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UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER BIBLIOTECA EDUARDO COTE LAMUS

RESUMEN TESIS DE GRADO AUTOR (ES): NOMBRE (S): LUIS EDUARDO APELLIDOS: MENDOZA DUARTE NOMBRE (S): CARLOS ALEJANDRO APELLIDOS: ALBARRACIN BUENO FACULTAD: INGENIERIA PLAN DE ESTUDIOS: INGENIERIA CIVIL DIRECTOR: NOMBRE (S): SAMUEL APELLIDOS: MEDINA JAIMES TITULO DE LA TESIS: ESTUDIOS DE SUELOS, TOPOGRÁFICOS Y DISEÑOS ESTRUCTURALES E HIDROSANITARIOS CON CANTIDADES DE OBRA PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL SALÓN COMUNAL JUAN FRIO RESUMEN: CARACTERÍSTICAS: PAGINAS: 114 PLANOS: 7 ILUSTRACIONES: CD-ROM: 1

Se realizó el estudio de suelos para obtener información del subsuelo, analizarlo y dar las recomendaciones necesarias para el diseño y construcción del salón comunal garantizando el adecuado funcionamiento de la edificación. Se elaboraron los estudios topográficos para el reconocimiento de la zona a trabajar y se realizó el diseño estructural en cumplimiento de los requisitos mínimos aportados por la NSR-10 y los aspectos hidrosanitarios, creando así una estructura segura y que satisfaga los factores como la función de la estructura, aspectos económicos, estética, facilidad para construir y las restricciones legales.

Palabras clave: estudio, suelo, topografía, estructural, construcción.

ESTUDIOS DE SUELOS, TOPOGRÁFICOS Y DISEÑOS ESTRUCTURALES E HIDROSANITARIOS CON CANTIDADES DE OBRA PARA LA CONSTRUCCIÓN

DEL SALÓN COMUNAL JUAN FRIO

LUIS EDUARDO MENDOZA DUARTE CARLOS ALEJANDRO ALBARRACIN BUENO

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍA

PLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERÍA CIVIL SAN JOSÉ DE CÚCUTA

2013

ESTUDIOS DE SUELOS, TOPOGRÁFICOS Y DISEÑOS ESTRUCTURALES E HIDROSANITARIOS CON CANTIDADES DE OBRA PARA LA CONSTRUCCIÓN

DEL SALÓN COMUNAL JUAN FRIO

LUIS EDUARDO MENDOZA DUARTE CARLOS ALEJANDRO ALBARRACIN BUENO

Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de Ingeniero Civil

Director SAMUEL MEDINA JAIMES

Magíster en Ingeniería Estructural

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍA

PLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERÍA CIVIL SAN JOSÉ DE CÚCUTA

2013

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CONTENIDO

pág.

INTRODUCCIÓN 13

1. EL PROBLEMA 14

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 14

1.2 JUSTIFICACIÓN 14

1.3 OBJETIVOS 15

1.4 ALCANCES Y LIMITACIONES 15

1.5 DELIMITACIONES 16

2. REFERENTES TEÓRICOS 17

2.1 ANTECEDENTES 17

2.2 MARCO TEÓRICO 17

2.3 MARCO LEGAL 18

3. METODOLOGÍA 20

3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN 20

3.2 POBLACION Y MUESTRA 20

3.3 PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS. 21

4. ESTUDIO DE SUELOS 22

4.1 OBJETIVO DEL ESTUDIO GEOTECNICO 22

4.2 LOCALIZACION DE PROYECTO A CONSTRUIR 22

4.3 ASPECTOS TOPOGRAFICOS 24

6

4.4 CARACTERISTICA GEOLOGICAS 24

4.5 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA ESTRUCTURA Y CARGA 26

4.6 EXPLORACION Y MUESTREO DEL SUBSUELO 27

4.7 CONDICIONES DE LOS SUELOS 28

4.8 CARACTERISTICAS FISICAS DEL SUELO 28

4.9 NIVEL DE AGUAS 30

4.10 CARACTERISTICAS MECANICAS DEL SUELO 30

4.10.1 Parámetros de resistencia al corte 30

4.10.2 Parámetros de de formabilidad (asentamientos) 31

4.10.3 Parámetros sísmicos 31

4.11 PERFIL DEL SUELO DISEÑO SISMO-RESISTENTE 32

4.12 CONDICIONES DE LA CIMENTACION 32

4.12.1 Tipo de cimentación 32

4.12.2 Nivel y suelo de cimentación 34

4.13 ANÁLISIS INGENIERÍA 34

4.14 CAPACIDAD ADMISIBLE 34

4.15 RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS 35

4.15.1 Excavaciones y rellenos 35

4.15.2 Recomendaciones sobre el drenaje 36

4.16 LOCALIZACION DE APIQUES 36

4.17 PERFILES ESTRATIGRÁFICOS 37

4.18 MEMORIA DE CÁLCULOS CAPACIDAD ADMISIBLE 38

4.19 PROPIEDADES DEL SUELO DE CIMENTACION 38

5. CALCULOS TOPOGRAFICOS 44

7

6. DISEÑOS ESTRUCTURALES 49

6.1 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO ESTRUCTURAL PARA EDIFICACIONES NUEVAS 49

6.2 CALCULO DEL PESO DE LA ESTRUCTURA 53

6.3 ESPECTRO DISEÑO 63

6.4 SISTEMA ESTRUCTURAL 64

6.5 MÉTODO DE ANÁLISIS A UTILIZAR 65

6.6 PERÍODO FUNDAMENTAL DE LA EDIFICACIÓN 66

6.7 COORDENADAS DEL CENTRO DE GRAVEDAD 67

6.8 DISEÑO A FLEXIÓN VIGA B 78

6.9 DISEÑO A CORTANTE 96

6.10 DISEÑO COLUMNA A-2 105

6.11 ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO 108

7. CONCLUSIONES 112

8. RECOMENDACIONES 113

BIBLIOGRAFÍA 114

8

LISTA DE FIGURAS

pág.

Figura 1. Localización general del sitio del proyecto 23

Figura 2. Ubicación geográfica del lote del proyecto 24

Figura 3. Geología de la zona 26

Figura 4. Detalle de cimentación. Cimientos aislados 33

Figura 5. Localización de apiques 36

Figura 6. Perfiles estratigráficos 37

Figura 7. Planta arquitectónica 49

Figura 8. Fachada principal y corte 50

Figura 9. Mapa de valores de Aa 55

Figura 10. Mapa de valores de Av 56

Figura 11. Distribución de estribos tramo A, extremo izquierdo 98

Figura 12. Distribución de estribos tramo A, extremo derecho 99

Figura 13. Despiece de estribos 99

Figura 14. Distribución de estribos No. 3 103

Figura 15. Distribución estribos por zonas según cálculos tramo B-C, extremo derecho 104

Figura 16. Despiece definitivo 105

Figura 17. Esquema columna 105

Figura 18. Detalle columna 108

Figura 19. Sección columna de confinamiento típica 110

Figura 20. Sección viga de amarre típica 111

9

LISTA DE CUADROS

pág.

Cuadro 1. Construcción de las edificaciones 27

Cuadro 2. Criterio de sondeos 27

Cuadro 3. Consistencia de los suelos cohesivos 30

Cuadro 4. Capacidad de soporte del suelo 38

Cuadro 5. Cartera de campo 45

Cuadro 6. Cartera de oficina 46

Cuadro 7. Cartera de campo nivelación directa simple 47

Cuadro 8. Cargas de servicio 51

Cuadro 9. Masas de los materiales 52

Cuadro 10. Peso de la estructura 53

Cuadro 11. Clasificación de los perfiles del suelo 57

Cuadro 12. Coeficiente Fa 58

Cuadro 13. Coeficiente Fv 59

Cuadro 14. Valores del coeficiente de importancia I 61

Cuadro 15. Espectro de diseño 63

Cuadro 16. Sistema estructural de porticos 64

Cuadro 17. Valores de los parámetros Ct yœ 66

Cuadro 18. Cortante basal 66

Cuadro 19. Cortante símico en la base 67

Cuadro 20. Centro de gravedad 67

Cuadro 21. Coordenadas del centro de rigidez 68

10

Cuadro 22. Excentricidades 69

Cuadro 23. Momento torsor directo 69

Cuadro 24. Torsión accidental (A.3.6.7.1) 70

Cuadro 25. Torsión accidental 70

Cuadro 26. Momentos torsores de diseño 70

Cuadro 27. Momentos torsores 72

Cuadro 28. Deriva 74

Cuadro 29. Dimensiones de los elementos 76

Cuadro 30. Fuerzas sísmicas de diseño – sentido Y 78

Cuadro 31. Fuerzas sísmicas de diseño – sentido X 78

Cuadro 32. Parámetros para el diseño de columnas 107

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LISTA DE GRÁFICAS

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Gráfica 1. Carta de plasticidad 29

Gráfica 2. Factor de profundidad 42

Gráfica 3. Coeficiente de ampliación Fa del suelo para la zona de periodos cortos del espectro 59

Gráfica 4. Coeficiente de ampliación Fv del suelo para la zona de periodos cortos del espectro 60

Gráfica 5. Espectro elástico 62

Gráfica 6. Espectro de diseño 63

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LISTA DE TABLAS

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Tabla 1. Valores de capacidad admisible Qa (ton/m2) 39

Tabla 2. Asentamientos máximos (cm) 39

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INTRODUCCIÓN

La Universidad Francisco de Paula Santander le brinda una formación académica a los estudiantes del plan de estudios de ingeniería civil que está encaminada a la participación activa en la aplicación de los conocimientos teórico-prácticos mediante la ejecución de trabajos investigativos y o dirigidos que permitan el desarrollo académico de los estudiantes y además de la formación profesional esté sea útil como personal calificado que pueda contribuir a la comunidad de nuestra ciudad y área metropolitana a satisfacer las necesidades que tienen sus habitantes.

La vereda de Juan frio ubicada en el municipio de villa del rosario es una tierra pujante y trabajadora la cual se ha visto afectada por un difícil problema de orden público debido a muchos factores, uno entre ellos la falta de un lugar propio de la comunidad donde se pueda integrar la misma sin problema alguno.

Durante el tiempo establecido para la realización del presente proyecto académico se presentaran los correspondientes informes a La Universidad Francisco de Paula Santander, en las fechas ya establecidas y que contiene la recopilación, selección y análisis de la información y el resultado cualitativo del presente estudio.

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1. EL PROBLEMA

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El notable desarrollo y crecimiento demográfico del municipio de villa del rosario en su casco urbano, su zona rural y la falta de planeación en el proceso de expansión a que se ha visto sometido el municipio ha demandado de la administración municipal la responsabilidad de proveer soluciones de infraestructura a la comunidad rosariense, esta labor se ve afectada por el déficit presupuestal que se presenta en la mayoría de estamentos públicos lo que conlleva a la insuficiencia de personal capacitado para la realización de proyectos en los cuales la comunidad sea la más favorecida, no solo brindándoles los servicios básicos sino llegando a los puntos más sensibles de la comunidad.

Siendo conocedores de la situación actual de orden público de nuestro municipio y área metropolitana, la vereda Juan Frio se encuentra hoy día afectada directamente por el orden público, esto nos lleva a pensar en que elementos están fallando en esta comunidad, comunidad que no cuenta con un lugar donde se puedan reunir sus habitantes en donde puedan debatir, orientar y encaminar un mejor futuro para su comunidad, un lugar en donde se pueda brindar una mano amiga a los menos favorecidos y sea propia de la comunidad, un territorio de paz.

1.2 JUSTIFICACIÓN

La realización del proyecto de grado como modalidad trabajo dirigido tiene como propósito fundamental el desarrollo y aplicación de las capacidades del estudiante para hacerlo participe en la solución de problemas que afecten a la comunidad, y de tal forma poder complementar su formación profesional y personal así como ofrecer al mismo su primera experiencia laboral como ingeniero civil.

Con los resultados obtenidos en este estudio se pretende dar una herramienta eficaz y verdadera para la ejecución del proyecto salón comunal juan frio, dejando así una brecha más pequeña en la búsqueda de la integración social de la vereda la cual se quiere obtener por medio de este proyecto.

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1.3 OBJETIVOS

Objetivo general. Realizar los estudios pertinentes para la construcción del salón comunal de la vereda de Juan Frío ubicada en el municipio de Villa del Rosario los cuales constan de estudio de suelos, topográficos, y diseño estructural e hidro-sanitarios y sus respectivas cantidades de obra, llevando a cabo la aplicación de las ciencias de la ingeniería civil.

Objetivos específicos. Realizar el estudio de suelos para obtener información del subsuelo, analizarlo y dar las recomendaciones necesarias para el diseño y construcción del salón comunal garantizando el adecuado funcionamiento de la edificación.

Elaborar los estudios topográficos para el reconocimiento de la zona a trabajar, y realizar el levantamiento topográfico de la zona del proyecto.

Realizar el diseño estructural que cumplan con los requisitos mínimos aportados por la NSR-10 creando así una estructura segura y que satisfaga también algunos factores como la función de la estructura, aspectos económicos, estética, facilidad para construir y las restricciones legales.

Realizar el diseño de las redes hidrosanitarias cumpliendo con las normas establecidas que garanticen el buen funcionamiento.

Obtener las cantidades de obra en las unidades que se piden para las diferentes actividades para la realización del proyecto, esto con el fin de obtener el costo del mismo.

1.4 ALCANCES Y LIMITACIONES

Alcances. Poner a disposición de la comunidad estudiantil, el trabajo dirigido realizado con el nombre estudios de suelos, topográficos y diseños estructurales e hidrosanitarios con cantidades de obra para la construcción del salón comunal Juan Frio en el municipio de Villa del Rosario (Norte de Santander). El cual se presenta como un proyecto netamente académico.

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Limitaciones. Los problemas de orden público y la situación crítica que se vive en algunos barrios del municipio histórico pueden incidir directamente en forma negativa en el desarrollo de las actividades propias del trabajo dirigido.

Factores climáticos así como las consecuencias de los mismos interrumpen la programación de las actividades a realizar.

El factor económico debido a la carencia de recursos de la administración municipal limitan y determina la realización de los estudios necesarios para la realización de un proyecto.

1.5 DELIMITACIONES

Delimitación espacial. El proyecto de trabajo dirigido se desarrollara en el municipio histórico de Villa Del Rosario, con el apoyo de la secretaria de planeación municipal de la alcaldía de Villa Del Rosario.

Delimitación temporal. El cumplimiento de todas las funciones realizadas en el trabajo dirigido como seguimiento, control y desarrollo de los proyectos para el municipio de villa del rosario se tendrá en un periodo de cuatro (4) meses del año en curso.

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2. REFERENTES TEÓRICOS

2.1 ANTECEDENTES

En la actualidad se encontraron diferentes proyectos realizados en el municipio de Villa del Rosario se pueden mencionar los siguientes:

BARRERA MONSALVE, Oscar. Pasantía en la oficina de proyectos del Departamento de Planeación, Convenio U.F.P.S – Alcaldía de Villa del Rosario. Trabajo de Grado. Ingeniero Civil. San José de Cúcuta: Universidad Francisco de Paula Santander. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil, 2001. Consistió en un trabajo práctico de campo, preparación de proyectos de desarrollo comunitario, control de ejecución de contratos de obra, elaboración de presupuestos y diligenciamiento de fichas de plan Colombia.

LOPEZ PABON, Leonel Alberto. Pasantía en la oficina de proyectos del Departamento de Planeación, Convenio U.F.P.S – Alcaldía de Villa del Rosario. Trabajo de Grado. Ingeniero Civil. San José de Cúcuta: Universidad Francisco de Paula Santander. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil, 2004. Se basó en la realización de proyectos de inversión en la oficina de proyectos, así como la elaboración de presupuestos y análisis unitario

2.2 MARCO TEÓRICO

El proyecto a manejar de la realización de la construcción del salón comunal de juan frio tendrá en cuenta:

Estudios de suelos. Un estudio de suelos permite dar a conocer las características físicas y mecánicas del suelo, es decir la composición de los elementos en las capas de profundidad, así como el tipo de cimentación más acorde con la obra a construir y los asentamientos de la estructura en relación al peso que va a soportar.

Esta investigación que hace parte de la ingeniería civil es clave en la realización de una obra para determinar si el terreno es apto para llevar a cabo la construcción de un inmueble u otro tipo de intervención.

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Estudios topográficos. La topografía es la ciencia que estudia el conjunto de principios y procedimientos que tienen por objeto la representación gráfica de la superficie de la Tierra, con sus formas y detalles, tanto naturales como artificiales. Esta representación tiene lugar sobre superficies planas, limitándose a pequeñas extensiones de terreno, utilizando la denominación de tarado para áreas mayores. De manera muy simple, puede decirse que para un topógrafo la Tierra es plana, mientras que para un geodesta no lo es. Para eso se utiliza un sistema de coordenadas tridimensional, siendo la X y la Y competencia de la planimetría, y la Z de la altimetría. Los mapas topográficos utilizan el sistema de representación de planos acotados, mostrando la elevación del terreno utilizando líneas que conectan los puntos con la misma cota respecto de un plano de referencia, denominadas curvas de nivel, en cuyo caso se dice que el mapa es hipsográfico. Dicho plano de referencia puede ser o no el nivel del mar, pero en caso de serlo se hablará de altitudes en lugar de cotas.

Diseños estructurales. Los diseños estructurales se realizan a partir de un adecuado balance entre las funciones propias que un material puede cumplir, a partir de sus características naturales específicas, sus capacidades mecánicas y el menor costo que puede conseguirse. El costo de la estructura siempre debe ser el menor, pero obteniendo el mejor resultado a partir de un análisis estructural previo. El diseño estructural debe siempre de obtener un rendimiento balanceado entre la parte rígida y plástica de los elementos, ya que en muchas ocasiones, un exceso en alguno de estos dos aspectos puede conducir al fallo de la estructura. Diseño hidro-sanitario. El diseño hidro-sanitario permite alimentar y distribuir de la mejor manera el agua potable y desechar las aguas residuales producidas por una vivienda o construcción cumpliendo con las debidas normas y demandas.

Las cantidades de obra nos permiten calcular el precio que tiene una construcción, estas sirven de base para el suministro de los materiales necesarios, la herramienta, la compra o alquiler de equipo y la contratación de la mano de obra.

2.3 MARCO LEGAL

EL Consejo Superior Universitario de la Universidad Francisco de Paula Santander, estableció el Estatuto Estudiantil el día 26 de Agosto de 1996, mediante el acuerdo No. 065, donde Articulo 38. Ningún estudiante podrá graduarse con promedio ponderado acumulado inferior a tres, uno (3.1).

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Parágrafo: El Estudiante que haya cursado y aprobado el 80% de los créditos de su plan de estudios, podrá matricular adicionalmente proyectos académicos en áreas de investigación y extensión, previa aprobación del Comité Curricular del plan de estudios respectivo, con el fin de mejorar su promedio ponderado acumulado, o de iniciar su proyecto de grado.

Este proyecto se manejara según el estatuto estudiantil de la universidad, el cual se establece en el artículo 140 del acuerdo N° 065 del 26 de agosto de 1996, en este se coloca a consideración de la comunidad estudiantil las diferentes modalidades de trabajo de grado con las que pueda optar el estudiante, el acuerdo N° 069 del 5 de septiembre de 1997, articulo 2, g. Trabajo Dirigido, la cual Consiste en el desarrollo, por parte del estudiante y bajo la dirección de un profesional en el área del conocimiento a la que es inherente el trabajo, de un proyecto específico que debe realizarse siguiendo el plan previamente establecido en el anteproyecto correspondiente, debidamente aprobado.

NSR-10 Norma Sismoresistente 2010.

RAS 2000 Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico.

Especificaciones técnicas para instalaciones sanitarias de alcantarillado y agua potable.

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3. METODOLOGÍA

3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN

Para esta investigación se empleará el método descriptivo ya que se pretende evaluar aspectos teóricos y procedimientos para llevarse a cabo el proyecto de la construcción del salón comunal el cual requiere de estudios de suelos, topográficos, la elaboración de diseños estructurales, e hidrosanitarios y cantidades de obra de cada uno de los materiales a utilizar con su debido presupuesto.

Las actividades a realizar en el proceso de control y seguimiento de los proyectos asignados comprende:

Trabajo de campo. Basado en la toma de muestras para el respectivo estudio de suelos y la topografía, con base en esto llevar a cabo los diferentes estudios para la realización de la obra.

Trabajo de oficina. Consiste en la elaboración de diseños, cuantificación de cantidades de obra, elaboración de análisis de precios unitarios y presupuestos de obra, así como la elaboración de formatos necesarios que determinan la metodología utilizada para el desarrollo de proyectos.

3.2 POBLACION Y MUESTRA

El proyecto de trabajo dirigido estará enfocado a la comunidad rosariense en situación vulnerable que requiera la intervención de estudiantes de ultimo semestre de Ingeniería Civil de la Universidad Francisco de Paula Santander para brindar apoyo en obras y proyectos como construcción de salones comunales, pavimentación y mejoramiento de calles, estudios de suelos para construcción de viviendas o zonas con amenaza de deslizamientos que permitan mitigar la problemática.

Por lo tanto este proyecto involucra zonas urbanas aledañas a la cabecera municipal como son los barrios Bella vista, Santander, La Palmita, San Martín, Gramalote, Piedecuesta, Fátima, Senderos de paz los corregimientos y veredas como lo son el corregimiento de Juan Frio y la vereda Luis Carlos Galán, por lo que el número de personas que se beneficiaran de este proyecto son alrededor de 7600.

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3.3 PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS.

Para obtener la información requerida, se elaboraran los diferentes estudios:

Estudios topográficos, en el cual se utilizaran aparatos e instrumentos como son los teodolitos y niveles de precisión, miras, estacas, cintas etc.

Estudios de suelos, comprende la caracterización del suelo, el cual implica tomar muestras en el campo, para su posterior análisis en un laboratorio.

Análisis presupuestal, con la topografía y el diseño del salón comunal, se procederá al análisis presupuestal, que consiste en el cálculo de cantidades de obra de acuerdo a planos, análisis unitarios y el presupuesto en general.

Los resultados que se obtienen durante el proceso, se diligenciaran en los respectivos formatos para luego presentar los informes a cada una de las dependencias que intervienen durante el cumplimiento de esta labor.

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4. ESTUDIO DE SUELOS

4.1 OBJETIVO DEL ESTUDIO GEOTECNICO

El presente informe consigna la investigación de suelos realizada para la construcción de una edificación de un piso en el sector de la vereda de juan frio en el casco urbano del Municipio de Villa del Rosario.

El objetivo principal de este estudios es el de investigar las características del suelo existente en el área del proyecto, y dar las recomendaciones que se consideran necesarias para el manejo y tratamiento de los aspectos geotécnicos, de donde se deducirán el tipo de cimentación, profundidad y dimensiones aproximadas del cimiento, teniendo en cuenta los demás aspectos geotécnicos que puedan incidir sobre la estabilidad y seguridad del proyecto a realizar. También de ser necesario, recomendar sobre situaciones que se pueden presentar a nivel geotécnico tanto en la cimentación como en la estructura, para unificar un sistema constructivo adecuado que asegure plenamente la estabilidad, resistencia y durabilidad de la estructura, mitigando problemas geotécnicos presentes o que en un futuro puedan afectar la funcionalidad de dicha salón.

4.2 LOCALIZACION DE PROYECTO A CONSTRUIR

El salón comunal, estará ubicado en un lote en las áreas sub-urbanas del municipio de villa del rosario, con nomenclatura K3#5-45 según información suministrada por habitantes del sector, El proyecto se localiza en un lote que limita en su constado al occidental con una vivienda de un piso y hacia el costado oriental con una cancha de micro futbol y norte y sur con vías sin identificar. El sector presenta urbanismo. La figura siguiente muestra la ubicación del proyecto con relación al entorno, según coordenadas 7°47´49´´N – 72°28´.25.75” O y una elevación aproximada de 495 msnm.

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Figura 1. Localización general del sitio del proyecto

Fuente: ALCALDIA DE VILLA DEL ROSARIO. Localización. Villa del Rosario: La Alcaldía, 2012.

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Figura 2. Ubicación geográfica del lote del proyecto

Fuente: GOOGLE CORPORATION. Vista aerea. 2012. 4.3 ASPECTOS TOPOGRAFICOS

El lote dispuesto para el proyecto ocupa una extensión en forma de rectangular, con dimensiones aproximadas de 30 m x 22.5 m y un área de 680 m2. La topografía de la zona es predominantemente plana, pero en su constado occidental se inicia una pendiente muy suave hasta el costado oriental. El lote se encuentra sin ninguna clase de construcción y con algunos arbustos. El drenaje del lote se da sobre las vías pavimentadas del sector.

4.4 CARACTERISTICA GEOLOGICAS

Según el Cuadrángulo G-13 (Véase la Figura 2) editado por Ingeominas, documento este que recopila la geología de la zona de Villa del Rosario y áreas aledañas, El cuadrángulo está localizado sobre la vertiente oriental de la Cordillera Oriental de los Andes, llamada aquí Sierra de Perijá y cubre parte del flanco occidental de la cuenca de Maracaibo; la Geomorfología del área es variada, la Sierra de Perijá compuesta principalmente por rocas cristalinas es el rasgo

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topográfico, dominante del área con elevaciones hasta de 2.600 metros sobre el nivel del mar. En la falda de la Sierra, areniscas resistentes, Cretáceas y Terciarias, plegadas y falladas con rumbo N-S forman cuchillas con relieves de varios cientos de metros sobre los valles adyacentes y sobre las planicies que rodean el lago de Maracaibo.

La Región del proyecto está situada en la cordillera oriental, corresponde al bloque de Santander, limitado al oeste, por la falla de Bucaramanga- Santa marta; al Este, por el Sistema Frontal de la Cordillera Oriental y la Falla de Boconó. Se encuentra caracterizada por capas sedimentarias de origen aluvial, pertenecientes a los depósitos Terciarios que descansan sobre las formaciones León y Carbonera.

La Formación Carbonera (Tec) consta de una serie de arcillolitas intercaladas con areniscas y algunos mantos de carbón en las partes inferior y superior. La arcillas son de color gris, comúnmente abigarradas y sideríticas en la parte interior y superior de la formación, hay algunas arcillas pizarrosas de color gris oscuro. La Formación León (Tol) Está compuesta en su totalidad de arcillas pizarrozas de color gris a color gris verdoso que presenta horizontes limoliticos hacia la parte baja y alta de la misma: Algunos mantos delgados de areniscas grises, intercaladas con láminas carbonáceas, se presentan dentro de las arcillolitas; en el área central de la Concesión Barco, estas areniscas son más abundantes hacia la parte media de la formación.

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Figura 3. Geología de la zona

Fuente: ALCALDIA DE VILLA DEL ROSARIO. Localización. Villa del Rosario: La Alcaldía, 2012. 4.5 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA ESTRUCTURA Y CARGA

Según la información obtenida se proyecta la construcción, dentro del área descrita anteriormente de una edificación de (1) un piso destinado como un salón comunal Publico según para desarrollo de las diversas actividades de la comunidad de Juan Frio. El sistema estructural consistirá de pórticos de concreto reforzado. La distancia entre ejes es de 6.0 a 9.0 m. El sistema estructural encargada de soportar las cargas, consistirá de vigas y columnas que transportarán las cargas de forma puntual al suelo de cimentación.

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Según la información de planos suministrada, se proyecta la construcción de las siguientes edificaciones:

Cuadro 1. Construcción de las edificaciones

Estructuras de un (1) piso Área construida (m2) Locales 36 Oficinas generales 47 Área de Plazoleta 250

La carga por columna dependerá del análisis estructural pero por lo general se estima que estará en el orden de 6 Ton.

4.6 EXPLORACION Y MUESTREO DEL SUBSUELO

Conforme a los requerimientos mínimos de sondeos y profundidades de la norma NSR-10 (H.3.2) se establecieron el número y profundidad de sondeos, según la siguiente clasificación.

Cuadro 2. Criterio de sondeos

Categoría: BAJA.

No. sondeos por unidad: 3.

Profundidad: mín. 6.0 m.

Adicionalmente, se aplicó el siguiente aparte de la sección H.3.2.5. (NSR 10) que permite reducir/aumentar la longitud de los sondeos.

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Se aplicó el inciso (c) donde se requiere a una profundidad de 2.5 veces el ancho de la zapata.

Y el inciso (d) donde se requiere llegar a aglomerados rocosos o capas de suelos firmes en proyectos de categoría baja. Esta longitud indicativa sería de 2.00 m. Considerando la pequeña área destinado, con el fin de conocer las características de suelos en el sitio del proyecto, se procedió a realizar dos (2) apiques distribuidos en el área, las excavaciones se realizaron a una profundidad de 1 a 2m.

Con la información obtenida se observa los estratos que conforman el perfil de suelos de la zona, y de ellos se obtuvieron muestras alteradas para realizar los ensayos de granulometría con lavado sobre tamiz 200, límites de consistencia “LL, LP”, clasificación de suelos y humedad natural. Además se complementó la información de laboratorio con pruebas de penetración manual.

4.7 CONDICIONES DE LOS SUELOS

El perfil de suelos encontrado puede resumirse así:

Capa Vegetal. Arcilla arenosa con presencia de materia orgánica. 0.2 a 0.3 m.

Arcilla ligera arenosa. Color marrón oscuro. Algo de humedad, consistencia media, baja plasticidad. Espesor de 1.5 a 2 metros. Lectura del Penetrómetro: 1 a 2.0 kg/cm2. Humedad baja.

Los ensayos de laboratorio y la observación del perfil de suelos encontrado permiten establecer las siguientes características geotécnicas:

4.8 CARACTERISTICAS FISICAS DEL SUELO

El contenido de humedad natural a lo largo del perfil explorado, es moderado, sin llegar a sobrepasar los valores del índice plástico.

Las capas predominantes de los perfiles son de tipo netamente ARCILLOSOS LIGERAMENTE CON ARENA, muestran un contenido de arena del 28 % y de finos del 72 % con baja plasticidad.

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Según la composición granulométrica y los límites de Atterberg, las capas de los perfiles superficiales investigados en este proyecto se clasifican de acuerdo a la U.S.C. como arcilla ligera con arena de los tipos CL y A-6 por AASHTO. (Limite liquido LL: 24.20 a 31.00 %; Limite plástico: LP: 14.19 a 14.87%; Índice de plasticidad IP: 10.01 a 16.13%). El contenido de arenas es de 26.93 a 27.75%, el contenido de finos es de 72.25 a 73.07%.

El grado de permeabilidad puede estimarse en general como bajo a muy bajo, (K»1.0X10-5 - 10-7 cm/seg).

El tipo y condiciones de suelos encontrados y la naturaleza del proyecto permiten despreciar la existencia de fenómenos de licuación, colapso, suelos totalmente expansivos, suelos erosionables y efectos asociados con la vegetación

El grado de plasticidad, tiende a valores medios a altos para todas las capas encontradas, según la Carta de Plasticidad de Casagrande para clasificación de suelos.

Gráfica 1. Carta de plasticidad

La resistencia al corte no drenada medida con el penetrómetro manual, registra valores entre los 1.0 y 2.0 Kg/cm2, correspondiendo a una consistencia media. Esta descripción se confirma con los resultados de compresión simple, obtenidos de muestras inalteradas recuperadas con tubos “Shelby”. Resistencia al corte de suelos cohesivos, según Teng.

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Cuadro 3. Consistencia de los suelos cohesivos

De los Límites de Atterberg se puede inferir que la expansibilidad de las capas arcillosas del perfil superficial, es media a bajo. Mediante los valores de LL (limite liquido) e I.P (índice de Plasticidad) se puede considerar que el grado de expansión de estas arcillas es no critico equivalente a un potencial volumétrico de cambio (PVC) de 1.0 a 2.0.

4.9 NIVEL DE AGUAS

No se encontró presencia de aguas freáticas en las exploraciones realizadas. Según las relaciones gravimétricas y volumétricas, el Grado de saturación es medio a bajo. La profundidad del nivel freático estará alejada del nivel superficial, estimándose que supera los 10 metros.

4.10 CARACTERISTICAS MECANICAS DEL SUELO

4.10.1 Parámetros de resistencia al corte. Arcilla ligera arenosa:

Arcilla ligera arenosa. Color marrón oscuro. Algo de humedad, consistencia media, baja plasticidad. Espesor de 1.5 a 2 metros. Lectura del Penetrómetro H: 1 a 2.0 kg/cm2. Humedad baja. Teniendo en cuenta estas mediciones, los parámetros de resistencia al corte recomendados son:

Cohesión: C = 0.5 Kg/cm2

Ángulo de fricción = 0°

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Resaltado

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4.10.2 Parámetros de de formabilidad (asentamientos). Por presentar el suelo características arcillosas y sin presencia de nivel freático se tendrá un comportamiento de los asentamientos predominantemente de tipo elástico (no presentándose asentamientos por consolidación), los cuales ocurrirán de forma inmediata después de la construcción. Para el cálculo de asentamientos se tienen para este tipo de suelo, los siguientes parámetros:

Módulo de Elasticidad E = 500 ton/m2.

Relación de poisson µ = 0.35.

4.10.3 Parámetros sísmicos. Propiedades dinámicas:

Con el fin de considerar los efectos sísmicos locales debido al tipo de suelo, se deberán hacer las siguientes consideraciones de acuerdo a la Reglamento Sismo Resistente NSR-10. Definido los criterios técnicos que se estipulan en la NSR-10 se determina el tipo perfil según las características geotécnicas del perfil y sus propiedades físico-mecánicas (Velocidad de onda cortante).

Velocidad de onda sísmico: El módulo cortante obtenido (G) a partir del módulo de elasticidad (E) y la relación de Poisson (P) será:

Como parámetros y propiedades dinámicas teóricas, podrán considerarse las siguientes: (Capa arcillosas de alta plasticidad)

Peso Unitario: γ = 1.6 Ton/m3.

Módulo elástico: E = 500 Ton/m2.

Relación de Poisson: µ = 0.35.

Módulo Cortante del suelo: G = E/ 2(1+µ) =185 Ton/m2.

Velocidad de Onda sísmica......Vs = = 34 m/s

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Tipo de suelo: perfil tipo E. Perfil que cumpla el criterio de velocidad de onda cortante, o 180 m/s >Vs.

4.11 PERFIL DEL SUELO DISEÑO SISMO-RESISTENTE

Considerando la el Reglamento de Construcciones Sismo Resistentes de Colombia del año 2010 (NSR-2010), el perfil de suelo corresponde al Tipo E, los resultados de la exploración en campo y la investigación de laboratorio, permiten establecer los parámetros sísmicos para efectos del análisis y diseño estructural:

Grupo III: Edificaciones de atención a la comunidad.

Coeficiente de Importancia, (I): 1.25.

Aa= coeficiente aceleración horizontal pico efectiva: 0.35.

Av= coeficiente de la velocidad horizontal pico efectiva: 0.3.

Zona periodos cortos del espectro Fa: 1.05.

Zona periodos intermedios del espectro Fv: 2.8.

Capacidad de disipación de energía: Especial.

Zona de Amenaza Sísmica: ALTA.

4.12 CONDICIONES DE LA CIMENTACION

4.12.1 Tipo de cimentación. Bloque para salón comunal (1 piso):

Según las condiciones geotécnicas encontradas y características del proyecto se recomienda sistemas de cimentación tipos:

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Cimientos aislados. Consiste de zapatas aisladas, unidas mediante vigas de amarre en las dos direcciones. La sección y refuerzo serán indicadas por el Ingeniero encargado del Diseño Estructural.

Figura 4. Detalle de cimentación. Cimientos aislados

• Cimiento aislado: Diseño para trabajar con una presión admisible de 10 Ton/m2.

• Solado: e = 10 cm.

• Viga de rigidez: En dos direcciones de sección y refuerzo según Diseño Estructural.

• Capa de sub-suelo: Suelo del sitio estabilizado. Numeral 12.1.

• Placa de piso: Placa de piso en concreto reforzado con malla-electro soldada.

• Columna: Sección y refuerzo según diseño estructural.

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4.12.2 Nivel y suelo de cimentación. Bloque para salón comunal (1 piso):

Cimientos aislados. El nivel de desplante de esta fundación será a una profundidad de 1.50 m con relación al nivel del terreno del lote. El suelo de cimentación será la capa arcilla ligera arenosa, Color marrón oscuro. Algo de humedad, consistencia media, baja plasticidad

4.13 ANÁLISIS INGENIERÍA

El cálculo de capacidad de soporte del suelo para el tipo de cimiento superficial recomendado, se presenta en el anexo de este informe. Los valores de la capacidad admisible (Qa) en ton/m2, se encuentran tabulados en dicho anexo para diferentes dimensiones de la cimentación asumidas.

4.14 CAPACIDAD ADMISIBLE

Bloque para salón comunal (1 piso):

La capacidad de soporte por carga del suelo para este tipo de cimiento superficial fue calculada utilizando la ecuación de capacidad última (Hanzen y Terzaghi). Para el nivel de cargas que se presentan en el proyecto, se recomienda utilizar los siguientes valores de presión admisible los cuales no exceden los límites de asentamientos de 2.5 cms.

Cimientos aislados. Zapatas: Las zapatas del proyecto (nivel de desplante 1.50 m). Para el nivel de cargas que se presentan en el proyecto, se recomienda utilizar para el diseño estructural una presión admisible de 10 ton/m2. Los asentamientos calculados son menores de 2.5 cms, aceptables para este tipo de estructura, dado su carácter de inmediatos.

Estimativos de carga. La estructura a construir es de un (1) nivel por lo cual las cargas puntual máxima transmitidas al suelo son del orden de 6 Toneladas, de acuerdo a la información asumida por el concepto estructural. Esta carga se utilizó con el fin de evaluar la capacidad portante admisible y los asentamientos esperados de la estructura a construir.

Asentamientos esperados cimentación superficial. El análisis de asentamientos inmediatos tipo elástico para estos cimientos superficiales se

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efectuó utilizando el Método de Bowles descrito en los anexos. Los asentamientos elásticos o inmediatos se presentarán durante la construcción y serán del orden de 0.2 a 2.5 cms.

4.15 RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS

4.15.1 Excavaciones y rellenos. Las características de consistencia de las capas de los perfiles permiten adelantar excavaciones con cortes verticales, hasta de una profundidad de cimentación.

La construcción de la cimentación del proyecto, se iniciará con el replanteo de los ejes y la posterior excavación con equipo manual, de la caja correspondiente a cada uno de estos cimientos, manteniendo las dimensiones indicadas por el diseño estructural.

Se deberá hacer la excavación y retiro del material vegetal existente, y dada la naturaleza medianamente expansiva se deberán estabilizar al menos 0.10 m de espesor del suelo. Como medida de estabilización se recomienda utilizar una mezcla del suelo del sitio y cal en porcentajes de 5 a 10 % en peso según el diseño que se realice de la mezcla estabilizada.

Las excavaciones del proyecto correspondientes a las necesarias para la ejecución de los cimientos serán de carácter temporal, y dado el tipo de suelos superficial y su consistencia podrán proyectarse con cortes verticales. Una vez alcanzado el nivel de profundidad establecido en el numeral 10.2, se colocará un solado en concreto de 5 cms. de espesor, sobre el cual se construirá la cimentación, distribuyendo el refuerzo según el diseño estructural y procediéndose a fundir el concreto con resistencia mínima basada en la especificación del calculo estructural.

Posteriormente se construirán las columnas y vigas de amarre necesarias, previas al relleno de las excavaciones. El material proveniente de la excavaciones puede ser utilizado para este relleno recomendándose hacerlo en capas de no más de 20 cms. de espesor, compactadas con pisón manual.

La ejecución de la etapa de cimentación deberá ser lo más rápido posible, con el fin de evitar alteraciones apreciables del suelo de cimentación, en especial ante lluvias que puedan presentarse.

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Para la conformación de rellenos artificiales para contra piso, andenes laterales, plazoletas o nivelaciones arquitectónicas se empleará material granular seleccionado, tipo recebo, según las especificaciones Invías 300, 320; (densidad mínima del 90% de la máxima del ensayo proctor modificado) o en su defecto material producto de excavación mezclado con cemento en un 3% en peso como mínimo.

4.15.2 Recomendaciones sobre el drenaje. Tomando en cuenta la naturaleza arcillosa del suelo de cimentación y la susceptibilidad de este tipo de materiales a perder resistencia y aumentar la deformabilidad ante la presencia de aguas, se hace necesario controlar la infiltración de estas, que podrían desestabilizar el suelo, cambiando sus características. Por lo tanto se recomienda establecer un adecuado sistema de drenaje y evacuación de aguas lluvias, el cual aleje rápidamente la escorrentía superficial y las aguas infiltradas de los alrededores de la edificación. En el proyecto se utilizarán tuberías flexibles tipo PVC, que son capaces de absorber pequeños movimientos del terreno.

En las áreas duras, se recomienda andenes con ancho mínimo de 1,5 metros, adyacentes a la construcción, así como se recomienda dejar los patios como zonas duras (pisos en concreto reforzados con malla electro soldada).

4.16 LOCALIZACION DE APIQUES

Figura 5. Localización de apiques

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4.17 PERFILES ESTRATIGRÁFICOS

Figura 6. Perfiles estratigráficos

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4.18 MEMORIA DE CÁLCULOS CAPACIDAD ADMISIBLE Capacidad de soporte del suelo:

• Obra: salón comunal. • Fecha: abril 2013. • Cimentación: cimiento aislado. Cuadro 4. Capacidad de soporte del suelo

ESTRATO No.

ESPESOR (m)

PESO UNITARIO (ton/m3)

1 0.5 1.6 2 >1.5 1.8

4.19 PROPIEDADES DEL SUELO DE CIMENTACION

Descripción: Arcilla con arena, color marrón oscuro. Consistencia media. • Cohesion: 5 Ton/m2 (0.5 kg/cm2). • Modulo elasticidad: 500 ton/m2. • Ang. de fricción interna: 0.0°. • Relación de poisson: 0.35. • Profundidad de cimentación: 1.5 m. (Cimiento Asilado).

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• Posición del nivel freatico: No presente. Cimentación. Dimensiones: • Ancho: 1.00 – 3.00 m. • Largo: 1.00 – 3.00 m. Factores de capacidad de carga: Nc: 5.1 - Nq: 1.0 - Ng: 10.9.

Tabla 1. Valores de capacidad admisible Qa (ton/m2)

Tabla 2. Asentamientos máximos (cm)

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Valor de capacidad admisible recomendada:

Cimiento aislado: Qa: 10.0 ton/m2. Asentamientos menores a 2.5 cms.

Asentamientos máximos (cm): Espesor finito. Método Bowles Para B= 1.5 m. q= Carga/Área = 28 Ton / (1.5x1.5) = 12.5 Ton/m2 (presión de contacto). El asentamiento se calcula empleando las expresiones:

se CE

BqS )1( 2µ−′=

fSS IIC =

( )( )

( )

12

1

11ln

11

11ln1

1

21I

222

22

22

22

222

1

21

radianesenarctagNMN

MarctagNI

NMM

NMM

NMM

NMMMI

II S

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

++=

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

+++

++++

+++

+++=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−

+=

π

π

µµ

Dónde: BHN

BLM

′=

′′

=

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En este caso H=5.00 m. (Profundidad asumida donde se encontrara un estrato a semejable a roca). Se analiza el asentamiento en el centro, para esto se divide el cimiento en cuatro partes iguales de dimensiones B´=B/2 y L´=L/2. B´= 1.5 /2 = 0.75 m L´= 1.5 /2 = 0.75 m M =L´/B´ = 0.75 / 0.75 = 1.0 N = H/B´ = 5.0 / 0.75 =6.67 Reemplazando los valores de M=2.0 y N=1.33en las ecuaciones se obtiene: I1= 0.467 I2= 0.023 Reemplazando los valores de I1, I2 y µ=0.35 en la ecuación: Is=0.47 De la figura, se obtiene el mismo valor de If If=0.65, para la relación D/B = 1.50/1.50 =1.5, e interpolando para L/B = 1.0 y µ=0.3.

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Gráfica 2. Factor de profundidad

Fuente: BOWLES, Joseph. Foundation analysis and design. Mexico: Mc Graw Hill, 1996. El factor corregido de influencia para el cimiento, reemplazando en la ecuación Is e If es: Cs = 0.47* 0.74 = 0.35 El factor calculado, corresponde a la esquina del cimiento B´ x L´, el asentamiento total en el centro del cimiento B x L será cuatro veces el de la esquina del cimiento B´ x L´.

se CE

BqS )1( 2µ−′=

=4*12,5*0,75* (1 - 0.352) / (500) * 0.122 =0.023 m

Se = 2.3 cms.

Variando B (ancho mínimo del cimiento) y aplicando un F.S =3.0, las presiones admisibles arrojan valores inversamente proporcionales a las cargas aplicadas, oscilando los asentamientos inmediatos (elásticos) en un rango no mayor a 3.0, garantizando así la estabilidad de la estructura del proyecto.

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Asentamientos por consolidación. Dadas las características de los estratos subyacentes a la cimentación se descarta el fenómeno de consolidación bajo estas sobrecargas.

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5. CALCULOS TOPOGRAFICOS

20.1 LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO POR METODO DE RADIACION

Este tipo de levantamiento topográfico consiste en ubicar un punto estratégico (Estación) dentro o fuera del lote a medir, en donde se estaciona el teodolito, para luego medir el azimut y distancia horizontal hasta cada una de las esquinas o vértices del lote.

Condiciones de aplicación. Para la aplicación de este método de levantamiento se debe tener en cuenta lo siguiente:

• Todos los puntos que definen el lindero del lote, se deben observar desde el punto estratégico elegido.

• Los alineamientos entre la estación y los puntos que definen los linderos, deben estar libres de obstáculos con el objeto de poder medir las distancias entre estos.

• La distancia tomada entre la estación y los puntos radiados es la distancia horizontal, mientras no se diga lo contrario.

Procedimiento para la toma de datos de campo. Materializar los puntos de lindero (estacado).

Localizar y materializar el punto estratégico (estación) para la radiación, que cumpla con las condiciones ya mencionadas. Centrar y nivelar del teodolito en la estación, desde donde se va a radiar

Orientar el teodolito: Consiste en colocar en ceros el teodolito con un meridiano (generalmente es la Norte), ya sea magnético (brújula), real o arbitrario.

Visualiza el primer punto del lindero (empleando como ayuda jalón o plomada).Para facilitar los cálculos el primer punto es el más cercano al meridiano de referencia, en el sentido del movimiento de las manecillas del reloj. Los demás

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Resaltado

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puntos se ordenan de la misma forma, es decir, alejándose en ángulo del meridiano de referencia, como lo muestra la figura.

Tomar datos: ángulo (azimut) y distancia horizontal.

Repetir los pasos 5 y 6 para los puntos restantes que definen el lindero.

Verificar la precisión del levantamiento. Para esto se lee nuevamente el azimutal primer punto de lindero; si la diferencia con respecto al primer azimut tomado, por defecto o por excesot, es mayor que la aproximación del teodolito se toman nuevamente todos los azimut.

Cuadro 5. Cartera de campo

CARTERA DE CAMPO LEVANTAMIENTO POR RADIACION NOMBRE DEL PREDIO: Salón Comunal FECHA: viernes, 16 de noviembre de 2012

AZIMUT EST (∆) Pto. Obs. Distancia Hz (m) Gds Min Seg OBSERVACIONES

0 Norte -- 00° 00' 00'' Estación A 13,70 m 05° 30' 18'' B 14,56 m 51° 50' 48'' C 9,67 m 158° 03' 12'' D 18,53 m 180° 50' 24'' E 17,23 m 205° 48' 12'' F 21,45 m 243° 49' 30'' G 14,36 m 279° 31' 12'' H 19,59 m 337° 27' 54''

EST Estación Pto. Obs. Punto observado Gds Grados Min Minutos Seg Segundos Distancia Hz (m) Distancia horizontal OBS. Observaciones

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Resaltado

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Cuadro 6. Cartera de oficina

CALCULOS DE LA CARTERA TOPOGRAFICA DE UN LEVANTAMIENTO POR RADIACION NOMBRE DEL PREDIO: Salon Comunal

FECHA: viernes, 16 de noviembre de 2012 AZIMUT PROYECCIONES COORDENADAS EST Pto.

Obs. Gds Min SegDistancia Hz

(m) N - S E - W NORTE ESTE OBSERVACIONES

0 Norte 0° 00' 00'' -- 1000.00 1000.00 Est A 5° 30' 18'' 13.70 m 13.6368 1.3143 1013.64 1001.31 Punto lindero B 51° 50' 48'' 14.56 m 8.9947 11.4494 1008.99 1011.45 Punto lindero C 158° 03' 12'' 9.67 m -8.9692 3.6141 991.03 1003.61 Punto lindero D 180° 50' 24'' 18.53 m -18.5280 -0.2717 981.47 999.73 Punto lindero E 205° 48' 12'' 17.23 m -15.5121 -7.4999 984.49 992.50 Punto lindero F 243° 49' 30'' 21.45 m -9.4619 -19.2503 990.54 980.75 Punto lindero G 279° 31' 12'' 14.36 m 2.3750 -14.1622 1002.38 985.84 Punto lindero H 337° 27' 54'' 19.59 m 18.0942 -7.5078 1018.09 992.49 Punto lindero

EST Estacion Pto. Obs. Punto observado Gds Grados Min Minutos Seg Segundos Distancia Hz (m) Distancia horizontal OBS. Observaciones

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Cuadro 7. Cartera de campo nivelación directa simple

NOMBRE DEL PREDIO: Salón Comunal FECHA: viernes, 16 de noviembre de 2012

Pto. Obs. (+) Vista Atrás

(-) Vista Int.

Altura Aparato Cotas

BM 1,425 m 11,425 m 10,000 A+ 3,00 1,317 m 10,108 A+ 6,00 1,315 m 10,110 A+ 9,00 1,365 m 10,060 A+ 12,00 1,352 m 10,073 A+ 13,70 1,305 m 10,120 B+ 3,00 1,290 m 10,135 B+ 6,00 1,232 m 10,193 B+ 9,00 1,112 m 10,313 B+ 12,00 1,012 m 10,413 B+ 14,56 0,875 m 10,550 C+ 3,00 1,310 m 10,115 C+ 6,00 1,245 m 10,180 C+ 9,00 1,080 m 10,345 C+ 9,67 1,072 m 10,353 D+ 3,00 1,335 m 10,090 D+ 6,00 1,263 m 10,162 D+ 9,00 1,135 m 10,290 D+ 12,00 0,925 m 10,500 D+ 15,00 0,942 m 10,483 D+ 18,00 0,782 m 10,643 D+ 18,53 0,745 m 10,680 E+ 3,00 1,372 m 10,053 E+ 6,00 1,374 m 10,051 E+ 9,00 1,168 m 10,257 E+ 12,00 1,195 m 10,230 E+ 15,00 1,135 m 10,290 E+ 17,23 1,105 m 10,320 F+ 3,00 1,430 m 9,995 F+ 6,00 1,436 m 9,989 F+ 9,00 1,482 m 9,943 F+ 12,00 1,500 m 9,925 F+ 15,00 1,600 m 9,825 F+ 18,00 1,615 m 9,810 F+ 21,00 1,630 m 9,795 F+ 21,45 1,580 m 9,845 G+ 3,00 1,417 m 10,008 G+ 6,00 1,489 m 9,936 G+ 9,00 1,580 m 9,845 G+ 12,00 1,670 m 9,755 G+ 14,36 1,680 m 9,745 H+ 3,00 1,358 m 10,067

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Cuadro 7. (Continuación)

NOMBRE DEL PREDIO: Salón Comunal FECHA: viernes, 16 de noviembre de 2012

Pto. Obs. (+) Vista Atrás

(-) Vista Int.

Altura Aparato Cotas

H+ 6,00 1,418 m 10,007 H+ 9,00 1,480 m 9,945 H+ 12,00 1,525 m 9,900 H+ 15,00 1,562 m 9,863 H+ 18,00 1,670 m 9,755 H+ 19,59 1,675 m 9,750

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6. DISEÑOS ESTRUCTURALES

6.1 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO ESTRUCTURAL PARA EDIFICACIONES NUEVAS

Paso 1: Pre dimensionamiento y coordinación con los otros profesionales. Definición del sistema estructural, dimensiones tentativas para evaluar preliminarmente las diferentes solicitaciones tales como: la masa de la estructura, las cargas muertas, las cargas vivas, los efectos sísmicos y las fuerzas del viento. Estas dimensiones preliminares se coordinan con los otros profesionales que participan en el diseño.

Figura 7. Planta arquitectónica

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Resaltado

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Figura 8. Fachada principal y corte

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Cuadro 8. Cargas de servicio

DESCRIPCIÓN VALOR NSR -10 (Referencia) Altura Placa (H) 0,2 m C.9.5.2.1

Columnas 0.3x0.3=0.09m2 C.21.6.1.1

CARGA PERMANENTE (D) losa 1d DESCRIPCIÓN VALOR NSR-10 (Referencia) Concreto Panel 4.8 KN/m² 24 KN/m3x0.2m

Membrana Bituminosa Superficie Lisa 0,10 KN/m² Tabla B.3.4.1-4 Agua dulce 4.5m3 area =12.06 m2 3,66 KN/m² 9,81KN/m3Tabla B.3.2-

1 CARGA TOTAL (D) 8,56 KN/ m² ---------------

CARGA PERMANENTE (D) CUBIERTA

Elementos tipo correas 0.05kN/m2 --------------- Teja tipo termo acústica 0.05KN/m2 ---------------

Techo falso en fibra de vidrio 0.015kN/m2 --------------- Instalaciones eléctricas 0.05kN/m2 ---------------

Peso propio de los elementos 0.10 kN/m2 --------------- CARGA TOTAL (D) 0.265 N/m2 ---------------

CARGA VIVA CUBIERTA(L)

DESCRIPCIÓN VALOR NSR-10 (Referencia) Cubiertas inclinadas con pendiente mayor a 15° en estructura Metálica

0,35KN/m² B.4.2.1-2

CARGA VIVA (L)

DESCRIPCIÓN VALOR NSR-10 (Referencia) Comedor 5 KN/m² B.4.2.1-1

COMBINACION DE CARGA

DESCRIPCIÓN VALOR U = 1,2(D) + 1,6(L) 18,272 KN/m² B.2.4-2

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Paso 2: evaluación de las solicitaciones definitivas (tabla A.1.3 – 1). Con las dimensiones de los elementos de la estructura definidas como resultado del paso 1, se evalúan todas las solicitaciones que pueden afectar la edificación de acuerdo con los requisitos del Título B del Reglamento. Estas incluyen: el efecto gravitacional de la masa de los elementos estructurales, o peso propio, las cargas de acabados y elementos no estructurales, las cargas muertas, las fuerzas de viento, las deformaciones impuestas por efectos reo lógicos de los materiales estructurales y asentamientos del suelo que da apoyo a la fundación. Así mismo se debe determinar la masa de la edificación y su contenido cuando así lo exige el Reglamento, la cual será empleada en la determinación de los efectos sísmicos, de acuerdo con los pasos siguientes. Cuadro 9. Masas de los materiales

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Resaltado

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6.2 CALCULO DEL PESO DE LA ESTRUCTURA Cuadro 10. Peso de la estructura

Masa de la estructura materiales : �c = 24 kn/m3 f´c = 21000 kn/m2 fy= 420000 kn/m2 condiciones : D(losa 1 -D): 8.56 kn/m2 lado izquierdo

elementos: b(mts) h(mts) L(mts) # elementos sobrecarga área w(kn) wtotal vigas numerales 0.30 0.20 3.60 6.00 31.10 31.10vigas literales 0.30 0.20 19.55 2.00 56.30 56.30columnas 1 0.30 0.30 1.40 6.00 18.14 18.14columnas 2 0.30 0.30 2.70 6.00 34.99 34.99losa 1 (D) 8.560 12.06 116.98 116.98losa 2 (D) 8.560 12.06 116.98 116.98cubierta 0.300 191.33 57.3975 57.40muros h:0.5 0.50 19.55 2.900 28.35 28.35ventanas h:0.8 0.80 19.55 0.450 7.04 7.04 Σ Wladoizqui: 467.29

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Paso 3: obtención del nivel de amenaza sísmica y los valores de Aa y Av. Este paso consiste en localizar el lugar donde se construirá la edificación dentro de los mapas de zonificación sísmica dados en el Capítulo A.2 del Reglamento y en determinar el nivel de amenaza sísmica del lugar, de acuerdo con los valores de los parámetros Aa y Av obtenidos en los mapas de zonificación sísmica del Capítulo A.2. El nivel de amenaza sísmica se clasificará como alta, intermedia o baja. En el Apéndice A-4 se presenta una enumeración de los municipios colombianos, con su definición de la zona de amenaza sísmica, y los valores de los parámetros Aa y Av, entre otros.

A.2.2.1 — Los movimientos sísmicos de diseño se definen en función de la aceleración pico efectiva, representada por el parámetro Aa, y de la velocidad pico efectiva, representada por el parámetro Av, para una probabilidad del diez por ciento de ser excedidos en un lapso de cincuenta años. Los valores de estos coeficientes, para efectos de este Reglamento, deben determinarse de acuerdo con A.2.2.2 y A.2.2.3.

A.2.2.2 — Se determina el número de la región en donde está localizada la edificación usando para Aa el mapa de la figura A.2.3-2 y el número de la región donde está localizada la edificación para Av ,en el mapa de la figura A.2.3-3.

A.2.4 — efectos locales:

A.2.4.1 Se prescriben dos factores de amplificación del espectro por efectos de sitio, Fa y Fv los cuales afectan la zona del espectro de períodos cortos y períodos intermedios, respectivamente. Los efectos locales de la respuesta sísmica de la edificación deben evaluarse con base en los perfiles de suelo dados a continuación, independientemente del tipo de cimentación empleado.

A.2.4.4 — definición del tipo de perfil de suelo — El procedimiento que se emplea para definir el tipo de perfil de suelo se basa en los valores de los parámetros del suelo de los 30 metros superiores del perfil. (Tabla A.2.4-1).

Clasificación de los perfiles de suelo).

A.2.4.5.4 — Velocidad de la onda de cortante en roca — La roca competente del perfil tipo A, debe definirse por medio de mediciones de velocidad de la onda de cortante en el sitio, o en perfiles de la misma formación donde haya meteorización y fracturación similares. En aquellos casos en que sabe que las condiciones de la

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Resaltado

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Resaltado

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Resaltado

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roca son continuas hasta una profundidad de al menos 30 m, la velocidad de onda de cortante superficial puede emplearse para definir Vs.

Figura 9. Mapa de valores de Aa

Zonas de amenaza sísmica en función de Aa y Av

Fuente: ASOCIACION COLOMBIANA DE INGENIERIA SISMICA. Normas colombianas de diseño y construcción sismo resistente. NSR-10. Bogotá: ACIS, 1998.

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Resaltado

56

Figura 10. Mapa de valores de Av


57

Cuadro 11. Clasificación de los perfiles del suelo


Paso 4: movimientos sísmicos de diseño (Tabla A.1.3 -1). Deben definirse unos movimientos sísmicos de diseño en el lugar de la edificación, de acuerdo con los requisitos del Capítulo A.2 del Reglamento y, en el caso de Edificaciones cubiertas por A.1.2.3.3, con los requisitos del Capítulo A.12 del Reglamento, tomando en cuenta:

(a) La amenaza sísmica para el lugar determinada en el paso 3, expresada a través de los parámetros Aa y Av, o Ad , según sea el caso, los cuales representan la aceleración horizontal pico efectiva y la velocidad horizontal pico efectiva expresada en términos de aceleración del sismo de diseño.

(b) Las características de la estratificación del suelo subyacente en el lugar a través de unos coeficientes de sitio Fa y Fv

(c) La importancia de la edificación para la recuperación de la comunidad con posterioridad a la ocurrencia de un sismo a través de un coeficiente de importancia.

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Las características de los movimientos sísmicos de diseño se expresan por medio de un espectro elástico de diseño. El Reglamento contempla descripciones alternativas del sismo de diseño, ya sea a través de familias de acelerogramas, o bien por medio de expresiones derivadas de estudios de microzonificación sísmica, las cuales deben determinarse siguiendo los requisitos dados en el Capítulo A.2.

A.2.4.5.5 — En la tabla A.2.4-3 se dan los valores del coeficiente Fa que amplifica las ordenadas del espectro en roca para tener en cuenta los efectos de sitio en el rango de períodos cortos del orden de T0, como muestra la figura A.2.4-1. Para valores intermedios de Aa se permite interpolar linealmente entre valores del mismo tipo de perfil.

Cuadro 12. Coeficiente Fa


Interpolando obtuvimos un valor de Fa de 1.05.

59

Cuadro 13. Coeficiente Fv


Obtuvimos un valor de Fv de 2,8.

Gráfica 3. Coeficiente de ampliación Fa del suelo para la zona de periodos cortos del espectro


60

A.2.4.5.6 — En la tabla A.2.4-4 se dan los valores del coeficiente Fv que amplifica las ordenadas del espectro en roca para tener en cuenta los efectos de sitio en el rango de períodos intermedios del orden de 1s. Estos coeficientes se presentan también en la figura A.2.4-2. Para valores intermedios de Aa se permite interpolar linealmente entre valores del mismo tipo de perfil.

Gráfica 4. Coeficiente de ampliación Fv del suelo para la zona de periodos cortos del espectro


A.2.5.1 — grupos de uso — Todas las edificaciones deben clasificarse dentro de uno de los siguientes Grupos de Uso.

A.2.5.1.4 — Grupo I — Estructuras de ocupación normal — Todas la edificaciones cubiertas por el alcance de este Reglamento, pero que no se han incluido en los Grupos II, III y IV.

A.2.5.2 — coeficiente de importancia — El Coeficiente de Importancia, I, modifica el espectro, y con ello las fuerzas de diseño, de acuerdo con el grupo de uso a que esté asignada la edificación. Los valores de I se dan en la tabla A.2.5-1.

61

Cuadro 14. Valores del coeficiente de importancia I


A.2.6 — Espectro de diseño:

A.2.6.1 — Espectro de aceleraciones — La forma del espectro elástico de aceleraciones, Sa expresada como fracción de la gravedad, para un coeficiente de cinco por ciento (5%) del amortiguamiento crítico, que se debe utilizar en el diseño, se da en la figura A.2.6-1 y se define por medio de la ecuación A.2.6-1, con las limitaciones dadas en A.2.6.1.1 a A.2.6.1.3.

A.2.6.1.1 — Para períodos de vibración menores de TC, calculado de acuerdo con la ecuación A.2.6-2, el valor de Sa puede limitarse al obtenido de la ecuación A.2.6-3.

A.2.6.2.2 Para períodos de vibración mayores que TL, calculados de acuerdo con la ecuación A.2.6-4, el valor de Sv, en m/s, no puede ser menor que el dado por la ecuación A.2.6-10.

62

A.2.6.2.3 — Cuando se utilice el análisis dinámico, tal como se define en el Capítulo A.5, para períodos de vibración diferentes del fundamental, en la dirección en estudio, menores de T0 calculado de acuerdo con la ecuación A.2.6-6, el espectro de velocidades de diseño, en m/s, puede obtenerse de la ecuación A.2.6-11.

Gráfica 5. Espectro elástico


63

6.3 ESPECTRO DISEÑO

Cuadro 15. Espectro de diseño

A.2.2.3 MUNICIPIO Villa del Rosario Aa 0,35Av 0,3

A.2.3 AMENAZA SISMICA ALTAA.2.4.4 TIPO SUELO E

Fa 1,05Fv 2,8

A.2.5.1 GRUPOS DE USO II ESTRUCTURAS DE OCUPACION ESPECIALA.2.5.2 COEFICIENTE IMPORTANCIA (I) 1,1ALTURA EDIFICACION (h) 3,00 mts

SISTEMA DE RESISTENCIA SISMICA(T A.4.2-1) Pórticos resistentes a momentos de concreto reforzado que resisten la totalidad deValor de Ct 0,047Valor de α 0,9

A.4.2.2 periodo aproximado estructura 0,126

To ( EC. A.2.6-6) 0,229

Tc (EC. A.2.6-2) 1,097

TL (EC. A.2.6-4)6,720

SI T<To Sa(g) 1,011SI To<T<Tc Sa(g) 1,011SI Tc<T<TL Sa(g) 0,165Sa (g) ESTRUCTURA 1,011

ESPECTRO DISEÑO (N.SANTANDER) NSR-10

A.2.4.1 AMPLIFICASION POR EFECTOS SITIO ( A.2.4.5.5-TABLA(A.2.4-3 Y A.2.4-4)

A.4.2 PERIODO FUNDAMENTAL EDIFICACION

DATOS ACELERACIONES (FHE ) Sa(g)

Gráfica 6. Espectro de diseño

64

Paso 5: Características de la estructuración y del material estructural empleado. El sistema estructural de resistencia sísmica de la edificación debe clasificarse dentro de uno de los sistemas estructurales prescritos en el Capítulo A.3: sistema de muros de carga, sistema combinado, sistema de pórtico, o sistema dual. El Reglamento define limitaciones en el empleo de los sistemas estructurales de resistencia sísmica en función de la zona de amenaza sísmica donde se encuentre localizada la edificación, del tipo de material estructural empleado (concreto estructural, estructura metálica, mampostería estructural, o madera), de la forma misma como se disponga el material en los elementos estructurales según esté en posibilidad de responder adecuadamente ante movimientos sísmicos como los esperados por medio de su capacidad de disipación de energía, la cual puede ser especial (DES), moderada (DMO) o mínima (DMI); de la altura de la edificación, y de su grado de irregularidad.

6.4 SISTEMA ESTRUCTURAL

A.3.2.1 — tipos de sistemas estructurales:

A.3.2.1.3 — Sistema de pórtico Es un sistema estructural compuesto por un pórtico espacial, resistente a momentos, esencialmente completo, sin diagonales, que resiste todas las cargas verticales y fuerzas horizontales.

Cuadro 16. Sistema estructural de porticos


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Resaltado

65

Paso 6: Grado de irregularidad de la estructura y procedimiento de análisis. Definición del procedimiento de análisis sísmico de la estructura de acuerdo con la regularidad o irregularidad de la configuración de la edificación, tanto en planta como en alzado, su grado de redundancia o de ausencia de ella en el sistema estructural de resistencia sísmica, su altura, las características del suelo en el lugar, y el nivel de amenaza sísmica, siguiendo los preceptos dados en el Capítulo A.3.

6.5 MÉTODO DE ANÁLISIS A UTILIZAR

A.3.4.2.1 — Método de la fuerza horizontal equivalente — Puede utilizarse el método de la fuerza horizontal equivalente en las siguientes edificaciones:

(a) Todas las edificaciones, regulares e irregulares, en las zonas de amenaza sísmica baja,

(b) Todas las edificaciones, regulares e irregulares, pertenecientes al grupo de uso I, localizadas en zonas de amenaza sísmica intermedia,

(c) Edificaciones regulares, de 20 niveles o menos y 60 m de altura o menos medidos desde la base, en cualquier zona de amenaza sísmica, exceptuando edificaciones localizadas en lugares que tengan un perfil de suelo tipo D, E o F, con periodos de vibración mayores de 2TC,

(d) Edificaciones irregulares que no tengan más de 6 niveles ni más de 18 m de altura medidos a partir de la base,

A.3.3. configuración estructural de la edificación:

A.3.3.1 Para efectos de diseño sísmico la edificación debe clasificarse como regular o como irregular en planta y en altura o como redundante o con ausencia de redundancia de acuerdo con los requisitos de esta sección.

Paso 7: Determinación de las fuerzas sísmicas. Obtención de las fuerzas sísmicas, Fs, que deben aplicarse a la estructura para lo cual deben usarse los movimientos sísmicos de diseño definidos en el paso 4.

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Resaltado

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Resaltado

66

A.3.6.7.1 — Torsión accidental — Debe suponerse que la masa de todos los pisos está desplazada transversalmente, hacia cualquiera de los dos lados, del centro de masa calculado de cada piso, una distancia igual al 5 por ciento (0.05) de la dimensión de la edificación en ese piso, medida en la dirección perpendicular a la dirección en estudio.

6.6 PERÍODO FUNDAMENTAL DE LA EDIFICACIÓN

A.4.2.2 — Alternativamente el valor de T puede ser igual al período fundamental aproximado, Ta, que se obtenga por medio de la ecuación A.4.2-3.

Cuadro 17. Valores de los parámetros Ct yœ


Cuadro 18. Cortante basal

A.4.2.2 periodo aproximado estructura 0,126

To ( EC. A.2.6-6) 0,229

Tc (EC. A.2.6-2) 1,097

TL (EC. A.2.6-4) 6,720 Fuente: ASOCIACION COLOMBIANA DE INGENIERIA SISMICA. Normas colombianas de diseño y construcción sismo resistente. NSR-10. Bogotá: ACIS, 1998.

A.4.3 — fuerzas sísmicas horizontales equivalentes:

A.4.3.1 — El cortante sísmico en la base, Vs, equivalente a la totalidad de los efectos inerciales horizontales producidos por los movimientos sísmicos de diseño, en la dirección en estudio, se obtiene por medio de la siguiente ecuación:

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Resaltado

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Resaltado

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Resaltado

67

Cuadro 19. Cortante símico en la base

A.4.3.1 CORTANTE SÍMICO EN LA BASE

Vs= SagM= 705.29 KN = 70.53 ton Sa= Máxima aceleración horizontal de diseño= 0.739

g= Aceleración de la gravedad m/sg2= 9.8 M= Masa total de la edificación (kg)= 97386.02

Fuerza horizontal equivalente a la altura 3 m. A.4.3.2 — La fuerza sísmica horizontal, Fx, en cualquier nivel x, para la dirección en estudio, debe determinarse usando la siguiente ecuación:

6.7 COORDENADAS DEL CENTRO DE GRAVEDAD Cuadro 20. Centro de gravedad

base altura longitudviga A 0.300 0.200 19.550 28.152 0.150 9.775 4.223 275.186viga B 0.300 0.200 19.550 28.152 4.350 10.765 122.461 303.056viga 1 0.300 0.200 3.600 5.184 2.100 21.200 10.886 109.901viga 2 0.300 0.200 3.600 5.184 2.100 16.350 10.886 84.758viga 3 0.300 0.200 3.600 5.184 2.100 12.000 10.886 62.208viga 4 0.300 0.200 3.600 5.184 2.100 8.350 10.886 43.286viga 5 0.300 0.200 3.600 5.184 2.100 4.700 10.886 24.365viga 6 0.300 0.200 3.600 5.184 2.100 0.150 10.886 0.778

87.408 192.002 903.538

SECCIONES AREA(m2) w X Y W.x W.yPANEL1 12.060 103.234 2.100 10.175 216.791 1050.402PANEL2 12.060 103.234 2.100 6.525 216.791 673.599 Xcg 2.1

24.120 206.467 433.581 1724.001 Ycg 8.9

PESO ESPECIFICO DEL CONCRETO (KN/m3)

24.000

lado izquierdo

elementoDimensiones

peso W (KN) x y W.x W.y

CARGA PERMANENTE

(KN/m2)-1d8.560

68

Cuadro 21. Coordenadas del centro de rigidez

lado izquierdo

PRIMER PISO : coordenada en Y

EJES Rx Y Rx*Y1 8313.93 21.2 176255.40412 8313.93 16.35 135932.82343 8313.93 12 99767.209844 8313.93 8.35 69421.350185 8313.93 4.7 39075.490526 8313.93 0 0� 49883.60 520452.278

CENTRO DE RIGIDEZ :

1Ycr=0.43

coordenada en X

EJES Ry X Ry*XA 25425.88 0 0B 25425.88 4.05 102974.8284

� 50851.77 102974.8284

Xcr=2.03

69

Excentricidades: eX = XCG – XCR = 2.129 m – 2.025 m = 0,104 m eY = YCG – YCR = 8.941 m – 10.433 m = 1.492 m Cuadro 22. Excentricidades

Xcr 2,025Ycr 10,433Xc 2,129Yc 8,941V 345,328

ex 0,104

ey 1,492

Momento Torsor directo: MTX = VX*eY =345.328 KN*1.492 m = 515.3433401 KN*m MTY = VY*eX =345.328 KN*0.104 m = 35.82389321 KN*m Cuadro 23. Momento torsor directo

MTx 515,3433401MTy 35,82389321

Torsión accidental (A.3.6.7.1): eX = 0.05*(Longitud X) = 0.05*4.2m =0.210 m

70

eY = 0.05*(Longitud Y) = 0.05*21.35m = 1,068 m Cuadro 24. Torsión accidental (A.3.6.7.1)

ex 0,210

ey 1,068 MTX = FX*eY* =345.328 KN*1,068 m = 368.638 KN*m MTY = FY*eX =345.328KN*0.210m = 72.519 KN*m Cuadro 25. Torsión accidental

MTx 368,638 MTy 72,519

Momentos Torsores de diseño: Torsión de Diseño = Torsión Directa + Torsión Accidental (A.3.6.7.3) MTX=MTXD + MTXA = (515.3433401+ 368.638)KN*m = 883.981 KN*m MTY=MTYD + MTYA = (35.82389321 + 72.519)KN*m = 108.343 KN*m Cuadro 26. Momentos torsores de diseño

T DISEÑO x 883,981 T DISEÑO y 108,343

71

Cortante directo y por torsión: Cortante Directo sentido Y:

Cortante Directo sentido X:

Cortante por Torsión Sentido Y:

Cortante por Torsión Sentido X:

MTX = Momento torsor producido por le cortante del piso actuando en el sentido paralelo al eje X.

MTY = Momento torsor producido por le cortante del piso actuando en el sentido paralelo al eje Y.

YT= Distancia Paralela al eje Y entre en centro de rigidez del elemento resistente y el centro de rigidez del piso.

XT= Distancia Paralela al eje X entre en centro de rigidez del elemento resistente y el centro de rigidez del piso.

72

RX=Rigidez del elemento considerado en el sentido X.

RY=Rigidez del elemento considerado en el sentido Y.

Cuadro 27. Momentos torsores

CUBIERTAV 345,328

MTx 883,981MTy 108,343

Vx

EJE Ry Xt Ry*Xt Ry*Xt2 DIRECTO TORSIONAL TOTALA 25425,88 -1,95 -49580,47 96681,92 172,66 -2,02 170,65 16,45B 25425,88 2,02 51360,28 103747,78 172,66 2,09 174,75 -17,04

∑ 50851,8 200429,7 345,328 0,1 345,4 -0,6

Vy

EJE Rx Yt Rx*Yt Rx*Yt2 DIRECTO TORSIONAL TOTAL1 8313,93 10,77 89541,07 964357,33 57,55 29,71 87,26 -3,642 8313,93 5,92 49218,49 291373,46 57,55 16,33 73,89 -2,003 8313,93 1,57 13052,88 20493,02 57,55 4,33 61,89 -0,534 8313,93 -2,08 -17292,98 35969,40 57,55 -5,74 51,82 0,705 8313,93 -5,73 -47638,84 272970,57 57,55 -15,81 41,75 1,946 8313,93 -10,28 -85467,24 878603,26 57,55 -28,36 29,20 3,48∑ 49883,6 2463767,0 345,328 0,5 345,8 -0,1

DIRECCION X1

Vy

Vx

DIRECCION Y1

Paso 8: análisis sísmico de la estructura. El análisis sísmico de la estructura se lleva a cabo aplicando los movimientos sísmicos de diseño prescritos, a un modelo matemático apropiado de la estructura, tal como se define en el Capítulo A.3. Este análisis se realiza para los movimientos sísmicos de diseño sin ser divididos por el coeficiente de capacidad de disipación de energía, R, y debe hacerse por el método que se haya definido en el paso 6. Deben determinarse los desplazamientos máximos que imponen los movimientos sísmicos de diseño a la estructura y las fuerzas internas que se derivan de ellos.

Montaje de modelos en SAP. Tipo pórtico:

• Creación de la Grilla de Trabajo.

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• Definición de Material

• Propiedades de Sección

• Dibujo de Elementos Estructurales.

• División de Elementos.

• Definición de cargas patrones. (Load Patterns)

• Asignación de Restricción de Diafragma.

• Asignación de Cargas.

• definición de combinaciones de carga. (32combinaciones)

• Corrida del Modelo y Resultados.

Paso 9: Desplazamientos horizontales. Evaluación de los desplazamientos horizontales, incluyendo los efectos torsionales de toda la estructura, y las derivas (desplazamiento relativo entre niveles contiguos), utilizando los procedimientos dados en el Capítulo A.6 y con base en los desplazamientos obtenidos en el paso 8.

Evaluación de las derivas. La deriva máxima (A.6.3.1.2) para cualquier nudo viene dada, con la siguiente ecuación (A.6.3-1):

74

Límite de Desplazamiento.

Para estructuras de concreto reforzado:

Los pórticos se cargaron con todas la combinaciones donde se generó la envolvente, con la cual se cargaron los pórticos de donde se generaron los desplazamientos que se muestran en las siguientes.

Cuadro 28. Derivas

Pórtico 1 O.K CUMPLE Table: JointDisplacements

Joint OutputCase

CaseType

U1 U2 U3 R1 R2 R3

m m m Radians Radians Radians 1 DEAD LinStatic 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 2 DEAD LinStatic 0.012028 0.000000 0.000037 0.000000 0.003932 0.000000 3 DEAD LinStatic 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 4 DEAD LinStatic 0.011907 0.000000 -0.000037 0.000000 0.003879 0.000000

14 DEAD LinStatic 0.016950 0.000000 -0.000037 0.000000 0.003879 0.000000 Pórtico A O.K CUMPLE

Table: JointDisplacements Joint OutputCa

se CaseTyp

e U1 U2 U3 R1 R2 R3

m m m Radians Radians Radians 1 DEAD LinStatic 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 2 DEAD LinStatic 0.003933 0.000000 7.903E-06 0.000000 0.001423 0.000000 3 DEAD LinStatic 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 4 DEAD LinStatic 0.003693 0.000000 9.515E-07 0.000000 0.000844 0.000000 5 DEAD LinStatic 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 6 DEAD LinStatic 0.003544 0.000000 -1.513E-

07 0.000000 0.000797 0.000000

7 DEAD LinStatic 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 8 DEAD LinStatic 0.003438 0.000000 -2.416E-

06 0.000000 0.000816 0.000000


08 0.000000 0.000830 0.000000


06 0.000000 0.001212 0.000000

Pórtico B O.K CUMPLE

75

Cuadro 28. (Continuación)

Table: JointDisplacements Joint OutputCa

se CaseTyp

e U1 U2 U3 R1 R2 R3

m m m Radians Radians Radians 1 DEAD LinStatic 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 2 DEAD LinStatic 0.003933 0.000000 7.903E-06 0.000000 0.001423 0.000000 3 DEAD LinStatic 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 4 DEAD LinStatic 0.003693 0.000000 9.515E-07 0.000000 0.000844 0.000000 5 DEAD LinStatic 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 6 DEAD LinStatic 0.003544 0.000000 -1.513E-

07 0.000000 0.000797 0.000000


06 0.000000 0.000816 0.000000


08 0.000000 0.000830 0.000000


06 0.000000 0.001212 0.000000

13 DEAD LinStatic 0.005782 0.000000 7.903E-06 0.000000 0.001423 0.000000 14 DEAD LinStatic 0.004790 0.000000 9.515E-07 0.000000 0.000844 0.000000 15 DEAD LinStatic 0.004580 0.000000 -1.513E-

07 0.000000 0.000797 0.000000

16 DEAD LinStatic 0.004499 0.000000 -2.416E-06

0.000000 0.000816 0.000000

17 DEAD LinStatic 0.004437 0.000000 -1.297E-08

0.000000 0.000830 0.000000

18 DEAD LinStatic 0.004898 0.000000 -6.274E-06

0.000000 0.001212 0.000000

Paso 10: verificación de derivas. Comprobación de que las derivas de diseño obtenidas no excedan los límites dados en el Capítulo A.6. Si la estructura excede los límites de deriva, calculada incluyendo los efectos torsionales de toda la estructura, es obligatorio rigidizarla, llevando a cabo nuevamente los pasos 8, 9 y 10, hasta cuando cumpla la comprobación de derivas.

Casos de estudio. Análisis dinámico estructura tipo pórtico mediante fuerza horizontal equivalente.

Análisis dinámico estructura tipo pórtico mediante fuerza horizontal equivalente. Para el uso del método de la fuerza horizontal equivalente, partimos del cálculo de la masa de la estructura basados en un pre-dimensionamiento de vigas y columnas. Con este valor de masa determinamos las fuerzas equivalentes de entrepiso y las fuerzas de torsión accidental contempladas en la norma NSR-10.

76

Luego del planteamiento de los casos de carga de la estructura, combinación de las fuerzas equivalentes de sismo y de torsión accidental en cada una de las direcciones, nos enfocamos en el chequeo de las derivas de la estructura.

Las dimensiones propuestas para la estructura fueron 30 x 30 centímetros para columnas y 30 x 20 centímetros para vigas, medidas que satisficieron las condiciones de deriva máxima determinadas por la NSR-10 (0,01hp= 3cm).

Cuadro 29. Dimensiones de los elementos

Sección Columnas Sección Vigas b 0,30 [m] b 0,30 [m] h 0,30 [m] h 0,20 [m]

Paso 10: Combinación de las diferentes solicitaciones. Las diferentes solicitaciones que deben ser tenidas en cuenta, se combinan para obtener las fuerzas internas de diseño de la estructura, de acuerdo con los requisitos del Capitulo B.2 de Reglamento, por el método de diseño propio de cada material estructural. En cada una de las combinaciones de carga requeridas, las solicitaciones se multiplican por el coeficiente de carga prescrito para esa combinación en el Capítulo B.2 del reglamento. En los efectos causados por el sismo de diseño se tiene en cuenta la capacidad de disipación de energía del sistema estructural, la cual se logra empleando unos efectos sísmicos reducidos de diseño, E, obtenidos dividiendo las fuerzas sísmicas Fs, determinadas en el paso 7, por el coeficiente de capacidad de disipación de energía R( E=Fs/R). El coeficiente de capacidad de disipación de energía, R, es función de:

(a) El sistema de resistencia sísmica de acuerdo con la clasificación dada en el Capítulo A.3

(b) Del grado de irregularidad de la edificación

(c) Del grado de redundancia o ausencia de ella en el sistema estructural de resistencia sísmica y

(d) De los requisitos de diseño y detallado de cada material, para el grado de capacidad de disipación de energía correspondiente (DMI, DMO, DES), tal como se especifica en el Capítulo A.3

77

Fuerzas Sísmicas Reducidas – NSR10. Bases Generales De Diseño Sismo Resistente (e) (A.3.1): Se efectúa el diseño de los elementos y sus conexiones utilizando todas las solicitaciones requeridas por el Título B del Reglamento, debidamente combinadas según se exige allí. Las fuerzas sísmicas obtenidas del análisis Fs., se reducen, dividiéndolas por el coeficiente de capacidad de disipación de energía, R, correspondiente al sistema estructural de resistencia sísmica, para obtener las fuerzas sísmicas reducidas de diseño (E=Fs. /R) que se emplean en las combinaciones de carga prescritas en el Título B.

(f) El valor del coeficiente de capacidad de disipación de energía para ser empleado en el diseño, corresponde al coeficiente de disipación de energía básico, R0,multiplicado por los coeficientes de reducción de capacidad de disipación de energía por irregularidades en altura, en planta, y por ausencia de redundancia en el sistema estructural de resistencia sísmica R=ΦaΦpΦrR0

Sistema estructural de pórtico resistente a momentos (Nota 1) Pórticos resistentes a momentos con capacidad especial de disipación de energía (DES).

De concreto (DES) Valor R0= 7.0

A.3.3.8.2 En edificaciones con un sistema estructural con capacidad de disipación de energía moderada (DMO) y especial (DES) el valor del factor de reducción de resistencia por ausencia de redundancia en el sistema estructural de resistencia sísmica, Φr, se le puede asignar un valor de la unidad Φr =1.0.

Aunque no se cumplan las condiciones enunciadas en (a) a (d) el factor de reducción de resistencia por ausencia de redundancia en el sistema estructural de resistencia sísmica, Φr, se le debe asignar un valor igual a la unidad Φr = 1.0

Se permite que esta combinación de sistemas estructurales no se considere irregular Φp = Φa = 1.0, y el sistema puede diseñarse sísmicamente utilizando el método de la fuerza horizontal equivalente, tal como lo prescribe el Capítulo A.4.

78

Cuadro 30. Fuerzas sísmicas de diseño – sentido Y

Fuerzas Sísmicas - Fs (KN) Fuerzas Sísmicas Diseño E (KN) EJE Cortante VY Cortante VX R EY = VY/R EX = VX/R E

A 170.65 16.45 24.37 2.35 26.72 B 174.75 -17.04 24.96 -2.43 22.53

7

Cuadro 31. Fuerzas sísmicas de diseño – sentido X

Fuerzas Sísmicas - Fs (KN) Fuerzas Sísmicas Diseño E (KN) EJE Cortante VX Cortante VY R EX = VX/R EY = VY/R E

1 87.3 -3.6 12.5 -0.5 11.92 73.9 -2.0 10.6 -0.3 10.33 61.9 -0.5 8.8 -0.1 8.84 51.8 0.7 7.4 0.1 7.55 41.74809692 1.93729117

7

6.0 0.3 6.26 29.19662581 3.475628835

Paso 12: Diseño de los elementos estructurales. Se lleva a cabo de acuerdo a los requisitos propios del sistema de resistencia sísmica y del material estructural utilizado. Los elementos estructurales deben diseñarse y detallarse de acuerdo con los requisitos propios del grado de disipación de energía mínimo (DMI), moderado (DMO), o especial (DES), prescrito en el capítulo A.3, según les corresponda, lo cual permitirá a la estructura responder, ante la ocurrencia de un sismo, en el rango inelástico de respuestas y cumplir con los objetivos de la norma sismo resistentes. El diseño de los elementos estructurales debe realizarse para los valores desfavorables obtenidos de las combinaciones obtenidas en el paso 11, tal como prescribe en Titulo B de este Reglamento.

6.8 DISEÑO A FLEXIÓN VIGA B

f’c = 21 Mpa ,fy = 420 Mpa, b= 0.3 m, h = 0.20m, d = 0.15 m.

El área acero mínimo recomendado por NSR-10 dado por numeral C.10 - 3:

79

Pero no menor a:

Y no debe ser mayor a:

Momento = -10,92KN.m:

Suponiendo que se trata de una sección controlada por tracción (De acuerdo a C.10.3.4 de la NSR-10 son aquellas en que la deformación unitaria neta de tracción en el refuerzo de acero extremo en tracción, εt, es igual o mayor a 0,005),

80

De esta cuadrática se toma el menor valor ρ = 0,004521.

Área de acero:

As calculado es mayor que Amín y menor que Amáx OK.

Se verifico adicionalmente que la deformación del acero de las viguetas es mayor que la mínima permitida para flexión en vigas (C.10.3.5 “deformación unitaria de tracción en el acero extremo en tracción para el estado de resistencia nominal, no debe ser menor a 0.004”).

La sección está controlada por tracción,εt> 0,005, entonces φ = 0,9.

Momento = 6,32KN.m.

81

Asumiendo sección controlada por tracciónφ = 0,9.

ρ = 0.002554

Área de acero:

As calculado es menor a l Amín, entonces se asume As = 150 mm2.

Momento = -12,38KN.m.


82


Área de acero:




Momento = 4,41KN.m.


83

ρ = 0.001765

Área de acero:





84

Área de acero:




Momento = 14,98KN.m.


85

De esta cuadrática se toma el menor valor ρ = 0,006346

Área de acero:





86


De esta cuadrática se toma el menor valor ρ = 0,009676

Área de acero:



87





Área de acero:



88





Área de acero:

89




Momento = 5,51KN.m.


ρ = 0.002218

90

Área de acero:





Área de acero:



91


Diseño a flexión viga 4. f’c = 21 Mpa, fy = 420 Mpa, b= 0.3 m, h = 0.20m, d = 0.15 m

El área acero mínimo recomendado por NSR-10 dado por numeral C.10 - 3:

Pero no menor a:

Y no debe ser mayor a:

92



ρ = 0.020719

Área de acero:

As calculado es mayor que él Amáx., entonces se hace necesario reforzar esta sección con armadura a compresión, tomando como φ el valor correspondiente a una deformación de 0,004 (límite establecido en NSR-10 C.10.3.5).

93

Entonces:



ρ = 0.019329

94

Área de acero:


Entonces:

Momento = -39.88KN.m.

95


ρ = 0.020719

Área de acero:


96

Entonces:

6.9 DISEÑO A CORTANTE

VIGA 1 Tramo A –B.

Vu = 6.81 KN.

Primero se calcula el cortante a una distancia d (desde la cara del apoyo).

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Resaltado

97

Como la fuerza ΦVc es mayor que la fuerza Vu (d) el elemento no requiere estribos.

Para la colocación del acero (estribos) en el elemento estructural se debe tener en cuenta una serie de disposiciones estipulada por la NSR 10 (C.21.5), ya que la viga hace parte de un sistema estructural de resistencia sísmica, y pertenece a una edificación de zona de amenaza sísmica alta:

C.21.5.3.1- Deben disponerse estribos cerrados de confinamiento en las siguientes regiones de los elementos pertenecientes a pórticos:

(a) En una longitud igual a dos veces la altura del elemento, medida desde la cara del elemento de apoyo hacia el centro de la luz.

C.21.5.3.2 - El primer estribo cerrado de confinamiento debe estar situado a no más de 50 mm de la cara del elemento del apoyo. El espaciamiento de los estribos cerrados de confinamiento no debe exceder el menor de:

• d/4= 375mm. • Ocho veces el diámetro de las barras longitudinales más pequeñas= 127mm. • 24 veces el diámetro de la barra del estribo cerrado de

confinamiento=228.6mm. • 300 mm. C.21.5.3.4 - Cuando no se requieran estribos de confinamiento, deben colocarse estribos con ganchos sísmicos en ambos extremos, espaciados a no más de d/2 en toda la longitud del elemento.

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Resaltado

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Resaltado

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Resaltado

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Resaltado

98

Figura 11. Distribución de estribos tramo A, extremo izquierdo

Vu = 7.52 KN. Primero se calcula el cortante a una distancia d (desde la cara del apoyo).

99

Como la fuerza ΦVc es mayor que la fuerza Vu(d) el elemento no requiere estribos.

En consideración a los requisitos C.21.5 (Suponiendo que la viga forma del sistema estructural de resistencia sísmica, y pertenece a una edificación de una zona de amenaza sísmica alta): Figura 12. Distribución de estribos tramo A, extremo derecho

Figura 13. Despiece de estribos

100

Viga 4 tramo A-B Vu = 68,65 KN. Primero se calcula el cortante a una distancia d (desde la cara del apoyo).

Por relación de triángulos, se realiza el cálculo.

Como (Vu)d es mayor φVc determinamos cual es el esfuerzo suministrado por los estribos:

101

Se verifica que los esfuerzos suministrados por los estribos no sean mayores a los contemplados por el reglamento:

Se evalúa cual es la separación máxima permitida por el reglamento NSR -10 (C.11.4.5):

Por lo tanto la separación máxima permitida por la NSR-10 es 0,075 m (d/2), ya que ΦVs< Φ*0,33*(√f`c)*b*d.

La separación requerida: ecuación (C.11-15) de la NSR-10

Utilizando estribos rectangulares No 3 ó 3/8” (dos ramas verticales), que tienen un área equivalente (Av) al doble del área de la barra (No.3), es decir 2*71 mm2 = 142 mm2

Se podrá aplicar una separación constructiva de 50 mm, para la zona crítica.

Con el fin de optimizar el refuerzo, se reducirá hasta los puntos de d/2 y d/4 ubicados en el diagrama de cortante.

102

Cuando S = d/4 = 0,0375m, la fuerza cortante suministrada por el refuerzo (φVs) es equivalente a:

Y la fuerza cortante total es equivalente a lo que aporta el acero más lo que soporta el concreto:

Cuando S = d/2 = 0,075 m, la fuerza cortante suministrada por el refuerzo (φVs) es equivalente a:

Y la fuerza cortante total es equivalente a lo que aporta el acero más lo que soporta el concreto:

Vu = 32.62KN.

(Vu)d =29.9 KN.

φVc= 26.29 KN.

103

Figura 14. Distribución de estribos No. 3

Como (Vu)d es mayor φVc determinamos cual es el esfuerzo suministrado por los estribos:

Se verifica que los esfuerzos suministrados por los estribos no sean mayores a los contemplados por el reglamento:

Se evalúa cual es la separación máxima permitida por el reglamento NSR -10 (C.11.4.5):

104

Por lo tanto la separación máxima permitida por la NSR-10 es 0,175 m (d/2), ya que ΦVs< Φ*0,33*(√f`c)*b*d.

La separación requerida:

Con el fin de optimizar el refuerzo, se reducirá hasta el punto de d/2

Cuando S = d/2 = 0,075 m, la fuerza cortante suministrada por el refuerzo (φVs) es equivalente a:

En la primera zona se deben colocar estribos No 3 cada 0,0375 m a una distancia.

L = 0.3 m – 0,175 m - 0.05 m = 0,81 m.

Luz libre estribos No 3 cada 0,175 m.

Figura 15. Distribución estribos por zonas según cálculos tramo B-C, extremo derecho

105

Figura 16. Despiece definitivo

6.10 DISEÑO COLUMNA A-2 Figura 17. Esquema columna

Datos del elemento:

f’c = 21 Mpa, fy = 420 Mpa,

b= 0.3 m, h = 0.3m, d = 0.25 m, d`= 0,05 m

Carga Axial = P = 27.84 KN

Mx = 10.84KN.m

My = 13.48KN.m

106

Parámetros para el diseño de columnas del proyecto NSR-10:

Para (DES) C.21.6.1.Se basa en chequeo de las dimensiones mínimas.

Carga axial mayorada de compresión Pu> 0.10 f`c Ag. Para el caso se aplica esta condición y se siguen los parámetros de (C.21.6)

Se determina la máxima excentricidad

Escogiendo la mayor excentricidad tenemos:

Para ex mayor a b/2:

Donde

107

Remplazando,

Tomamos 900 mm2 por ser el área mínima de refuerzo longitudinal según la norma.

Cuadro 32. Parámetros para el diseño de columnas

DESCRIPCIÓN VALOR Referencia Refuerzo longitudinal 0,01Ag<As<0,04Ag NSR10 (C.21.6.3.1)

≥ 1,5 db ≥ 40 mm Separación libre entre barras

Longitudinales ≥1.33 tamañoagre. grueso Recubrimiento mínimo Recubrimiento ≥ 40mm

Estructuras de Concreto José Segura

Séptima Edición

S máx. = 150 mm ¼(Lado Corto) La separación estribos no debe

exceder la menor de 6(db menor)

NSR10 (C.21.6.4.3)

1/6*(Altura Libre)

Hc Longitud zona de

Confinamiento no debe ser menor que la mayor de: 450 mm

NSR10 (C.21.6.4.1)

Longitud de desarrollo del refuerzo de la columna

(Longitud anclaje zapata)

Estructuras de Concreto José Segura

Séptima Edición

108

Figura 18. Detalle columna

6.11 ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO Materiales: Concreto = 21 MPa Acero de refuerzo = 420 Mpa

109

Columnas de confinamiento. Dimensiones: Según el artículo E.4.3.3 de la NSR-10, la sección transversal de las columnas de confinamiento debe tener un área no inferior a 200cm2, con un espesor igual al del muro que lo confina. Ancho Columna = Ancho del muro = 15cm Largo Columna = = 13.33 cm

Para obtener un mejor comportamiento sísmico, se adoptan unas dimensiones de columna de: 15 cm x 25 cm Ubicación: Deben colocarse columnas de amarre en los extremos de los muros seleccionados, en las intersecciones con otros muros y en lugares intermedios a distancias no mayores de 35 veces el espesor efectivo del muro, 1.5 veces la distancia vertical entre elementos horizontales de confinamiento o 4m.

Longitud entre columnas ≤ 1.5* h (piso)

35* e muro

4.0 [Rige] Refuerzo Mínimo: Según el artículo E.4.3.4 de la NSR-10, el refuerzo mínimo para las columnas de confinamiento debe ser el siguiente: Refuerzo Longitudinal: No debe ser menor a 4 barras No. 3 (3/8 ") ó 3 barras 4 (1/2 "). Refuerzo Transversal: Debe utilizarse refuerzo transversal consistente en estribos cerrados mínimo de diámetro N°2 (1/4 "), espaciados a 20cm. Los primeros 6

110

estribos se deben espaciar a 10cm en las zonas adyacentes a los elementos horizontales de amarre. Para el proyecto, se suministrarán 4 barras N°4 como refuerzo longitudinal (suministrando muy cerca del refuerzo mínimo para elementos sometidos a compresión (As suministrado = 1.72%* Ag)) y estribos No. 3 espaciados a 20cm en el centro de la columneta, y a 10cm en los primeros 60cm a partir de cada extremo del elemento. Figura 19. Sección columna de confinamiento típica

. Vigas de confinamiento. Dimensiones: Según el artículo E.4.4.2 de la NSR-10, la sección transversal de las columnas de confinamiento debe tener un área no inferior a 200cm2, con un espesor igual al del muro que lo confina. Ancho de la viga = Ancho del muro = 15cm Altura de la viga = = 13.33 cm

111

Para obtener un mejor comportamiento sísmico, se adoptan unas dimensiones para las vigas de amarre de:

15 cm x 25 cm Ubicación: Deben disponerse vigas de amarre formando anillos cerrados en un plano horizontal, entrelazando los muros estructurales en las dos direcciones principales para conformar diafragmas con ayuda del entrepiso ó la cubierta. Para el proyecto, se suministrarán 4 barras No. 4 como refuerzo longitudinal y estribos No. 3 espaciados a 20cm en el centro de la luz, y a 10cm durante los primeros 50cm de cada extremo de la luz. Figura 20. Sección viga de amarre típica

112

7. CONCLUSIONES

La baja capacidad portante y la baja plasticidad del suelo, resultantes en el estudio preliminar de suelos, genera una gran expectativa de trabajo; la clasificación de suelos hace que debamos analizar cada aspecto con una mayor intensidad para no cometer errores.

Nuestros diseños deben cumplir con los requisitos mínimos establecidos por las NSR-10, gracias a la alta amenaza de actividad sísmica con la que cuenta nuestro departamento, anticipándonos a cualquier eventualidad de catástrofe natural.

Gracias a cada una de las herramientas de cálculo adquiridas durante el proceso académico, podemos presentar un elaborado estudio de diseño apoyados en los recursos ofimáticos que la tecnología nos ofrece.

El diseño arquitectónico, propuestas y espacios, esperamos se respete en su totalidad; de hacerse necesario un replanteo, recomendamos hacerlos SOLO para garantizar un óptimo comportamiento estructural.

Los suelos del municipio de Villa del Rosario presentan una baja capacidad portante y baja plasticidad.

Emplear el levantamiento por el método de la radiación topográfico asegura una reducción de errores, rapidez en el levantamiento y eficacia superior.

Para este tipo de construcciones podemos manejar un caudal hidro sanitario mínimo de 2 mca, que nos asegura una excelente distribución de la red y buenas presiones en los diferentes puntos de distribución.

Realizar un diseño presupuestal anticipado y honesto, con valores reales de mano de obra, materiales y diferentes procedimientos, nos garantiza una excelente administración y manejo de los recursos económicos.

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8. RECOMENDACIONES

Para garantizar una construcción idónea y segura es necesario seguir al máximo las especificaciones constructivas y los detalles descritos en los planos.

Cabe la posibilidad de realizar los diseños estructurales e hidráulicos por otros procedimientos matemáticos, para fortalecer a un más la validez de los diseños presentados en este proyecto.

Es necesaria la revisión de todos los diseños presentados en este proyecto, por parte de un ingeniero civil o arquitecto, antes de llevar a cabo su construcción y aprobación definitiva.

Además, para llevar a cabo la revisión se recomienda leer y verificar todas las normas utilizadas y tenidas en cuenta para la ejecución de este proyecto.

Debido a la naturaleza altamente expansiva del suelo se recomienda estabilizar mecánicamente el subsuelo debajo del cimiento con un material granular con una altura variable (dependiendo de las zonas más críticas del terreno), debidamente compactada.

Se recomienda seguir los diseños, ya que estos se rigen por las normas técnicas colombianas vigentes en cuanto a diseño sismo-resistente se trata, para así garantizar la vida útil y el buen funcionamiento de la construcción.

Se recomienda también usar los equipos y materiales propuestos en el diseño hidro-sanitario y descrito en el presupuesto ya que el cambio de alguno de estos llevaría al mal funcionamiento de los aparatos hidráulicos y/o sanitarios.

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BIBLIOGRAFÍA

ASOCIACION COLOMBIANA DE INGENIERIA SISMICA. Normas colombianas de diseño y construcción sismo resistente. NSR-10. Bogotá: ACIS, 1998. 365 p.

CENTRO NACIONAL DE LA CONSTRUCCION. Construcción de casas sismo resistentes de uno y dos pisos. Bogotá: SENA, 2003. 117 p.

COLOMBIA. MINISTERIO DE DESARROLLO ECONÓMICO. Reglamento técnico para el sector de agua potable y saneamiento básico. RAS 2000. Bogotá: El Ministerio, 2000. 379 p.

PEREZ CARMONA, Rafael. Instalaciones hidráulicas, sanitarias y de gas en edificaciones. 2 ed. Bogotá: ASOCOTPLO, 1997. 418 p.

SEGURA, Jorge. Estructuras de concreto 1. 4 ed. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia, 2000. 456 p.

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