[02] Predimensionamiento de Elementos Estructurales

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Llecllish Carrasco, Schubert 
sllecllishc@unasam.edu.pe
990315645
PREDIMENSIONAMIENTO DE 
ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE 
CONCRETO ARMADO
SELECCIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO “f’c”
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ELEMENTO ESTRUCTURAL
Resistencia a la compresión del 
testigo a los 28 días
Slump
Vigas, Losas, Escaleras 210 kg/cm2 1"-4"
Columnas
350 kg/cm2
1"-4"280 kg/cm2
210 kg/cm2
Muros de Corte
Muros de Sótano (280 kg/cm2)
350 kg/cm2
1"-4"280 kg/cm2
210 kg/cm2
Muros De Cimentación 280 kg/cm2 1"-3"
Zapatas, Vigas De Cimentación 280 kg/cm2 1"-3"
PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA 
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COLUMNA CENTRAL COLUMNA ESQUINERA Y LATERAL
P servicio = P *A * N 
P = 1500 kg/m2 ; Categoría A 
P = 1300 kg/m2 ; Categoría B 
P = 1100 kg/m2 ; Categoría C
A = Área tributaria de la columna (m2)
N = Número de Pisos
OJO: Zonas de alta sismicidad: Área Bruta mínima > 1000 cm2
Ac = 
(0.45 ∗f′c)
Pservicio
Ae = 
(0.35 ∗f′c)
Pservicio
RECOMENDACIÓN:
Ae = 
(0.35 ∗f′c)
Pservicio
Ae = 
(0.35 ∗f′c)
1.1 * Pservicio
< 8 PISOS ≥ 8 PISOS
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PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA 
CONSIDERACIONES DE PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA:
ÁREA BRUTA 
A > (0.8 a 0.9 ) H 
RELACIÓN
A = H/8 Columna Centrada
A = H/9 Columna Esquinera
A = H/10 Columna Excéntrica
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PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA 
CONSIDERACIONES DE PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNA:
FALLA DÚCTIL
CONSIDERACIÓN 1
 2, fallará de manera frágil, columna 
extremadamente corta.A
hn
< 4, fallará de manera frágil o dúctil
A
hn2 <
 4, fallará de manera dúctil
A
hn
CONSIDERACIÓN 2
n = 
A*B*f′c
Pservicio
n > 1/3 , fallará de manera frágil, por 
aplastamiento, debido a cargas 
axiales excesivas.
n < 1/3, fallará de dúctil
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PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGA
▪ En proyectos, considerar h = Ln/10 y b = h/2 
▪ Considerar ancho mínimo b = 0.25 m, evitar cangrejeras.
▪ Tomar dimensiones múltiplos de 5.
▪ El peralte incluye el espesor del techo.
VIGA CHATA
bxh : 0.25 x h losa ; Para luces hasta 3 m
bxh : 0.30 x h losa ; Para luces hasta 4 m
h = (
1
10
𝑎
1
12
) x luz libreVIGA PERALTADA
b = (
1
2
𝑎
2
3
) x luz libre
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PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGA
VIGA DE CIMENTACIÓN
b ≥ Ln/20 Menor a 40 cm 
Para predimensionar el peralte 
de la zapata se debe verificar 
por cortante y punzonamiento
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PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSA ALIGERADA
LOSA ALIGERADA EN 1 DIRECCIÓN
para S/C < 300 - 350 kg/m2 : h ≥ Ln/25
para S/C > 350 kg/m2 : h ≥ Ln/20
LOSA ALIGERADA EN 2 DIRECCIONES
* Se usa generalmente cuando se tiene paños 
cuadrados o con luces mayores a 6 - 7 m.
h ≥ Ln/30
Ln
.30.10 .10.30
.1
5
.10
.2
0
.0
5
Ln: longitud mas corta
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PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSA MACIZA
LOSA MACIZA EN 1 DIRECCIÓN LOSA MACIZA EN 2 DIRECCIONES
Para luces ≤ 4m h=12 ó 13 cm 
Para luces ≤ 5.5 m h=15 cm 
Para luces ≤ 6.5 m h=20 cm 
Para luces ≤ 7.5 m h=25 cm
Ln/40 ≤ h ≤ h aligerado – 5 cm 
h = perímetro del paño / 180
LOSA DE DESCANSO DE ESCALERA
h ≥ Ln/20
h ≥ Ln/25
LOSA RAMPA DE ESCALERA
h ≥ LL/20 + 7 a 8 cm
h ≥ LL/25 + 7 a 8 cm
▪ Tomar espesor múltiplos de 2.5.
Ln: longitud mas larga
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PREDIMENSIONAMIENTO DE MUROS DE CONCRETO ARMADO
MUROS DE ALBAÑILERÍA
Espesores estructurales de t = 0.13m o 0.23 m 
t ≥ H/25 ; Zona sísmica 2,3,4
t ≥ H/30 ; Zona sísmica 1
▪ Longitud mínima es de 1.20 m 
▪ Ancho mínimo en zonas de alta sismicidad es de 0.20 m
▪ Generalmente se consideran de 15 cm de espesor en casos de edificios de 
pocos pisos y de 20, 25, 30 cm conforme aumentemos el número de pisos.
▪ El espesor mínimo es de 1/25 veces la altura entre elementos de arriostre 
(losas), pero no menos de 15cm en pisos superiores y 20cm en sótanos contra 
terreno.
▪ Lm /t ≥ 4
▪ La norma peruana ni el ACI brindan criterios para definir.
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PREDIMENSIONAMIENTO DE MUROS DE CONCRETO ARMADO
Alternativamente se puede utilizar la siguiente expresión para realizar el predimensionamiento de los muros de corte.
De la práctica se ha observado que los muros deben predimensionarse por deformación para solicitaciones sísmicas, utilizando la siguiente expresión, 
para secciones cuadradas, estas secciones se pueden reemplazar por una sección rectangular de igual momento de inercia, pero hay que definir uno de 
los lados.
L = (
𝑉𝑠 ∗ 𝐻1
2
𝑛𝑚 ∗ 𝛾 ∗ 𝐸𝑐 ∗ 𝑡
)
1
3
❑ Vs = Z*U*C*S*Peso (kg)
❑ γ = deriva máxima de piso
❑ nm = numero de placas
❑ H1 = altura del primer nivel (cm)
❑ Ec = módulo de elasticidad (kg/cm2)
Observación:
Nótese que para el cortante de piso (cortante basal) Vs, no se emplea el factor de reducción de las fuerzas sísmicas R, ya que las columnas y muros de 
corte se deben predimensionar por deformación y no por resistencia.
Generalmente no cumple.
𝑉𝑏𝑎𝑠𝑎𝑙
∅ ∗ 0.53 ∗ 𝑓′𝑐 ∗ 0.8 ∗ 𝑏
= 𝐿𝑥, 𝑦
❑ Vs = Z*U*C*S*Peso/R
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PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
CONCRETO ARMADO
Peso Unitario (Ɣc)
RNE E.020 
2400 kg/m3
Anexo 1 
Resistencia a la Compresión RNE E.060 
210, 280, 350, 420 
kg/cm2
21 Mpa <(F'c) < 55 Mpa Artículo 21.3.2.1 
Módulo De Elasticidad (Ec)
RNE E.060 
15000*(f'c)^0.5 kg/cm2
Artículo 8.5.2 - Anexo II - (8-3)
Módulo De Corte (G)
RNE E.060
Ec/2.3 kg/cm2
Artículo 8.5.4 - Anexo II - (8-4)
Módulo De Poisson (u) 0.15
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PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Peso Unitario (Ɣs)
RNE E.020 
Anexo 1 
7850 kg/m3
Módulo de 
Elasticidad (Es)
RNE E.060 
Artículo 8.5.5
2 * 10^6 kg/cm2
Esfuerzo de 
fluencia (fy)
RNE E.060
Artículo 21.3.3
4200 kg/cm2 
Esfuerzo de
fluencia último (fu)
RNE E.060
Artículo 21.3.3
4200 kg/cm2 
ACERO DE REFUERZO