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MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL Sistema Constructivo BLS
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MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL Sistema Constructivo BLS
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INDICE.
Página
1.0 INTRODUCCION. 03
2.0 DESCRIPCION DEL SISTEMA. 03
3.0 ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL. 04
3.1 Criterio de Diseño. 04
3.2 Diseño por Estados Límites de Agotamiento Resistente. 05
3.3 Diseño por Estados Límites de Servicio. 05
3.3.1 Flechas. 06
3.3.2 Diseño por Fatiga. 06
3.4 Cargas. Factores de Carga o Mayoración. Combinaciones de Carga. 06
3.4.1 Cargas. 06
3.4.2 Factores de Carga o Mayoración y Combinaciones de Carga. 07
3.4.3 Excepciones a los Valores de las Combinaciones Básicas Anteriores. 07
3.4.4 Comentarios. 07
4.0 RESISTENCIA TEORICA DE LA ESTRUCTURA. FACTORES DE MINORACION. 08
4.1 Cargas Axiales. 08
4.2 Cargas Transversales. 08
4.3 Esfuerzos Cortantes. 09
4.3.1 Losas de Entrepiso y Cubierta. 09
4.3.2 Vigas y Dinteles. 10
4.4 Esfuerzos Longitudinales sobre Muros. 10
4.5 Esfuerzos Perpendiculares sobre Muros. 10
4.6 Rigidez Lateral Paredes. 11
5.0 DETALLES ESTRUCTURALES DEL SISTEMA. 11
6.0 REGISTRO FOTOGRÁFICO. 14
7.0 EJEMPLO DE DISEÑO. 15
7.1 Descripción. 16
7.2 Cálculo de los Elementos del Techos Bajo Cargas Gravitatorias. 17
7.2.1 Elementos de Techo. 17
7.2.2 Cálculo de la Viga Eje 5 entre Ay B. 18
7.2.3 Elementos de Pared. 19
7.3 Verificación por Carga Lateral Sísmica. 20
7.4 Verificación por Cargas de Viento. 22
7.5 Conexiones. 26
8 RECOMENDACIONES. 27
9 REFERENCIAS. 27
10 TABLAS. 27
10.1 Tabla No. 1 Características geométricas y estructurales de los elementos 28
del Sistema Constructivo BLS para el cálculo de losas y vigas.
10.2 Tabla No. 2 Cálculo de losas de entrepiso de 150 y 200 mm de espesor 29
con paneles y Splines laminados de 38 mm.
10.3 Tabla No. 3 Cálculo de losas de cubierta de 150 y 200 mm de espesor 31
con paneles y Splines laminados de 38 mm.
10.4 Tabla No.4 Cálculo de losas de entrepiso de 0.15 m de espesor con Splines 33
laminados de 38 mm simples y reforzados con Pl cal 26.
10.5 Tabla No.5 Cálculo de losas de cubierta de 0.15 m de espesor con Splines 35
laminados de 38 mm simples y reforzados con Pl Cal 26.
10.6 Tabla No. 6 Cálculo de muros a compresión. 36
10.7 Tabla No. 7 Cálculo de columnas a compresión. 37
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL Sistema Constructivo BLS
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1.0 INTRODUCCIÓN.
El Manual de Diseño Estructural del Sistema
Constructivo BLS tiene como objetivo principal
establecer los parámetros mínimos requeridos para
el diseño de edificaciones modernas de forma tal
que estructuralmente sean seguras y eficientes,
brindando la información necesaria para que los
ingenieros estructurales puedan llevar a cabo los
cálculos y diseños de los elementos componentes
del sistema.
2.0 DESCRIPCION DEL SISTEMA.
El Sistema Constructivo BLS se basa
fundamentalmente en la utilización de elementos
compuestos por dos tableros ArmourBoard (Ab)
de 12.5 mm de espesor, adheridas a un núcleo
central de poliestireno expandido (EPS) mediante
un adhesivo especial y vigas denominadas Splines
que constan de tres tableros ArmourBoard unidas
por el adhesivo especial.
Los paneles se producen en un surtido que
abarca espesores de 0.10 m, 0.15 m y 0.20 m,
pudiendo tener un ancho máximo de 1,22 m y
longitudes entre 2.44 m y 3.66 m.
En todo el perímetro del panel ArmourWall
(Aw) se presenta una hendidura de 40 mm de
profundidad y un ancho variable de igual espesor
al núcleo de EPS, donde se colocan las piezas
llamadas Splines, cuya sección transversal es de
38 mm de espesor y ancho igual a 75 mm, 125
mm y 175 mm que corresponden respectivamente
a los espesores de paneles de 100 mm, 150 mm y
200 mm, con una longitud máxima de 3.66 m.
Los Splines son las encargadas de conectar los
diferentes elementos que conforman la estructura.
La conexión entre paneles es a través de dos
Splines unidos entre sí por un adhesivo especial y
atornillados mecánicamente, lo que garantiza que
la pieza quede integrada en una sola unidad. La
separación de los tornillos es de 0,31m.
Figura 2.1 Piezas del Sistema Constructivo BLS.
Figura 2.2 Panel ArmourWall con “Spline”.
Con el conjunto de piezas que componen el
catálogo del Sistema Constructivo BLS, se
pueden lograr gran variedad de tipologías
arquitectónicas en uno o varios niveles de altura,
tanto en viviendas y oficinas, como en centros
comerciales, escolares y de negocios, así como en
habitaciones de hoteles y cabañas turísticas entre
otros.
Piezas “spline”
Panel BLS
Piezas Spline
Panel
ArmourWall
Panel
ArmourWall
Spline
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL Sistema Constructivo BLS
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Figura 2.3 Vivienda de un nivel construida con el Sistema
Constructivo BLS.
Figura 2.4 Vivienda de dos niveles construida con el Sistema
Constructivo BLS
Una característica distintiva de las edificaciones
construidas con el sistema lo constituye la
disminución considerable de las cargas muertas de
la estructura y por consiguiente una disminución
considerable de los elementos necesarios para su
soporte, simplificándose los trabajos de
cimentación. Además, es perfectamente
combinable con otros sistemas de construcción,
pues los materiales que se utilizan son compatibles
con cualquier producto base cemento y
aglomerantes de cal, puzolanas, arenas de todo
tipo y en especial con el yeso y todos sus
derivados.
3.0 ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL.
3.1 Criterio de Diseño.
Para las estructuras del Sistema Constructivo
BLS contempladas en este Manual de Diseño
Estructural, se consideran básicamente dos estados
límites; el estado limite de agotamiento resistente,
que define la seguridad ante acciones extremas,
durante la vida útil esperada de la estructura y el
estado límite de servicio, que define los requisitos
funcionales.
Los estados límites de agotamiento resistente
varían de un miembro a otro y diferentes estados
límites se pueden aplicar a un miembro dado, tal y
como se indica en los próximos capítulos.
Mediante el estado límite de agotamiento
resistente se verificará si los elementos o
miembros de la estructura tienen la capacidad para
soportar la demanda de carga de forma segura, sin
alcanzar colapso o deformaciones permanentes.
Por otro lado, mediante el estado límite de servicio
se verificará si la deformabilidad de los elementos
o miembros ante la demanda de carga esta bajo los
límites de los códigos.
Se recomienda como filosofía de diseño del
Sistema Constructivo BLS, que la demanda de
cargas calculadas por gravedad, viento y sismo
sean resistidas por las paredes, entrepisos y techo
de las edificaciones construidas con los elementos
compuestos del sistema.
El análisis de cargas para determinar la demanda
de las solicitaciones en los elementos de la
estructura deberá desarrollarse de acuerdo a los
criterios básicos de ingeniería siguiendo los
parámetros de diseño establecidos en los
diferentes códigos y normas avalados
internacionalmente.
Es recomendable realizar los estudios de suelo
para cada proyecto de construcción que lo amerite,
con el objetivo de poder determinar los siguientes
parámetros:
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL Sistema Constructivo BLS
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a) Capacidad admisible del suelo a la
profundidad de desplante de las
fundaciones.
b) Presencia de suelos expansivos.
c) Tipo de perfil de suelo, factor que afecta
directamente la magnitud de la demanda
sísmica.
La presencia de suelos expansivos en el sitio,
involucraría el diseño estructural de la losa de
piso, donde el espesor de la losa, las dimensiones
de las vigas, cantidad y distribución de acero de
refuerzo, dependerán del grado de expansibilidad
del suelo.
La presión de hinchamiento, propiedad típica de
un suelo expansivo, ofrece una presión a la losa de
piso contraria a la gravedad, la cual dependiendo
del peso de la edificación y su área total se
establece la presión neta sobre la losa.
3.2 Diseño por Estados Límites de
Agotamiento Resistente.
El criterio fundamental para el estado limite de
agotamiento resistente esta dado por la siguiente
expresión simplificada:
Σ γi Qi ≤ φi Ri
Donde:
Qi = Efecto de las solicitaciones previstas no
mayoradas.
γi = Factor de mayoración correspondiente a la
solicitación Qi.
Ri = Resistencia teórica de la estructura, sus
miembros o conexiones.
φi = Factor de minoración de la resistencia
teórica.
3.3 Diseño por Estados Límites de Servicio.
Las condiciones de servicio son el barómetro del
éxito en la práctica de la ingeniería, lo que de
manera muy sencilla puede expresarse como:
Demanda en condiciones de servicio ≤ Limite de
Servicio
El criterio del estado límite de servicio es
prevenir la interrupción en el uso funcional y
daños a las estructuras durante su uso normal
diario. Si bien un mal funcionamiento no resulta
en colapso de la estructura o pérdida de vida o
lesiones, puede ser un serio perjuicio o menoscabo
al usufructo de la estructura y conducir a
reparaciones costosas. En una estructura flexible
es inaceptable despreciar las condiciones de
servicio. Hay esencialmente tres tipos de
comportamiento estructural que pueden llevar al
límite de servicio:
1. Excesivo daño por pandeo, deslizamiento
o agrietamiento que puede requerir un
excesivo mantenimiento.
2. Excesiva flecha o rotación que puede
afectar la apariencia, función o drenaje de
la estructura, o que puede causar daños a
componentes no estructurales y sus
conexiones.
3. Vibración excesiva por viento o cargas
variables que afectan el bienestar de los
ocupantes de la estructura.
La verificación del estado límite de servicio
concierne al adecuado desempeño de las
condiciones de solicitación. Si bien se supone
comportamiento elástico, algunos componentes
estructurales deberán ser estudiados con respecto a
su comportamiento bajo las acciones que actúan a
largo plazo.
Es difícil especificar valores límites de
desempeño estructural basado en consideraciones
de servicio, porque depende de una gran gama de
tipos de estructura, su uso y las reacciones
fisiológicas subjetivas.
Por ejemplo, el movimiento estructural en
hospitales deberá ser claramente menor al de un
edificio industrial. La percepción humana de los
niveles de movimiento estructural está muy lejos
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL Sistema Constructivo BLS
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de los movimientos que pueden causar algún daño
estructural. Las solicitaciones y sus apropiadas
combinaciones así como los valores límites
aceptables deben ser determinados
cuidadosamente por el ingeniero estructural
tomando en consideración la reacción de los
ocupantes a la respuesta de la estructura.
3.3.1 Flechas.
Las limitaciones que se imponen a la flexibilidad
de las estructuras suelen ser dictadas por la
naturaleza de los elementos no estructurales de la
construcción, tales como paredes revestidas y
recubrimientos de techos, más que por
consideraciones de comodidad y seguridad de sus
ocupantes. Al igual que otras limitaciones, varían
con el tipo de miembro y la solución más
satisfactoria depende del buen criterio de los
ingenieros calificados.
Las normativas en general consideran limitar las
flechas de los forjados o losas en general a L/400
para el caso que sustentan tabiques y divisiones de
elementos cerámicos recubiertos con morteros o
pasta de yeso, L/500 si la losa sustenta o descansa
en otros elementos sensibles y L/250 si la losa ni
sustenta ni descansa en elementos constructivos
diferentes de los estructurales.
3.3.2 Diseño por Fatiga.
En las edificaciones convencionales las
variaciones en la intensidad de las cargas se
presentan tan pocas veces o producen
fluctuaciones tan pequeñas de tensiones que por lo
general no es necesario incorporar consideraciones
de diseño por fatiga. Sin embargo, deberá hacerse
un estudio cuidadoso para evitar las grietas por
fatiga y su propagación cuando estén presentes
fuentes potenciales de fatiga, tales como tensiones
secundarias, tensiones debidas a deformaciones y
tensiones debidas a movimientos fuera de su plano
e igualmente cuando la falla de un solo miembro o
elemento estructural puede conducir al colapso o
falla catastrófica de la estructura.
3.4 Cargas. Factores de Carga o Mayoración.
Combinaciones de Carga.
Las estructuras diseñadas por los estados límites
de agotamiento resistente deben soportar los
efectos de las acciones a que pueden ser sometidas
durante las distintas etapas de su vida útil, con
cierto grado de seguridad. Para garantizar este
grado de seguridad en cuanto a las solicitaciones
se establecen los valores de las cargas y sus
factores de mayoración, partiendo de métodos
semi-probabilísticos que aseguran que la
probabilidad de que dichos valores sean
superados, se mantenga dentro de límites técnico-
económicos admisibles.
Esto se logra con la introducción de factores que
consideran las incertidumbres en los valores reales
de las cargas, la duración de las mismas y su
simultaneidad de acción considerando las
combinaciones de carga más desfavorables.
3.4.1 Cargas.
Cargas Permanentes (D): Son las cargas
que durante la construcción y vida útil de
la estructura actúan de forma permanente
Cargas de Uso, Servicio o Función (L):
Carga de muebles, personas, equipos
tecnológicos, materiales almacenables y
transportables, que se presentan en las
edificaciones y obras civiles durante la
construcción y la vida útil y que
responden a la función, servicio o uso. Su
duración y periodo de acción tienen un
carácter variable y aleatorio. También
pueden ser consideradas como tales las
cargas permanentes durante la
construcción.
Cargas de Uso de cubierta (Lr): Carga de
uso correspondiente a la cubierta de las
edificaciones.
Carga de Viento (W): Efecto en forma de
fuerza que surge en las estructuras y
elementos de las edificaciones y obras
civiles debido a la acción de los vientos
extremos y no extremos sobre los mismos.
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Carga Sísmica (E): Efecto en forma de
fuerza que surge en las estructuras y
elementos de las edificaciones y obras
civiles debido a la acción de los sismos.
Carga lateral de material confinado (H):
Carga debido a la presión lateral del suelo,
presión del confinado manto freático o
presión de material ensilado.
Carga de fluido (F): Carga debida al peso
de fluidos con conocimiento preciso de la
presión y máxima altura.
Carga de lluvia (R): Carga de lluvia
Carga de nieve (S): Carga de nieve
Cargas Ecológicas y deformacionales (T):
Carga debida al efecto de la retracción,
fluencia, temperatura, asentamientos
diferenciales relacionados con el tiempo.
3.4.2 Factores de Carga o Mayoración y
Combinaciones de Cargas.
Las estructuras y componentes estructurales de
las edificaciones y obras de ingeniería con el
Sistema Constructivo BLS, deben diseñarse para
las solicitaciones de cálculo o factorizadas
obtenidas con las siguientes combinaciones
básicas, con las excepciones señaladas:
1) 1,4(D+F)
2) 1,2(D+F+T) + 1,6(L+H) + 0,5(Lr ó S ó
R)
3) 1,2D + 1,6(Lr ó S ó R) + (0,5L ó 0,8W)
4) 1,2D + 1,6W + 1.0L + 0,5(Lr ó S ó R)
5) 1,2D + 1,0E + 1.0L + 0,2S
6) O,9D + 1,6W + 1,6H
7) 0,9D + 1,0E + 1,6H
3.4.3 Excepciones a los valores de las
combinaciones básicas anteriores.
a) El factor de carga o ponderación de L en
las ecuaciones 3, 4 y 5 podrá ser reducido
a 0.5, excepto para garajes, áreas
comolugares de reunión pública y todas
las áreas donde la carga de uso variable L,
sea mayor que 500 kg/m2.
b) Cuando las cargas de viento W no han
sido reducidas por un factor direccional,
se permite usar el coeficiente 1.3W en
lugar de 1.6W.
c) Cuando las cargas efectivas de sismo
están basadas en las fuerzas sísmicas en
los niveles de servicio, se debe usar el
coeficiente 1.4E en lugar de 1.0E.
d) El factor de carga sobre H será fijado
igual a cero en las ecuaciones 6 y 7 si la
dirección de la acción estructural debido a
H es contraria a la carga de W o E. Donde
la presión de la tierra lateral proporcione
resistencia a las acciones estructurales de
otras fuerzas, no será incluidas en H pero
será incluida en la resistencia de diseño.
3.4.4 Comentarios.
En general el factor de carga de ponderación
(1,2) de las cargas permanentes es inferior al de
las cargas de uso (1,6) debido a que las cargas
permanentes son determinadas de forma más
exacta y tienen una menor variabilidad. Las
combinaciones de carga con 0,9D se incluyen
específicamente para el caso donde una carga
permanente más alta reduce los efectos
desfavorables de otras cargas, como pueden ser
por ejemplo los casos de columnas con posible
fallo a tracción o los posibles fallos de vuelco y
deslizamiento en muros de contención.
Se presentan los factores de ponderación para
combinaciones específicas de carga. En la
asignación de estos factores se tiene en cuenta la
probabilidad de ocurrencia simultánea de las
cargas. Se incluyen la mayoría o más usuales
combinaciones de carga pero no están
considerados todos los casos posibles.
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El proyectista estructural de cada edificio con el
Sistema Constructivo BLS, evaluará la existencia
de otras combinaciones racionales de carga con un
grado razonable de probabilidad de ocurrencia. El
efecto de la ocurrencia de una o más cargas debe
ser considerado.
No debe ser considerado el efecto simultáneo de
carga sísmica y de viento en una estructura BLS.
Si existen circunstancias especiales que
requieran una mayor seguridad sobre la resistencia
de elementos particulares que los que se
encuentran en la práctica usual, puede resultar
apropiado para tales elementos un incremento de
los factores de ponderación señalados o una
reducción del factor de resistencia.
4.0 RESISTENCIA TEORICA DE LA
ESTRUCTURA. FACTORES DE
MINORACION.
De la revisión y estudio del comportamiento de
los paneles ArmourWall bajo cargas axiales y
transversales hemos determinado de forma
preliminar los valores que asumiremos para el
cálculo y diseño de las estructuras
4.1 Cargas Axiales.
En el caso de las cargas axiales, el valor máximo
de tensión a compresión de las columnas y muros
compuestos por los elementos del sistema
corresponderá a la resistencia teórica Rc igual a
72,4 kg/cm2.
El factor de minoración de la resistencia teórica
será igual a φc = 0,6 para las columnas y φc = 0,7
para los muros.
Se debe considerar la aplicación del coeficiente
de reducción por pandeo φp, que tiene en cuenta la
esbeltez de los elementos.
Por tanto la capacidad de carga de diseño de las
columnas y muros vendrá dada por la expresión:
Φc . φp. Rc . Área Tb
En las Tablas No 6 y 7 se recogen los valores
para el cálculo de los muros y columnas y se
expresan los valores de capacidad de carga de
diseño de los elementos de diferentes secciones
transversales y alturas.
4.2 Cargas Transversales.
Para el cálculo, revisión y diseño de las losas de
entrepiso y cubierta sometidas a cargas
transversales se deberá utilizar como resistencia
promedio de fallo a flexión el valor de:
Rf = 52.5 kg/cm2.
El factor de minoración de la resistencia teórica
será igual a φf = 0,7, considerando la dispersión
de los resultados reales obtenidos.
Por tanto, la capacidad resistente de diseño a
flexión de las losas no superara el valor de:
φf . Rf = 0,7 x 52.5 = 36.8 kg/cm2
Para facilitar los cálculos, se han preparado las
Tablas No 1, 2 y 3 para el cálculo de las losas de
entrepiso y de cubiertas, utilizando Splines de 38
mm, incluyéndose los cálculos de las
deformaciones.
La información de las características
geométricas y estructurales se muestra en la Tabla
No 1.
Las cargas consideradas en la Tabla No. 2 para
los entrepisos corresponden a:
Cargas permanente (D) (kg/m2)
Carga de peso propio
Carga de piso 60
Carga de instalaciones 10
Cargas de uso (L) 200, 300, 400, 500 y 600
Las cargas consideradas en la Tabla No. 3 para
las cubiertas son:
Cargas permanentes (D) (kg/m2)
Carga de peso propio
Carga de impermeable + instalac. 20, 70 y 160
Cargas de uso (L) 60, 80, 100 y 200
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Por lo general, las combinaciones de carga más
desfavorables son las número 2 y 3.
Los momentos flectores se calculan con la
expresión
M*= (q*. L2)/8
Las deformaciones en el centro de la luz se
determinan con la expresión
f = (5*q.L4)/384.EI
Las tensiones mayoradas se obtienen con la
expresión σ = M*/ W
Para otros estados de carga el usuario podrá
preparar sus propias tablas a modo de simplificar
el proceso de cálculo, revisión y diseño de la
estructura que está desarrollando.
Para el cálculo, revisión y diseño de las vigas y
dinteles sometidos a cargas transversales se deberá
utilizar como resistencia promedio de fallo a
flexión el valor de:
Rf = 31.1 kg/cm2.
El factor de minoración de la resistencia teórica
será igual a φf = 0,7, considerando la dispersión
de los resultados reales obtenidos.
Por tanto, la capacidad resistente de diseño a
flexión de las vigas y dinteles no superara el valor
de:
φf . Rf = 0,7 x 31.1 = 21.77 kg/cm2
Para facilitar los cálculos, se recoge en la Tabla
No 1 la información requerida para el cálculo de
vigas y dinteles compuestos por dos tableros
verticales y dos vigas horizontales o Splines en los
extremos superior e inferior rellenas con EPS
densidad 20 Kg/m3.
Se ha incluido en este manual la posibilidad de
utilizar paneles ArmourWall de 0.15 m de
espesor con Splines reforzados con planchas de
acero Cal 26, con el objetivo de incrementar la
capacidad de carga y reducir las deformaciones en
las losas de entrepiso y cubiertas que por motivos
arquitectónicos o estructurales resulte más
conveniente.
La resistencia promedio de fallo a flexión de
estos paneles con Splines reforzados con planchas
de acero Cal 26 alcanzo el valor de:
Rf = 57.38 kg/cm2.
El factor de minoración de la resistencia teórica
será igual a φf = 0,7, considerando la dispersión
de los resultados reales obtenidos.
Por tanto, la capacidad resistente de diseño a
flexión de las losas no superara el valor de:
φf . Rf = 0,7 x 57.4 = 40.2 kg/cm2
Para facilitar los cálculos, se han preparado las
Tablas No 4 y 5 para el cálculo de las losas de
entrepiso y de cubierta utilizando paneles con
Splines normales y con Splines reforzados por
medio de planchas de acero Cal 26.
Estas planchas cuyo espesor corresponde al Cal
26, con un ancho inferior en 10 mm al ancho del
Spline y de igual longitud, se pegan y atornillan
entre los tableros de ArmourBoard, formando un
sándwich que está integrado por 3 láminas de Ab
y 2 planchas intermedias entre laminas.
La utilización de esta variante requiere de un
elevado nivel de control durante el proceso de
fabricación de los Splines reforzados.
4.3 Esfuerzos Cortantes.
4.3.1 Losas de Entrepiso y Cubierta.
Para el cálculo, revisión y diseño de las losas de
entrepiso y cubierta sometidas a cargas
transversales se deberá utilizar como resistencia
promedio de fallo a cortante los siguientes valores:
Panel de 0.15 m de espesor y 1.22 m de ancho:
Rv = 2,233 kg
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El factor de minoración de la resistencia teórica
será igual a 0.80, considerando los resultados
obtenidos en la totalidad de los ensayos realizados
a los elementos del sistema, ya que en ningún caso
se observo fallo del panel por cortante en los
apoyos.
Rv*= 0.8 x 2,233 = 1,786 kg
Para un metro lineal de panel,
la Rv* = 1,786/1.22 = 1,464 kg/ml
Rv* = 1,786/1.22 = 1,464 kg/ml
Los resultados correspondientes a los paneles de
0.10 m y 0.20 m se recogen en la Tabla No. 1.
Los esfuerzos de cortante mayorados se calculan
con la expresión V*= (q*. L)/2
4.3.2 Vigas y Dinteles.
El cortante mayorado V* que actúa sobre los
extremos de las vigas y dinteles, será igual a la
carga total mayorada por metro lineal que tributa
sobre dichos elementos, multiplicado por la mitad
de la luz de cálculo.
La capacidad resistente a cortante minorada
(Vr*) de las vigas y dinteles, sin considerar el
aporte que pudiera dar el núcleo central de
poliestireno expandido, es de:
Vr* = 2 x Tb x H x Rv*
Rv* = φv x Rv
Rv = 19 kg/cm2
Φv = 0.7
Rv* = 0.7 x 19
Rv* = 13.3 kg/cm2
Vr* = 2 x 1,25 x H x 13.3
Vr *= 33.25 H (kg)
Donde H es la altura de las vigas y dinteles en cm.
Los valores de Vr* para los diferentes valores de
H se recogen en la Tabla No. 1.
Las vigas deberán apoyar como mínimo 50 mm
sobre los apoyos extremos, en dependencia de las
cargas que soporten. En el caso de los dinteles se
puede evaluar su conexión con los muros a través
de Splines.
4.4 Esfuerzos longitudinales sobre muros
Los resultados de los ensayos realizados a escala
natural en muros construidos con los elementos
del Sistema Constructivo BLS, sometidos a
cargas laterales paralelas al plano de la pared, han
permitido establecer la formulación matemática
para calcular la resistencia de las mismas,
considerando su geometría y la influencia de las
aberturas propias de las paredes.
Las expresiones desarrolladas consideran que
cuando:
≥ 0,29 Fn = 224 F1
< 0,29 Fn =
–
F1
Donde:
Fn = Fuerza por unidad de longitud de pared
(kg/ml)
Aa = Área de aberturas (m2).
Ap = Área de pared incluyendo aberturas (m2).
L = Longitud de pared (m).
H = Altura de la pared (m).
F1 =
4.5 Esfuerzos perpendiculares sobre muros
Los resultados de los ensayos realizados a escala
natural en muros construidos con los elementos
del Sistema Constructivo BLS, sometidos a
cargas perpendiculares al plano de la pared, han
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permitido establecer la formulación matemática
para calcular la resistencia de los mismos,
considerando su geometría, condiciones de
sustentación y la influencia de las aberturas
propias de las paredes que inciden en su
comportamiento.
Las expresiones desarrolladas consideran que:
Fn = 460 . [1-(Lai / Lpi)]. (2.44 / Hi)
Fd = Φ. Fn
Donde:
Fn = Resistencia teórica por unidad de área de
pared (kg/m2)
Lai = Longitud de aberturas de la pared "ï" en
metros (m):
Lpi = Longitud de la pared "i" en metros (m):
Hi = Altura de la pared "i" (m).
Φ = 0.9 Factor de minoración
Fd= Resistencia de diseño
4.6 Rigidez Lateral Paredes.
La ecuación mostrada a continuación, estima la
rigidez lateral de las paredes del Sistema
Constructivo BLS bajo cargas paralelas al plano
de la pared, instalada con los detalles típicos
mostrados en el punto 2.1,
Para
≥ 0,29 k = 1455F1
Para
< 0,29 k =
F1
donde,
k = kg/m, Fuerza por unidad de longitud
de pared (L).
Aa = Área de aberturas (m2).
Ap = Área de pared incluyendo aberturas
(m2).
L = Longitud de pared (m).
H = Altura de la pared (m).
F1 =
5.0 DETALLES ESTRUCTURALES DEL
SISTEMA COSTRUCTIVO BLS.
Esta sección se muestra los detalles típicos
estructurales del Sistema Constructivo BLS
utilizados en la confección de los planos
estructurales y arquitectónicos de una vivienda
unifamiliar. La lista mostrada a continuación
muestra los detalles constructivos descritos en esta
sección:
a) Figura 5.1. Cimientos de paredes
exteriores (Sección transversal).
b) Figura 5.2. Cimientos de paredes
interiores (Sección transversal).
c) Figura 5.3. Conexión entre paneles en
esquinas (Vista de planta).
d) Figura 5.4. Conexión perpendicular entre
paneles (Vista de planta).
e) Figura 5.5. Conexión entre paneles (Vista
de planta).
f) Figura 5.6. Conexión entre panel de techo
(Sección transversal).
g) Figura 5.7. Conexión entre paneles y losa
de cubierta de borde (Sección transversal).
h) Figura 5.8. Conexión entre paneles y losa
de cubierta intermedias (Sección
transversal).
i) Figura 5.9. Conexión entre paneles y losa
de entrepiso de borde (Sección
transversal).
j) Figura 5.10. Conexión entre paneles y losa
de entrepiso intermedias (Sección
transversal).
k) Figura 6.1. Paneles ArmourWall.
l) Figura 6.2. Splines.
m) Figura 6.3. Dinteles de vanos de puertas y
ventanas.
n) Figura 6.4. Expansión mecánica para
fijación del Spline al cimiento.
o) Figura 6.5. Adhesivo de unión entre el
Spline y los paneles ArmourWall.
p) Figura 6.6. Tornillos auto-roscables de 2
pulg. de longitud, para unir el panel
ArmourWall al Spline.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL Sistema Constructivo BLS
12
Figura 5.1. Cimientos de paredes exteriores (Sección
transversal).
Figura 5.2. Cimientos de paredes interiores (Sección
transversal).
Observaciones para los cimientos de paredes
exteriores e interiores (Figuras: 5.1 y 5.2):
a) El ingeniero estructural responsable del
diseño de la edificación, determinará las
dimensiones y tipo de acero de refuerzo de
los cimientos, considerando la presencia o
ausencia de suelos expansivos, y
atendiendo a los recubrimientos mínimos
de las normativas vigentes en el país o en
su defecto las establecidas en el ACI 318
vigente.
b) No se recomienda utilizar un concreto con
una resistencia menor de 175 kg/cm2
(2500psi) a los 28 días.
c) Si la fijación del panel ArmourWall se
realiza después del vaciado de los
cimientos, utilizar pernos de expansión,
con las siguientes dimensiones mínimas:
10 mm x 100 mm @ 900 mm. Además
será obligatorio colocar dichos pernos en
las intersecciones de los cimientos, a una
distancia máxima de 150 mm de los
extremos de los Splines.
Figura 5.3. Conexión entre paneles en esquinas (Vista de
planta).
Figura 5.4. Conexión perpendicular entre paneles (Vista de
planta).
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL Sistema Constructivo BLS
13
Figura 5.5. Conexión entre paneles (Vista de planta).
Observaciones para las uniones entre paneles
(Figuras: 5.3, 5.4 y 5.5):
a) Los espesores de los paneles están
representados a escala con 150 mm de
espesor, pero pueden variar en
dependencia del tipo de panel a emplear.
b) El pegamento sellador siempre será
aplicada a 10mm del borde de los Splines
y en dos cordones continuos.
c) Todos los elementos de fijación como
tornillos y clavos se colocaran entre ellos
a un máximo de 300mm.
Figura 5.6. Conexión entre losas de techo (Sección
transversal).
Observaciones para las uniones entre paneles
(Figuras: 5.6 y 5.7):
a) El espesor de los paneles de la losa de
cubierta está representado a escala con
150 mm, pero puede variar dependiendo
de la separación entre apoyos, demanda de
cargas, entre otros factores.
b) Los clavos se colocaran entre ellos a un
máximo de 300mm, velando que se
repartan a tres a lo largo de cada junta.
c) El pegamento sellador siempre será
aplicada a 10mm del borde de los Spline y
en dos cordones continuos.
Figura 5.7. Conexión entre paneles y losa de cubierta de
borde (Sección transversal).
Figura 5.8. Conexión entre paneles y losa de cubierta
intermedias (Sección transversal).
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL Sistema Constructivo BLS
14
Figura 5.9. Conexión entre paneles y losa de entrepiso de
borde (Sección transversal).
Figura 5.10. Conexión entre paneles y losa de entrepiso
intermedias (Sección transversal).
Observaciones para las uniones entre paneles
(Figuras: 5.7, 5.8, 5.9 y 5.10.):
a) Los espesores de los paneles y la losa
están representados a escala con 150 mm
de espesor, pero pueden variar
dependiendo del tipo de elemento a
emplear.
b) Los tornillos de fijación varían su longitud
dependiendo del tipo de elemento a
emplear.
c) Los clavos se colocaran entre ellos a un
máximo de 300mm.
d) El adhesivo sellador siempre será aplicada
a 10mm del borde de los Splines y en dos
cordones continuos.
6.0 REGISTRO FOTOGRAFICO.
El siguiente registro fotográfico, muestra los
principales elementos componentes del Sistema
Constructivo BLS.
Figura 6.1. Paneles ArmourWall.
Figura 6.2. Splines.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL Sistema Constructivo BLS
15
Figura 6.3. Dinteles ArmourWall de vanos de puertas y
ventanas.
Figura 6.4. Expansión mecánica para fijación del Spline al
cimiento.
Figura 6.5. Adhesivo de unión entre el Spline y los paneles
ArmourWall.
Figura 6.6. Tornillos auto-roscables de 2 pulg. de longitud,
para unir el panel ArmourWall al Spline.
7.0 EJEMPLO DE DISEÑO.
Antes de pasar a explicar el ejemplo de diseño
de una edificación resuelta con el Sistema
Constructivo BLS, es imprescindible enfatizar
que las consideraciones aquí expresadas se
corresponden con las normativas y métodos de
cálculo de las estructuras que generalmente
utilizan los países de Latinoamérica y del Caribe,
pero no constituye una norma de trabajo para el
sistema.
Esta área geográfica ha sufrido el efecto de
sismos y huracanes de gran intensidad y es por
ello las recomendaciones aquí expresadas deben
servir de base para el análisis personalizado de
cada edificación y nunca se podrán utilizar como
especificaciones de diseño para acometer una obra
sin el completamiento previo de un proyecto de
estructuras elaborado por un ingeniero civil
competente e idóneo de acuerdo con la legislación
constructiva de cada país.
Para facilitar el proceso de análisis y diseño de
una estructura BLS hemos completado este
ejemplo que le permitirá al proyectista
comprender las soluciones estructurales planteadas
y emprender un proyecto de estructuras de una
edificación con el Sistema Constructivo BLS,
conjugando las especificaciones generales aquí
recogidas con las especificaciones y normativas
particulares de cada país en que se desarrolle el
proyecto.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL Sistema Constructivo BLS
16
Este ejemplo muestra el procedimiento y las
estimaciones realizadas para el cálculo y revisión
de una edificación a construir en la República de
Panamá, donde resulta obligatorio cumplir con las
especificaciones generales comprendidas en el
Reglamento de Diseño Estructural de la República
de Panamá REP 2004 vigente.
7.1 Descripción.
Figura 7.1. Elevación frontal.
Figura 7.3. Elevación lateral derecha.
Figura 7.4. Elevación lateral izquierda.
La edificación está ubicada en un área urbana de
la Ciudad de Panamá; cimentada en perfil de suelo
tipo E y con una capacidad admisible del suelo de
100kPa (1 kg/cm2). Las paredes no tendrán un
acabado adicional, los paneles ArmourWall serán
pintados. El techo tendrá un acabado mediante
manto asfaltico.
A continuación se muestra las elevaciones y la
planta arquitectónica, así como imágenes de la
edificación en su fase de ejecución hasta su
terminación total.
Figura 7.2. Elevación posterior.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL Sistema Constructivo BLS
17
Figura 7.5. Planta general arquitectónica.
Figura 7.6. Vista del inicio del montaje de los primeros
paneles ArmourWall.
Figura 7.7. Vista general con el montaje finalizado de los
paneles AmourWall.
Figura 7.8. Vista de la edificación terminada.
7.2 Cálculo de los Elementos de Techo Bajo
Cargas Gravitarías.
7.2.1 Elementos de Techo.
La carga muerta de techo está compuesta por el
peso propio del panel ArmourWall de 0.15 m de
espesor (42kg/m2) y el acabado del techo
(20kg/m2). La carga viva mínima de techo es
especificada por el REP-04 (60kg/m2).
La dirección corta del panel ArmourWall
(1,22m) será perpendicular a la dirección larga de
la estructura (15,45m).
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL Sistema Constructivo BLS
18
Las siguientes estimaciones muestran la relación
demanda/capacidad debido a cargas de gravedad
sobre los paneles de techo,
Flexión
Cu* = 1.20 (42+20) + 1.60 (60)
= 170.4 kg/m2
Para 1.22 m de ancho:
qu * = (1.22)(170.4)
= 208 kg/m
Lmax = 3.66m
Mu* = 208(3.66)2/8
= 348.3 kg-m
u* = 348.3(100)/2090
= 16.7 kg/cm2
n = (0.70)(52.5)
= 36.8 kg/cm2
Relación demanda/capacidad
= 16.7/36.8 = 0,45 ≤ 1 OK
Cortante
Vu* = (208)(3,66/2)
= 381 kg
Vn = (0.80)(2,233)
= 1,786 kg (1,464 kg/m)
Relación demanda/capacidad
= 381/1,786 = 0,21 ≤ 1 OK
Deflexión máxima
EI =
= 307,023,651 kg-cm2
Cs = (42+20) + 60
= 122 kg/m2
qs = (1,22)(122)
= 149 kg/m (1.49 kg/cm)
= 5 (1.49)(340)4 / (384
(307,023,651) = 1.13cm
/L = 1 / 323
La deflexión máxima estimada (L/323 = 1.13 cm)
es menor de L/250 , límite establecido por el
sistema y que se corresponde con otros códigos de
diseño.
7.2.2 Cálculo de la viga eje 5 entre A y B.
Considerando la alternativa más desfavorable, el
ancho máximo tributario “B” será igual a:
B = (3.40 + 1.33)/2 = 2.365 m
Se han considerado en los cálculos las siguientes
cargas:
Peso propio del panel MBS de 150x12 de 1.22
= 42 kg/m2
Carga permanente de impermeable e instalaciones
= 20 kg/m2
Carga de uso de cubierta
= 60 kg/m2
Carga Total
= 122 kg/m2
q act viga = 2.365 ml x 122 kg/m2
q act viga = 289 kg/ml
q pp viga = 21 kg/ml (Peso supuesto)
q total viga = 310 kg/ml
Para una relación ∆/L = 1/250 con una luz de
cálculo de 3.66 m tenemos:
EI req = 5 . 250 . 3.10 . 3663 / 384
EI req = 494,747,649 kg- cm2
Para una relación ∆/L = 1/250 con una luz de
cálculo de 3.66 m tenemos:
EI req = 5 . 250 . 3.10 . 3663 / 384
EI req = 494,747,649 kg- cm2
15,45m
Dirección
Cumbrera
8,32m
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL Sistema Constructivo BLS
19
La carga más desfavorable correspondiente a la
combinación 2 es igual a:
q* = 1.2 x (42 + 20) + 1.6 x 60 = 170.4 kg/m2
q* act viga = 2.365 x 170.4 + 1.2 x 21
q* dintel = 429 kg/ml
Para L = 3.66 m tenemos:
M* = 429 x 3.662/8
M* = 718.34 kg-m
Utilizando una viga de b = 0.20 m y h = 0.45 m
tenemos de la Tabla No. 1 que:
Mr* = 725.4 kg-m
EI = 617,532,201 kg-cm2
Utilizando una viga de b = 0.15 m de ancho, la
altura mínima seria de h = 0.60m,
Mr* = 865.5 kg-m
EI = 977,237,131 kg-cm2
Por cuestiones de diseño, como el techo es
inclinado la viga tendrá sección variable, con una
altura mínima de 0.30 m en el eje A, 0.91 cm en el
eje B y 0.618 m en su centro, con 0.20 m de
espesor para tener un amplio margen de seguridad.
El peso aproximado promedio de una viga de 0.20
x 0.618 m es de 38 kg/ml, entonces:
q* act viga = 2.365 x 170.4 + 1.2 x 38
q* dintel = 449 kg/ml
Para L = 3.66 m tenemos:
M* = 449 x 3.662/8
M* = 752 kg-m
Mr* = 1,082 kg-m
Relación demanda/capacidad = 752/1,082
= 0,70 ≤ 1 OK
q act viga = 2.365 ml x 122 kg/m2
q act viga = 289 kg/ml
q pp viga = 38 kg/ml (Peso supuesto)
q total viga = 327 kg/ml
= 5 (3.27)(366)4 / (384 (1,220,646,232) = 0.63
cm
/L = 1 / 585
La deflexión máxima estimada (L/585 = 0.63
cm) es menor de L/250 , límite establecido por el
sistema y que se corresponde con otros códigos de
diseño.
Cortante
Vu* = q* dintel . (3.66/2)
Vu* = 449 . (3,66/2)
Vu* = 822 kg
Entrando en la Tabla No. 1, el cortante resistente
para la altura sobre el apoyo de 0.30 m es de Vr =
998 kg
Relación demanda/capacidad =
882 / 998 = 0,88 ≤ 1 OK
7.2.3 Elementos de Pared.
La capacidad de diseño mínima del panel
ArmourWall de 0.15 m de espesor en una altura
de 3.05 m es de 11,504 kg/ml, tal como se muestra
en la Tabla No. 6 de cálculo de muros a
compresión.
Capacidad
Pn = 11,504 kg/ml
Demanda
b = 3,40 m (Máximo ancho
tributario de paredes)
qu* = 3,40[1,20 (42+20) + 1,60
(60)] + 1,2(42)(3,05) = 733 kg/m
Relación demanda/capacidad
= 733/11,504 = 0,064 ≤ 1 OK
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
20
7.3 Verificación por Carga Lateral Sísmica.
La siguiente tabla muestra la estimación de peso
de la estructura, el cual es igual a la masa sísmica,
para este caso en específico,
Elemento Área
(m2)
Peso por
área
de elemento
(kg/m2)
Peso (kg)
Paredes 263.38 42 11,062
Techo +
Acabado 155.87 62 9,664
Aleros +
Acabado 10.33 62 641
Peso de estructura W 21,367
Peso de la estructura por metro
cuadrado de área cerrada (132.13m2) 162 kg/m
2
Se tendrá en cuenta los siguientes puntos en la
estimación de la demanda de cortante basal sobre
la estructura,
Altura completa de las paredes, lo cual es
conservador en el análisis, debido a que
hay parte de la masa sísmica de la
estructura proporcionada por las paredes
que no excita la respuesta dinámica de la
estructura.
Factor de modificación de respuesta R =
1, por consiguiente la respuesta de la
estructura antes cargas laterales será
elástica.
Categoría más crítica de perfil de suelo,
Tipo E.
Centro de masa y rigidez de la estructura
Cortante por traslación directa y torsión
A continuación se estima el periodo de vibración
fundamental, el coeficiente sísmico y la demanda
cortante basal sobre la estructura resistente a
cargas laterales.
Parámetro Estimación
Altura H = 3,20m
Coeficiente de
período CT = 0,020
Coeficiente de
aceleración pico
efectivo
Aa = 0,15 (Ciudad de Panamá)
Coeficiente de
aceleración pico
efectivo a la
velocidad
Av = 0,15 (Ciudad de Panamá)
Tipo de perfil
de suelo E
Coeficiente del
límite superior
del período
Cu = 1,50
Factor de sitio
determinado
Tabla
4.1.4.2.3A
Fa = 2,10
Factor de sitio
determinado
Tabla
4.1.4.2.3B
Fv = 3,35
Factor de
modificación de
respuesta
sísmica
R = 1,00
Factor de
amplificación
de deflexión
Cd = 1,00
Ladeo
inelástico i 2% (0,02)
Ladeo elástico
0,02
0,021,00
ie
dC
Período de
vibración
33
443,28 3,28 3,2 0,12T TT C H C m seg
Período de
diseño 0,12 1,50 0,18d uT TC x seg
Coeficiente
sísmico
2/3
2/3
1.2 2.5
1,2 3,35 0,15 2.5 2,10 0,15
1,001.00 0.18
1,89 0,79
0,79
v v a as
d
s
s
s
F A F AC
RT R
C
C
C
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
21
Para este ejemplo en específico, se designará a
las paredes con una relación largo/alto mayor o
igual a uno (L/H ≥ 1) encargadas de resistir la
carga lateral, esta decisión será responsabilidad del
ingeniero diseñador de la estructura, conociendo
que todas la paredes de la vivienda aportarán
capacidad para resistir la demanda de carga lateral.
Como mínimo, aproximadamente las paredes
deberán tener un largo de 2,44x1 = 2,44m.
La capacidad de las paredes se estimará con la
ecuación mostrada en el epígrafe 4.4 para “cargas
paralelas al plano de la pared”. La rigidez lateral
de las paredes se estima con la mostrada en el
epígrafe 4.6.
En la figura 7.5 se identifican las paredes (A),
(B), (C) y (D) encargadas de resistir la demanda
de carga sísmica sobre la estructura en la dirección
“X”,
La tabla mostrada a continuación, estima la
capacidad nominal minorada Fn para cada pared
resistente a carga lateral en la dirección “X”,
La tabla mostrada a continuación, estima la
demanda de fuerza sísmica sobre cada pared en la
dirección “X”, así como también su relación
demanda/ capacidad, la cual debe ser menor o
igual a uno (Fu/∑Fn ≤ 1).
i ki (kg/m) ki/∑ki Fu (kg) Fu (kg/m) Fu/∑Fn
A 630,787 0,248 4,191 269 0,58
B 675,445 0,266 4,488 372 0,72
C 536,250 0,211 3,563 1,048 0,93
D 698,032 0,275 4,637 297 0,54
∑ki = 2,540,514 kg/m ∑ Fu = 16,879
Figura 7.5. Planta de identificación de las paredes (A), (B),
(C) y (D).
Factor para
considerar el
incremento del
cortante sísmico
debido a torsión
en planta
1,00
Cortante
sísmico de
diseño
Vx,y = CsW = 1.00[(0.79)(21,366
kg)] = 16,879 kg
i Li
(m)
Hi
(m)
L/H Ap
(m2)
Aa
(m2)
Aa/Ap F1 Fn
(kg/m)
A 15,60 2,44 6,39 38,06 7,32 0,19 1,33 463
B 12,05 3.05 3.95 36.75 6,60 0,18 1,33 515
C 3,40 3.05 1,11 10,37 0,00 0,00 0,74 1,127
D 15,60 2,44 6,39 38,06 6,58 0,17 1,33 546
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
22
En la figura 7.6 se identifican las paredes (1),
(2), (3), (4), (5), (6), (7) y (8) encargadas de
resistir la demanda de carga sísmica sobre la
estructura en la dirección “Y”,
La tabla mostrada a continuación, estima la
capacidad nominal minorada Fn de cada pared
resistente a carga lateral en la dirección “Y”,
i Li
(m)
Hi
(m)
L/H Ap
(m2)
Aa
(m2)
Aa/Ap F1
Fn
(kg/m)
1 3,51 2,745 1,28 9,63 0,00 0,00 0,85 1,292
2 3,51 2,745 1,28 9,63 0,00 0,00 0,85 1,292
3 3,51 2,745 1,28 9,63 0,00 0,00 0,85 1,292
4 8,17 2,820 2,90 23.04 3,66 0,16 1,33 615
5 3,51 2,745 1,28 9,63 0,00 0,00 0,85 1,292
6 3,36 2,745 1,22 9,22 0,00 0,00 0,82 1,237
7 3,36 2,745 1,22 9,22 0,00 0,00 0,82 1,237
8 8,17 2,820 2,90 23.04 4,39 0,19 1,33 469
La tabla mostrada a continuación, estima la
demanda de fuerza sísmica sobre cada pared en la
dirección “Y”, así como también su relación
demanda/ capacidad, , la cual debe ser menor o
igual a uno (Fu/∑Fn ≤ 1).
i ki (kg/m) ki/∑ki Fu (kg)
Fu
(kg/m) Fu/∑Fn
1 615,110 0,123 2,070 590 0,46
2 615,110 0,123 2,070 590 0,46
3 615,110 0,123 2,070 590 0,46
4 740,692 0,148 2,493 305 0,50
5 615,110 0,123 2,070 590 0,46
6 588,823 0,117 1,982 590 0,48
7 588,823 0,117 1,982 590 0,48
8 636,860 0,128 2,143 262 0,56
∑ki= 5,015,639 kg/m ∑ Fu = 16,879
Figura 7.6. Planta de identificación de las paredes (1), (2),
(3), (4), (5), (6), (7) y (8).
La carga sísmica perpendicular al plano de las
paredes no gobierna el diseño para este tipo de
carga, debido al poco peso del panel
ArmourWall. La capacidad del panel ante cargas
perpendiculares a su plano se verificará en el
punto de cargas de viento.
7.4 Verificación por Cargas de Viento.
A continuación se establecen los parámetros
utilizados en la estimación de la presión de viento
para el sistema primario.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
23
Parámetro de estructura primaria Estimación
Velocidad del viento V = 115 km/h (Pacífico)
Factor de dirección de viento Kd = 0.85
Factor de importancia I = 1.0
Factor topográfico Kzt = 1.00
Categoría de exposición C
Coeficiente de presión de velocidad Kz = 0.85 para h < 4.6m (15ft)
Presión de viento mínima 48.82kg/m2 (10psf)
Presión de viento
Clasificación de encierro Cerrado
Factor de ráfaga G = 0.85
Coeficiente presión interna GCpi = 0.18
48.82x0.18= 8.79kg/m2
Coeficiente presión externa paredes, barlovento Cp = 0.80
48.82x0.85x0.80 = 33.20kg/m2
Coeficiente presión externa paredes, sotavento,
viento perpendicular cumbrera
L/B = 8.32/15.45 = 0.539 → Cp = -0. 50
48.82x0.85x(-0.50) = -20.75kg/m2
Coeficiente presión externa paredes, sotavento,
viento paralelo cumbrera
L/B = 15.45/8.32 = 1.857 → Cp = -0.33
48.82x0.85x(-0.33)= -13.69kg/m2
Coeficiente presión externa paredes, paredes
laterales
Cp = -0.70
48.82x0.85x(-0.70)= -29.05kg/m2
Ángulo de pendiente horizontal del techo = 10°
Altura promedio del techo h = 2.90m
Coeficiente presión externa techo, barlovento,
viento perpendicular cumbrera
h/L = 2.90/8.32 = 0.349 → Cp = -0.78
48.82x0.85x-0.78= -32.37kg/m2
Coeficiente presión externa techo, sotavento,
viento perpendicular cumbrera Cp = -0.30
Coeficiente presión externa paredes, viento
paralelo cumbrera
h/L = 2.90/15.45 = 0.188
0 a h → Cp = -0.90
48.82x0.85x-0.90= -37.35kg/m2
h a 2h → Cp = -0.50
48.82x0.85x-0.50= -20.75kg/m2
> 2h → Cp = -0.30
48.82x0.85x-0.30= -12.45kg/m2
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
24
A continuación se muestran las distribuciones de
presiones de viento en la dirección perpendicular a
la cumbrera de la estructura (La figura muestra la
aplicación del viento de este a oeste, como
ilustración).
q = qz 48.82 kg/m2
qh = 48.82 kg/m2
h = 2.75 m
B = 9.20 m
L = 6.40 m
q1 = qh = 48.82 kg/m2
Cp1 = -0.18
q1Cp1 = -8.79 kg/m2
L/B = 0.696
h/L = 0.430
A continuación se muestran las distribuciones de
presiones de viento en la dirección paralela a la
cumbrera de la estructura (La figura muestra la
aplicación del viento de este a oeste, como
ilustración),
Presión de Viento
(kg/m2)
Elem. Cara z(m) q(kg/
m2)
G Cp qGCp+
q1GCp1
qGCp-
q1GCp1
Techo Sota-
vento
- 48.82 0.85 -0.30 -21.24 -3.66
Techo Barlo-
vento
- 48.82 0.85 -0.78 -41.16 -23.58
Marco Late-
rales
Todos 48.82 0.85 -0.70 -37.84 -20.26
Marco Sota-
vento
Todos 48.82 0.85 -0.50 -29.54 -11.96
Marco Barlo-
vento
3.00 48.82 0.85 0.80 24.41 41.99
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
25
q = qz 48.82 kg/m2
qh = 48.82 kg/m2
h = 2.75 m
B = 6.40 m
L = 9.20 m
q1 = qh = 48.82 kg/m2
Cp1 = -0.18
q1Cp1 = -8.79 kg/m2
L/B = 1.438
h/L = 0.299
La fuerza total de viento en la dirección
perpendicular a la cumbrera de la estructura es
igual a:
{(24.41 + 29.54). 2.44 +[(-41.16 + 21.24).sen 100
].(3.20-2.44)} . 15.45 = 1,993 kg
La fuerza total de viento en la dirección paralela
a la cumbrera de la estructura es igual a:
[(24.41 + 22.48). 2.82] . 8.32 = 1,100 kg
En resumen, las fuerzas resultantes de las
presiones de viento actuantes sobre la estructura se
muestran a continuación:
Dirección del
viento con
respecto a la
cumbrera
Fuerza “lateral” resultante =
(Barlovento + Sotavento) de
(Paredes + Techo), kg
Servicio Último, factor
de carga 1.6
Paralelo 1,100 1,760
Perpendicular 1,993 3,189
Presión de Viento
(kg/m2)
Elem. Cara Alt.(m) ó
Dist. (m)
q(kg/
m2)
G Cp qGCp+
q1GCp1
qGCp-
q1GCp1
Techo -
0 a h 48.82 0.85 -0.90 -46.13 -28.56
Techo -
h a 2h 48.82 0.85 -0.50 -29.54 -11.96
Techo -
> 2h 48.82 0.85 -0.30 -21.24 -3.66
Marco Late-
rales
- 48.82 0.85 -0.70 -37.84 -20.26
Marco Sota-
vento
- 48.82 0.85 -0.33 -22.48 -4.91
Marco Barlo-
vento
3.00 48.82 0.85 0.80 24.41 41.99
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
26
La fuerza global aplicada a la estructura debido
al viento paralelo o perpendicular a la cumbrera
mostrada en la tabla anterior en estado último
(1,760 kg, 3,189 kg), son muy inferiores a la
demanda de carga sísmica (16,879 kg),
concluyendo que para este caso en especifico, la
demanda de carga paralelo al plano de las paredes
está gobernado por sismo.
La capacidad resistente de las paredes bajo
cargas perpendiculares a su plano se determinara
por la expresión dada en el epígrafe 4.5.
La máxima demanda de presión de viento en
estado de servicio en las paredes exteriores de la
vivienda es de 41,99 kg/m2, aplicando un factor de
carga de 1,60, se estima la demanda de presión de
viento en estado último, resultando Fu = 67.2
kg/m2.
La siguiente tabla muestra la estimación de la
capacidad de carga perpendicular al plano para las
paredes exteriores de la estructura, y también
muestra su relación demanda/capacidad, la cual
debe ser menor o igual a uno (Fu n ≤ 1).
7.5 Conexiones.
La máxima carga de tensión sobre la cubierta de
techo se estima conservadoramente para la
combinación más crítica en tensión y despreciando
el acabado de techo (20kg/m2) de la siguiente
manera:
pu = 0.90(42) + 1.6 (-46.16)
pu = - 36 kg/m2
qu =(1.22)(-36)
qu = - 44 kg/m
Lmax = 3.66 m
Vu = (-44)(3.66/2)
Vu = - 80 kg
n (# Tornillos fijación panel ArmourWall de 1.22
m de ancho) = 4
Vu/n = 80/4
Vu/n = 20 kg
Vd = 220 kg
La demanda de tensión sobre los tornillos de
fijación es mínima (20kg = 44lbs), indicando que
los paneles de techo se mantendrán fijos a las
paredes sin ninguna dificultad.
Las paredes de la estructura se fijarán a la losa
de cimentación mediante pernos de expansión de
= 9,5mm (3/8”) de diámetro y L = 100mm de
largo, espaciados a 900mm como máximo. La
demanda de cortante sobre los pernos de
expansión se estima de la siguiente manera:
Demanda
Vmax = 1,048 Kg (Máxima demanda:
Pared C, dirección X)
S = 0.90m
(Vmax)(S) = (1,048 )(0.90)
(Vmax)(S) = 944 kg (Estado último)
(Vmax)(S) = (944)(0.70)
(Vmax)(S) = 661 kg (Estado servicio)
Capacidad
V = 1,100 kg (Capacidad cortante
permisible en concreto f’c = 210kg/m2)
Demanda/capacidad = 661/1100
Demanda/capacidad = 0,60 ≤ 1 OK
Carga Perpendicular a las paredes
Muros
Lpi
(m)
Hi
(m)
Lai
(m)
Lai/
Lpi
Fn
kg/m2
Fd
kg/m2
Fu
kg/m2
Fu/
Fd
A 15.45 2.44 6.10 0.39 284 255 67.2 0.26
A 1-2 3.40 2.44 1.22 0.36 301 271 67.2 0.25
A 2-3 3.66 2.44 1.22 0.33 313 281 67.2 0.24
A 3-4 3.66 2.44 1.22 0.33 313 281 67.2 0.24
A 4-6 4.73 2.44 2.44 0.52 227 204 67.2 0.33
D 15.45 2.44 6.08 0.39 284 256 67.2 0.26
D 1-2 3.40 2.44 1.22 0.36 301 271 67.2 0.25
D 2-3' 2.51 2.44 1.22 0.49 241 217 67.2 0.31
D 3'-4 3.24 2.44 1.22 0.38 292 263 67.2 0.26
D 4'-4 1.57 2.44 0.60 0.38 290 261 67.2 0.26
D 4-5 1.33 2.44 0.60 0.45 257 232 67.2 0.29
D 5-6 3.40 2.44 1.22 0.36 301 271 67.2 0.25
4 8.32 2.82 3.44 0.41 238 214 67.2 0.31
4 A-C 4.66 2.82 2.22 0.48 212 191 67.2 0.35
4 C-D 3.66 2.82 1.22 0.33 271 243 67.2 0.28
8 8.32 2.82 3.66 0.44 227 205 67.2 0.33
8 A-B 3.51 2.82 1.22 0.35 265 238 67.2 0.28
8 B-D 4.81 2.82 2.44 0.51 200 180 67.2 0.37
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
27
Por especificaciones constructivas, el tipo de
fijaciones a la losa de cimentación será por medio
de anclajes rosca macho de expansión por anillos,
se utilizara el modelo M-10x100 , colocando uno
en cada intersección de vigas de apoyo y
espaciándolos a 0.90 m como máximo entre ellos
y a no más de 0.15 m de sus extremos.
La resistencia última de los anclajes M-10 x100
a tracción en hormigón de 210 kg/cm2 es de 1400
kg y la resistencia por cizalladura es de 1100 kg,
valores que resisten ampliamente las solicitaciones
máximas a que estarán sometidos en casos
extremos.
8.0 RECOMENDACIONES.
A continuación se realizan las siguientes
recomendaciones:
1. Revisión y actualización periódica del
presente Manual de Diseño Estructural,
con la versión del código vigente utilizado
en el diseño y/o verificación de la
capacidad de los elementos estructurales
del sistema.
2. Realizar estudios de suelo para determinar
principalmente la estratigrafía del sitio
donde se cimentará la vivienda, tipo de
perfil de suelo, capacidad admisible a la
profundidad de desplante y presencia de
suelos expansivos. Este aspecto resulta de
suma importancia, ya que las cargas
sísmicas varían considerablemente en
dependencia del tipo de suelo donde se
ubiquen las estructuras, siendo su
variación del orden de 2.63 veces menor si
comparamos los resultados obtenidos en el
ejemplo resuelto ubicando la misma
edificación en un perfil de suelo tipo A.
3. Para cada proyecto recomendamos
realizar un diseño formal de la estructura
de la vivienda tomando en consideración
las condiciones particulares de la misma.
4. Recomendamos que para cada proyecto
especifico se realice el análisis estructural
en dependencia de las características
geográficas del lugar donde se vayan a
construir, ya que las cargas ecológicas de
sismo y viento varían notablemente en
dependencia de su microlocalización, no
debiendo utilizarse el proyecto típico de
una edificación sin ser revisado y ajustado
a las características propias de cada
región.
9.0 REFERENCIAS.
a) REP-2004, Reglamento Estructural de
Panamá.
b) ACI 318-02, Building Code Requirements
for Structural Concrete and Commentary.
c) ASCE 7-02, American Society of Civil
Engineers (ASCE).
d) CEI-04-1175-2010, Informe del
Laboratorio de Estructuras de la
Universidad Tecnológica de Panamá.
10.0 TABLAS.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
28
10.1 Tabla No. 1 Características Geométricas y Estructurales de los Elementos del Sistema Constructivo BLS para el Cálculo de Losas y Vigas.
RESUMEN DE VALORES PARA EL CALCULO DE LOSAS DE ENTREPISO Y CUBIERTA.
Paneles de 1.22 m de ancho Peso en kg de paneles reforzados con Splines de 38 mm de espesor
Denominación Espesor del panel H (cm)
H (cm) Longitud de paneles (m)
10,0 15,0 20,0 1,83 2,13 2,44 2,74 3,05 3,35 3,66
Espesor del tablero Tb (cm) 1,25 1,25 1,25 10,0 82,9 96,5 110,5 124,1 138,1 151,7 165,8
Espesor de EPS Tc (cm) 7,5 12,5 17,5 15,0 93,5 108,8 124,6 140,0 155,8 171,1 187,0
Peso Tablero (kg/m2) 30,0 30,0 30,0 20,0 104,1 121,1 138,8 155,8 173,5 190,5 208,2
Peso de vigas (kg/m2) 5,6 9,4 13,1 H (cm) A Tb cm2 A Spl (cm2) A Total
(cm2) Iox (cm4) w (cm3) rx (cm) EI kg-cm2
Peso Poliespuma (kg/m2) 1,5 2,5 3,5 10,0 305,0 57,2 362,2 6.141 1.228 4,1 120.276.891
Peso Total (kg/m2) 37,1 41,9 46,6 15,0 305,0 95,3 400,3 15.676 2.090 6,3 307.023.651
Peso Volumétrico (kg/m3) 371 279 233 20,0 305,0 133,4 438,4 30.196 3.020 8,3 370.619.673
M*diseño del panel (kg-m) V*diseño del panel (kg) N*diseño del panel (kg)
Espesor del panel H (cm) 10,0 15,0 20,0 H (cm) 10,0 15,0 20,0 H (cm) 10,0 15,0 20,0
σ* adm = 36.8 kg/cm2 452,0 769,2 1.111,2 Vr*(kg) 1.072 1.786 2.126,0 Nr*(kg) Ver Tabla No. 6
RESUMEN DE VALORES PARA EL CALCULO DE VIGAS Y DINTELES
Denominación b (cm) Altura de vigas h (cm)
10 15 20 25 30 35 40 45 50 60
Peso de vigas (kg/ml)
10 10,0 11,7 13,3 14,9 16,5 18,1 19,7 21,3 22,9 26,2
15 14,7 16,3 18,0 19,7 21,3 23,0 24,7 26,3 28,0 31,3
20 19,3 21,0 22,7 24,5 26,2 27,9 29,6 31,3 33,0 36,5
Inercia (cm4)
10 824 2.549 5.446 9.671 15.381 22.731 31.878 42.979 56.188 89.561
15 1.234 3.779 7.965 13.949 21.885 31.930 44.242 58.975 76.286 119.268
20 1.644 5.010 10.485 18.226 28.389 41.130 56.605 74.971 96.383 148.975
Rigidez EI (kg-cm2)
10 5.785.935 19.544.385 45.258.819 86.587.072 147.588.563 232.724.300 370.103.488 450.034.645 524.370.486 733.828.030
15 8.667.468 28.979.605 66.197.448 124.882.397 209.997.442 326.907.154 513.639.999 617.532.201 711.929.919 977.237.131
20 11.549.001 38.414.826 87.136.076 163.177.723 272.406.320 421.090.009 657.176.510 785.029.758 899.489.353 1.220.646.232
Modulo de sección (cm3)
10 165 340 545 774 1.025 1.299 1.594 1.910 2.248 2.985
15 247 504 797 1.116 1.459 1.825 2.212 2.621 3.051 3.976
20 329 668 1.049 1.458 1.893 2.350 2.830 3.332 3.855 4.966
Momento Resistente (kg-m)
Mr = 21.77 x Wx
10 35,9 74,0 118,6 168,4 223,2 282,8 347,0 415,8 489,3 649,9
15 53,7 109,7 173,4 242,9 317,6 397,2 481,6 570,6 664,3 865,5
20 71,6 145,4 228,3 317,4 412,0 511,7 616,1 725,4 839,3 1081,1
Cortante resistente (kg)
Vr = 13.3*2*1.25*H
10 333 499 665 831 998 1.164 1.330 1.496 1.663 1.995
15 333 499 665 831 998 1.164 1.330 1.496 1.663 1.995
20 333 499 665 831 998 1.164 1.330 1.496 1.663 1.995
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
29
10.2 Tabla No. 2 Cálculo de Losas de Entrepiso de 150 y 200 mm de Espesor con Paneles y Splines Laminados de 38 mm.
CALCULO DE LOSAS DE ENTREPISO DE 150 Y 200 mm DE ESPESOR CON PANELES Y SPLINES LAMINADOS DE 38 mm
Panel Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho
150x12 200x12 150x12 200x12 150x12 200x12 150x12 200x12 150x12 200x12
H (cm) 15,0 20,0 15,0 20,0 15,0 20,0 15,0 20,0 15,0 20,0
Tb (cm) 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25
Tc (cm) 12,5 17,5 12,5 17,5 12,5 17,5 12,5 17,5 12,5 17,5
Area Tab (cm2) 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0
Area Spline (cm2) 95,3 133,4 95,3 133,4 95,3 133,4 95,3 133,4 95,3 133,4
Area Total (cm2) 400,3 438,4 400,3 438,4 400,3 438,4 400,3 438,4 400,3 438,4
Iox (cm4) 15.676 30.196 15.676 30.196 15.676 30.196 15.676 30.196 15.676 30.196
w (cm3) 2.090 3.020 2.090 3.020 2.090 3.020 2.090 3.020 2.090 3.020
rx (cm) 6,3 8,3 6,3 8,3 6,3 8,3 6,3 8,3 6,3 8,3
E kg/cm2 19.585,0 12.273,8 19.585,0 12.273,8 19.585,0 12.273,8 19.585,0 12.273,8 19.585,0 12.273,8
EI kg-cm2 307.023.651 370.619.673 307.023.651 370.619.673 307.023.651 370.619.673 307.023.651 370.619.673 307.023.651 370.619.673
Peso Tablero (kg/m2) 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0
Peso de vigas (kg/m2) 9,4 13,1 9,4 13,1 9,4 13,1 9,4 13,1 9,4 13,1
Peso EPS (kg/m2) 2,5 3,5 2,5 3,5 2,5 3,5 2,5 3,5 2,5 3,5
Peso Total (kg/m2) 41,9 46,6 41,9 46,6 41,9 46,6 41,9 46,6 41,9 46,6
Peso Volumétrico (kg/m3) 279 233 279 233 279 233 279 233 279 233
Carga Permanente (kg/m2) 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70
Carga de Uso (kg/m2) 200 200 300 300 400 400 500 500 600 600
Carga Total (Kg/m2) 312 317 412 417 512 517 612 617 712 717
Carga de Entrepiso q (kg/ml) 380 386 502 508 624 630 746 752 868 874
Carga Mayorada q*(kg/ml) 554 561 749 756 945 952 1.140 1.147 1.335 1.342
q*/q 1,46 1,45 1,49 1,49 1,51 1,51 1,53 1,52 1,54 1,53
Luz en ml Deformación en cm
1,22 0,04 0,03 0,05 0,04 0,06 0,05 0,07 0,06 0,08 0,07
1,52 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2 0,1 0,2 0,2
1,83 0,2 0,2 0,2 0,2 0,3 0,2 0,4 0,3 0,4 0,3
2,44 0,6 0,5 0,8 0,6 0,9 0,8 1,1 0,9 1,3 1,1
2,74 0,9 0,8 1,2 1,0 1,5 1,2 1,8 1,5 2,1 1,7
3,05 1,4 1,2 1,8 1,5 2,3 1,9 2,7 2,3 3,2 2,7
3,35 2,0 1,7 2,7 2,2 3,3 2,8 4,0 3,3 4,6 3,9
3,66 2,9 2,4 3,8 3,2 4,8 4,0 5,7 4,7 6,6 5,5
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
30
Luz en ml Luces/Deformaciones
1,22 3.413 4.058 2.584 3.084 2.079 2.487 1.740 2.084 1.495 1.793
1,52 1.765 2.098 1.336 1.595 1.075 1.286 899 1.077 773 927
1,83 1.011 1.202 766 914 616 737 515 617 443 531
2,44 427 507 323 385 260 311 217 260 187 224
2,74 301 358 228 272 184 220 154 184 132 158
3,05 218 260 165 197 133 159 111 133 96 115
3,35 165 196 125 149 100 120 84 101 72 87
3,66 126 150 96 114 77 92 64 77 55 66
Panel Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho
150x12 225x12 150x12 225x12 150x12 225x12 150x12 225x12 150x12 225x12
Luz en ml Momentos flectores mayorados (kg-m)
1,22 103 104 139 141 176 177 212 213 248 250
1,52 160 162 216 218 273 275 329 331 386 388
1,83 232 235 314 317 395 398 477 480 559 562
2,44 412 418 558 563 703 708 848 853 993 999
2,74 520 527 703 710 886 893 1.070 1.076 1.253 1.259
3,05 644 652 871 879 1.098 1.106 1.325 1.333 1.552 1.560
3,35 777 787 1.051 1.061 1.325 1.335 1.599 1.609 1.873 1.882
3,66 928 940 1.255 1.266 1.582 1.593 1.908 1.920 2.235 2.247
Luz en ml Tensiones máximas mayoradas de tracción por flexión (kg/cm2) ( σ* adm = 36.8 kg/cm2)
1,22 4,9 3,5 6,7 4,7 8,4 5,9 10,1 7,1 11,9 8,3
1,52 7,7 5,4 10,4 7,2 13,1 9,1 15,7 11,0 18,4 12,8
1,83 11,1 7,8 15,0 10,5 18,9 13,2 22,8 15,9 26,7 18,6
2,44 19,7 13,8 26,7 18,6 33,6 23,5 40,6 28,3 47,5 33,1
2,74 24,9 17,4 33,6 23,5 42,4 29,6 51,2 35,6 59,9 41,7
3,05 30,8 21,6 41,7 29,1 52,5 36,6 63,4 44,2 74,3 51,7
3,35 37,2 26,1 50,3 35,1 63,4 44,2 76,5 53,3 89,6 62,3
3,66 44,4 31,1 60,0 41,9 75,7 52,8 91,3 63,6 106,9 74,4
Luz en ml Esfuerzos Cortantes mayorados (kg) (Vr* = 0.8 x 2233 = 1786 kg)
1,22 338 342 457 461 576 580 695 700 814 819
1,52 421 426 570 575 718 723 866 872 1.015 1.020
1,83 507 513 686 692 864 871 1.043 1.049 1.222 1.228
2,44 676 685 914 923 1.152 1.161 1.391 1.399 1.629 1.637
2,74 759 769 1.027 1.036 1.294 1.304 1.561 1.571 1.829 1.838
3,05 845 856 1.143 1.153 1.440 1.451 1.738 1.749 2.036 2.046
3,35 928 940 1.255 1.267 1.582 1.594 1.909 1.921 2.236 2.248
3,66 1.014 1.027 1.371 1.384 1.729 1.741 2.086 2.099 2.443 2.456
Carga Permanente (kg/m2) 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70
Carga de Uso (kg/m2) 200 200 300 300 400 400 500 500 600 600
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
31
10.3 Tabla No. 3 Cálculo de Losas de Cubierta de 150 y 200 mm de Espesor con Paneles y Splines Laminados de 38 mm.
CALCULO DE LOSAS DE CUBIERTA DE 150 Y 200 mm DE ESPESOR CON PANELES Y SPLINES LAMINADOS DE 38 mm
Panel Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho
150x12 200X12 150x12 200X12 150x12 200X12 150x12 200X12 150x12 200X12
H (cm) 15,0 20,0 15,0 20,0 15,0 20,0 15,0 20,0 15,0 20,0
Tb (cm) 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25
Tc (cm) 12,5 17,5 12,5 17,5 12,5 17,5 12,5 17,5 12,5 17,5
Area Tab (cm2) 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0
Area Spline (cm2) 95,3 133,4 95,3 133,4 95,3 133,4 95,3 133,4 95,3 133,4
Area Total (cm2) 400,3 438,4 400,3 438,4 400,3 438,4 400,3 438,4 400,3 438,4
Iox (cm4) 15.676 30.196 15.676 30.196 15.676 30.196 15.676 30.196 15.676 30.196
w (cm3) 2.090 3.020 2.090 3.020 2.090 3.020 2.090 3.020 2.090 3.020
rx (cm) 6,3 8,3 6,3 8,3 6,3 8,3 6,3 8,3 6,3 8,3
E kg/cm2 19.585,0 12.273,8 19.585,0 12.273,8 19.585,0 12.273,8 19.585,0 12.273,8 19.585,0 12.273,8
EI kg-cm2 307.023.651 370.619.673 307.023.651 370.619.673 307.023.651 370.619.673 307.023.651 370.619.673 307.023.651 370.619.673
Peso Tablero (kg/m2) 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0
Peso de vigas (kg/m2) 9,4 13,1 9,4 13,1 9,4 13,1 9,4 13,1 9,4 13,1
Peso EPS (kg/m2) 2,5 3,5 2,5 3,5 2,5 3,5 2,5 3,5 2,5 3,5
Peso Total (kg/m2) 41,9 46,6 41,9 46,6 41,9 46,6 41,9 46,6 41,9 46,6
Peso Volumétrico (kg/m3) 279 233 279 233 279 233 279 233 279 233
Carga Permanente (kg/m2) 20 20 20 20 20 20 70 70 160 160
Carga de Uso (kg/m2) 60 60 80 80 100 100 100 100 200 200
Carga Total (Kg/m2) 122 127 142 147 162 167 212 217 402 407
Carga de Entrepiso q (kg/ml) 149 154 173 179 197 203 258 264 490 496
Carga Mayorada q*(kg/ml) 208 215 247 254 286 293 359 366 686 693
q*/q 1,40 1,39 1,43 1,42 1,45 1,44 1,39 1,38 1,40 1,40
Luz en ml Deformación en cm
1,22 0,01 0,01 0,02 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 0,05 0,04
1,52 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,0 0,1 0,1
1,83 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2
2,44 0,2 0,2 0,3 0,2 0,3 0,3 0,4 0,3 0,7 0,6
2,74 0,4 0,3 0,4 0,4 0,5 0,4 0,6 0,5 1,2 1,0
3,05 0,5 0,5 0,6 0,5 0,7 0,6 0,9 0,8 1,8 1,5
3,35 0,8 0,7 0,9 0,8 1,1 0,9 1,4 1,2 2,6 2,2
3,66 1,1 1,0 1,3 1,1 1,5 1,3 2,0 1,7 3,7 3,1
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
32
Luz en ml Luces/Deformaciones
1,22 8.734 10.148 7.503 8.763 6.576 7.711 5.024 5.931 2.649 3.160
1,52 4.516 5.247 3.879 4.531 3.400 3.987 2.598 3.067 1.369 1.634
1,83 2.588 3.007 2.223 2.597 1.948 2.285 1.489 1.757 785 936
2,44 1.092 1.268 938 1.095 822 964 628 741 331 395
2,74 771 896 662 774 580 681 443 524 234 279
3,05 559 649 480 561 421 494 322 380 170 202
3,35 422 490 362 423 318 372 243 286 128 153
3,66 323 376 278 325 244 286 186 220 98 117
Panel Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho
150x12 225x12 150x12 225x12 150x12 225x12 150x12 225x12 150x12 225x12
Luz en ml Momentos flectores mayorados (kg-m)
1,22 39 40 46 47 53 54 67 68 128 129
1,52 60 62 71 73 83 85 104 106 198 200
1,83 87 90 103 106 120 123 150 153 287 290
2,44 155 160 184 189 213 218 267 272 510 516
2,74 195 201 232 238 268 275 337 343 644 650
3,05 242 250 287 295 332 340 417 426 798 806
3,35 291 301 346 356 401 411 504 513 962 972
3,66 348 359 413 425 479 490 601 613 1.149 1.160
Luz en ml Tensiones máximas mayoradas de tracción por flexión (kg/cm2) ( σ* adm = 36.8 kg/cm2)
1,22 1,8 1,3 2,2 1,6 2,5 1,8 3,2 2,3 6,1 4,3
1,52 2,9 2,1 3,4 2,4 3,9 2,8 5,0 3,5 9,5 6,6
1,83 4,2 3,0 4,9 3,5 5,7 4,1 7,2 5,1 13,7 9,6
2,44 7,4 5,3 8,8 6,3 10,2 7,2 12,8 9,0 24,4 17,1
2,74 9,3 6,7 11,1 7,9 12,8 9,1 16,1 11,4 30,8 21,5
3,05 11,6 8,3 13,7 9,8 15,9 11,3 20,0 14,1 38,2 26,7
3,35 13,9 10,0 16,6 11,8 19,2 13,6 24,1 17,0 46,0 32,2
3,66 16,6 11,9 19,8 14,1 22,9 16,2 28,8 20,3 55,0 38,4
Luz en ml Esfuerzos Cortantes mayorados (kg) (Vr* = 0.8 x 2233 = 1786 kg)
1,22 127 131 151 155 174 179 219 223 418 423
1,52 158 163 188 193 217 222 273 278 521 527
1,83 190 196 226 232 261 268 328 335 628 634
2,44 253 262 301 309 349 357 438 446 837 845
2,74 285 294 338 348 392 401 492 501 940 949
3,05 317 327 376 387 436 446 547 558 1.046 1.057
3,35 348 360 413 425 479 490 601 613 1.149 1.161
3,66 380 393 452 464 523 536 657 670 1.255 1.268
Carga Permanente (kg/m2) 20 20 20 20 20 20 70 70 160 160
Carga de Uso (kg/m2) 60 60 80 80 100 100 100 100 200 200
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
33
10.4 Tabla No. 4 Cálculo de Losas de Entrepiso de 0.15 m de Espesor con Splines Laminados de 38 mm Simples y Reforzados con Pl cal 26.
CALCULO DE LOSAS DE ENTREPISO DE 0.15 m DE ESPESOR CON SPLINES LAMINADOS DE 38 mm SIMPLES Y REFORZADOS CON PL CAL 26
Panel
Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho
SPL
SPL+CAL
26 SPL
SPL+CAL
26 SPL
SPL+CAL
26 SPL
SPL+CAL
26 SPL
SPL+CAL
26
H (cm) 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0
Tb (cm) 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25
Tc (cm) 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5
Area Tab (cm2) 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0
Area Spline (cm2) 95,3 95,3 95,3 95,3 95,3 95,3 95,3 95,3 95,3 95,3
Area Total (cm2) 400,3 400,3 400,3 400,3 400,3 400,3 400,3 400,3 400,3 400,3
Iox (cm4) 15.676 15.676 15.676 15.676 15.676 15.676 15.676 15.676 15.676 15.676
w (cm3) 2.090 2.090 2.090 2.090 2.090 2.090 2.090 2.090 2.090 2.090
rx (cm) 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3
E kg/cm2 19.585,0 24.222,4 19.585,0 24.222,4 19.585,0 24.222,4 19.585,0 24.222,4 19.585,0 24.222,4
EI kg-cm2 307.023.651 379.720.432 307.023.651 379.720.432 307.023.651 379.720.432 307.023.651 379.720.432 307.023.651 379.720.432
Peso Tablero (kg/m2) 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0
Peso de vigas (kg/m2) 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4
Peso EPS (kg/m2) 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
Peso Total (kg/m2) 41,9 41,9 41,9 41,9 41,9 41,9 41,9 41,9 41,9 41,9
Peso Volumétrico (kg/m3) 279 279 279 279 279 279 279 279 279 279
Carga Permanente (kg/m2) 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70
Carga de Uso (kg/m2) 200 200 300 300 400 400 500 500 600 600
Carga Total (Kg/m2) 312 312 412 412 512 512 612 612 712 712
Carga de Entrepiso q (kg/ml) 380 380 502 502 624 624 746 746 868 868
Carga Mayorada q*(kg/ml) 554 554 749 749 945 945 1.140 1.140 1.335 1.335
q*/q 1,46 1,46 1,49 1,49 1,51 1,51 1,53 1,53 1,54 1,54
Luz en ml Deformación en cm
1,22 0,04 0,03 0,05 0,04 0,06 0,05 0,07 0,06 0,08 0,07
1,52 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2 0,1 0,2 0,2
1,83 0,2 0,1 0,2 0,2 0,3 0,2 0,4 0,3 0,4 0,3
2,44 0,6 0,5 0,8 0,6 0,9 0,8 1,1 0,9 1,3 1,1
2,74 0,9 0,7 1,2 1,0 1,5 1,2 1,8 1,4 2,1 1,7
3,05 1,4 1,1 1,8 1,5 2,3 1,9 2,7 2,2 3,2 2,6
3,35 2,0 1,6 2,7 2,2 3,3 2,7 4,0 3,2 4,6 3,8
3,66 2,9 2,3 3,8 3,1 4,8 3,8 5,7 4,6 6,6 5,3
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
34
Luz en ml Luces/Deformaciones
1,22 3.413 4.221 2.584 3.196 2.079 2.572 1.740 2.151 1.495 1.849
1,52 1.765 2.183 1.336 1.653 1.075 1.330 899 1.112 773 956
1,83 1.011 1.251 766 947 616 762 515 637 443 548
2,44 427 528 323 400 260 321 217 269 187 231
2,74 301 373 228 282 184 227 154 190 132 163
3,05 218 270 165 205 133 165 111 138 96 118
3,35 165 204 125 154 100 124 84 104 72 89
3,66 126 156 96 118 77 95 64 80 55 68
Panel
Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho
SPL
SPL+CAL
26 SPL
SPL+CAL
26 SPL
SPL+CAL
26 SPL
SPL+CAL
26 SPL
SPL+CAL
26
Luz en ml Momentos flectores mayorados (kg-m)
1,22 103 103 139 139 176 176 212 212 248 248
1,52 160 160 216 216 273 273 329 329 386 386
1,83 232 232 314 314 395 395 477 477 559 559
2,44 412 412 558 558 703 703 848 848 993 993
2,74 520 520 703 703 886 886 1.070 1.070 1.253 1.253
3,05 644 644 871 871 1.098 1.098 1.325 1.325 1.552 1.552
3,35 777 777 1.051 1.051 1.325 1.325 1.599 1.599 1.873 1.873
3,66 928 928 1.255 1.255 1.582 1.582 1.908 1.908 2.235 2.235
Luz en ml Tensiones máximas mayoradas de tracción por flexión (kg/cm2) ( σ* adm = 36.8 kg/cm2 SPL ) Y ( σ* adm = 40.2 kg/cm2 SPL+CAL 26)
1,22 4,9 4,9 6,7 6,7 8,4 8,4 10,1 10,1 11,9 11,9
1,52 7,7 7,7 10,4 10,4 13,1 13,1 15,7 15,7 18,4 18,4
1,83 11,1 11,1 15,0 15,0 18,9 18,9 22,8 22,8 26,7 26,7
2,44 19,7 19,7 26,7 26,7 33,6 33,6 40,6 40,6 47,5 47,5
2,74 24,9 24,9 33,6 33,6 42,4 42,4 51,2 51,2 59,9 59,9
3,05 30,8 30,8 41,7 41,7 52,5 52,5 63,4 63,4 74,3 74,3
3,35 37,2 37,2 50,3 50,3 63,4 63,4 76,5 76,5 89,6 89,6
3,66 44,4 44,4 60,0 60,0 75,7 75,7 91,3 91,3 106,9 106,9
Luz en ml Esfuerzos Cortantes mayorados (kg) (Vr* = 0.8 x 2233 = 1786 kg)
1,22 338 338 457 457 576 576 695 695 814 814
1,52 421 421 570 570 718 718 866 866 1.015 1.015
1,83 507 507 686 686 864 864 1.043 1.043 1.222 1.222
2,44 676 676 914 914 1.152 1.152 1.391 1.391 1.629 1.629
2,74 759 759 1.027 1.027 1.294 1.294 1.561 1.561 1.829 1.829
3,05 845 845 1.143 1.143 1.440 1.440 1.738 1.738 2.036 2.036
3,35 928 928 1.255 1.255 1.582 1.582 1.909 1.909 2.236 2.236
3,66 1.014 1.014 1.371 1.371 1.729 1.729 2.086 2.086 2.443 2.443
Carga Permanente (kg/m2) 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70
Carga de Uso (kg/m2) 200 200 300 300 400 400 500 500 600 600
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
35
10.5 Tabla No. 5 Cálculo de Losas de Cubierta de 0.15 m de Espesor con Splines Laminados de 38 mm Simples y Reforzados con Pl Cal 26.
CALCULO DE LOSAS DE CUBIERTA DE 0.15 m DE ESPESOR CON SPLINES LAMINADOS DE 38 mm SIMPLES Y REFORZADOS CON PL CAL 26
Panel
Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho
SPL
SPL+CAL
26 SPL
SPL+CAL
26 SPL
SPL+CAL
26 SPL
SPL+CAL
26 SPL
SPL+CAL
26
H (cm) 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0
Tb (cm) 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25
Tc (cm) 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5
Area Tab (cm2) 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0 305,0
Area Spline (cm2) 95,3 95,3 95,3 95,3 95,3 95,3 95,3 95,3 95,3 95,3
Area Total (cm2) 400,3 400,3 400,3 400,3 400,3 400,3 400,3 400,3 400,3 400,3
Iox (cm4) 15.676 15.676 15.676 15.676 15.676 15.676 15.676 15.676 15.676 15.676
w (cm3) 2.090 2.090 2.090 2.090 2.090 2.090 2.090 2.090 2.090 2.090
rx (cm) 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3
E kg/cm2 19.585,0 24.222,4 19.585,0 24.222,4 19.585,0 24.222,4 19.585,0 24.222,4 19.585,0 24.222,4
EI kg-cm2 307.023.651 379.720.432 307.023.651 379.720.432 307.023.651 379.720.432 307.023.651 379.720.432 307.023.651 379.720.432
Peso Tablero (kg/m2) 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0
Peso de vigas (kg/m2) 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4
Peso EPS (kg/m2) 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
Peso Total (kg/m2) 41,9 41,9 41,9 41,9 41,9 41,9 41,9 41,9 41,9 41,9
Peso Volumétrico (kg/m3) 279 279 279 279 279 279 279 279 279 279
Carga Permanente (kg/m2) 20 20 20 20 20 20 70 70 160 160
Carga de Uso (kg/m2) 60 60 80 80 100 100 100 100 200 200
Carga Total (Kg/m2) 122 122 142 142 162 162 212 212 402 402
Carga de Entrepiso q (kg/ml) 149 149 173 173 197 197 258 258 490 490
Carga Mayorada q*(kg/ml) 208 208 247 247 286 286 359 359 686 686
q*/q 1,40 1,40 1,43 1,43 1,45 1,45 1,39 1,39 1,40 1,40
Luz en ml Deformación en cm
1,22 0,01 0,01 0,02 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 0,05 0,04
1,52 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,0 0,1 0,1
1,83 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2
2,44 0,2 0,2 0,3 0,2 0,3 0,2 0,4 0,3 0,7 0,6
2,74 0,4 0,3 0,4 0,3 0,5 0,4 0,6 0,5 1,2 0,9
3,05 0,5 0,4 0,6 0,5 0,7 0,6 0,9 0,8 1,8 1,5
3,35 0,8 0,6 0,9 0,7 1,1 0,9 1,4 1,1 2,6 2,1
3,66 1,1 0,9 1,3 1,1 1,5 1,2 2,0 1,6 3,7 3,0
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
36
Luz en ml Luces/Deformaciones
1,22 8.734 10.802 7.503 9.279 6.576 8.132 5.024 6.213 2.649 3.276
1,52 4.516 5.585 3.879 4.798 3.400 4.205 2.598 3.213 1.369 1.694
1,83 2.588 3.201 2.223 2.749 1.948 2.410 1.489 1.841 785 971
2,44 1.092 1.350 938 1.160 822 1.017 628 777 331 409
2,74 771 954 662 819 580 718 443 548 234 289
3,05 559 691 480 594 421 520 322 398 170 210
3,35 422 522 362 448 318 393 243 300 128 158
3,66 323 400 278 344 244 301 186 230 98 121
Panel
Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho Para 1.22 m de ancho
SPL
SPL+CAL
26 SPL
SPL+CAL
26 SPL
SPL+CAL
26 SPL
SPL+CAL
26 SPL
SPL+CAL
26
Luz en ml Momentos flectores mayorados (kg-m)
1,22 39 39 46 46 53 53 67 67 128 128
1,52 60 60 71 71 83 83 104 104 198 198
1,83 87 87 103 103 120 120 150 150 287 287
2,44 155 155 184 184 213 213 267 267 510 510
2,74 195 195 232 232 268 268 337 337 644 644
3,05 242 242 287 287 332 332 417 417 798 798
3,35 291 291 346 346 401 401 504 504 962 962
3,66 348 348 413 413 479 479 601 601 1.149 1.149
Luz en ml Tensiones máximas mayoradas de tracción por flexión (kg/cm2) ( σ* adm = 36.8 kg/cm2 SPL) Y ( σ* adm = 40.2 kg/cm2 SPL+CAL 26)
1,22 1,8 1,8 2,2 2,2 2,5 2,5 3,2 3,2 6,1 6,1
1,52 2,9 2,9 3,4 3,4 3,9 3,9 5,0 5,0 9,5 9,5
1,83 4,2 4,2 4,9 4,9 5,7 5,7 7,2 7,2 13,7 13,7
2,44 7,4 7,4 8,8 8,8 10,2 10,2 12,8 12,8 24,4 24,4
2,74 9,3 9,3 11,1 11,1 12,8 12,8 16,1 16,1 30,8 30,8
3,05 11,6 11,6 13,7 13,7 15,9 15,9 20,0 20,0 38,2 38,2
3,35 13,9 13,9 16,6 16,6 19,2 19,2 24,1 24,1 46,0 46,0
3,66 16,6 16,6 19,8 19,8 22,9 22,9 28,8 28,8 55,0 55,0
Luz en ml Esfuerzos Cortantes mayorados (kg) (Vr* = 0.8 x 2233 = 1786 kg)
1,22 127 127 151 151 174 174 219 219 418 418
1,52 158 158 188 188 217 217 273 273 521 521
1,83 190 190 226 226 261 261 328 328 628 628
2,44 253 253 301 301 349 349 438 438 837 837
2,74 285 285 338 338 392 392 492 492 940 940
3,05 317 317 376 376 436 436 547 547 1.046 1.046
3,35 348 348 413 413 479 479 601 601 1.149 1.149
3,66 380 380 452 452 523 523 657 657 1.255 1.255
Carga Permanente (kg/m2) 20 20 20 20 20 20 70 70 160 160
Carga de Uso (kg/m2) 60 60 80 80 100 100 100 100 200 200
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
37
10.6 Tabla No. 6 Cálculo de Muros a Compresión.
CALCULO DE MUROS A COMPRESION
Panel Para 1,22 m de ancho Para 0,61 m de ancho Para 1,00 m de ancho
H (cm) 10,0 15,0 20,0 10,0 15,0 20,0 10,0 15,0 20,0
Tb (cm) 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25
Tc (cm) 7,5 12,5 17,5 7,5 12,5 17,5 7,5 12,5 17,5
Area Tb (cm2) 305 305 305 152,5 152,5 152,5 250 250 250
Area Spline (cm2) 57,2 95,3 133,4 57,2 95,3 133,4 46,8 78,1 109,3
Area Total (cm2) 362,2 400,3 438,4 209,7 247,8 285,9 296,8 328,1 359,3
Iox total (cm4) 6.145 15.696 30.250 3.207 8.468 16.826 5.037 12.866 24.795
Wx total(cm3) 1.229 2.093 3.025 641 1.129 1.683 1.007 1.715 2.479
rx total (cm) 4,1 6,3 8,3 3,9 5,8 7,7 4,1 6,3 8,3
Iox tableros (cm4) 5.877,6 14.455,7 26.846,4 2.938,8 7.227,9 13.423,2 4.817,7 11.849,0 22.005,2
Wx tableros (cm3) 1.175,5 1.927,4 2.684,6 587,8 963,7 1.342,3 963,5 1.579,9 2.200,5
rx tableros (cm) 4,4 6,9 9,4 4,4 6,9 9,4 4,4 6,9 9,4
Alt. Muro (m) Coeficiente de esbeltez total considerando los extremos articulados (λX)
2,44 59 39 29 62 42 32 59 39 29
2,74 67 44 33 70 47 36 67 44 33
3,05 74 49 37 78 52 40 74 49 37
3,35 81 53 40 86 57 44 81 53 40
3,66 89 58 44 94 63 48 89 58 44
Coeficiente de reducción de la resistencia a compresión por pandeo (φp) total
2,44 0,863 0,923 0,952 0,850 0,914 0,944 0,863 0,923 0,952
2,74 0,825 0,908 0,941 0,810 0,899 0,932 0,825 0,908 0,941
3,05 0,786 0,893 0,929 0,762 0,884 0,920 0,786 0,893 0,929
3,35 0,744 0,881 0,920 0,714 0,869 0,908 0,744 0,881 0,920
3,66 0,696 0,866 0,908 0,654 0,845 896,000 0,696 0,866 0,908
Rc (Tb) (kg/cm2) 72 72 72 72 72 72 72 72 72
φc 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7
Capacidad de carga de diseño de los muros con Splines a compresión (kg)
2,44 15.839 18.723 21.149 9.031 11.476 13.676 12.983 15.347 17.335
2,74 15.142 18.418 20.905 8.606 11.288 13.502 12.411 15.097 17.135
3,05 14.426 18.114 20.638 8.096 11.099 13.328 11.825 14.848 16.917
3,35 13.655 17.871 20.438 7.586 10.911 13.154 11.193 14.648 16.753
3,66 12.774 17.567 20.172 6.949 10.610 12.980.243 10.471 14.399 16.534
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
38
Coeficiente de esbeltez de los tableros considerando los extremos articulados (λX) tableros
2,44 56 35 26 56 35 26 56 35 26
2,74 62 40 29 62 40 29 62 40 29
3,05 69 44 33 69 44 33 69 44 33
3,35 76 49 36 76 49 36 76 49 36
3,66 83 53 39 83 53 39 83 53 39
Coeficiente de reducción de la resistencia a compresión por pandeo (φp) total
2,44 0,872 0,935 0,958 0,872 0,935 0,958 0,872 0,935 0,958
2,74 0,850 0,920 0,952 0,850 0,920 0,952 0,850 0,920 0,952
3,05 0,815 0,908 0,941 0,815 0,908 0,941 0,815 0,908 0,941
3,35 0,774 0,893 0,932 0,774 0,893 0,932 0,774 0,893 0,932
3,66 0,732 0,881 0,923 0,732 0,881 0,923 0,732 0,881 0,923
Capacidad de carga de diseño de los muros sin Splines a compresión (kg)
2,44 13.479 14.453 14.808 6.739 7.226 7.404 11.048 11.846 12.138
2,74 13.139 14.221 14.715 6.569 7.110 7.358 10.770 11.656 12.062
3,05 12.598 14.035 14.545 6.299 7.018 7.273 10.326 11.504 11.922
3,35 11.964 13.803 14.406 5.982 6.902 7.203 9.807 11.314 11.808
3,66 11.315 13.618 14.267 5.657 6.809 7.134 9.274 11.162 11.694
La capacidad de carga de diseño de los muros a compresión para cargas verticales será igual a : 0,75.φc. Rc (Tb). Area Tb.φp.
Los valores sombreados corresponden a coeficientes de esbeltez superiores a 80, limite máximo establecido para la utilización de muros compuestos por
elementos del sistema.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Sistema Constructivo BLS
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10.7 Tabla No. 7 Cálculo de Columnas a Compresión.
CALCULO DE COLUMNAS A COMPRESION
Descripción Columnas de seccion transversal
100x100 100x150 100x200 150x150 150x200 150x250 150x300 200 x200 200x250 200x300 200x350 200x400
H (cm) 10,0 10,0 10,0 15,0 15,0 15,0 15,0 20,0 20,0 20,0 20 20
B (cm) 10,0 15,0 20,0 15,0 20,0 25,0 30,0 20,0 25,0 30,0 35 40
Tb (cm) 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25
Area Tb (cm2) 43,75 56,25 68,75 68,75 81,25 93,75 106,25 93,75 106,25 118,75 131,25 143,75
Io min (cm4) 570 811 1.051 2.184 2.777 3.369 3.962 5.518 6.618 7.718 8.818 9.919
Wx min(cm3) 114 162 210 291 370 449 528 552 662 772 882 992
rx min(cm) 3,61 3,80 3,91 5,64 5,85 5,99 6,11 7,67 7,89 8,06 8,20 8,31
Altura de col (m) Coeficiente de esbeltez considerando los extremos articulados (λX)
2,44 68 64 62 43 42 41 40 32 31 30 30 29
2,74 76 72 70 49 47 46 45 36 35 34 33 33
3,05 85 80 78 54 52 51 50 40 39 38 37 37
3,35 93 88 86 59 57 56 55 44 42 42 41 40
3,66 101 96 94 65 63 61 60 48 46 45 45 44
Altura de col (m) Coeficiente de reducción de la resistencia a compresión por pandeo (φp)
2,44 0,820 0,840 0,850 0,911 0,914 0,917 0,920 0,944 0,947 0,950 0,950 0,952
2,74 0,774 0,798 0,810 0,896 0,899 0,902 0,905 0,932 0,935 0,938 0,941 0,941
3,05 0,726 0,750 0,762 0,878 0,884 0,887 0,890 0,920 0,923 0,926 0,929 0,929
3,35 0,672 0,702 0,720 0,863 0,869 0,872 0,875 0,908 0,914 0,917 0,917 0,920
3,66 0,600 0,636 0,654 0,835 0,845 0,855 0,860 0,896 0,902 0,905 0,905 0,908
Rc (Tb) (kg/cm2) 72,4 72,4 72,4 72,4 72,4 72,4 72,4 72,4 72,4 72,4 72,4 72,4
φc 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
Altura de col (m) Capacidad de carga de diseño de los muros a compresión (kg)
2,44 1.169 1.539 1.904 2.041 2.419 2.801 3.185 2.883 3.278 3.675 4.062 4.459
2,74 1.103 1.462 1.814 2.007 2.380 2.755 3.133 2.847 3.237 3.629 4.024 4.407
3,05 1.035 1.374 1.707 1.967 2.340 2.709 3.081 2.810 3.195 3.583 3.973 4.351
3,35 958 1.287 1.613 1.933 2.300 2.663 3.029 2.773 3.164 3.548 3.921 4.309
3,66 855 1.166 1.465 1.870 2.237 2.611 2.977 2.737 3.122 3.501 3.870 4.253
La capacidad de carga de diseño de las columnas a compresión para cargas verticales será igual a: 0,75.φc. Rc (Tb). Area Tb.φp.
Los valores sombreados corresponden a coeficientes de esbeltez superiores a 80, límite máximo establecido para la utilización de columnas compuestas por elementos del sistema.