CENTRO ADMINISTRATIVO MUNICIPAL

TARAZA-ANTIOQUIA, 14 DE JUNIO DE 2012

1. Proyecto

2. Normatividad del Sector

3. Localización de amenaza sísmica

4. Parámetros de Diseño

5. Especificaciones de los Materiales de Construcción

6. Evaluación de Cargas para Análisis Sísmico

7. Definición de la Estructura

8. Métodos de Análisis

8.1 Combinaciones de cargas utilizadas

8.2 Listado de procesamiento automático

8.3 Irregularidades

9. Modelado de la estructura total

10. Cálculo de la Cimentación

11. Diseño Placa de entrepiso (Opcional)

12. Diseño de viga de cimentación

12.1. Diseño de elementos no estructurales

1. PROYECTO

El Proyecto Estructural contempla la construcción de una edificación de tres pisos para el funcionamiento del Centro Administrativo Municipal de Taraza, localizada en el Municipio de Taraza; Antioquia. Toda la construcción constará de una placa de concreto aligerada que dará cierre al primer, y segundo piso. La construcción que se edificará será de uso en oficinas por piso, y constará de: La oficina de planeación, gobierno, tesorería, hacienda, umata, sistemas, predial, almacén, sisben, cocinas y baños de empleados. La ampliación constructiva está planteada en estructura conformada por pórticos en estructura en concreto reforzado, en los dos sentidos ortogonales, que se regirán desde el nivel del terreno, hasta completar la altura del tercer piso cerrando esta misma en cubierta de asbesto cemento. La cubierta tendrá la misma carga de un techo de 120 Kg/ m2 en concreto. La placa de entrepiso serán losas aligeradas 45 cm de espesor y en concreto de 3000 psi. La mampostería estará constituida por driwall y bloque hueco número cuatro (4) para muros divisorios. La cimentación será construida nueva en concreto reforzado, y constará de

zapatas corridas de 200cm x 50cm, construidas sobre un suelo de fundación a

1.2m del nivel del terreno, las cuales soportarán a las columnas de 40cm x 40cm

que se erigirán con el aporticamiento inicial con una altura de 4.5m y sus vigas de

interceptación de 30cm x 40 cm, y que continuarán hasta su cierre de la primera

planta a una altura de 3.0 metros máximo, sobre las cuales se instalará la placa

cubierta como se dijo anteriormente. Excepto la viga en dirección vertical 6x con

horizontal 9y cuyas dimensiones son de 30cm x 55cm

Se atendió la norma NSR-2010 sobre zonificación sísmica, diseño y construcción sismo resistente.

2. NORMATIVIDAD DEL SECTOR

La edificación se encuentra en el Parque Principal de la municipalidad de Taraza, donde se localiza el Proyecto de construcción del Centro Administrativo Municipal, es estrato tres (E- 3) de acuerdo con el plano de estratificación del Municipio de Taraza, este pertenece a Zona de Riesgo Intermedio.

3. LOCALIZACIÓN DE AMENAZA SÍSMICA ZONA de Riesgo Sísmico = Intermedio para el municipio de Taraza.

Aceleración máxima = Aa = 0.15 g y Av = 0.20 g según mapa de amenaza sísmica, Está conformada principalmente por depósitos de limos alta plasticidad con profundidades mayores de 10m. Pueden aparecer depósitos ocasionales de turbas y/o arenas de espesor intermedio a bajo. Presenta una capa superficial pre consolidada de espesor variable. Para la zona de riesgo sísmico dentro de la cual se encuentra localizada la estructura en evaluación, el suelo es de tipo C y el coeficiente del sitio es 1.0. Este es el tipo de suelo que podemos encontrar en zonas aledañas y en el municipio de Taraza y corresponde a la clasificación general que otorga el NSR-2010. Y no debe confundirse con el estudio de suelo puntual. Según el mapa de zonificación de la ciudad la cual indica una amenaza media de movimiento por sismo.

4. PARAMETROS DE DISEÑO SISMORESISTENTE

Los siguientes son los parámetros con los cuales definiremos los movimientos sísmicos, de acuerdo con la zonificación sísmica, perfil del suelo y grupo de uso, obtenidos de las recomendaciones y planteamientos del estudio de suelos: To = 0.50 Tc = 3.00 TL = 5.71 Am = 0.25 An = 0.30 Fa = 1.5 Fv = 3.35 α = 2.5 Aa = 0.10 T = 0.45 segundos R = 5.00 I (Grupo de Uso I ) = 1.00 S = 1.00 Sa = 0.5 Capacidad Disipación Energía = D M O Coeficiente de sitio C = 1.0 Ro (Coef. De disipación de energía)= 5.0 Pórticos resistentes a momentos con Capacidad moderada de Disipación de Energía

5. ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCIÓN

MATERIALES - ESPECIFICACIONES MÍNIMAS - Las siguientes son las

especificaciones mínimas establecidas para los materiales utilizables en la

construcción:

(a) Concreto - El concreto debe tener una resistencia a la compresión a los 28

días, f ´c igual o superior a 21 Mpa, el cual será utilizado en placas de contrapiso,

columnas, vigas y placas de entrepiso.

El Concreto para las vigas de cimentación será de tipo Tremie con la resistencia a

los 28 días será de 30 MPa

(b) Acero de refuerzo - El acero de refuerzo longitudinal puede ser liso o

corrugado. En ningún caso, el acero de refuerzo puede tener un límite de fluencia,

fy, inferior a 240 MPa. Se dispuso el uso de acero de 60.000 Psi o 420Mpa, de

denominación P D R – 60 para el acero de refuerzo en barras Nos. 4, 5, 6 7 y 8, y

P D R – 40 para las barras P D R No. 3. La placa de contrapiso llevará malla

electro soldada de 6.0 mm.

COLUMNAS DE CONFINAMIENTO -GENERAL- En general, las columnas de

confinamiento se construirán en concreto reforzado. Las columnas de

confinamiento deben anclarse a la cimentación, pudiendo utilizarse empalmes por

traslapo en la base de la columna, y deben rematarse anclando el refuerzo en la

viga de amarre superior. Cuando una columna tenga dos niveles, se puede

realizar un empalme por traslapo en cada nivel. Las columnas de confinamiento se

deben vaciar con posterioridad al alzado de los muros y directamente contra ellos.

Dimensiones - La sección transversal de las columnas debe tener un área no

inferior a 15 cm x 20 cm.

Refuerzo Mínimo - El refuerzo mínimo de la columna de confinamiento debe ser el

Siguiente:

(a) Refuerzo longitudinal - No debe ser menor de 4 barras N° 3 (3/8") ó 10M (10

mm) ó 3 barras N° 4 (1/2") ó 12M (12 mm).

(b) Refuerzo transversal- Debe utilizarse refuerzo transversal consistente en

estribos cerrados mínimo de diámetro N° 2 (1/4") ó 6M (6 mm), espaciados a 200

mm. Los primeros seis estribos se deben espaciar a 100 mm en las zonas

adyacentes a los elementos horizontales de amarre.

VIGAS DE CONFINAMIENTO - En general, las vigas de confinamiento se

construyen en concreto reforzado. El refuerzo de las vigas de confinamiento debe

anclarse en los extrem 90 . Las vigas de amarre se

vacían directamente sobre los muros estructurales que confinan.

Dimensiones - El ancho mínimo de las vigas de amarre debe ser igual al espesor

del muro. En vigas que requieran enchaparse, el ancho especificado puede

reducirse hasta en 75 mm, siempre y cuando se incremente su altura, de tal

manera que el área transversal no sea Inferior a 15000mm2 (150 cm2).

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.

Deben ubicarse amarres en los siguientes sitios:

(a) A nivel de cimentación - El sistema de cimentación constituye el primer nivel de

amarre horizontal.

(b) A nivel del sistema de entrepiso. Las vigas de amarre pueden ir embebidas en

la losa de entrepiso. En caso de utilizarse una losa maciza de espesor superior o

igual a 75 mm, se puede prescindir de las vigas de amarre en la zona ocupada por

este tipo de losa, colocando el refuerzo requerido para la viga dentro de la losa.

(c) A nivel del enrase de cubierta - Se presentan dos opciones para la ubicación

de las vigas de amarre y la configuración del diafragma.

• V z v á de amarre como remate de las

Culatas.

• V z u u b v

amarre Inclinadas, configurando los remates de las culatas. En este caso, se debe

verificar, de acuerdo con E.2.4.1, la necesidad o no de amarre a nivel de dinteles.

Refuerzo Mínimo - El refuerzo mínimo de las vigas de amarre debe ser el

siguiente: (a) Refuerzo longitudinal - El refuerzo longitudinal de las vigas de

amarre se debe disponer de manera simétrica respecto a los ejes de la sección,

mínimo en dos filas.

El refuerzo longitudinal no debe ser inferior a 4 barras N° 3 (3/8") ó 10M (10 mm},

dispuestos en rectángulo para anchos de viga superior o igual a 110 mm. Para

anchos inferiores a 110 mm, y en los casos en que el entrepiso sea una losa

maciza, el refuerzo mínimo debe ser dos barras N° 4 (1/2" ó 12M (12 mm} con

límite de fluencia, fy no inferior a 420 MPa. Para el caso se dispuso de 2-5 barras

N . 5 (5/8”) é , u .

(b) Refuerzo transversal - Considerando como luz el espacio comprendido entre

columnas de amarre ubicadas en el eje de la viga, o entre muros estructurales

transversales al eje de la viga, se deben utilizar estribos de barra N" 3 (3/8") ó 6M

(6 mm), espaciados a 100 mm en los primeros 1000 mm de cada extremo de la luz

y p 150 uz. S pu f j 3/8”,

espaciados 10 centímetros en el primer metro de la viga, vecindario a los bordes, y

el resto en flejes espaciados a 15 centímetros.

6. EVALUACION DE CARGAS PARA ANALISIS SÍSMICO

CARGAS DE ESTRUCTURA

Altura Placa entrepisos = 0,45 m

Viguetas: 0.14m x 0.38m @0.60m

Muros divisorios = 0,400 Kg/M2

Acabados = 0,150 Ton / M2

CARGA MUERTA = 0,400 Ton / M2 = 0,004 Ton / Cm

CARGA VIVA = 0,400 Ton / M2 = 0,004Ton / Cm

CARGA SISMICA = 0,100 Ton / M2 = 0,001 Ton / Cm

CARGA TOTAL = 0,800 Ton / M2 = 0,010 Ton / Cm

F. S. = 1,5 (promedio)

Wu = 1,2 Ton / M2 = 0,0085 Ton / Cm

7. DEFINICIÓN DE LA ESTRUCTURA

La estructura se define como de PÓRTICOS en concreto reforzado, armadas y

calculadas en dos direcciones, con diseño completamente integrado para acero y

concreto, obtenible de la misma interfase usada para crear y analizar el modelo.

La estructura se distribuye en columnas y vigas en concreto, organizadas en

secciones transversales rectangulares de 40 centímetros por 40 centímetros y 15

centímetros x 20 centímetros las de confinamiento. Las vigas principales de 30

centímetros por 35 centímetros, y las vigas de amarre de 30 centímetros por 30

centímetros, según el caso, en las dos direcciones ortogonales amarradas en uno

y otro sentido, en los ejes inicial y terminal.

Las placas de entrepiso se calculan aligeradas de espesor cuarenta y cinco.

Centímetros (45 cm) en dos direcciones.

Los muros divisorios, se plantean en bloque liviano No. 4 pañetado y pintado, los

enchapes en tableta alhaja o piedra alhaja, con baño enchapado.

La carpintería metálica corresponderá para la ventanearía en aluminio anodizado.

La carpintería de madera, para puertas y closets, en madera entablerada, y

madeflex para los closets.

La cimentación estará conformada de acuerdo con las recomendaciones del

estudio de suelos, Zapata combinada, las cuales estarán amarradas mediante

vigas de amarre.

De acuerdo con las características de estructura (PÓRTICO) y el tipo de material

(Concreto Reforzado) clasificamos el proyecto constructivo en cuanto a su

capacidad de Disipación como MODERADA (DMO ).

8. ANÁLISIS ESTRUCTURAL

La superestructura de ampliación constructiva se analizó utilizando el programa de

computador STAAD FOUR V13.1 Non Linear, que analiza las combinaciones de

carga: carga muerta, carga viva, sismo sentido 1, sismo sentido 2, y las cargas

vivas personifican una combinación de la carga, y los sismos representan sentidos

ortogonales de llegada, al cual se le suministrarán los siguientes datos

previamente determinados:

a) La geometría de la ampliación (Topología)

b) Las características y dimensiones de los elementos estructurales que hacen

parte del sistema sismo-resistente, a saber: vigas, columnas y muros

estructurales.

c) Las características de los materiales a usar en los diferentes elementos

estructurales.

d) Las cargas verticales que soportarán los diferentes elementos.

e) Las cargas horizontales (fuerzas sísmicas horizontales) de la edificación

obtenidas, para este caso específico, usando el método de la fuerza horizontal

equivalente

9. EVALUACION DE CARGAS PARA ANALISIS SÍSMICO

CARGAS DE ESTRUCTURA Altura Placa entrepisos = 0,45 metros Muros divisorios = 0,400 Kg/M2 Acabados = 0,150 Ton / M2 Viguetas = 0.14m x 0.45m @ 0.60m CARGA MUERTA = 0,400 Ton / M2 = 0,004 Ton / Cm CARGA VIVA = 0,200 Ton / M2 = 0,002Ton / Cm CARGA SISMICA = 0,100 Ton / M2 = 0,001 Ton / Cm

CARGA TOTAL = 0,800 Ton / M2 = 0,010 Ton / Cm F. S. = 1,5 (promedio) Wu = 1.2 Ton / M2 = 0,0085 Ton / Cm

9.1 COMBINACIONES DE CARGAS UTILIZADAS

Las estructuras de concreto, sus componentes y su cimentación deben diseñarse de tal manera que sus resistencias de diseño excedan los efectos de las cargas mayoradas de acuerdo con las siguientes combinaciones

9.2. CONDICIONES PARA EL USO DEL METODO DE LA FUERZA

HORIZONTAL EQUIVALENTE.

Este método es el contemplado en el capítulo A.4 de las Normas NSR-2010 y se Requiere para su empleo: a) Que la edificación sea regular o irregular y que esté en zona de amenaza Sísmica baja. b) Que la edificación, regular o irregular pertenezca al grupo de uso I y esté Localizada en zona de amenaza sísmica intermedia. c) Que la edificación sea regular de menos de 20 niveles o 60.00 m de altura medidos desde la base, lo menor, en cualquier zona de amenaza sísmica, exceptuando edificaciones localizadas en lugares de perfil de suelo D con períodos de vibración mayores de 0.7 s. d) Edificaciones irregulares que no tengan más de seis niveles o 18.00 m. Medidos a partir de la base, lo menor. e) Estructuras flexibles apoyadas sobre estructuras más rígidas que cumplan con la sección A.3.2.4.3 del NSR-2010

9.3. CALCULO DE LAS FUERZAS SISMICAS POR EL METODO DE

LA FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE.

Para obtener las fuerzas sísmicas horizontales equivalentes en cada nivel, es necesario evaluar para cada uno de ellos, la masa total que está colocada en dicho nivel y que es igual a la masa correspondiente de la estructura, más la masa de aquellos elementos tales como muros divisorios, particiones y acabados, en fin el conjunto que conforma la carga muerta; en bodegas y depósitos deberá incluirse además un 25% de la masa correspondiente a los elementos que componen la carga viva del piso.

Periodo Fundamental

(A-4-2) - (A-4-2.1) C t = 0.08 para pórticos de concreto reforzado y de acero con diagonales excéntricas. Ct = 0.09 para pórticos de acero estructural. Ct =0.05 para otros tipos de sistema de

resistencia sísmica

Donde Sa corresponde al valor de la aceleración como fracción de la gravedad leída en el espectro definido en A.2.6 para el período T de la edificación Fuerza sísmica horizontal.

Fx = Cvx. Vs (a-4-6)

En cualquier nivel x.

Para T<=0.5s. k=1 para 0.5<T<2.5s. k=0.75+0.5T para T> 2.5 s. k=2.0

Ver anexo de resultados de STAAD FOUR.

9.4. PARAMETROS PARA DETERMINAR LA FUERZA SÍSMICA

LATERAL

Paso 1 LOCALIZACION Y NIVEL DE AMENAZA SÍSMICA Taraza se encuentra en una zona: (5) riesgo sísmico intermedio Paso 2 DEFINICION DE LOS MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISEÑO a) ACELERACION PICO EFECTIVA Aa = 0,20 (Pag. A-12 NSR-2010) UMBRAL DE DAÑO Ad = 0,04 b) EL TIPO DE SUELO SE ACOMODA A UN PERFIL: C, S=1,0 (Sección A.2.4, tabla A.2.3) c) COEFICIENTE DE IMPORTANCIA: GRUPO I, I=1,0 (Sección A.2.5, Tabla A.2.4) Paso 3 DEFINICION DE LAS CARACTERISTICAS DE LA ESTRUCTURA Y EL MATERIAL EMPLEADO d) SISTEMA DE PORTICOS: CONCRETO REFORZADO, Ct = 0,08 e) CAPACIDAD MODERADA DE DISIPACION DE ENERGIA: DMO Ro = 5 ( Tabla A.3.3 ) f) PERIODO FUNDAMENTAL, en pórticos rigidizados es: Ta=0,42(A.4.3.2)

g) ESPECTRO DE DISEÑO: MAXIMA ACELERACION ESPECTRAL ESPERADA: T<To Sa = (Am + Am/To)(2.5Fa – 1)T) I To<T<Tc Sa = 2.5AmFaI T<Tc Sa = AnFvI/Tα

Paso 4 GRADO DE IRREGULARIDAD DE LA ESTRUCTURA:

GRADO DE IRREGULARIDAD EN PLANTA: Tipo 1P Irregularidad del diafragma Fp = 0,9 ( Fig. A.3.6 ) GRADO DE IRREGULARIDAD EN ALTURA: Tipo 1A Piso flexible Fa = 0,9 ( Fig. A.3.7 )

Paso 5 FUERZAS SISMICAS DE DISEÑO: COEFICIENTE DE DISIPACION DE ENERGIA: Ro=5 (Tabla A.3.3) COEFICIENTE DE DISIPACION DE ENERGIA REDUCIDO: R =4,05 (A.3.1) Sax= 0.588 Rc= 3.745 <=R (A.2.7) Say=0.588 S a / R = 0.157 S a calculado = .646 S a limite = 0.5 CUANDO NO SE DISPONE DE INFORMACION DEL DISEÑO ORIGINAL: R´=3,04 (A.10.3.2.3.c.) LA FUERZA SISMICA HORIZONTAL Fo PARA CADA NIVEL SE OBTIENE DE: PESO TOTAL DE LA ESTRUCTURA: ÚÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿

¡ PISO ¡ H ¡ Wg ¡ Wq ¡ n ¡ R ¡ Xg ¡ Xr ¡ Yg ¡ Yr ¡ ä Wk ¡

¡(diap)¡ (m) ¡ ¡ ¡ ¡ Rx/Ry ¡ (m) ¡ (m) ¡ (m) ¡ (m) ¡ ¡

ÃÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ´

¡ 3 ¡ 9.00¡ 581.86¡ 126.63¡ 0.30¡ 7 ¡ 27.34¡ 22.93¡ 15.59¡ 15.76¡ 619.848¡

¡ 2 ¡ 6.00¡ 617.86¡ 138.80¡ 0.30¡ 7 ¡ 26.73¡ 23.85¡ 15.40¡ 15.73¡ 659.503¡

¡ 1 ¡ 3.00¡ 637.55¡ 140.27¡ 0.30¡ 7 ¡ 26.68¡ 24.81¡ 15.45¡ 15.89¡ 679.634¡

ÀÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ

Wt = 1958.985

CORTANTE SISMICA HORIZONTAL EN LA BASE: Vs=Sa.g.M Vs=0.5.g.1837.27 Vs = 0.5 x 9.8 m /seg2 x 1837.27 ton (A.4.5) (1kg.m/seg2 = 1N; N = newton) Vs = 183,7 ton MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO Ec = 217.371 kg/cm2 (C.10.5.1) (Ec. C.8.2b) Utilizando las fórmulas, parámetros, cargas verticales y de acuerdo al dimensionamiento de la estructura, se calcularán las fuerzas sísmicas horizontales equivalentes por piso de acuerdo a la Norma NSR-2010, cuyos datos y resultados se resumen en la siguiente tabla

Piso n Cv Cx

Fuerzas

sísmicos

Vi

3 9.0 Varia 0.34 58.18

2 6.0 Varia 0.34 61.78

1 3.0 Varia 0.480 63.75

Paso 7 y 8 DESPLAZAMIENTOS HORIZONTALES Y LIMITE DE DERIVA:

Story Seismic displacement ÚÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿

¡PISO ¡ 9. combination ¡ 10. combination ¡ 11. combination ¡ 12. combination ¡

¡ ÃÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄ´

¡ no ¡ ëx (m) ¡ éz (rad)¡ ëx (m) ¡ éz (rad)¡ ëy (m) ¡ éz (rad)¡ ëy (m) ¡ éz (rad)¡

ÃÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄ´

¡ 3 ¡0.0074400¡0.0000315¡0.0074400¡-0.000047¡-0.008833¡-0.000197¡-0.008865¡-0.000044¡

¡ 2 ¡0.0058898¡0.0000241¡0.0058906¡-0.000036¡-0.006911¡-0.000139¡-0.006885¡-0.000023¡

¡ 1 ¡0.0033558¡0.0000132¡0.0033574¡-0.000019¡-0.003846¡-0.000064¡-0.003786¡-0.000001¡

ÀÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ

Seismic amplitude : x= 0.00083 y= 0.00099

Al analizar el modelo estructural conformado con los datos anteriores, antes de diseñar los distintos elementos estructurales, verificamos el límite de la deriva de acuerdo a la Norma NSR-2010 Sección A.6.4.2 y tabla A.6-1, viendo que se cumpla dicha norma (Deriva <= 1.0%.h): Si la deriva es >= 1.0%.h Es necesario Rigidizar la Estructura para obtener una Deriva aceptable a la Norma. Altura máxima 4.2m el 1% el desplazamiento mínimo permitido por código es 0.042m >0.0088m 0k 1- EVALUACIÓN DE LA DERIVA MÁXIMA: La deriva máxima en Cualquier punto del piso i, se obtiene como la diferencia entre lo desplazamientos horizontales totales máximos del punto en el piso i y los desplazamientos horizontales totales máximos de un punto localizado en el mismo eje vertical en el piso i-1. Como es un piso corresponde al valor absoluto del mayor desplazamiento.

10. MODELADO DE LA ESTRUCTURA TOTAL

La vivienda se modeló como una cubierta en A.C piso sustentado por columnas, rigidizadas por vigas que organizan pórticos que rigidizan el modelado total. La placa de piso por su parte, da continuidad a las columnas, que unidas mediante vigas de amarre, apartica el modelado general. ALTURA DE VIGAS y PLACAS: pre dimensión de las vigas de cimentación, vigas Primera planta, y vigas de cubierta.

De acuerdo con la tabla C.9-1(a) los espesores mínimos a utilizar, de modo que no haya necesidad de calcular deflexiones de vigas y losas, no pre esforzado, que trabajan en una dilección, para las luces de trabajo le proyecto, son las siguientes: Ejes verticales: Ejes 1 - 2, con luces con 4.0 metros y Ejes 2-3 con luces de 2.65 metros; Eje 7– 8 con luces con 5.85 metros y eje 8 – 9 y 9-10 con 3.65 metros, eje

11-5 m con 10.27m, eje 11-5 m con 10.27m, eje 5-1 con 10.09m Ejes horizontales: Ejes verticales: Ejes A - B, con luces con eje 10-11 con 2.96 metros y Ejes D-C con luces de 3.0 metros, Eje D– E con luces con 2.0 metros , Eje 1Y– 2Y con luces con 4.2 metros, Eje 2y – 4y con luces con 5.0 metros, Eje 3y – D con luces con 5.0 metros Las vigas y losas estarán armadas en dos direcciones, y placa aligerada, todas con refuerzo con límite de fluencia de 420 MPa. Para ambos apoyos continuos, el espesor mínimo está dado por: Mínimo= L / 14, L / 5 y L / 19 Para las vigas de longitudes 10.00 metros, 7.30 metros y metros se tomará como altura de viga d = 60 centímetros. Aun cuando este valor es ligeramente superior a lo normalizado, se asume así por cuanto estas vigas amarrarán cimientos y columnas que presentan una altura de 4.20 metros. En cuanto a la pl ≥ L / 19 dan valores que se ajustan a la dirección en que se calcule la placa, en este caso en la menor longitud. En general se utilizarán placas de espesor igual a 45 centímetros aligerada.

11. DISEÑO DE LA CIMENTACION

En este aparte se modelara como introducción una zapata, para tener una base de las dimensiones utilizadas, ya que todos los resultados los arroja el software STAAD FOUR y verificados con hoja electrónica Excel. 1. Las vigas de enlace tendrán como Hmínimo 30 centímetros. 2. Por estudio de suelo en esta zona entre 15 a 20 Ton / m2

σ admissible = 15 Tonf / M2 Σ Pi = 120 Ton 8% Pi = .08 x 120 = 9.6 Σ To t a l P i = 129.6 Area Neta =Σ Total Pi / σadmisible, Area Neta =Σ Total / σ, σ admisible = 15 Ton /M2 Area Neta = 129,6/15 = 8.64m2 por limitación del terreno B=1.6 L = 8.64/1.6 = 5.4m; por lo tanto se debe diseñar como zapata combinada. σ neto = ΣPi / B x L= 100 / 1,6 x 5,4 = 11,57 T f / M2 ≤ 15 Tonf / M2 O. K. Momento de Diseño: Mb =σ neto x L x ( B – bo )2 / 8 Mb = 22,50 x 1,20 x (1,20 - .25 )2 / 8 Mb = 3,05 ton - m υ = Vc / ( B x d ) = 16200 Kg / ( 120 d ) = Vcc Vcc = 1.1υ concreto ( Para cimientos ) υ = 0.35√ f´ = 0.35√ 210 = 5,07 Kg / Cm2 d = 16200 Kg / ( 120 x 5.07 ) = 26,62 centímetros d r eal = 30 centímetros K = Mu / bd2 =305 / 120x30x30 = 0,0028 ρ = 0,0020 Armadura Principal: As =ρ x B x d = 0.0020 x 120 x 30 = 7,20 Cm2 As = 6 ø ½” 1 ø ½” / 20 í Armadura transversal: As =ρ x B x d = 0.0020 x 120 x 30 = 7,20 Cm2

As = 6 ø ½” 1 ø ½” / 20 centímetros, .

12. DISEÑO DE PLACA DE ENTREPISO e = 0,30 mts

AVALÚO DE CARGAS Placa 0,480Ton/ML Acabados 0,090Ton/ML Tabiques 0,150Ton/ML CARGA MUERTA 0,640 Ton / ML CARGA VIVA 0,400 Ton / ML CARGA TOTAL 1,04 Ton / ML

W = 1,2 x 4 = W = 4,8Ton / ML M = 2.30 Ton-ML K = 0,010 ρ = 0,0030 As = 4,50 cm2 1de Ø ½@20cm

13. CÁLCULO DE VIGA DE CIMENTACION L = 3,83 metros

WTo t a l = 1.0 Ton / m = W M = w L2 / 12 = 1.0 ton x ( 3.83 )2 / 12 = 1.84 Ton – m V = W L / 2 = 1.0 Ton / m x 3.83/ 2 = 1,92 Ton

υ = V / ( b x d ) d = V / ( υc x b ) = 1920 Kg / (5.07 x 25) = 16 dmínimo = 27cm defectivo = 30 cm - 3 cm = 27 cm Mrc = 0.5 x fc x J x K x B x d2 = 0.5 x 117.60 x 0.88 x 0.38 x 30 x 729= 4,32 Ton.m

Mactuante = 1.00 ton x (5.27/2) = 2.635 Ton – m

RA = RB = 5.27 / 2 = 2.635 Ton

Mactuante = 1.0 ton/m x (5.27)2 / 12 = 2.31 Ton - m

Mactuante = 2.31 Ton - ≤ M = 4.32 T – m 0. K. Ms = As x fs x J x d As = 2310 / ( Fs x j x d ) As = 2310 /( 2100 x 0.88 x 0.27 ) As = 4.63 cms2

3ø 5/8” ( +) y 3ø 5/8” ( - )

ESTRIBOS: υc=V/( b x d )= 2640/( 25 X 27 )=3.91Kg/Cm2

Δυ = 5.48 – 3.91 = 1.57 Kg / Cm2

s = fs x Av / b (υ = 2100 x Av / ( 30 x 1.57 ) = =44.5 Av = 44.5 x 0.71 = 32 cms 1 = (υ x X / υ = 1.57 K / m2 x 100 cms / 4,44 Kg / Cms2=23cms S = s1 + d = 24 + 27 = 51 cms No. de estribos = S / s1 = 51 / 23 = 4 estribos 1ø 3/8” 20

14. ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES

(Basado en el Boletín técnico No 58 - Junio de 2002 del AIS - Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica) SOLICITACION DEL SISMO F = m x a En donde: F=Fuerza en el elemento no estructural m = Masa del elemento no estructural a = Aceleración del piso considerado Se procede a calcular, para todo el inmueble, la aceleración de cada piso siguiendo el siguiente procedimiento:

CORTANTE SISMICO EN LA BASE: V s = S a g M En donde: Vs = Cortante sísmico en la base, kN Sa = Coeficiente de aceleración espectral. g = Aceleración debida a la gravedad (9.8 m /s2) M = Masa total de la edificación.

LUIS FERNANDO VELEZ VERGARA

I.C, Magister en Ingeniería UPB,

Patólogo estructural USTA-Bogotá.

ANEXO MEMORIAS DE CÁLCULO

CENTRO ADMINISTRATIVO MUNICIPAL

TARAZA ANTIOQUIA