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INFORME

PROYECTO DE GRADO – MAESTRÍA EN INGENIERÍA CIVIL

EVALUACION ESTRUCTURAL DE EDIFICIO DE OFICINAS DE 10 PISOS EN

ESTRUCTURA METALICA UBICADO EN LA CIUDAD DE CUCUTA-NORTE DE

SANTANDER-COLOMBIA DE ACUERDO CON EL NSR-10

JOEL CARLOS BARREIRO MORENO

CÓDIGO: 201820280

15 de diciembre de 2020


ESTRUCTURA METÁLICA UBICADO EN LA CIUDAD DE CUCUTA-NORTE

DE SANTANDER-COLOMBIA DE ACUERDO CON EL NSR-10

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CONTENIDO

1. Resumen ........................................................................................................................................ 7

2. Abstract .......................................................................................................................................... 7

3. Introducción y objetivos ................................................................................................................ 8

3.1. Antecedentes y Justificación ................................................................................................... 8

3.2. Objetivos ................................................................................................................................. 9

3.2.1. Objetivos generales ......................................................................................................... 9

3.2.2. Objetivos específicos ....................................................................................................... 9

4. Diseño estructural ........................................................................................................................ 10

4.1. Geotecnia .............................................................................................................................. 10

4.2. Sistema estructural ................................................................................................................ 10

4.3. Análisis estructural ............................................................................................................... 11

4.3.1. Consideraciones en la modelación ................................................................................ 11

4.3.2. Modelo estructural ......................................................................................................... 11

4.4. Diseño Estructural................................................................................................................. 21

4.4.1. Pórticos Arriostrados Excéntricamente ......................................................................... 30

4.4.2. Diseño de la cimentación............................................................................................... 45

4.4.3. Conexiones .................................................................................................................... 50

5. Evaluación Estructural ................................................................................................................. 50

5.1. Análisis no lineal estático ..................................................................................................... 51

5.2. No linealidad del material ..................................................................................................... 51

5.2.1. Asignación de rotulas plásticas en los vínculos ............................................................ 53

5.3. No linealidad geométrica ...................................................................................................... 55

5.4. Flexibilidad de la cimentación .............................................................................................. 57




3

5.5. Curvas de capacidad de carga ............................................................................................... 61

5.6. Secuencia de rotulación de la estructura ............................................................................... 63

5.7. Desplazamiento objetivo....................................................................................................... 72

5.7.1. Viabilidad del método ................................................................................................... 77

5.8. Verificación de las solicitaciones de carga en el punto de comportamiento ........................ 78

5.8.1. Verificación de las vigas ............................................................................................... 78

5.8.2. Verificación de las columnas en el punto de comportamiento ...................................... 79

5.8.3. Verificación de las riostras en el punto de comportamiento ......................................... 80

5.8.4. Verificación de los diafragmas en el punto de comportamiento ................................... 81

5.8.5. Verificación de la cimentación en el punto de comportamiento ................................... 82

6. Presupuesto de la estructura ........................................................................................................ 84

7. Conclusiones ................................................................................................................................ 86




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Índice de Ilustraciones

Ilustración 1Mapa de Colombia que muestra el Aa de todo el país. (NSR-10,2010). ...................................... 13 Ilustración 2 Mapa de Colombia que muestra el Av de todo el país. (NSR-10,2010). ..................................... 14 Ilustración 3 Espectro de diseño. (NSR-10,2010) ............................................................................................ 16 Ilustración 4 Espectro de diseño del proyecto. ................................................................................................. 16

Ilustración 5 Cortante por piso por FHE en la dirección x. .............................................................................. 18 Ilustración 6 Cortante por piso por FHE en la dirección y. .............................................................................. 18 Ilustración 7 Cortante Basal por Analisis Modal en la direccion x .................................................................. 19 Ilustración 8 Cortante Basal por Analisis Modal en la direccion y. ................................................................. 20

Ilustración 9 Derivas en la dirección y............................................................................................................. 20 Ilustración 10 Derivas en la direccion x. .......................................................................................................... 21 Ilustración 11 Diseño de pórticos gravitacionales con Etabs ........................................................................... 23 Ilustración 12Diseño de Vigas y Viguetas de la planta tipo del edificio. ......................................................... 30

Ilustración 13 Rigidez relativa de los pórticos ................................................................................................. 31 Ilustración 14 Angulo de rotación del vínculo durante el sismo de diseño. ..................................................... 32 Ilustración 15 Limite en radianes del ángulo del vínculo. ................................................................................ 32 Ilustración 16 Dimensiones de los atizadores .................................................................................................. 33

Ilustración 17Carga axial mínima de los arriostramientos. .............................................................................. 34 Ilustración 18 Criterio de diseño por capacidad máxima del vínculo. .............................................................. 36 Ilustración 19 Criterio de diseño por capacidad máxima del vínculo. .............................................................. 37

Ilustración 20 Criterio de diseño por capacidad máxima del vínculo. .............................................................. 37 Ilustración 21 Criterio de diseño por capacidad para las columnas del PAE. .................................................. 40 Ilustración 22 Diseño del tablero. .................................................................................................................... 42 Ilustración 23 Analogía de la viga simplemente apoyada para el diseño del diafragma. .................................. 43

Ilustración 24 Diagramas de Corte y Momento de una viga simplemente apoyada. ........................................ 43 Ilustración 25 Vigas en una dirección, Diseño de la cimentación. ................................................................... 46 Ilustración 26 Diseño de una viga de cimentación ........................................................................................... 49 Ilustración 27 Constitutiva de rotulas plásticas (Figura 9.2 ASCE41-17). ....................................................... 52

Ilustración 28 Factores de rotulas plásticas y niveles de desempeño utilizados. Tabla 9-7.2 ASCE41-17. ..... 53 Ilustración 29 Rotula plástica incluida en los vínculos. ................................................................................... 54 Ilustración 30Carga gravitacional incluida la no linealidad geométrica. .......................................................... 55 Ilustración 31 Estado de carga no lineal incluyendo no linealidad geométrica ................................................ 56

Ilustración 32 En la izquierda se visualiza las cargas llegando a la zapata, en la derecha la idealización que

propone el método. .......................................................................................................................................... 57 Ilustración 33 Tomada de ASCE 2017-41, rigidez del suelo y cimentación concentrada en un punto. ............ 58 Ilustración 34 Factores de embebimiento según ASCE 41-17. ........................................................................ 59

Ilustración 35 ASCE 41-17 .............................................................................................................................. 61 Ilustración 36 Curva de capacidad en dirección x ............................................................................................ 62 Ilustración 37 Curva de capacidad en dirección y. ........................................................................................... 63 Ilustración 38 Secuencia de rotulación según FEMA 440 para la dirección x. ................................................ 65

Ilustración 39 Secuencia de rotulación según FEMA 440 para la dirección y. ................................................ 69 Ilustración 40Esfuerzos de capacidad ultima en las vigas de cimentación y las zapatas aisladas. ................... 83 Ilustración 41 Diagrama de momentos en las vigas de amarre. ....................................................................... 84




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Índice de Tablas

Tabla 1 Clasificación de tipo de suelo (NSR-10,2010) .................................................................................... 14 Tabla 2 Coeficiente Fa para cada tipo de suelo (NSR-10,2010). ..................................................................... 15

Tabla 3Coeficiente Fv para cada tipo de suelo (NSR-10,2010). ...................................................................... 15 Tabla 4 Coeficiente de importancia para cada tipo de estructura (NSR-10,2010). ........................................... 16 Tabla 5Factor de modificación de respuesta. (NSR-10,2010). ......................................................................... 17

Tabla 6 Valores de los parametros Ct y α. (NSR-10,2010) ........................................................................... 17 Tabla 7 Participación modal de masas del modelo. ......................................................................................... 18 Tabla 8 participación modal de masas. ............................................................................................................ 19 Tabla 9 Datos de diseño de la columna............................................................................................................ 22

Tabla 10Resistencia de la Columna. ................................................................................................................ 22 Tabla 11 Perfiles elegidos para las columnas................................................................................................... 24 Tabla 12 Diseño de las viguetas. ..................................................................................................................... 24 Tabla 13Diseño de las viguetas. ...................................................................................................................... 25

Tabla 14Diseño de las viguetas. ...................................................................................................................... 26 Tabla 15 Diseño de las viguetas. ..................................................................................................................... 27 Tabla 16 Diseño de las vigas. .......................................................................................................................... 27 Tabla 17 Diseño de las vigas. .......................................................................................................................... 28

Tabla 18 Diseño de las vigas. .......................................................................................................................... 28 Tabla 19Diseño de las vigas. ........................................................................................................................... 28 Tabla 20 Diseño de las vigas. .......................................................................................................................... 29 Tabla 21 Gamma de cada piso comparado con su limite ................................................................................. 32

Tabla 22 Momentos que actúan en el vínculo. ................................................................................................. 34 Tabla 23 Fuerzas de corte que actúan en el vínculo ......................................................................................... 35 Tabla 24 Momento nominal del vínculo. ......................................................................................................... 35 Tabla 25 Resistencia nominal de corte del vínculo. ......................................................................................... 36

Tabla 26 Resultados del análisis por capacidad máxima del vínculo ............................................................... 38 Tabla 27 Cargas actuantes sobre las columnas del PAE .................................................................................. 41 Tabla 28 Columnas del PAE elegidas. ............................................................................................................. 41 Tabla 29Fuerzas actuantes sobre el diafragma rígido. ..................................................................................... 44

Tabla 30 Fuerzas a la que se encuentra sometido el diafragma rígido utilizando la analogía de la viga

simplemente apoyada. ..................................................................................................................................... 44 Tabla 31 Resistencia a corte del diafragma rígido. .......................................................................................... 45 Tabla 32 Cargas nominales del diafragma rígido. ............................................................................................ 45

Tabla 33 Diseño de la viga de cimentación. .................................................................................................... 47 Tabla 34 Diseño de la viga de cimentación gravitacional ................................................................................ 47 Tabla 35 Diseño a corte de la viga de cimentación gravitacional. ................................................................... 47 Tabla 36 Diseño a corte de la cimentación gravitacional. ................................................................................ 48

Tabla 37 Diseño a corte de la cimentación gravitacional. ................................................................................ 48 Tabla 38 Diseño a corte de la cimentación gravitacional. ................................................................................ 49




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Tabla 39Parametros de geometría y resistencia de materiales. ........................................................................ 54

Tabla 40 Verificación en el punto de comportamiento de las vigas por piso de un pórtico arriostrado

excéntricamente. .............................................................................................................................................. 79 Tabla 41 Verificación en el punto de comportamiento de una columna de un pórtico arriostrado

excéntricamente. .............................................................................................................................................. 80

Tabla 42 Verificación en el punto de comportamiento de las riostras de un pórtico arriostrado

excéntricamente. .............................................................................................................................................. 81 Tabla 43 Verificación en el punto de comportamiento de los diafragmas........................................................ 82 Tabla 44 Costo de la estructura y cimentación. ............................................................................................... 85

Tabla 45 Costos directos con cimentación ....................................................................................................... 86 Tabla 46 Costos indirectos sin cimentación ..................................................................................................... 86




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1. Resumen

En el presente estudio, se diseñó y analizó el desempeño sísmico de diez pisos en la ciudad de Cúcuta,

Norte de Santander, se evaluó su mecanismo de colapso considerando la no linealidad de los materiales,

la no linealidad geométrica y la flexibilidad de la cimentación. Se realizó dicho diseño con acero

estructural, el sistema utilizado de pórticos no resistentes a momento para las cargas gravitacionales y

pórticos arriostrados excéntricos para las cargas laterales.

Una vez diseñada la estructura con el criterio de diseño por capacidad según el código NSR10, se realizó

un análisis pushover siguiendo las recomendaciones de ASCE 41-17 para la determinación del

desempeño sísmico de la estructura y se estimó el desplazamiento objetivo para finalmente realizar una

estimación del mecanismo de colapso de la estructura.

2. Abstract

In the present study, the seismic performance of ten floors in the city of Cúcuta, Norte de Santander was

designed and analyzed, its collapse mechanism was evaluated considering the non-linearity of the

materials, the geometric non-lineal and the flexibility of the foundation. This design was made with

structural steel, the system used of frames not resistant to moment for gravitational loads and eccentric

braced frames for lateral loads.

Once the structure was designed with the capacity design criteria according to the NSR10 code, a

pushover analysis was performed following the recommendations of ASCE 41-17 to determine the

seismic performance of the structure and the target displacement was estimated to finally make an

estimate. of the mechanism of collapse of the structure.




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3. Introducción y objetivos

3.1. Antecedentes y Justificación

La ingeniería estructural ha ido perfeccionando sus normas y códigos respecto a las experiencias pasadas

y estudiando los colapsos de estructuras pasadas y también con los recientes de daño en las estructuras,

consecuencia de los sísmicos, es así como surgió el diseño por desempeño el cual consiste en que, de

acuerdo con el periodo de recurrencia del sismo, la estructura debe tener un comportamiento y una

tolerancia de nivel de daño. ASCE 41-17 tiene definido en su código tres tipos de nivel de desempeño,

el cual es estimado de acuerdo con el nivel de rotulación de las rotulas plásticas, los cuales son

ocupación inmediata, seguridad de la vida y prevención de colapso.

La ingeniería sísmica se ha estudiado mucho en los últimos 100 años y nos indica que los suelos pueden

amplificar o disminuir las amplitudes de aceleración de las ondas en el suelo, lo cual es sumamente

importante a la hora de elegir la carga lateral de diseño mediante el cual será diseñada la estructura.

La estructura para diseñar es un edificio de 10 pisos de altura sobre el nivel del suelo. Su uso es para

oficina., el cual se encuentra ubicado en la ciudad colombiana de Cúcuta, en el departamento del Norte

de Santander y fue diseñó de acuerdo con las exigencias de la Norma Colombiana de la Construcción

(NSR-10).

La planta de la edificación tiene dimensiones entre ejes de 22x36 m, con un área en planta de 2820 m2.

La altura de entrepiso es 3 m, resultando en una altura total de 30 m.




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3.2. Objetivos

3.2.1. Objetivos generales

El presente trabajo de grado trata de evaluar el comportamiento de una estructura de diez pisos tomando

en cuenta su resistencia de los materiales, ductilidad del material y nivel de daño que esta puede tener

antes de colapsar, cuando esta estructura es sometida a movimiento durante un evento sísmico de diseño.

3.2.2. Objetivos específicos

Con el objetivo de cumplir con el objetivo general del presente trabajo de titulación, se establecieron

los respectivos objetivos específicos:

• Diseñar cada uno de los elementos que componen la estructura de acuerdo con las disposiciones

que tiene el código NSR-10 para estructuras que pueden desarrollar gran capacidad especial de

disipación de energía (DES).

• Realizar el análisis lineal elástico de la estructura, para poder verificar el cumplimiento de los

requerimientos de NSR-10.

• Hacer el análisis no lineal estático de la estructura según ASCE 41-17 para poder estimar el

comportamiento de la estructura mientras esta se está dañando.

• Obtener las curvas de pushover y las curvas de momento curvatura de cada una de las rótulas

plásticas en los elementos estructurales.

• Estimar el desplazamiento objetivo que puede tener el edificio en el sismo de diseño.




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4. Diseño estructural

4.1. Geotecnia

Acerca de la composición del suelo, la consultora Tecnosuelos S.A. realizó un estudio de suelos en el

cual se determinó que el suelo en el que se encuentra el edificio es un suelo tipo B de acuerdo con NSR-

10, de acuerdo a la clasificación de suelos SUCS el suelo obtenido este compuesto por gravas arcillosas

de mediana plasticidad (GC) teniendo una consistencia en general dura a muy dura, su capacidad

portante es aproximadamente 4 kilogramos por centímetro cuadrado y su coeficiente de balastro es

cercano a los 8 kilogramos por centímetro, por centímetro cuadrado.

La firma especializada en suelos recomendó dos alternativas para la cimentación, la primera seria

zapatas aisladas cuadradas en las bases de cada columna, y segunda alternativa la cual fue la que se

tomó, fue viga de cimentación en una dirección, también llamada zapata corrida.

4.2. Sistema estructural

El sistema estructural es combinado, se utilizó pórticos gravitacionales no resistentes a momento para

las cargas verticales, y se empleó pórticos arriostrados excéntricamente para las cargas laterales, se

eligió este tipo de sistema ya que la exigencia de la Norma Colombiana de la Construcción con respecto

a las derivas es muy alta (1%) y los pórticos arriostrados excéntricamente son muy rígidos con respecto

a otros sistemas.

El sistema de piso utilizado fue el de losas alivianadas con formaleta metálica (Steel deck) prefabricada

por la empresa Corpacero.




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4.3. Análisis estructural

El análisis estructural del edificio se realizó en el software ETABS versión 2018 mediante el uso de

elementos tipo frame para vigas, riostras y columnas, y membrane para losas de entrepiso.

4.3.1. Consideraciones en la modelación

• Vigas, columnas y riostras modeladas como frame.

• Losa de piso modelada como membrane.

• Asignación de zonas rígidas en las conexiones vigas, columnas para consideración de rigidez

y demandas en las caras de los elementos.

• Diafragma rígido por piso para uniformizar grados de libertad de cada piso.

• Se consideró la carga muerta como masa para los análisis de fuerzas horizontales equivalentes

y el análisis modal espectral

• Se consideró los efectos por rigidez geométrica de acuerdo con la formulación P-delta.

4.3.2. Modelo estructural

Materiales

Se consideraron los siguientes materiales para la realización del modelo estructural

• Perfiles de acero estructural A992

▪ Esfuerzo a la fluencia de 50 ksi.

▪ Esfuerzo ultimo de 65 ksi.

▪ Módulo de elasticidad de 29000 ksi.

• Concreto para losa alivianada con formaleta metálica (Steel deck)

▪ Resistencia a la compresión de 3 ksi.

▪ Módulo de Elasticidad de 3600 ksi.




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Cargas Gravitacionales Aplicadas

Para las cargas gravitacionales se consideran dos tipos de cargas las de operación que son las que la

estructura se diseña que soporten durante su tiempo útil y las de construcción que son las cargas que se

consideran durante esta etapa.

Operación

• Cargas vivas:

▪ Wl(oficinas)=2.00 kPa

▪ Wl(cubierta)=5.00 kPa

• Cargas muertas

▪ Rociadores=2.00 kPa

▪ Acabados=1.10 kPa

▪ Ductos Mecanicos/Electricos=0.20 kPa

▪ Particiones=1.00 kPa

▪ Cielo Raso=0.25 kPa

▪ Wdt=2.70 kPa

Construcción

• Cargas vivas:

▪ Carga viva de construcción=1.00 kPa

• Cargas muertas

▪ Losa=2.94 kPa




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Espectro de Diseño

Para las cargas sísmicas aplicadas se consideró el espectro de la Norma Colombiana de la Construcción

NSR-10, como la ubicación del edificio se encuentra en la ciudad de Cúcuta en zona sísmica alta, se

procedió a tomar los valores que la norma recomienda para las aceleraciones esperadas en el suelo.

Ilustración 1Mapa de Colombia que muestra el Aa de todo el país. (NSR-10,2010).

Para la ciudad de Cúcuta 𝐴𝑎 = 0.35




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Ilustración 2 Mapa de Colombia que muestra el Av de todo el país. (NSR-10,2010).

Para la ciudad de Cúcuta 𝐴𝑣 = 0.30

Tabla 1 Clasificación de tipo de suelo (NSR-10,2010)




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El estudio geotécnico determino que el tipo de suelo en el que se asienta el edificio es de

clasificación B.

Tabla 2 Coeficiente Fa para cada tipo de suelo (NSR-10,2010).

Para el proyecto, se determinó que el factor 𝐹𝑎 = 1

Tabla 3Coeficiente Fv para cada tipo de suelo (NSR-10,2010).

Para el proyecto, se determinó que el factor 𝐹𝑣 = 1




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Ilustración 3 Espectro de diseño. (NSR-10,2010)

Tabla 4 Coeficiente de importancia para cada tipo de estructura (NSR-10,2010).

Para un edificio de oficinas, el coeficiente de importancia I=1.

Se obtuvo el espectro de la norma, mostrado en la ilustración 4.

Ilustración 4 Espectro de diseño del proyecto.




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Se estimo el factor de modificación de respuesta de acuerdo con la tabla A.3-1.

Tabla 5Factor de modificación de respuesta. (NSR-10,2010).

Fuerzas Horizontales Equivalente

Para la obtención del periodo estructural del modelo se utilizó la recomendación del apartado A.4.2.2

de la NSR-10

Tabla 6 Valores de los parametros Ct y α. (NSR-10,2010)

El periodo fundamental de la estructura T=0.936 segundos.




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Ilustración 5 Cortante por piso por FHE en la dirección x.

Ilustración 6 Cortante por piso por FHE en la dirección y.

Análisis Modal Espectral

Se tomaron tres modos de vibración por piso, en total son 15 modos de vibración, ya que con esa

cantidad de modos de vibración se obtiene más del 90% de la participación modal de masas la cual

exige la Norma Colombiana de la Construcción, también se cumplió la condición que el cortante basal

del modal espectral, debe ser al menos el 80% del cortante basal por fuerzas horizontales equivalente.




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Ilustración 7 Cortante Basal por Analisis Modal en la direccion x

TABLE: Modal Participating Mass Ratios

Case Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ RX RY RZ SumRX SumRY SumRZ

sec

Modal 1 1.035 0.3126 0.3884 0 0.3126 0.3884 0 0.1576 0.1088 0.0277 0.1576 0.1088 0.0277

Modal 2 1.034 0.4331 0.281 0 0.7456 0.6694 0 0.1141 0.1512 0.0192 0.2717 0.26 0.0469

Modal 3 0.744 0.000004537 0.0461 0 0.7456 0.7155 0 0.018 0.000009208 0.6739 0.2897 0.26 0.7208

Modal 4 0.322 0.1803 0.0000138 0 0.9259 0.7155 0 0.00003046 0.5123 0.000006643 0.2897 0.7723 0.7208

Modal 5 0.303 0.00001582 0.1897 0 0.9259 0.9052 0 0.4356 0.00004374 0.0136 0.7253 0.7724 0.7344

Modal 6 0.221 0.000001452 0.0143 0 0.9259 0.9195 0 0.0329 0.000003712 0.1861 0.7582 0.7724 0.9205

Modal 7 0.166 0.0403 0.000002464 0 0.9663 0.9195 0 0.000006677 0.1087 5.474E-07 0.7582 0.8811 0.9205

Modal 8 0.152 0.000002556 0.0416 0 0.9663 0.9612 0 0.1117 0.000006961 0.0032 0.8699 0.8811 0.9237

Modal 9 0.115 0.0166 0 0 0.9828 0.9612 0 0.00000059 0.0601 0.00003982 0.8699 0.9412 0.9237

Modal 10 0.112 0.00001747 0.0035 0 0.9829 0.9646 0 0.0094 0.0001 0.0408 0.8793 0.9413 0.9645

Modal 11 0.105 0.000001342 0.0163 0 0.9829 0.9809 0 0.0557 0.00000482 0.0015 0.935 0.9413 0.966

Modal 12 0.088 0.0083 0 0 0.9912 0.9809 0 5.765E-07 0.0271 0.000004448 0.935 0.9684 0.966

Modal 13 0.08 7.578E-07 0.0084 0 0.9912 0.9893 0 0.0276 0.000002485 0.0003 0.9625 0.9684 0.9664

Modal 14 0.077 0.000002877 0.001 0 0.9912 0.9903 0 0.0034 0.00001003 0.0166 0.966 0.9684 0.983

Modal 15 0.071 0.0045 0 0 0.9957 0.9903 0 0 0.0164 0.000004072 0.966 0.9848 0.983

Tabla 8 participación modal de masas.




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Ilustración 8 Cortante Basal por Analisis Modal en la direccion y.

Derivas

Se cumplió con el máximo valor máximo permitido por la Norma Colombiana de la Construcción es

del 1%.

Ilustración 9 Derivas en la dirección y.




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Ilustración 10 Derivas en la direccion x.

4.4. Diseño Estructural

El diseño estructural del edificio está conformado por dos sistemas, el sistema de pórticos no resistentes

a momento, el cual es el que soporta las cargas gravitacionales y los pórticos arriostrados

excéntricamente, los cuales son los encargados de soportar todas las cargas laterales a las que el edificio

será sometido en su vida útil.

Diseño Gravitacional

Para el diseño gravitacional se utilizaron pórticos no resistentes a momento, los cuales consisten en

vigas y columnas las cuales se encuentran conectadas con conexiones de corte. Como todos los pisos

son parecidos, los perfiles utilizados para las vigas varían muy poco, para las columnas se decidió

cambiar los perfiles cada 3 pisos ya que las columnas de los pisos superiores tienen menos solicitaciones

que las columnas de los pisos inferiores.

Columnas Gravitacionales




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Tabla 9 Datos de diseño de la columna.

Para las cargas solicitadas en el diseño se diseñó con una columna W14x132

Tabla 10Resistencia de la Columna.

Para las demás columnas se utilizó el segmento de diseño de Etabs.

f'c 3000 psi resistencia del concreto de la losa

Fy 50 ksi fluencia del acero

Ec 3122 ksi Modulo de elasticidad del concreto

Es 29000 ksi Modulo de elasticidad del acero

Lx 26.24672 ft Longitud de viga en la direccion x

Ly 26.24672 ft Longitud de viga en la direccion y

s 8.74890645 ft separacion entre viguetas

ht 3 in altura de concreto en losa

hc 3.1496063 in altura de losa

G 11196.913 ksi Modulo de corte del acero

Vu_vg 123.062 kips Cortante que baja por la viga

Vu_vt 60.3 kips Cortante que baja por la vigueta

n vigas 2 numero de vigas

n viguetas 2 numero de viguetas

npisos 10 numero de pisos

Pu 1466.896 kips Carga Axial

H 9.84252 ft altura de entrepiso

w14x132

J 12.30 in4

ry 3.76 in4

Ag 38.80 in2

Ix 1530.00 in4

Iy 548.00 in4

Cw 25500.00 in6

H/ry 31.41 < 200

k 1.00

Lc 9.84 ft

Fe 290.07 ksi

Fcr 46.52 ksi

fi Pn flx 1624.47 kips

Pandeo por flexion

Fe 318.05 ksi

fcr 46.82

fi Pn tor flx 1634.81 kips

fi Pn 1624.47 kips




23

Ilustración 11 Diseño de pórticos gravitacionales con Etabs

Los diseños finales para las columnas gravitacionales fueron:




24

Tabla 11 Perfiles elegidos para las columnas.

Vigas Gravitacionales

Para las vigas y viguetas se utilizaron en sección compuesta, el porcentaje de sección compuesta

parcial varía entre cada elemento.

Para el cálculo de una vigueta común se eligió el perfil w16x67

Tabla 12 Diseño de las viguetas.

Piso Columna

1 W14x132

2 W14x132

3 W14x132

4 W14x90

5 W14x90

6 W14x90

7 W14x68

8 W14x68

9 W14x68

10 W14x68

viguetas

fy 50 ksi fluencia del acero

fu 65 ksi esfuerzo ultimo del acero

fc 3 ksi resistencia del concreto de la losa

Lx 26.25 ft longitud en la direccion x

Ly 8.75 ft longitud en la direccion y

Hs 3.149606 in altura de losa

hr 3 in altura de steel deck

Es 29000 ksi modulo de elasticidad del acero

Cargas de construccion cargas de operacion

muerta muerta

Dconc 75 lbf/ft2 Do 10 lbf/ft2

w viga 5 lbf/ft2 viva

Dc 80 lbf/ft2 Lo 100 lbf/ft2

viva

Lc 25 lbf/ft2

wv 43.75 lbf/ft2




25

Tabla 13Diseño de las viguetas.

solucion etapa de construccion

wdc 0.7 kip/ft

wlc 0.21875 kip/ft

wuc 1.19 kip/ft

resistencia a flexion

Mu 102.498 kip-ft

Zx sol 27.33281 in3 seleccionar perfil

W16x31

A 9.13 in2

d 15.9 in

tf 0.275 in

tw 0.44 in

h 22.704 in

Ix 375 in4

Zx 54 in3

deltay max 0.875 in

deltay 0.687652 in

contraflecha 0.550121 in




26

Tabla 14Diseño de las viguetas.

chequeo a flexion

fi Mn 202.5 kip-ft

chequeo a cortante

Vuc 15.61875 kips

h/tw 51.6 >= 53.9463437 cumple

fi Vn 209.88 kips

solucion etapa de operacion

wdo 0.7875 kip/ft

wlo 0.875 kip/ft

wuo 2.345 kip/ft

Mu 201.9814 kip-ft

ancho efectivo

b eff 6.5625 ft

A_C 50% accion compuesta

h/tw 51.6 >= 90.5527912 cumple

Ac 248.0315 in2

C con 632.4803 kips

Cstl 456.5 kips




27

Tabla 15 Diseño de las viguetas.

Para las demás viguetas se diseñaron con la sección de diseño estructural de ETABS.

Diseño de las vigas gravitacionales:

Tabla 16 Diseño de las vigas.

Sum Qn 228.25 kips

a inicial 1.136632 in 1.3 in redondeo

Y conc 6.149606 in

Y 2 5.499606 in

fi Mn 386 kips-ft

Sum Qn 260 kips

a 1.29474

AC real 0.569551

C 260

x pna 0.024952 in si es menor que tf cumple

a 1.29474 in

d1 5.502236 in

d2 0.012476 in

d3 7.95 in

Py 456.5 kips

Mn 421.4421 kips - ft

fi Mn 379.2979 kips - ft

elegir perfil w21x44

Zx 95.4 in3 ry 1.26 in

As 13 in2 rts 1.6 in

d 20.7 in J 0.77 in4

tf 0.45 in c 1 para perfiles simetricos

tw 0.35 in ho 20.2 in

Ix 843 in4 b 6.5 in

h 18.76 in Cb 1

w viga 44 lb/ft Sx 81.6 in3

Mp 4770 kips in




28



Tabla 19Diseño de las vigas.

delta y max 0.875 in

delta 0.858253652 in cambiar o contraflecha

C flecha 0.686602921 in

chequeo a flexion

Lb 8.75 ft

Lp 4.450573356 ft

Lr 12.99670844 ft

fi Mn 285.5322444 kips ft

chequeo a cortante

V uc 32.7495 kips

h/tw 53.6 <= 53.94634 ok

fi Vn 217.35 kips ok

Solucion etapa en operacion

P do 20.671875 kips

P lo 22.96875 kips

Puo 61.55625 kips

1.2(wu viga) 0.0528 kips ft

Mu 543.165 kips ft




29


Para las demás vigas se utilizó el apartado de diseño de Etabs

ancho efectivo

n 1 para vigas perimetrales 1 para vigas internas 2

beff 3.28125 ft

h/tw 53.6 <= 90.55279 ok

AC 50%

Ac 183.078248 in2

Ccon 466.8495325 kips

Cstl 650 kips

C 233.4247662 kips

x pna 0.105796885 in si es menor que tf cumple

a 2.32480315 in

d1 4.987204724 in

d2 0.052898442 in

d3 10.35 in

Py 650 kips

fi Mn 590.2200687 kips ft




30

Ilustración 12Diseño de Vigas y Viguetas de la planta tipo del edificio.

4.4.1. Pórticos Arriostrados Excéntricamente

Para los pórticos arriostrados excéntricamente el método tomado para su diseño fue encontrar el valor

esperado para que los vinculo resistan las cargas a corte durante el sismo y los demás elementos del

pórtico se diseñaron por el criterio de capacidad.

Se detallo el vínculo mínimo de acuerdo con las derivas de piso por ende hay vínculos que el criterio

de diseño no fue la resistencia de esta.

Diseño del Vinculo

Para el diseño del vínculo se eligió la longitud de este en 1.5 metros ya que así presentaba la rigidez

necesaria para que cumplan las derivas y así cumplir con la norma colombiana de la construcción.




31

Ilustración 13 Rigidez relativa de los pórticos

También se cumplió con el Angulo mínimo de corte para garantizar que la falla del vínculo sea por

corte y también la conexión no sufra solicitaciones de momentos tan altos.




32

Ilustración 14 Angulo de rotación del vínculo durante el sismo de diseño.

Tabla 21 Gamma de cada piso comparado con su limite

Ilustración 15 Limite en radianes del ángulo del vínculo.

Piso Gamma Gamma Limite

1 0.036 0.08

2 0.049 0.08

3 0.053 0.08

4 0.057 0.08

5 0.062 0.08

6 0.068 0.08

7 0.072 0.08

8 0.076 0.08

9 0.076 0.08

10 0.074 0.08




33

Como el vínculo debe fallar por contante, el sistema obliga a tener consideraciones que dentro del

vínculo los atizadores deben cumplir con ciertas características para garantizar que la resistencia al

corte del perfil sea la máxima que este pueda desarrollar y así los ciclos de histéresis reales sean los

más parecidos a los teóricos.

Ilustración 16 Dimensiones de los atizadores

Para los vínculos de cada piso se eligió el perfil W16x67 ya que era el idóneo para soportar las cargas

y cumplir con las derivas del edificio.

El vínculo elegido debe tener arriostramientos en sus extremos que puedan soportar una carga de

arriostramiento mínima.




34

Ilustración 17Carga axial mínima de los arriostramientos.

Cargas actuantes sobre el vínculo:

Tabla 22 Momentos que actúan en el vínculo.

Piso P min Arriostramiento (kip)

1 121.64

2 121.64

3 121.64

4 121.64

5 121.64

6 121.64

7 121.64

8 121.64

9 121.64

10 121.64

Piso Mu (kN-m)

1 164.7

2 168.46

3 152.92

4 153.44

5 139.11

6 128.84

7 130.59

8 123.16

9 110.87

10 93.01




35

Tabla 23 Fuerzas de corte que actúan en el vínculo

Con dichas cargas se diseñó el vínculo:

Para el perfil W16x67 se muestra la resistencia del vínculo:

Tabla 24 Momento nominal del vínculo.

Piso Vu (kN)

1 371.85

2 355.39

3 362.78

4 330.66

5 304.56

6 292.69

7 293

8 296.22

9 282.47

10 246.61

Piso Mn (kN-m)

1 661.46

2 661.46

3 661.46

4 661.46

5 661.46

6 661.46

7 661.46

8 661.46

9 661.46

10 661.46




36

Tabla 25 Resistencia nominal de corte del vínculo.

Viga fuera del vínculo y riostras excéntricas.

El diseño de las riostras y la viga fuera del vínculo se realizó con el criterio de capacidad, se estimó la

máxima carga que transmitirá el vínculo a los demás elementos y estos se diseñaron para poder

soportar dichas cargas.

Ilustración 18 Criterio de diseño por capacidad máxima del vínculo.

Piso Vn (kN)

1 710.72

2 710.72

3 710.72

4 710.72

5 710.72

6 710.72

7 710.72

8 710.72

9 710.72

10 710.72




37






38

Tabla 26 Resultados del análisis por capacidad máxima del vínculo

La viga fuera del vínculo y la riostra elegida para todos los pisos fueron W16x67 y la riostra W8x67

Resultados de la viga fuera del vínculo:

Fy 50 ksi

d 16.3 in

tw 0.395 in

Vn 177.39 kips

Ry 1.1

R 4.8

L 26.25 pies

H 9.84 pies

Lbol 10.66 pies

L br 14.51 pies

x 4.92 pies

Ibol 0.05 pies4

Ibr 0.01 pies4

alpha 0.75 rad

Vlink 214.65 kips

Pbol 286.20 kips

M link 528.17 kips-ft

r 0.83 kips-ft

Mbol 436.68 kips-ft

M br 91.49 kips-ft

Rbr 391.04 kips

Pbr 481.46 kips

Rcol 176.39 kips

Vbr -54.93 kips

V bol 176.39 kips

Vinculo

W16x67




39

Resultados de la riostra:

Columna de los PAE

Las columnas de los pórticos se diseñaron con el criterio de la máxima capacidad del vínculo, el cual

va bajando piso a piso, en estas columnas los momentos al que son sometidas es muy bajo, que se puede

Viga fuera del Vinculo W16x67

A 19.7 in2

Ix 954 in4

Iy 119 in4

ry 2.46 in

fy 50 ksi

Z 130 in3

E 29000 ksi

Fe 15234.6 ksi

Fcr 49.9 ksi

Pn 983.8 kips

Mn 541.7 kips ft

Vn 177.3945 kips

interaccion 1.007521

Riostra w8x67

A 19.7 in2

Ix 272 in4

Iy 88.6 in4

ry 2.12 in

fy 50 ksi

Z 70.1 in3

E 29000 in2

Fe 42.42409 ksi

Fcr 32.01245 ksi

Pn 630.6452 kips

Mn 292.0833 kips ft

Vn 243.846 kips

interaccion 1.076654




40

asumir que es cero, por eso las columnas del sistema se diseñaron netamente a carga axial como se

muestra en la ilustración 22.

Ilustración 21 Criterio de diseño por capacidad para las columnas del PAE.

Las cargas axiales actuantes en las columnas del PAE fueron:




41

Tabla 27 Cargas actuantes sobre las columnas del PAE

Las columnas elegidas fueron las mismas de los pórticos gravitacionales ya que cumplen con las cargas

por piso del sistema y además si estas se reducen se deja de cumplir con el requerimiento de las derivas

de piso.

Tabla 28 Columnas del PAE elegidas.

Diseño de la losa de cimentación y el diafragma rígido

Para el diseño de la losa de cimentación la cual se realizó con el software Corpasoft de la empresa

Corpacero, ya que se hizo el diseño con esta herramienta, la losa está diseñada con steel deck la cual

posee una malla de acero de refuerzo.

Piso Columna

1 W14x132

2 W14x132

3 W14x132

4 W14x90

5 W14x90

6 W14x90

7 W14x68

8 W14x68

9 W14x68

10 W14x68




42

Ilustración 22 Diseño del tablero.

Para el diseño del diafragma rígido se realizó la analogía de la viga simplemente apoyada, la cual se le

colocaron las cargas que recomienda la NSR-10




43

Ilustración 23 Analogía de la viga simplemente apoyada para el diseño del diafragma.

Ilustración 24 Diagramas de Corte y Momento de una viga simplemente apoyada.




44

En el diseño del diafragma se debe tomar en cuenta que las cargas laterales incrementan las tensiones

en la losa y en la viga, y siguiendo las recomendaciones del NERPH Brief No. 5, y los esfuerzos de

corte de la losa deben poder ser transmitidos a los pórticos mediante conectores de corte, por ende, el

diafragma podría requerir más refuerzo para soportar esas tensiones y también más conectores de corte

para que este trabaje como un diafragma rígido.

As 0.35 g

Sa 0.385 g

heq 22.5 m

Diafragma

Piso hi(m) ai(g) wi(Ton) Fx (Ton) Ly(m) Lx(m) wy(ton/m) wx(ton/m) My (ton-m) Mx (ton-m) Iy (m4) Ix (m4) Ty (Ton) Tx (Ton) Vy (ton) Vx (ton)

1.00 3.00 0.35 496.18 36.66 22.00 36.00 1.67 1.02 100.82 164.98 524.88 119.79 16.80 44.99 18.33 18.33

2.00 6.00 0.36 485.39 36.34 22.00 36.00 1.65 1.01 99.93 163.52 524.88 119.79 16.65 44.60 18.17 18.17

3.00 9.00 0.36 485.39 36.81 22.00 36.00 1.67 1.02 101.22 165.64 524.88 119.79 16.87 45.17 18.40 18.40

4.00 12.00 0.37 485.39 37.28 22.00 36.00 1.69 1.04 102.52 167.76 524.88 119.79 17.09 45.75 18.64 18.64

5.00 15.00 0.37 487.24 37.90 22.00 36.00 1.72 1.05 104.22 170.53 524.88 119.79 17.37 46.51 18.95 18.95

6.00 18.00 0.38 487.24 38.37 22.00 36.00 1.74 1.07 105.52 172.67 524.88 119.79 17.59 47.09 19.19 19.19

7.00 21.00 0.38 487.24 38.84 22.00 36.00 1.77 1.08 106.82 174.80 524.88 119.79 17.80 47.67 19.42 19.42

8.00 24.00 0.41 490.95 42.00 22.00 36.00 1.91 1.17 115.51 189.01 524.88 119.79 19.25 51.55 21.00 21.00

9.00 27.00 0.46 490.95 47.25 22.00 36.00 2.15 1.31 129.95 212.64 524.88 119.79 21.66 57.99 23.63 23.63

10.00 30.00 0.51 490.95 52.50 22.00 36.00 2.39 1.46 144.39 236.27 524.88 119.79 24.06 64.44 26.25 26.25

Tabla 29Fuerzas actuantes sobre el diafragma rígido.

Tabla 30 Fuerzas a la que se encuentra sometido el diafragma rígido utilizando la analogía de la viga simplemente apoyada.




45

Tabla 31 Resistencia a corte del diafragma rígido.

La resistencia a corte del diafragma es más alta que la que actúa, pero se necesitan 7 conectores de corte

de ¾” adicionales para que este sea capaz de transferir la carga.

La resistencia a tensión y compresión por flexión adicional que tendrían las vigas para que durante un

evento sísmico el conjunto de losa con vigas actúe como un diafragma rígido cumple como se puede

visualizar en la tabla 35.

Tabla 32 Cargas nominales del diafragma rígido.

4.4.2. Diseño de la cimentación

Para el diseño de la cimentación se eligió el sistema de zapatas en una dirección en combinación con

zapatas aisladas, específicamente para las columnas que pertenecen a los pórticos gravitacionales, las

S 15.00 cm

Av 0.24 cm2

f'c 210.00 kg/cm2

bw 13.50 cm

pt 0.00117

fy 4200.00 kg/cm2

Awx 2970.00 cm2

Awy 4860.00 cm2

fi Vnx 37.45 Ton

fi Vny 61.2752 Ton

Ly/4 550.00 cm

Lx/4 900 cm

Asx 14.254977 cm2

Axy 8.7905689 cm2

fi Pn x 38.916086 ton

fi Pn y 23.998253 ton

fi Pn Vigasx 55.02 ton

fi Pn Vigasy 177.56 ton

fi Pnx 93.936086 ton

fi Pny 201.55825 ton




46

condiciones del suelo y las recomendaciones de quienes hicieron el estudio de suelos, para el diseño de

la cimentación se realizó el modelo de viga sobre un medio elástico ya que se asemeja mucho como va

a trabajar.

Ilustración 25 Vigas en una dirección, Diseño de la cimentación.

Para las siguientes cargas se realizó un modelo de viga sobre un medio elástico y se obtuvieron los

siguientes resultados:




47

Tabla 33 Diseño de la viga de cimentación.

Tabla 34 Diseño de la viga de cimentación gravitacional

Tabla 35 Diseño a corte de la viga de cimentación gravitacional.

fc (kg/cm2)350.0

kg/cm2 h (cm)150.0

cm

fy (kg/cm2)4200.0

kg/cm2 b (cm)80.0

cm

As min37.3

cm2 d (cm)140.1

cm

Mu (-)59.0 535.6 837.3 535.6 59.0 0.0 0.0

Cuantia0.0010 0.0097 0.0159 0.0097 0.0010 0.0000 0.0000

As req.39.93 108.63 178.24 108.63 39.93 39.93 39.93

φ 28 28 28

# barras 8 8 8

As cont.49.26 49.26 49.26 0.00 0.00 0.00 0.00

φ 0 28 28

# barras 0 10 22

As ref.0.00 61.58 135.47 0.00 0.00 0.00 0.00

As total49.26 110.84 184.73 0.00 0.00 0.00 0.00

fc (kg/cm2)350 kg/cm2

b (cm)80 cm

fy (kg/cm2)4200 kg/cm2

d (cm)140 cm




48

Tabla 36 Diseño a corte de la cimentación gravitacional.


Vu izq 210.0 Ton

Vu der404.6 Ton

Vu405

Vs 428.4 Ton

1.1R(f'c)bd230.5 No cumple

2.2R(f'c)bd461.0 Ok

φVc (Ton) 83.3

Cortantes

φ (mm)12 mm

#ramales8

Av9.05 cm2

S. req12.42 cm

Separacion 10

φVs 399.0 ton

φVn 482.3 ton

Diseño de Sep. Requerida - Extremos




49


La viga de cimentación cumple con los requisitos del NSR-10

Ilustración 26 Diseño de una viga de cimentación

S. max30.0 Ton

Separacion30 cm

φVn216.3 Ton

CuantiaAv min0.00089

Cuantia 0.00377 Ok

Diseño de Sep. Requerida - Centro




50

4.4.3. Conexiones

Para las conexiones se utilizó el software RAM Connections el cual evalúa el estado de cada conexión

sea este entre vigas, columnas, riostras o la conexión de placa base. Cada una de las conexiones se

encuentra mostrada en los planos anexos, se revisó cuidadosamente que cada una de las conexiones

cumpliera la norma colombiana de la construcción

Para las conexiones vigas-columnas, viga-viga, se utilizaron conexiones a corte de placa simple con

pernos y soldadura combinada, con excepción de las conexiones vigas-columnas utilizadas en los

voladizos y las conexiones riostra-viga las cuales son parte de los pórticos arriostrados excéntricamente,

esas conexiones mencionadas si tenían requerimiento de momento y se les realizo una conexión con

resistencia a momento.

Las conexiones a placa base fueron diseñadas sin resistencia a momento ya que así fue como se modelo

la estructura.

5. Evaluación Estructural

Para la revisión estructural se procedió a realizar un análisis no lineal estático, para poder determinar

los diferentes niveles de desempeño de la estructura y poder prever cual será el comportamiento de

esta ante un evento sísmico.




51

5.1. Análisis no lineal estático

El análisis no lineal estático se realizó considerando las propiedades principales de los materiales, sean

estas geométricas o de resistencia de los materiales, la inelasticidad de este utilizando un modelo de

plasticidad concentrada en cada uno de los elementos, se consideró también la no linealidad geométrica

global y local de los elementos constituyentes de la estructura y la flexibilidad de la cimentación.

La finalidad del análisis es poder encontrar la capacidad del edificio y la ubicación del punto de

comportamiento inelástica de la estructura y el mecanismo de colapso.

Para que los resultados tengan un acercamiento razonable con lo que pasa en la realidad, es necesario

que la estructura tenga gran participación de masas en el primer modo, también llamado modo

fundamental.

El método para utilizar será realizar el monitoreo del desplazamiento lateral, aumentando

gradualmente la carga lateral hasta el colapso de la estructura, teniendo en cuenta:

• Formación de un mecanismo plástico.

• Se considera la resistencia ultima de la estructura.

• Magnitudes de las rotaciones plásticas en los extremos de las vigas están en función

del desplazamiento objetivo.

• Zona critica para los efectos P-delta.

5.2. No linealidad del material

Con el fin de cuantificar la no linealidad del material es necesario realizar la caracterización de los diagramas




52

de momento-curvatura de cada una de las secciones transversales para cada elemento, ya que el

comportamiento del acero estructural no es lineal, la rigidez de los elementos varia con la variación del

momento aplicado en cada elemento respectivamente.

El diagrama momento-curvatura muestra un estado inicial de la rigidez, la cual es constante hasta el instante

antes que la sección empiece a fluir y sus propiedades empiecen a cambiar, el cual en un principio empieza a

endurecerse y luego empieza a caer, hasta llegar a la falla.

Para tener una aproximación cercana del comportamiento no lineal de los materiales, los documentos ASCE

41-17 y FEMA 356 tienen requerimientos de rigidez, resistencia y ciertos límites de servicio para cada uno de

los elementos estructurales presentes en una edificación a rehabilitar, este a su vez presenta algunos

parámetros para la estimación y caracterización de las rotulas plásticas de cada uno de dichos elementos.

Las rotulas plásticas utilizadas en este trabajo fueron las que recomienda ASCE41-17 las cuales siguen la

siguiente constitutiva:

Ilustración 27 Constitutiva de rotulas plásticas (Figura 9.2 ASCE41-17).

La cual depende de las cargas a las que está sometido el elemento, el material de que este hecho, sus

características geométricas, entre otros.




53

5.2.1. Asignación de rotulas plásticas en los vínculos

Las rotulas plásticas que se implementaron en los vínculos fueron las que corresponden a vínculos que

están controladas por cortante ya que así fueron diseñados, y se utilizó endurecimiento del 2% como

recomienda el ASCE41-17 para elementos que se encuentran controlados por corte.

Ilustración 28 Factores de rotulas plásticas y niveles de desempeño utilizados. Tabla 9-7.2 ASCE41-17.

Los vínculos son perfiles W16x67, como son elementos cortos, las deformaciones por cortante no son

despreciables, por ende, fueron consideradas para el cálculo de la rigidez inicial y post-fluencia.




54

Tabla 39Parametros de geometría y resistencia de materiales.

Finalmente, la rótula plástica que se utilizó se caracterizó de la siguiente manera:

Ilustración 29 Rotula plástica incluida en los vínculos.

Las rotulas plásticas fueron incluidas en los extremos de los vínculos, los cuales se encuentran a las

distancias relativas de 0.05 y 0.95 respectivamente.




55

5.3. No linealidad geométrica

Para considerar la no linealidad geométrica de los elementos se utilizó la formulación P-delta la cual es

válida para estructuras que tendrían deformaciones pequeñas, l cual toma en cuenta la no linealidad

geométrica tanto local de cada elemento y global de toda la estructura.

El software ETABS 21 con el que se hicieron estas modelaciones, tiene incorporado tomar en cuenta la

no linealidad geométrica para cada caso de carga, lo que se procedió a realizar primero un caso de carga

gravitacional en el cual se tome en cuenta el efecto para luego tomarlo también en cuenta cuando

incrementamos la carga lateral en el análisis no lineal estático.

El estado de carga gravitacional considerado para la carga gravitacional es del total de la carga muerta

sumado a un cuarto de la carga viva como se muestra en la siguiente ilustración.

Ilustración 30Carga gravitacional incluida la no linealidad geométrica.




56

Para el estado de carga lateral se incluyeron tanto en los ejes ‘x’ y ‘y’ el estado de rigidez final del caso

de carga gravitacional no lineal para así tener una aproximación más clara de cómo se comportaría la

estructura y como afecta a este tomar dicha consideración, las cargas fueron realizadas con monitoreo

del desplazamiento tanto para el primer y segundo modo el cual corresponde a las dos direcciones en el

plano, el desplazamiento en cubierta hasta llegar al fallo de la misma y poder ver cuál es la secuencia

de rotulación y poder estimar el mecanismo de colapso de la estructura se modelo utilizando la no

linealidad geométrica en el análisis antes mencionado.

Ilustración 31 Estado de carga no lineal incluyendo no linealidad geométrica




57

5.4. Flexibilidad de la cimentación

Para la flexibilidad de la cimentación se utilizaron las ecuaciones propuestas por ASCE 41-17 las cuales

se realizaron resortes lineales que simulan la rigidez del suelo incluida la cimentación, como el edificio

fue cimentado mediante cimentación superficial se podía realizar dicho método.

El método consiste en la idealización matemática que el suelo y el cimiento son un resorte que simula

la rigidez de la interacción del suelo con la estructura, dicha idealización es en los sentidos laterales,

rotacionales y también en el sentido lateral como indica en la ilustración 33.

Ilustración 32 En la izquierda se visualiza las cargas llegando a la zapata, en la derecha la idealización que propone el

método.

Existen varias ecuaciones empíricas que estiman la rigidez de la estructura, las utilizadas en este

proyecto fueron las siguientes:




58

Ilustración 33 Tomada de ASCE 2017-41, rigidez del suelo y cimentación concentrada en un punto.

Las rigideces de los resortes que simulan el suelo y la cimentación de la estructura deben ser corregida

por embebimiento, la rigidez varía de acuerdo con la altura de desplante a la cual se encuentra la zapata,

para la cual se utilizaron los siguientes factores:




59

Ilustración 34 Factores de embebimiento según ASCE 41-17.

Los datos requeridos que se necesitan para la estimación son:

Los valores geotécnicos son parámetros los cuales se encuentran en el estudio geotécnico que se utilizó

en el presente estudio, la reducción del módulo de corte se lo estimo de acuerdo con las recomendaciones

de NSR-10 que para el caso que se tiene seria G/G0=0.42.

gamma 2.028 ton/m3

E 1000 kg/cm2

miu 0.35

G 1555.556 ton/m2

V 1192 m/s

L 18 m

B 1.5 m

h 0.4 m

d 0.4 m

D 0.6 m




60

Para la estructura que se evaluó los valores de las rigideces para cada resorte se muestran en la

siguiente tabla:

Como simplificar la interacción suelo estructura mediante resortes es una simplificación que deja de

lado algunos parámetros tiene un nivel alto de incertidumbre, por esa razón la norma ASCE 41-17 da

pautas que se debe usar un rango de 2 veces la rigidez que se obtuvieron por medio de los cálculos y de

0.5 veces la misma, como se muestra en la ilustración 36:

k x,t 25876.04 ton/m beta x 1.28 K x,t 33203.81 ton/m 33.20 ton/mm

k y,t 32098.26 ton/m beta y 1.54 K y,t 49402.7 ton/m 49.40 ton/mm

k z,t 38745.9 ton/m beta z 11.09 K z,t 429848.2 ton/m 429.85 ton/mm

k x,r 39576.92 ton/m-rad beta xx 1.7779769 K x,r 70366.86 ton/m-rad 70.37 ton/mm

k y,r 1477269 ton/m-rad beta yy 1.21442625 K y,r 1794034 ton/m-rad 1794.03 ton/mm

k z,r 1228505 ton/m-rad beta zz 1.95547974 K z,r 2402316 ton/m-rad 2402.32 ton/mm




61

Ilustración 35 ASCE 41-17

Para el presente estudio se eligió la opción más desfavorable ya que es incierta la magnitud de la

rigidez del cimiento sobre el suelo.

5.5. Curvas de capacidad de carga

Se realizaron tres idealizaciones de curvas de pushover para cada dirección tomando en cuenta en una solo

la no linealidad del material, en el segundo tomando no linealidad del material y no linealidad geométrica,

y la tercera tomando en cuenta, la no linealidad del material, no linealidad geométrica y la flexibilidad de la

cimentación para así tener una mejor aproximación de cómo se comportaría la estructura real.

Con dichas curvas se puede identificar cual sería la sobre resistencia que tiene la estructura respecto a la

fuerza de diseño y poder compararlas de acuerdo con las que se presentan en NSR-10.

Las curvas de pushover el cual nos muestra un historial de desplazamiento en la cubierta contra cortante

basal el cual da una estimación de la máxima resistencia lateral que soporta una estructura para los dos




62

principales modos que deben ser traslacionales, la curva muestra los niveles de desempeño los cuales la

norma ASCE 41-17 define de acuerdo con la rotulación de cada una de las rotulas plásticas, los cuales son

ocupación inmediata, seguridad de vida y prevención de colapso.

Para la dirección x los resultados obtenidos fueron:

Ilustración 36 Curva de capacidad en dirección x




63

Ilustración 37 Curva de capacidad en dirección y.

En la dirección x se puede visualizar que la sobre resistencia de la estructura en dicha dirección es del orden

de Ω = 4 y en la dirección y Ω = 3.65, el R que se eligió en el diseño fue del orden de 6 como establece la

NSR-10, se puede ver que la diferencia entre las curvas no varía mucho, eso quiere decir que tanto el suelo

como la estructura tienen la rigidez suficiente para que dichos efectos no sean tan importantes como en

estructuras que sean o estén sobre suelos más flexibles.

La curva de capacidad nos da una idea de cuál sería el desplazamiento al cual llegaría la estructura en caso

de que sea exigido hasta el sismo de diseño.

5.6. Secuencia de rotulación de la estructura

La secuencia de rotulación de la estructura se la obtuvo para poder estimar el mecanismo de colapso de

la estructura, y poder estimar el nivel de desempeño al cual se podría encontrar la estructura, los niveles

de desempeño que considera la norma son IO, LS y CP.




64

Para el nivel de desempeño IO se requiere que no exista daño estructural grave, siempre que sea

reparable la estructura para que esta se pueda volver a ocupar luego de las debidas reparaciones.

Para el nivel de desempeño LS la estructura estaría muy dañada y el objetivo serio salvar la vida de los

ocupantes y sería deseable poder reparar la estructura, pero deja de ser prioridad.

Para el nivel de desempeño CP lo que se busca es que la estructura no colapse, se dañe siempre y cuando

no colapse.

Según las disposiciones de FEMA 440, se comparó la secuencia de plastificación de cada una de las

rotulas, en concordancia con la curva de capacidad contra deformación para una mejor apreciación del

comportamiento plástico de la estructura.

En las ilustraciones 39 y 40 se observan las secuencias de rotulación tanto para la dirección x como para

la dirección y, se puede constatar que la curva de capacidad realiza un cambio de pendiente cuando las

primeras rotulas entran en plantificación, y las ultimas en plastificarse, justo antes de entrar al rango de

rigidez negativa.




65

Rótulas IO:

Ilustración 38 Secuencia de rotulación según FEMA 440 para la dirección x.




66

Rótulas LS




67

Rótulas CP




68




69

Ilustración 39 Secuencia de rotulación según FEMA 440 para la dirección y.

Rótulas IO:




70

Rótulas LS




71

Rótulas CP




72

5.7. Desplazamiento objetivo

El desplazamiento objetivo es el desplazamiento máximo que se puede obtener en la cubierta del edificio

para el sismo de diseño que se encuentra idealizado en el espectro de diseño según NSR-10 luego de

haber realizado un análisis no lineal estático sometiendo la estructura a carga gravitacional y luego a

carga lateral tomando en cuenta la degradación de rigidez de la estructura sea por no linealidad

geométrica, no linealidad del material o por flexibilidad de la cimentación. Se lo obtiene idealizando la

curva de capacidad como si se tratase de un modelo bilineal que tenga la misma área bajo la curva que




73

la curva real del modelo estructural, la norma ASCE 41-17 corrige el desplazamiento objetivo con tres

factores de modificación los cuales son c0, c1 yc2.

Los coeficientes de modificación de la respuesta del desplazamiento objetivo modelan la relación entre

desplazamientos en cubierta elásticos con desplazamientos en cubierta inelásticos, la multiplicidad de

grados de libertad de la estructura y la perdida de rigidez entre cada ciclo ya que la estructura está

modelando un sistema que vibra contra el tiempo cuando esta se la está analizando estáticamente.

Se debe realizar una simulación bilineal de la curva de pushover que disipe la misma cantidad de energía

que la curva original, y con dicha idealización se debe calcular la rigidez post fluencia con la cual se

encuentra el periodo natural no lineal el cual toma en consideración la perdida de rigidez luego que la

estructura entro en fluencia.

Para calcular dicho periodo se utiliza la ecuación:




74

Los coeficientes c1 y c2 antes mencionados se calculan con las siguientes ecuaciones:

Para el coeficiente c0 se lo determina con la siguiente tabla aproximadamente

Para la estructura actual se eligió el valor señalado ya que es el que más se le asemeja según las

consideraciones que toma la norma ASCE 41-17.

La idealización bilineal para la curva de capacidad en la dirección x fue:




75

Los resultados para la dirección x fueron:

La idealización bilineal para la curva de capacidad en la dirección y fue:

Ki 68.07 Kn/mm

ke 68.07 Kn/mm

Ti 1.23 s

Te 1.23 s

Sa 0.29 g

c0 1.50

W 75188.44 Kn

Vx 17956.00 Kn

CM 0.90

u strength 1.09

u max 3.50

alpha 130.00

c1 1.00

c2 1.00

dt 163.61 mm




76

Los resultados para la dirección y fueron:

En ambas direcciones el desplazamiento objetivo fue parecido para la dirección x, el desplazamiento

objetivo fue de 153.61 mm y para la dirección y fue de 201.33 mm lo cual es coherente ya que el

espectro de diseño y el periodo para el cual se lo diseña es parecido.

Ki 42.16 Kn/mm

ke 42.16 Kn/mm

Ti 1.50 s

Te 1.50 s

Sa 0.24 g

c0 1.50

W 75188.44 Kn

Vx 15155.55 Kn

CM 0.90

u strength 1.07

u max 2.756

alpha 130.00

c1 1.00

c2 1.00

dt 201.33 mm




77

5.7.1. Viabilidad del método

Para que el método sea válido por sí solo, según ASCE 41-17, se deben cumplir dos condiciones:

• μstrength ≤ μmax

• El cortante basal para la respuesta del primer modo de vibración, debe ser menor al 130%

comparándolo con la respuesta de todos los modos utilizados.

Se realizo anteriormente los cálculos de μstrength 𝑦 μmax para ambas direcciones y dicha condición

se encuentra satisfecha.

Para la segunda condición se realizó el cálculo de los cortantes basales en cada uno de los pisos, en

las dos direcciones:

Para la dirección x:

No se cumple la condición ya que, para los tres últimos pisos, se excede el porcentaje de diferencia

entra ambos en más del límite.

Piso Vx (modo 2) (kN) Vx (modo 15) (kN) %

10 2311.37 3813.19 165%

9 4438.72 6429.10 145%

8 6364.98 8116.17 128%

7 8056.90 9172.01 114%

6 9507.71 10021.33 105%

5 10699.62 10894.27 102%

4 11624.61 11930.54 103%

3 12302.53 13106.38 107%

2 12737.80 14231.07 112%

1 12944.06 14997.97 116%




78

5.8. Verificación de las solicitaciones de carga en el punto de comportamiento

Se debe verificar el comportamiento de la estructura en el punto de comportamiento en el cual, la

estructura presenta las solicitaciones esperadas en el sismo de diseño, para esto se revisaron cada uno

de los elementos que componen estructuralmente el edificio y se tuvieron los siguientes resultados:

5.8.1. Verificación de las vigas

Se realizó la revisión de las vigas que conforman los pórticos arriostrados excéntricamente y se revisó

que estos cumplen tanto para momento, como para corte, esto era de preverse ya que estas vigas fueron

diseñadas por el criterio de la máxima capacidad del vínculo y, por ende, estos aún se encuentran en el

rango elástico.

En la tabla 42 se muestra las cargas actuantes y resistentes de la viga de uno de los pórticos arriostrados

excéntricamente y se puede observar que la resistencia en cada uno de los pisos es mayor a las cargas

actuantes.

Piso Vy (modo 1) (kN) Vy (modo 15) (kN) %

10 2274.42 4108.15 181%

9 4310.76 6578.22 153%

8 6106.87 7956.05 130%

7 7641.94 8730.48 114%

6 8915.44 9404.17 105%

5 9923.80 10253.18 103%

4 10677.53 11378.78 107%

3 11203.47 12724.22 114%

2 11520.55 14030.76 122%

1 11660.10 14960.60 128%




79

Tabla 40 Verificación en el punto de comportamiento de las vigas por piso de un pórtico arriostrado excéntricamente.

5.8.2. Verificación de las columnas en el punto de comportamiento

Se realizó la revisión de las columnas que conforman los pórticos arriostrados excéntricamente y se

revisó que estos cumplen tanto para la interacción momento- carga axial, como para corte, esto era de

preverse ya que al igual que vigas, las columnas también fueron diseñadas por el criterio de la máxima

capacidad del vínculo y por ende, estos aún se encuentran en el rango elástico, por lo cual estos

elementos estructurales no han sufrido daño y son aptos para soportar las cargas laterales por algún

evento sísmico.

En la tabla 43 se muestra las cargas actuantes y resistentes de una columna de uno de los pórticos

arriostrados excéntricamente y se puede observar que la resistencia en cada uno de los pisos es mayor

a las cargas actuantes y la interacción entre ellas también es menor a la máxima permitida.

Story Beam Pu Vu Mu Pr Vr Mr Pu/Pr Vu/Vr Mu/Mr

Story10 Vigas 0 38.1882 -10.0608 2045.08 814.025 515.6389 0% 5% 2%

Story9 Vigas 0 -16.4203 70.2407 2045.08 814.025 515.6389 0% 2% 14%

Story8 Vigas 0 -46.0954 152.6054 2045.08 814.025 515.6389 0% 6% 30%

Story7 Vigas 0 -82.0554 233.7436 2673.31 826.57 649.6667 0% 10% 36%

Story6 Vigas 0 -127.5495 309.1828 2673.31 826.57 649.6667 0% 15% 48%

Story5 Vigas 0 -157.3918 364.2549 2673.31 826.57 649.6667 0% 19% 56%

Story4 Vigas 0 -181.2464 418.8648 3059.2 1176.338 741.4583 0% 15% 56%

Story3 Vigas 0 -207.3981 458.2194 3059.2 1176.338 741.4583 0% 18% 62%

Story2 Vigas 0 -225.5834 516.7352 3923.33 1190.088 918.0018 0% 19% 56%

Story1 Vigas 0 -244.5528 551.8815 3923.33 1190.088 918.0018 0% 21% 60%

Story Column Pu Vu1 Mu1 Vu2 Mu2 Pr Vr Mr Pu/Pr Vu1/Vr Mu1/Mr Vu2/Vr Mu2/Mr

Story10 Columna -146.10 -11.32 26.45 -13.63 28.55 3589.3 775.33 187.61 4% 1% 14% 2% 15%

Story9 Columna -480.40 -13.11 31.27 -16.14 34.34 3589.3 775.33 187.61 13% 2% 17% 2% 18%

Story8 Columna -897.75 -17.07 47.14 -19.31 48.41 3589.3 775.33 187.61 25% 2% 25% 2% 26%

Story7 Columna -1321.21 -20.98 41.05 -22.70 46.87 3589.3 775.33 187.61 37% 3% 22% 3% 25%

Story6 Columna -1767.76 -24.66 51.69 -27.87 58.57 5036.86 822.03 337.13 35% 3% 15% 3% 17%

Story5 Columna -2205.57 -30.11 38.42 -33.81 41.56 5036.86 822.03 337.13 44% 4% 11% 4% 12%

Story4 Columna -2628.86 -31.38 41.54 -34.49 44.68 5036.86 822.03 337.13 52% 4% 12% 4% 13%

Story3 Columna -3073.17 -30.48 45.82 -35.65 47.68 7411.71 1265.27 574.53 41% 2% 8% 3% 8%

Story2 Columna -3501.65 -38.10 39.79 -41.40 40.57 7411.71 1265.27 574.53 47% 3% 7% 3% 7%

Story1 Columna -3964.08 -23.28 36.46 -26.63 38.45 7411.71 1265.27 574.53 53% 2% 6% 2% 7%




80

Tabla 41 Verificación en el punto de comportamiento de una columna de un pórtico arriostrado excéntricamente.

5.8.3. Verificación de las riostras en el punto de comportamiento

Se realizó la revisión de las riostras que conforman los pórticos arriostrados excéntricamente y se revisó

que estos cumplen tanto para la carga axial a las que son sometidas, esto era de preverse también ya que

al igual que vigas y las columnas, las riostras, también fueron diseñadas por el criterio de la máxima

capacidad del vínculo y por ende, estos aún se encuentran en el rango elástico, por lo cual estos

elementos estructurales no han sufrido ningún daño y a su vez son aptos para soportar las cargas laterales

por algún evento sísmico.

En la tabla 44 se puede observar que las cargas actuantes y resistentes de las riostras de uno de los

pórticos arriostrados excéntricamente y se puede observar que la resistencia en cada uno de los pisos es

mayor a las cargas actuantes, se puede también observar que las riostras necesitan menos resistencia en

los pisos superiores, en comparación con los pisos inferiores.

Interaccion

30%

44%

70%

79%

63%

64%

74%

55%

59%

65%




81

Tabla 42 Verificación en el punto de comportamiento de las riostras de un pórtico arriostrado excéntricamente.

5.8.4. Verificación de los diafragmas en el punto de comportamiento

Se hizo una verificación de las cargas actuantes y resistentes de los diafragmas rígidos en cada uno de

los pisos de la estructura y se constató que las fuerzas producidos en el diafragma podían ser resistidas

por el mismo, por ende, no hubo necesidad de hacer un rediseño de este.

En la tabla 45 se puede observar las fuerzas a las que está sometido y su índice de capacidad contra

demanda y se puede observar que el diafragma cumple con las condiciones de diseño y resistencia para

soportar el sismo de diseño.

Story Column Pu Pr Pu/Pr

Story10 Riostras -146.10 2814.07 5%

Story9 Riostras -480.40 2814.07 17%

Story8 Riostras -897.75 2814.07 32%

Story7 Riostras -1321.21 2814.07 47%

Story6 Riostras -1767.76 3284.37 54%

Story5 Riostras -2205.57 3284.37 67%

Story4 Riostras -2628.86 3284.37 80%

Story3 Riostras -3073.17 4114.07 75%

Story2 Riostras -3501.65 4114.07 85%

Story1 Riostras -3964.08 4114.07 96%




82

Tabla 43 Verificación en el punto de comportamiento de los diafragmas.

5.8.5. Verificación de la cimentación en el punto de comportamiento

Se hizo la revisión de la cimentación para las cargas que bajan por cada uno de los elementos

estructurales y no se necesitó reforzar la cimentación de la estructura, ya que la estructura está dentro

de los esfuerzos, momentos y fuerzas cortantes, se encuentran dentro de los límites permisibles.

Según ASCE 41-17, se debe hacer la revisión con el esfuerzo último que se espera que sea el admisible

aumentado por un factor de 3, en la figura 41 se detalla los esfuerzos en el suelo y se puede observar

que estos cumplen con los esfuerzos máximos en el suelo.

Piso Ty (Ton) Tx (Ton) Vy (ton) Vx (ton) Ty/Tn Tx/Tn Vy/Vn Vx/Vn

1 21.32 57.09 23.26 23.26 10% 55% 38% 62%

2 20.86 55.85 22.75 22.75 9% 54% 37% 61%

3 21.32 57.09 23.26 23.26 10% 55% 38% 62%

4 21.32 57.09 23.26 23.26 10% 55% 38% 62%

5 21.87 58.55 23.85 23.85 10% 56% 39% 64%

6 21.87 58.55 23.85 23.85 10% 56% 39% 64%

7 22.33 59.80 24.36 24.36 10% 57% 40% 65%

8 23.91 64.02 26.08 26.08 11% 61% 43% 70%

9 26.25 70.29 28.64 28.64 12% 67% 47% 76%

10 28.60 76.57 31.20 31.20 13% 73% 51% 83%




83

Ilustración 40Esfuerzos de capacidad ultima en las vigas de cimentación y las zapatas aisladas.

Se realizó la verificación en las vigas de amarre que cumplan con las solicitaciones de momento y

cortante y dichos elementos estructurales cumplieron con todos los requisitos de resistencia de

materiales y geométricos.




84

Ilustración 41 Diagrama de momentos en las vigas de amarre.

6. Presupuesto de la estructura

Para la estructura a analizar se obtuvieron los costos de esta, con los costos que se encuentran en el

mercado colombiano tomando en cuenta la mano de obra, insumos, alquiler de maquinaria y los costos

que vienen asociados a la industria de la construcción civil

En la tabla 46 se hace una descripción de cada uno de los costos directos, los cuales están asociados con

cada uno de los rubros necesarios para poder construir dicho proyecto.




85

Tabla 44 Costo de la estructura y cimentación.

Los costos indirectos que tienen las empresas constructoras se muestran en la tabla 47 y 48

respectivamente, los cuales discriminan el costo de la estructura, con cimentación y sin cimentación,

también muestran el costo por metro cuadrado que tiene la estructura.

Articulo Descripcion Cantidad Cantidad Valor Unitario Valor Total

1

Excavacion Zapatas m3 306 42,533.00$ 13,015,098.00$

Excavacion Vigas m3 217 42,533.00$ 9,229,661.00$

Excavacion Riostras m3 129 42,533.00$ 5,486,757.00$

2

Concreto 35 mpa m3 27 424,890.00$ 11,472,030.00$

Acero de refuerzo kg 1175 2,827.00$ 3,321,725.00$

3

Concreto 35 mpa m3 105 420,394.00$ 44,141,370.00$


4

Concreto 35 mpa m3 77 420,394.00$ 32,370,338.00$


153,585,746.00$

Articulo Descripcion Unidad Cantidad Valor Unitario Valor Total

1

Acero estructural kg 167589 8726.82 1,462,519,036.98$

2

Acero estructural kg 83828 8726.82 731,551,866.96$

3

Acero estructural kg 62826 8726.82 548,271,193.32$

4

Acero estructural kg 4713.645 8726.82 41,135,131.46$

5

Concreto 21 mpa m3 805 284,710.00$ 229,191,550.00$


Steel Deck m2 7128 73,569.75$ 524,405,178.00$

6

Pintura Intumecente m2 7128 31,414.62$ 223,923,411.36$

3,867,094,678.08$

Total Estructura+ Cimentacion 4,020,680,424.08$

Total Estructura

Estructura

Vigas

Columnas

Riostras

Proteccion contra fuego

Sistema de piso

Conexiones

Cimentacion

Excavaciones

Zapatas

Riostras

Total cimentacion

Vigas de Cimentacion




86

Tabla 45 Costos directos con cimentación

Tabla 46 Costos indirectos sin cimentación

7. Conclusiones

• La estructura tiene un comportamiento dúctil, lo cual es importante en los eventos sísmicos, ya que,

por esa propiedad del material, la estructura disipa energía sin que se produzca colapso del edificio.

TOTAL COSTOS DIRECTOS 4,020,680,424.08$

Administración 10% $402,068,042.41

Imprevistos 3% $120,620,412.72

Utilidad 6% $241,240,825.44

TOTAL COSTO BÁSICO

IVA-Sobre Utilidad 19% $45,835,756.83

TOTAL FINAL 4,830,445,461.49$

Con Cimentación

$/m2 1,708,682.51$

TOTAL COSTOS DIRECTOS 3,867,094,678.08$

Administración 10% $386,709,467.81

Imprevistos 3% $116,012,840.34

Utilidad 6% $232,025,680.68

TOTAL COSTO BÁSICO

IVA-Sobre Utilidad 19% $44,084,879.33

TOTAL FINAL 4,645,927,546.24$

Sin Cimentación

$/m2 1,643,412.64$




87

• Debido a las altas exigencias del control de derivas elásticas de la NSR-10, el edificio tiene una alta

sobre resistencia a cargas laterales en comparativa con las cargas que se esperan por un evento

sísmico.

• Se requiere complementar el análisis no lineal estático, con un análisis lineal cronológico.

• La estructura es capaz de soportar las cargas en el punto de comportamiento ya que el criterio de

diseño fue por capacidad de los elementos.

• En las dos direcciones, tanto para x como para y, el nivel de comportamiento se encuentra antes del

límite del desempeño IO (ocupación inmediata).




88

Anexo

Riostra A

Riostra A

Riostra A

Riostra A

Riostra A

Riostra A Riostra A Riostra A

Riostra A Riostra A Riostra A

Riostra A

Viga Cimentacion A

Viga Cimentacion B

Viga

de

Cim

enta

cion

C

Viga

de

Cim

enta

cion

C

Zapata A Zapata AZapata A

Zapata A Zapata A Zapata A

Columna A Columna A Columna A Columna A Columna A

Columna AColumna AColumna AColumna AColumna A

Columna A

Columna A

Columna A

Columna A

Columna A

Columna A

Columna A

Columna A Columna A

Columna A

Rio

stra

AR

iost

ra A

Rio

stra

B

Rio

stra

B

Rio

stra

B

Rio

stra

A

Rio

stra

A

Rio

stra

A

Rio

stra

A

CIMENTACIÓNMEDIDAS EN METROSEsc. 1:60

1 2 3 4 5

A

B

C

D

AutoCAD SHX Text

DICIEMBRE/2020

AutoCAD SHX Text

JOEL BARREIRO MORENO

AutoCAD SHX Text

FECHA ACTUALIZACION:

AutoCAD SHX Text

INDICADAS

AutoCAD SHX Text

ESCALA:

AutoCAD SHX Text

LAMINA:

AutoCAD SHX Text

NOMBRE

AutoCAD SHX Text

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

AutoCAD SHX Text

1/10

JOEL BARREIRO


w21x44

Malla de 5.5 c/15cm

DETALLAMIENTO DEL TABLERO

ESCALA 1:10

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LOS MATERIALES:

F'c= 3 Ksi

Fy= 50 Ksi

Fu= 65 Ksi

ØSTUD= 3/4"

Fu perno= 65 Ksi

16.90

22.00

8.38

12.21

PLANTA ESTRUCTURAL PISO 1

DISEÑO DE LOSA Y VIGAS

1 2 3 4

6000 mm 8000 mm 8000 mm

22000 mm

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W

8

x

6

7

W

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x

6

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W

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6

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6

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6

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6

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6

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W

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W

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x

6

7

STORY10

(EL. 30000 MM)

STORY9

(EL. 27000 MM)

STORY8

(EL. 24000 MM)

STORY7

(EL. 21000 MM)

STORY6

(EL. 18000 MM)

STORY5

(EL. 15000 MM)

STORY4

(EL. 12000 MM)

STORY3

(EL. 9000 MM)

STORY2

(EL. 6000 MM)

STORY1

(EL. 3000 MM)

Porticos B y FPorticos B y F

Porticos 1 y 4

A B C D E F G

2000 mm 8000 mm 8000 mm 8000 mm 8000 mm 2000 mm

36000 mm

W21x44 W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67

W21x44 W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67

W21x44 W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67

W21x44 W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67

W21x44 W21x44 W21x44 W21x44W16x67 W16x67

W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67W21x44

W21x44 W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67

W21x44 W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67

W21x44 W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67

W21x44 W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67

W

8

x

6

7

W

8

x

6

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W

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6

7

PISO10

(EL. 30000 MM)

PISO9

(EL. 27000 MM)

PISO8

(EL. 24000 MM)

PISO7

(EL. 21000 MM)

PISO6

(EL. 18000 MM)

PISO5

(EL. 15000 MM)

PISO4

(EL. 12000 MM)

PISO3

(EL. 9000 MM)

PISO2

(EL. 6000 MM)

PISO1

(EL. 3000 MM)

AA B C D E F G

12

34

2000 mm 8000 mm 8000 mm 8000 mm 8000 mm 2000 mm

36000 mm

60

00

m

m80

00

m

m8000 m

m

22

000 m

m

PISO1

(EL. 3000 MM)

W21X44 (5)

W21X44 (5,3,5)

W21X44 (4,2,4)

W21X44 (5)

W16X67 (10,0,10)

W16X67 (10,0,10)

W14x132

W14x132

W14x132

W14x132

W14x132

W10X33 (4)

W10X33 (4)

W10X33 (4)

W10X33 (4)

W10X33 (4)

W10X33 (4)

W10X33 (4)

W10X33 (4)

W21X44 (5) W21X44 (8,3,8) W21X44 (8,3,8)

W21X44 (5)W21X44 (8,3,8)

W21X44 (8,3,8)

W14x132

W14x132W14x132

W14x132

W14x132

W21X44 (5) W21X44 (8,3,8)

W21X44 (8,3,8)

W21X44 (5)W21X44 (8,3,8) W21X44 (8,3,8)

W14x132

W14x132

W14x132

W14x132

W14x132

W21X44 (5) W21X44 (8,3,8)W16X67 (10,0,10)

W21X44 (8,3,8)W21X44 (5)

W16X67 (10,0,10)

W14x132

W14x132 W14x132

W14x132

W14x132

W16X

26 (10)

W16X

26 (10)

W16X

26 (10)

W16X

31 (9)

W16X

67 (6,3,6)

W16X

67 (10,0,10)

W16X

31 (4,2,4)

W16X

31 (12)

W16X

31 (6,3,6)

W16X

31 (12)

W16X

31 (12)

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31 (10)

W16X

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W16X

31 (9)

W16X

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31 (9)

W16X

31 (9)

W16X

31 (9)

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31 (9)

W16X

31 (10)

W16X

31 (10)

W16X

31 (10)

W16X

31 (12)

W16X

31 (4,3,4)

W16X

67 (10,0,10)

W16X

26 (10)

W16X

31 (12)

W16X

31 (12)

W16X

31 (10)

W16X

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W16X

31 (12)

W16X

31 (9)

W16X

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W16X

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W16X

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W16X

31 (12)

W16X

31 (10)

W16X

26 (10)

W16X

31 (4,3,4)

W16X

31 (10)

W16X

31 (10)

W16X

31 (10)

W16X

31 (10)

W16X

67 (4,3,4)

W16X

26 (10)

W18X31 (5,3,5)

JOEL BARREIRO


w21x44

Malla de 5.5 c/15cm


ESCALA 1:10


F'c= 3 Ksi

Fy= 50 Ksi

Fu= 65 Ksi

ØSTUD= 3/4"

Fu perno= 65 Ksi

16.90

22.00

8.38

12.21



1 2 3 4

6000 mm 8000 mm 8000 mm

22000 mm

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W21x44W16x67 W16x67

W

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STORY10

(EL. 30000 MM)

STORY9

(EL. 27000 MM)

STORY8

(EL. 24000 MM)

STORY7

(EL. 21000 MM)

STORY6

(EL. 18000 MM)

STORY5

(EL. 15000 MM)

STORY4

(EL. 12000 MM)

STORY3

(EL. 9000 MM)

STORY2

(EL. 6000 MM)

STORY1

(EL. 3000 MM)


Porticos 1 y 4

A B C D E F G

2000 mm 8000 mm 8000 mm 8000 mm 8000 mm 2000 mm

36000 mm

W21x44 W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67

W21x44 W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67

W21x44 W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67

W21x44 W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67

W21x44 W21x44 W21x44 W21x44W16x67 W16x67

W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67W21x44

W21x44 W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67

W21x44 W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67

W21x44 W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67

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JOEL BARREIRO


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ESCALA 1:10


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STORY1

(EL. 3000 MM)


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JOEL BARREIRO


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STORY7

(EL. 21000 MM)

STORY6

(EL. 18000 MM)

STORY5

(EL. 15000 MM)

STORY4

(EL. 12000 MM)

STORY3

(EL. 9000 MM)

STORY2

(EL. 6000 MM)

STORY1

(EL. 3000 MM)


Porticos 1 y 4

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(EL. 24000 MM)

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AA B C D E F G

12

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W18X31 (5,3,5)

JOEL BARREIRO


w21x44

Malla de 5.5 c/15cm


ESCALA 1:10


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STORY9

(EL. 27000 MM)

STORY8

(EL. 24000 MM)

STORY7

(EL. 21000 MM)

STORY6

(EL. 18000 MM)

STORY5

(EL. 15000 MM)

STORY4

(EL. 12000 MM)

STORY3

(EL. 9000 MM)

STORY2

(EL. 6000 MM)

STORY1

(EL. 3000 MM)


Porticos 1 y 4

A B C D E F G

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W18X31 (5,3,5)

JOEL BARREIRO


w21x44

Malla de 5.5 c/15cm


ESCALA 1:10


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STORY10

(EL. 30000 MM)

STORY9

(EL. 27000 MM)

STORY8

(EL. 24000 MM)

STORY7

(EL. 21000 MM)

STORY6

(EL. 18000 MM)

STORY5

(EL. 15000 MM)

STORY4

(EL. 12000 MM)

STORY3

(EL. 9000 MM)

STORY2

(EL. 6000 MM)

STORY1

(EL. 3000 MM)


Porticos 1 y 4

A B C D E F G

2000 mm 8000 mm 8000 mm 8000 mm 8000 mm 2000 mm

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(EL. 3000 MM)

AA B C D E F G

12

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22

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PISO6

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W14x90

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W16X

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W18X31 (5,3,5)

JOEL BARREIRO


w21x44

Malla de 5.5 c/15cm


ESCALA 1:10


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STORY10

(EL. 30000 MM)

STORY9

(EL. 27000 MM)

STORY8

(EL. 24000 MM)

STORY7

(EL. 21000 MM)

STORY6

(EL. 18000 MM)

STORY5

(EL. 15000 MM)

STORY4

(EL. 12000 MM)

STORY3

(EL. 9000 MM)

STORY2

(EL. 6000 MM)

STORY1

(EL. 3000 MM)


Porticos 1 y 4

A B C D E F G

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W21x44 W21x44 W21x44 W21x44W16x67 W16x67

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W21x44 W21x44 W16x67 W21x44 W21x44W16x67

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W18X31 (5,3,5)

JOEL BARREIRO


w21x44

Malla de 5.5 c/15cm


ESCALA 1:10


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Fy= 50 Ksi

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STORY10

(EL. 30000 MM)

STORY9

(EL. 27000 MM)

STORY8

(EL. 24000 MM)

STORY7

(EL. 21000 MM)

STORY6

(EL. 18000 MM)

STORY5

(EL. 15000 MM)

STORY4

(EL. 12000 MM)

STORY3

(EL. 9000 MM)

STORY2

(EL. 6000 MM)

STORY1

(EL. 3000 MM)


Porticos 1 y 4

A B C D E F G

2000 mm 8000 mm 8000 mm 8000 mm 8000 mm 2000 mm

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AA B C D E F G

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W18X31 (5,3,5)

JOEL BARREIRO


w21x44

Malla de 5.5 c/15cm


ESCALA 1:10


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STORY8

(EL. 24000 MM)

STORY7

(EL. 21000 MM)

STORY6

(EL. 18000 MM)

STORY5

(EL. 15000 MM)

STORY4

(EL. 12000 MM)

STORY3

(EL. 9000 MM)

STORY2

(EL. 6000 MM)

STORY1

(EL. 3000 MM)


Porticos 1 y 4

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JOEL BARREIRO


w21x44

Malla de 5.5 c/15cm


ESCALA 1:10


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(EL. 24000 MM)

STORY7

(EL. 21000 MM)

STORY6

(EL. 18000 MM)

STORY5

(EL. 15000 MM)

STORY4

(EL. 12000 MM)

STORY3

(EL. 9000 MM)

STORY2

(EL. 6000 MM)

STORY1

(EL. 3000 MM)


Porticos 1 y 4

A B C D E F G

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6No.8

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Viga A

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No6 c/10cm

No6 c/10cm

No6 c/10cm

0.5

0.5

16No. 22

Est. No4

c/0.1/0.25/0.1

Columna de base de concreto

informe proyecto de grado maestrÍa en ingenierÍa …

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