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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 1 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Tecamachalco MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL EDIFICIO DE AULAS UNIVERSIDAD CENTRO, CDMX ASISTIDO EN STAAD PRO T E S I N A PARA OBTENER TITULO DE INGENIERO ARQUITECTO PRESENTA JONHATAN SALVATORE GONZALEZ MENDOZA PROFESORES OSCAR BONILLA MANTEROLA GUSTAVO AVILA VAZQUEZ INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 2 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 3 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 4 Introducción Para un diseñador de estructuras, su principal objetivo es lograr elementos estructurales que cumplan con los requerimientos de seguridad, funcionalidad y estética. Para esto se requiere de realizar un análisis adecuado. Las herramientas o software para desarrollar un diseño estructural en la actualidad utilizan soluciones iterativas que pueden ser desventajosas para los diseñadores. En el presente documento se analizará el edificio de aulas del Campus de la Universidad Centro a construirse en Av. Constituyentes #455, colonia América, Delegación Miguel Hidalgo, para uso como Centro Educativo y sótanos de estacionamientos, el edifico consta de 6 niveles a una altura de 27 metros desde planta baja, cuenta con un sistema constructivo de marcos continuos de concreto reforzado y con losa aligerada postensada. El software que se utilizará en este proyecto justifica lo mencionado anteriormente y nos sirve para diseñar y/o analizar elementos estructurales o estructuras completas. Cabe mencionar que para comprender correctamente la información del presente documento es necesario poseer conocimientos sobre el análisis estructural y sobre diseño de estructuras de concreto. La información empleada en el presente documento está basada en investigaciones y documentos desarrollados por otros autores que sirven para uso exclusivo de análisis del proyecto. Por lo tanto, el presente proyecto sólo constituye una ayuda para facilitar dicho estudio y debe usarse en conjunción con los documentos recopilados. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 5 Objetivo general A partir del conocimiento que se tiene de la zona y con los resultados de información que se definirán, son elementos para determinar el tipo óptimo de diseño estructural y su profundidad de desplante, la capacidad de carga del suelo de sustentación, los asentamientos que se desarrollarán en la masa de suelo por la imposición de cargas que la cimentación le generará. Todo lo anterior cumple con los requerimientos del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal. Objetivos particulares - Diseño de estructuras asistido por computadora, confirmando un análisis adecuado para su correcta ejecución. - Emplear un sistema constructivo a menor costo INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 6 CONTENIDO 1.- MEMORIA DESCRIPTIVA ARQUITECTÓNICA 9 1.1 Programa de necesidades Arquitectónicas. 10 1.2 Terreno. 10 1.3 Normatividad aplicable. 11 1.4 Uso y superficie del área. 11 1.5 Descripción Arquitectónica. 12 1.5.1 Forma del Edificio. 12 1.5.2 Designación de Usos por Nivel 14 2.- PLANOS ARQUITECTÓNICOS 17 2.1 Planta Baja 18 2.2 Nivel 1 19 2.3 Nivel 2 20 2.4 Nivel 3 21 2.5 Nivel 4 22 2.6 Nivel 5 23 2.7 Nivel 6 24 2.8 Sótano 1 25 2.9 Sótano 2 26 2.10 Sótano 3 27 2.11 Corte 28 2.12 Fachada Acceso 28 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 7 3.- MEMORIA DESCRIPTIVA ESTRUCTURAL 29 3.1 Introducción 30 3.2 Descripción de la estructura 30 3.3 Parámetros de Diseño 30 3.4 Parámetros de Diseño Sísmico 31 3.5 Materiales 31 3.6 Parámetros de Cimentación 32 3.7 Análisis de cargas 33 3.8 Estados de Carga y Combinaciones 34 4.- ANÁLISIS DE ESTRUCTURA STAAD 35 4.1 Modelado estructural 36 4.2 Secciones de Elementos estructurales 37 4.3 Soportes 42 4.4 Renders 43 4.5 Grupos por nivel 44 4.6 Carga Axial 45 4.7 Fuerza de torsión 45 4.8 Desplazamientos 46 4.9 Momento Último 48 4.10 Cortante Último 48 5.- DISEÑO DE ELEMENTOS 49 5.1 Columnas 50 5.2 Vigas 56 5.2.1 Análisis y diseño de vigas en Planta Baja 56 5.2.2 Análisis y diseño de vigas en Nivel 1 61 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 8 5.2.3 Análisis y diseño de vigas en Nivel 2 70 5.2.4 Análisis y diseño de vigas en Nivel 3 79 5.2.5 Análisis y diseño de vigas en Nivel 4 90 5.2.6 Análisis y diseño de vigas en Nivel 5 99 5.2.7 Análisis y diseño de vigas en Nivel 6 108 116 5.3 Trabes de liga 117 5.3.1 Análisis y diseño de trabes de liga 117 5.4 Criterios de diseño de pilas y dados 122 6.- ANEXO 124 Referencias 128 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 9 1.- MEMORIA DESCRIPTIVA ARQUITECTÓNICA “Encuentro hermoso construir un edificio e imaginarlo en su silencio” Peter Zumthor INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 10 1.1 Programa de necesidades Arquitectónicas. El proyecto para la institución de educación superior CENTRO se ubica en la Avenida Constituyentes 455 de la Colonia América, en la delegación Miguel Hidalgo de la Ciudad de México. Se trata del edificio para oficinas, aulas y talleres de la institución, auditorio, jardín y estacionamiento. 1.2 Terreno. La fachada a Constituyentes se ubica del lado norte, mientras que al sur, poniente y oriente colinda con edificaciones de uso habitacional de máximo 3 niveles. El predio tiene un área de 5,108.58m2. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 11 La topografía del predio es en su mayoría regular y se encuentra en promedio 1 metro bajo nivel de banqueta. La Avenida Constituyentes tiene una pendiente que baja aproximadamente 3.60m desde un extremo del predio al otro. 1.3 Normatividad aplicable. De acuerdo al Centro de información urbana para el desarrollo y la administración de la ciudad de México, aplican para este terreno las siguientes normas: •03 NORMA POR ORDENACIÓN PARTICULAR PARA INCENTIVAR LOS ESTACIONAMIENTOS PÚBLICOS Y/O PRIVADOS •04 ZONA CON PRESENCIA DE MINAS •06 ESCUELAS PRIMARIAS, SECUNDARIAS, PREPARATORIAS Y UNIVERISDADES 1.4 Uso y superficie del área. El terreno cuenta con 5,152m2 de superficie. De acuerdo a la zonificación de los predios, la altura máxima es de 8 niveles y se requiere 40% de área libre que equivale a 2,062m2. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 12 1.5 Descripción Arquitectónica.1.5.1 Forma del Edificio. A. ESTACIONAMIENTO El proyecto cuenta con un estacionamiento con capacidad para 385 cajones. Comienzan dos carriles de desaceleración en la esquina del predio, bajando con una pendiente del 15% con transiciones a ambos extremos del 6% hasta el otro extremo del predio. El estacionamiento se desarrolla en 5 medios niveles con una altura libre de entrepiso desde 2.75 metros a 4.65 metros, conectados entre sí por medio de rampas en ambos sentidos de 12% y formando un circuito continuo. En el interior, cuenta con área de espera para la entrega y recepción de vehículos, dos grupos de escaleras de emergencia con menos de 50 metros de distancia al punto más lejano con salida directa al exterior, sanitarios, y bodegas. En el primer nivel de estacionamiento se ubica la subestación eléctrica. En el último nivel se ubica la planta de tratamiento de agua, planta de potabilización de agua pluvial, cisterna de agua potable, cisterna de agua y tratada, y tanque de tormentas. Con la finalidad de promover el uso compartido del automóvil, disminuir el tránsito, reducir las emisiones de CO2 y fomentar el ahorro en las familias, se proporcionan 500m2 de superficie de (10% de la superficie total del estacionamiento) para cajones preferenciales para vehículos de uso compartido. Adicionalmente, y en cumplimiento con el crédito 4.2: Alternative Transportation , Bicycle storage and changing rooms para LEED 2009 for New Construction and Major Renvations, el estacionamiento cuenta con 95 racks para bicicletas y 2 regaderas en un espacio de: Aparcadas a 45° = 92.77 m² Colgadas = 31.20 m² TOTAL = 123.97m² INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 13 Esto, tomando en cuenta el pasillo de maniobras que requieren de 1.50m para ambos tipos de aparcabicis. B. PATIO Y JARDÍN Sobre el nivel medio con respecto a Constituyentes de ubica la Planta Baja, con dos zonas de área verde de 1,392m2 y 392 m2. C. EDIFICIO El proyecto para la institución de educación superior CENTRO cuenta con cuatro edificios sobre nivel de banqueta, destinados para uso habitacional con una población de 1,600 personas. El Edificio A cuenta con 6 niveles paralelo a la colindancia posterior del terreno. El Edificio B cuenta con 4 niveles perpendiculares a la Avenida Constituyentes a 18 metros sobre nivel de banqueta. El Edificio C cuenta con 3 niveles paralelo a la Avenida Constituyentes. El Edificio D cuenta con un nivel sobre nivel de banqueta, y al ser el volumen del auditorio, baja, escalonado por la isóptica, hacia el Sótano -1. EDIFICIO A EDIFICIO C EDIFICIO B EDIFICIO D INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 14 1.5.2 Designación de Usos por Nivel A. PLANTA BAJA NIVEL (+-0.00m) El nivel de planta baja se encuentra 1.80 metros sobre el nivel de banqueta del predio de la Avenida Constituyentes. Edificio A o Taller de maquinaria o Sala de trabajo o Taller de cerámica o Taller de joyería (12 personas) o Taller de usos múltiples (15 alumnos + 2 profesores) o Escaleras de emergencia con ventilación al exterior a menos de 5º metros del punto más lejano B. NIVEL 1 (+4.50m) Edificio A o Taller de moda y bodega anexa o Taller textil y bodega anexa o Taller de serigrafía y bodega anexa o Taller de trabajo con papel y bodega anexa o Taller de impresión tradicional y bodega anexa o Taller de tipos móviles o Taller de usos múltiples (15 alumnos + 2 profesores) o Escaleras de emergencia con ventilación al exterior a menos de 5º metros del punto más lejano INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 15 C. NIVEL 2 (+9.00m) Edificio A o Taller de usos múltiples(15 alumnos + 2 profesores) o Taller de usos múltiples (15 alumnos + 2 profesores) o Taller de usos múltiples (15 alumnos + 2 profesores) o Laboratorio de medios digitales (15 alumnos + 2 profesores) o Laboratorio de foto blanco y negro (20 alumnos) o Laboratorio de foto blanco y negro (20 alumnos) o Laboratorio de foto a color o Laboratorio de radio o Foro digital o Foro chico y bodega anexa o Foro de T.V. (doble altura), vestidores y bodega anexa o Foto estudio chico o Foto estudio grande y bodega anexa o Escaleras de emergencia con ventilación al exterior a menos de 5º metros del punto más lejano D. NIVEL 3 (+13.50m) Edificio A o Taller de dibujo y bodega anexa o Taller de dibujo y bodega anexa o Laboratorio Mac (20 alumnos) o Laboratorio Mac (20 alumnos) o Laboratorio PC (20 alumnos) o Laboratorio PC (20 alumnos) o Taller electrónica (15 alumnos + 2 profesores) o Laboratorio T.V. (doble altura), y cabina de control o Cámara de Gessel (22 alumnos) o Taller de usos múltiples (15 alumnos + 2 profesores) o Escaleras de emergencia con ventilación al exterior a menos de 5º metros del punto más lejano INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 16 E. NIVEL 4 (+18.00m) Edificio A o 22 cabinas de audio e islas de edición (3 alumnos por cabina) o 6 aulas (30 alumnos) o 2 Taller de usos múltiples (15 alumnos + 2 profesores) o Sala de convivencia o Escaleras de emergencia con ventilación al exterior a menos de 5º metros del punto más lejano F. Nivel 5 (+22.50m) Edificio A o 3 aulas o 2 Taller de usos múltiples o Área de taller en planta libre o Escaleras de emergencia con ventilación al exterior a menos de 5º metros del punto más lejano G. Nivel 6 (+27.00m) Edificio A o Cafetería o Servicios de impresión o Estudio de yoga o Área de convivencia exterior o Escaleras de emergencia con ventilación al exterior a menos de 5º metros del punto más lejano INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 17 2.- PLANOS ARQUITECTÓNICOS “Como arquitecto, diseñas para el presente, con cierto conocimiento del pasado, para un futuro que es esencialmente desconocido” Norman Foster INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 18 2.1 Planta Baja INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 19 2.2 Nivel 1 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 20 2.3 Nivel 2 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 21 2.4 Nivel 3 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 22 2.5 Nivel 4 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 23 2.6 Nivel 5 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 24 2.7 Nivel 6 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 25 2.8 Sótano 1 INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 26 2.9 Sótano 2 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 27 2.10 Sótano 3 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 28 2.11 Corte 2.12 Fachada Acceso INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 29 3.- MEMORIA DESCRIPTIVA ESTRUCTURAL “El boceto ayuda a la construcción porque es la única parte espontánea del proceso. En él todo es improvisación, sorpresa, uno no sabe lo que va a pasar” Santiago Calatrava INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 30 3.1 Introducción Se presenta la memoria de cálculo y descriptiva correspondiente a las estructuras que forman parte del nuevo Campus de la Universidad Centro a construirse en Av. Constituyentes #455 y #449, colonia América, Delegación Miguel Hidalgo, para uso como Centro Educativo y sótanos de estacionamientos, de acuerdo a los requisitos reglamentarios para construcciones del Grupo A de acuerdo con el Art. 139 del actual reglamento de construcciones para el D.F.( Enero 2004). 3.2 Descripción de la estructura Se trata de una edificación irregular en planta y elevación la cual que estará formada por 4 cuerpos estructuralmente independientes a partir del primer nivel por arriba de planta baja y estarán unidos en un solo cuerpo de Planta Baja a nivel cimentación. El área de construcción total será de aproximadamente 10,000 m2. La estructura en niveles de sótano consiste en una losa aligerada, plana pos-tensada de 40 cm de espesor en 1 dirección y apoyada directamente en columnas de concreto reforzado por medio de nervaduras principales y zonas macizas alrededor de las columnas. A nivel de planta baja se proyectó una losa aligerada post-tensada en 1 dirección de 63 cm de espesor apoyada en trabes y columnas de concreto reforzado. El cuerpo 2 colinda al sur entre los ejes 1 y 6 y entre los ejes F y G el cual constará de 6 niveles por arriba de planta baja. La estructura de este cuerpo será a base de marcos continuos de concreto reforzado y sistema de piso de losa aligerada postensada en 1 dirección apoyada en trabes peraltadas. Este edificio está destinado al uso de aulas y talleres. La cimentación se resolvió por medio pilas desplantadas a la profundidad recomendada por el estudio de mecánica de suelos elaborado por Ingenieros Cuevas Asociados. En el perímetro del predio se diseñó un muro de contención de concreto reforzado de 25 a 35 cm de espesor. 3.3 Parámetros de Diseño Se consideraron los criterios del reglamento de construcciones para el D.F. (Enero 2004) y sus Normas Técnicas Complementarias (Octubre 2004) que toman en cuenta el diseño con base en la resistencia ultima del concreto reforzado De acuerdo con el Reglamento de construcciones y sus Normas Técnicas Complementarias las acciones de diseño se afectaron en forma incremental por los factores de carga siguientes: • 1.5 para la combinación de cargas permanentes más acciones variables con intensidad máxima para estructuras del Grupo A. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 31 • 1.1 para la combinación de cargas permanentes más cargas variables con intensidad instantánea más cargas accidentales para estructuras del Grupo A. • Para acciones o fuerzas internas cuyo efecto sea favorable a la resistencia o estabilidad de la estructura, el factor de carga se considerara igual a 0.9, además de tomar el valor mínimo probable para la intensidad de la acción. • Para la revisión de los estados límite de servicio: desplazamientos por carga vertical con factor de carga =1.0 en los diferentes elementos, desplazamientos laterales de la estructura por efectos sísmicos factor de carga = 1.0 Las resistencias fueron afectadas por factores de resistencia como sigue: Elementos de concreto reforzado: fr=0.9 para flexión fr=0.8 para cortante. 3.4 Parámetros de Diseño Sísmico Según la regionalización sísmica de la ciudad de México y al estudio de mecánica de suelos, el predio donde se construirán los edificios corresponde a la Zona II de Lomas donde los parámetros para definir el espectro de diseño sísmico son: C= 0.16 g Ta=0.20 s Tb=1.35 s r= 0.5 Se realizó por parte de la empresa ERN Ingenieros Consultores un estudio de Espectro Sísmico, del cual se desprende el espectro utilizado en este estudio. Los niveles de sótano se encuentran por debajo del nivel de calle y confinados en el perímetro por el muro de contención de concreto armado, por lo que en los niveles de sótano el diseño estructural de la losas postensadas rige las acciones gravitacionales solamente. Los edificios por arriba de planta baja serán de marcos continuos de concreto reforzado al cual se le asignó un coeficiente de comportamiento sísmico igual a Q=2.0 afectado por condiciones de irregularidad por 0.8 resulta Q´= 2 x 0.8=1.6, para el cuerpo 1 y 2 el factor de irregularidad es de 0.9. 3.5 Materiales Para las columnas del edificio se usará concreto estructural clase 1 f´c= 400 kg/cm2 y para las losas de sótano concreto f´c=300 kg/cm2. El concreto estructural será premezclado y con peso volumétrico mínimo de 2200 kg/m3. El acero de refuerzo será de varilla corrugada grado 42 con esfuerzo de fluencia fy=4200 kg/cm2 para varillas de #3 y diámetros mayores. El alambrón #2 será con fy=2530 kg/cm2. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 32 3.6 Parámetros de Cimentación La cimentación se resolvió de acuerdo a especificaciones y recomendaciones del estudio de Mecánica de Suelos del lugar mediante pilas unidas por contratrabes en ambas direcciones. El sistema de piso en el último sótano será de losas maciza de 15 cm de espesor reforzado con doble malla electrosoldada. Tomando en cuenta que los sótanos tendrán un desplante en las tobas limo arenosas que, según los sondeos y estudios geofísicos, están agrietadas por la presencia de antiguas minas, que como ya se dijo, pueden estar rellenadas con escombro o están parcialmente colapsadas; en ellas se registraron números de golpes relativamente bajos en los sondeos de penetración estándar. Por lo anterior, la solución de cimentación será con pilas desplantadas en las tobas arenosas a 25.0 m de profundidad, tomando como referencia el nivel 100.10 (nivel de piso terminado actual) como el N ±0.0. Durante la perforación de las pilas que se realizará desde el fondo de la excavación, para cada una de ellas, se determinará la necesidad de utilizar ademe de acero para garantizar su estabilidad. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 33 3.7 Análisis de cargas C Vertical Sismo Servicio Peso Propio Sobre CM CV máx CV acc CV med Losa post 40 cm 1 dir. 350 350 350 350 350 Firme de 5 cm 110 110 110 110 Piso terminado 10 10 10 10 Instalaciones 15 15 15 15 Plafón 10 10 10 10 Densidad muros divisorios 150 150 150 150 C. Adic. RDF04 40 40 40 20 20 C. Viva 250 180 100 250 180 100 TOTAL (kg/m2) 935 865 785 370 665 250 180 100 Planta tipo Zona de losa post 40 cm Zona de aulas C Vertical Sismo Servicio Peso Propio Sobre CM CV máx CV acc CV med Losa post 63 cm 1 dir.650 650 650 650 650 Firme de 5 cm 110 110 110 110 Piso terminado 10 10 10 10 Instalaciones 15 15 15 15 C. Adic. RDF04 40 40 40 20 20 C. Viva 250 180 100 250 180 100 TOTAL (kg/m2) 1075 1005 925 670 805 250 180 100 Nivel de planta baja Zona de aulas C Vertical Sismo Servicio Peso Propio Sobre CM CV máx CV acc CV med Losa post 40 cm 1 dir. 350 350 350 350 350 Firme de 3 cm 66 66 66 66 Instalaciones 10 10 10 10 C. Adic. RDF04 40 40 40 20 20 C. Viva 250 100 40 250 100 40 TOTAL (kg/m2) 716 566 506 370 446 250 100 40 Nivel de sótano Zona de estacionamiento INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 34 3.8 Estados de Carga y Combinaciones COMBO TYPE CASE FACTOR CASE TYPE SORTID COMB1 ADD LIMSER 1.4 Static 1 COMB1 ADD LIMSER 1.4 Static 2 COMB2 ADD CMTA 1.1 Static 3 COMB2 ADD CVM 1.1 Static 4 COMB2 ADD SX 1.1 Static 5 COMB2 ADD SZ 0.33 Static 6 COMB3 ADD CMTA 1.1 Static 7 COMB3 ADD CVM 1.1 Static 8 COMB3 ADD SX 1.1 Static 9 COMB3 ADD SZ -0.33 Static 10 COMB4 ADD CMTA 1.1 Static 11 COMB4 ADD CVM 1.1 Static 12 COMB4 ADD SX -1.1 Static 13 COMB4 ADD SZ 0.33 Static 14 COMB5 ADD CMTA 1.1 Static 15 COMB5 ADD CVM 1.1 Static 16 COMB5 ADD SX -1.1 Static 17 COMB5 ADD SZ -0.33 Static 18 COMB6 ADD CMTA 1.1 Static 19 COMB6 ADD CVM 1.1 Static 20 COMB6 ADD SZ 1.1 Static 21 COMB6 ADD SX 0.33 Static 22 COMB7 ADD CMTA 1.1 Static 23 COMB7 ADD CVM 1.1 Static 24 COMB7 ADD SZ 1.1 Static 25 COMB7 ADD SX -0.33 Static 26 COMB8 ADD CMTA 1.1 Static 27 COMB8 ADD CVM 1.1 Static 28 COMB8 ADD SZ -1.1 Static 29 COMB8 ADD SX 0.33 Static 30 COMB9 ADD CMTA 1.1 Static 31 COMB9 ADD CVM 1.1 Static 32 COMB9 ADD SZ -1.1 Static 33 COMB9 ADD SX -0.33 Static 34 COMBINACIONES DE CARGAS INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 35 4.- Análisis de Estructura STAAD “La arquitectura comienza cuando se ponen dos ladrillos juntos con esmero” Mies Van Der Rohe INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 36 4.1 Modelado estructural modelo en vista planta modelo en vista isométrico sótano modelo en vista isométrico INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 37 4.2 Secciones de Elementos estructurales Columnas de concreto de 0.80 x 1.00 que van de sótano 3 a planta baja Columnas de concreto de 0.80 x 1.00 que van de planta baja a nivel 4 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 38 Columnas de concreto de 0.70 x 0.90 que van de nivel 4 a nivel 6 Vigas de concreto de 0.90 x 0.40 de sótano 2 a nivel 4 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 39 Vigas de concreto de 0.90 x 0.40 de nivel 4 a nivel 6 Vigas de concreto secundarias de 0.40 x 0.20 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 40 Vigas de concreto de 0.40 x 0.40 en cantiliver Trabes de liga de concreto de 1.20 x 0.60 en dirección x INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 41 Trabes de liga de concreto de 1.20 x 0.65 en dirección z Vigas de acero W24 x 68 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 42 Vigas de acero W30 x 90 4.3 Soportes INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 43 4.4 Renders Vista planta en 3D Vista frontal en 3D Vista Perspectiva en 3D INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 44 4.5 Grupos por nivel Sótano 3 Sótano 2 Sótano 1 Planta Baja Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3 Nivel 4 Nivel 5 Nivel 6 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 45 4.6 Carga Axial 4.7 Fuerza de torsión INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 46 4.8 Desplazamientos sismo en x sismo en z INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 47 límite de servicio combinación 5 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 48 4.9 Momento Último 4.10 Cortante Último INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 49 5.- Diseño de Elementos “La arquitectura es un arte que merece la eternidad” Salvatore Mendoza INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 50 5.1 Columnas El diseño de estas columnas de 1.0 x 0.80 es a base de concreto estructural clase 1 f´c= 400 kg/cm2 con acero de refuerzo de varilla corrugada grado 42 con esfuerzo de fluencia fy=4200 kg/cm2 para varillas de #3 y diámetros mayores. Diseño de columna 2341 carga axial (ton) 279 ton momento Mux (t-m) 6.6 t-m as1 momento Muy (t-m) 155 t-m as2 concreto f´c (kg/cm2) 400 kg/cm2 as3 acero fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 as4 base (cm) 100 cm as5 altura H (cm) 80 cm recubrimiento (cm) 4 cm Esquema INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 51 X concreto No. diametro area (cm) posición as1 (cm2) 5 10 39.59 36 as2 (cm2) 4 10 31.67 12 as3 (cm2) 0 0 0.00 0 as4 (cm2) 4 10 31.67 -12 as5 (cm2) 5 10 39.59 -36 18 142.51 Y concreto No. diametro area (cm) posición as1 (cm2) 6 10 47.50 46 as2 (cm2) 2 10 15.83 6 as3 (cm2) 2 6 5.70 3 as4 (cm2) 2 10 15.83 -6 as5 (cm2) 6 10 47.50 -46 18 132.38 Especificaciones de Varilla Diseño de columna VARILLA No PESO PERIMETRO ÁREA PIEZAS mm pulg. kg/m mm cm ton 2.5 7.9 5 /16. 0.384 24.8 0.49 217+-7 3 9.5 3 / 8. 0.557 29.8 0.71 149+-4 4 12.7 1 / 2. 0.996 39.9 1.27 84+-2 5 15.9 5 / 8. 1.56 50 1.99 54+-1 6 19.1 3 / 4. 2.25 60 2.87 37+-1 8 25.4 1 3.975 79.8 5.07 21 10 31.8 1 1 / 4. 6.225 99.9 7.94 13 12 38.1 1 1 / 2. 8.938 119.7 11.4 9 MEDIDA varilla corrugada 16 10 varilla corrugada 2 6 # Y X # INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 52 m (x) p (y) mux co=y2-y1 ca=x2-x1 m=co/ca m(x)+y1 prx x y 0.0 -508.8 7.3 FALSO 467.6 163.9 2.85 -487.94 0 7.3 0 163.9 -41.2 7.3 FALSO 178.6 32.5 5.49 -900.98 0 7.3 1641.61 196.4 137.5 7.3 FALSO 151.7 20.5 7.41 -1263.78 0 216.9 289.2 7.3 FALSO 173.2 7.5 23.25 -4584.54 0 224.4 462.4 7.3 FALSO 426.4 -35.4 -12.05 3078.79 0 189.0 888.8 7.3 FALSO 349.0 -61.9 -5.63 1912.29 0.00127.0 1237.7 7.3 FALSO 242.5 -68.9 -3.52 1659.38 0 58.2 1480.2 7.3 VERDADERO 184.5 -58.2 -3.17 1641.61 1641.60974 0.0 1664.8 7.3 FALSO 1641.61 m (x) p (y) muy co=y2-y1 ca=x2-x1 m=co/ca m(x)+y1 prx x y -0.6 -472.6 0.83 FALSO 477.9 217.1 2.20 -469.42 0 0.83 0 216.4 5.3 0.83 FALSO 92.5 31.4 2.94 -628.86 0 0.83 1628.05 247.9 97.8 0.83 FALSO 146.7 26.0 5.64 -1295.28 0 273.9 244.5 0.83 FALSO 219.7 22.0 9.96 -2476.01 0 296.0 464.1 0.83 FALSO 395.9 -46.9 -8.44 2954.31 0 249.0 860.0 0.83 FALSO 340.2 -82.0 -4.15 1890.31 0 167.1 1200.2 0.83 FALSO 122.2 -41.2 -2.97 1693.55 0 125.9 1322.5 0.83 VERDADERO 306.1 -125.3 -2.44 1628.05 1628.05 0.6 1628.6 0.83 FALSO 1628.05 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 53 El diseño de estas columnas de 0.90 x 0.70 es a base de concreto estructural clase 1 f´c= 400 kg/cm2 con acero de refuerzo de varilla corrugada grado 42 con esfuerzo de fluencia fy=4200 kg/cm2 para varillas de #3 y diámetros mayores. Diseño de columna 2365 carga axial (ton) 15.4 ton momento Mux (t-m) 3.55 t-m as1 momento Muy (t-m) 139.4 t-m as2 concreto f´c (kg/cm2) 400 kg/cm2 as3 acero fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 as4 base (cm) 90 cm as5 altura H (cm) 70 cm recubrimiento (cm) 4 cm Esquema INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 54 X concreto No. diametro area (cm) posición as1 (cm2) 5 8 25.34 31 as2 (cm2) 4 8 20.27 12 as3 (cm2) 0 8 0.00 0 as4 (cm2) 4 8 20.27 -12 as5 (cm2) 5 8 25.34 -31 91.21 Y concreto No. diametro area (cm) posición as1 (cm2) 6 8 30.40 41 as2 (cm2) 2 8 10.13 6 as3 (cm2) 2 8 10.13 3 as4 (cm2) 2 8 10.13 -6 as5 (cm2) 6 8 30.40 -41 91.21 Especificaciones de Varilla Diseño de columna VARILLA No PESO PERIMETRO ÁREA PIEZAS mm pulg. kg/m mm cm ton 2.5 7.9 5 /16. 0.384 24.8 0.49 217+-7 3 9.5 3 / 8. 0.557 29.8 0.71 149+-4 4 12.7 1 / 2. 0.996 39.9 1.27 84+-2 5 15.9 5 / 8. 1.56 50 1.99 54+-1 6 19.1 3 / 4. 2.25 60 2.87 37+-1 8 25.4 1 3.975 79.8 5.07 21 10 31.8 1 1 / 4. 6.225 99.9 7.94 13 12 38.1 1 1 / 2. 8.938 119.7 11.4 9 MEDIDA varilla corrugada 18 8# Y X INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 55 m (x) p (y) mux co=y2-y1 ca=x2-x1 m=co/ca m(x)+y1 prx x y 0.0 -508.8 6.6 FALSO 467.6 163.9 2.85 -489.94 0 6.6 0 163.9 -41.2 6.6 FALSO 178.6 32.5 5.49 -904.83 0 6.6 1643.83 196.4 137.5 6.6 FALSO 151.7 20.5 7.41 -1268.97 0 216.9 289.2 6.6 FALSO 173.2 7.5 23.25 -4600.82 0 224.4 462.4 6.6 FALSO 426.4 -35.4 -12.05 3087.23 0 189.0 888.8 6.6 FALSO 349.0 -61.9 -5.63 1916.23 0.00 127.0 1237.7 6.6 FALSO 242.5 -68.9 -3.52 1661.84 0 58.2 1480.2 6.6 VERDADERO 184.5 -58.2 -3.17 1643.83 1643.8302 0.0 1664.8 6.6 FALSO 1643.83 m (x) p (y) muy co=y2-y1 ca=x2-x1 m=co/ca m(x)+y1 prx x y -0.6 -472.6 155 FALSO 477.9 217.1 2.20 -129.98 0 155 0 216.4 5.3 155 FALSO 92.5 31.4 2.94 -175.42 0 155 1236.08 247.9 97.8 155 FALSO 146.7 26.0 5.64 -425.98 0 273.9 244.5 155 FALSO 219.7 22.0 9.96 -940.12 0 296.0 464.1 155 FALSO 395.9 -46.9 -8.44 1653.48 0 249.0 860.0 155 FALSO 340.2 -82.0 -4.15 1250.37 0 167.1 1200.2 155 VERDADERO 122.2 -41.2 -2.97 1236.08 1236.0794 125.9 1322.5 155 FALSO 306.1 -125.3 -2.44 1251.32 0.00 0.6 1628.6 155 FALSO 1236.08 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 56 5.2 Vigas 5.2.1 Análisis y diseño de vigas en Planta Baja En el nivel PB -0.0 se identificaron las vigas con mayor esfuerzo para realizar el diseño del mismo, separando las vigas de diferentes secciones. Las gráficas representan un esfuerzo con base a la envolvente (combinación 14). Análisis de viga 1 1 2 1 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 57 Datos Generales de Viga 1 (963) Momento último Mu (t-m) 169 ton 97.8 ton 191 ton CORTANTE ultimo Vu 82.4 ton 0 ton 85.7 ton Base b (cm) 40 cm 40 cm 40 cm Altura h (cm) 90 cm 90 cm 90 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 5 cm 5 cm 5 cm Peralte efec. d (cm) 85 cm 85 cm 85 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -730 -730 -730 B 321300 321300 321300 C -16900000 -9780000 -19100000 Area de acero (cm2) 61.07 cm2 32.90 cm2 70.84 cm2 As minimo As min (cm2) 11.33 cm2 11.33 cm2 11.33 cm2 Varillas corridas No. Varillas 6 6 6 Diametro 10 10 10 Area varilla corrida 47.50 47.50 47.50 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 3 0 5 Diametro 8 0 8 Area bastones 15.20 0.00 25.34 Area total de acero 62.71 47.50 72.84 SI PASA SI PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.017 0.020 Vcr1 (kg) 24328 24328 Vcr2 (kg) 26682 29421 Vcr final 24328 24328 Estribos No. Ramas 4 4 4 Diametro 4 4 4 Area estribos Av 5.07 cm2 5.07 cm2 5.07 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 25 cm cm 24 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 43 cm cm 43 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 21 cm cm 21 cm Limite 1 (kg) 72985 kg kg 72985 kg Limite 2 (kg) 121642 kg kg 121642 kg Sep. Max. (cm) 21 cm cm 21 cm Sep. Final (cm) 21 cm 0 cm 21 cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 58 Diseño de viga Análisis de viga 2 3 8 6 10 5 8 4 4 21 0 0 x 4 4 21 6 10 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida # varilla corrida bastón 1 2 1 1 4 2 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 59 Datos Generales de Viga 2 (3282) Momento último Mu (t-m) 169 ton 97.7 ton 192 ton CORTANTE ultimo Vu 82.4 ton 0 ton 85.8 ton Base b (cm) 40 cm 40 cm 40 cm Altura h (cm) 90 cm 90 cm 90 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 5 cm 5 cm 5 cm Peralte efec. d (cm) 85 cm 85 cm 85 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -730 -730 -730 B 321300 321300 321300 C -16900000 -9770000 -19200000 Area de acero (cm2) 61.07 cm2 32.86 cm2 71.30 cm2 As minimo As min (cm2) 11.33 cm2 11.33 cm2 11.33 cm2 Varillas corridas No. Varillas 6 3 6 Diametro 10 10 10 Area varilla corrida 47.50 23.75 47.50 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 3 2 4 Diametro 8 8 10 Area bastones 15.20 10.13 31.67 Area total de acero 62.71 33.89 79.17 SI PASA SI PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.017 0.022 Vcr1 (kg) 24328 24328 Vcr2 (kg) 26682 31133 Vcr final 24328 24328 Estribos No. Ramas 2 2 2 Diametro 3 3 3 Area estribos Av 1.43cm2 1.43 cm2 1.43 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 7 cm cm 7 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 43 cm cm 43 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 21 cm cm 21 cm Limite 1 (kg) 72985 kg kg 72985 kg Limite 2 (kg) 121642 kg kg 121642 kg Sep. Max. (cm) 21 cm cm 21 cm Sep. Final (cm) 7 cm 0 cm 7 cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 60 Diseño de viga Diagrama general de momentos y cortantes Planta Baja 3 8 6 10 4 10 2 3 7 2 8 x 2 3 7 6 10 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida # varilla corrida bastón 2 4 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 61 5.2.2 Análisis y diseño de vigas en Nivel 1 En el nivel 1 +4.5 se identificaron las vigas con mayor esfuerzo para realizar el diseño del mismo, separando las vigas de diferentes secciones. Las gráficas representan un esfuerzo con base a la envolvente (combinación 14). Análisis de viga 1 1 2 3 4 1 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 62 Datos Generales de Viga 1 (2900) Momento último Mu (t-m) 110 ton 54 ton 102 ton CORTANTE ultimo Vu 49.1 ton 0 ton 47.9 ton Base b (cm) 40 cm 40 cm 40 cm Altura h (cm) 90 cm 90 cm 90 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 5 cm 5 cm 5 cm Peralte efec. d (cm) 85 cm 85 cm 85 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -730 -730 -730 B 321300 321300 321300 C -11000000 -5400000 -10200000 Area de acero (cm2) 37.41 cm2 17.50 cm2 34.44 cm2 As minimo As min (cm2) 11.33 cm2 11.33 cm2 11.33 cm2 Varillas corridas No. Varillas 4 4 4 Diametro 8 8 8 Area varilla corrida 20.27 20.27 20.27 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 3 0 2 Diametro 10 0 10 Area bastones 23.75 0.00 15.83 Area total de acero 44.02 20.27 36.10 SI PASA SI PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.012 0.010 Vcr1 (kg) 24328 24328 Vcr2 (kg) 21631 19491 Vcr final 21631 19491 Estribos No. Ramas 2 2 2 Diametro 4 4 4 Area estribos Av 2.53 cm2 2.53 cm2 2.53 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 26 cm cm 25 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 43 cm cm 43 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 21 cm cm 21 cm Limite 1 (kg) 72985 kg kg 72985 kg Limite 2 (kg) 121642 kg kg 121642 kg Sep. Max. (cm) 43 cm cm 43 cm Sep. Final (cm) 26 cm 0 cm 25 cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 63 Diseño de viga Análisis de viga 2 3 10 4 8 2 10 2 4 25 0 0 x 2 4 26 4 8 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida # varilla corrida bastón 2 1 1 4 1 2 1 3 1 4 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 64 Datos Generales de Viga 2 (2892) Momento último Mu (t-m) 5.08 ton 5.85 ton 19.9 ton CORTANTE ultimo Vu 1.32 ton 0 ton 7.56 ton Base b (cm) 40 cm 40 cm 40 cm Altura h (cm) 90 cm 90 cm 90 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 5 cm 5 cm 5 cm Peralte efec. d (cm) 85 cm 85 cm 85 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -730 -730 -730 B 321300 321300 321300 C -508000 -585000 -1990000 Area de acero (cm2) 1.59 cm2 1.83 cm2 6.28 cm2 As minimo As min (cm2) 11.33 cm2 11.33 cm2 11.33 cm2 Varillas corridas No. Varillas 3 3 3 Diametro 8 8 8 Area varilla corrida 15.20 15.20 15.20 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 0 0 0 Diametro 0 0 0 Area bastones 0.00 0.00 0.00 Area total de acero 15.20 15.20 15.20 SI PASA SI PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.004 0.004 Vcr1 (kg) 24328 24328 Vcr2 (kg) 13840 13840 Vcr final 13840 13840 Estribos No. Ramas 2 2 2 Diametro 3 3 3 Area estribos Av 1.43 cm2 1.43 cm2 1.43 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 43 cm cm 43 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 43 cm cm 43 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 21 cm cm 21 cm Limite 1 (kg) 72985 kg kg 72985 kg Limite 2 (kg) 121642 kg kg 121642 kg Sep. Max. (cm) 43 cm cm 43 cm Sep. Final (cm) 43 cm 0 cm 43 cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 65 Diseño de viga Análisis de viga 3 0 0 3 8 0 0 2 3 43 0 0 x 2 3 43 3 8 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida # varilla corrida bastón 3 2 1 2 1 3 1 4 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 66 Datos Generales de Viga 3 (2563) Momento último Mu (t-m) 20.5 ton 22.2 ton 38.9 ton CORTANTE ultimo Vu 14.3 ton 9 ton 17.1 ton Base b (cm) 40 cm 40 cm 40 cm Altura h (cm) 40 cm 40 cm 40 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 5 cm 5 cm 5 cm Peralte efec. d (cm) 35 cm 35 cm 35 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -730 -730 -730 B 132300 132300 132300 C -2050000 -2220000 -3880000 Area de acero (cm2) 17.11 cm2 18.71 cm2 36.79 cm2 As minimo As min (cm2) 4.67 cm2 4.67 cm2 4.67 cm2 Varillas corridas No. Varillas 4 4 4 Diametro 8 8 8 Area varilla corrida 20.27 20.27 20.27 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 2 2 4 Diametro 4 4 8 Area bastones 2.53 2.53 20.27 Area total de acero 22.80 22.80 40.54 SI PASA SI PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.014 0.025 Vcr1 (kg) 10018 10018 Vcr2 (kg) 9718 14159 Vcr final 9718 10018 Estribos No. Ramas 2 2 Diametro 3 3 Area estribos Av 1.43 cm2 0.00 cm2 1.43 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 37 cm cm 24 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 18 cm cm 18 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 9 cm cm 9 cm Limite 1 (kg) 30053 kg kg 30053 kg Limite 2 (kg) 50088 kg kg 50088 kg Sep. Max. (cm) 18 cm cm 18 cm Sep. Final (cm) 18 cm 0 cm 18 cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 67 Diseño de viga Análisis de viga 4 2 4 4 8 4 8 2 3 18 2 4 x 2 3 18 4 8 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida# varilla corrida bastón 4 1 3 1 2 1 3 1 4 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 68 Datos Generales de Viga 4 (2896) Momento último Mu (t-m) 99.2 ton 0 ton 3.57 ton CORTANTE ultimo Vu 34.8 ton 0 ton 33.7 ton Base b (cm) 30 cm 30 cm 30 cm Altura h (cm) 60 cm 60 cm 60 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 3 cm 3 cm 3 cm Peralte efec. d (cm) 57 cm 57 cm 57 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -973 -973 -973 B 215460 215460 215460 C -9910000 0 -345000 Area de acero (cm2) 65.17 cm2 0.00 cm2 1.61 cm2 As minimo As min (cm2) 5.70 cm2 5.70 cm2 5.70 cm2 Varillas corridas No. Varillas 4 4 4 Diametro 8 8 8 Area varilla corrida 20.27 20.27 20.27 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 4 2 2 Diametro 12 4 4 Area bastones 45.60 2.53 2.53 Area total de acero 65.87 22.80 22.80 SI PASA SI PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.037 0.013 Vcr1 (kg) 12236 12236 Vcr2 (kg) 22805 11094 Vcr final 12236 11094 Estribos No. Ramas 2 2 Diametro 3 3 Area estribos Av 1.43 cm2 0.00 cm2 1.43 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 12 cm cm 12 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 29 cm cm 29 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 14 cm cm 14 cm Limite 1 (kg) 36707 kg kg 36707 kg Limite 2 (kg) 61179 kg kg 61179 kg Sep. Max. (cm) 29 cm cm 29 cm Sep. Final (cm) 12 cm 0 cm 12 cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 69 Diseño de viga Diagrama general de momentos y cortantes Nivel 1 4 12 4 8 2 4 2 3 12 2 4 x 2 3 12 4 8 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida # varilla corrida bastón 4 1 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 70 5.2.3 Análisis y diseño de vigas en Nivel 2 En el nivel 2 +9.0 se identificaron las vigas con mayor esfuerzo para realizar el diseño del mismo, separando las vigas de diferentes secciones. Las gráficas representan un esfuerzo con base a la envolvente (combinación 14). Análisis de viga 1 1 2 1 3 4 1 4 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 71 Datos Generales de Viga 1 (2553) Momento último Mu (t-m) 103 ton 54.8 ton 108 ton CORTANTE ultimo Vu 48.1 ton 0 ton 48.8 ton Base b (cm) 40 cm 40 cm 40 cm Altura h (cm) 90 cm 90 cm 90 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 5 cm 5 cm 5 cm Peralte efec. d (cm) 85 cm 85 cm 85 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -730 -730 -730 B 321300 321300 321300 C -10100000 -5490000 -10900000 Area de acero (cm2) 34.07 cm2 17.81 cm2 37.04 cm2 As minimo As min (cm2) 11.33 cm2 11.33 cm2 11.33 cm2 Varillas corridas No. Varillas 4 4 4 Diametro 8 8 8 Area varilla corrida 20.27 20.27 20.27 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 4 2 4 Diametro 8 3 8 Area bastones 20.27 1.43 20.27 Area total de acero 40.54 21.69 40.54 SI PASA SI PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.011 0.011 Vcr1 (kg) 24328 24328 Vcr2 (kg) 20689 20689 Vcr final 20689 20689 Estribos No. Ramas 2 2 Diametro 3 3 Area estribos Av 1.43 cm2 0.00 cm2 1.43 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 15 cm cm 14 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 43 cm cm 43 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 21 cm cm 21 cm Limite 1 (kg) 72985 kg kg 72985 kg Limite 2 (kg) 121642 kg kg 121642 kg Sep. Max. (cm) 43 cm cm 43 cm Sep. Final (cm) 15 cm 0 cm 14 cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 72 Diseño de viga Análisis de viga 2 4 8 4 8 4 8 2 3 14 2 3 x 2 3 15 4 8 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida # varilla corrida bastón 1 2 1 3 4 2 4 1 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 73 Datos Generales de Viga 2 (2296) Momento último Mu (t-m) 14.1 ton 0 ton 26.7 ton CORTANTE ultimo Vu 5.21 ton 0 ton 8.59 ton Base b (cm) 40 cm 40 cm 40 cm Altura h (cm) 90 cm 90 cm 90 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 5 cm 5 cm 5 cm Peralte efec. d (cm) 85 cm 85 cm 85 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -730 -730 -730 B 321300 321300 321300 C -1410000 0 -2670000 Area de acero (cm2) 4.43 cm2 0.00 cm2 8.47 cm2 As minimo As min (cm2) 11.33 cm2 11.33 cm2 11.33 cm2 Varillas corridas No. Varillas 3 3 3 Diametro 8 8 8 Area varilla corrida 15.20 15.20 15.20 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 0 0 0 Diametro 0 0 0 Area bastones 0.00 0.00 0.00 Area total de acero 15.20 15.20 15.20 SI PASA SI PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.004 0.004 Vcr1 (kg) 24328 24328 Vcr2 (kg) 13840 13840 Vcr final 13840 13840 Estribos No. Ramas 2 2 Diametro 4 3 Area estribos Av 2.53 cm2 0.00 cm2 1.43 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 43 cm cm 43 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 43 cm cm 43 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 21 cm cm 21 cm Limite 1 (kg) 72985 kg kg 72985 kg Limite 2 (kg) 121642 kg kg 121642 kg Sep. Max. (cm) 43 cm cm 43 cm Sep. Final (cm) 43 cm 0 cm 43 Cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 74 Diseño de viga Análisis de viga 3 0 0 3 8 0 0 2 3 43 0 0 x 2 4 43 3 8 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida # varilla corrida bastón 3 4 2 4 1 2 1 3 4 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 75 Datos Generales de Viga 3 (2567) Momento último Mu (t-m) 20.7 ton 22.6 ton 37.6 ton CORTANTE ultimo Vu 14.4 ton 0 ton 17 ton Base b (cm) 40 cm 40 cm 40 cm Altura h (cm) 40 cm 40 cm 40 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 5 cm 5 cm 5 cm Peralte efec. d (cm) 35cm 35 cm 35 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -730 -730 -730 B 132300 132300 132300 C -2080000 -2270000 -3730000 Area de acero (cm2) 17.39 cm2 19.19 cm2 34.92 cm2 As minimo As min (cm2) 4.67 cm2 4.67 cm2 4.67 cm2 Varillas corridas No. Varillas 4 4 4 Diametro 8 8 8 Area varilla corrida 20.27 20.27 20.27 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 2 2 3 Diametro 4 4 8 Area bastones 2.53 2.53 15.20 Area total de acero 22.80 22.80 35.47 SI PASA SI PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.014 0.022 Vcr1 (kg) 10018 10018 Vcr2 (kg) 9718 12890 Vcr final 9718 10018 Estribos No. Ramas 2 2 Diametro 3 3 Area estribos Av 1.43 cm2 0.00 cm2 1.43 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 37 cm cm 24 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 18 cm cm 18 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 9 cm cm 9 cm Limite 1 (kg) 30053 kg kg 30053 kg Limite 2 (kg) 50088 kg kg 50088 kg Sep. Max. (cm) 18 cm cm 18 cm Sep. Final (cm) 18 cm 0 cm 18 cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 76 Diseño de viga Análisis de viga 4 2 4 4 8 3 8 2 3 18 2 4 x 2 3 18 4 8 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida # varilla corrida bastón 4 1 3 4 1 2 1 3 4 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 77 Datos Generales de Viga 4 (2632) Momento último Mu (t-m) 22.4 ton 0 ton 0.84 ton CORTANTE ultimo Vu 7.08 ton 0 ton 8.19 ton Base b (cm) 20 cm 20 cm 20 cm Altura h (cm) 60 cm 60 cm 60 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 3 cm 3 cm 3 cm Peralte efec. d (cm) 57 cm 57 cm 57 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -1459 -1459 -1459 B 215460 215460 215460 C -2240000 0 -84000 Area de acero (cm2) 11.25 cm2 0.00 cm2 0.39 cm2 As minimo As min (cm2) 3.80 cm2 3.80 cm2 3.80 cm2 Varillas corridas No. Varillas 4 4 4 Diametro 6 6 6 Area varilla corrida 11.40 11.40 11.40 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 3 0 3 Diametro 4 0 4 Area bastones 3.80 0.00 3.80 Area total de acero 15.20 11.40 15.20 SI PASA SI PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.013 0.013 Vcr1 (kg) 8157 8157 Vcr2 (kg) 7396 7396 Vcr final 7396 7396 Estribos No. Ramas 2 2 Diametro 3 3 Area estribos Av 1.43 cm2 0.00 cm2 1.43 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 29 cm cm 344 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 29 cm cm 29 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 14 cm cm 14 cm Limite 1 (kg) 24472 kg kg 24472 kg Limite 2 (kg) 40786 kg kg 40786 kg Sep. Max. (cm) 29 cm cm 29 cm Sep. Final (cm) 29 cm 0 cm 29 cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 78 Diseño de viga Diagrama general de momentos y cortantes Nivel 2 3 4 4 6 3 4 2 3 29 0 0 x 2 3 29 4 6 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida # varilla corrida bastón 4 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 79 5.2.4 Análisis y diseño de vigas en Nivel 3 En el nivel 3 +13.5 se identificaron las vigas con mayor esfuerzo para realizar el diseño del mismo, separando las vigas de diferentes secciones. Las gráficas representan un esfuerzo con base a la envolvente (combinación 14). Análisis de viga 1 1 2 1 54 3 1 4 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 80 Datos Generales de Viga 1 (2551) Momento último Mu (t-m) 107 ton 53.2 ton 107 ton CORTANTE ultimo Vu 48.5 ton 0 ton 48.5 ton Base b (cm) 40 cm 40 cm 40 cm Altura h (cm) 90 cm 90 cm 90 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 5 cm 5 cm 5 cm Peralte efec. d (cm) 85 cm 85 cm 85 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -730 -730 -730 B 321300 321300 321300 C -10600000 -5330000 -10800000 Area de acero (cm2) 35.92 cm2 17.27 cm2 36.67 cm2 As minimo As min (cm2) 11.33 cm2 11.33 cm2 11.33 cm2 Varillas corridas No. Varillas 4 4 4 Diametro 8 8 8 Area varilla corrida 20.27 20.27 20.27 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 4 2 4 Diametro 8 3 8 Area bastones 20.27 1.43 20.27 Area total de acero 40.54 21.69 40.54 SI PASA SI PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.011 0.011 Vcr1 (kg) 24328 24328 Vcr2 (kg) 20689 20689 Vcr final 20689 20689 Estribos No. Ramas 2 2 Diametro 3 3 Area estribos Av 1.43 cm2 0.00 cm2 1.43 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 15 cm cm 15 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 43 cm cm 43 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 21 cm cm 21 cm Limite 1 (kg) 72985 kg kg 72985 kg Limite 2 (kg) 121642 kg kg 121642 kg Sep. Max. (cm) 43 cm cm 43 cm Sep. Final (cm) 15 cm 0 cm 15 cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 81 Diseño de viga Análisis de viga 2 4 8 4 8 4 8 2 3 15 2 3 x 2 3 15 4 8 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida # varilla corrida bastón 2 4 1 4 1 2 1 5 3 4 3 5 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 82 Datos Generales de Viga 2 (2937) Momento último Mu (t-m) 16.6 ton 0 ton 29.7 ton CORTANTE ultimo Vu 4.54 ton 0 ton 9.28 ton Base b (cm) 40 cm 40 cm 40 cm Altura h (cm) 90 cm 90 cm 90 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 5 cm 5 cm 5 cm Peralte efec. d (cm) 85 cm 85 cm 85 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -730 -730 -730 B 321300 321300 321300 C -1660000 0 -2970000 Area de acero (cm2) 5.93 cm2 0.00 cm2 9.45 cm2 As minimo As min (cm2) 11.33 cm2 11.33 cm2 11.33 cm2 Varillas corridas No. Varillas 3 3 3 Diametro 8 8 8 Area varilla corrida 15.20 15.20 15.20 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 0 0 0 Diametro 0 0 0 Area bastones 0.000.00 0.00 Area total de acero 15.20 15.20 15.20 SI PASA SI PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.004 0.004 Vcr1 (kg) 24328 24328 Vcr2 (kg) 13840 13840 Vcr final 13840 13840 Estribos No. Ramas 2 2 Diametro 4 3 Area estribos Av 2.53 cm2 0.00 cm2 1.43 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 43 cm cm 43 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 43 cm cm 43 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 21 cm cm 21 cm Limite 1 (kg) 72985 kg kg 72985 kg Limite 2 (kg) 121642 kg kg 121642 kg Sep. Max. (cm) 43 cm cm 43 cm Sep. Final (cm) 43 cm 0 cm 43 cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 83 Diseño de viga Análisis de viga 3 0 0 3 8 0 0 2 3 43 0 0 x 2 4 43 3 8 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida # varilla corrida bastón 3 4 2 1 2 5 3 4 3 5 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 84 Datos Generales de Viga 3 (2569) Momento último Mu (t-m) 34.1 ton 30.5 ton 9.7 ton CORTANTE ultimo Vu 17.5 ton 0 ton 13.8 ton Base b (cm) 40 cm 40 cm 40 cm Altura h (cm) 40 cm 40 cm 40 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 5 cm 5 cm 5 cm Peralte efec. d (cm) 35 cm 35 cm 35 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -730 -730 -730 B 132300 132300 132300 C -3410000 -3050000 -970000 Area de acero (cm2) 31.11 cm2 27.11 cm2 7.65 cm2 As minimo As min (cm2) 4.67 cm2 4.67 cm2 4.67 cm2 Varillas corridas No. Varillas 4 4 4 Diametro 8 8 8 Area varilla corrida 20.27 20.27 20.27 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 4 3 2 Diametro 8 6 4 Area bastones 20.27 8.55 2.53 Area total de acero 40.54 28.82 22.80 SI PASA SI PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.025 0.014 Vcr1 (kg) 10018 10018 Vcr2 (kg) 14159 9718 Vcr final 10018 9718 Estribos No. Ramas 2 2 Diametro 3 3 Area estribos Av 1.43 cm2 0.00 cm2 1.43 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 21 cm cm 46 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 18 cm cm 18 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 9 cm cm 9 cm Limite 1 (kg) 30053 kg kg 30053 kg Limite 2 (kg) 50088 kg kg 50088 kg Sep. Max. (cm) 18 cm cm 18 cm Sep. Final (cm) 18 cm 0 cm 18 cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 85 Diseño de viga Análisis de viga 4 4 8 4 8 2 4 2 3 18 3 6 x 2 3 18 4 8 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida # varilla corrida bastón 4 1 3 4 1 2 5 3 4 3 5 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 86 Datos Generales de Viga 4 (2607) Momento último Mu (t-m) 29 ton 0 ton 6.22 ton CORTANTE ultimo Vu 11.1 ton 0 ton 12 ton Base b (cm) 20 cm 20 cm 20 cm Altura h (cm) 60 cm 60 cm 60 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 3 cm 3 cm 3 cm Peralte efec. d (cm) 57 cm 57 cm 57 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -1459 -1459 -1459 B 215460 215460 215460 C -2900000 0 -622000 Area de acero (cm2) 14.98 cm2 0.00 cm2 2.95 cm2 As minimo As min (cm2) 3.80 cm2 3.80 cm2 3.80 cm2 Varillas corridas No. Varillas 4 4 4 Diametro 8 8 8 Area varilla corrida 20.27 20.27 20.27 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 5 2 2 Diametro 12 4 4 Area bastones 57.00 2.53 2.53 Area total de acero 77.27 22.80 22.80 SI PASA SI PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.064 0.019 Vcr1 (kg) 8157 8157 Vcr2 (kg) 24274 9463 Vcr final 8157 8157 Estribos No. Ramas 2 2 Diametro 3 3 Area estribos Av 1.43 cm2 0.00 cm2 1.43 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 93 cm cm 71 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 29 cm cm 29 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 14 cm cm 14 cm Limite 1 (kg) 24472 kg kg 24472 kg Limite 2 (kg) 40786 kg kg 40786 kg Sep. Max. (cm) 29 cm cm 29 cm Sep. Final (cm) 29 cm 0 cm 29 cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 87 Diseño de viga Análisis de viga 5 5 12 4 8 2 4 2 3 29 2 4 x 2 3 29 4 8 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida # varilla corrida bastón 5 4 4 1 1 2 5 3 4 3 5 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 88 Datos Generales de Viga 5 (3238) Momento último Mu (t-m) 17.2 ton 17.3 ton 12.4 ton CORTANTE ultimo Vu 18.9 ton 0 ton 17.5 ton Base b (cm) 20 cm 20 cm 20 cm Altura h (cm) 40 cm 40 cm 40 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 3 cm 3 cm 3 cm Peralte efec. d (cm) 37 cm 37 cm 37 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -1459 -1459 -1459 B 139860 139860 139860 C -1720000 -1730000 -1240000 Area de acero (cm2) 14.49 cm2 14.59 cm2 9.89 cm2 As minimo As min (cm2) 2.47 cm2 2.47 cm2 2.47 cm2 Varillas corridas No. Varillas 5 4 4 Diametro 6 6 6 Area varilla corrida 14.25 11.40 11.40 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 2 2 2 Diametro 4 4 4 Area bastones 2.53 2.53 2.53 Area total de acero 16.78 13.93 13.93 SI PASA NO PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.021 0.017 Vcr1 (kg) 5295 5295 Vcr2 (kg) 6562 5807 Vcr final 5295 5295 Estribos No. Ramas 2 2 Diametro 3 3 Area estribos Av 1.43 cm2 0.00 cm2 1.43 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 13 cm cm 15 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 19 cm cm 19 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 9 cm cm 9 cm Limite 1 (kg) 15885 kg kg 15885 kg Limite 2 (kg) 26475 kg kg 26475 kg Sep. Max. (cm) 9 cm cm 9 cm Sep. Final (cm) 9 cm 0 cm 9 cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 89 Diseño de viga Diagrama general de momentos y cortantes Nivel 3 2 4 5 6 2 4 2 3 9 2 4 x 2 3 9 4 6 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida # varilla corrida bastón 5 4 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIAY ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 90 5.2.5 Análisis y diseño de vigas en Nivel 4 En el nivel 4 +18.0 se identificaron las vigas con mayor esfuerzo para realizar el diseño del mismo, separando las vigas de diferentes secciones. Las gráficas representan un esfuerzo con base a la envolvente (combinación 14). Análisis de viga 1 1 2 4 3 1 4 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 91 Datos Generales de Viga 1 (2345) Momento último Mu (t-m) 101 ton 55.8 ton 107 ton CORTANTE ultimo Vu 48 ton 0 ton 49 ton Base b (cm) 40 cm 40 cm 40 cm Altura h (cm) 90 cm 90 cm 90 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 5 cm 5 cm 5 cm Peralte efec. d (cm) 85 cm 85 cm 85 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -730 -730 -730 B 321300 321300 321300 C -10100000 -5580000 -10700000 Area de acero (cm2) 34.07 cm2 18.11 cm2 36.29 cm2 As minimo As min (cm2) 11.33 cm2 11.33 cm2 11.33 cm2 Varillas corridas No. Varillas 4 4 4 Diametro 8 8 8 Area varilla corrida 20.27 20.27 20.27 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 4 2 4 Diametro 8 3 8 Area bastones 20.27 1.43 20.27 Area total de acero 40.54 21.69 40.54 SI PASA SI PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.011 0.011 Vcr1 (kg) 24328 24328 Vcr2 (kg) 20689 20689 Vcr final 20689 20689 Estribos No. Ramas 2 2 Diametro 3 3 Area estribos Av 1.43 cm2 0.00 cm2 1.43 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 15 cm cm 14 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 43 cm cm 43 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 21 cm cm 21 cm Limite 1 (kg) 72985 kg kg 72985 kg Limite 2 (kg) 121642 kg kg 121642 kg Sep. Max. (cm) 43 cm cm 43 cm Sep. Final (cm) 15 cm 0 cm 14 cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 92 Diseño de viga Análisis de viga 2 4 8 4 8 4 8 2 3 14 2 3 x 2 3 15 4 8 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida # varilla corrida bastón 1 5 2 4 1 2 1 4 3 5 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 93 Datos Generales de Viga 2 (3219) Momento último Mu (t-m) 134 ton 0 ton 123 ton CORTANTE ultimo Vu 35.5 ton 0 ton 30.3 ton Base b (cm) 40 cm 40 cm 40 cm Altura h (cm) 90 cm 90 cm 90 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 5 cm 5 cm 5 cm Peralte efec. d (cm) 85 cm 85 cm 85 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -730 -730 -730 B 321300 321300 321300 C -13400000 0 -12300000 Area de acero (cm2) 46.65 cm2 0.00 cm2 42.36 cm2 As minimo As min (cm2) 11.33 cm2 11.33 cm2 11.33 cm2 Varillas corridas No. Varillas 4 3 4 Diametro 10 8 10 Area varilla corrida 31.67 15.20 31.67 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 3 0 3 Diametro 8 0 8 Area bastones 15.20 0.00 15.20 Area total de acero 46.87 15.20 46.87 SI PASA SI PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.013 0.013 Vcr1 (kg) 24328 24328 Vcr2 (kg) 22401 22401 Vcr final 22401 22401 Estribos No. Ramas 2 2 Diametro 4 3 Area estribos Av 2.53 cm2 0.00 cm2 1.43 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 55 cm cm 52 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 43 cm cm 43 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 21 cm cm 21 cm Limite 1 (kg) 72985 kg kg 72985 kg Limite 2 (kg) 121642 kg kg 121642 kg Sep. Max. (cm) 43 cm cm 43 cm Sep. Final (cm) 43 cm 0 cm 43 cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 94 Diseño de viga Análisis de viga 3 3 8 4 10 3 8 2 3 43 0 0 x 2 4 43 4 10 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida # varilla corrida bastón 2 5 3 4 1 2 1 4 1 3 5 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 95 Datos Generales de Viga 3 (2573) Momento último Mu (t-m) 42.2 ton 27.7 ton 8.76 ton CORTANTE ultimo Vu 18.2 ton 0 ton 13.2 ton Base b (cm) 40 cm 40 Cm 40 cm Altura h (cm) 40 cm 40 Cm 40 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 5 cm 5 Cm 5 cm Peralte efec. d (cm) 35 cm 35 Cm 35 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION A -730 -730 -730 B 132300 132300 132300 C -4220000 -2770000 -876000 Area de acero (cm2) 41.31 cm2 24.15 cm2 6.88 cm2 As minimo As min (cm2) 4.67 cm2 4.67 cm2 4.67 cm2 Varillas corridas No. Varillas 4 4 4 Diametro 8 8 8 Area varilla corrida 20.27 20.27 20.27 SI PASA SI PASA SI PASA Varillas bastones No. Varillas 3 3 2 Diametro 10 6 4 Area bastones 23.75 8.55 2.53 Area total de acero 44.02 28.82 22.80 SI PASA SI PASA SI PASA DISEÑO A CORTANTE PORCENTAJE p 0.025 0.014 Vcr1 (kg) 10018 10018 Vcr2 (kg) 14159 9718 Vcr final 10018 9718 Estribos No. Ramas 2 2 Diametro 3 3 Area estribos Av 1.43 cm2 0.00 cm2 1.43 cm2 Separacion de estribos Sep calculada (cm) 20 cm cm 48 cm Sep. Max 1 (cm) =d/2 18 cm cm 18 cm Sep. Max 2 (cm) =d/4 9 cm cm 9 cm Limite 1 (kg) 30053 kg kg 30053 kg Limite 2 (kg) 50088 kg kg 50088 kg Sep. Max. (cm) 18 cm cm 18 cm Sep. Final (cm) 18 cm 0 cm 18 cm INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 96 Diseño de viga Análisis de viga 4 3 10 4 8 2 4 2 3 18 3 6 x 2 3 18 4 8 ## #bastón bastón # # @ estribos # @ estribos varilla corrida # varilla corrida bastón 4 1 3 5 1 2 1 4 3 5 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO 97 Datos Generales de Viga 4 (2949) Momento último Mu (t-m) 32.8 ton 0 ton 3.12 ton CORTANTE ultimo Vu 11.4 ton 0 ton 12.2 ton Base b (cm) 20 cm 20 cm 20 cm Altura h (cm) 60 cm 60 cm 60 cm Esf. Concreto Fc (kg/cm2) 400 kg/cm2 400 kg/cm2 400 kg/cm2 Esf. Acero Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Esf. Estribos Fy (kg/cm2) 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 4200 kg/cm2 Recubrimiento r (cm) 3 cm 3 cm 3 cm Peralte efec. d (cm) 57 cm 57 cm 57 cm Fac. de resistencia 0.9 0.9 0.9 Esf. Diseño F"c (kg/cm2) 272 kg/cm2 272 kg/cm2 272 kg/cm2 f*c (kg/cm2) 320 320 320 DISEÑO A FLEXION
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