anteproyecto vulnerabilidad sismica
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TRABAJO DE GRADOTRANSCRIPT
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ANLISIS DE VULNERABILIDAD SSMICA PARA EL BLOQUE 1 DEL EDIFICIO DE
LA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL DE LA UNIVERSIDAD DEL CAUCA
CHRISTIAN CAMILO OLIVA
04102067
MIGUEL ORLANDO SAMBONI
100411010451
CESAR AUGUSTO ALVARADO
100411024815
UNIVERSIDAD DEL CAUCA
FACULTAD DE INGENIERA CIVIL
DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS
POPAYN-CAUCA
2015
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ANLISIS DE VULNERABILIDAD SSMICA PARA EL BLOQUE 1 DEL EDIFICIO DE
LA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL DE LA UNIVERSIDAD DEL CAUCA
ANTEPROYECTO DE TRABAJO DE GRADO
PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO CIVIL
MODALIDAD TRABAJO SOCIAL
DIRECTOR:
ING. ALFER LEIBER SILVA CERN
UNIVERSIDAD DEL CAUCA
FACULTAD DE INGENIERA CIVIL
DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS
POPAYN-CAUCA
2015
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CONTENIDO
1. INTRODUCCIN ......................................................................................... 4
2. JUSTIFICACIN .......................................................................................... 5
3. OBJETIVOS ................................................................................................. 6
3.1. Objetivo General .................................................................................... 6
3.2. Objetivos especficos .............................................................................. 6
4. GENERALIDADES ....................................................................................... 8
5. ASPECTOS DE LA EDIFICACIN .................................................................. 9
5.1. LOCALIZACIN ....................................................................................... 9
5.2. SISTEMA ESTRUCTURAL ....................................................................... 11
6. METODOLOGA DE TRABAJO ................................................................... 12
7. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES............................................................. 14
8. RESULTADOS ........................................................................................... 15
9. PRESUPUESTO Y FINANCIAMIENTO ......................................................... 16
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1. INTRODUCCIN
El presente anteproyecto est establecido como requisito para desarrollar el
trabajo de grado en la modalidad de Prctica Profesional, para ello se
realizar a partir de las fechas establecidas, el anlisis de vulnerabilidad
ssmica del BLOQUE 1, edificio de la Facultad de Ingeniera Civil de la
Universidad del Cauca, ubicado en el barrio TULCAN de la ciudad de
Popayn. El siguiente trabajo se efectuar como complemento al trabajo
realizado por Juan Carlos Daza Urbano y Fernely Campo, bajo la direccin y
control del Ingeniero ALFER LEIBER SILVA CERN en la modalidad de trabajo
social.
La vulnerabilidad ssmica de una edificacin se entiende como un conjunto
de parmetros, con los que se puede predecir el tipo de dao estructural, el
modo de falla y la capacidad resistente de una estructura bajo unas
condiciones probables de carga. Con este fundamento se busca desarrollar el
anlisis anteriormente mencionado, en el cual se reafirmarn los
conocimientos adquiridos a lo largo de la carrera, afianzando conceptos y
criterios.
El anlisis de vulnerabilidad ssmica estar acorde con el reglamento
colombiano sismo resistente, NSR-10, que busca evaluar el comportamiento
ssmico de la estructura construida antes de la reglamentacin actual, ante
cargas verticales y fuerzas horizontales producidas por efecto de un sismo de
diseo.
En este documento se encontrar la metodologa a seguir, junto con el
cronograma estipulado, para cumplir con los objetivos propuestos que
involucran el resultado final del anlisis.
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2. JUSTIFICACIN
La Universidad del Cauca exige a los estudiantes como requisito de grado
para obtener el ttulo de Ingeniero Civil un trabajo de grado, existe la
modalidad de Servicio Social (Resolucin N 281 del 10 de junio de 2005 del
Consejo de Facultad de Ingeniera Civil de la Universidad del Cauca) en donde
los estudiantes desempean labores en un proyecto social definido con el
propsito de poner en prctica lo aprendido a lo largo de la vida universitaria
y adems recibir conocimiento y experiencia que puede ser til en el futuro
de su vida profesional.
Al tener la Universidad del Cauca una edificacin que se construy antes de
la existencia de la reglamentacin Colombiana NSR-10, se exige un estudio
de vulnerabilidad ssmica con el propsito de establecer el comportamiento
de la estructura ante fuerzas horizontales originadas por un sismo de diseo
acorde a la norma NSR-10 y as poder determinar si debe o no ser reforzada.
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3. OBJETIVOS
3.1. Objetivo General
Desarrollar el anlisis de vulnerabilidad ssmica del BLOQUE 1, edificio de la
Facultad de Ingeniera Civil de la Universidad del Cauca, ubicado en el barrio
TULCAN de la ciudad de Popayn. A partir de resultados de ensayos y
medidas reales de la estructura.
3.2. Objetivos especficos
Determinar la geometra y algunas propiedades de la estructura
mediante trabajo de campo.
Recopilar, estudiar, confrontar y actualizar la informacin existente de
la edificacin con el presente trabajo.
Realizar ensayos para determinar la resistencia y la durabilidad de los
materiales estructurales de la edificacin.
Determinar la cantidad, el dimetro y la posicin de los aceros de las
vigas, columnas y pantallas, utilizando el ferroscan.
Modelar el sistema estructural para realizar un anlisis dinmico
elstico de la estructura de una manera ms aproximada, utilizando el
programa de elementos finitos SAP2000, tomando como base el
modelo estructural elaborado en ETABS por Juan Carlos Daza Urbano y
Fernely Campo.
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Realizar clculos y anlisis, segn los criterios establecidos en el
captulo A.10 de la NSR-10 (Requisitos generales y construccin sismo
resistente).
Determinar los ndices de flexibilidad y sobreesfuerzos de la
estructura.
Comparar los resultados obtenidos con el (Trabajo de grado
correspondiente a Juan Carlos Daza Urbano y Fernely Campo:
evaluacin estructural a bloque 1 del edificio de la Facultad De
Ingeniera Civil Universidad Del Cauca).
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4. GENERALIDADES
4.1. MODALIDAD DE TRABAJO DE GRADO
Teniendo en cuenta el acuerdo nmero 27 de 2012, emitido por el Consejo
Superior de la Universidad del Cauca, en donde reglamenta el Trabajo de
Grado para los programas acadmicos ofrecidos. En el primer captulo del
artculo antes mencionado, se establece que el Trabajo de Grado es el
ejercicio desarrollado por el estudiante de Pregrado, en el cual ste debe
aplicar las competencias y habilidades adquiridas en el proceso de formacin
brindado por la Universidad y con ello contribuir al anlisis y posibles
soluciones de problemticas relacionadas con el campo de accin de su
profesin.
Dentro del mismo artculo definen la prctica profesional como una
modalidad de trabajo de grado, siendo esta el diseo y ejecucin de un plan
de trabajo, que le permite al estudiante aplicar las competencias
caractersticas de su programa de formacin, en el aporte a solucionar
problemas especficos, propios de su disciplina. Entendindose que para este
caso es un servicio social que se le prestar a la Facultad de Ingeniera Civil de
la Universidad del Cauca.
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5. ASPECTOS DE LA EDIFICACIN
5.1. LOCALIZACIN
Edificio de la Facultad de Ingeniera Civil (bloque 1)
Carrera 2 # Carrera 2 # 4N 140 Popayn, Cauca Colombia
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Localizacin del edificio. Fuente: maps.google.com
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5.2. SISTEMA ESTRUCTURAL
Se parte bajo la hiptesis que la edificacin est compuesta por un sistema
tipo prticos en concreto reforzado y como tal est formado por vigas y
columnas, conectados entre s por medio de nudos rgidos, los cuales
permiten la transferencia de momentos flectores y cargas axiales hacia las
columnas. Por su sistema estructural esta edificacin sera muy flexible, lo
cual hace que admita grandes desplazamientos, que deben ser controlados y
cumplir con la Norma Sismo Resistente del ao 2010.
Por otro lado, como es evidente la presencia de muros en mampostera de
arcilla cocida, se analizar su posible participacin en el momento de tomar
cargas y as determinar el verdadero sistema estructural, con el cual est
trabajando la edificacin.
Figura 7. Esquema del sistema tipo prticos y muros en mampostera de
arcilla cocida.
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6. METODOLOGA DE TRABAJO
El trabajo se desarrollar acorde con los parmetros establecidos en el
captulo A.10 de la NSR-10. (Requisitos generales de diseo y construccin
sismo resistente)
1. Medir las secciones transversales, distancias entre ejes, altura de
entrepisos y condiciones de apoyo de la estructura.
2. Se realizar una evaluacin de manera cualitativa del estado actual en
que se encuentra la edificacin, llevando a cabo una visita al lugar
basndose en aspectos tales como evidencias de afectaciones por
sismo, exposicin a la intemperie, mantenimiento, cambios de uso,
corrosin de las armaduras, carbonatacin del concreto,
envejecimiento de los materiales, deflexiones excesivas, estado de
elementos de unin, entre otras causas.
3. Se caracterizarn las propiedades de los materiales mediante ensayos
semi-destructivos o no destructivos, entre los posibles estn:
Ensayo de campo utilizando el esclermetro.
Extraccin de ncleos de concreto.
Ensayos de compresin simple sobre muestras de concreto
recuperadas.
Determinacin de los aceros, utilizando el ferro escner.
Ensayo para determinar la carbonatacin del concreto,
utilizando fenolftalena.
Ensayos a la mampostera en arcilla cosida.
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4. Con el fin de valorar los esfuerzos internos y los desplazamientos
ssmicos de la estructura se elaborar la modelacin del sistema
utilizando herramientas computacionales con elementos finitos
(SAP2000) para el anlisis dinmico-elstico de la estructura.
5. Se tendr en cuenta en un modelo adicional, los muros en
mampostera de arcilla cosida, para determinar el aporte que estos
estn haciendo a la estabilidad y resistencia de la estructura.
6. Se calcularn los desplazamientos y las derivas elsticas
correspondientes a los modelos de anlisis y se compararan con los
permisibles por la NSR-10 y con los encontrados en el anterior
proyecto.
7. Se determinar los ndices de sobreesfuerzos producidos por las
solicitaciones de un sismo de diseo acorde con la Norma Sismo
Resistente del ao 2010.
8. Se determinar los ndices de flexibilidad producidos por las
solicitaciones de un sismo de diseo acorde con la Norma Sismo
Resistente del ao 2010.
9. Se analizarn todos los valores obtenidos teniendo como base el
reglamento colombiano (NSR-10).
10. Con todos los parmetros anteriores se determinar si la estructura
necesita ser reforzada o si es adecuada de acuerdo a la normatividad
vigente.
11. Se elaborar un informe final.
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7. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
El desarrollo del trabajo se realizar a lo largo de los prximos 4 meses, con
50 horas por semana, sin embargo algunos plazos pueden extenderse por la
legalizacin de algunos requisitos al interior de la Universidad del Cauca.
ACTIVIDADES
MES 1 MES 2 MES 3 MES 4
SEMANA SEMANA SEMANA SEMANA
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Recoleccin de informacin.
Evaluacin cualitativa de la estructura.
Caracterizacin de los materiales y geometra de los elementos.
Modelacin de la estructura. Calculo de los ndices correspondientes.
Anlisis de resultados.
Informe final y correcciones.
Sustentacin.
Tabla 1. Cronograma de actividades.
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8. RESULTADOS En el proceso del desarrollo del diagnstico de vulnerabilidad ssmica de la
edificacin, se pretende responder por los siguientes documentos:
Anteproyecto de grado: se entregar al director del departamento de
estructuras una evaluacin del proyecto a tratar y del trabajo a realizar
para cumplir a cabalidad con los objetivos planteados.
Informe Final: Se har y entregar un informe final el cual contendr
detalladamente aspectos de todas las actividades necesarias como
clculos, modelacin, fotografas, utilizacin de equipos, anlisis y
conclusiones, etc. Que conlleven al cumplimiento de los objetivos
trazados en el presente proyecto.
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9. PRESUPUESTO Y FINANCIAMIENTO A continuacin se presenta un estimativo de los gastos involucrados en la
realizacin del trabajo, adems de las fuentes de financiamiento de estos.
# CONCEPTO DESCRIPCIN COSTO
POR MES COSTO POR
4 MESES ASUMIDO
POR
1 RECOLECCIN DE
INFORMACIN Ensayos $2000000 $8000000 UNIVERSIDAD
2 DIRECTOR Soporte
conceptual 1000000 $4000000 UNIVERSIDAD
3 INSUMOS Materiales y
Papelera $40.000 $160.000 ESTUDIANTE
4 GASTOS DE ADMINISTRACIN
Transporte $80.000 $320.000 ESTUDIANTE
5 Otros gastos $40.000 $160.000 ESTUDIANTE
TOTAL $12.640.000
Tabla 2. Presupuesto y financiamiento