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PROPUESTA PARA EL REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACIÓN DENOMINADA MONASTERIO DE LAS HERMANAS DE LA VISITACIÓN JUAN CARLOS PEDRAZA WILLIAM BAQUERO LEANDRO MORALES UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. 2009 PROPUESTA PARA EL REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACIÓN DENOMINADA MONASTERIO DE LAS HERMANAS DE LA VISITACIÓN JUAN CARLOS PEDRAZA WILLIAM BAQUERO LEANDRO MORALES Trabajo de grado para optar el título de INGENIERO CIVIL Director MIGUEL ANTONIO CARO Ingeniero Civil Asesora metodológica Mag. Rosa Amparo Ruiz Saray UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. 2009 Nota de aceptación ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________________ Firma del Presidente del jurado ___________________________________________ Firma jurado ___________________________________________ Firma jurado Bogotá D.C. 2009 DEDICATORIA A mis padres que con su esfuerzo, dedicación y constancia me colaboraron tanto de forma moral y espiritual para culminar mi carrera y poder ser un profesional. A la Universidad de La Salle que ayudo en mi formación para ser una persona integra y colaboradora con la comunidad. Gracias. JUAN CARLOS PEDRAZA DEDICATORIA Hoy di un paso más en mi vida, doy gracias a Dios, a mi madre Elvira Romero, a mi padre Gonzalo Baquero y a mis hermanos Fernando y Edgar, fueron ellos la voz de aliento para que yo pudiera lograr este triunfo, a estas personas tan queridas y a las que amo. Les dedico con todo el corazón este trabajo de grado. WILLIAM HUMBERTO BAQUERO DEDICATORIA Inicialmente a mi Dios supremo por permitirme llegar al peldaño donde me encuentro hoy, contando con mis padres Rafaelino Morales Bello y Nubia Sandoval Chaquea, que siempre estuvieron insistentes en los momentos de apoyo incondicional, brindándome todo su amor y fortaleza, a nunca desfallecer y ser cada día mejor. A mi hermanita Carolina por ser mi consentida y permanecer siempre hay en lo mejor, a mi hermano Alexander que desde un comienzo me entregó su ayuda incansable. Gracias familia. LEANDRO JOSÉ MORALES SANDOVAL AGRADECIMIENTOS Los autores expresan su agradecimiento a: MIGUEL ANTONIO CARO, director de tesis. ROSA AMPARO RUIZ SARAY, directora temática. A las directivas y docentes de la universidad por brindar los espacios necesarios para formar, enseñar y poder culminar con éxito el propósito de ser ingenieros. CONTENIDO Pág. 1. EL PROBLEMA 17 1.1 LÍNEA 17 1.2 TÍTULO 17 1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 17 1.4 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 19 1.5 JUSTIFICACIÓN 19 1.6 OBJETIVOS 20 1.6.1 Objetivo general 20 1.6.2 Objetivos específicos 20 2. MARCO REFERENCIAL 22 2.1 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL 22 2.1.1 Teoría del diseño estructural 22 2.1.1.2 Etapa de estructuración 22 2.1.1.3 Estimación de las solicitaciones o acciones 23 2.1.1.4 Análisis estructural 23 2.1.2 Conceptos fundamentales 25 2.1.2.1 Tipos de estados limite 25 2.1.3 Acciones y sus efectos sobre los sistemas estructurales 26 2.1.4 Refuerzos de estructuras 28 2.2 CONCEPTOS BASICOS 28 2.3 MARCO NORMATIVO 32 2.4 MARCO CONTEXTUAL 32 3. DISEÑO METODOLÓGICO 33 3.1 VARIABLES 34 3.2 COSTOS DE INVESTIGACIÓN 34 4. ESTUDIO DE VULNERABILIDAD SÍSMICA 35 4.1 Antecedentes e informe del análisis de vulnerabilidad 35 4.1.1 Patológica 36 4.1.1.1 Cubierta. Desprendimiento del mortero de la cubierta 36 4.1.1.2 Muros. Fisuras y descascaramiento 37 4.1.1.3 Placa de entrepiso. Fisuras y detalle de construcción 38 4.1.1.4 Columnas 39 4.1.2 Proceso constructivo 40 http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml 4.1.3 Esquemas del modelo utilizado 44 4.2 PROPUESTA PARA EL REFUERZO ESTRUCTURAL 46 4.2.1 Cálculo estructural 46 4.2.1.1 Características 46 4.2.1.2 Datos de entrada 4.2.1.3 Resultados del cálculo estructural 46 50 4.2.1.3 Resultados del programa de análisis estructural 49 4.2.1.2 Geometría secciones y cargas 49 4.2.1.3 Listado de desplazamientos y derivas 75 4.2.1.4 Análisis estructural 83 , 4.2.1.5 Reacciones de capacidad portante 96 4.3 Diseño columnas 103 4.4 Diseño vigas 104 4.5 Diseño de cimentación 111 4.6 Diseño de Cubierta 120 4.7 Diseño de Escalera 125 CONCLUSIONES 129 BIBLIOGRAFÍA 131 LISTA DE TABLAS Pág Tabla 1. Presupuesto de recursos materiales 132 Tabla 2. Presupuesto de recursos tecnológicos 132 Tabla 3. Presupuesto de recursos humanos 133 Tabla 4. Recursos de transporte 134 Tabla 5. Presupuesto de recursos financieros 134 LISTA DE FIGURAS Pág Figura 1.Cubierta 36 Figura 2.Muros 37 Figura 3. Placa de entrepiso 38 Figura 4. Columnas 39 LlSTA DE ANEXOS Pág ANEXO A. COSTOS DE LA INVESTIGACIÓN 132 ANEXO B. PLANO ARQUITECTONICO 135 ANEXO C. PLANOS ESTRUCTURALES 136 ANEXO D. ESTUDIO DE SUELOS 137 INTRODUCCIÓN En Colombia desde un tiempo atrás la edificación se ha venido modificando notablemente, debido a problemas de gran magnitud que han marcado a esta y principalmente a construcciones “antiguas”. Como consecuencia surgió la obligación de reglamentar las edificaciones con Norma Sismo Resistente-98 (NSR-98). Esta reglamentación en edificaciones cuyas estructuras estén fuera de lo contemplado por la norma debe ajustarse a lo dicho por esta, teniendo un análisis de deficiencia ante un posible evento natural como lo es un sismo. Partiendo de lo anterior y teniendo como condición el estado en que se encuentra el convento Hermanas de la visitación de Santa María de Bosa y el año que fue construido (1884), es indispensable intervenir técnicamente en este y determinar posibles daños estructurales con mas vulnerabilidad, así, debe quedar en claro que la creciente de vulnerabilidad de nuestras edificaciones antiguas es un fenómeno creado por nuestra sociedad. Aunque las formas de adaptaciones viables desarrolladas por la gente, han sido trastornadas, la posibilidad de que puedan convertirse en fuentes fructíferas para reducir la vulnerabilidad hacia los desastres y tomar medidas para la mitigación de desastres en el futuro, no debe ser descartada. Se procedió a hacer un estudio primario a la parte nororiental, se hicieron dos (2) apiques, para obtener la capacidad portante del terreno del convento,también se observó a simple vista el deterioro de las instalaciones, y obtuvimos un diagnostico para saber el estado actual de la edificación y así empezar a desarrollar los objetivos planteados, teniendo en cuenta factores económicos, además la preservación del convento ya que este es monumento nacional histórico. BIBLIOGRAFÍA NORMAS COLOMBIANAS DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE NSR-98, 3R Editores LTDA., ISBN 958-8017-42-4 VALLECILLA B. CARLOS RAMIRO, Fuerzas Sísmicas Principios y Aplicaciones NSR-98, Editorial KIMPRES LTDA, ISBN: 958-33-4572-5, 2003 ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE INGENIERÍA SÍSMICA, DEPARTAMENTO NACIONAL DE PLANEACIÓN, Manual de construcción, evaluación y rehabilitación sismorresistente de viviendas de mampostería, Editorial carrera 7ª LTDA, ISBN 958-96394-6-1. 17 1. PROBLEMA 1.1 LÍNEA Este proyecto no aplica a las líneas de investigación que propone la facultad de ingeniería civil, por ser un trabajo de extensión a la comunidad. Se hizo un estudio para evaluar la componente estructural del convento determinando las posibles fallas y así poder dar una solución eficaz a la necesidad, teniendo en cuenta las condiciones económicas que este convento de Hermanas poseen. 1.2 TÍTULO Estudio de vulnerabilidad sísmica estructural de la parte adyacente al ala antigua del convento Hermanas de la visitación de Santa Maria de Bosa. 1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA De acuerdo a las visitas hechas para inspeccionar el sitio donde se va a intervenir se escogió la parte adyacente al ala antigua que consta de dos (2) niveles la cual comprende el noviciado, algunas habitaciones, confesionarios, biblioteca y algunos pasillos; puesto que se encontraba bastante deteriorada y se hace notable a simple vista las fallas estructurales, muros y de cimentaciones, ya que por su edad de 18 construcción y el poco mantenimiento que se le han hecho desde su ejecución hasta la actualidad. También tomamos factores de tipo social infrahumana donde las condiciones de vida de los habitantes de este convento (Las Hermanas) están arraigadas en un problema precario y de voto de encierro (claustro). A este problema se le debe dar solución inmediata ya que están en riesgo tanto los habitantes de este convento como las personas vecinas o aledañas a este. Algunos trabajos que se han realizado con respecto a estudios de vulnerabilidad sísmica: Escenarios de vulnerabilidad y daño sísmico de las edificaciones de mampostería de uno y dos pisos en el barrio San Antonio, Cali, Colombia. Universidad del Valle- facultad de ingeniería civil y Geotematica. Estudios de vulnerabilidad y evaluación del riesgo sísmico, planificación física y urbana en áreas propensas. Universidad Nacional de Colombia. Manizales. Estudio de vulnerabilidad sísmica estructural del ala antigua del convento de la visitación de las Hermanas de Bosa, facultad de ingeniería civil, Universidad de La Salle-Bogotá. 19 Refuerzo sísmico para mampostería no estructural con maderas confinantes y con malla electro soldada; Pontificia Universidad Javeriana - Bogotá 1.4 FORMULACION DEL PROBLEMA ¿Como implementar la Norma Sismo Resistente del 98 (NSR-98), a las posibles fallas que presenta la estructura actual del convento, teniendo en cuenta la anterioridad y vigencia de este? 1.5 JUSTIFICACION El Planeta Tierra, hábitat del Género Humano y de los seres que en él conviven, presenta una incesante actividad que hace posible la vida. Esta actividad, se manifiesta a través de fenómenos que pueden ser percibidos en mayor o menor grado, según la rapidez o lentitud de su evolución y que de acuerdo a su origen, se clasifican en: geológicos, hidrometeorológicos, ambientales o climáticos. Dichos fenómenos naturales son intensos y, según el grado de vulnerabilidad que enfrenten, pueden generar situaciones de desastre. Colombia está ubicada dentro de una zona de registros de impacto por eventos naturales más alta del mundo. Llamada “Cinturón de Fuego” que circunda el Océano Pacífico, hace que buena parte del país esté en la zona de confluencia y 20 fricción de placas tectónicas. El convento de Las Hermanas de visitación de Santa Maria de Bosa, no se puede dejar en el olvido puesto que es un sitio histórico de la ciudad y patrimonio nacional ubicado al sur occidente de Bogotá, siendo además una obra de nuestros antepasados donde personas apreciables plasmaron su conocimiento audaz en pro de un avance constructivo. 1.6 OBJETIVOS 1.6.1 Objetivo general Determinar los elementos estructurales que soporten los esfuerzos producidos por la acción de los sismos aplicando los parámetros que tiene La Norma Sismo Resistente del 98 (NSR-98). 1.6.2 Objetivos específicos Realizar el diseño estructural más adecuado y necesario para reforzar esta estructura, basado en los parametros minimos que exige NSR-98. Diseñar la cimentación, teniendo en cuenta los parámetros del estudio de suelos. Determinar un método constructivo que se acomode económicamente y darle una solución eficaz. 21 Construir las componentes estructurales sin modificar la arquitectura existente. Generar planos especificos estructurales basados en los calculos y en el diseño arquitectonico. 22 2. MARCO REFERENCIAL. 2.1 MARCO TEORICO CONCEPTUAL 2.1.1 Teoría de diseño estructural. El diseño estructural es el proceso creativo mediante el cual se le da forma a un sistema estructural para que cumpla una función determinada con un grado de seguridad razonable y que en condiciones normales de servicio tenga un comportamiento adecuado. Es importante considerar ciertas restricciones que surgen de la interacción con otros aspectos del proyecto global; las limitaciones globales en cuanto al costo y tiempo de ejecución así como de satisfacer determinadas exigencias estéticas. Entonces, la solución al problema de diseño no puede obtenerse mediante un proceso matemático rígido, donde se aplique rutinariamente un determinado conjunto de reglas y formulas. 2.1.1.2 Etapa de estructuración. Es probable la etapa más importante del diseño estructural pues, la optimización del resultado final del diseño depende de gran medida del acierto que se haya obtenido en adoptar la estructura esqueletal mas adecuada para una edificación específica. En esta etapa de estructuración se seleccionan los materiales que van a constituir la estructura, se define el sistema estructural principal y el arreglo y dimensiones preliminares de los elementos estructurales mas comunes. El objetivo debe ser el http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml http://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtml http://www.monografias.com/trabajos/seguinfo/seguinfo.shtml http://www.monografias.com/trabajos14/verific-servicios/verific-servicios.shtml http://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtml http://www.monografias.com/trabajos12/pmbok/pmbok.shtml http://www.monografias.com/trabajos7/coad/coad.shtml#costo http://www.monografias.com/trabajos6/meti/meti.shtml http://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtml http://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCE http://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtml http://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTRO http://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtml http://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTRO http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml http://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtml 23 de adoptar la solución optima dentro de unconjunto de posibles opciones de estructuración. 2.1.1.3 Estimación de las solicitaciones o acciones. En esta segunda etapa del proyecto, se identifican las acciones que se consideran que van a incidir o que tienen posibilidad de actuar sobre el sistema estructural durante su vida útil. Entre estas acciones se encuentra, por ejemplo, las acciones permanentes como la carga muerta, acciones. 2.1.1.4 Análisis estructural. Procedimiento que lleva la determinación de la respuesta del sistema estructural ante la solicitación de las acciones externas que puedan incidir sobre dicho sistema. La respuesta de una estructura o de un elemento es su comportamiento bajo una acción determinada; está en función de sus propias características y puede expresarse en función de deformaciones, agrietamiento, vibraciones, esfuerzos, reacciones, etc. Para obtener dicha respuesta requerimos considerar los siguientes aspectos: Idealización de la estructura. Seleccionar un modelo teórico y analítico factible de ser analizado con los procedimientos de cálculo disponible. La selección del modelo analítico de la estructura puede estar integrado de las siguientes partes: http://www.monografias.com/trabajos12/pmbok/pmbok.shtml http://www.monografias.com/trabajos4/acciones/acciones.shtml http://www.monografias.com/trabajos4/acciones/acciones.shtml http://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtml#ANALIT http://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtml http://www.monografias.com/trabajos10/carso/carso.shtml http://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtml http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml http://www.monografias.com/trabajos5/selpe/selpe.shtml http://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtml 24 I.- Modelo geométrico. Esquema que representa las principales características geométricas de la estructura. II.- Modelo de las condiciones de continuidad en las fronteras. Debe establecerse como cada elemento está conectado a sus adyacentes y cuáles son las condiciones de apoyo de la estructura. III.- Modelo del comportamiento de los materiales. Debe suponerse una relación acción - respuesta o esfuerzo - deformación del material que compone la estructura. IV.- Modelo de las acciones impuestas. Las acciones que afectan la estructura para una condición dada de funcionamiento se representan por fuerzas o deformaciones impuestas. Determinar las acciones de diseño En muchas situaciones las cargas y otras acciones que introducen esfuerzos en la estructura están definidos por los reglamentos de las construcciones y es obligación del proyectista sujetarse a ellos. Determinar la respuesta de las acciones de diseño en el modelo elegido para la estructura. Es necesario obtener los elementos mecánicos y los desplazamientos en el sistema estructural. http://www.monografias.com/trabajos10/carso/carso.shtml http://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtml 25 Dimensionamiento En esta etapa se define a detalle la estructura y se revisa si se cumple con los requisitos de seguridad adoptados. 2.1.2 Conceptos Fundamentales. La principal función de un sistema estructural es la de absorber las acciones o solicitaciones que se derivan del funcionamiento de la construcción. Acciones: Son todos los agentes externos que inducen en la estructura fuerzas internas, esfuerzos y deformaciones. Respuestas: Se representa por un conjunto de parámetros físicos que describen el comportamiento de la estructura ante las acciones que le son aplicadas. Estado límite: Es cualquier etapa en el comportamiento de la estructura a partir de la cual su respuesta se considera inaceptable. 2.1.2.1 Tipos de estados limite Estado límite de falla: Son los que se relacionan con la seguridad y corresponden a situaciones en que la estructura sufre una falla total o parcial o que presenta daños que afectan su capacidad para resistir nuevas acciones. Estado límite de servicio: Son los que se asocian con la afectación del correcto funcionamiento de la construcción y comprenden deflexiones, agrietamientos y vibraciones excesivas. http://www.monografias.com/trabajos/seguinfo/seguinfo.shtml http://www.monografias.com/trabajos16/kaizen-construccion/kaizen-construccion.shtml#CARATER http://www.monografias.com/trabajos16/kaizen-construccion/kaizen-construccion.shtml#CARATER 26 Resistencia: Es la intensidad de una acción hipotética que conduce a la estructura o alguna sección a un estado límite de falla. Por ejemplo, la resistencia a flexión será el momento máximo que es capaz de resistir la sección. 2.1.3 Acciones y sus efectos sobre los sistemas estructurales Clasificación: Atendiendo los conceptos de seguridad estructural y de los criterios de diseño, la clasificación más racional de las acciones se hace en base a la variación de su intensidad con el tiempo. Se distinguen así los siguientes tipos de acciones: Acciones permanentes: Son las que actúan en forma continua sobre la estructura y cuya intensidad pude considerarse que no varía con el tiempo. Pertenecen a este grupo las siguientes. a. Cargas muertas debidas al propio peso de la estructura y al de los elementos no estructurales de la construcción. b. Empujes estáticos de líquidos y tierras. c. Deformaciones y desplazamientos debido al esfuerzo de efecto del pre- esfuerzo y a movimientos diferenciales permanentes en los apoyos. d. Contracción por fraguado del concreto, flujo plástico del concreto, etc. http://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtml http://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtml http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml http://www.monografias.com/trabajos6/meti/meti.shtml http://www.monografias.com/trabajos14/dinamica-grupos/dinamica-grupos.shtml http://www.monografias.com/trabajos/histoconcreto/histoconcreto.shtml http://www.monografias.com/trabajos/histoconcreto/histoconcreto.shtml 27 Acciones variables. Son aquellas que inciden sobre la estructura con una intensidad variable con el tiempo, pero que alcanzan valores importantes durante lapsos grandes Se pueden considerar las siguientes: a. Cargas vivas, o sea aquellas que se deben al funcionamiento propio de la construcción y que no tienen carácter permanente. b. Cambios de temperaturas. c. Cambios volumétricos Acciones accidentales: Son aquellas que no se deben al funcionamiento normal de la construcción y que puede tomar valores significativos solo durante algunos minutos o segundos, a lo mas horas en toda la vida útil de la estructura. Se consideran las siguientes: 1.-Sísmos 2.-Vientos 4.-Explosiones http://www.monografias.com/trabajos12/guiainf/guiainf.shtml#HIPOTES http://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtml http://www.monografias.com/trabajos10/carso/carso.shtml http://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtml 28 Para evaluar el efecto de las acciones sobre la estructura requerimos modelar dichas acciones como fuerzas concentradas, lineales o uniformemente distribuidas. Si la acción es de carácter dinámico se puede proponer un sistema de fuerzas equivalentes o una excitación propiamente dinámica. 2.1.4 Refuerzos de estructuras: Las partes estructurales se pueden reforzar reemplazando un material defectuoso, viejo o deteriorado por uno de mejor calidad. La compatibilidad entre los dos materiales, es uno de los principales retos a conseguir en la reparación además de la continuidad en el comportamiento estructural. 2.2 CONCEPTOS BÁSICOS Cimentación: son conjunto de elementos que reciben el peso de la construcción y distribuyen uniformemente la carga (en toda su longitud), al suelo de apoyo. Están compuestas por el cimiento y sobrecimiento. Sismo: es una vibración o movimiento ondulatoriodel suelo que se presenta por la súbita liberación de energía sísmica, que se acumula dentro de la tierra debido a fuertes tensiones o presiones que ocurren en su interior. Los sismos o terremotos pueden causar grandes detalles, en especial donde no se han tomado medidas preventivas de protección, relacionadas con la sismoresistencia de las edificaciones. Los sismos son fenómenos naturales que se presentan por el movimiento de placas tectónicas o fallas http://www.monografias.com/trabajos14/dinamica-grupos/dinamica-grupos.shtml 29 geológicas que se existen en la corteza terrestre. También se produce por actividad volcánica. Mampostería: variedad de formaciones que consta de elementos separados unidos entre si por algún relleno aglutinante Pueden ser de roca, losetas o ladrillos cocidos de arcilla, o unidades de concreto. Fisuras: hendidura en una roca, elemento estructural o muro determinada en principio por una fractura, un plano de división o una falla, y que se ensancha después por disolución o erosión puede ser abierta o estar llena con depósitos superficiales Viga: elemento lineal sujeto a carga transversal; debe generar resistencia a los esfuerzos cortantes y de flexión. Columna: elemento arquitectónico alto y delgado, generalmente vertical, que sirve de sostén o decoración, trabaja a solicitudes de compresión principal mente. Refuerzo: acero en barras corrugadas y lisas. Mallas electro soldadas que colocado en el concreto absorbe esfuerzo de tracción, compresión, cortante y torsión. Pandeo: curvatura de una pared, viga o columna producida por un exceso de carga, el pandeo es una deflexión natural repentina, perpendicular a la dirección de la compresión. Armadura: medio para estabilizar un armazón o estructura de elementos lineales, que se acomodan en una cierta forma, con sus extremos conectados por juntas o nudos, este tipo de juntas es bastante común en armaduras e acero y madera, y puede transmitir una cantidad suficiente de 30 fuerza directa o cortante mas una cantidad insignificante de momento o torsión bajo la acción de la fuerza lateral. Cubierta: parte superior, exterior de un edificio , que va sobre el entramado de techumbre Los elementos portantes de la cubierta, de cualquier material, deben conformar un conjunto estable para cargas laterales. Por lo tanto se deben colocar sistemas de anclaje en los apoyos y suficientes elementos de arriostramiento como vigas tirantes, contravientos o riostras correas, alfardas o puntales que garanticen la estabilidad del conjunto. Seguridad: proporción o relación entre la carga de rotura en una parte dada de la estructura y la caga de seguridad permitida por la misma. Se llama también coeficiente de seguridad. Colapso: deformación o destrucción bruscas de un cuerpo por la acción de una fuerza. Restaurar: reparar, renovar o volver a poner algo en el estado o estimación que antes tenía. Concreto: variedad de material que tienen elementos en común. Los tres ingredientes básicos son agua, cemento y arena. Ensamble: operación que consiste en unir dos o mas elementos pertenecientes a la misma categoría y que solo se diferencian entre si por matices de composición. Zapatas: es aquella parte de la estructura que se coloca generalmente por debajo de la superficie del terreno y que transmite las cargas al suelo, generalmente se ensancha para distribuir la carga sobre un área mayor. 31 Pedestal: base para sostener una estructura u otro objeto. Fraguado: nombre dado al endurecimiento de una mezcla de cal, cemento, mortero u hormigón o sea el paso de un estado postoso al duro. Cargas muertas: son aquellas que se mantienen constantes en la magnitud y fijas en posición durante la vida de la estructura, generalmente la mayor parte de la carga muerta es el peso propio de la estructura. Cargas vivas: consisten principalmente en cargas de ocupación en edificios y cargas de tráfico en puentes. Estas pueden estar total o parcialmente en su sitio o no estar presente, y pueden cambiar su ubicación. Cemento: un material cementante es aquel que tiene las propiedades de adhesión y cohesión necesarias para unir agregados inertes y conformar una masa solida de resistencia y durabilidad adecuadas. Esta categoría tecnológicamente importante de materiales incluye no solo cemento sino también limos, asfaltos y alquitranes. Agregados: materiales pétreos como la arena y el cascajo que se añaden al cemento para obtener el hormigón estos se clasifican en finos y gruesos. Vulnerabilidad: es la incapacidad e resistencia cuando se presenta un fenómeno amenazante, o a la incapacidad para reponerse después de que ha ocurrido un desastre, depende de diferentes factores como condiciones de las construcciones, ubicación con relación a las amenazas, material de las viviendas. 32 2.3 MARCO NORMATIVO NORMA DESCRIPCIÓN NSR 98 TITULO A. Edificaciones construidas antes de la vigencia de la presente versión del reglamento MANUAL DE CONSTRUCCION, EVALUACION Y REHABILITACION SISMO RESISTENTE DE VIVIENDAS DE MAMPOSTERIA- CAPITULO 2 Evaluación del grado de vulnerabilidad sísmica de viviendas DECRETO 074 Por el cual se complementa y modifica el código de construcción de Bogotá Distrito Capital y se identifican los límites de la microzonificación sísmica y se adoptan los espectros de diseño 2.4 MARCO CONTEXTUAL El proyecto se desarrollo en la parte adyacente a la parte mas antigua del convento de las Hermanas de la Visitación de Santa Maria de Bosa, ubicado al sur occidente de Bogota en la localidad de Bosa, en la calle 62B Nº 81-23 sur. 33 3. DISEÑO METODOLÓGICO PRELIMINAR El estudio de vulnerabilidad de este proyecto se llevara a cabo por medio de las siguientes fases, las cuales son de tipo teórico-práctico; en donde se tomaran datos experimentales y serán analizados cuidadosamente para así lograr dar una soluciones al problema existente. FASE 01: Recopilación y clasificación de información existente sobre estudios de vulnerabilidad sísmica en Colombia. Basarse en la norma sismo resistente del 98 (NSR-98), en todo aquello que haga referente al proyecto. FASE 02: Recorrer e inspeccionar el sitio para determinar los puntos más críticos a tratar. Realizar apiques en varios lugares estratégicos para reconocer el estado de las estructuras y que tipo de cimentación hay. Tomar varias muestras para ver que tipo mampostería existe en diversos muros. Levantamiento arquitectónico. FASE 03: Hacer una comparación de las muestras y datos obtenidos con los datos existentes en las memorias de esa época. FASE 04: Según el daño que presente el sistema estructural se procederá a dar una solución al problema. 34 FASE 05: Realización de los diseños estructurales de la edificación. 3.1 VARIABLES FACTORES DE ANÁLISIS VARIABLES INDICADORES Vulnerabilidad Materiales constructivos Aspectos estructurales Cimentación Muros Detalle de columnas y vigas Amarre de las cubiertas 3.2 COSTOS DE LA INVESTIGACIÓN La investigación tiene un costo total de $2.824.302,00, la relación de todos los recursos utilizados se indican en el anexo A. 35 4. ESTUDIO DE VULNERABILIDAD SÍSMICA DE LA ESTRUCTURA DEL MONASTERIO Para determinar el nivel de vulnerabilidad de la edificación se hicieron una serie de exploraciones consistentes en trabajo de campo que consistía en hacer una minuciosa inspección visual, perforación en muros mediante equipos manuales de perforación para determinar materiales, al igual que en las columnas. Se hicieron apiques para determinar el tipo de cimentación que tenia estaedificación. Después del análisis y la evaluación hecha se puede determinar que esta edificación no cuenta con un sistema estructural que pueda soportar un eventual sismo. Por lo anterior se evidencia la necesidad de reforzar este edificio para evitar un colapso de la estructura durante un eventual desastre natural. 4.1 ANTECEDENTES E INFORME DEL ANALISIS DE VULNERABILIDAD DURANTE LA FASE DE INSPECCIÓN Infortunadamente no se cuenta con una base de datos de acerca de la construcción existente, pues el edificio tiene más de un siglo de construido. El sector que se analiza es una construcción de dos plantas destinada para la oración y el descanso. 36 4.1.1 Patológica 4.1.1.1 Cubierta. Desprendimiento del mortero de la cubierta y fisuramiento de su entorno. Figura. 1 Cubierta En este registro fotográfico se puede observar el deterioro en el que se encuentra la parte inferior de la cubierta, al igual que parte superior construida en teja española y la cual también se encuentra en regular estado permitiendo que en época de invierno el agua se filtre a los muros y al resto de estructura. Ese deterioro se debe posiblemente a lo antigua de la construcción y al desgaste normal de un edificio que no se le hace mantenimiento. 37 4.1.1.2 Muros. Fisuras y descascaramiento Figura. 2 Muros Se evidencia el mal estado en que se encuentran los muros además de sus materiales, se observa que están hechos de ladrillo tolete y revestidos con una capa de pañete de de aproximadamente dos centímetros, las fisuras son de un tamaño considerable a las cuales se debe prestar suma atención. Insistimos que tal vez la principal razón de este deterioro es el mal estado de la cubierta que permite la filtración del agua hacia la estructura. 38 4.1.1.3 Placa de entrepiso. Fisuras y detalle de construcción Figura. 3 placa de entrepiso La placa de entre piso esta construida con vigas en madera en su totalidad, aunque hay sectores en los cuales la placa está recubierta con malla de gallinero, esterilla de guadua y recubierta con mortero. En el sector donde está recubierta se evidencian fisuras de gran tamaño lo cual hace pensar que el mortero se está desprendiendo a causa de la humedad que por supuesto está afectando las vigas de madera. 39 4.1.1.4 Columnas. Figura 4. columnas La base de las columnas presentan los primeros síntomas de humedad , esto se considera grave puesto que son el soporte de la edificación a pesar que estén construidas con ladrillo tolete formando machones , esto nos advierte de la necesidad urgente de intervenir con un reforzamiento la estructura. 40 4.1.2 Proceso constructivo Cimentación: El sistema de cimentación debe conformar anillos cerrados, con el fin de que las cargas se distribuyan lo más uniformemente posible sobre el suelo y para lograr que la estructura sea sólida y monolítica cuando un sismo actúe sobre ella. En el proceso de reforzamiento como primera medida se hace una regata de 30 cm de altura desde la placa de contrapiso y 30 cm dentro del muro para dejar espacio libre para el proceso de vaciado del concreto, se hace excavación en zanja de 25 cm a un lado del muro, esta excavación va hasta el nivel que recomienda el estudio de suelos que es de 1.10 mts desde el nivel de la placa de contrapiso, como en la cimentación existente en el convento hay un concreto ciclópeo, se procede a excavar hasta el nivel, como ejemplo la Z - 1 donde el área es de 1.6 x 1.6 mts. Como la norma NSR- 98 recomienda en el titulo C, el terreno no debe servir de formaleta, se procede ha perfilar el terreno para conformar la estructura en madera o encofrado, este debe estar nivelado y sin fisuras por donde se pueda filtrar el concreto, debe estar arriostrado sus elementos que soporten la colocación del concreto. Se funde una capa de 5 cms. de concreto de limpieza para posteriormente colocar encima de este la parrilla de zapata donde proponemos un refuerzo de 1/2”(#4) cada 20 cms. con un espesor de 30 cms, hacemos las siguientes uniones con el refuerzo de la columna donde se propone elementos horizontales de 25 x 35 cms, después de tener la conformación de estructura de zapata mas la de la columna con sus respectivo encofrado se procede a fundir el concreto hasta el nivel donde se encuentra la iniciación de la viga de cimentación, para esta se realiza a lo largo del muro una regata. Como en la placa de contrapiso los momentos son negativos se debe tener en cuenta que los traslapos de los refuerzos deben ir en la zona de compresión donde el concreto trabaja aproximadamente en un 40 %. En el titulo C de la norma NSR - 98 nos recomienda que las juntas frías se hagan también en el centro de la luz y no en la unión de la viga con la columna ya que en esta zona trabaja el elemento 41 estructural a esfuerzos cortantes donde puede sufrir fisuración el concreto ante un sismo y quede recibiendo estos esfuerzos solo las barras de refuerzo , la fundición debe ser en tramos donde se puedan traslapar las varillas como lo recomienda la norma NSR – 98, teniendo en cuenta la longitud que se debe traslapar dependiendo el diámetro de la barra de refuerzo propuesta. Posteriormente se deja fraguar el concreto donde a los dos (2) días se pueda desencofrar los elementos para rellenar con el material sobrante de excavación en los lugares donde se presenten los vacíos del terreno, los pisos donde se excava se rellena con concreto de las mismas características de la zapata y la columna, los enchapes de piso existentes deben ser levantados para la excavación y son elementos que se pierden en el proceso de reforzamiento, para efectos de conservación arquitectónica deben ser pisos similares en su forma, textura y color a los existentes. Muros: Para reforzar los muros se hace una regata donde queda la ubicación de las columnas según la propuesta, esta regata se deja con una ancho de el elemento estructural llamado columna, los cortes se hacen con pulidora de disco de sierra, por el encofrado de madera se testerea para que le proceso de vaciado del concreto conforme bien las secciones de la columna con un ancho igual a lo largo del elemento, para el vaciado del concreto se debe tener en cuenta que los elementos no estén segregados y que tenga fluidez para poder hacer disposición del encofrado, vibrándolo de forma que no se presenten vacíos a lo largo de el elemento estructural. Para restaurar los muros en su totalidad, deben ser pañetados para conservar su apariencia arquitectónica, este proceso está ligado únicamente a la apariencia de los muros actuales en la estructura, se hace para mantener la forma de construcción de los muros de la estructura existente. 42 Placas de entrepiso: Para conformar la placa propuesta debemos levantar el piso existente en madera. Para fundida de la placa se procede a instalar las camillas hasta el nivel indicado en los planos. Utilizaremos párales telescópicos para poder nivelar las cerchas y las camillas teniendo ya el encamillado nivelado. Luego se funde una torta de espesor de 5 cm esta torta llevara malla electrosoldada, instalamos los cacetones de guadua, dejando espacio para el amarre de los hierros en vigas y viguetas. Se continua con el vaciado de concreto dejándolo perfectamente vibrado, luego fundimos la placa superior de la losa de entrepiso con espesor de 8 cm, esta losa lleva malla electrosoldada. Teniendo listo la placa de entrepiso se continúa con las columnas del segundo piso teniendo en cuenta que anteriormente ya se habían dejado los traslapos para poder continuar con el armazón de la canasta; el sistema constructivo de estas columnas es similar a las del primer piso. El siguiente paso a seguir es construir la viga de amarre aérea, teniendoen cuenta para este paso que ya tenemos que haber desmontado la cubierta, puesto que la madera esta muy deteriorada en su totalidad y es necesario cambiarla por otro material; como el que se propone que es perfil PHR en C. Para seguir con el sistema constructivo de la viga de amarre nivelamos los muros a nivel superior de las columnas, esto con el proposito de encofrar la viga, luego se amarra el acero de refuerzo, se termina de encofrar, se testerea dejando nivelado y aplomado para luego vaciar el concreto dejándolo con un vibrado uniforme. Ya terminada las vigas de amarre aéreas, continuamos con la construcción de los muros para la culata teniendo en cuenta que estos requieren de una cinta de amarre y unos machones de confinamiento. Cuando estemos en el proceso constructivo de la cinta anteriormente mencionada se tiene que dejar las platinas debidamente localizadas para así luego poder 43 soldar a estas los perfiles metálicos PHR en C que son los que sostendrán la cubierta. Siguiendo con este proceso es importante fundir una torta de espesor de 5 cm para el descanso de la cubierta, esta torta lleva un alistado esterilla en guadua debidamente anclado con amarres de alambre a los perfiles metálicos PHR en C. Se instala malla electrosoldada de 4 mm (Q4) y se procede con la fundida de dicha torta. Luego tenemos que impermeabilizar esta placa con ayuda de una tela asfáltica y una emulsión. La postura de esta teja se hace con un mortero fabricado con arena de peña preferiblemente arcillosa. Ya por ultimo instalamos la teja de barro española que es la que anteriormente estaba. Acabados: Deben estar acorde con la estructura existente, estos no se pueden modificar demasiado teniendo en cuenta que el convento tiene una construcción demasiado antigua y la intención es mantener el tipo de arquitectura existente. La mano de obra en todo el transcurso de la obra debe ser calificada y completamente supervisada por un profesional que esté al tanto de todo el proyecto y además controle el personal teniendo en cuenta que se trabaja en un convento de claustro, esto con el fin de minimizar el impacto a las hermanas que se encuentran dentro del este. Los materiales deben ser de primera calidad ya que se está construyendo para el eventual caso de un sismo y estos deben ser capaces de resistir este tipo de fuerzas y obviamente a las fuerzas que se encuentran sometidas diariamente. 44 4.1.3 Esquemas del modelo utilizado 45 46 4.2 PROPUESTA PARA EL REFUERZO ESTRUCTURAL 4.2.1 Cálculo estructural 4.2.1.1 Características Estructurales Área a Reforzar: 1657.74 m2 Niveles : 2 H 1° piso = 3.60 m H 2° piso = 2.30 m H de placa = 0.35 m Uso: Vivienda. Estructura aporticada en concreto reforzado. Cubierta en teja de barro española. Pendiente máxima de cubierta 45%. Cimentación superficial. 4.2.1.2 Datos de entrada 47 Avaluo de Cargas 48 Fuerzas sísmicas, método de la Fuerza Horizontal Equivalente 49 4.2.1.3 Resultados del programa de análisis estructural 4.2.1.4 Geometría secciones y cargas ETABS v9.1.4 File:TESIS CHIPAQUE 2009 Units:KN-m Junio 3, 2009 19:15 PAGE 1 S T O R Y D A T A STORY SIMILAR TO HEIGHT ELEVATION CUBIERTA None 2.300 5.900 PISO 2 None 3.600 3.600 BASE None 0.000 ETABS v9.1.4 File:TESIS CHIPAQUE 2009 Units:KN-m Junio 3, 2009 19:15 PAGE 2 C O O R D I N A T E S Y S T E M L O C A T I O N D A T A NAME TYPE X Y ROTATION BUBBLESIZE VISIBLE GLOBAL Cartesian 0.000 0.000 0.00000 1.250 Yes C O O R D I N A T E S Y S T E M G R I D D A T A SYSTEM GRID GRID GRID GRID BUBBLE GRID NAME DIR ID TYPE HIDE LOC COORDINATE GLOBAL X 1 Primary No Top 0.000 GLOBAL X 2 Primary No Top 2.850 GLOBAL X 3 Primary No Top 6.150 GLOBAL X 4 Primary No Top 9.280 50 GLOBAL X 5 Primary No Top 12.070 GLOBAL X 6 Primary No Top 16.150 GLOBAL X 7 Primary No Top 18.430 GLOBAL X 8 Primary No Top 21.010 GLOBAL X 9 Primary No Top 24.510 GLOBAL X 10 Primary No Top 28.010 GLOBAL Y E Primary No Left 0.000 GLOBAL Y D Primary No Left 3.580 GLOBAL Y C Primary No Left 9.990 GLOBAL Y B Primary No Left 13.460 GLOBAL Y A Primary No Left 16.590 ETABS v9.1.4 File:TESIS CHIPAQUE 2009 Units:KN-m Junio 3, 2009 19:15 PAGE 3 P O I N T C O O R D I N A T E S POINT X Y DZ-BELOW 1 0.000 16.590 0.000 2 2.850 16.590 0.000 3 6.150 16.590 0.000 4 9.280 16.590 0.000 5 12.070 16.590 0.000 6 16.150 16.590 0.000 7 18.430 16.590 0.000 8 21.010 16.590 0.000 9 24.510 16.590 0.000 10 28.010 16.590 0.000 11 0.000 9.990 0.000 12 2.850 9.990 0.000 13 6.150 9.990 0.000 14 9.280 9.990 0.000 15 12.070 9.990 0.000 16 16.150 9.990 0.000 17 18.430 9.990 0.000 18 21.010 9.990 0.000 19 24.510 9.990 0.000 20 28.010 9.990 0.000 21 0.000 13.460 0.000 22 9.280 13.460 0.000 23 28.010 13.460 0.000 24 0.000 3.580 0.000 25 2.850 3.580 0.000 26 6.150 3.580 0.000 27 9.280 3.580 0.000 28 12.070 3.580 0.000 29 16.150 3.580 0.000 30 18.430 3.580 0.000 31 21.010 3.580 0.000 32 24.510 3.580 0.000 33 28.010 3.580 0.000 34 28.010 0.000 0.000 35 24.510 0.000 0.000 36 21.010 0.000 0.000 37 2.850 13.460 0.000 38 21.010 13.460 0.000 39 6.150 13.460 0.000 40 12.070 13.460 0.000 41 16.150 13.460 0.000 42 18.430 13.460 0.000 43 24.510 13.460 0.000 45 0.000 7.730 0.000 46 2.850 7.730 0.000 ETABS v9.1.4 File:TESIS CHIPAQUE 2009 Units:KN-m Junio 3, 2009 19:15 PAGE 4 C O L U M N C O N N E C T I V I T Y D A T A COLUMN I END PT J END PT I END STORY C1 1 1 Below C2 2 2 Below C3 3 3 Below C4 4 4 Below C5 5 5 Below 51 C6 6 6Below C7 7 7 Below C8 8 8 Below C9 9 9 Below C10 10 10 Below C11 11 11 Below C12 12 12 Below C13 13 13 Below C14 14 14 Below C15 15 15 Below C16 16 16 Below C17 17 17 Below C18 18 18 Below C19 19 19 Below C20 20 20 Below C21 21 21 Below C22 22 22 Below C23 23 23 Below C24 24 24 Below C25 25 25 Below C26 26 26 Below C27 27 27 Below C28 28 28 Below C29 29 29 Below C30 30 30 Below C31 31 31 Below C32 32 32 Below C33 33 33 Below C34 34 34 Below C35 35 35 Below C36 36 36 Below ETABS v9.1.4 File:TESIS CHIPAQUE 2009 Units:KN-m Junio 3, 2009 19:15 PAGE 5 B E A M C O N N E C T I V I T Y D A T A BEAM I END PT J END PT B6 36 31 B16 36 35 B17 35 34 B18 24 25 B19 25 26 B20 26 27 B21 27 28 B22 28 29 B23 29 30 B24 30 31 B25 31 32 B26 32 33 B28 12 13 B29 13 14 B30 14 15 B31 15 16 B32 16 17 B33 17 18 B34 18 19 B35 19 20 B36 1 2 B37 2 3 B38 3 4 B39 4 5 B40 5 6 B41 6 7 B42 7 8 B43 8 9 B44 9 10 B45 34 33 B47 20 23 B48 23 10 B50 11 21 B51 21 1 B54 26 13 B56 27 14 B57 14 22 52 B58 22 4 B59 28 15 B61 29 16 B63 30 17 B65 31 18 B67 35 32 B99 18 38 B100 38 8 B101 12 37 B102 37 2 B103 13 39 B104 39 3 B105 15 40 B106 40 5 B107 16 41 B108 41 6 B109 17 42 B110 42 7 B111 19 43 B112 43 9 B113 21 37 B114 37 39 B115 39 22 B116 22 40 B117 40 41 B118 41 42 B119 42 38 B120 38 43 B121 43 23 B122 45 46 B124 24 45 B125 45 11 B126 25 46 B127 46 12 B162 11 12 ETABS v9.1.4 File:TESIS CHIPAQUE 2009 Units:KN-m Junio 3, 2009 19:15 PAGE 6 F L O O R C O N N E C T I V I T Y D A T A FLOOR POINT POINT POINT POINT F1 1 10 20 12 37 21 ETABS v9.1.4 File:TESIS CHIPAQUE 2009 Units:KN-m Junio 3, 2009 19:15 PAGE 7 R I G I D D I A P H R A G M P O I N T C O N N E C T I V I T Y D A T A STORY DIAPHRAGM POINT POINT POINT POINT POINT PISO 2 D1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 37 38 39 40 41 42 43 ETABS v9.1.4 File:TESIS CHIPAQUE 2009 Units:KN-m Junio 3, 2009 19:15 PAGE 8 M A S S S O U R C E D A T A MASS LATERAL LUMP MASS FROM MASS ONLY AT STORIES Masses Yes Yes ETABS v9.1.4 File:TESIS CHIPAQUE 2009 Units:KN-m Junio 3, 2009 19:15 PAGE 9 D I A P H R A G M M A S S D A T A STORY DIAPHRAGM MASS-X MASS-Y MMI X-M Y-M 53 PISO 2 D1 1.562E+02 1.562E+02 1.092E+04 14.574 13.306 ETABS v9.1.4 File:TESIS CHIPAQUE 2009 Units:KN-m Junio 3, 2009 19:15 PAGE 10 A S S E M B L E D P O I N T M A S S E S STORY POINT UX UY UZ RX RY RZ CUBIERTA 1 8.133E-01 8.133E-01 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 2 1.144E+00 1.144E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 3 1.173E+00 1.173E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 4 1.104E+00 1.104E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 5 1.220E+00 1.220E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 6 1.166E+00 1.166E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 7 1.009E+00 1.009E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 8 1.137E+00 1.137E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 9 1.233E+00 1.233E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 10 8.816E-01 8.816E-01 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 11 8.490E-01 8.490E-01 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 12 1.180E+00 1.180E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 13 1.209E+00 1.209E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 14 1.140E+00 1.140E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 15 1.255E+00 1.255E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 16 1.202E+00 1.202E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 17 1.044E+00 1.044E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 181.172E+00 1.172E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 19 1.269E+00 1.269E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 20 9.173E-01 9.173E-01 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 21 1.162E+00 1.162E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 22 1.469E+00 1.469E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 23 1.230E+00 1.230E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 37 1.292E+00 1.292E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 38 1.300E+00 1.300E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 39 1.321E+00 1.321E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 40 1.367E+00 1.367E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 41 1.329E+00 1.329E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 42 1.172E+00 1.172E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 CUBIERTA 43 1.381E+00 1.381E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 PISO 2 11 1.192E+00 1.192E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 PISO 2 24 1.077E+00 1.077E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 PISO 2 25 1.392E+00 1.392E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 PISO 2 26 1.643E+00 1.643E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 PISO 2 27 1.589E+00 1.589E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 PISO 2 28 1.689E+00 1.689E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 PISO 2 29 1.635E+00 1.635E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 PISO 2 30 1.478E+00 1.478E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 PISO 2 31 1.950E+00 1.950E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 PISO 2 32 1.405E+00 1.405E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 PISO 2 33 1.069E+00 1.069E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 PISO 2 34 1.069E+00 1.069E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 PISO 2 35 1.405E+00 1.405E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 PISO 2 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0.000E+00 1.092E+04 ETABS v9.1.4 File:TESIS CHIPAQUE 2009 Units:KN-m Junio 3, 2009 19:15 PAGE 11 G R O U P M A S S D A T A GROUP SELF SELF TOTAL TOTAL TOTAL NAME MASS WEIGHT MASS-X MASS-Y MASS-Z ALL 226.6532 2246.214 226.6532 226.6532 0.0000 ETABS v9.1.4 File:TESIS CHIPAQUE 2009 Units:KN-m Junio 3, 2009 19:15 PAGE 12 M A T E R I A L P R O P E R T Y D A T A MATERIAL MATERIAL DESIGN MATERIAL MODULUS OF POISSON'S THERMAL SHEAR NAME TYPE TYPE DIR/PLANE ELASTICITY RATIO COEFF MODULUS STEEL Iso Steel All 199947978.80 0.3000 1.1700E-05 76903068.77 CONC Iso Concrete All 24821128.402 0.2000 9.9000E-0610342136.834 CONC21 Iso Concrete All 17872045.000 0.2000 9.9000E-06 7446685.417 M A T E R I A L P R O P E R T Y M A S S A N D W E I G H T MATERIAL MASS PER WEIGHT PER NAME UNIT VOL UNIT VOLSTEEL 7.8271E+00 7.6820E+01 CONC 2.4007E+00 2.3562E+01 OTHER 7.8271E+00 7.6820E+01 CONC21 2.4000E+00 2.4000E+01 M A T E R I A L D E S I G N D A T A F O R S T E E L M A T E R I A L S MATERIAL STEEL STEEL STEEL NAME FY FU COST ($) STEEL 344737.894 448159.263 271447.16 M A T E R I A L D E S I G N D A T A F O R C O N C R E T E M A T E R I A L S MATERIAL LIGHTWEIGHT CONCRETE REBAR REBAR LIGHTWT NAME CONCRETE FC FY FYS REDUC FACT CONC No 27579.032 413685.473 413685.473 N/A CONC21 No 21000.000 420000.000 420000.000 N/A ETABS v9.1.4 File:TESIS CHIPAQUE 2009 Units:KN-m Junio 3, 2009 19:15 PAGE 13 F R A M E S E C T I O N P R O P E R T Y D A T A MATERIAL SECTION SHAPE NAME OR NAME CONC CONC FRAME SECTION NAME NAME IN SECTION DATABASE FILE COL BEAM 55 V25X35 CONC21 Rectangular Yes C30X30 CONC21 Rectangular Yes V15X35 CONC21 Rectangular Yes F R A M E S E C T I O N P R O P E R T Y D A T A SECTION FLANGE FLANGE WEB FLANGE FLANGE FRAME SECTION NAME DEPTH WIDTH TOP THICK TOP THICK WIDTH BOT THICK BOT V25X35 0.3500 0.2500 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 C30X30 0.3000 0.3000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 V15X35 0.3500 0.1500 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 F R A M E S E C T I O N P R O P E R T Y D A T A SECTION TORSIONAL MOMENTS OF INERTIA SHEAR AREAS FRAME SECTION NAME AREA CONSTANT I33 I22 A2 A3 V25X35 0.0875 0.0010 0.0009 0.0005 0.0729 0.0729 C30X30 0.0900 0.0011 0.0007 0.0007 0.0750 0.0750 V15X35 0.0525 0.0003 0.0005 0.0001 0.0438 0.0438 F R A M E S E C T I O N P R O P E R T Y D A T A SECTION MODULI PLASTIC MODULI RADIUS OF GYRATION FRAME SECTION NAME S33 S22 Z33 Z22 R33 R22 V25X35 0.0051 0.0036 0.0077 0.0055 0.1010 0.0722 C30X30 0.0045 0.0045 0.0068 0.0068 0.0866 0.0866 V15X35 0.0031 0.0013 0.0046 0.0020 0.1010 0.0433 F R A M E S E C T I O N W E I G H T S A N D M A S S E S TOTAL TOTAL FRAME SECTION NAME WEIGHT MASS V25X35 773.0940 77.3094 C30X30 394.2000 39.4200 V15X35 3.5910 0.3591 C O N C R E T E C O L U M N D A T A REINF CONFIGURATION REINF NUM BARS NUM BARS BAR FRAME SECTION NAME LONGIT LATERAL SIZE/TYPE 3DIR/2DIR CIRCULAR COVER C30X30 Rectangular Ties #5/Design 3/3 N/A 0.0457 C O N C R E T E B E A M D A T A TOP BOT TOP LEFT TOP RIGHT BOT LEFT BOT RIGHT FRAME SECTION NAME COVER COVER AREA AREA AREA AREA V25X35 0.0350 0.0350 0.000 0.000 0.000 0.000 V15X35 0.0350 0.0350 0.000 0.000 0.000 0.000 ETABS v9.1.4 File:TESIS CHIPAQUE 2009 Units:KN-m Junio 3, 2009 19:15 PAGE 14 S T A T I C L O A D C A S E S STATIC CASE AUTO LAT SELF WT CASE TYPE LOAD MULTIPLIER DEAD DEAD N/A 1.0000 LIVE LIVE N/A 0.0000 SISMOX QUAKE USER_LOADS 0.0000 SISMOY QUAKE USER_LOADS 0.0000 56 ETABS v9.1.4 File:TESIS CHIPAQUE 2009 Units:KN-m Junio 3, 2009 19:15 PAGE 15 L O A D I N G C O M B I N A T I O N S COMBO CASE SCALE COMBO TYPE CASE TYPE FACTOR COMB1 ADD DEAD Static 1.4000 LIVE Static 1.7000 COMB2 ADD DEAD Static 1.0500 LIVE Static 1.2800 SISMOX Static 1.0000 COMB3 ADD DEAD Static 1.0500 LIVE Static 1.2800 SISMOX Static -1.0000 COMB4 ADD DEAD Static 0.9000 SISMOX Static 1.0000 COMB5 ADD DEAD Static 0.9000 SISMOX Static -1.0000 COMB6 ADD DEAD Static 1.0500 LIVE Static 1.2800 SISMOY Static 1.0000 COMB7 ADD DEAD Static 1.0500 LIVE Static 1.2800 SISMOY Static -1.0000 COMB8 ADD DEAD Static 0.9000 SISMOY Static 1.0000 COMB9 ADD DEAD Static 0.9000 SISMOY Static -1.0000 COMB10 ADD DEAD Static 1.0500 LIVE Static 1.2800 SISMOX Static 0.2500 SISMOY Static 0.0700 COMB11 ADD DEAD Static 1.0500 LIVE Static 1.2800 SISMOX Static 0.2500 SISMOY Static -0.0700 COMB12 ADD DEAD Static 1.0500 LIVE Static 1.2800 SISMOX Static -0.2500 SISMOY Static 0.0700 COMB13 ADD DEAD Static 1.0500 LIVE Static 1.2800 SISMOX Static -0.2500 SISMOY Static -0.0700 COMB14 ADD DEAD Static 1.0500 LIVE Static 1.2800 SISMOX Static 0.0700 SISMOY Static 0.2500 COMB15 ADD DEAD Static 1.0500 LIVE Static 1.2800SISMOX Static -0.0700 SISMOY Static 0.2500 COMB16 ADD DEAD Static 1.0500 LIVE Static 1.2800 SISMOX Static 0.0700 SISMOY Static -0.2500 COMB17 ADD DEAD Static 1.0500 LIVE Static 1.2800 SISMOX Static -0.0700 SISMOY Static -0.2500 COMB18 ADD DEAD Static 0.9000 SISMOX Static 0.2500 SISMOY Static 0.0700 COMB19 ADD DEAD Static 0.9000 SISMOX Static 0.2500 SISMOY Static -0.0700 COMB20 ADD DEAD Static 0.9000 SISMOX Static -0.2500 SISMOY Static 0.0700 COMB21 ADD DEAD Static 0.9000 SISMOX Static -0.2500 SISMOY Static -0.0700 COMB22 ADD DEAD Static 0.9000 SISMOX Static 0.0700 57 SISMOY Static 0.2500 COMB23 ADD DEAD Static 0.9000 SISMOX Static -0.0700 SISMOY Static 0.2500 COMB24 ADD DEAD Static 0.9000 SISMOX Static 0.0700 SISMOY Static -0.2500 COMB25 ADD DEAD Static 0.9000 SISMOX Static -0.0700 SISMOY Static -0.2500 COMB30 ADD DEAD Static 1.0000 LIVE Static 1.0000 COMB31 ADD DEAD Static 1.0000 LIVE Static 1.0000 SISMOX Static 0.1700 COMB32 ADD DEAD Static 1.0000 LIVE Static 1.0000 SISMOX Static -0.1700 COMB33 ADD DEAD Static 1.0000 LIVE Static 1.0000 SISMOY Static 0.1700 COMB34 ADD DEAD Static 1.0000 LIVE Static 1.0000 SISMOY Static -0.1700 COMBDX ENVE COMB1 Combo 1.0000 COMB2 Combo 1.0000 COMB3 Combo 1.0000 COMB4 Combo 1.0000 COMB5 Combo 1.0000 COMBDY ENVE COMB1 Combo 1.0000 COMB6 Combo 1.0000 COMB7 Combo 1.0000 COMB8 Combo 1.0000 COMB9 Combo 1.0000 ETABS v9.1.4 File:TESIS CHIPAQUE 2009 Units:KN-m Junio 3, 2009 19:15 PAGE 16 A U T O S E I S M I C U S E R L O A D S Case: SISMOX AUTO SEISMIC INPUT DATA Additional Eccentricity = 0% SPECIFIED AUTO SEISMIC LOADS AT DIAPHRAGM CENTER OF MASS STORY DIAPHRAGM FX FY MZ PISO 2 D1 1345.80 0.00 1117.000 AUTO SEISMIC CALCULATION RESULTS AUTO SEISMIC STORY FORCES STORY FX FY FZ MX MY MZ CUBIERTA (Forces reported at X = 0.0000, Y = 0.0000, Z = 5.9000) 486.59 0.00 0.00 0.000 0.000 -6335.804 PISO 2 (Forces reported at X = 14.5736, Y = 13.3057, Z = 3.6000) 1345.80 0.00 0.00 0.000 0.000 1117.000 AUTO SEISMIC DIAPHRAGM FORCES STORY DIAPHRAGM FX FY FZ MX MY MZ PISO 2 D1 (Forces reported at X = 14.5736, Y = 13.3057, Z = 3.6000) 58 1345.80 0.00 0.00 0.000 0.000 1117.000 AUTO SEISMIC POINT FORCES STORY POINT FX FY FZ MX MY MZ CUBIERTA 1 (Point and forces located at X = 0.0000, Y = 16.5900, Z = 5.9000) 4.28 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 CUBIERTA 2 (Point and forces located at X = 2.8500, Y = 16.5900, Z = 5.9000) 25.26 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 CUBIERTA 3 (Point and forces located at X = 6.1500, Y = 16.5900, Z = 5.9000) 26.72 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 CUBIERTA 4 (Point and forces located at X = 9.2800, Y = 16.5900, Z = 5.9000) 12.53 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 CUBIERTA 5 (Point and forces located at X = 12.0700, Y = 16.5900, Z = 5.9000) 28.59 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 CUBIERTA 6 (Point and forces located at X = 16.1500, Y = 16.5900, Z = 5.9000) 26.43 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 CUBIERTA 7 (Point and forces located at X = 18.4300, Y = 16.5900, Z = 5.9000) 21.13 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 CUBIERTA 8 (Point and forces located at X = 21.0100, Y = 16.5900, Z = 5.9000) 25.21 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 CUBIERTA 9 (Point and forces located at X = 24.5100, Y = 16.5900, Z = 5.9000) 29.21 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 CUBIERTA 10 (Point and forces located at X = 28.0100, Y = 16.5900, Z = 5.9000) 4.80 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 CUBIERTA 11 (Point and forces located at X = 0.0000, Y = 9.9900, Z = 5.9000) 6.44 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 CUBIERTA 12 (Point and forces located at X = 2.8500, Y = 9.9900, Z = 5.9000) 31.37 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 CUBIERTA 13 (Point and forces located at X = 6.1500, Y = 9.9900, Z = 5.9000) 32.82 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 CUBIERTA 14 (Point and forces located at X = 9.2800, Y = 9.9900, Z = 5.9000) 12.83 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 CUBIERTA 15 (Point and forces located at X = 12.0700, Y = 9.9900, Z = 5.9000) 32.72 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 CUBIERTA 16
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