPOS DE ALIGERADOS para nuestro ejemplo se muestran en la pgina siguiente y son:

    A, B, C, D. E. F y G.

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    4 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    0,7

    00

    ,80

    2,2

    00

    ,25

    4,00 0,25 2,50 0,25

    0,2

    53

    ,12

    0,2

    5

    3,50 0,25

    2,6

    50

    ,25

    2,2

    00

    ,25

    3,1

    20

    ,25

    2,6

    50

    ,15

    2,6

    50

    ,15

    0,25 0,25

    ALIGERADO - PRIMER PISO

    6

    5

    A B C D

    2,4

    52

    ,90

    3,1

    51

    ,63

    2,7

    88

    7

    4

    2

    3

    1

    20

    ,00

    3,3

    73

    ,73

    3,4

    8

    2,7

    83

    ,37

    3,7

    32

    ,45

    2,9

    03

    ,15

    1,6

    3

    6

    5

    8

    7

    4

    2

    3

    1

    20

    ,00

    0,8

    03

    ,48

    0,2

    5

    4,38 2,25 4,38

    11,00

    A B C D

    0,25

    VP-101(.25X.35)

    4,00 2,25 0,25 4,00

    4,25 2,38 4,38

    11,00

    0,2

    52

    ,65

    0,2

    52

    ,90

    0,2

    5

    0,2

    52

    ,90

    0,2

    50

    ,70

    VP-102(.25X.35)

    VP-103(.25X.35)

    VP-104(.25X.35)

    VP-105(.25X.35)

    VP-106(.25X.35)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VACIO

    VACIO

    VP-101(.25X.35) VP-101(.25X.35)

    VP-102(.25X.35) VP-102(.25X.35)

    VP-103(.25X.35)

    VP-104(.25X.35)

    VP-105(.25X.35)

    VP-106(.25X.35)

    VP-103(.25X.35)

    VP-104(.25X.35)

    VP-105(.25X.35)

    VP-106(.25X.35)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    CAJA DE ESCALERA 01

    A

    B

    C

    D

    C

    E

    F

    G

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    5 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    DATOS PARA EL SAP2000:

    1. MATERIALES:

    Concreto fc = 210 Kg/cm2 Acero: fy = 4200 Kg/cm2

    2. SECCION DE LOSA ALIGERADA (2.5 VIGUETAS)

    Asignamos una seccin T de ancho de ala 1.00 m y dems dimensiones que se muestran:

    Se toma un ancho de alma 0.10 m. (Vigueta), y un ancho de ala de 0.40 m.

    La altura h de la seccin T obedece a un PREDIMENSIONADO (h = Luz libre/25); Se debe

    tener en cuenta que slo se tienen ladrillos de 12, 15, 20, 25 y 30 cm. y siendo la losa no

    menor a 5 cm; Entonces solo existirn losas aligeradas de 17, 20, 25, 30 y 35 cm.

    3. METRADO DE CARGAS

    3.1. CARGA MUERTA:

    En el metrado de carga muerta no se incluye el peso propio de las viguetas ni de la losa de

    5 cm. debido a que el Programa SAP2000 tiene definido por defecto el PATRON DE

    CARGAS: DEAD (Muerta) que calcula de manera automtica el PESO PROPIO de los

    elementos estructurales a los que se les ha asignado una SECCIN previamente definida.

    P. Losa Aligerada (h = 20 cm.): El peso de losa aligerada de 20 cm de espesor es de

    aproximadamente 300 Kg/m2, como el programa calcula el peso de los 10 cm de

    vigueta y 5 cm de losa, queda por considerar el peso del ladrillo que es de 80 Kg/m2.

    Peso Muerto: El peso muerto en losas aligeradas est conformada por el peso del falso

    Piso (5cm) + Acabados (0.5 cm) + Peso de cielo raso (2cm) = 0.075 m.

    CARGA MUERTA

    P. Losa Aligerada (h=20 cm) 80 Kg/m

    Peso Muerto 150 Kg/m

    P. Tabiquera Equivalente 100 Kg/m

    Carga Muerta (Cm) 330 Kg/m

    En 0.40 m de Alma 330*0.40 = 132 Kg/m

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    6 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    Peso especifico del Concreto Simple: 2000 Kg/m3.

    Peso muerto = 0.075 m. * 2000 Kg/m3 = 150 Kg/m

    2.

    Peso de Tabiquera Equivalente: lo obtenemos de la siguiente manera:

    = Lm . em . hm.Pem

    Area Libre

    Lm: Longitud de Muros.

    em : Espesor de Muros.

    hm : Altura de Muros.

    Pem: P. Esp. de muro de albailera.

    3.2. CARGA VIVA:

    La carga viva depender del uso que se le asigne a la losa aligerada, pudiendo ser por

    ejemplo Vivienda, Oficinas u otros. Para el caso de azotea se considera 100 Kg/m2.

    En nuestro ejemplo el uso es vivienda que por norma Cargas E-020 la sobrecarga es 200

    Kg/m2. Las mayoracin de cargas lo haremos en el SAP2000.

    3.3. CARGA EN VOLADO:

    El metrado de cargas en los volados para el caso de los muros (2.60 m) o parapetos

    (1.00 m) se modelar como una carga puntual en el extremo donde se ubica el muro o

    parapeto. El peso especfico del muro de albailera que es 1800 Kg/m3.

    CARGA VIVA

    Sobrecarga (S/C) 200 Kg/m

    Carga Viva (Cv) 200 Kg/m

    En 0.40 m de Alma 200*0.40 = 80 Kg/m

    MURO EN VOLADOS 2.60 m

    Espesor de muro 0.150 m

    Altura de Muro 2.600 m

    Ancho 0.40 m

    Pm = 280.80 Kg

    PARAPETO EN VOLADOS 1.00 m

    Espesor de muro 0.150 m

    Altura de Muro 1.00 m

    Ancho 0.40 m

    Pm = 108.00 Kg

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    7 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    DISEO DE LOSAS ALIGERADAS EN SAP2000

    CALCULO DE ACERO

    A continuacin se muestran los pasos a seguir para modelar y disear en el programa SAP2000 V14

    el TIPO DE ALIGERADO C siendo estos pasos los mismos para llevar a cabo el resto de

    aligerados.

    El procedimiento que se describe a continuacin es similar tanto para SAP2000 Versin 12 como

    para el SAP2000 Versin 14.

    1. PASO 1: ABRIR EL PROGRAMA SAP2000

    Ejecutamos el programa SAP2000 Versin 14, desde el acceso directo que se encuentra en el

    escritorio.

    El programa se ejecutar y antes de mostrar el entorno del programa, aparecer un cuadro de

    dialogo Tip of the day (Consejo del da), el que muestra algunas actualizaciones y

    recomendaciones para el programa y el uso de sus comandos.

    Next Tip: Siguiente Consejo

    Previous Tip: Consejo Anterior

    Picamos en OK y Tendremos el entorno SAP2000 14 para empezar a modelar nuestra

    estructura.

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    8 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    2. PASO 2: DEFINIR UNIDADES

    Seleccione las unidades en las que desea trabajar. Esta opcin se encuentra en la parte inferior

    derecha de la pantalla principal de SAP2000 V14, como se muestra a continuacin.

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    9 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    3. PASO 3: SELECCIN DEL MODELO

    Del men principal (parte superior), abriendo la opcin de File > seleccione New Model.

    Esta accin lo llevar a la ventana de New Model que se muestra a continuacin.

    Seleccione la plantilla Beam, que es la que se muestra acontinuacion.

    Esto lo conducir a la siguiente ventana o pantalla.

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    10 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    Se deben llenar las casillas de acuerdo con las caracteristicas del Aligerado.

    o Number of Spans (Numero de Tramos): 6

    o Span Length (Longitud de Tramo): Se deja cual esta.

    Las opciones que se presentan en Section Properties nos permiten definir las secciones de

    los elementos estructurales que utilizaremos mas adelante. Debido a que existen opciones en

    el Menu de herramientas (Define/ Section Properties/ Frame Sections) que son

    exclusivamente para la definicion de secciones, es que se ignora por ahora esa parte.

    NOTA: Asegrese que la opcin de Restraints est seleccionada. De otra manera, la estructura

    tendr las juntas libres (sin apoyos).

    Chequee la opcin Use Custom Grid Spacing and Locate Origin y haga clic en el botn

    Edit Grid, lo que lo llevar a la siguiente ventana:

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    11 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    Digite los valores correspondientes para ubicar los ejes en funcin de las longitudes de los

    tramos.

    Cabe resaltar que podemos utilizar las celdas de esta ventana como si fuesen celdas de excel,

    quiere decir que si realizamos una operacin aritmetica dentro de la celda, este al presionar

    enter muestra el resultado. Si le colocamos por ejemplo: 3.37+3.73 y Enter, se obtendra el

    resultado 7.1

    Si se ingresaron los datos en forma alternada sin seguir un orden creciente o decreciente, solo

    hacer clic en Reorder Ordinates y todas los valores se ordenan.

    La opcion Bubble Size es el tamao de las burbujas que representan los Ejes.

    Presione Ok dos veces. Esto lo conducir a la pantalla principal de SAP2000, la cual tiene

    por omisin dos ventanas principales: una en tres dimensiones y la otra en el plano XZ.

    Para formar el volado tenemos que LIBERAR el apoyo que se encuentra en el EJE 7, dejarlo

    sin ningun tipo de restriccin como se ver en el paso siguiente.

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    12 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    4. PASO 4: DEFINICION DE LAS CONDICIONES DE APOYOS PARA EL

    VOLADO Y EXTREMO DEL ALIGERADO.

    VOLADO

    Seleccione la junta a cambiar su condicin

    (Eje 7)

    Luego Seleccione en el men principal

    Assign/ Joints/ Restraints o presione el icono

    que se encuentra en la parte superior de la

    pantalla principal. Ambas acciones lo

    conducirn a la pantalla que se muestra a la

    derecha.

    Seleccionar la siguiente opcion: Junta

    libre de soporte.

    EXTREMO

    El apoyo simple que se encuentra en el extremo del aligerado, debe tener restriccion de

    giro para las direcciones de 1 y 3 (x y z) mas no para y (2), por lo tanto sleccionamos el

    apoyo y le damos las siguientes condiciones en Assign/ Joints/ Restraints

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    13 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    5. PASO 5: DEFINICION DE PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

    Seleccione Define del men

    principal, de la lista que se presenta

    escoja la opcin de Materials como

    se muestra en la figura a

    continuacin:

    Esto lo conducir a la pantalla que se

    muestra a continuacin:

    DEFINIENDO EL MATERIAL:

    Concreto210

    Seleccione el botn de Add New

    Material Quick para adicionar un

    nuevo material, el cual lo conducir a

    la pantalla de Quick Material

    Property Definition que se muestra:

    Seleccione Concrete en Material

    Type y fc 3000psi (210 Kg/cm2

    aprox.) en Specification y presione el

    botn Ok.

    Luego de la ventana Define

    Materials seleccione el material

    3000psi y haga clic en el botn

    Modify/Show Material lo que lo

    llevar a la siguiente ventana:

    Ingrese un nombre para identificar el

    material (por ejemplo: Concreto210)

    en la caja de texto de Material

    Name.

    Cambie los valores a los

    especificados en la descripcin del

    problema. Seleccione OK dos veces.

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    14 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    DEFINIENDO EL MATERIAL: Acero 4200

    Seleccione el botn de Add New Material Quick para adicionar un nuevo material de

    los disponibles segn las Especificaciones, el cual lo conducir a la pantalla de Quick

    Material Property Definition que se muestra:

    Seleccione Rebar en Material Type y

    ASTM A615 Grade 60 (fy =4200

    Kg/cm2 aprox.) en Specification y

    presione el botn Ok. Luego de la

    ventana Define Materials seleccione el

    material A615 Grade 60 y haga clic en

    el botn Modify/Show Material lo

    que lo llevar a la siguiente ventana:

    Ingrese un nombre para identificar el

    material (por ejemplo: Acero4200) en

    la caja de texto de Material Name.

    Cambie los valores a los especificados

    en la descripcin del problema.

    Seleccione OK dos veces.

    6. PASO 6: DEFINICIN DE LA SECCION DE VIGUETA

    Para definir las secciones de los elementos, seleccione Define en el men principal y

    luego la opcin Section Properties/ Frame Sections.

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    15 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    Una forma alternativa es presionar el icono de en el toolbar ubicado en la parte

    superior. Cualquier opcin lo conducir a la siguiente pantalla.

    Para el caso de losa aligerada se tiene solo una seccin de concreto, para ello dar clic en

    el botn Add New Property que lo llevar a la ventana Add Frame Section Property.

    Del cuadro de dilogo Frame Section Property Type seleccione la opcin Steel y luego

    la seccin TEE.

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    16 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    VIGUETA

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    17 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    Digite VIGUETA en la caja de texto Section Name. Escoger Concreto210 en la caja de

    edicin Material. Digitar las dimensiones de la viga en las cajas de texto

    correspondientes.

    Hacer clic en el botn Concrete

    Reinforcement y seleccione

    Acero4200 de la lista

    Longitudinal Bars y Acero4200

    de la lista Cofinement Bars del

    cuadro Rebar Materials. Escoger

    Bean (viga) del recuadro Design

    Type. Por defecto el programa le

    da un recubrimiento (cover) al

    centro de la para arriba (top) y

    abajo (botton). Digitar 0.025 en

    las cajas de edicin Top y Botton

    como se muestra:

    Hacer clic en el botn Ok para aceptar los datos establecidos y regresar al formulario

    Tee Section. Hacer clic en la caja de seleccin Display Color para escoger un color para

    las VIGUETAS escogemos el color anaranjado y luego hacer clic en Ok para regresar al

    formulario Frame Properties.

    Luego hacer clic en Ok para regresar al formulario Frame Properties. El formulario

    Frame Properties deber quedar como el siguiente:

    Hacer clic en el botn Ok del formulario Frame Properties para aceptar los cambios.

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    18 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    7. PASO 7: ASIGNAR SECCIONES DE LOS ELEMENTOS AL MODELO

    Luego de definir la seccin de viguetas, el siguiente paso es asignar dichas propiedades a

    los elementos.

    Seleccione los elementos del modelo mediante un clic encima de dichos elementos o

    dibujando un cuadro que cubra dichos elementos, moviendo el mouse y manteniendo

    apretado el botn izquierdo.

    Del men de Assign seleccione Frame/Frame Sections, lo que lo lleva a la siguiente

    ventana:

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    19 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    Seleccione del recuadro Properties la seccin VIGUETA. Al presionar OK, el nombre

    de la seccin va a aparecer sobre el elemento del modelo.

    8. PASO 8: DEFINIR SISTEMAS DE CARGAS

    Antes de aplicarle las cargas al modelo es necesario definir los sistemas de cargas. En

    este paso NO se aplican las cargas, solamente se definen las que van a ser utilizados.

    En este ejemplo se van a aplicar la carga VIVA y MUERTA, esta ultima como lo

    aclaramos al inicio no incluir el peso propio de la vigueta.

    Para definir el sistema de cargas, seleccione Define del men principal y luego la opcin

    Load Patterns.

    Esto lo llevar a la siguiente ventana, donde inicialmente el programa tiene por omisin

    el patrn de carga DEAD (MUERTA). Proceda a definir los dems estados de carga.

    DEAD, carga muerta

    LIVE, carga viva

    LIVE1, carga viva alternancia 01

    LIVE2, carga viva alternancia 02

    LIVE3, carga viva alternancia 03

    LIVE4, carga viva alternancia 04

    LIVE5, carga viva alternancia 05

    LIVE6, carga viva alternancia 06

    LIVE7, carga viva alternancia 07

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    20 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    Load Pattern Name: Nombre del Patrn de Carga.

    Type: Tipo de Patrn de carga

    o DEAD: Muerta

    o LIVE: Viva

    SELF WEIGHT MULTIPLIER: En esta casilla por defecto para DEAD el programa

    establece 1, quiere decir que el peso propio de las viguetas que calcula de manera interna

    lo multiplica por la unidad.

    En el caso de otro tipo de cargas se le asigna 0 (cero), tal es el caso de la carga VIVA, ya

    que esta carga se asignara de los clculos que hayamos hecho en el metrado de cargas.

    9. PASO 9: ASIGNAR LAS CARGAS A LA ESTRUCTURA

    ASIGNACIN DE CARGA

    MUERTA DISTRIBUIDA - DEAD

    Para asignar la carga muerta

    uniformemente distribuida,

    seleccione primero las VIGUETAS,

    luego del men Assign, escoja la

    opcin Frame Loads/Distributed o

    tambin el icono ubicado en el

    toolbar superior. Esto lo lleva a la

    siguiente pantalla:

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    21 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    o Uniform Load: Carga uniforme que es la que utilizaremos en este ejemplo:

    0.132 Ton/m (Ojo: Se debe tener en cuenta que las unidades deben estar en

    Tonf, m, C)

    o Picamos en OK y el prtico quedara cargado tal como se muestra.

    ASIGNACIN DE CARGA PUNTUAL (PARAPETO H = 1.00 m) - DEAD

    Seleccionamos el nudo donde se ubicar la carga y en el Men Assign/ Joint Loads/

    Forces, aparecer el siguiente cuadro donde se colocara la carga puntual: 0.108 Tn.

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    22 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    La carga puntual se mostrar como una flecha aplicada direccionada hacia el eje

    negativo de la Z.

    ASIGNACIN DE CARGA VIVA LIVE

    Seleccione los elementos del aligerado y asignarle la carga viva que le corresponde.

    Carga viva LIVE = 0.080 Ton/m

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    23 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    ASIGNACIN DE CARGA VIVA ALTERNANCIA 1 LIVE1

    Seleccione los elementos del aligerado alternando (dejando un tramo), y asignarle la

    carga viva que le corresponde. Carga viva LIVE 1 = 0.080 Ton/m

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    24 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    ASIGNACIN DE CARGA VIVA ALTERNANCIA 2 LIVE2

    Seleccione los elementos del aligerado alternando (dejando un tramo), y asignarle la

    carga viva que le corresponde. Carga viva LIVE 2 = 0.08 Ton/m

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    25 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    ASIGNACIN DE CARGA VIVA ALTERNANCIA 3 LIVE3

    ASIGNACIN DE CARGA VIVA ALTERNANCIA 4 LIVE4

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    26 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    ASIGNACIN DE CARGA VIVA ALTERNANCIA 5 LIVE5

    ASIGNACIN DE CARGA VIVA ALTERNANCIA 6 LIVE6

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    27 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    ASIGNACIN DE CARGA VIVA ALTERNANCIA 7 LIVE7

    10. PASO 10: DEFINIR BRAZOS RGIDOS PARA LAS VIGUETAS

    Seleccionar las viguetas del modelo.

    Luego luego Asign/Frame/End (Length) Offset

    Seleccionar la opcin Automatic from Connectivity y en Rigid-zone factor digitar 0.5 y

    Ok.

    Luego los elementos del aligerado se mostrarn con brazos rigidos en cada nudo.

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    28 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    Los Brazos rigidos se colocan para que el programa SAP2000 al momento de realizar el

    analisis muestre los momentos negativos y cortantes de las viguetas a una distancia

    establecida medida desde el nudo.

    11. PASO 11: DEFINICIN DE LAS COMBINACIONES DE CARGA

    COMB1 : 1.4DEAD+1.7LIVE Linear ADD

    COMB2 : 1.4DEAD+1.7LIVE1 Linear ADD

    COMB3 : 1.4DEAD+1.7LIVE2 Linear ADD

    COMB4 : 1.4DEAD+1.7LIVE3 Linear ADD

    COMB5 : 1.4DEAD+1.7LIVE4 Linear ADD

    COMB6 : 1.4DEAD+1.7LIVE5 Linear ADD

    COMB7 : 1.4DEAD+1.7LIVE6 Linear ADD

    COMB8 : 1.4DEAD+1.7LIVE7 Linear ADD

    Despus de realizar todas las combinaciones indicadas, se realiza una ltima que es la

    superposicin de todas las combinaciones escogiendo automticamente la envolvente

    como resultado: ENVOLVENTE

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    29 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    Define/Load Combinations/Add New Combo

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    30 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    12. PASO 12: ANALIZAR LA ESTRUCTURA:

    Antes de ejecutar el programa

    tenemos que elegir en base a que

    sistema se llevara a cabo el

    analisis, como solo estamos

    trabajando con los ejes X y Z.

    Analyze/ Set Analysis Options,

    escogemos PLANO XZ y OK.

    El procedimiento seguido hasta el

    Paso anterior desarrolla lo que es

    la entrada de datos al programa o

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    31 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    Pre-Procesamiento. Lo que sigue ahora es resolver el problema o sea continuar con la

    etapa de solucin, para lo que del men Analize, seleccionar la opcin Run Analysis.

    Nos aparecera la siguiente ventana del cual solo haremos una modificacion seleccionar

    MODAL y clic en Run/Do Not Run Case.

    Luego la opcin Run Now.

    Si no hemos grabado nuestro trabajo, nos pedir un nombre y una ubicacin. Se

    recomienda, dado que son muchos los archivos que crea, asociados al descriptivo de la

    geometra, utilizar una carpeta nueva a fin de tenerlos separados fcilmente.

    Despues que el programa realiz el analisis nos muestra una simulacion de la

    deformacion conjunta de todo el portico debido a la aplicacin de cargas.

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    32 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    13. PASO 13: LECTURA E INTERPRETACIN DE LOS RESULTADOS:

    13.1 DIAGRAMA DE MOMENTOS

    (MOMENT 3-3)

    Display/ Show Forces/ Stresses/ Frames/

    Cables

    Aparecera el cuadro de dialogo Member

    Force Diagram for Frames, en Case/

    Combo Name se escoge el tipo de

    combinacion del que se quiere visualizar los

    MOMENTOS, ENVOLVENTE.

    Se elige Moment 3-3.

    En Options se escoge Show Values on

    Diagram se mostrar el diagrama de

    momentos con sus valores ms

    representativos (Mximos y mnimos)

    Para un mejor detalle del momento a lo largo del elemento, se hace anticlic sobre

    el elemento y aparecera una ventana como la siguiente, el elemento seleccionado

    se encontrara parpadeando de amarillo.

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    33 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    Conforme demos clic en alguna parte de la vigueta (Resultant) observamos a la

    derecha los valores minimos y maximos de los momentos y cortantes.

    El color AZUL representa la ENVOLVENTE.

    NOTA: Los momentos dependiendo si son POSITIVOS o NEGATIVOS el

    diagrama se rellena de color AMARILLO o ROJO respectivamente; Como

    podemos ver en la imagen anterior.

    13.2 DIAGRAMA DE CORTANTE (SHEAR 2-2)

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    34 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    Para ver el detalle de cada tramo del aligerado hacemos anticlic en dicho tramo y

    aparecer un detalle identico al que se tenia en el diagrama de momentos.

    Despus de haber corrido el programa con Run Now, diversos mens se bloquean

    mientras que los de diseo y resultados se habilitan; Esto quedara presente en la

    barra de herramientas, donde el botn candado aparece activado.

    Modelo Bloqueado Modelo Desbloqueado

    Para desbloquear el modelo y editarlo, hacer clic en el candado que se

    encuentra bloqueado y aparece un mensaje de aviso que nos comunica se

    borrarn los resultados del anlisis y le damos OK para desbloquear.

    14. PASO 14: DISEO EN ACERO

    El clculo de acero manualmente se calcula con dos formulas que son iterativas o

    tambin con la formula cuadrtica que se despeja de aquellas; En cambio el Programa

    SAP2000 realiza el clculo internamente mostrando el valor del rea necesaria al

    detalle para cada elemento estructural.

    Para llevar a cabo el clculo del rea de acero en el programa se debe definir antes el

    Codigo o Reglamento de Construccin con el que se trabajar.

    Design/ Concrete Frame Design/ View/ Revise Preferences y aparecer la

    siguiente ventana:

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    35 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    Design Code: Se escoge el Reglamento de Diseo ACI 318-05. Los otros datos

    posteriores a ste se modificarn automticamente de acuerdo al cdigo seleccionado.

    Despus de haber definido los parmetros de diseo de acuerdo al Reglamento

    ACI318-05 debemos seleccionar los grupos de diseo

    Se puede seleccionar los grupos de

    diseo Design/ Concrete Frame

    Design/ Select Design Combos, de la

    Lista de Combinacin de Cargas

    seleccionar ENVOLVENTE, clic en

    Add y OK.

    Cambiar las Unidades a Tonf, cm, C.

    Para realizar el diseo en Acero, en el

    Men Design/ Concrete Frame Design/

    Star Design/ Check of Structure.

    Tambin podemos correr el diseo

    haciendo clic sobre ; El Programa

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    36 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    realizar el diseo internamente y nos mostrar por defecto el AREA DE ACERO

    LONGITUDINAL para cada tramo del aligerado como vemos en la imagen

    siguiente:

    1 TRAMO

    As Neg. Eje 7 : 1 3/8 = 0.71 cm2 > 0.586 cm2.

    As Pos. Tramo 6-7 : 2 3/8 = 1.42 cm2 > 1.356 cm2.

    As Neg. Eje 6 : 2 1/2 = 2.58 cm2 > 2.341 cm2.

    2 TRAMO

    As Neg. Eje 6 : 2 1/2 = 2.58 cm2 > 2.341 cm2.

    As Pos. Tramo 5-6 : 1 1/2 + 1 3/8 = 2.00 cm2 > 1.821 cm2.

    As Neg. Eje 5 : 1 1/2 + 1 3/8 = 2.00 cm2 > 1.515 cm2.

    3 TRAMO

    As Neg. Eje 5 : 1 1/2 + 1 3/8 = 2.00 cm2 > 1.515 cm2.

    As Pos. Tramo 5-4 : 1 3/8 = 0.71 cm2 > 0.667 cm2.

    As Neg. Eje 4 : 1 1/2 + 1 3/8 = 2.00 cm2 > 0.715 cm2.

    4 TRAMO

    As Neg. Eje 4 : 1 3/8 = 0.71 cm2 > 0.715 cm2.

    As Pos. Tramo 3-4 : 2 3/8 = 1.42 cm2 (Unifor.) > 0.934 cm2.

    As Neg. Eje 3 : 1 1/2 = 1.29 cm2 > 1.289 cm2.

    7 6

    6 5

    5 4

    4 3

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    37 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    5 TRAMO

    As Neg. Eje 3 : 1 1/2 = 1.29 cm2 > 1.289 cm2.

    As Pos. Tramo 2-3 : 2 3/8 = 1.42 cm2 (Unifor.) > 1.049 cm2.

    As Neg. Eje 2 : 1 1/2 = 1.29 cm2 > 0.900 cm2.

    VOLADO

    As Neg. Eje 2 : 1 1/2 = 1.29 cm2 > 0.900 cm2.

    As Neg. Eje 1 : Como el acero por flexin no es necesario en ese eje, se

    debera colocar el Acero Mnimo (*) 1 3/8; Pero para uniformizar el acero

    colocamos 1 1/2 tal como en el Eje 2.

    La Longitud de los bastones de Acero negativo es: 0.25 Luz mxima.

    El diseo por cortante para viguetas no se hace (No lleva estribos)

    (*) DETERMINACIN DEL ACERO MNIMO POR VIGUETA

    Asmin = min . b. d

    min =0.7 fc

    fy=

    0.7 210

    4200= 0.00242

    Asmin = 0.00242 10 . (17.03)

    = . 1 3 8" As = 0.710 cm

    2

    DETERMINACIN DEL ACERO MXIMO POR VIGUETA

    Asmax = max . b. d

    max =0.542 (f c)

    fy.

    6300

    6300 + fy= 0.01627

    Asmax = 0.01627 10 . (17.03)

    = . 2 1/2" As = 2.580 cm

    2

    3 2

    2 1

  • DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012

    38 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

    PLANO ESTRUCTURAS: ALIGERADOS

    0,7

    00

    ,80

    2,2

    00

    ,25

    0,2

    53

    ,12

    0,2

    5

    ALIGERADO - PRIMER PISO

    6

    5

    2,4

    52

    ,90

    3,1

    51

    ,63

    7

    4

    2

    3

    1

    3,3

    73

    ,73

    3,4

    8

    VP-101(.25X.35)

    0,2

    52

    ,65

    0,2

    52

    ,90

    0,2

    5

    VP-102(.25X.35)

    VP-103(.25X.35)

    VP-104(.25X.35)

    VP-105(.25X.35)

    VP-106(.25X.35)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VACIO

    VACIO

    VP-101(.25X.35)

    VP-102(.25X.35)

    VP-103(.25X.35)

    VP-104(.25X.35)

    VP-105(.25X.35)

    VP-106(.25X.35)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    VS

    -10

    1(.

    25

    X.3

    0)

    CAJA DE ESCALERA 01

    A

    B

    D

    G

    1

    /2"

    1

    /2"

    0,8

    0

    2

    3/8

    "

    0,8

    00

    ,80

    1

    /2"

    1

    /2"

    1

    /2"

    +

    3/8

    "

    0,6

    00

    ,60

    2

    3/8

    "

    3/8

    "

    0,9

    00

    ,90

    1

    /2"

    +

    3/8

    "

    0,9

    00

    ,90

    2

    1/2

    "2

    1

    /2"

    1

    /2"

    +

    3/8

    "

    2

    3/8

    "

    0,8

    0