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Identificar cual sería la junta de separación entre las tres (3) edificaciones, comprando con la norma y con los parámetros de diseño de vulnerabilidad sísmica de la zona.
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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Trabajo practico módulo estructuras de concreto
Cantor Usaquén Cindy Stefanny
Orjuela González Angie Vanessa
Sarmiento Forero Vilma Liliana
Velásquez Marca Aida Faride
Construcciones en concreto
Docente
Ing. John Sebastian Cortes
Universidad Santo tomas
Decanatura de división abierta y a distancia
Especialización en patología de la construcción
Bogotá D.C
1. Introducción
En la rama de la ingeniería civil, se denomina golpeteo a las acciones mecánicas de choque
entre dos o más edificaciones como producto de un movimiento sísmico, este tipo de contacto
directo entre edificaciones puede ocasionar fallas a los elementos que se presente debido a la falta
de junta de separación entre edificaciones por parte del estudio de vulnerabilidad sísmica y diseño
estructural. Gracias a los avances en el estudio de sismo resistencia, se han determinado factores
y mecanismos útiles para evaluar en el diseño estructura y por consiguiente su comportamiento
frente a movimientos sísmicos, el objetivo de este trabajo es analizar un estudio de caso común,
en el que tres edificaciones continuas deberán ser evaluadas bajo parámetros básicos del análisis
de vulnerabilidad sísmica para determinar qué tipo de separación deberá ser la indicada para que
ante un sismo la estructura no falle por el choque de entrepisos y/o elementos estructurales. Por lo
cual es indispensable ilustrar a través de la herramienta de análisis estructural ETABS como se
puede terminar la correcta separación de junta teniendo en cuenta el tipo de amenaza sísmica y
edificación.
3. Descripción general
Se desea construir una edificación de cuatro ( 4 ) pisos con una altura de entrepisos de 2.7 m,
con un área en planta de 810 m2, dicha edificación está proyectada para llevar a cabo en la calle
3 con carrera 56 en el Barrio Galán de la ciudad de Bogotá Colombia. El presente análisis
corresponderá a evaluar el comportamiento que tendrá la edificación nueva frente a dos edificios
de igual área en planta construida en cada costado, como se evidencia a continuación.
Ilustración 1. Esquema de las edificaciones
Tabla 1. Dimensionamiento de la estructura de las tres edificaciones
CRITERIO
(m)
EDIFICACION
LADO IZQUIERO
EDIFICACION
A COSNTRUIR
EDIFICACION
LADO DERECHO
Vigas 0,25 x 0,60 0,25 x 0,65 0,20 x 0,
Columnas 0,30 x 0,30 0,30 x 0,30 0,20 x 0,
H (entrepiso) 3 2,7 2,
Espesor placa
maciza
Número de
pisos
5 Pisos 4 Pisos 3 Pisos
Tipo de uso Comercial Residencial Residencial
Para evaluar el comportamiento de las edificaciones se deberá analizar los componentes de
vulnerabilidad sísmica de la zona y análisis de cargas:
3.1.Zonificación de las edificaciones para determinar (Fa y Fv)
Por medio de la página web de del IGAG , se ubicó en el plan el punto exacto en donde
funcionan las edificaciones actuales y donde se pretende llevar a cabo la obra nueva de cuatro (4)
pisos, la herramienta nos permite determinar los factores de Fa y Fv de la zona exacta, a
continuación se visualiza el esquema de zonificación de la calle 3 con carrera 56.
Ilustración 2. Zonificación de la calle 3 con carrera 56 - Barrio Galán
De acuerdo a esta base de datos de zonificación del sector, se tiene que para este proyecto las
variables de Fa y Fv corresponde a los siguientes valores respectivos que se serán empleados en
la modelación del espectro de comportamiento sísmico:
Fa: 1,
De acuerdo a lo anterior se tiene que dichos valores corresponderán a:
Tabla 3. Datos del tiempo de aceleración para evaluación sísmica
Tipo de variable Valor
Aa 0,
Av 0,
Fa 1,
Fv 2,
To 0,
Tc 1,
Para evaluar el comportamiento sísmico de las estructuras se deberá
determinar el factor de importancia (I) y este depende del uso de la
edificación; La edificación de lado izquierdo corresponde a una edificación
de uso comercial y por otro lado la construcción nueva y la edificación de la
zona derecha corresponden a edificación de uso residencial, siendo así, se
determinar que los valores correspondientes a Sa también van a variar de
acuerdo a su factor de importancia; aplicando la norma NSR-10 se tiene los
siguientes espectros de diseño:
Espectro de diseño para la edificación comercial – Edificio de lado izquierdo:
Tabla 4. Variables para evaluación sísmica (espectro uso comercial)
Bogotá D.C - Colombia
Aa 0,
Av 0,
Fa
Fv 2,
Grupo de uso II Ocupación especial
Factor de Importancia (I) 1,
TL (s)
To (s) 0,
Tc (s) 1,
Tabla 5. Relación de valores T(s) Vrs Sa
T(s) Sa(g)
Ilustración 4. Espectro de diseño de uso comercial
4. Normativa utilizada
Los diseños estructurales se rigen en base a la normativa colombiana de sismo resistencia
(NSR-10), para el desarrollo del trabajo se empleó el título A “Requisitos generales de diseño
sísmico” y título B “Cargas”, para darle aplicabilidad a la norma en la modelación de las
edificaciones por medio de ETABS, se requiere evaluar las cargas muertas
Alternativas para determinar el valor de 𝑇𝑎 pude ser igual al periodo
fundamental aproximado 𝑇𝑎, que se obtenga por medio de la ecuación A.4.2-
3 de la NSR-10 Título A:
𝛼
Tabla 8. Valor de los parámetros de Ct y a para el cálculo del periodo aproximado 𝑇𝑎
(Título A. NSR-10)
Evaluación de cargas muertas por cada edificación
Evaluación de cargas placa de concreto maciza
Edificación lazo izquierdo – e= 0.17 m
Edificación a construir – e= 0.12 m
Edificación lado derecho – e= 0.10m
Evaluación de peso de los acabados por metro cuadrado de acuerdo a la
norma
Tabla 9. Valores mínimos alternativos de carga muerta de elementos no estructurales cuando
no se efectué un análisis más detallado (Titulo B NSR-10. Tabla B 3.4.3-1)
Peso total por m2 de placa de concreto y espesor equivalente de la placa y
cubierta: Por medio de la tabla 8, se pudo determinar los valores de las cargas
muertas de algunos elementos que componen cada edificación:
Tabla 10. Edificación lazo izquierdo (Comercial)
ENTREPISO kN/m
Placa de entre piso 4,
Acabados 1,
Muros 1,
Total 6,
𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑙𝑜𝑠𝑎
𝑊𝑎𝑐𝑎𝑏𝑎𝑑𝑜𝑠
24
= 0.2908 (Cubierta)
Tabla 11. Edificación a construir (Residencial)
ENTREPISO kN/m
Placa de entre piso 2,
Acabados 1,
Muros 3
Total 7,
𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑙𝑜𝑠𝑎
𝑊𝑎𝑐𝑎𝑏𝑎𝑑𝑜𝑠
24
= 0.3116 (Cubierta)
Tabla 12. Edificación lado derecho (Residencial)
ENTREPISO kN/m
Placa de entre piso 2,
Acabados 1,
Muros 3
Total 7
𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑙𝑜𝑠𝑎
𝑊𝑎𝑐𝑎𝑏𝑎𝑑𝑜𝑠
24
= 0.29166 (Cubierta)
Ilustración 7. Desplazamiento en X producto de una fuerza sísmica (28 Mpa)
Se tiene que el desplazamiento máximo en x para la edificación con concreto 28 Mpa,
corresponde a 425 mm.
Se modelo mediante ETABS con una resistencia al concreto en sus secciones de 21
Mpa, para lo cual se tiene que la longitud de desplazamiento del edificio frente a un
evento sísmico.
Se determina el valor del módulo de elasticidad de acuerdo a la resistencia del concreto
y se empleó la siguiente formula:
𝐶
𝑐
Ilustración 8. Parámetros para la modelación concreta 21 Mpa
Ilustración 9. Desplazamiento en X producto de una fuerza sísmica (21 Mpa)
Se tiene que el desplazamiento máximo en x para la misma edificación, pero con una resistencia
en el concreto de 21 Mpa, corresponde a 590 mm.
