GUÍA PARA EL METRADO DE CARGAS VERTICALES
El metrado de cargas es una técnica con la cual se estiman las cargas actuantes sobre los distintos elementos estructurales que componen al edificio. Este proceso es aproximado ya que por lo general se desprecian los efectos hiperestáticos producidos por los momentos flectores, salvo que estos sean muy importantes.
Como regla general, al metrar cargas debe pensarse en la manera como se apoya un elemento sobre otro; por ejemplo (ver la Fig. 1.1), las cargas existentes en un nivel se transmiten a través de la losa del techo hacia las vigas (o muros) que la soportan, luego, estas vigas al apoyar sobre las columnas, le transfieren su carga; posteriormente, las columnas transmiten la carga hacia sus elementos de apoyo que son las zapatas; finalmente, las cargas pasan a actuar sobre el suelo de cimentación.
DISEÑO DE PUENTES CON ELEMENTOS PREFABRICADOS Y PRESFORZADOS
Este capítulo tiene como objetivo proporcionar al diseñador elementos fundamentales para el análisis y diseño de los puentes típicos construidos con elementos presforzados y prefabricados. Las grandes ventajas de estos sistemas ha traído como consecuencia que en nuestro país sea cada vez más común el uso de esta tecnología.
APUNTES SOBRE DISEÑO DE ESCALERAS
Es en el Renacimiento que las escaleras comienzan a tener importancia dentro del proyecto de los edificios. Vasari 1 decía “damos a la escalera la mayor magnificencia posible porque la mayoría guarda el recuerdo de las escaleras y no del resto de la casa”. El esplendor de este concepto está en el Barroco. Generalmente las escaleras tenían poca altura de contrahuella y una ancha huella que las hacía hermosas pero incómodas. Eran “escalinatas” y no importaba si se subía o bajaba lentamente, ya que esto las convertía en “ceremoniosas” y daba tiempo y ocasión de admirar a quien la subía o bajaba, a la vez de realzar la obra de arquitectura.
En los tiempos siguientes, el ritmo de vida se fue acelerando, los edificios se fueron convirtiendo en más “funcionales” y las exigencias de rapidez, comodidad y seguridad con el menor gasto de energía 2 posible al subir o bajar, hicieron que los proyectistas fueran pensando más en el diseño, optimizando las formas y dimensiones de las escaleras. En los edificios de altura, la presencia del ascensor relegó las escaleras a un segundo plano, y eso hizo que en muchas ocasiones no se tengan en cuenta ciertas pautas mínimas de seguridad y comodidad en el proyecto. Por eso los reglamentos dan normas sobre dimensiones mínimas en el ancho, medida de los escalones, etc., respetando pautas de comodidad y seguridad. Inclusive la iluminación es muy importante, ya que en un edificio una caja de escaleras sin iluminación natural, requiere pensar sistemas de iluminación de emergencia en caso de cortes de luz.
Las escaleras son elementos de comunicación fija entre los distintos niveles de un edificio o lugar. Son estructuras que según Primiano se pueden clasificar de la siguiente manera:
1. Según el material con que están construidas: escaleras de madera, de hierro, de piedra, de
mampostería, de hormigón armado, mixtas.
2. Según el destino o uso: escaleras principales, secundarias, de servicio, de sótano, etc.
3. Según su ubicación en el edificio: escaleras interiores o exteriores.
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GUÍA PRÁCTICA PARA EL DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN ARMADO
La presente guía muestra una metodología a seguir para el diseño de elementos de hormigón armado, mediante las consideraciones y exigencias establecidas en el código ACI-318 y conjuntamente con la NEC-SE-HM. Para lo cual se detallará dicho procedimiento mediante el análisis y diseño estructural utilizando un programa y su comparación con el diseño manual, aplicados al edificio mostrado a continuación.
1 Antecedentes:
Se diseñará un edificio destinado a vivienda de cuatro pisos, la última losa se propone para cubierta accesible. La edificación consta de tres vanos de 6 metros en ambas direcciones y una altura de entrepiso de 3.06 metros.
Las propiedades de los materiales que se emplearán en la estructura son los siguientes: resistencia
del hormigón f’c= 23.544 MPa = 240 kg/cm2, la fluencia del acero fy= 412.02 MPa.= 4200 kg/m2.
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ANÁLISIS Y DISEÑO DE ESCALERAS
Este estudio sobre el análisis y diseño de escaleras abarca una gama de tipos de escaleras que hemos creído conveniente estudiarlas detenidamente
Se ha optado por realizar este trabajo porque en nuestro medio no existe actualmente una buena bibliografría sobre este punto y las personas que tratan de profundizar más en el estudio de escaleras encuentran esta dificultad.
Asimismo, como se trata de una estructura my importante en el todo de una edificación su análisis debe ser realizado a conciencia, lo que permite dotar de seguridad a la estructura.
Por ello, todo trabajo de análisis y diseño de escaleras no debe detenerse en una simple exposición teórica sino que debe ir acompañada de ejemplos prácticos que ilustran los métodos de calculo para su mejor comprensión.
DISEÑO DE LOSAS ALIGERADAS
Las losas aligeradas son aquellas que forman vacíos en un patrón rectilíneo que aligera la carga muerta, debido al peso propio. Estas losas son más eficientes que las losas macizas ya que permiten tener espesores mayores sin aumentar el volumen de concreto con respecto a una losa maciza.
Podríamos decir que, ante una carga normal de viviendas u oficinas, las losas macizas son eficientes para luces pequeñas, las aligeradas en una dirección son económicas en luces intermedias de 3 a 6m, y las aligeradas en dos direcciones resultan ser más económicas para luces grandes.
BIBLIOTECA DE DETALLES CONSTRUCTIVOS METÁLICOS, DE HORMIGÓN Y MIXTOS
EAC: ESTRUCTURA METÁLICA. ENTREGAS A CIMENTACIÓN
EAG: ESTRUCTURA METÁLICA
CSL: LOSAS DE CIMENTACIÓN
CSZ: ZAPATAS DE CIMENTACIÓN
CCM: MUROS DE CONTENCIÓN
CCP: PANTALLAS
EHR: FORJADOS RETICULARES
EHU: FORJADOS UNIDIRECCIONALES
EHL: LOSAS MACIZAS
EHZ: ESCALERAS
EHI: RAMPAS
EDX: DETALLES ESPECIALES. PILARES. JÁCENAS
CIMENTACIONES Y PILOTAJE
(estructura vertical).
Los cimientos por tanto serán por lo general piezas de volumen considerable con respecto al volumen
de las piezas de la estructura. Se construyen en hormigón armado y en general se empleará hormigón de calidad relativamente baja ya que no resulta económicamente interesante el empleo de hormigones de resistencias mayores.
Para poder realizar una buena cimentación es necesario un conocimiento previo del terreno en el que
se va a construir la estructura. Aquí vamos a realizar una pequeña introducción sobre el suelo y la roca.
Los términos roca y suelo, tal como se usan en la ingeniería civil, implican una clara distinción entre
dos clases de materiales de cimentación. Se dice que roca es un agregado natural de granos minerales unidos por grandes y permanentes fuerzas de cohesión. Por otra parte, se considera que suelo es un agregado natural de granos minerales, con o sin componentes orgánicos, que pueden separarse por medios mecánicos comunes, tales como la agitación en el agua.
El ingeniero para preparar un proyecto debe saber cuáles son los materiales que están presentes y qué propiedades poseen, este conocimiento se adquiere, parcialmente, consultando libros, pero sobre todo, extrayendo, examinando y tal vez probando muestras que considere representativas de los materiales. En la ingeniería de las cimentaciones, la experiencia es un factor inapreciable.
La correcta clasificación de los materiales del subsuelo es un paso importante para cualquier trabajo de cimentación, porque proporciona los primeros datos sobre las experiencias que puedan anticiparse durante y después de la construcción. El detalle con el que se describen, prueban y valoran las muestras, depende del tipo de estructura que se va a construir, de consideraciones económicas, de la naturaleza de los suelos, y en cierto grado del método con el que se hace el muestreo. Las muestras deben describirse primero sobre la base de una inspección ocular, y de ciertas pruebas sencillas que pueden ejecutarse fácilmente tanto en el campo como en el laboratorio clasificando el material en uno de los grupos principales.
Las estructuras de cimentación son, con frecuencia, elementos tridimensionales, en ocasiones elementos lineales, por ejemplo las vigas de cimentación.
MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCIÓN - Losas, azoteas y cubiertas
DISEÑO SIMPLIFICADO DE CONCRETO REFORZADO
El concreto es un material que tiene muchas aplicaciones. En este capítulo se presentan algunas de las consideraciones necesarias para su uso como material estructural en la industrias de la construcción.
CURSO COMPLETO DE CIMENTACIONES
Propósito general del curso
Que el estudiante aplique los conocimientos requeridos para diseñar, seleccionar y construir la cimentación más adecuada para el tipo de obra civil considerada en los proyectos que ejecute en el ejercicio de su profesión.
Competencia (s) del curso
Diseñar, seleccionar y construir la cimentación de una obra de Ingeniería Civil, de acuerdo con sus características, mediante la aplicación de los reglamentos y las normas vigentes del sector y para el óptimo funcionamiento de la cimentación en función de la estructura y las condiciones de proyecto. Con actitud analítica, reflexiva, innovadora y de compromiso social.
Evidencia (s) de desempeño
Formular proyectos de diseño de cimentaciones, donde se integren las memorias de cálculo y los resultados de la elección de las cimentaciones, considerando la interacción suelo-cimentación-estructura y cumpliendo con la normatividad vigente.
MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES CON CSiBridge
PROBLEMA: Diseñar el puente viga simplemente apoyado de 12.00 m de longitud mostrado, de dos vías. Utilizar concreto f’c= 280 kg/cm2 y fy= 4200 kg/cm2. El vehículo usuario es HL-93.
RESISTENCIA DE MATERIALES - Ing. Genaro Delgado Contreras
Todo estudiante de Ingeniería se pregunta cuando inicia sus estudios universitarios; ¿a qué se dedica un ingeniero?, pregunta interesante, ya que de la respuesta; el joven sabrá lo que hará el resto de su vida.
Los libros de ingeniería dicen que todo ingeniero diseña, construye máquinas y edificios; y por este punto iniciaremos nuestra exposición, para entender el campo de la Mecánica y Resistencia de Materiales.
La primera pregunta que surge es ¿qué es diseñar? Diseñar es dimensionar, dar forma y determinar el tipo de material, y los tipos de apoyos de lo que queremos construir posteriormente.
La otra pregunta inmediata que surge es ¿Qué es una máquina? y ¿Qué es un edificio?, al respecto diremos, que toda máquina o edificio es una combinación de elementos unidos entre sí, para:
l.- SOPORTAR CARGAS
2.-TENER CAPACIDAD DE DEFORMARSE Y RECUPERAR SU FORMA.
3.-MANTENER SU POSICION ORIGINAL.
Es decir toda máquina y edificio debe tener RESISTENCIA, es decir capacidad de soportar cargas, además debe tener RIGIDEZ, capacidad de deformarse y recuperar su forma, y finalmente ESTABILIDAD, es decir capacidad de mantener su posición original.
Finalmente podemos concluir que toda máquina y edificio deben cumplir tres principios fundamentales de la Mecánica de Materiales, que son: RESISTENCIA, RIGIDEZ Y ESTABILIDAD.
Todo el diseño de máquinas y edificios se basa en la Mecánica y Resistencia de Materiales. Otra pregunta que se hará el estudiante es ¿cuál es la diferencia entre la Mecánica y Resistencia de Materiales?
Al respecto diremos que la Mecánica, analiza las fuerzas exteriores que actúan sobre una estructura; y la considera a ésta como un cuerpo rígido; capaz de soportar todas estas cargas, sin deformarse.
En cambio a la Resistencia de Materiales le interesa saber si la estructura tendrá la capacidad para soportar dichas cargas; teniendo que analizarse en este caso las fuerzas internas del cuerpo y su relación con las fuerzas exteriores que actúan en él.
La Resistencia de Materiales estudia y establece las relaciones entre las cargas exteriores aplicadas y sus efectos en el interior de los sólidos. No supone que los sólidos son rígidos, como en la Mecánica; sino que las deformaciones por pequeñas que sean tienen gran interés en nuestro análisis.
Otra pregunta que surge de la exposición es si una máquina o estructura soportan cargas, ¿qué es una carga y de que tipo son? A lo largo de la exposición iremos analizando los diferentes tipos de cargas que existen y sus efectos que ocasionan en las máquinas y edificios, pero a manera de introducción diremos que las cargas son fuerzas que actúan en un cuerpo y que cuando se les multiplica por su brazo de palanca se generan momentos.
Toda máquina o edificio estará sometida a fuerzas y momentos, y de acuerdo a como actúen en los elementos de las máquinas o estructuras generarán los siguientes efectos: AXIALES, CORTANTES, FLEXIONANTES y DE TORSIÓN.
Los efectos axiales y de corte son generados por fuerzas, los flexionantes y de torsión son generados por pares.
A continuación pasaremos a analizar los cuatro efectos que todo edifico o máquina tendrán, al ser sometidos a cargas o pares, según sea el caso.
EFECTOS AXIALES
Los efectos axiales aparecen cuando las fuerzas actúan en el centro de gravedad de la sección recta del elemento estructural y se desplazan a lo largo de su eje de simetría. Los efectos axiales pueden ser de tracción o de compresión. Los primeros generan alargamiento y los segundos acortamiento en los elementos.
EFECTOS DE CORTE
Los efectos de corte aparecen cuando las fuerzas actúan en la dirección de la sección recta del elemento. Son los componentes de la resistencia total al deslizamiento de la porción del elemento a un lado de la sección de exploración respecto de la otra porción.
EFECTOS DE FLEXION
Los efectos flexionantes aparecen cuando se aplican pares en el plano donde se encuentra el eje de simetría del elemento estructural. Dichos pares tratarán de curvar o flexar el elemento en el plano donde están actuando los pares. Este efecto genera tensiones normales de tracción y de compresión en las fibras que se encuentran a un lado y otro del eje neutro del elemento, asimismo también se generan
tensiones de corte debido a la flexión.
EFECTOS DE TORSION
Este efecto surge cuando actúan, dos pares iguales en magnitud, en la misma dirección pero en sentido contrario, perpendicularmente al eje del elemento estructural en análisis. Mas adelante veremos que estos efectos se pueden combinar entre si generando efectos combinados.
ANÁLISIS Y DISEÑO DE PUENTES DE CONCRETO ARMADO Tomo I
Esta modesta obra presenta una recopilación más o menos completa de los distintos aspectos relativos al diseño de los puentes de concreto armado, hecha por los alumnos del ACI-UNI , de acuerdo al curso que dicto en la FIC-UNI desde hace ya mas de diez años.
La presente publicación constituye el tomo I de una serie de cuatro (4) publicaciones planeadas por el ACI-UNI sobre el diseño estructural de puentes de concreto armado, tomo I , concreto presforzado, tomo II, Acero, tomo III y por último una introducción al diseño de los puentes suspendidos (colgantes y atirantados) tomo IV.
El libro ha sido editado con la intención de ofrecer los conceptos fundamentales del diseño estructural de puentes de concreto armado muy utilizados en nuestro país. Creemos que el contenido de este libro será útil a los estudiantes e ingenieros que tienen poca o ninguna experiencia en el diseño de puentes así como para aquellos que incluyen dentro de su práctica profesional el diseño ocasional de puentes.
Se presenta el método LRFD en sus distintas aplicaciones al diseño de un puente: superestructuras, subestructuras, aparatos de apoyo, diseño sismorresistente y complementariamente Líneas de Influencia e Hidráulica de Puentes. Siendo este método LRFD el considerado en el «Manual de diseño de Puentes» del MTC su utilización tiene las características de mandatoria.
Seguramente a pesar del cuidado puesto en la revisión de los contenidos hemos incurrido en errores por lo cual le rogamos a los lectores y usuarios nos enriquezcan con sus comentarios y críticas; los mismos que serán muy apreciados.
Para terminar quiero agradecer en forma especial a los siguientes alumnos: Eduardo Aliaga, Víctor Alegre, quienes estuvieron a cargo de organizar al grupo del ACI-UNI que edito el presente libro , así mismo expresar mi profunda satisfacción luego de estos más de 10 años; en el dictado del curso de Puentes en el Departamento Académico de Estructuras de la FIC-UNI al cual fui invitado en el año 1996 por las autoridades de entonces.
MUROS DE CONTENCIÓN Y MUROS DE SÓTANO - J. Calavera
Agotada en un plazo muy breve la primera edición de este libro, al preparar esta segunda, he mantenido su plantearnieto general, si bien introduciendo algunas modificaciones y ampliaciones. En particular, toda la documentación, incluso los gráficos y tablas de cálculo y las siete colecciones de muros ya calculados, ha sido revisada de acuerdo con la Instrucción EH-88.
En el apartado 6.3.2, correspondiente al dimensionamiento de la puntera, he tratado el tema de la diferencia entre mayorar los esfuerzos o los empujes, tema importante que he tratado con más amplitud en otro trabajo que allí cito.
El el Capítulo ll se han añadido dos ejemplos, que clarifican el cálculo de esfuerzos en pantallas en voladizo y con apoyos, respectivamente. También el Capítulo 12 ha experimentado algunas adiciones correspondientes a nuevas soluciones de muros prefabricados.
DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO - Tomo II
La presente publicación es el complemento del libro Diseño de estructuras de concreto armado Tomo I, es un compendio actualizado de acuerdo con el reglamento ACI-2011 y contiene múltiple información utilizada durante los años en el que autor ejerció la docencia a nivel pre y posgrado, tanto en el Perú como en otros países de Europa y América, así como su participación en numerosas obras con estructuras de concreto armado en diversos países.
MANUAL DE DISEÑO DE LOSAS DE CONCRETO ARMADO
Las losas son elementos estructurales bidimensionales, en los que la tercera dimensión es pequeña comparada con las otras dos dimensiones básicas. Las cargas que actúan sobre las losas son esencialmente perpendiculares al plano principal de las mismas, por lo que su comportamiento está dominado por la flexión.
Las losas pueden estar soportadas perimetral e interiormente por vigas monolíticas de mayor peralte, por vigas de otros materiales independientes o integradas a la losa; o soportadas por muros de concreto , muros de mampostería o muros de otro material, en cuyo caso se las llama Losas Sustentadas sobre Vigas o Losas Sustentadas sobre Muros, respectivamente.
Las losas pueden sustentarse directamente sobre las columnas, llamándose en este caso Losas Planas, que en su forma tradicional no son adecuadas para zonas de alto riesgo sísmico como las existentes en nuestro país, pues no disponen de capacidad resistente suficiente para incursionar dentro del rango inelástico de comportamiento de los materiales, con lo que se limita considerablemente su ductilidad. Pueden utilizarse capiteles y ábacos para mejorar la integración de las losas planas con las columnas, y para mejorar la resistencia de las losas al punzonamiento.
Las losas pueden sustentarse directamente sobre las columnas, llamándose en este caso Losas Planas, que en su forma tradicional no son adecuadas para zonas de alto riesgo sísmico como las existentes en nuestro país, pues no disponen de capacidad resistente suficiente para incursionar dentro del rango inelástico de comportamiento de los materiales, con lo que se limita considerablemente su ductilidad. Pueden utilizarse capiteles y ábacos para mejorar la integración de las losas planas con las columnas, y para mejorar la resistencia de las losas al punzonamiento.
ANÁLISIS, DISEÑO Y PROCESO CONSTRUCTIVO DE UN PUENTE DE HASTA 15m
El análisis y desarrollo de un procedimiento a modo de recomendación para el diseño de un puente es de suma importancia, ya que nos permite de manera adecuada brindar una perspectiva clara y ejemplificada con la cual se pueda contar como referencia a la hora de desarrollar este tipo de obras, además se analizan y toman en cuenta variables que no se conciben de forma clara a la hora de razonar el diseño de este tipo de estructura.
A través de la investigación y el desarrollo del trabajo se genera una imagen generalizada en cuanto a variables y factores a tomar en cuenta para un diseño óptimo y competente, desde una perspectiva hidráulica, geológica geotécnica y estructural, lo cual facilita al ingeniero el visualizar todo el conglomerado de elementos que se deben estimar para la construcción de un puente.
En sí el desarrollo del trabajo permite partir de conceptos claros y referenciados con los cuales se pueda plantear el diseño y levantamiento de este tipo de obra. Aunque esta claro la variabilidad constructiva que presentan los puentes de acuerdo al tipo de estructura y entorno, es importante rescatar que los estudios básicos que conllevan son los mismos.
Con el estudio y el diseño en particular del puente Veracruz, este ubicado en la ruta que va de Las Juntas de Pacuar en Pérez Zeledón a Terraba de Buenos Aires y sobre la quebrada del mismo nombre, se busca como objetivo primordial generar un punto de partida para la mejora y restructuración de los puentes que se encuentran en todas aquellas zonas influenciadas por el PH El Diquis, logrando un aporte a las comunidades aledañas tanto en la mejora de accesos como en la movilidad ciudadana.
Además se busca generar información en un área que se encuentra descuidada y en la cual los proyectos se desarrollan sin una investigación seria y minuciosa previa a su construcción, ejemplificándose en la cotidianeidad del país y los problemas continuos en este tema. Agradezco al personal del Instituto Costarricense de Electricidad específicamente a los que laboran en el Proyecto Hidroeléctrico el Diquis por el trato recibido, junto con las facilidades tanto de información como de servicios (pruebas de laboratorio, hospedaje, etc.) que me brindaron para llevar a cabo este proyecto, además a los profesores/as de la escuela de Ingeniería en Construcción que me han educado, apoyado y que me han permitido estar aquí y poder desarrollar este trabajo.
Agradezco a Dios, a mis amigos, hermanas, hermano y a todos aquellos que me han brindado su apoyo incondicional en todo momento, especialmente en los difíciles. Pero sobretodo agradezco a mi madre por inculcarme los valores humanos de honradez, respeto, amor por la vida y de valentía ante las adversidades, siendo lo mas importante y valioso en mi vida.
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