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UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL DE SAN AGUSTIN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: DISEÑO EN ACERO Y MADERA DISEÑO DE EDIFICIO EN ACERO INTEGRANTES:
CHOQUE SUCASACA, JOHANNY FERNANDO CAHUANA AYALA JERSON CACERES VILCA, GIANMARCO PERCY HUILLCAÑAHUI TACO IVAN
DOCENTE: ING. FIDEL COPA GRUPO: “B”
AREQUIPA - PERU
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I.
OBJETIVOS
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Diseñar una edificación edificación de acero por los métodos de LRFD y ASD, teniendo en cuenta las diferentes variables de las que dependerá nuestro diseño, como las cargas sísmicas, cargas muertas y vivas. Aprender a realizar cálculos de esfuerzos con sus diagramas y analizar que nos dice el programa respecto a nuestro análisis en la estructura mediante programas por computadora como ETABS. Aprender a modelar geométricamente e interpretar los resultados que nos arroja ETABS y comprobar nuestro diseño de acero.
INDICE
I.
OBJETIVOS ................................................................................................................. ........................................................................... ...................................... 2
II. EDIFICIO DE ACERO ............................................................................................... 4 A.
DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA: .......................................................... 4
B.
ESPECIFICACIONES .......................................................................................... 5 1.
Dimensiones de la estructura ........................................................................... 5
2.
Materiales ..................................................... ......................................................................................................... ....................................................... ... 5
3.
Conexiones .......................................................................................................... .................................................................... ...................................... 5
4.
Diseños y Normas Nor mas ................................................ ............................................................................................... ............................................... 6
III.
METRADO DE CARGAS .................................................. ........................................................................................ ...................................... 6
A.
CARGAS DE DISEÑO PARA LA ESTRUCTURA .......................................... ............. ............................. 6
B.
DIMENSIONAMIENTO DE LA PLACA COLABORANTE .......................... 7
IV.
ANALISIS ESTRUCTURAL ................................................................................... ....................................................................... ............ 8
A.
CASOS DE CARGA ESTÁTICA ........................................................................ .......................... .............................................. 9
B.
ANÁLISIS DINÁMICO DI NÁMICO .................................................. ...................................................................................... .................................... 10
C.
RESULTADOS .................................................................................................... ................................................................ .................................... 14
V. DISEÑO DE ELEMENTOS .................................................. ...................................................................................... .................................... 17 VI.
CONCLUSIONES ........................................................................................... ........ 18
VII. ANEXOS .................................................................................................................. 18
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II.
EDIFICIO DE ACERO A.
DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA:
La estructura estará conformada por: Columnas
W14x82
Vigas principales (TRABES) y perimetrales:
W16x50 y W18X58
Viguetas
W10x49
Arriostres
W 8x58
Revestidas de Dry Wall para contribuir a su protección c ontra el fuego. Colocaremos arriostres arriostres diagonales en la estructura estructura debido a que la ciudad de Arequipa es altamente sísmica se considerará este factor importante en el Análisis Estructural Estático El sistema de entrepiso entrepiso (apoyado en vigas secundarias) estará estará conformado por un sistema mixto: -Losa de concreto. -Placa de acero, losas colaborantes de Acero Deck. Esta tendrá una sobrecarga de 250 kg/cm². La mayoría de las zapatas serán aisladas
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B.
ESPECIFICACIONES 1. Dimensiones de la estructura
Tendrá un largo de 32 m esta tendrá 4 bahías cada una con 8m de ancho y sobre el centro se coloran 2 arriostres arriostres excéntricos, a la la vez tendrá un ancho de 18 m con 3 bahías de 6m sobre el centro de estas habrá arriostres. y esta edificación tendrá 5 niveles de altura cada una de las alturas de los pisos será de 3.50m.
2.
Materiales
Perfiles estructurales, anclas, conectores
ASTM A36
conexiones de la estructura
ASTM A325N
Pernos de anclaje
ASTM A 490
Laminada Steel-Deck
ASTM A653
Soldadura de taller
ASTM A36
Soldadura de campo
ASTM A36
Acero de Refuerzo
ASTM A-185-56
Concreto
3.
Conexiones
En la Figura se presentan tres conexiones típicas que se usan frecuentemente en la práctica aplicables a nudos formados trabes y columnas en edificios de acero. Las conexiones se harán de forma semirrígida, los extremos de la viga estarán conectados a la columna solamente a cortante.
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4.
Diseños y Normas
Tipo de diseño será a la rotura, tanto en el edificio edificio como en la estructura de acero, sistemas sistemas de entrepiso y demás.
Estructura de acero
Soldadura
Tornillos
III.
AISC AWS ASTM-AISC
REGLAMENTA NACIONAL DE EDIFICACIONES E020 o Norma Peruana de Cargas o Norma Peruana de diseño sismo resistente E030 Suelos y cimentaciones E050 o o Concreto Armado E060
METRADO DE CARGAS A. CARGAS DE DISEÑO PARA LA ESTRUCTURA
A) CARGA MUERTA Son cargas permanentes de los elementos de la estructura. Por ejemplo el peso de d e las vigas, columnas, de los arriostres, losas y otras.
B) CARGA VIVA Son todas las cargas que varían en el tiempo ejemplo: en oficinas es250 kg/cm²
C) CARGA DE VIENTO Son todas aquellas cargas que se manifiestan como presiones y succiones.
D) CARGAS DE SISMO Estás cargas están en relación a su masa y elevación a partir del suelo así como a la la aceleración del terreno y la capacidad para disipar energía de la estructura. Se puede determinar cómo fuerzas estáticas horizontales aplicadas a las masas de las estructuras.
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B.
DIMENSIONAMIENTO DE LA PLACA COLABORANTE
Dado que utilizaremos una losa colaborante, el principal parámetro para el dimensionamiento será la longitud del paño. El pe ralte de la losa se obtiene a través de las tablas de los distintos proveedores presentes en el mercado, en nuestro caso usamos losas colaborantes de Acero Deck. Otro factor a considerar en la selección de la losa es la sobrecarga actuante, la sobrecarga es de 250Kg/m2.
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IV.
ANALISIS ESTRUCTURAL
El análisis estructural del edificio se hizo con el software de modela ción de estructuras que es el programa ETABS 2013 en el cual se introdujo la edificación:
ELEVACION FRONTAL DE EDIFICACION
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ELEVACION LATERAL DE EDIFICACION Se definió que las losas actuaran como diafragmas rígidos, se introdujo las cargas de diseño en la edificación
A.
CASOS DE CARGA ESTÁTICA
Se reducirá la carga en la azotea LIVE AZOTEA, tal como está previsto en la normatividad (E030) para el análisis estático se considera un 50% de carga viva actuante en todos los pisos.
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B.
ANÁLISIS DINÁMICO
SX (SISMO (SISMO EN X): Que significa significa una carga de sismo (QUAKE) en la dirección x con una excentricidad positiva de 5%. En la parte de Auto Lateral Load elegimos Usser coefficient pues nosotros ingresaremos los valores de la aceleración. Utilizaremos hoja de Excel para determinar el espectro:
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Definimos el parámetro de sitio según norma E030 tenemos que pertenecemos a la zona sísmica 3(Arequipa):
La condicion geotecnica del suelo es tipo S2 sera un SUELOS INTERMEDIOS.
Categoría de la edificación será tipo C ya que estas son oficinas Configuración estructural: regular En cuanto al sistema estructural este será de acero excentricos Al haber ingresado los datos generaremos el espectro Los datos obtenidos los exportamos en un archivo tipo texto y lo digitamos en el etabs 2013
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Para definir los casos de espectro de respuesta llamaremos SX tipo EARTHQUAKE en la dirección especificada.
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Definimos los combos:
Se asignara diafragma rígido en cada nivel niv el Realizamos el análisis respectivo
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C. RESULTADOS DEFORMADA DE ESTRUCTURA
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DIAGRAMA DE MOMENTOS FLECTORES
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DIAGRAMA DE FUERZAS CORTANTES
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V.
DISEÑO DE ELEMENTOS
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VI.
CONCLUSIONES Para el diseño de elementos por el método LRFD el manual de diseño en acero del AISC, se deben de tomar varias consideraciones en cuenta para lo que son las cargas, más que todo se debe de hacer un análisis riguroso de los elementos ante cargas sísmicas.
Para realizar los pre diseños, se considero unos elementos de acero que nos determinabas aproximadamente cuales iban a hacer los valores de esfuerzos a los que estarían sometidos nuestros elementos y con eso se podría determinar aproximadamente ya el diseño
Para realizar los diseños, se consideró que las vigas debían de cumplir los requisitos de ser lo más ligeras posibles, pero que estén en la capacidad de soportar los esfuerzos a los que estaban sometidos.
El uso de las tablas de diseño del AISC fue de gran ayuda para el análisis de los elementos, pues esta dotaba de valores de capacidad de los diferentes elementos, asi también como sus propiedades geométricas y físicas.
Para el diseño de los elementos se tienes que d eterminar muchos aspectos que muchas veces tiene que ver con el análisis por aspectos sísmicos.
VII.
ANEXOS Planos de plantas. Planos de elevación.
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