La estructura y el sitio
PadillaLa estructura y el sitio
Aquarius paludum.
La estructura y el sitio 2022
La estructura y el sitio
Teniendo como punto de partida la variedad de edificios desarrollados en los módulos de Taller de proyectos y su adaptación a un sitio dado se atenderán 3 aspectos con especial enfasis en el primero de ellos, esto es: El zócalo, el cuerpo y la techumbre. Estas dimensiones se entienden de forma interrelacionadas en la medida que cada una informa la otra en ida y vuelta.
En grupos de 2 estudiantes se proponer una nueva implantación para el edificio en algún lugar de la ribera del río Maule.
3 PROBETAS
1 CALICATA
Orilla de Maule
Orilla de Maule
San Ramón
Talca
Armerillo
La Mina
Constitución
Corinto
El Médano
Decantación Granulometría
Profundidad Clasificación
Adhesión Compactación
Zócalo | Cuerpo | Techumbre Modelo + Representación + Memoria
Sobre el suelo
Sobre el diseño
Consideraciones
Sobre las condiciones de carga
Alberto Campos baeza
NCh 1537) Carga permanentes y de uso Cargas Sismo NCh 433) Viento NCh 432) Nieve NCh 431)
Peso propio Empuje estático
Sobrecarga de uso
Comb Cargas NCh 3171)
o Cargas permanente y de uso: Hoteles: Habitaciones (2kPa = 200 kg/m² )
Techo con acceso solo de mantención (1kPa = 100 kg/m²)
o Sobrecargas de nieve:
Altitud: 782 m -> (600-800)
Latitud: 35,8 -> (34-38)
Carga: 0,75 kN/m² = 75 kg/m²
o Sobrecargas de viento:
Campo abierto: Altura sobre el suelo (15 m) Presión básica (118 kg/m²)
o Carga de sismo: Zona 1: Curillinque, San Clemente Clasificación de ocupación: II
Cálculo de zapata aislada Javiera Farías
Datos generales:
Emplazamiento: Sector La Suiza, San Clemente
Tipo de suelo: Arena limosa
Paso 2: Determinación de cargas del proyecto o Sobrecarga de uso (NCh1537)
Habitaciones = 200 kg/m²
Techo con acceso solo de mantención = 100 kg/m² Lf = Carga de uso x Área tributaria
Lf = (200 kg/m² x 20,66 m² x 3) + (100 kg/m² x 20,66 m²) Lf = 14462 kg
Paso 1: Determinación de áreas tributarias
A. Tributaria = 5,1 m x (4,1 m + 4 m / 2)
A. Tributaria = 20,66 m² 5,1 m 5,1 m
o Sobrecarga de nieve (NCh431)
S = Carga de nieve x Área tributaria
S = 75 kg/m² x 20,66 m² S = 1549,5 kg o Peso propio
Acero entrepiso = 80 kg/m²
4 m 4,1 m
Acero techo = 60 kg/m² D = (80 kg/m² x 3 + 60 kg/m²) x 20,66 m² D = 6198 kg o Carga de sismo (NCh433) Q = C x I x P Pórticos -> Acero estructural -> Marcos corrientes -> R= 4 C = 0,55 x S* x A0 / g C = 0,55 x 1,2 x 0,2 g / g C = 0,132
*: Se usó S = 1,2 debido a que la arena limosa es un suelo tipo D.
Categoría de edificación: II I = 1
P = D + 0,25 X L P = 6198 kg + 0,25 x 14462 kg P = 9813,5 kg Q = 0,132 x 1 x 9813,5 kg Q = 1295,38 kg
Uso habitacionalPaso 3: Determinación de cargas para la fundación
o P = Lf + S + D
P = 14462 kg + 1549,5 kg + 6198 kg
P = 22209,5 kg
o V = E
V = 1295,38 kg
o M = V x Altura Estructura
M = 1295,38 kg x 300 cm
M = 388614 kg x cm
1,7 m
0,2 m 0,4 m 1,7 m
Paso 4: Diseño de fundación
o Deslizamiento
Paso 1: Llevar las cargas a la base de la fundación
▪
Vb = V
Vb = 1295,38 kg
▪
Mb = M + V x hs
Mb = 388614 kg x cm + (1295,38 kg x 60 cm)
Mb = 466336,8 kg x cm
▪
Paso 2: Determinar fuerzas deslizantes y resistentes
F deslizante = Vb
F deslizante = 1295,38 kg
F resistente = tan (2/3 x ∅) x Pb
F resistente = tan (2/3 x 35*) x 25099,5 kg
F resistente = 10826,87 kg
Paso 3: Calcular Factor de seguridad al deslizamiento
FS = F resistente / F deslizante ≥ 1,3
FS = 10826,87 kg / 1295,38 kg ≥ 1,3
FS = 8,36 ≥ 1,3
*: Se usó 35, ya que la arena limosa es de tipo granos angulares entre suelta y media.
3 m
Paso 4: Diseño de fundación o Volcamiento
Paso 1: Llevar las cargas a la base de la fundación
▪ Vb = V Vb = 1295,38 kg
▪ Mb = M + V x hs Mb = 388614 kg x cm + (1295,38 kg x 60 cm) Mb = 466336,8 kg x cm
▪ Pb = P + Peso zapata + Peso suelo sobre zapata Pb = 22209,5 kg + (1,7 m x 1,7 m x 0,4 m x 2500 kg/m³) + 0 Pb = 25099,5 kg
Paso 2: Determinar momentos volcantes y antivolcantes
M volcante = Mb
M volcante = 466336,8 kg x cm
M antivolcante = Pb x b/2
M antivolcante = 25099,5 kg x 170 cm / 2
M antivolcante = 2133457,5 kg x cm
Paso 3: Calcular Factor de seguridad de volcamiento
FS = M antivolcante / M volcante ≥ 1,3
FS = 2133457,5 kg x cm / 466336,8 kg x cm ≥ 1,3
FS = 4,57 ≥ 1,3
Pb = P + Peso zapata + Peso suelo sobre zapata
Pb = 22209,5 kg + (1,7 m x 1,7 m x 0,4 m x 2500 kg/m³) + 0
Pb = 25099,5 kg
Paso 4: Diseño de fundación
o Presiones de suelo / Asentamiento
Paso 1: Llevar las cargas a la base de la fundación
▪ Vb = V
Vb = 1295,38 kg
▪ Mb = M + V x hs
Mb = 388614 kg x cm + (1295,38 kg x 60 cm)
Mb = 466336,8 kg x cm
▪
Pb = P + Peso zapata + Peso suelo sobre zapata
Pb = 22209,5 kg + (1,7 m x 1,7 m x 0,4 m x 2500 kg/m³) + 0 Pb = 25099,5 kg
Paso 2: Determinar la excentricidad e = Mb / Pb e = 466336,8 kg x cm / 25099,5 kg e = 18,58 cm
Paso 3: Determinar las presiones del suelo e < b / 6 18,58 < 170 / 6 18,58 < 28,33
Distribución trapezoidal �� ��á�� = P / ( L x B) + (6 x Mb) / (L x B²) �� ��á�� = 22209,5 kg / (170 cm x 170 cm) + (6 x 466336,8 kg x cm) / (170 cm x 170² cm) �� ��á�� = 1,34 kg/cm²
Paso 4: Verificación de presiones del suelo �� ��á�� < �� ������ 1,34 < 1,5
NCh 1537: Cargas permanentes y de uso
Vivienda. Áreas de uso general 200 kg/m2
NCh 433: Carga de sismo
• Zona 3: San Javier.
• Suelo tipo C: denso o firme.
• Clasificación de ocupación II.
NCh 432: Sobrecarga de viento
• Construcción en campo abierto.
• Altura sobre el suelo: 4 m.
• Presión básica: 70 kg/m2
NCh 431: Sobrecarga de nieve
• Latitud: 35°33’49.90” S
• Altitud: 118 m.
• 25 kg/m2
P= 10°
• Emplazamiento: Orilla del Maule, San Javier.
3,15 m
ÁREA TRIBUTARIA At = 3,15 m • 1 m At = 3,15 m2
CARGAS
• Sobrecarga de uso (NCh1537)
Vivienda = 200 kg/m2
Lf = 200 kg/m2 • 3,15 m2 • 1 piso
Lf = 630 kg.
• Sobrecarga de nieve (NCh431)
San Javier (Latitud 35°35’ - Altitud 110 m)
S = 25 kg/m2 • 3,15 m2
S = 78,75 kg.
• Peso propio
Madera entrepiso 60 kg/m2
Madera techo 40 kg/m2
D = 100 kg/m2 • 3,15 kg/m2
100 kg/m2 }
• Carga de sismo (NCh433)
Tipo de suelo D Zona sísmica 3 (San Javier) Categoría del edificio II
Cmáx = 0,40 S*A0/g
C = 0,40 • 1,20 • 0,40 g/g C = 0,192 P = D + 0,25 • L
P = 315 kg + 0,25 • 630 kg.
P = 472,5 kg.
Q = C • I • P Q = 0,192 • 1 • 472,5
Q = 90,72 kg.
DETERMINACIÓN DE CARGAS
V
P = Lf + S + D P = 630 + 78,75 + 315 P = 1.023,75 kg. V = E V = 90,72 kg. M = V • H M = 90,72 kg • 1,80 m M = 263,95 kg•m M = 26.395 kg•cm
Fdeslizante Pb Mb Vb
em = 0,5 m h = 1,3 m 1,8 m b = 2 m
ef = 0,5 m
DISEÑO FUNDACIÓN
• Deslizamiento
0. Vb = V = 90,72 kg.
Mb = M + V • h
Mb = 26.395 kg•cm + (90,72 kg • 130 cm)
Mb = 38.188,6 kg•cm
Pb = P = 1.023,75 kg.
1. W1 = h • em • ɣHA • 1 m
W1 = 1,3 m • 0,5 m • 2.500 kg/m3 • 1 m
W1 = 1.625 kg.
W2 = b • ef • ɣHA • 1 m
W2 = 2 m • 0,5 m • 2.500 kg/m3 • 1 m
W2 = 2.500 kg.
W3 = (b - em) • 0,5 • h • ɣSUELO • 1 m
W3 = (2 - 0,5) • 0,5 • 1,3 • 1.650 • 1 m
W3 = 1.608,75 kg.
2. Fdestizante = Ka • ɣSUELO • h2 • 0,5 + Vb
Fdestizante = 0,4 • 1.650 • (1,3)2 • 0,5 + 90,72
Fdestizante = 648,42 kg.
Fresistente = λ• (W1 + W2 +W3+ Pb)
Fresistente = 0,8 • (1.625 + 2.500 + 1.608,75 + 1.023,75)
Fresistente = 5.406 kg.
3. FS = Fresistente Fdeslizante ≥ 1,3 5.406 648,42 = 8,33
FS = 8,33 ≥ 1,3
Ka = 0,4 ɣSUELO = 1.650 kg/m3 λ = 0,8
• Volcamiento
2. MVOLCANTE = Fd • (h 3 + ef) + Mb
MVOLCANTE = 648,42 • (130 3 + 50) + 38.188,6 kg•cm
MVOLCANTE = 98.707,8 kg•cm
MANTIVOLCANTE = W1 • b 2 + W2 • b 2 + W3 • (b – (b − em 4 )) + (Pb • b 2)
MANTIVOLCANTE = 1.625 • 200 2 + 2.500 • 200 2 + 1.608,75 • (200 – (200 − 50 4 )) + (1.023,75 • 200 2 )
MANTIVOLCANTE = 162.500 + 250.000 + 1.608,75 • 162,5 + 102.375
MANTIVOLCANTE = 776.296,8 kg•cm
3. FS = MA NTIVOLCANTE MV OLCANTE ≥ 1,3 776.296,8 98.707,8 = 7,8 FS = 7,8 ≥ 1,3
• Presiones del suelo / Asentamiento
2. e= Fd • (h3 + ef) − (0,5 • b − (b − em 4 )) + Mb W1 + W2 + W3 + Pb e= 648,42 • (130 3 + 50) − (0,5 • 200 – (200 − 50 4 )) + 38.188,6 1.625 +2.500 + 1.608,75 + 1.023,75 e= 98.645,3 6.757,5 e = 14,59 3. e < b 6 14,59 < 33,3 ✓ DISTRIBUCIÓN TRAPEZOIDAL
σmáx = Pb (1 m • b) + 6 • Mb (1 m •b2)
σmáx = 1.023,75 (100 • 200) + 6 • 38.188,6 (100 • 40.000)
σmáx = 0,05 + 0,05 σmáx = 0,1 kg/cm2
P = 1023,75 kg V = 90,72 kg M = 26395 kg•cm NTN
NTN Pb = 1023,75 kg
W3 = 1608,75 kg Vb = 90,72 kg Mb = 38188,6 kg•cm
W1 = 1625 kg W2 = 2500 kg
Fd = 648,42 kg
4. σmáx < σadm 0,1 kg/cm2 < 1 kg/cm2
