DISEO ESTRUCTURAL DE UNA CASA HABITACION DE PLANTA UNICA

INTRODUCCION AL DISEO ESTRUCTURAL3

ContenidoCARACTERISTICAS GENERALES3MEMORIA DE CLCULO3TIPO Y ESPESOR DE LOSA3PESO DE LA LOSA3CARGA VIVA3CARGA MUERTA4PESO DE LOS MUROS4CALCULO DE LA RESITENCIA DE LOS MUROS5ANALISIS POR CARGAS LATERALES7

DISEO ESTRUCTURAL DE UNA CASA HABITACION DE PLANTA UNICACARACTERISTICAS GENERALESVivienda ubicada en Morelia Michoacn estando en la Zona ssmica D teniendo un suelo tipo III.La casa habitacin tiene un rea total construida de: 162.56 m2MEMORIA DE CLCULOTIPO Y ESPESOR DE LOSAEn el proyecto se utilizara un losa maciza por no tener claros muy grandes.Calculo de espesor de la losa maciza con la formula: Se tomo en cuenta para el clculo del permetro el claro ms grande que se tena en la casa habitacin la cual es el rea de la estancia o sala.

Po lo tanto el espesor de la losa maciza aumentndole 2 cm de recubrimientos ser:

Espesor de la losa maciza de 14 cm.PESO DE LA LOSACARGA VIVAPar el clculo de la carga viva se utilizo la tabla siguiente:

Por lo tanto la carga viva se tomara como Wm, que es la carga mxima la cual es de 0.17 ton/m2.CARGA MUERTAPara el clculo de la carga muerta de la losa se propusieron las siguientes capas con sus respectivos espesores tal como se muestra en la siguiente tabla:MaterialEspesor (m)Peso Volumtrico (ton/m3)Peso Total (ton/m2)

Ladrillo0.0151.60.024

Mortero (cemento y arena)0.052.10.105

Relleno (tepetate seco)0.121.60.192

Losa (concreto reforzado clase I)0.142.40.336

Yeso0.021.50.03

Por lo tanto sumando cada capa, la carga muerta de la losa es de 0.687 ton/m2 a la cual se le debe sumar por ultimo una sobrecarga de seguridad de 0.040 ton/m2.

La carga muerta de la losa es de 0.727 ton/m2.Sumando el peso de la carga viva mas la carga muerta tenemos el peso de la losa.

Al peso de la losa lo multiplicamos por un factor de miedo de 1.4 segn el mtodo plstico y al resultado se le llamara Carga Ultima.

La carga ltima de la losa (CU) es de 1.2558 ton/m2.

PESO DE LOS MUROS

Se tiene un muro base de 0.15m de espesor y 2.5m de altura con recubrimientos de 2cm fabricado de bloque hueco de concreto tipo pesado con un peso sin recubrir de 0.210 ton/m2.Tomando en cuenta para el muro dos recubrimientos, uno de 0.025m de mortero (cemento y arena) y otro de 0.02m de yeso, como se muestra en la siguiente tabla:MaterialEspesor (m)Peso Volumtrico (ton/m2)Peso Total (ton/m2)

Yeso0.021.10.022

Mortero (cemento y arena)0.0252.10.0525

Bloque Hueco de concreto tipo pesado0.151.40.21

Por lo tanto sumando cada capa, el peso del muro es de 0.2845 ton/m2.Al peso del muro lo multiplicamos por un factor de miedo de 1.4 segn el mtodo plstico y al resultado se le llamara Carga Ultima.

La carga ltima del muro (CU) es de 0.3983 ton/m2.

CALCULO DE LA RESITENCIA DE LOS MUROS

Se tienen las siguientes caractersticas mecnicas para la mampostera: Resistencia a la compresin de la mampostera de fm = 17 kg/cm2. Incremento de mampostera por refuerzo interior 25%. Por lo tanto:

Esfuerzo Cortante resistente de diseo V = 3.0 kg/cm2.Se continua con el caculo de las areas tributarias cuyos resultados estn en las dos hojas anexas la final de este trabajo, las cuales nos sirven para sacar los pesos ltimos (PU) de cada muro y compararlos con los pesos resistentes (PR), por lo cual el PU no debe sobrepasar al PR ya que si el PU sobrepasa al PR nos indicara que el muro no resistira el peso y se habran que hacer adecuaciones de espesores, materiales o hasta cambiar el diseo de los muros.A continuacin se muestra la tabla del calculo de los PU y PR de cada muro en donde se tomo en cuenta un valorfe de correccin de 0.7 si el muro era interior y de 0.6 si era exterior.

MURO LONG. (m)AREA TRIBUTARIA (m2)W LOSA (kg)W MURO (kg)PU (kg)FeLONG. (cm)ESPESOR (cm)AREA TRANSVERSAL (cm2)PR (kg)

144.025048.321593.206641.520.640015600045900.00

244.155211.571593.206804.770.640015600045900.00

30.941.551946.49374.402320.890.69415141010786.50

42.954.355462.731174.996637.720.729515442539493.13

50.73.063842.75278.814121.560.7701510509371.25

60.72.423039.04278.813317.850.7701510509371.25

71.242.072599.51493.893093.400.612415186014229.00

80.891.591996.72354.492351.210.68915133510212.75

91.542.423039.04613.383652.420.615415231017671.50

1032.483114.381194.904309.280.630015450034425.00

112.574.665852.031023.636875.660.725715385534405.88

123.818.110171.981517.5211689.500.738115571551006.38

133.37.9710008.731314.3911323.120.733015495044178.75

14445023.201593.206616.400.640015600045900.00

1547.69544.081593.2011137.280.740015600053550.00

160.991.571971.61394.322365.920.79915148513253.63

172.575.126429.701023.637453.330.625715385529490.75

180.973.284119.02386.354505.380.79715145512985.88

192.741.882360.901091.343452.250.627415411031441.50

2047.69544.081593.2011137.280.740015600053550.00

210.973.254081.35386.354467.700.79715145512985.88

220.833.884872.50330.595203.090.6831512459524.25

230.922.372976.25366.443342.680.69215138010557.00

243.37.619556.641314.3910871.030.733015495044178.75

252.335.196517.60928.047445.640.723315349531192.88

26445023.201593.206616.400.640015600045900.00

272.153.744696.69856.355553.040.721515322528783.13

280.71.511896.26278.812175.070.7701510509371.25

291.856.317924.10736.868660.950.718515277524766.88

301.083.434307.39430.164737.560.710815162014458.50

312.579.7612256.611023.6313280.240.725715385534405.88

323.995.296643.181589.228232.400.639915598545785.25

331.062.633302.75422.203724.950.710615159014190.75

341.778.7410975.69704.9911680.680.617715265520310.75

356.48.8911164.062549.1213713.180.664015960073440.00

3644.155211.571593.206804.770.640015600045900.00

371.141.932423.69454.062877.760.611415171013081.50

Analizando la tabla anterior tenemos que ningn Pu supera a algn PR en cada muro, por lo cual se afirma que la construccin SI RESISTE LAS CARGAS HORIZONTALES.

ANALISIS POR CARGAS LATERALESEste anlisis se hace generalmente para estudiar como se comportara la estructura en caso de un sismo, por lo cual tenemos: Carga Muerta = 0.673 ton/m2 Carga Viva = 0.17 ton/m2 Pero la Carga Viva Dinmica = 0.070 ton/m2 Por lo tanto la Carga Total = 0.743 ton/m2En el calculo se toma en cuanta la direccin de los muros por lo tanto se reparten en cada uno de lo ejes coordenados (x, y).A continuacin se presenta el clculo de las reas equivalentes en cada eje.EJE XEJE Y

MURO LONG. (cm)FiAREA EQUIVALENTE (cm2)MURO LONG. (cm)FiAREA EQUIVALENTE (cm2)

24004.536000.0014004.536000.00

42952.464425.003940.25352.61

8890.22299.285700.14145.62

91540.671550.526700.14145.62

112571.873855.0071240.44809.43

154004.536000.00103002.554500.00

172571.873855.00123814.115715.00

204004.536000.00133303.084950.00

22830.19242.74144004.536000.00

23920.24330.5816990.28411.93

272151.313225.0018970.27387.46

291850.972688.00192742.124110.00

312571.873855.0021970.27387.46

323994.515985.00243303.084950.00

364004.536000.00252331.543495.00

54311.13264004.536000.00

28700.14145.62

301080.33534.79

331060.32505.63

341770.892354.15

3564011.599600.00

371140.37628.97

62129.28

Ahora procedemos a calcular el cortante en la base Vx y Vy los cuales sern iguales ya que no se sabe en que direccin llegara el esfuerzo lateral (en este caso el sismo).Utilizamos la siguiente formula:

Donde: Cs es un Coeficiente ssmico que se deriva de la zona ssmica as como del tipo de terreno en donde se encuentre la casa a proyectar. En nuestro caso por encontrarse la ubicacin del proyecto en la zona C y con un tipo de terreno I el Cs = 0.36

Sustituyendo Valores:

Calculando el cortante Vx = Vy

Ahora para poder saber si la base podr resistir el cortante calculado de Vy = Vx = 1,691.503 Kg, procedemos a calcular los cortantes resistentes VRx y VRy con las siguientes formulas:

Donde:

Calculando :

Calculando VR:

Con estos valores y la siguiente formula calculamos VRx:

Finalmente calculamos VRy:

Analizando los valores anteriores tenemos que los Esfuerzo Cortantes Vx = Vy son mucho menores que los Esfuerzos Cortantes Resistentes VRx y VRy, por lo cual se afirma que la construccin SI RESISTE LAS CARGAS LATERALES.

POR CONCLUSION FINAL EL PROYECTO DE LA CASA HABITACION PROYECTADA SI RESISTE AL 100% LAS CARGAS QUE SE LE APLICARAN.

JOSE ARTURO DELGADO PEREZ