Estructura 3 1S2020: Tarea 3- Cálculo de Q0

De Casiopea


AsignaturaEstructura 3
Del CursoEstructura 3 - Primer Semestre 2020
Ta3
Fecha13/04/2020


Información preliminar

Nombre Cálculo del esfuerzo de corte basal en tres edificios de dos pisos
Fecha del encargo Lunes 13 de abril
Modalidad Grupos de tres estudiantes asociados libremente
Condiciones La tarea se hará en grupo, pero cada alumno entregará sus propios dibujos y cálculos.
Fecha de entrega Lunes 20 de abril 23:59 hrs

Encargo

  1. Elección de casos de estudio
    Elija tres edificios existentes, (casas o edificios existentes) de dos pisos. Con o sin subterráneo. Ojala elegidos por un especial interés arquitectónico o estructural en él. Uno puede ser el mismo elegido para hacer la tarea anterior, los otros dos pueden ser casos complementarios. Elegir casas o edificios aislados, no pareados ni integrados a una manzana total, como ocurre en el plan de Valparaíso.
  2. Dibujos necesarios para cada caso
    1. Dibuje un esquema en isométrica y un esquema en plantas tanto del primer piso como del segundo piso. Para cada uno de los tres casos elegidos. escala 1:250 o 1:500. En las plantas esquemáticas, se debe depurar el dibujo de todos aquellos elementos que Ud. considere no estructurales.
      1. Para poder hacer esto considere que:
        1. Si la estructura es sólida todos los elementos livianos no serán considerados estructurales.
        2. Si la estructura es liviana todos los elementos se considerarán estructurales.
        3. En caso de que tenga dificultades para clarificar este aspecto asuma intuitivamente tales decisiones.
      2. Asuma que todos los casos presentados poseen diafragmas rígidos, independiente de si esto es así en la realidad o no.
      3. Los dibujos de los edificios deben ser muy bien hechos, pero deben ser dibujos esquemáticos ,(no planos de arquitectura).Para eso elegir una escala entre 1:250 y 1:500, según cuales sean las dimensiones de cada caso.
      4. Dada las dificultades que presenta la actual crisis que se vive en el país, y ante la imposibilidad de visitar las obras elegidas para la tarea, se tendrá que operar en base a planos y todos aquellos aspectos que no se sepan con exactitud, tendrán que ser hipotetizados por los tres autores de la tarea y ser asumidos como tales ,aun cuando no se hallan verificado estrictamente. En caso de hacer esto, declaren lo hipotético de cada caso.
  3. Cálculo del Peso sísmico de cada caso
    Pueden elegirse edificios de madera o edificios sólidos.
    • El peso de los edificios de madera será de de superficie de suelo sobre el primer piso, y de techumbre.
    • El peso de los edificios sólidos será de de superficie de suelo sobre el primer piso y de techumbre.
    • Definir y Calcular el peso sísmico de cada edificio.
      El peso sísmico de cada edificio será la suma del peso equivalente de la masa 1, más el peso equivalente de la masa 2. El peso equivalente de la masa 1, será igual a la superficie neta del piso del segundo nivel multiplicado por el peso acordado que se da en el punto anterior.
      Para poder hacer esto bien, dibuje un polígono equivalente a la superficie del piso indicado, incluyendo los espesores de muros y calcule su superficie precisa, descontando si es del caso el espacio de la escala o los espacios de doble altura si los hubiese, y esa superficie resultante la multiplica por el valor correspondiente. Así obtendremos el peso sísmico correspondiente a cada uno de los edificios.
      El peso equivalente de la masa M2 sera igual a la superficie neta del plano equivalente a la techumbre, incluidos los aleros si los hubiese.También en este caso para poder medirlo con facilidad conviene hacer un polígono equivalente y sobre el calcular el peso. En el caso de techos con pendiente no se debe considerar su desarrollo sino su proyección horizontal.
  4. Cálculo de la sección de corte de los elementos verticales del 1° Piso
    Acto seguido calcule lo que llamaremos el área de corte, o la sección de corte, de los elementos verticales del primer piso. (Los que equivalen a la varilla 1 del péndulo de dos masas)
    Para hacerlo calcule el producto del largo por el ancho de cada uno de los elementos portantes (estructurales) del primer piso y sume la sección de todos los elementos.
    Así obtendrá la sección total de corte del primer piso.
  5. Cálculo del esfuerzo de corte basal de cada caso
    A continuación calcule el esfuerzo de corte basal mínimo y máximo para cada uno de los edificios elegidos.
    • Para el mínimo asuma
      • Coeficiente sísmico
      • Coeficiente
      • Coeficiente
    • Para el máximo asuma:
      • Coeficiente sísmico
      • Coeficiente
      • Coeficiente
  6. Evaluación de resultados
    Calcule para cada uno de los casos estudiados cuál será la solicitación de los muros del 1° piso en términos de (En cada caso con el máximo y con el mínimo ).
    Tendrá 6 respuestas, dos por cada caso.
    Este resultado no tiene relevancia estructural para evaluar resistencias, pero sirve para comparar los rangos, evaluar las componentes de diseño y entrar en la comprensión del tema.
  7. Formato
    El formato de las láminas a utilizar será de doble carta digital (PDF subido al drive del curso).
  8. Láminas
    El número de láminas a ejecutar es el mínimo necesario para mostrar íntegramente cada caso.

Resumen

La tarea consiste en calcular el esfuerzo de corte basal de tres edificios de dos pisos y comparar los resultados en función de los que afectan a los elementos estructurales verticales del primer piso. Esto se hace mediante un cálculo estático simplificado, estableciendo un rango entre el máximo y el mínimo. Las respuestas numéricas esperadas para cada caso son:

  • Corte basal Máximo
  • Corte basal mínimo
  • Solicitación promedio en elementos del primer piso con el máximo
  • Solicitación promedio en elementos del primer piso con el mínimo
Total:12 respuestas

Anexo: Dudas de la Tarea