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INTRODUCCIÓN.
Se realizara un proyecto de una obra civil el cual consiste en la construcción de
una edificación de 3 (tres) pisos ubicado en la ciudad de Pereira Risaralda el cual
tendrá como uso ocupacional vivienda.
Este diseño se realizará bajo los criterios del reglamento colombiano de
construcción sismo resistente (NSR – 10) y utilizado el programa para el cálculo
de estructuras CYPE.
OBJETIVOS.
OBJETIVO GENERAL
Diseñar una estructura de tres pisos utilizando el programa para el cálculo de
estructuras CYPE y rigiéndose por la norma (NSR – 10).
OBJETIVOS ESPECIFICOS
- Recurrir al titilo A de la (NSR – 10) para operar los pasos que nos indica
para el diseño de una estructura.
- Analizar los resultados que nos arroja el programa y de esta manera saber
si las dimensiones de la estructura están cumpliendo o no están
cumpliendo.
- Conocer el diagrama de momento, cortante y el comportamiento de cada
viga que conforma la estructura.
LOCALIZACIÓN, NIVEL DE AMENAZA SÍSMICA Y VALOR DEL AA Y AV.
LOCALIZACION: el proyecto se encuentra ubicado en la ciudad de Pereira Risaralda en el barrio Belmonte en la manzana 7 A – casa 4.
Coordenadas: 4.812987, -75.709933
AMENAZA SISMICA: al encontrarse en el departamento de Risaralda cuenta con una zona de amenaza sísmica ALTA.
VALORES DE Aa Y AV para la ciudad de Pereira:
CIUDAD Aa Av ZONA DE AMENAZA SISMICA
Pereira 0.25 0.25 Alta
DEFINICION DE LOS MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISEÑO
MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISEÑO EXPRESADOS COMO:
UN ESPECTRO DE DISEÑO.
COEFICIENTE DE IMPORTANCIAGRUPO DE
USOCOEFICIENTE DE
IMPORTANCIAI 1
MOVIMIENTO SISMICO DE DISEÑO
Ct h α0.047 8 0.9
COEFICIENTE DE ACELERACION
Aa 0.25Av 0.25
COEFICIENTES DE SITIOFa 1.76Fv 1.17
SUELO TIPO D
T=Ct*hα
T=0.047 x (8)^0.9T= 0.305
T Sa0.3 0.9
DEFINICION DE LAS CARACTERISTICAS DE LA ESTRUCTURA Y DEL MATERIAL ESTRUCTURAL EMPLEADO.
ZONA DE AMENAZA SISMICA
ALTA
MATERIALES ESTRUCTURALES
Concreto Estructural
DEFINICION DE LA CAPACIDAD DE DISIPACION DE ENERGIA EN EL
RANGO INELASTICO
DES (capacidad especial de disipacion de energia)
RESTRICCIONES AL USO DE SISTEMAS Y MATERIALES
ESTRUCTURALES
Capacidad de Disipacion de Energia
ESPECIAL (DES)
SISTEMAS ESTRUCTURALES DE RESISTENCIA SISMICA
Sistema de portico
- CONCRETO DE 28 MPa- ACERO DE 420 MPa
Esta edificación se construirá utilizando un sistema de pórticos ya que tal sistema resiste muy bien los efectos de momento y cortante.
GRADO DE IRREGULARIDAD DE LA ESTRUCTURA Y PROCEDIMIENTO DE ANALISIS.
Según la norma NSR10- Capitulo A.3- Requisitos generales de diseño sismo resistente
La Figura A.3-1 Irregularidades en planta. Establece ciertas condiciones para determinar si la estructura analizada es regular o irregular.
Para la estructura a construir se obtienen características que no cumplen con la tabla, por ende la estructura se define como regular, con un R0=1
La Figura A.3-2 Irregularidades en altura. Establece las condiciones para determinar si la estructura tiene irregularidades en altura con el fin de obtener el valor de R0.
R0X: Coeficiente de disipación de energía básico (X) R0X : 5.00R0Y: Coeficiente de disipación de energía básico (Y) R0Y : 5.00Φa: Coeficiente de irregularidad en altura (NSR-10, Φa : 1.00Φp: Coeficiente de irregularidad en planta (NSR-10, Φp : 1.00ΦrX: Coeficiente por ausencia de redundancia (X) (NSR- ΦrX : 0.84ΦrY: Coeficiente por ausencia de redundancia (Y) (NSR- ΦrY : 1.00
Procedimiento para definir el grado de irregularidad de la estructura y el método de análisis sísmico.
OBTENCION DE LAS FUERZAS SISMICAS DE DISEÑO.
Fuerzas laterales equivalentesEstimación del periodo fundamental de la estructura
MOVIMIENTO SISMICO DE DISEÑO
MASA DE LA EDIFICACION (KN)
PERIODO DE VIBRACION seg
ACELERACION ESPECTRAL (Sa)
2155.0 0.2 0.26
Distribución de las fuerzas laterales y cortantes equivalentes por planta
Qi,X: Fuerza lateral equivalente de diseño de la planta "i" (X)
Qi,Y: Fuerza lateral equivalente de diseño de la planta "i" (Y)
VS,X: Cortante sísmico en la base (X) (NSR-10, A.4.3.1) VS,X : 564.42 kN
VS,Y: Cortante sísmico en la base (Y) (NSR-10, A.4.3.1) VS,Y : 474.11 kN
Vi,X: Cortante equivalente de diseño en la planta "i" (X)
Vi,Y: Cortante equivalente de diseño en la planta "i" (Y)
kX: Exponente relacionado con el periodo fundamental (X) kX : 1.00
ky: Exponente relacionado con el periodo fundamental (y) ky : 1.00
Ta,X: Periodo fundamental aproximado (X) (NSR-10, A.4.2.2) Ta,X: 0.20 s
Ta,Y: Periodo fundamental aproximado (Y) (NSR-10, A.4.2.2) Ta,Y: 0.20 s
Sd,X(Ta): Aceleración espectral horizontal de diseño (X) Sd,X(Ta): 0.26 g
Sd,Y(Ta): Aceleración espectral horizontal de diseño (Y) Sd,Y(Ta): 0.22 g
Planta Ci,X Ci,YQi,X
(kN)Vi,X
(kN)Qi,Y
(kN)Vi,Y
(kN)
Forjado 2 0.65 0.65 367.54 367.54 308.73 308.73
Forjado 1 0.35 0.35 196.88 564.42 165.38 474.11
Procedimiento para obtener las fuerzas sísmicas de diseño.
ANALISIS DE LA ESTRUCTURA.
Se comprueba que al calcular la estructura “sin dimensionar cimentación” el
programa no arroja ningún error de dimensionamiento de columnas o de vigas por
lo que podemos entender que la estructura está bien diseñada ya que resiste por
el análisis de su propio peso y por el análisis ante la aplicación de un sismo.
Esto mismo sucede cuando analizamos y calculamos la estructura por el método
“sin obtener armado”.
VERIFICACION DE DERIVAS.
Δi=ɗi - ɗi-1
Desplome local máximo de los pilares ( / h)
PlantaSituaciones persistentes o transitorias Situaciones sísmicas
Dirección X Dirección Y Dirección X Dirección Y
Forjado 2 ---- ---- 1 / 1389 1 / 2084
Forjado 1 ---- ---- 1 / 1917 1 / 2875
Desplome total máximo de los pilares ( / H)
Situaciones persistentes o transitorias Situaciones sísmicas
Dirección X Dirección Y Dirección X Dirección Y
---- ---- 1 / 1600 1 / 2286
DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES.
La deriva debe incluir las efectos torsionales de toda la estructura y el efecto P-Delta.
MAXIMA DERIVA ADMISIBLE
Δi ≤ 0.01 hpi
1% De la altura del piso (hpi)
Si la deriva es mayor que la máxima deriva admisible debe rigidizarse la estructura.
SISTEMA DE RESISTENCIA SISMICA
PORTICO
R0 5
GRADO DE CAPACIDAD DE DISIPACION
ESPECIAL (DES)
GRADO DE IRREGULARIDAD DE LA ESTRUCTURA
φp 1φa 1φr 1
COEFICIENTE DE CAPACIDAD DE DISIPACION
DE ENERGIAR=φp x φa x φr x R0
R= 5
Procedimiento de obtención del coeficiente de disipación de energía R
REVISION DE LOS DISEÑOS.
Los planos, memorias y estudios realizados deben ser revisados para efectos de la obtención de la licencia de construcción tal como lo indica la Ley 400 de 1997, la Ley 388 de 1997 y sus respectivos reglamentos. Esta revisión debe ser realizada en la curaduría o en las oficinas o dependencias encargadas de estudiar, tramitar, y expedir las licencias de construcción, o bien por un profesional independiente, a costo de quien solicita la licencia. Los revisores de los diseños deben tener las cualidades establecidas en la Ley 400 de 1997.
DISEÑO DE ESTRUCTURAS I
(Diseño de edificación utilizando el programa CYPE)
ANDRES FELIPE MARIN CASTAÑO.
ANDRES FELIPE VIVEROS LLANOS.
LIZETH YULIANA AGUIRRE MUÑOZ.
JUAN DAVID GONZÁLEZ GIRALDO.
CARLOS HUMBERTO ARENAS GARCÍA
UNIVERSIDAD LIBRE – SECCIONAL PEREIRA
SEDE BELMONTE
FACULTAD DE INGENIERÍAS
INGENIERÍA CIVIL
MAYO - 2015