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7/24/2019 AEA- EDIFICIOS_01

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ANALISIS DE EDIFICIOS

UNIVERSIDADNACION

ALDECOLOMBIA-ANALISISESTRUCTURALAPLICADO

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ANALISIS Y DISEO

Qu es anlisis? Es todo acto encaminado a determinar las solicitaciones(fuerzas) a las que se ve sometida una estructura durante su vida til bajodiferentes acciones.

Qu es diseo? Es todo acto encaminado a dotar a las estructuras de lascaractersticas necesarias para soportar las acciones (fuerzas) a las que sever sometida durante su vida til.

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SISMO

Por qu se producen los terremotos?

Los sismos o terremotos son producidos por la actividad de las placastectnicas es que est dividida la superficie de la tierra. Cuando estas placaschocan entre ellas se producen deformaciones de la superficie, en las cuales seacumula energa. Cuando por causa de estas deformaciones la tierra sefractura se produce una liberacin de esa energa acumulada que se manifiesta

como un terremoto.UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - ANALISIS ESTRUCTURAL APLICADO 3


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SISMO

Cul es el terremoto de mayor magnitud registrado en territoriocolombiano?



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SISMO

Cul es e terremoto de mayor magnitud registrado en territoriocolombiano?

El 31 de enero de 1906 frente a la costa colombiana en el pacfico ocurri unsismo que ha sido de los mayores registrados en el mundo.

Tuvo una magnitud de 8,9 en la escala de Richter.

El terremoto de Armenia del 25 de enero de 1999 tuvo una magnitud de 6,4.

Caus 100o muertos inicialmente. El total de muertos fue de 2000. Hubo 4000 heridos.

1590 millones de dlares en prdidas. 1,81% del PIBUNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - ANALISIS ESTRUCTURAL APLICADO 7


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SISMO

El terremoto de Tohoku (Japn) 11 de marzo de 2011 tuvo una magnitud de9. Caus mas de 15000 victimas fatales, mas de 6000 heridos, mas de 2500desaparecidos. Las perdida materiales fueron estimadas entre 14.5 y 34.6mil millones de dlares.



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SISMO

El terremoto de Hait del 12 de enero de 2010 tuvo una magnitud de 7. Caus316.000 victimas fatales. 350.000 heridos. 1,5 millones de personasquedaron sin hogar.



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HISTORICIDAD DE LOS SISMOS DECOLOMBIA

Colombia es considerado como un pas con alta amenaza ssmica debido a suubicacin en el cinturn de fuego del pacfico.

El Servicio Geolgico Colombiano, se tiene establecida una tendencia ssmicaanual, donde se prescriben alrededor de siete sismos con una magnitud entre5,0 y 5,9, uno entre 6,0 y 6,9, uno cada cinco aos entre 7,0 y 7,9 y uno demagnitud mayor a 8,0 cada treinta aos.



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SISMO

Por qu debemos analizar y disear estructuras para soportar sismos?

Colombia se halla ubicada en una zona geogrfica en la cual se espera queocurran sismo de gran magnitud. Estos sismos afectan las estructuras yocasionan daos y colapsos estructurales que causan perdidas humanas ymateriales.

En vista de esto, debemos analizar y disear las estructuras para que estas

sean sismorresistentes.UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - ANALISIS ESTRUCTURAL APLICADO 18


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QUIN DA LAS PAUTAS PARA EL ANALISIS YDISEO SISMORRESISTENTE?

REPUBLICA DE COLOMBIA

MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL

VICEMINISTERIO DE VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIALDIRECCION DEL SISTEMA HABITACIONAL

COMISION ASESORA PERMANENTE PARA EL RGIMEN DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTE

REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIONSISMO RESISTENTE

NSR-10UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - ANALISIS ESTRUCTURAL APLICADO 19


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NSR-10 TTULO A Requisitos generales de diseo y construccin sismorresistente

TTULO B Cargas

TITULO C Concreto estructural

TITULO D Mampostera estructural

TITULO E Casas de uno y dos pisos

TITULO F Estructuras metlicas TITULO G Estructuras de madera y estructuras de guadua

TITULO H Estudios geotcnicos

TITULO I Supervisin tcnica

TITULO J Requisitos de proteccin contra el fuego en edificaciones

TITULO K Otros requisitos complementarios



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CUL ES EL OBJETIVO DE LA NORMANSR-10?

A.1.2.2 Objeto El presente reglamento de construcciones NSR-10, tiene por objeto:

A.1.2.2.1 Reducir a un mnimo el riesgo de la prdida de vidas humana, y defender en loposible el patrimonio del Estado y de los ciudadanos.

A.1.2.2.2 Una edificacin diseada siguiendo los requisitos de este Reglamento, debe sercapaz de resistir, adems de las fuerzas que le impone su uso, temblores de poca intensidadsin dao, temblores moderados sin dao estructural, pero posiblemente con algn dao a loselementos no estructurales y un temblor fuerte con daos a elementos estructurales y noestructurales pero sin colapso.

A.1.2.2.3 Adems de la defensa de la vida, con el cumplimiento de los niveles prescritos porel presente Reglamento para los movimientos ssmicos de diseo, los cuales corresponden arequisitos mnimos establecidos para el diseo de elementos estructurales y elementos no

estructurales, se permite proteger en alguna medida el patrimonio.UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - ANALISIS ESTRUCTURAL APLICADO 21


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CUL ES EL OBJETIVO DE LA NORMANSR-10?

A.1.2.2.4 Los movimientos ssmicos de diseo prescritos en el presente Reglamentocorresponden a los que afectaran las edificaciones de presentarse un sismo fuerte. Ante laocurrencia, en el territorio nacional, de un sismo fuerte que induzca movimientos de

caractersticas similares a los movimientos ssmicos de diseo prescritos en el presenteReglamento deben esperarse, en las edificaciones construidas cumpliendo con el Reglamento,daos estructurales y no estructurales reparables, aunque en algunos casos pueda que no seaeconmicamente factible su reparacin.

A.1.2.2.5 Para las edificaciones indispensables y de atencin a la comunidad como lasdefine el Captulo A.2 del presente Reglamento, se espera que el dao producido pormovimientos ssmicos de caractersticas similares a los movimientos ssmicos de diseoprescritos en l sea reparable y no sea tan severo que inhiba la operacin y ocupacin

inmediata y continuada de la edificacin.UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - ANALISIS ESTRUCTURAL APLICADO 22


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ASPECTOS GENERALES DEL DISEOSISMICO

La construccin de una estructura responde a la identificacin de una

necesidad, y con esa construccin se espera satisfacer esa necesidad.

Toda construccin debe responder a un diseo que ofrezca seguridad yfuncionalidad. Adems la construccin debe responder a una esttica, unafactibilidad y una economa.



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Seguridad: Es el factor ms importante en el diseo de una estructura.Capacidad de resistir las cargas o solicitaciones mximas que pueden

ocurrir durante su vida til.

No se debe incurrir en daos excesivos o en colapso parcial o total de laestructura



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Funcionalidad: Arquitectnica y estructural

Arquitectnica distribucin de espacios y formas agradables

EstructuralDeformaciones, fisuramiento, vibraciones



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OBJETO DEL DISEO ESTRUCTURALEl diseo estructural tiene por objeto dotar a las estructuras de lascaractersticas necesarias para soportar las acciones a las que se vensometidas en condiciones de seguridad. Para ello se requiere que lasestructuras sean:

Resistentes: Que estn en capacidad de soportar las cargas verticales y/ohorizontales.

Rgidas: Que no sufren deformaciones excesivas que comprometan sufuncionamiento o que ocasiones daos .

Dctiles: Que estn en capacidad de incursionar en el rango inelstico de losmateriales cuando se vean sometidas a cargas de sismo.UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - ANALISIS ESTRUCTURAL APLICADO 26


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OBJETO DEL DISEO ESTRUCTURAL

La ingeniera estructural en zonas ssmicas se enfrenta a un problema que notiene solucin.

Seleccionar sistemas estructurales y dimensionar elementos para que resistansolicitaciones desconocidas por medio de mecanismos de respuesta que no secomprenden del todo.



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FILOSOFIA DEL DISEO SISMORRESISTENTE

Las estructuras deben resistir en el rango lineal elstico todos aquellos

sismos de intensidad reducida que ocurran durante su vida til Las estructuras deben resistir sin daos significativos (aunque se puede

admitir ciertas incursiones en el rango inelstico) todos aquellos sismosmoderados que ocurran durante su vida til. Pueden existir daos menoresque sean de reparacin econmica



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FILOSOFIA DEL DISEO SISMORRESISTENTE

Las estructuras deben resistir en el rango no lineal un sismo severo queocurra una vez durante su vida til. Se admiten daos severos en laestructura sin que estos comprometan la seguridad o lleguen a causar elcolapso de la misma.



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AMENAZA SISMICA

La Norma NSR-10 determina el nivel de amenaza en trminos de laaceleracin pico efectiva y la velocidad pico efectiva del terreno para unterrmoto con una probabilidad de excedencia de 10% en 50 aos quecorresponde a un sismo con periodo de retornode 465 aos.

El territorio colombiano ha sido dividido en ter zonas de amenaza ssmica



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AMENAZA SISMICA

Zona de amenaza ssmica baja: lugares donde Aa y Av son inferiores o igualesa 0,10.

Zona de amenaza ssmica intermedia: lugares donde Aa o Av son mayores a0,10 y ninguno excede 0,20.

Zona de amenaza ssmica alta: lugares donde Aa o Av son superiores a 0,20.



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AMENAZA SISMICA

La Norma NSR-10 determina el nivel de amenaza en trminos de laaceleracin pico efectiva (Aa) y la velocidad pico efectiva (Av) del terreno paraun terremoto con una probabilidad de excedencia de 10% en 50 aos quecorresponde a un sismo con periodo de retorno de 465 aos.

El territorio colombiano ha sido dividido en tres zonas de amenaza ssmica,Alta, Media y Baja



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DISEO ESTRUCTURAL

Ley 400 de 1997

ARTCULO 6.- Responsabilidad de los Diseadores.- La responsabilidad de

los diseos de los diferentes elementos que componen la edificacin, ascomo la adopcin de todas las medidas necesarias para el cumplimiento enellos del objetivo de las normas de esta Ley y sus reglamentos, recae en losprofesionales bajo cuya direccin se elaboran los diferentes diseosparticulares.



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DISEO ESTRUCTURAL

Ley 400 de 1997

CAPITULO II

DISEADORES

ARTCULO 26.- Diseadores.- El Diseador debe ser un Ingeniero Civil cuando setrate de diseos estructurales y estudios geotcnicos y un Arquitecto o IngenieroCivil o Mecnico en el caso de diseos de elementos no estructurales.

En todos los casos debern tener matricula profesional y acreditar ante la"Comisin Asesora Permanente para el Rgimen de Construcciones SismoResistentes" los requisitos de experiencia e idoneidad que se sealan en lassiguientes disposiciones.



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DISEO ESTRUCTURAL

Ley 400 de 1997

CAPITULO II

DISEADORES

ARTCULO 27.- Experiencia de los Diseadores Estructurales.- Losdiseadores estructurales deben acreditar estudios de postgrado oexperiencia mayor de cinco (5) aos en el rea de estructuras.



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DISEO ESTRUCTURAL

Ley 400 de 1997

CAPITULO II

DISEADORES

ARTCULO 29.- Experiencia de los diseadores de elementos no estructurales.-Los diseadores de elementos no estructurales deben poseer una experienciamayor de tres (3) aos de ejercicio, contados a partir de la expedicin de la tarjetaprofesional, bajo la direccin de un profesional facultado para tal fin, en una ovarias actividades, tales como diseo estructural, diseo de elementos noestructurales, trabajos geotcnicos, construccin, interventora o supervisintcnica, o acreditar estudios de postgrado en el rea de Estructuras o Ingeniera

Ssmica.UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - ANALISIS ESTRUCTURAL APLICADO 37


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PROCEDIMIENTO DE DISEO

A.1.3.4 DISEO ESTRUCTURAL El diseo estructural debe ser realizado porun ingeniero civil facultado para este fin, de acuerdo con la Ley 400 de 1997. Laestructura de la edificacin debe disearse para que tenga resistencia y rigidezadecuadas ante las cargas mnimas de diseo prescritas por el Reglamento y debe,adems, verificarse que dispone de rigidez adecuada para limitar la deformabilidad

ante las cargas de servicio, de tal manera que no se vea afectado el funcionamientode la edificacin. A continuacin en la tabla A.1.3-1 se especifican las etapas quedeben llevarse a cabo, dentro del alcance de este Reglamento, en el diseoestructural de edificaciones nuevas y existentes, diferentes a las cubiertas enA.1.3.11. En la tabla A.1.3-1 se ha seguido el orden del procedimiento de diseo deedificaciones nuevas, el cual no necesariamente coincide con el de edificacionesexistentes, pues este ltimo se debe ajustar a la secuencia prescrita en el CaptuloA.10 y lo indicado en la tabla A.1.3-1 tiene simplemente carcter informativo para

las edificaciones existentes.UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - ANALISIS ESTRUCTURAL APLICADO 38


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Tabla A.1.3-1

Paso 1 Predimensionamiento y coordinacin con los otros profesionales

Paso 2 Evaluacin de las solicitaciones definitivas

Paso 3 Obtencin del nivel de amenaza ssmica y los valores de Aay Av

Paso 4 Movimientos ssmicos de diseo

Paso 5 Caractersticas de la estructuracin y del material estructural

empleado

Paso 6 Grado de irregularidad de la estructura y procedimiento de

anlisisUNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - ANALISIS ESTRUCTURAL APLICADO 39


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Tabla A.1.3-1

Paso 7 Determinacin de las fuerzas ssmicas

Paso 8 Anlisis ssmico de la estructura

Paso 9 Desplazamientos horizontales

Paso 10 Verificacin de derivas

Paso 11 Combinacin de las diferentes solicitaciones

Paso 12 Diseo de los elementos estructurales



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