República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Defensa Ministerio del Poder Popular para La Educación Universitaria Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Vicerrectorado de Asuntos Sociales y Participación Ciudadana Dirección Nacional de Extensión División de Servicio Comunitario Acesoria para la elaboración del proyecto de construcción de la casa comunal, dirigido al consejo comunal Buenos Aires A-1 del sector Buenos Aires, Municipio Peñalver Tutor Académico: Prestadores de Servicio: Oscar Alvares Díaz Jeannelly C.I. 20.600.317 C.I. 3.976.733 Telf: 0414-783-1787
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República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Defensa
Ministerio del Poder Popular para La Educación UniversitariaUniversidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada
Vicerrectorado de Asuntos Sociales y Participación CiudadanaDirección Nacional de Extensión
División de Servicio Comunitario
Acesoria para la elaboración del proyecto de construcción de la casa comunal, dirigido al consejo comunal Buenos Aires A-1 del sector Buenos
El presente desarrollo está enfocado en el buen uso de las normas covenin para la construcciones de concreto y acero estructural, análisis y cálculos en conformidad al conocimiento ingeniero- teórico. Es importante mencionar y dejar en total claridad que el diseño, calculo y planos arquitectónicos y estructurales están prestos a mejoras y sugerencias, si así lo requiera, de ingenieros civiles y profesores, y solamente se podrá modificar con el debido consentimiento de los prestadores del servicio social comunitario o de la UNEFA ya que ellos fueron los creadores del proyecto y conocen a fondo el paso a paso del diseño. Los diseños que no aparezcan en este desarrollo están plasmados directamente en los planos. Las partidas solo se mencionan, mas no se realizó evaluación de costo de obra por motivos de los constantes cambios en presupuestos de materiales constructivos; mas se deja en la bibliografía el software utilizado para el presupuesto de las partidas.
Los integrantes hacen entrega oficial de una copia este servicio social comunitario al consejo comunal de Buenos Aires A1 habiendo cumplido las 120 horas programadas que aparecen en la Ley del servicio comunitario para estudiantes de educación superior en su artículo 7 y 8 y, en el artículo 13 de nuestra constitución de la República Bolivariana de Venezuela, a manera de que este le sirva como guía o ejemplo para una futura realización de esta casa comunal. La Universidad Nacional Experimental de la Fuerzas Armadas (UNEFA) núcleo Anzoátegui- extensión Puerto Piritu queda con las carpetas originales por lo cual dicho proyecto pasa a ser propiedad de esta institución universitaria.
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Índice
Pág.
Cubierta 4
Diseño de correa 12
Diseño de Vigas 17
Diseño de columnas 19
Diseño de ménsula cumbrera 21
Determinación de cantidad de bloques de concreto 23
Volumen de mortero para juntas de bloques 26
Mortero para friso ò enfoscado 29
Calculo de volúmenes de concreto requerido para la losa de fundación. 31
Bibliografía 39
Nota: Los Planos arquitectónicos están anexados en la misma carpeta del proyecto al igual que las partidas de construcción.
.
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Cubierta Arquitectónica galvanizada
Como se elaboro el cálculo de pendientes y longitudes de cubiertas
La tabla 1 muestra la relación entre la pendiente en porcentaje y la inclinación en grados. También se establece el factor f que permite determinar la longitud real de la cubierta L al ser multiplicado por la longitud horizontal X de la misma. Recuerde incluir la longitud de la teja que sobresale de la estructura o que vuela sobre la canal.
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Tabla 1
Pendiente por porcentaje
L= 5,4 m (con margen de 5 cm)
A= 17 cm (con margen de 0,5 cm)
H= 0,5 cm
(%) = Hx ∗100 = 0.54.8
=10.42 10%
∝=5,71 ° f = 1.0050 Lr= 4,8 * 1,0050 = 4,824 m
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Elaboración de un despiece de cubierta
Para cubrir una longitud L se utilizan combinaciones de las diferentes longitudes de teja disponibles. La tabla que se muestra a continuación facilita la escogencia del número de tejas y su longitud para cubrir una dimensión específica. La tabla supone traslapos de 15cm entre tejas.
Si L es menor que la longitud de una cubierta, se utiliza una sola unidad, de lo contrario es necesario utilizar varias unidades y traslapos longitudinales.
Tabla 2
Para calcular la cantidad de tejas en el ancho de la cubierta, se divide el ancho a cubrir por el ancho útil de la teja.
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Por la tabla 2 se obtiene el despiece de un agua. La longitud de la pendiente de es de 4,824 mas usaremos una ligeramente mayor. En la tabla nos da un resultado de:
5,95 = 1 2.44 m
1 3.66 m
Ancho útil 0,73 m
Despiece 17m
0.73m=23,28 24un
Basaremos el calculo en una cubierta calibre 24 (0,60 mm) con una luz mínima de 1,60 m en cubierta según tabla 6.
Se necesitan para cubrir un agua:
-24 unidades de 2.44m
-24 unidades de 3.66m
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Cubierta Arquitectónica
La versatilidad de esta cubierta la hace un producto de primera necesidad en todo tipo de construcciones. Se recomienda su utilización en obras donde se manejen luces cortas y que requieran acabados altamente decorativos. Para fachadas y cerramientos de obra proporciona un acabado superior al de los cerramientos tradicionales.
Para proyectos especiales, se puede fabricar en longitudes diferentes a las comerciales, que van desde 1.70m hasta 12.0m.
Máxima separación entre correas recomendada: 1.70m
Pendiente mínima sin traslapo longitudinal: 6%
Pendiente mínima con traslapo longitudinal: 15%
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Tabla 3
Tabla 4
Previo a la instalación de cualquier tipo de cubierta, es necesario realizar la verificación de las condiciones de la estructura. Cualquier desviación que se presente en la estructura será reflejada por la cubierta o fachada que se coloque sobre ella.
1. Verificar la distancia entre las correas de cumbrera. Esta distancia no debe ser mayor a 30cm para que el caballete funcione adecuadamente.
(Gráfica 17)
2. Verificar la separación entre correas. La distancia entre correas S, debe ser menor a la máxima recomendada de acuerdo a la siguiente información. (Gráfica 18)
Arquitectonica S= 1.70 m
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3. Verificar el alineamiento y nivel de las correas. La parte superior de todas las correas debe conservar una sola línea, que describa la pendiente de la cubierta o la línea de la fachada. (Gráfica 19)
4. Verificar la perpendicularidad de la estructura. Los elementos principales y secundarios deben describir un ángulo de 90° entre si. Para esto se puede tomar una medición a 3m, 4m y 5m y se forma un triángulo según la figura. El ángulo formado entre los lados de medida 3m y 4m es de 90°. (Gráfica 20)
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Tabla 5
Tabla 6
Área del agua de la cubierta
5,4 m * 17 m = 91,8 m2 x 2 = 183,6 m2 área total de la cubierta
Peso de la cubierta (1 agua)
2,44 m + 3,66 m = 6,1 m
10,26 kg + 15,38 kg = 25,64 kg x 24 un = 615,36 kg
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Peso de la cubierta ( 1 agua)
2,44 m + 3,66m = 6,1 m
10,26 kg + 15,38 kg = 25,64 kg x 24 un = 615,36 kg
615,36 Kg 615,36 kg
1230,72 kg
Esquematización del pórtico de acero.
Correas
Distribución de las correas
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4m x 1m = 4 m2 x 5.62 kgm2=22,48 kg
Carga lineal
X * 4m = 22,48 kg
X= 5,62 kgm
5.62 kgm
Datos en viguetas (correas)
Wv=112 kgmviento
W m=5,62 kgmcuvierta
Wt=117,62 kgm
fy=2500 kgcm2
Para ASD
Mmax=117,62 kg
mx 42
8=235,24 kg−m
Mmax=235,24kh−mx 100cm1m
¿23524 kg−cm
Zxx≥Max∗Ωbfy
=2324 kg−cm x1,67
2500 kgcm2
=¿
Zxx≥15,71cm3
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Nota: ∅ b=0.90 (LRFD )Ωb=1.67( ASD)
Para LRFD:
Wt=1,2 (5,62 )+1,6 (112)=185,94 kgm
Mmax=185,94 kg /m∗4m2
8=371,88 kg−m
Zxx= Mt∅ b∗fy
=371,88∗100 kg−cm
0,9∗2500 kgcm2
=16,52cm3
Zxx≥16,52cm3
Con este resultado ubicamos en la tabla 7 del catalogo de perfiles de Sidetur un perfil con el valor inmediato superior al obtenido.
Para las secciones laminadas debe comprender entre ∝=1,09 1,20
Mt=Mp=Zx∗fy ≤1,5My
Mp=Zx∗fy=39,4 cm3∗2500 kgcm2 =98500 kg−cm
My=Sx∗fy=34,2 cm3∗2500 kgcm2 =85500kg−cm
1,5My=1,5 (85500 kg−cm )=128250 kg−cm
Mp≤1,5My→si cumple
Verificación por flexión máxima (flecha)
∆=5∗Wcv∗L4
384∗E∗Ix
La flexión máxima no debe exceder:
∆ adm=L(cm)240
=400240
=1,67cm→rigido
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∆=5∗1,17 kg
cm∗(400 cm)4
384∗2,1x 106 kgcm2∗784 cm4
=2,3813 cm→nocumple
IPN 100
∆=5∗1,17 kg
cm∗(400 cm)4
384∗2,1x 106 kgcm2∗171 cm4
=1,0918cm→si cumple
En conclusión, para una viga rígida con ∆ adm= L240 se debe usar un perfil IPN 100
como mínimo que permite la rigidez recomendada por la norma venezolana Covenin 1618-1998 “Estructuras de acero para edificaciones método de los estados limites”
Tabla 8
Como ∆>∆adm se debe el elegir un perfil mayor.
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Tabla 9
Diseño de Vigas
Cv viento=112 kgcm2 Pp cubierta=5,62 kg
m2 Pp correas IPN 100=8,34 kgfm
Análisis de cargas por área tributaria.
Cv viento= (4m∗4,8m )∗112 kgm2=2150,4 kg
Ppcubierta=(4m∗4,8m )∗5,62 kgm2 =107,9 kg
Pp vigas IPN100=(7∗4m)∗8,34 kgm
=233,52 kg
TotalCp=107,9kg+233,52 kg=341,42 kg
En carga distribuida
x kgm
∗4,8m=341,42 kg→totalCp=71,12 kgm
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x kgm
∗4,8=2150,4 kg→totalCv=448 kgm
Factorización de carga: Mayorado Wu.
Wu=1.2Cp+1,6Cv
Wu=1'2∗(71,12 kgm )+1,6∗(448 kg
m )=802,14 kgm
Determinación de Mux, Muy.
Muy=Wu cosα∗L2
8=798,15∗4,8m2
8=2298,7Kg−m→Muy=2298,7 kg−m
Mux=Wusin∝∗L2
8=79,8∗4,8m2
8=229,84 kg−m→Mux=229,84 kg−m
Se usa el momento mayorado normal a la viga: Muy=2298,7 kg−m
Se calcula Zxx.
Zxx=Muy∅ fy→Zxx=
2298,7∗100 kgcm
0.9∗2500 kgcm2
=102,16cm3
Se calcula Sxx:
Sxxr eq≥ Muσadm →σadm=0,72 fy=0,72∗2500 kg
cm2 =1800 kgcm2
σmax=Ms
Entonces: Sxreq≥ 2298,7∗100 kg−cm
1800 kgcm2
=127,7 cm3
Para escoger el perfil requerido para la viga usaremos que cumple con los resultados del cálculo tenemos: IPE 180 →Sx=146 cm3→Ix=1317 cm4
Comprobación por rigidez: flecha máxima:
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fmax=5∗Wct∗L4
384 EIx≤ L
240
La carga Wct de servicio que se usara es Wct=Cp+Cv=71,12+448=519,12 Kgm
fmax=5∗5,1912 kg
cm∗(480 cm)4
384∗(2,1∗10¿¿6)∗1317cm4=1,297 cm¿
L240
=480240
=2cm
Así que: fmax≤ L240→1,3≤2cm→si cumple
Un dato más que nos indica la funcionabilidad correcta de la viga IPE 180 es la siguiente tabla:
Calculo de columnas
∑ peso quesoportan las columnas .
pesocubierta=5,62 kgm2∗183,6m2=1031,83 kg
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Pesoviguetas IPN 180=8,34 kgfm
∗(14∗17m )=1984,92 kg
Peso IPE180=18,8 kgm
∗(5∗10,6m )=996,4 kg
∑ Pesos=4013,15Kg→Peso soportado por todaslas columnas .
Peso por columna por área tributaria:
X kgm2∗183,6m2=21,858 kg
m2
Carga por columna (usando área tributaria mayor que corresponde a las columnas laterales intermedias):
4m∗5,4m=21,6m2→entonces21,6m2∗21,858 kgm2=472,132 kg
Confirmación por detalle:
correas→4m∗7∗8,34 kgm
=233,52 kg
Viga→5,4m∗18,8 kgm
=101,52 kg
Cubierta→4m∗5,4m∗5,62 kgm2=121,392 kg
∑ p . correas+ p . vigas+ p . cibierta=456,432 kg≅ 472,132 kg→correcto
Cada columna se le atribuirá 472,132 kg por el área tributaria.
Nota: si se considera la carga del viento Cv= 20563,2 kg sobre toda la cubierta, para vientos de 40 Km/h con una presión de 112 kg/m2 el efecto seria de 33,6 tn que soportarían las columnas.
Cv=4m∗5,4mm∗112 kgm2 =2419,2 kg
Cp=1,2∗(472,132 kg )+1,4∗(2419,2kg )=3953,43 kg
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Elección de la columna o pilar: por la tabla 2-35 del catalogo UAHE-2001 y piezas sometidas a compresión.
Se selecciono para las columnas el perfil IPE 180 por simetría con las vigas de carga de la cubierta.
Ménsulas
Tracción en ménsulas cumbrera
Ménsulas en columnas.
pesocuvierta=5,62 kgm2∗4,83m∗17m=461,458 kg
353,23 kg 353,23 kg
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peso IPN 100=8,34 kgfm
∗6∗17m=850,68 kg
peso IPE180=18,8 kgm
∗5∗4,83m=454,02 kg
∑ 1766,158kg
Este resultado corresponde a la carga por agua de la cubierta sobre las ménsulas de unión a las columnas. Dividiendo este resultado entre cinco cada ménsula soportara 353,23 kg
Tracción en ménsula de cumbrera
Con la ménsula se transmite la carga a los extremos en forma vertical sobre las columnas. La tracción que soporta la ménsula de cubierta es de 351,47 kgf.
Nota: cada carga aplicada solamente en las ménsulas no en las columnas ya que las
columnas soportan mayor carga por tener mayor área tributaria por causa de las aristas.
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Determinación de cantidad de bloques de concreto
Cb= A(L+Jh )∗(H+Jv )
A=área a cubrir
L=longitud del bloque o ladrillo
Jh= espesor de junta horizontal
H= altura del bloque o ladrillo
Jv= espesor de junta vertical
Paredes con bloque 15 cm.
24
50m2+9m2+11m2+24m2+20m2=114m2→enbloques de15cm
Paredes con bloques de 10cm
(9,2m+4,8m )∗2,6m=36m2
0,8∗2,1∗2=3m2
2∗2,1=4m2
36m2−( 4m2+3m2 )=29m2→areaenbloquesde10 cm
Bloque 15
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Cb= 114m2
(0,40m+0,01m)∗(0,20m+0,01m)= 114m2
0,086m2 =1325Bloques
Bloque 10
Cb= 29m2
(0,40m+0,01m)∗(0,20m+0,01m)= 29m2
0,086m2 =337Bloques
BLOQUE DE CONCRETO LIGERO
MEDIDAS APROXIMADAS:
10 X 20 X 40 - 3H
15 X 20 X 40 - 3H
TIPO DE MATERIAL: Concreto Ligero.
PESO APROXIMADO (Kgs):
10 X 20 X 40 - 3H / 5 Kg
15 X 20 X 40 - 3H / 7 Kg
RENDIMIENTO APROXIMADO (M2): 12 m2.
USOS:
10 X 20 X 40 - 3H: Para Pared Interna Preferiblemente. Usado en Edificaciones Altas. Excelente Ahorro en Friso.
15 X 20 X 40 - 3H: Para Pared Externa Preferiblemente. Usado en Edificaciones Altas. Excelente Ahorro en Friso.
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NOTAS: 3H significa. 3 Huecos // H significa: Altura del producto // El concreto ligero se logra con Agregado ALIVEN // La Resistencia a la flexión de las placas y bovedillas supera la norma Covenim establecida //La Resistencia a la compresión de nuestros bloques supera los 10 kg/cm2
Volumen de mortero para juntas de bloques
V mo=V mu−V bl
V mo=Volumende mortero
V mu=Volumende muro
V bl=Volumende bloque
V bl=Vlumen del bloque∗numero debloques
Mortero en pared bloque 15
V mu=114m2∗0,15m=17m3
V bl=0,012m3∗1325=16m3
V mo=17m3−16m3=1m3
Mortero en pared bloque 10
V mu=29m2∗0,10m=3m3
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V bl=0,008m3∗337=2,7m3
V mo=2,8m3−2,7m3=0,3m3
Con las siguientes tablas se realizara la equivalencia de cantidades de materiales necesarios para las paredes de 15cm y 10cm.
28
Tabla 10
29
Tabla 11
Volumen de mortero 1,3m3
La tabla 10 nos muestra los usos comunes de los morteros, se utilizará la proporción 1:4 para realización de las paredes (tabiques de rasilla).
De la tabla 11 la cantidad de materiales a utilizar por metro cubico.
Por lo cual para 1,3m3 de mortero de utilizara 11 sacos de cemento, 1,352 metros cúbicos de arena y 0,338 metros cúbicos de agua (338 litros de agua).
Mortero para friso ò enfoscado
Área a frisar 114m2+29m2=143m2∗2=286m2 →espesor de1cm
2,9m3de mortero1:3 parael friso de todaslas paredes .
2,9m3∗10,3=30 sacos decementode 42,5kilos
2,9m3∗0,970=2,8m3de arena
2,9m3∗0,260= 0,754m3
0,001Lts=754 litrosde agua
.
30
Plano De losa de fundación. Plano E-1
Plano de zanja como parte de la losa. Plano E-2.
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Calculo de volúmenes de concreto requerido para la losa de fundación.
Se dividirá la losa en 2 partes, la primera ubicada a un nivel menor a 0,00 m del terreno y a la parte por encima de 0.00 del nivel del terreno, Como muestra el plano de detalle de losa de fundación.
En el siguiente plano se muestra con rayas el área para la excavación de zanja nivel ¿0,00del terreno.
Área total 73m2, sin incluir figura triangular.
Volumen de concreto para espesor de 0.35 m.
V=25,5m3
Volumen de figura triangular 0,30m∗0,35m
2=0.0525m2∗54m=2.8m3
Volumen total 28,5m3concreto en zanja.
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Área de losa ¿ 0,00 del nivel del terreno, espesor 0,15 m.
Total de área 220,3m2→200,3m2∗0,15m=33m3
Volumen de concreto 33m3
Resumen: el total de concreto
210 kgcm2 requerido para lalosa de fundaciones de61,5m3
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La siguiente tabla es extraída de la norma covenin 1953:87 y muestra los recubrimientos mínimos para elementos de concreto.
Tabla 7.7.1
Electricidad
Anexos
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35
36
37
38
Bibliografía
Catalogo de productos y tablas de diseño de SIDETUR.
39
Covenin 1753:2006 Proyecto y construcción de obras en concreto estructural. fondonorma (1ra Revisión).
Covenin 1953:87 Estructuras de concreto armado para edificaciones análisis y diseño.
Especificación ANSI/AISC 360-10 para construcciones de acero. Edición Alacero.
Aplicación de la norma LRFD (método de los estados límites) para el diseño de miembros estructurales de acero. Profesora: Ing. Zulay Rosendo de Mora MSc. Ingeniería Estructural.
Covenin 1618:1998 estructuras de acero para edificaciones. método de los estados límites (1ra Revisión).
Guía el acero hoy. Miembros a flexión GERDAU CORSA.
PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS. Facultad de Arquitectura y Diseño febrero 2013 Sistemas Estructurales 20 Universidad de Los Andes, Venezuela. 1 Prof. Jorge O. Medina.
PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS. Facultad de Arquitectura y Diseño. Enero 2013 Sistemas Estructurales 20 Universidad de Los Andes, Venezuela. Prof. Jorge O. Medina
Manual de cubierta ACESCO.
Proyecto modelo salón de usos múltiples (casa comunal) parte técnica. FIDES. SINATECC.
VISOR 3.11 Partidas ADC DEPARTAMENTO DE ANALISIS Y COSTOS. Colegio de Ingenieros de Venezuela.
Excel y Word. En el disco se encuentra la hoja de Excel utilizado.
Toda la bibliografía se encuentra como archivos en el digital (disco).
Para poder abrir los archivos donde se encuentra el diseño en el software acca requiere que su pc tenga descargado e instalado dichos programas descritos anteriormente
