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Pre-dimensionamiento de elementos estructurales, Ejercicios de Análisis Estructural

ejercicio articulador para el Pre-dimensionamiento de elementos estructurales

Tipo: Ejercicios

2019/2020

Subido el 30/09/2020

lucia-velandia
lucia-velandia 🇨🇴

2 documentos

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ANALISIS ESTRUCTURAL Y PRESUPUESTAL PARA LA CONSTRUCCION DE
UNA VIVIENDA ESTUDIANTIL
Olga Lucia Velandia Carrillo.
Helder Camilo Parra
Cesar Adrián Pinto
Estudiantes.
Ing. Édison Javier Velandia Plata
Docente.
Universidad Santo Tomas, Bucaramanga.
División de arquitectura e ingeniería.
Facultad Ingeniería Civil.
Concreto Reforzado
2020
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¡Descarga Pre-dimensionamiento de elementos estructurales y más Ejercicios en PDF de Análisis Estructural solo en Docsity!

ANALISIS ESTRUCTURAL Y PRESUPUESTAL PARA LA CONSTRUCCION DE

UNA VIVIENDA ESTUDIANTIL

Olga Lucia Velandia Carrillo. Helder Camilo Parra Cesar Adrián Pinto Estudiantes. Ing. Édison Javier Velandia Plata Docente. Universidad Santo Tomas, Bucaramanga. División de arquitectura e ingeniería. Facultad Ingeniería Civil. Concreto Reforzado 2020

EJERCICIO ARTICULADOR

ESPACIOS ACADEMICOS ARTICULADOS

ESPACIOS PREVIOS COMPETENCIA MEDIDA

Análisis Estructural Evalúa las fuerzas sísmicas y el cortante basal por medio de FHE y Modal espectral Realiza el control de derivas de una edificación. ESPACIOS SUPERIORES Construcción y costos Realiza el APU para el concreto reforzado y el costo directo de una viga El presente ejercicio articulador busca: a. Fortalecer y consolidar los conocimientos de los estudiantes en la asignatura de análisis estructural específicamente en el tema de análisis sísmico. b. Que los estudiantes exploren la asignatura construcción y costos que pertenece a un semestre superior. El ejercicio se va presentar en grupos de 5 personas. Cada grupo debe buscar 1 estructura de un pórtico de concreto reforzado que deberá cumplir las siguientes condiciones: a. Mínimo 3 luces en cada dirección horizontal. b. Mínimo 3 pisos. c. Mínimo una irregularidad en planta y una en altura. d. Estar ubicada en una zona de amenaza sísmica alta. e. Perfil de suelo tipo C Ya cuando el grupo tenga definido la estructura a trabajar, se deberán resolver los siguientes numerales:

1. Calcular y graficar el espectro de pseudo-aceleración de respuesta para la estructura.

Introducción El presente documento contiene: análisis sísmico, diseño estructural y análisis presupuestal correspondiente a un diseño arquitectónico vivienda estudiantil ubicada en en la ciudad de Bucaramanga departamento de SANTANDER. El presente análisis se realizó tomando el diseño arquitectónico en planta de la edificación, la cual cuenta con 3 pisos, con una altura de 0+7.5m, en zona sísmica DES y suelo tipo C. El estudio estructural se realizó de acuerdo con la Norma Colombiana de Diseño y Construcción Sismo Resistente NSR10, para realizar su respectivo predimensionamiento, la cuantificación de masa, análisis sísmico de fuerzas horizontales, control de derivas, desplazamiento, análisis modal, chequeos según la normativa, análisis de irregularidades y evaluación de cargas, por ultimo se analizo el presupuesto tanto de material, como de mano de obra y costos unitarios. Generalidades

La investigación busca obtener y establecer por medio de los parámetros normativos el análisis estructural de una estructura y presupuestal de 3 plantas localizada en la ciudad de Bucaramanga – Santander. 1.2. Normativa La normativa que se implementara en el análisis estructural para el análisis estructural de la residencia universitaria ubicada en el ciudad de es la NSR- 10 titulo B y C. Objetivos 2.1. Genera Determinar e identificar a partir de la normativa colombiana NSR-10 de construcción sismo resistente, el pre-dimensionamiento, análisis sísmico y cálculo presupuestal. espectro pseudo aceleración, cálculo de cortante basal modal espectral de elementos estructurales a porticados, estimación de fuerzas sísmicas, control de derivas, factor de disipación de energía. 2.2. Específicos.  Determinar a partir de la NSR10 Titulo B y C el pre-dimensionamiento de elementos estructurales.  Calcular la cortante basal modal espectral y estimación de fuerzas sísmicas  Calcular y Controlar los desplazamientos fx y fy (derivas), factor de disipación de energía y APUS de costos directos  Calcular por el método elástico y resistencia ultima la viga mas cargada.

4.3 Número de pisos De acuerdo con el proyecto arquitectónico, el proyecto consta de tres (3) pisos y una terraza. 4.4 Uso Según se establece en la propuesta arquitectónica, el uso que tendrá la edificación es de uso residencial. Por lo cual la edificación pertenece al grupo de uso I, para lo cual se establece un valor de coeficiente de importancia según la tabla A.2.5-1 de la NSR-10 de 2010 Fuente. COLOMBIA. Ministerio de Ambiente, Vivienda y de Desarrollo Territorial. Decreto 926 del 19 de marzo de 2010, por el cual se establecen los requisitos de carácter técnico y científico para construcciones sismo resistente NSR-10. En: Diario Oficial. 26, marzo, 2010, no. 47.663, p. A-

4.5 Descripción del sistema arquitectónico El proyecto arquitectónico cuenta con 1 lote que permitirá la construcción de la residencia universitaria que contará con un área de 1879.83m^  La residencia universitaria se alza en un nivel +0.00 hasta un nivel +10.5m, será utilizada como vivienda para estudiantes de la universidad industrial de Santander, en las cuales tendrán dormitorios, cocina, comedores, baños, lavandería y terraza.  La primera planta cuenta con un nivel +3.0 m en el cual su distribución tendrá: zona de cocina y micro mercado, baños públicos, zona de estar, zona de estudio y pasillos  La segunda plata cuenta con un nivel +5.5m en la cual se podrán encontrar con: baños, habitaciones y espacio libre.  La tercera planta cuenta un nivel +8 m y su distribución es: pasillos, dormitorios, baños y lavandería.  La terraza es un espacio libre. 4.6. Descripción del sistema estructural. Se trata de una estructura espacial (DES) en el cual las cargas verticales y horizontales son distribuidas por un pórtico resistente a momentos. El proyecto arquitectónico contempla la construcción de una residencia universitaria de 4 niveles, para uso residencial en la ciudad de Bucaramanga. Esta estructura se planteó para ser construida en un concreto de 21 MPa, con vigas de 0,50 m x 0,40 m de área y columnas de 0,40m x 0,40 m. En la siguiente imagen se observa la distribución en planta de columnas adoptada con el fin de hacer del proceso constructivo a etapas. Figura 1. Distribución en planta de columnas del sistema a porticado propuesto.

4.7. Descripción de la metodología de diseño empleada. Realizar el cálculo y diseño estructural para la construcción de la residencia estudiantil ubicada en la ciudad de Bucaramanga, es una edificación Residencial que contara con los lineamientos del reglamento de construcciones NSR-10 El sistema estructural de la edificación está conformado en pórticos de concreto. Está constituido por losas nervadas, de espesor xxxxx con espacios entre viguetas de xxxx. Los pórticos tienen capacidad Especial de Disipación de Energía (DES), con columnas de 40x40cm, construidas en concreto reforzado con acero de xxx y vigas principales de carga y de rigidez con dimensiones de 50x40cm. la masa total de los entrepisos es de 3504 TON que dependen a 3 entrepisos.

5. CRITERIOS BÁSICOS DE DISEÑO 5.1 Sistema estructural Para la residencia estudiantil se plantea un sistema estructural de pórticos en concreto reforzado, se plantean entre pisos (zonas de corredores, baños, zonas de estudio, lavandería, zonas sociales, cocina, comedores, habitaciones y terraza) en losas nervadas en concreto en una dirección que consiste en separaciones de viguetas de aproximadamente 1.2 metros con el fin de manejar casetones, el espesor de esta losa será de 8,7 cm. Muros divisorios (No estructurales) en mampostería

Figura 2: Distribución de columnas y vigas, losas y viguetas, vista en planta 5.2 Metodología de diseño 5.2.1 Cargas Las cargas muertas se calcularon de acuerdo con el peso propio de todos los elementos considerados a partir de la masa de los materiales según la densidad utilizando para ello los valores mínimos establecidos en el título B, tabla B.3.2-1 y las cargas muertas mínimas de elementos no estructurales horizontales y verticales del reglamento NSR-10. De acuerdo con el uso que tendrá la edificación se definieron las cargas vivas a utilizar en el diseño. Fueron definidos los siguientes usos con sus

5.2.1.2 Carga Viva:

  • Escaleras, corredores, restaurantes: 5 kN/m Fuente. COLOMBIA. Ministerio de Ambiente, Vivienda y de Desarrollo Territorial. Decreto 926 del 19 de marzo de 2010, por el cual se establecen los requisitos de carácter técnico y científico para construcciones sismo resistente NSR-10. En: Diario Oficial. 26, marzo, 2010, no. 47.663, p. B-15. 5.2.2 Movimiento sísmico de diseño De acuerdo con el mapa de zonas de respuesta sísmica de la NSR10. Teniendo en cuenta lo anterior para efectos del cálculo de las fuerzas, se determinaron los siguientes parámetros sísmicos para San Gil: Los movimientos sísmicos dados por los parámetros de aceleración pico efectiva (Aa), y velocidad pico efectiva (Av) los cuales han sido calculados para una probabilidad del diez por ciento de ser excedidos en cincuenta años, estipulados en la tabla A-4 del título a de la NSR-10 y presentados a continuación: Fuente. COLOMBIA. Ministerio de Ambiente, Vivienda y de Desarrollo Territorial. Decreto 926 del 19 de marzo de 2010, por el cual se establecen los requisitos de carácter técnico y científico para construcciones sismo resistente NSR-10. En: Diario Oficial. 26, marzo, 2010, no. 47.663, p. A-153.

Para definir los valores de Fa y Fv, los cuales están en función del sitio del proyecto y del tipo de suelo, utilizando el mapa de microzonificación sísmica de Bogotá, en el cual se contempla el municipio de Soacha, 1.1. RECONOCIMIENTO DEL SUELO. 6.1. Geología estructural. El marco tectónico del área es la posible resultante de una orogenia pre-Girón que facilitó los depósitos molásicos de Girón. Después se produce la acumulación de los estratos del Arcabuco que sufre plegamientos y hundimientos, permitiendo de esta manera la posterior sedimentación marina y discordante del cretáceo. Por último, la Orogenia Andina levantó la cordillera oriental, afectando todo el conjunto originando pliegues y fallas longitudinales y transversales. En esta parte de la cordillera se han diferenciado tres regiones que modelan estructuralmente el área. San Gil la cual pertenece al área de Charalá- oiba- vado real. 6.1.1. Fallas. Se caracteriza por presentar una tectónica de fallas y plegamientos relativamente estrechos Está limitada al oriente por la falla de Riachuelo, al occidente por la falla de confines y más al sur por los escarpes de la formación Tablazo. Los principales elementos tectónicos son: Fallas de Riachuelo Falla de Ocamonte: Falla de Confines: Falla Las Cruces – Curiti, siendo esta la principal falla presente en el Municipio de San Gil, el cual tiene una dirección aproximada norte-sur, con una longitud cercana a los 45 Km, a partir de Ocamonte, para terminar en Jordán. presenta características de simple lineamiento. Localmente el plano de falla alcanza hasta 50 º, de inclinación al Oeste. el desplazamiento lateral y vertical no fue determinado, afectando solo rocas del cretáceo inferior. No existen estructuras de gran importancia