Ex. Vulnabirilidad Sismica

8/2/2019 Ex. Vulnabirilidad Sismica

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_____________________Estudio de la vulnerabilidad ssmica de edificios de hormign armado

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NDI CE MEMORI A

ndice memoria 1

Resumen....4

Resum..4

Abstract..5

Agradecimientos..6

Capt ulo 1 : I nt rodu ccin...7

1.1. Objetivo.7

1.2. Conceptos..7

1.2.1. Peligrosidad.........................................7

1.2.2. Vulnerabilidad...8

1.3. Antecedentes..9

1.4. Normativa ssmica en Espaa..9

1.4.1. Norma Ssmica Espaola NCSE-02.11

Capt ulo 2 : Edificacin en Barcelona....1 3

2.1. Urbanismo (proyecto ensanche de Ildefons Cerd).132.1.1. Historia....13

2.1.2. El proyecto: El ensanche de Barcelona de Ildefons Cerd.14

2.2. Tipologas constructivas..17

2.3. Sismicidad en Barcelona....19

2.2.1. Introduccin..19

2.2.2. Ciudad20

2.2.3. Geologa..20

2.2.4. La amenaza (tectnica y sismicidad)..20

Capt ulo 3 : De scripcin del edif icio22

3.1. Situacin geogrfica del edificio...22

3.2. Caractersticas bsicas del edificio..25

3.2.1. Cuadro resumen...25

3.2.2. Dimensiones principales del edificio.28

3.2.3. Relaciones de reas...28

3.3. Cumplimiento de normativa.283.4. Tipos de cargas30


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Sergio Moreno Rodrguez________________________________________________________

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3.4.1. Cargas vivas.30

3.4.2. Cargas muertas.30

3.4.3. Cargas accidentales................30

3.4.4. Distribucin de cargas en el edificio.31

3.5. Materiales.33

3.5.1. Los elementos resistentes de cargas..33

3.5.2. Los elementos no resistentes de cargas40

3.6. Diseo del edificio.42

Capt ulo 4 : Mo deliza cin de l e dificio.4 6

4.1. Programa ETABS46

4.2. Proceso de diseo en ETABS...47

4.2.1. Combinacin de cargas...574.3. Discusin y modelo seleccionado.59

Capt ulo 5 : Vu lner abilida d ssmica.6 3

5.1. Tipos de anlisis.63

5.1.1. Tipos de anlisis estructurales..63

5.1.2. Anlisis ssmico66

5.2. Resumen ATC-40..66

5.2.1. Mtodo para realizar el anlisis no-lineal...66

5.2.2. Procedimientos para determinar la capacidad....67

5.2.3. Procedimientos para determinar la demanda(desplazamientos)...68

5.2.4. Procedimientos para comprobar el rendimiento en el mximodesplazamiento esperado..72

5.3. RISK-UE.72

5.3.1. Objetivos.72

5.3.2. Clasificacin de los edificios. Tipo de edificio modelo...75

5.3.3. Diseo del edificio y niveles de desempeo..78

5.3.4. Estados de dao en edificios..81

5.3.5. La matriz de clasificacin de edificios (BTM) en las ciudades delRISK-UE...82

5.4. Mtodo de LM2.86

5.4.1. Descripcin.86

5.4.2. Evaluacin de dao del edificio.87

5.4.3. Modelado de fragilidad.885.4.4. Resumen de curvas de fragilidad.89


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5.5. Eurocdigos89

5.6. Eurocdigo 8....89

5.7. EMS-98 (Escala Macrossmica Europea).94

Capt ulo 6 : Aplicacin a n uestr o e dificio.9 7

6.1. Anlisis esttico..97

6.1.1. Reacciones en los apoyos..97

6.1.2. Esfuerzos axiales en elementos lineales98

6.1.3. Esfuerzos cortantes en elementos lineales..100

6.1.4. Momentos flectores en elementos lineales..102

6.1.5. Momentos torsores en elementos lineales.....105

6.1.6. Esfuerzos mximos en elementos de superficie..106

6.1.7. Momentos mnimos en elementos de superficie..1086.1.8. Momentos mximos en elementos de superficie.109

6.1.9. Cortantes mximos en elementos de superficie..110

6.1.10. Deformada..111

6.2. Datos geotcnicos.112

6.3. Clculo ssmico...113

6.3.1. Aceleracin ssmica.113

6.3.2. Aceleracin ssmica de clculo...114

6.3.3. Clasificacin de importancia y factores de importancia para losedificios..115

6.3.4. Espectro de demanda.116

6.4. Anlisis modal..118

6.4.1. 1er modo de vibracin...118

6.4.2. 2 modo de vibracin.120

6.4.3. 3er modo de vibracin.121

6.5. Anlisis esttico no-lineal.1236.5.1. Curva de capacidad (pushover) y estados de dao..123

6.5.2. Punto de desempeo..126

Capt ulo 7 : Re sultado s y discusin..13 0

Captulo 8: Conclusiones..132

Capt ulo 9 : Bibliografa ..1 3 4

9.1. Normativa...134

9.2. Otros documentos.134

Anejos a la m emoria


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RESUMEN

Las graves consecuencias que suceden tanto en edificios como eninfraestructuras urbanas, se deben a las grandes acciones o catstrofesnaturales devastadoras que ocurren sin poder ser controladas y que hastahace relativamente pocos aos no se ha tenido suficientemente en cuenta.

Una de estas catstrofes naturales son los terremotos, que son fenmenosque ocurren por la rotura de placas tectnicas, las cuales se llaman fallas.

Los terremotos, tambin llamados sismos se producen a cierta profundidadde la corteza terrestre, este punto se llama hipocentro. El mismo puntoproyectado en la corteza terrestre se llama epicentro.

Desde el hipocentro se propagan los diferentes tipos de ondas que produceel sismo y se van disipando a medida que avanzan.

Los sismos, como ya he comentado, son unos fenmenos que provocandestrozos que acarrean con grandes prdidas econmicas y con la muertede un nmero elevado de personas, generalmente se encuentranrelacionadas con el comportamiento poco adecuado o insuficiente de lasestructuras. Y todo esto por no prestarle la suficiente atencin al estudio

ssmico estructural.Debido a que los terremotos tienen un papel lo suficientemente importanteen cuanto a seguridad estructural, es digno de ser estudiado el efecto queproducen en los edificios.

RESUMLes greus conseqncies que succeeixen tant en edificis com eninfraestructures urbanes, es deuen a les grans accions o catstrofesnaturals devastadores que ocorren sense poder ser controlades i que fins farelativament pocs anys no s'ha tingut prou en compte.Una d'aquestes catstrofes naturals sn els terratrmols, que sn fenmensque ocorren pel trencament de plaques tectniques, les quals es diuenfalles. Els terratrmols, tamb anomenats sismes es produeixen a certaprofunditat de l'escora terrestre, aquest punt es diu hipocentre. El mateixpunt projectat en l'escora terrestre s'anomena epicentre.Des del hipocentre es propaguen els diferents tipus d'ones que produeix elsisme i es van dissipant a mesura que avancen.


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Els sismes, com ja he comentat, sn uns fenmens que provoquendestrosses que ocasionen amb grans prdues econmiques i amb la mortd'un nombre elevat de persones, generalment es troben relacionades ambel comportament poc adequat o insuficient de les estructures. I tot aix perno prestar la suficient atenci a l'estudi ssmic estructural.

Com que els terratrmols tenen un paper prou important pel que fa aseguretat estructural, s digne de ser estudiat l'efecte que produeixen enels edificis.

ABSTRACT

The serious consequences that occur both in buildings and urban

infrastructure are due to large stock or devastating natural disasters thatcannot be controlled and that, until relatively recent years have not beensufficiently taken into account.One of these natural disasters is earthquakes, a phenomenon that occursdue the breakage of tectonic plates creating fault lines. Earthquakes occurat the depth at the Earths crust. This point is called the hypocenter. Thesame point projected in the earth's crust is called the epicenter.Different types of waves produced by the earthquake generate from thehypocenter and dissolve as they move.Earthquakes, as I said, are a phenomenon that causes damage which canprovoke large, economic losses and the death of a large numbers of people.Usually this extreme damage is related to inappropriate or inadequatestructures. This is all due to not paying sufficient attention to the structuralseismic survey.As earthquakes hold a significant role in terms of structural safety, it isworth studying the effect they have on buildings.


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AGRADECI MI ENTOS

Este proyecto se ha podido realizar gracias a ciertas personas que se haninvolucrado en el desarrollo del mismo. Por esta razn dedico a todas laspersonas que han intervenido en el seguimiento de este proyecto.

Dedico este trabajo y agradezco a mi director Jos Ramn Gonzlez Drigopor proponerme y hacer el seguimiento de este interesante trabajo de

investigacin, a mi codirector Joan Dvila Blasi por proporcionarme losplanos y datos de diseo estructural, y a Jorge Arturo vila Haro poresforzarse como el primero en guiarnos en el proyecto, y ayudarnos en larealizacin del estudio ssmico del edificio.

A mis compaeros de proyecto fin de carrera Rubn Mateos, Sonia Borrs ySergio Vzquez por estar al pie del can todos los das de trabajo,compartiendo informacin de gran inters con el fin de realizar el proyecto.

Finalmente, quiero agradecer a mi novia Laura Cabrera por estar siempre ami lado, y su apoyo, que ha sido fundamental para realizar el proyecto. Ami hermano Ral Moreno por confiar en mi proyecto y estar ahescuchndome cada vez que le explicaba mis batallas con el trabajo. A mispadres Pedro Jos Moreno y Josefina Rodrguez por el cario, apoyo yconfianza que me han dado siempre. Y a Zar por su cario incondicional.


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CAP TULO 1 :

I NTRODUCCI N

1.1. Objetivo

El proyecto consiste en realizar el estudio de vulnerabilidad ssmica de unedificio de hormign armado construido en Begues (pueblo de la provinciade Barcelona) por tal de observar cmo acta el edificio ante la presenciade terremotos, sometido al estudio de diferentes tipos de intensidades.

Este estudio se realiza en un programa de anlisis no lineal de estructurasllamado ETABS. Se introduce el edificio (modelo) en el programa con todaslas propiedades de materiales que lo forman y las cargas a las cuales estsometido. Y finalmente se realiza el estudio ssmico con las diferentescombinaciones de carga por tal de darnos la curva de capacidad del edificio,y ver el punto mximo de fuerza cortante-desplazamiento o deformacin.

1.2. Conceptos

1.2.1. Peligrosidad

Se entiende por amenaza o peligrosidad ssmica de una zona, cualquierdescripcin de los efectos provocados por terremotos en el suelo de dichazona. La peligrosidad ssmica se define como: la probabilidad deexcedencia de un cierto valor de la intensidad del movimiento del sueloproducido por terremotos, en un determinado emplazamiento y durante unperiodo de tiempo dado.


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La definicin comnmente aceptada fue dada por la UNDRO (1980).

Dado que los parmetros inherentes al movimiento son el desplazamiento,la velocidad y la aceleracin, la peligrosidad es a menudo estimada enfuncin de los valores mximos de estos parmetros, pero tambin eshabitual su expresin en trminos de intensidad macrossmica, que estrelacionada con la destructividad del terremoto.

1.2.2. Vulnerabilidad

Un anlisis de vulnerabilidad es un estudio de la capacidad de un sistema deresistir o absorber el impacto de un suceso (sismo) que caracteriza unaamenaza y, por lo tanto, se diferencia del anlisis de riesgo, que es laestimacin de prdidas de acuerdo con el grado de amenaza considerado.

La vulnerabilidad tambin puede entenderse como una caractersticaintrnseca del edificio que depende nicamente de las caractersticas de

diseo y de construccin del mismo.

Mtodos de evaluacin de la vulnerabilidad ssmica:

El anlisis de vulnerabilidad de un edificio existente, se puede entendercomo el clculo de la capacidad que la estructura tiene para soportar lassolicitaciones ssmicas reales.

La vulnerabilidad ssmica puede evaluarse mediante:- observacin y levantamiento de planos del estado de fisuracin

real producido por terremotos y su posterior estudio estadstico,denominndose en este caso vulnerabilidad observada.

La vulnerabilidad tambin puede cuantificarse mediante:

- el clculo de la respuesta ssmica no lineal de estructuras, caso enel que se denomina vulnerabilidad calculada o simulada.

El resultado ms importante de un clculo de este tipo es un ndice de daoque caracteriza globalmente la degradacin de una estructura sometida a

terremotos. El mtodo del ndice de vulnerabilidad utiliza los datosobtenidos mediante inspeccin para realizar una calificacin de la calidaddel diseo y construccin sismorresistente de los edificios mediante uncoeficiente denominado ndice de vulnerabilidad, IV. El mtodo hace unacalificacin numrica de once parmetros estructurales preestablecidos porexpertos y calcula, a partir de estos valores, el ndice de vulnerabilidad. Enel caso de edificios de hormign armado, los parmetros son:

1. Organizacin del sistema resistente

2. Calidad del sistema resistente

3. Resistencia convencional4. Influencia de la cimentacin


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5. Elementos horizontales

6. Configuracin en planta

7. Configuracin en elevacin

8. Conexin entre los elementos

9. Elementos de baja ductilidad

10. Elementos no estructurales

11. Estado de conservacin

1.3. AntecedentesA partir de la dcada de los 70 del siglo XX, se tom especial conciencia delfenmeno ssmico. Con el crecimiento de la poblacin y la construccin deedificios que presentaban un comportamiento inadecuado frente a la accinssmica, se present un aumento de los daos de los terremotos en laszonas urbanas.

En Espaa, en 1995 se hace pblica la directriz bsica de proteccin civilfrente a terremotos, la cual tiene como objeto establecer los requisitosmnimos que deben cumplir los correspondientes Planes Especiales deProteccin Civil y establece la elaboracin de Planes Especiales deproteccin civil ante el riesgo ssmico para aquellas comunidadesautnomas cuyo territorio incluya reas de peligrosidad ssmica.

Est claro que el primer paso para la elaboracin de estos planes deproteccin civil ante sismos consiste en el anlisis de la peligrosidad yvulnerabilidad.

1.4. Normativa ssmica en EspaaLa aplicacin de las normativas de diseo puede llevar a una reduccin delriesgo ssmico en zonas urbanas. En una zona ssmica existen edificiosconstruidos en diferentes pocas histricas y con tipologas estructurales

muy variadas. Las normativas hacen recomendaciones referentes a lascargas ssmicas que se deben utilizar, a los mtodos simplificados de clculode estructuras, a los criterios que deben aplicarse para asegurar un buencomportamiento global de las mismas as como a los detalles de diseosismorresistente que se deben incorporar.

En gran parte, la calidad del diseo y el ptimo comportamiento de lasestructuras se encuentran relacionados directamente con el nivel cientfico-tcnico de las normativas aplicadas para tal fin. En Espaa, actualmente seencuentra en vigencia la normativa del Ministerio de Fomento (NCSE-02,2002), la cual es una actualizacin de la norma de 1994 (NCSE-94, 1994).En esta normativa, se establece que para un perodo de retorno de 500aos las aceleraciones bsicas esperadas en Espaa oscilan entre 0.04g y0.24g. En el caso de Catalua, las aceleraciones oscilan entre 0.04 y 0.14g,


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lo cual indica que Barcelona se encuentra en una zona de sismicidadmoderada, sin embargo, la actual normativa ssmica obliga a sucumplimiento en edificios de importancia normal o especial cuando laaceleracin ssmica bsica es mayor o igual a 0.04.

La siguiente tabla resume la aparicin de las recomendaciones y normas ypresenta una clasificacin segn tres niveles de proteccin ssmica: sinnorma, pre-norma y con norma, con base en el periodo de construccin deledificio.

Tabla 1 .1: Periodos constr ucti vos considerados en Espaa.

Las Normas Bsicas de la Edificacin NBE fueron establecidas por RealDecreto 1650/1977 del Ministerio de la Vivienda (BOE 9 de julio de 1977),que las define como normas que, a partir del conocimiento cientfico ytecnolgico, establecen las reglas necesarias para su correcta aplicacin enel proyecto y ejecucin de los edificios. Las normas MV del Ministerio de laVivienda dictadas hasta ese momento y que cumplan los finesanteriormente enunciados pasaron a integrarse bajo la denominacin denormas NBE. Entre las normas NBE vigentes hasta el momento destaca, porsu referencia con el tema que nos ocupa, la NBE-AE 88 Acciones en laedificacin.

La parte correspondiente a las acciones ssmicas est sustituida por laNorma de Construccin Sismorresistente: Parte General y Edificacin NCSE-

Periodo s constructivo s Zona s ssm icas Zona s no ssm icas

Antes de 1962 Sin norma Sin norma

1962: MV-101 (1963) Pre-Norma Pre-Norma

1968: PGS-1 (1968) Con Norma Pre-Norma

1974: P.D.S. (1974) Con Norma Pre-Norma

1995: NCSE-94 (1995) Con Norma Pre-Norma

2002: NCSE-02 (2002) Con Norma Pre-Norma


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94 (NCSE-94, 1995) la cual se sustituye por la actual Norma NCSE-02(NCSE-02, 2002).

1.4.1. Norma Ssmica Espaola NCSE-02

En octubre del 2002, se publica la normativa ssmica vigente NCSE-02(NCSE, 2002) que sustituye a la NCSE-94 y cuyo mbito de aplicacin seextiende a todos los proyectos y obras de construccin relativos a laedificacin, y en lo que corresponda a los dems tipos de construcciones, entanto no se aprueben normas o disposiciones especificas con prescripcionesde contenido sismorresistente. La Norma Ssmica Espaola, tiene comoobjeto proporcionar los criterios que han de seguirse dentro del territorioespaol para la consideracin ssmica de un proyecto de construccin, conel fin de evitar prdidas de vida humanas y reducir el dao y el costeeconmico que puedan ocasionar eventos ssmicos en el futuro. Lanormativa NCSE-02, establece como mtodo de referencia para el clculo

ssmico el anlisis de la estructura mediante espectros de respuesta,fundamentado en el anlisis modal. Tambin permite el clculo de larespuesta dinmica mediante la integracin numrica de las ecuaciones demovimiento. La normativa desarrolla un mtodo simplificado de clculo dela respuesta ssmica mxima para los casos ms usuales de edificios. Deacuerdo a la norma, segn el uso al cual se destinan y el dao que puedaocasionar su destruccin las construcciones se clasifican en:

- De importancia moderada: Aquellas con probabilidad despreciablede que su destruccin por el terremoto pueda ocasionar vctimas,interrumpir un servicio primario o producir daos econmicos significativos

a terceros.- De im portancia norm al: Aquellas cuya destruccin por el terremotopueda ocasionar vctimas, interrumpir un servicio para la colectividad, oproducir importantes prdidas econmicas, sin que en ningn casi se tratede un servicio imprescindible ni pueda dar lugar a efectos catastrficos.

- De importancia especial: Aquellas cuya destruccin por elterremoto, pueda interrumpir un servicio imprescindible o dar lugar aefectos catastrficos. En este grupo se incluyen las construcciones que asse consideren en el planeamiento urbanstico y documentos pblicosanlogos as como en reglamentaciones ms especificas y en las siguientes

construcciones:a) Hospitales, centros o instalaciones sanitarias de cierta importancia.

b) Edificios e instalaciones bsicas de comunicaciones, radio, televisin,centrales telefnicas y telegrficas.

c) Edificios para centros de organizacin y coordinacin de funciones paracasos de desastre.

d) Edificios para personal y equipos de ayuda, como cuarteles de bomberos,polica, fuerzas armadas y parques de maquinaria y de ambulancias.


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e) Las construcciones para instalaciones bsicas de las poblaciones comodepsitos de agua, gas, combustibles, estaciones de bombeo, redes dedistribucin, centrales elctricas y centros de transformacin.

f) Las estructuras pertenecientes a vas de comunicacin tales comopuentes, muros, etc. que estn clasificadas como de importancia especial enlas normativas o disposiciones especficas de puentes de carretera y deferrocarril.

g) Edificios e instalaciones vitales de los medios de transporte en lasestaciones de ferrocarril, aeropuertos y puertos.

h) Edificios e instalaciones industriales incluidas en el mbito de aplicacindel Real Decreto 1254/1999, de 16 de julio, por el que se apruebanmedidas de control de los riesgos inherentes a los accidentes graves en losque intervengan sustancias peligrosas.

i) Las grandes construcciones de ingeniera civil como centrales nucleares o

trmicas, grandes presas y aquellas presas que, en funcin del riesgopotencial que puede derivarse de su posible rotura o de su funcionamientoincorrecto, estn clasificadas en las categoras A o B del ReglamentoTcnico sobre seguridad de presas y embalses vigente.

j) Las construcciones catalogadas como monumentos histricos o artsticos,o bien de inters cultural o similar, por los rganos competentes de las Ad-ministraciones Pblicas.

k) Las construcciones destinadas a espectculos pblicos y las grandes

superficies comerciales, en las que se prevea una ocupacin masiva depersonas.

La norma actual es aplicable slo a proyectos y obras iniciadas conposteridad a la fecha por lo que no establece efectos ni consideraciones decarcter retroactivo. Adems estableci una moratoria de dos aos durantelos cuales se puede aplicar opcionalmente la norma NCSE-94.


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CAP TULO 2 :

EDI FI CACI N ENBARCELONA

2.1. Urbanismo (proyecto ensanche deIldefons Cerd)

2.1.1. Historia

En 1959 se aprueba el proyecto del ensanche de Ildefonso Cerd.

Barcelona puede crecer porque haba sido dividida en siete municipios (noocupados por la ciudad) y porque tena una antigua servidumbre de

caones de 1500m. Por tanto tiene espacio suficiente para expandirse.La sociedad Barcelonesa, multicultural y moderna se rebela contra unasmalas condiciones higinicas y en general de vida. Adems esprcticamente el nico lugar de Espaa en el que se produce la revolucinindustrial y por tanto posee una economa en auge al igual que supoblacin. En 1860 Barcelona era la ciudad europea ms densa (864hab./ha).

Estas son las condiciones en que se convoca el concurso del ensanche. Peroel municipio se ve obligado a convocar precipitadamente un concurso paraevitar que Cerd con gran influencia en el gobierno de Madrid les tomara la

delantera; an as ser su proyecto el que se lleve a cabo.


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Figura 2.1 .:plano del proyecto ensanche.

2.1.2. El proyecto: El ensanche de Barcelona de Ildefons Cerd

Se puede dividir la actuacin de Cerd en tres fases: Anteproyecto (1855),

Proyecto (1859) y Revisin del proyecto (1863). Y se puede estudiar desdetres puntos de vista: la Ciudad, la Manzana y la Casa.

La ciudad

Estructura urbana:

- Anteproyecto: No hay propuesta urbana.

- Proyecto:Cerd estructura la ciudad segn la manzana:

5x5 manzanas = 1 Barrio. 1 centro social

2x2 barrios = 1 Distrito. 1 mercado2x2 distritos = 1 Sector. 1 parque urbano, 1 hospital y 2 edificios del estado

Ciudad: Parques suburbanos, cementerio y matadero.

- Revisin: El plan de Cerd ser aprobado en 1959.

- Condicin: Densificar. Por tanto introduce el ferrocarril en la tramaurbana.


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Red viaria:

- Anteproyecto: Vas:

Barcelona-Interior

Barcelona-Ciudades espaolas

Casco antiguo-ensanche

- Proyecto: Red de articulacin del ensanche:

Paralelo, Meridiana, Diagonal y la Gran Va.

- Revisin: Articulacin con el ferrocarril y separacin de trnsitos.

Red ferroviaria:

- Anteproyecto: Eje sobre la Gran Va.

Lnea de circunvalacin, dos estaciones de pasajeros y portuaria.- Proyecto: Unir vas existentes

Crear una nueva estacin junto al puerto

- Revisin:

Tres ejes (C/Aragn, C/Mallorca y C/Rosell).

Tres estaciones (Barceloneta, Ciudadella y Horta de S. Beltrn).

Recogida de pluviales:

- Anteproyecto: Ramblar colector rodeando la ciudad.

- Proyecto: No lo modifica bsicamente en el proyecto

- Revisin: Red de colectores, complementaria al ramblar.

La manzana

Cerd desarrolla la manzana desde distintos puntos de vista segn en quefase del trabajo se encuentra:

- Anteproyecto: Desarrollo a nivel de seccin viaria, manzanas(casa+jardn), que son unidades inseparables.

Preocupacin higienista (Vaco=lleno).

Calles anchas (principales 50 m., secundarias 35 m. y de vecindario 20 m.).

Galeras de servicios (agua, gas, telgrafo...).

Define las agrupaciones de casas (lleno-vaco).

- Proyecto:La manzana es el ncleo generador del proyecto.

Dimensiones: 113x113 (principio bsico del proyecto).


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Abiertas (dos bloques) y achaflanadas

Colocaciones en paralelo en L y en U

- Revisin: La exigencia de densidad y su preocupacin por elferrocarril le llevan a definir este punto de la siguiente manera:

Manzana ferroviariaManzana en u:

Define agrupaciones por nmero de manzanas (elementales)

Por relaciones con vas o centros sociales (complejas).

Aade el ferrocarril a la seccin de la ciudad.

La casa

La casa constituye el ncleo central del anteproyecto, en el proyecto y en larevisin no observa nada concreto ms que preocupaciones higinicas, llegaa participar de hecho en la construccin de un edificio en Llria C/ Consellde cent.

La casa en el anteproyecto:

Viviendas acomodadas

1er orden:

casa aislada sin medianeras.

Patio central superior a 33 m2.

2 pisos (Noble y de servidumbre)

1 vivienda

Total: 600 m2.

2 orden: Casa con una medianera.

Patio central.

3 pisos

2 Viviendas (1 de dos pisos)

Total por planta: 230 m2.3er orden: Casa entre medianeras.

2 patios laterales

2 pisos

1 vivienda

4 orden: 2 casas entre medianeras

Patio central COMN

3 pisos

6 viviendas (baja con local comercial)


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- Este tipo ser el ms utilizado de forma definitiva:

Viviendas obreras:

1er orden: Viviendas: Bao, saln, cocina, 3 dormitorios

Escuela

Habitacin profesores

2 orden:

Vivienda: Bao, saln, cocina, 2 dormitorios

Escuela


3er orden:

Vivienda: saln, cocina, dos dormitorios

Baos comunesEscuela


4 orden: Viviendas para 4 solteros

Todos los servicios comunes (lavandera, comedor...)

Sin escuela

En conclusin se puede resumir que el anteproyecto de Cerd se basa en elestudio de la vivienda, en la que procura el control social a travs de la

Arquitectura, quiz un preludio de las posteriores teoras higienistas.En cuanto al proyecto se basa principalmente en la manzana, quiz en unintento de universalizar las posibilidades del ensanche, en esta faseaparecen clasificaciones de las partes de la ciudad en funcin de la cantidadde viviendas y asociaciones de esto con los servicios que han de recibir.

Por ltimo quiz el Cerd ms desconocido, el de la revisin del proyectodonde el elemento generador es el ferrocarril que le obsesiona debido a supropia participacin en la compaa ferroviaria. Esta revisin ser preludiode la seccin de la ciudad moderna, de mltiples redes suburbanas.

Los ensanches, son en realidad, planeamientos bastante ideales pero quizpoco adaptados a la realidad de la ciudad actual.

2.2. Tipologas constructivas

Una zona emblemtica de la ciudad de Barcelona, con un importante valorhistrico, arquitectnico y cultural es el distrito de lEixample. Esta zona fueconstruida siguiendo, aunque no de una forma estricta, el diseo urbanstico

del famoso ingeniero civil Ildefons Cerd, como ya he explicado en elapartado anterior.


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Los edificios de esta zona no son aislados sino que se encuentran agrupadosen las denominadas islas o manzanas, como se puede ver en la siguienteimagen.

Figura 2.2 .:imagen de lEixample.

La construccin de los edificios fue realizada entre los aos 1860-1940, con25 edificios en promedio por cada manzana y con predominio de estructurasde mampostera no reforzada, diseadas a carga vertical nicamente y, sinninguna consideracin ssmica, ya que casi todos los diseos son anterioresa la publicacin de la primera normativa de diseo sismorresistente deEspaa. Prcticamente la totalidad de los edificios existentes en la zona, yahan cumplido su periodo de vida til y, slo una pequea parte de losedificios del sector son nuevos, fruto de la demolicin de antiguos edificios yde su sustitucin por edificios de hormign armado. Estos nuevos edificiosde hormign, construidos a partir de los aos 60, presentan una

estructuracin de pilares y losas reticulares. Este tipo de sistema, ha sidoidentificado como altamente vulnerable frente a la accin ssmica, en zonascon amenaza ssmica moderada y/o alta. Finalmente, existen muy pocosedificios de estructura metlica.

De esa forma, los edificios tpicos de lEixample, son de mampostera deladrillo no reforzada, con forjados de vigueta de madera, hormign armadoy/o acero, segn pocas y bovedillas prefabricadas (de cermica o dehormign) o construidas a mano. Estos edificios en general, tienen unavista en planta bastante regular, de forma generalmente rectangular, aexcepcin de los edificios de esquinas que tienen una forma particular. Lagran mayora de los edificios contienen los llamados pisos blandos, debido aque el primer nivel es dedicado a actividades comerciales, por lo tanto, serequiere de una mayor altura y de un espacio ms difano y verstil, que se


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logra con el uso de pilares y vigas que slo estn presentes en este nivel.Lo anterior, implica una reduccin de la rigidez de esta planta, que unida ala carencia de detalles de diseo sismorresistente, nos hace ver, que lavulnerabilidad ssmica de estos edificios es alta.

En la construccin de lEixample, hay un modelo tipo de edificio. steconsiste en un edificio de mampostera no reforzada, con un nmero deniveles que vara entre 4 y 7 plantas. Su sistema resistente, consiste enmuros de ladrillos con espesores de 30 cm en las fachadas y 15 cm entodos los dems muros portantes. En la planta del stano y planta baja, sesuelen utilizar pilares de fundicin y jcenas, sobre las cuales se apoyandirectamente los muros portantes de la estructura. Los pilares se apoyan enun dado, el cual a su vez se apoya en una zapata de mampostera conmortero de cal o en la propia cimentacin corrida, dando lugar a conexionesentre elementos que pueden ser consideradas como nodos muydeformables (casi articulados). Los forjados suelen ser de dos tipos: para

las dos primeras plantas, se utilizan forjados de viguetas metlicas ybovedilla cermica simplemente apoyada en jcenas metlicas y pilares defundicin o bien en paredes. Encima de la bovedilla se colocan los cascotesy sobre ellos el mortero de cal y pavimento.

Figura 2.3 .:forjado de bovedillas.

2.3. Sismicidad en Barcelona

2.3.1. Introduccin

En la ciudad de Barcelona, a pesar de estar localizada en una zona desismicidad moderada, cuenta con varios estudios de vulnerabilidad yamenaza ssmica, a partir de las cuales ha sido posible superar la ausenciade datos de aceleracin, y avanzar hacia la evaluacin del dao.


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Afortunadamente, a partir de los estudios hechos en los ltimos 10 aos porel Instituto Cartogrfico de Catalua, se presenta una descripcin de latectnica y de la sismicidad de Catalua junto con los mapas de amenazassmica propuestos por la nueva Norma de Construccin SismorresistenteNCSE-02 y los estudios de zonificacin ssmica realizados por Cid (1998).

Finalmente, se presenta la demanda ssmica esperada en la ciudad deBarcelona, en base a los espectros de respuesta de aceleracin de la NCSE-02 y los propuestos por el ICC, a partir de los estudios recientes.

2.3.2. Ciudad

Barcelona es la segunda ciudad en tamao e importancia de Espaa.

La ciudad est localizada en la costa Oeste del mar Mediterrneo, a unalongitud de 2 7 42 Este y, una latitud de 41 24 42 Norte. La topografaes variable, dndose como altitud de referencia los 12,5m de la Plaza St.Jaume (zona del centro).

Barcelona tiene una extensin de unos 100 km2. La ciudad se estructura en10 distritos y est rodeada de un amplio cinturn de poblaciones yciudades limtrofes (Badalona y Hospitalet).

2.3.3. Geologa

La ciudad de Barcelona est localizada en el plano de piedemonte de lasierra de Collserola, que corresponde a una parte de la cordillera CosteraCatalana. Su orientacin es paralela a la lnea de costa y sus lmites son eldelta del Bess en el noreste y, el delta del Llobregat en el suroeste.

Cid (2001) distingue dentro de la ciudad dos grandes unidadesgeomorfolgicas:

- Relieve montaoso que constituye el basamente rocoso de la ciudad(sustrato), donde se puede encontrar granitos y materiales terciarios.

- La parte llana de la ciudad, donde se pueden distinguir el Cuaternarioantiguo y el reciente.

2.3.4. La amenaza (tectnica y sismicidad)

El Mediterrneo occidental est situado en una zona de colisin entre las

placas tectnicas Europea y Africana. La tasa de convergencia en moderaday, por lo tanto, los terremotos, que son el resultado de este movimiento, seproducen afortunadamente con poca frecuencia.

La ciudad de Barcelona se sita en el noreste de la Pennsula Ibrica. Sunivel de amenaza ssmica se caracteriza a partir de la evaluacin realizadapara Catalua. Esta regin, tiene una sismicidad moderada y presentadeformaciones tectnicas dbiles, si se comparan con los de otros paises dela regin, como por ejemplo Grecia o Italia. Adicionalmente, no se conoceexactamente la localizacin o existencia de fallas activas, por tanto, lasfuentes ssmicas estn definidas basadas en la sismicidad y en la tectnicade la regin.


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La sismicidad en Catalua presenta ciertas caractersticas relacionadas conel contexto geolgico, representado por tres grandes unidades: los Pirineos,el sistema Mediterrneo y la Cuenca del Ebro. La mayor concentracin deactividad ssmica de la regin, se localiza en la zona de los Pirineos, dondehan ocurrido los mayores terremotos percibidos por la comunidad.

Tabla 2 .1.: principales sismos ocurridos en Catalua.

A partir de 1905 que se dispone de instrumentos de medicin los sismosms fuertes fueron: en la Vall dArn el 19 de noviembre de 1923 conintensidad MSK igual a VIII. Pocos aos despus en Sant Celoni el 12 demarzo de 1927 con intensidad VII.


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CAP TULO 3 :

DESCRI PCI N DELEDIF IC IO

3.1. Situacin geogrfica del edificio

El edificio sometido al estudio de vulnerabilidad ssmica se encuentra en unpueblo de la provincia de Barcelona, llamado Begues. Se puede ver elpueblo en la siguiente imagen:


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Figura 3.1 :Begues.

En la siguiente imagen se muestra el terreno marcado donde seconstruyeron los tres edificios de misma apariencia, de los cuales yo hago elestudio del que va construido ms a la izquierda:


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Figura 3.2 :terr eno del edificio.

El terreno est delimitado por la calle St. Eudald, que es casi paralela a la

carretera BV-2411, y la calle que queda transversal a estas dos, es la callede la industria.

Figura 3.3 .:imagen del edificio.

Se muestra en la imagen anterior la vista frontal del edificio dibujado enAutocad.


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3.2. Caractersticas bsicas del edificio:

Ao de edificacin: 2008

Destinado: edificio destinado a ser de proteccin oficial, con lo cual, cumple

con las normas para este tipo de piso como pongo en el siguiente apartadode cumplimiento de normativa.

Distribucin del edificio:

- El edificio consta de 4 plantas, de las cuales 3 son habitables y 1 esparking.

- El parking consta de 12 plazas disponibles para vehculos.

- La planta baja consta de 3 viviendas y un local destinado al comercio,la primera planta y la segunda estn formadas por 4 viviendas cadauna, y la cubierta es dnde se encuentran los aparatos de instalacin.

3.2.1. Cuadro resumen:

Tabla 3 .1: rea parking.

Parking rea til ( m 2 ) rea construida ( m 2 )

Zona de aparcamiento 327,6 357,6

Zona comn 9,5 14

Total aparcam iento 337,10 371,6

Tabla 3 .2.: rea planta baja.

Planta baja rea til ( m 2 ) rea construida ( m 2 )

Vivienda 192,90 202,1

Comercial 47,7 53,7

Zona comn 26,5 41,2

Total planta baja 267,1 297

Tabla 3 .3.: rea local comercial.

Local comercial

Superficie en planta ( m 2 )

Total til 47,70


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Tabla 3 .4.: rea planta primera.

Planta primera rea til ( m 2 ) rea construida ( m 2 )

Vivienda 237,70 275,1

Zona comn 19,30 23,3

Total planta prime ra 257,00 298,4

Tabla 3 .5.: rea planta segunda.

Planta segunda rea til ( m 2 ) rea construida ( m 2 )

Vivienda 237,70 275,1

Zona comn 19,30 23,3

Total planta segunda 257,00 298,4

Tabla 3 .6.: rea planta terrado o cubierta.

Planta terrado o cubierta rea til ( m 2 ) rea construida ( m 2 )

Vivienda 0 0

Zona comn 10,5 16,2

Total planta te rrado 10,5 16,2


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Tabla 3 .7.: vivienda tipo 1.

Tabla 3 .8.: vivienda tipo 2.

Vivienda tipo 2


Paso 4,90

Recibidor 5,40

Sala-comedor 16,60

Cocina 7,80Habit acin conyugal 9,60

Habit acin doble 8,90

Otros-despensa 3,00

Lavabo 4,10

Vivienda til 66,30

Vivienda tipo 1


Paso 3,50

Recibidor 3,40

Sala-comedor 18,50

Cocina 8,70

Habit acin conyugal 8,80

Habit acin doble 7,80

Otros-despensa 2,50

Lavabo 4,30

Vivienda til 63,30


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3.2.2. Dimensiones principales del edificio

Altura: 11,8 m

Anchura: 17,09 m

Profundidad: 17,09 m

3.2.3. Relaciones de reas

rea total: 302,41 m2

Parking:

rea muros: 22,15 m2

R = 22,15/302,41 = 0,073

R = 7,3%.

Planta Baja:

rea muros: 32,37 m2

R = 32,37/302,41 = 0,107

R = 10,7%.

Primera Planta:

rea muros: 31,15 m2

R = 31,15/302,41 = 0,103

R = 10,3%.

Segunda Planta:rea muros: 31,15 m2

R = 31,15/302,41 = 0,103

R = 10,3%.

3.3. Cumplimiento de normativa

El proyecto cumple las normativas y decretos de:

Decreto 259/2003 requisitos mnimos de habitabilidad en los edificios deviviendas que regula las dimensiones mnimas de las piezas, las superficiesde fachada, las ventilaciones mnimas y los equipamientos bsicos. Tantolas zonas comunes como las viviendas cumplen estos requisitos.

Decreto 135/1995 Requisitos mnimos de accesibilidad y movilidad en losedificios de viviendas que regula las dimensiones mnimas de las viviendasy accesos por tal de ser practicables i/o adaptados. En el proyecto todas lastipologas permiten la inscripcin de una circunferencia de 1,20 m en lospuntos de giro y pasillos de 1 m de paso. En el caso de los adaptados, elradio es 1,50 m y el paso de 1,10 m. Todos los recorridos de acceso al

edificio y a las viviendas cumplen con los mnimos de accesibilidad. El


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ascensor es adaptado. El aparcamiento prev la plaza adaptada por lavivienda adaptada.

Cdigo Tcnico de la Edificacin (CTE), que regula los aspectos referentes ala seguridad estructural, seguridad en caso de incendio, seguridad de uso,salubridad, proteccin al ruido y el ahorro energtico.

Todas las viviendas dispondrn de medios para ventilar adecuadamente losrecintos, de tal manera que se aporte un caudal suficiente de aire exterior yse garantice la extraccin y expulsin de aire viciado. Se dispondr deventilacin forzada en cocinas y baos. Se instalarn los elementos quepermitan el ahorro del agua, se garantizarn los mnimos de prdidastrmicas y los mnimos de aislamiento acstico establecidos. Todas lasviviendas irn equipadas con las instalaciones previstas segn CTE ydecreto de telecomunicaciones. El bloque prev unos espacios para el pasovertical de todas las instalaciones y ventilaciones, as como espacios enplanta baja y cubierta para la colocacin de los contadores, acumuladores,

RITS y RITI.Referente al DB-SI cada bloque se considera como un sector de incendios,debido a que tiene una superficie de menos de 2500 m2. La escalera interiorno es necesario que est protegida, entonces la altura mxima deevacuacin es inferior a 14 m y el recorrido mximo es inferior o igual a 25m.

El aparcamiento se considera un sector de incendios independiente, yadems est dotado de vestbulo de independencia y salida directa alexterior.

Decreto 21/2006 Adopcin de los criterios ambientales y de ecoeficienciaen los edificios.

Las viviendas dispondrn de los parmetros de obligado cumplimiento deldecreto (caudales, saneamiento, ahorro del agua, produccin de ACS (aguacaliente sanitaria) con energa solar, lugar de almacenamiento de reciclaje,certificado de materiales ecolgicos) a ms del cumplimiento de los artculosopcionales para llegar a 16 puntos.

Normativa de viviendas de proteccin oficial, todas las viviendas cumplencon los mnimos de ventilacin establecidos, con los mnimos defuncionalidad y movilidad, as como la previsin de un 3% de las viviendas

de la planta baja destinadas a personas con movilidad reducida.Las superficies tiles de las viviendas tampoco superan los mximosestablecidos por la normativa de HPO.


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3.4. Tipos de cargas

Los diferentes tipos de cargas que presentan el edificio son: cargas vivas,muertas y accidentales (de viento, nieve y ssmicas).

3.4.1. Cargas vivasConsta principalmente de cargas de ocupacin en edificios, estas puedenestar aplicadas total o parcialmente o no estar presentes y tambin esposible cambiarlas de sitio. Su magnitud y distribucin son inciertas endeterminado momento, y adems sus mximas intensidades a lo largo de lavida til de la estructura no se conocen con precisin. Las cargas vivas son:el peso de las personas, inmobiliario, o todo peso que provoque reaccionesen el edificio pero sin ser fijo o permanente.

Las cargas mnimas vivas para las cuales deben disearse los entrepisos ycubiertas de un edificio, en general se especifican en el cdigo deconstruccin aplicable en un apartado del proyecto.

3.4.2. Cargas muertas

Son aquellas que se mantienen en constante magnitud y con una posicinfija durante la vida til de la estructura. Son las cargas que soporta eledificio provocadas por el peso de los elementos que lo componen:enumerando las vigas, columnas, techo, paredes, losas, escaleras, zapatas,etc. y que adems ayudan en la resistencia de otras cargas como el empujeque puede provocar el suelo sobre la misma estructura. En algunos libros o

segn la estructura tambin se le denomina carga permanente.3.4.3. Cargas accidentales

Las cargas accidentales son aquellas que se presentan no de una manerapermanente ni son comunes como las cargas vivas, sino cargas que puedenpresentarse como la accin del viento, un sismo o nieve en la estructura,donde estas fuerzas se colocan como cargas por rea de edificio en el casode las cargas de viento.

Las cargas pueden presentar otro tipo de clasificacin, como a continuacinhago otro tipo de clasificacin, para as quede ms claro:

Las distintas acciones capaces de producir estados tensionales en unaestructura, se clasifican en tres grupos: cargas permanentes, cargasvariables y acciones indirectas.

Las cargas permanentes estn constituidas por los pesos de los distintoselementos que forman la estructura; por lo tanto, actan en todo momentoy son constantes en posicin y magnitud. Se distinguen entre ellas el pesopropio del elemento resistente, por un lado, y las cargas muertas quegravitan sobre dicho elemento por otro.

Las cargas variables estn constituidas por todas aquellas fuerzas que son

externas a la estructura. Como:


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- Cargas variables de uso, que son las propias del servicio que la obradebe rendir. Entre ellas deben distinguirse las cargas variables fijas, quetienen el carcter de cargas permanentes, y las cargas variables, cuyasmagnitudes y/o posiciones no son constantes.

- Cargas variables climticas, como las acciones de viento y nieve.

- Cargas variables del terreno, debidas al peso del terreno y/o a susempujes.

Las acciones indirectas estn originadas por fenmenos capaces deengendrar fuerzas de un modo indirecto, al imponer deformaciones oimprimir aceleraciones a la estructura. Se distinguen entre ellas las:

- Acciones geolgicas, producidas por deformaciones cuya magnitud esfuncin del tiempo y del material de la estructura. Estas acciones puedenprovenir de la retraccin o de la fluencia.

- Acciones trmicas, producidas por las deformaciones a que dan lugarlas variaciones trmicas.

- Acciones por asiento, producidas por descensos diferenciales de losapoyos de la estructura, como consecuencia de asientos del terreno decimentacin.

- Acciones ssmicas, producidas por las aceleraciones transmitidas a lamasa de la estructura por los movimientos ssmicos.

3.4.4. Distribucin de cargas en el edificio

Las cargas aplicadas a cada piso constan de 2 tipos: segn si es losa maciza

o forjado reticular. Y adems dentro de losa maciza puede ser en zonamacizada o en voladizo, y dentro de forjado reticular puede ser zonacomn, local o vivienda. Para la cubierta se procede de diferente manera.

Techo del parking:

Unidades en kN/m2.

Tabla 3 .9.: cargas t echo park ing.

Forjado reticular Losa ma ciza

Cargas Zona comn Vivienda Local Zonamacizada

Voladizo

Peso propio 6,10 6,10 6,10 8,25 ------

Cargaspermanentes

1,00 1,00 1,00 1,00 ------

Carga detabiques

------ 1,00 1,00 ------ ------

Sobrecargade uso

3,00 2,00 5,00 3,00 ------

Sobrecarga

de nieve

------ ------ ------ ------ ------

Total 10,10 10,10 13,10 12,25 ------


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Techo de la planta baja:

Unidades en kN/m2.

Tabla 3 .10.: cargas t echo planta baja.



Voladizo

Peso propio 5,20 5,20 ------ 7,50 3,75

Cargaspermanentes

1,00 1,00 ------ 1,00 1,00

Carga detabiques

------ 1,00 ------ ------ ------

Sobrecargade uso

3,00 2,00 ------ 3,00 2,00

Sobrecargade nieve

------ ------ ------ ------ 1,00

Total 9,20 9,20 ------ 11,50 7,75

Techo de la planta 1:

Unidades en kN/m2.

Tabla 3 .11.: cargas techo planta 1.



Voladizo

Peso propio 5,20 5,20 ------ 7,50 3,75

Cargaspermanentes

1,00 1,00 ------ 1,00 1,00

Carga detabiques

------ 1,00 ------ ------ ------

Sobrecargade uso

3,00 2,00 ------ 3,00 2,00

Sobrecargade nieve

------ ------ ------ ------ 1,00

Total 9,20 9,20 ------ 11,50 7,75

En la cubierta las cargas se aplican de otra forma a el resto del edificio. Seaplican en el forjado reticular (cubierta tipo A y cubierta instalaciones) y enlosa maciza (losa ascensor y voladizo).


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Techo de la planta 2 o cubierta:

Unidades en kN/m2.

Tabla 3 .12.: cargas techo planta 2.

Forjado reticular Losa m aciza

Cargas Cubiertatipo A

Cubierta tipoB

Cubiertainstalaciones

Losaascensor

Voladizo

Peso propio 5,20 5,20 5,20 5,00 3,75

Cargaspermanentes

2,50 2,30 2,50 ------ 1,00

Carga detabiques

------ ------ ------ ------ ------

Sobrecarga deuso

1,00 2,00 5,00 20,00 1,00

Sobrecarga denieve

1,00 1,00 1,00 ------ 1,00

Total 9,70 10,50 13,70 25,00 6,75

3.5. Materiales

Para clasificar los materiales que componen mi edificio, podra establecerdos grupos: los elementos resistentes de cargas y los elementos no

resistentes de cargas.

3.5.1. Los elementos resistentes de cargas

Este tipo de elementos son: cimientos, muros de carga, columnas, vigas ylosas waffle.

Cimientos:

Hay dos tipos de zapatas: zapatas aisladas (en pilares) y zapatas corridas(en muros de carga).

Material: Hormign de limpieza (HM-20) y hormign armado (tipo dehormign: HA-30/B/20/IIa, tipo de acero de la armadura: B-500-S).

Hormign de limpieza:

Tipo: HM-20.

Hormign:

Resistencia: Fck = 30 N/mm2.

Resistencia caracterstica a los 7 das: Fck = 19,5 N/mm

2

Resistencia caracterstica a los 28 das: Fck = 30 N/mm2


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Materiales:

- Cemento: tipo CEM-1/ Clase 42,5/ 300 kg/m3.

- ridos: grava 1324 kg/m3/ sorra 661 kg/m3.

- Agua: 165 litros/m3.

Armadura ( acero):

Resistencia del acero: Fyk = 500 N/mm2.

Armado de las zapatas: #120c/20 (1 barra de 20 cm de dimetro cada 20cm)

Tensin en zapata aislada: 400 N/mm2.

Tensin en zapata corrida: 400 N/mm2.

Muros de carga:Hay dos tipos de muros de carga: los muros de carga perimetrales, que sonlos del parking y los muros de carga interiores, que son los del ascensor.

Material: Hormign armado (tipo de hormign: HA-30/B/20/IIa, tipo deacero de la armadura: B-500-S).

Hormign:

Resistencia: Fck = 30 N/mm2.

Resistencia caracterstica a los 7 das: Fck = 19,5 N/mm2

Resistencia caracterstica a los 28 das: Fck = 30 N/mm

2

Materiales:




Muro de carga perimetral (parking):

Armadura ( acero):


Armado vertical: #112c/15 (1 barra de 12 cm de dimetro cada 15 cm).

Armado horizontal: #110c/15 (1 barra de 10 cm de dimetro cada 15cm).

Nota*: estos muros influyen muy escasamente en la resistencia del edificio.


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Muro de carga interior (ascensor):

Armadura ( acero):


Armado vertical: #112c/20 (1 barra de 12 cm de dimetro cada 20 cm).

Armado horizontal: #110c/20 (1 barra de 10 cm de dimetro cada 20cm).

Columnas

El edificio lo conforman 56 columnas de hormign armado, pero podemossimplificar los tipos, ya que hay 9 (ABC).


Hormign:

Resistencia: Fck = 30 N/mm2.Resistencia caracterstica a los 7 das: Fck = 19,5 N/mm2


Materiales:




Pilar ABC1:

Dimensiones (bxh): 30x30 cm

Armadura ( acero):


Armado longitudinal: 812 (8 barras de 12 cm de dimetro).

Armado a cortante (cercos): #16c/18 (1 barra de 6 cm de dimetro cada18 cm).

Pilar ABC2:


Armadura ( acero):





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Pilar ABC3:


Armadura ( acero):




Pilar ABC4:


Armadura ( acero):

Resistencia del acero: Fyk = 500 N/mm

2

.Armado longitudinal: 820 (8 barras de 20 cm de dimetro).


Pilar ABC5:


Armadura ( acero):

Resistencia del acero: Fyk = 500 N/mm2.Armado longitudinal: 1220 (12 barras de 20 cm de dimetro).

Armado a cortante (cercos): #(1c+4r)6c/22.

Pilar ABC6:


Armadura ( acero):




Pilar ABC7:


Armadura ( acero):

Resistencia del acero: Fyk = 500 N/mm2

.Armado longitudinal: 820 (8 barras de 20 cm de dimetro).


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Armado a cortante (cercos): #(1c+2r)6c/22.

Pilar ABC8:


Armadura ( acero):




Pilar ABC9:

Dimensiones (bxh): 30x30 cmArmadura ( acero):




Vigas:En el edificio hay vigas perimetrales, jcenas interiores (delimitan lasviviendas), zunchos (refuerzos en agujeros como el de la escalera o elascensor y refuerzos en pilares) y los nervios que conforman los casetones(forjado reticular). Pese a las numerosas vigas que hay, podemos decir quehay 6 tipos.


Hormign:

Resistencia: Fck = 30 N/mm2.Resistencia caracterstica a los 7 das: Fck = 19,5 N/mm2


Materiales:





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Jcena (viga) 1:

Dimensiones (bxh): 30x33 cm.

Armadura ( acero):


Armado longitudinal superior: 312 (3 barras de 12 cm de dimetro).

Armado longitudinal inferior: 312 (3 barras de 12 cm de dimetro).


Jcena (viga) 2:

Dimensiones (bxh): (30


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Jcena (viga) 5:

Dimensiones (bxh): (30


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Materiales:




Nervios:

Dimensiones (bxh): 15x33 cm.

Armadura bsica (acero):


Armado longitudinal superior: 210 (2 barras de 10 cm de dimetro).

Armado longitudinal inferior: 116 (1 barras de 16 cm de dimetro).

Capiteles:

Armadura bsica (acero):


Armado transversal y longitudinal superior: 310 (3 barras de 10 cm dedimetro).

Armado transversal y longitudinal inferior: 28 (2 barras de 8 cm dedimetro).

Losas macizas:

Se rellenan los huecos de los casetones donde se requiera manteniendo elarmado de los nervios.

3.5.2. Los elementos no resistentes de cargas

Este tipo de elementos son: muros perimetrales de vivienda, murosinteriores y tabiques interiores tanto superiores a 10 cm de espesor como

los inferiores.Muros perimetrales de vivienda:

Los muros perimetrales de vivienda no se consideran elementos resistentesde cargas, pero s elementos de rigidez estructural. Estos estn formados(de interior a exterior) por:

- Ladrillo de formato: 44 x 22 x 4 cm colocado de canto sobre elforjado

- Aislamiento trmico de polietileno extruido de 5 cm de espesor.

- Cmara de aire de 5 cm de espesor.

- Ladrillo calado (gero) de formato: 29 x 14 x 9 cm.


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En la unin fachada-forjado podemos encontrar:

- Perfil en L de 180.5 de acero galvanizado soldado a una lminametlica de 1 cm de espesor, que est anclada al canto del forjado.

- Lmina impermeable situada entre el aislamiento trmico de

polietileno y la cmara de aire cubriendo slo la parte de unin.- Junta elstica para absorber diferencias de dilatacin entre elementos(fachada-forjado).

- Zcalo de material sinttico, tierra y polvo de mrmol situado en labase de la fachada (entre la fachada o pared y el forjado o suelo).

En el balcn de la ltima planta, su fachada est compuesta por:

- Ladrillo de calado (gero) de formato: 29 x 14 x 9 cm apoyado sobreel forjado.

- Cmara de aire de 5 cm de espesor.

- Ladrillo calado (gero) de formato: 29 x 14 x 9 cm apoyado planosobre los perfiles de acero galvanizado anclados al forjado.

Muros y tabiques interiores:

Elementos estructurales, al igual que los anteriores, no soportan cargas,stos se encargan de delimitar zonas (viviendas, zonas comunes, local,etc.).

En general, los tipos de muros y tabiques que nos podemos encontrar en el

edificio son:- Tabique de ladrillo agujereado de formato: 22 x 44 x 4 cm conperforaciones horizontales en el travs colocado de canto.

- Tabique de ladrillo calado (gero) fonoabsorbente (aislamiento areode 48 dB de formato: 29 x 14 x 9 cm con perforaciones horizontales deplano, y colocado de plano.

- Tabique de ladrillo calado (gero) con formato: 29 x 14 x 9 cm conperforaciones horizontales de plano.

- Tabique de ladrillo calado (gero) con formato: 29 x 14 x 9 cm con

perforaciones horizontales de plano, colocado de canto con recubrimientointerior de 2 cm de aislante acstico-trmico de alta densidad tipo chovaacstico 35 o similar.

- Tabique de dos hojas:

Hoja 1: ladrillo calado (gero) con formato: 29 x 14 x 9 cm colocado deplano.

Hoja 2: ladrillo agujereado de formato 22 x 44 x 4 cm colocado de canto.

- Muro de bloque de hormign de: 40 x 20 x 15 cm.


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3.6. Diseo del edificio

Los planos del edificio los cree en AutoCad a partir de un proyecto que meproporcion un profesor de la universidad.

Los planos que he realizado han sido 6:- Plano parking: se dibujan los muros de carga y los que no, lospilares, y todos los detalles de puertas, etc. que conlleva el plano.

- Plano planta baja: presenta una divisin de la planta que consta en 3viviendas y un local, se dibujan todos detalles de la misma.

- Planos primera y segunda planta: son dos plantas casi iguales y sedibujan todos los detalles.

- Plano ETABS: ste es un plano muy simplificado. En cuanto a losmuros est formado por lneas que representan los ejes de los muros, es

decir, la fibra neutra de la seccin horizontal. Esto se hace as ya que ETABSno es capaz de detectar el ancho de los muros y pilares, sino que detectalos ejes y los principios y fin de recta. Los principios y fin de recta sonimportantes porque es necesario aprovecharlos o utilizarlos segn convengapara representar los centros de los pilares, ya que se dibujan de esta forma.

- Plano forjado reticular: este plano est dibujado a partir de los datosobtenidos del proyecto que me proporcionaron y la distancia entre nerviosrepresentada segn tambin la informacin de la que parto.

En cuanto a las caractersticas de los elementos estructurales venanespecificados en el proyecto, pese que han sido revisados segn normativa,

el CTE (cdigo tcnico de la edificacin).Se muestran a continuacin las vistas representativas de las plantas deledificio, la planta tipo de ETABS y el plano de forjado reticular, hechas enAutoCad.


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Figura 3.4 .:Vista del parking.

Figura 3.5 .:Vista de la planta baja.


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Figura 3.6 .:Vista de la planta prim era.

Figura 3.7 .:Vista de la planta segunda.


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Figura 3.8 .:Vista de la plant a t ipo de ETABS.

Figura 3.9 .:Vista del plano del forjado r eticular.


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CAP TULO 4 :

MODELI ZACI N DELEDIF IC IO

4.1. Programa ETABS

ETABS es un programa ideal para el anlisis y diseo de edificios y navesindustriales.

Al igual que el SAP2000, puede realizar anlisis de estructuras complejas,pero tiene muchsimas opciones extras que simplifican el diseo deedificaciones, como por ejemplo:

- Clculo automtico de coordenadas de centros de masas (Xm, Ym).

- Clculo automtico de coordenadas de centros de rigideces (Xt, Yt).

- Clculo automtico de fuerzas ssmicas, sus excentricidades yaplicacin en el centro de masas.

- Clculo automtico de masas del edificio a partir de los casos decarga elegidos.

- Divisin automtica de elementos (Auto-Mesh), as se pueden definirelementos que se cruzan, y el programa los divide automticamente en suanlisis interno, o se puede dar el comando de que divida los elementos enel mismo modelo.


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- Plantillas predefinidas de sistemas de losas planas, losas en unadireccin, losas reticulares o con nervaduras y casetones, cubiertas, etc.

En mi caso, utilizo ETABS para disear mi edificio en 3D asignandopropiedades a los diferentes elementos que lo componen, como loscimientos, las columnas, losas, vigas, etc.

Una vez definidos los elementos, se procede a asignar las cargas a las queestar sometido el edificio (vivas y muertas), tanto peso propio comocargas permanentes, de uso, de nieve, etc.

Cuando tienes acabado el edificio y est correcto el anlisis esttico, serealiza un estudio sobre el comportamiento, o ms bien, la vulnerabilidadssmica que presenta el edificio. Este procedimiento consiste en darlevalores de aceleracin en el terreno, de tal manera que mediante laresistencia del edificio y la intensidad ssmica a la que est sometido,podemos ver lo que se conoce como pushover, o curva de capacidad.

La curva de capacidad como ya est explicada anteriormente, es larepresentacin del aguante que presenta el edificio antes de colapsar porrotura de los elementos que lo forman.

A medida que se le aumenta el cortante en la base, es decir, se aumenta laaceleracin del suelo, vemos como enseguida hay elementos que colapsanfcilmente, estos elementos suelen ser los no resistentes de cargas, ya quesu fallo en el funcionamiento no comporta ningn riesgo para la estructura.Continuando con el estudio, aumentamos an ms la aceleracin y vemoscomo fallan ya elementos de mayor riesgo, que normalmente suelen ser lasvigas, ya que se construye de una forma bsica pero til, y es: columna

fuerte, viga dbil. Este mtodo se utiliza porque si tiene que colapsar algoprimero (dentro de los elementos resistentes), que sea la viga, ya que no estan perjudicial como una columna que conlleva en enlace del resto deplantas.

Y as sucesivamente hasta como ya he dicho antes, el edificio colapsa.

4.2. Proceso de diseo en ETABSPara comenzar con el diseo del edificio en ETABS se tiene que dibujar el

plano o los planos base que se necesiten. En este caso, para levantar eledificio slo es necesario un plano, que es dibujado en AutoCad yseguidamente importado a ETABS.

Los puntos que necesites para sealizar que ah va un pilar, se tienen querepresentar como comienzos o fines de lneas, ya que ni un cruce de lneaso un punto lo detecta el programa.

Ya que el edificio sigue una forma regular, el plano base es el mismo paratodas las plantas porque los pilares y muros de carga estn en el mismositio colocados a lo largo de toda la estructura.


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El plano base es el siguiente:

Figura 4.1 .:planta ETABS.

A partir de aqu se procede al diseo del edificio. Lo principal es convertirpuntos en lneas (columnas) y lneas en reas (muros de carga).

Una vez hecho, se definen las regiones donde van a ir las losas de cadaplanta.

Una vez el edificio est levantado y con las losas dibujadas, se importadesde AutoCad a ETABS el forjado reticular para as formar lo que se conocecomo losa waffle.

El forjado reticular es el siguiente:


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Figura 4.2 .:forjado reticular.

Se puede ver en el forjado como la parte central tiene dos agujeros, quehacen referencia a donde van situados el ascensor (hueco pequeo) y lasescaleras (hueco grande).

Toda la zona central est formada por losa maciza a parte de las viguetasque lleva, y se considera que es un edificio con el ncleo central de rigidez.

En la siguiente imagen se puede ver la importacin del forjado reticular en

cada planta:


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Figura 4.3 .:implantacin del forj ado reticular en el edificio.

Como se puede ver en la siguiente imagen, se definen otras regiones aparte de la losa principal, como los capiteles de los pilares centrales, losamaciza central, zonas macizadas perimetrales y agujeros de ascensor yescalera.

Tambin se dibujan las jcenas interiores que atan los pilares del edificio.

Figura 4.4 .:definicin de capiteles y losa del ascensor.


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A medida que avanzamos con el diseo del edificio vamos definiendo msregiones, en este paso las zonas macizas de refuerzo en los pilaresperimetrales, y tambin el resto de jcenas interiores que quedan, como losrefuerzos perimetrales de los agujeros que hay, etc.

Figura 4.5 .:seccin de una de las j cenas principales.

Figura 4.6 .:definicin del resto de capiteles y zonas macizas.


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En este paso se puede ver como se ha dibujado los refuerzos (zunchos) enlos pilares tanto perimetrales como los dos centrales. Tambin se comienzaa definir los pilares con los materiales (hormign y armadura) que estnformados:

Figura 4.7 .:seccin de uno de los pilares de la estructura.

En la siguiente imagen se ven ya los pilares definidos con todas suscaractersticas y propiedades:

Figura 4.8 .:edificio definido con sus materiales.


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Ahora, el ltimo paso de la asignacin de los materiales es el forjadoreticular, que se realiza una aproximacin del nmero de barras de aceroque formarn los nervios.

Armado longitudinal superior:

210 (2 barras de 10 cm de dimetro): 157 cm2

Armado longitudinal inferior:

116 (1 barras de 16 cm de dimetro): 201 cm2

Simplificacin:

412 (4 barras de 12 cm de dimetro).

* Nota: se decide hacer esta simplificacin del armado aumentndolo unpoco por tal de que compense en cierto modo, los otros parmetros que

hemos tambin simplificado debido a la complejidad que presentarepresentar exactamente la estructura en el programa Etabs.

Figura 4.9 .:seccin de los nervios del forjado reticular.

A continuacin procederamos a insertar cargas al edificio con suscorrespondientes valores, pero para ello debemos subdividir an ms la losageneral ya que cada parte de la planta presenta unas cargas diferentes. La

zona de viviendas presenta unas cargas de uso y permanentes, la del localotras, igualmente con las zonas macizas, cubierta, etc.


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Figura 4.1 0.: subdivisin de la losa.

En la siguiente imagen se muestra el ejemplo de carga en la cubierta tipo A(planta 4), ya que contiene la muerta (DEAD), la viva o de uso (LIVE) y lade nieve (NIEVE). De esta manera se procedera con el resto de regionesdefinidas.

Figura 4.11 .: carga en cubierta tipo A.

Una vez hecho este paso, si que podemos decir que el edificio estcompletamente definido.

El siguiente paso sera realizar el anlisis esttico de la estructura, y ver ladeformada, estado tensional y el resto de esfuerzos y desplazamientos quenos mostrara el programa.


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Figura 4.12.:anlisis estt ico ( deformada).

En este momento, el programa nos advierte de numerosos errores dediseo, entre ellos estn:

- Los muros perimetrales del parking: no pertenecen como elementofijo a la estructura, es decir, no interviene en la resistencia del edificio.

- Los capiteles y reas subdivididas de la planta (losa): no se puede

realizar la divisin que previamente se hizo por tal de introducir las cargas,porque anuncia el error de que estn demasiado cerca un elemento delotro.

Las operaciones que he realizado por tal de solucionar los problemas que sehan presentado son las siguientes:

- Muros perimetrales del parking: eliminarlos del diseo, ya que nopresentan ningn tipo de carga lateral de empuje por el terreno porque setrata de un suelo rocoso. A parte tambin se decide eliminarlos porque

influyen escasamente las cargas sobre ellos debido a que las cargas vandirectamente a los pilares a travs del forjado reticular.

- Los capiteles y reas subdivididas de la planta (losa): eliminar todaslas reas, definidas como losa y volver a crear una general (por planta) y lazona central definida encima de la general (maciza de ascensor). Y sevuelven a definir las cargas que presentan cada planta de una forma unpoco ms simplificada.


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Figura 4.13.:edificio completam ente definido

Entonces, a continuacin se realiza otra vez el anlisis esttico del edificio yse comprueba si continan habiendo errores de diseo, y se verifica queest correctamente definido.

Figura 4.14 .: deformada del edificio.

El ltimo paso sera realizar el pushover o curva de desempeo del edificiosegn las combinaciones de cargas que se puedan presentar, y as escogerla ms desfavorable.


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4.2.1. Combinacin de cargas

Las combinaciones de cargas se insertan a la hora de realizar el pushoverpara as el programa realizarlo con la manera ms desfavorable. Lascombinaciones que se presentan son las siguientes:

CM: carga muerta.CV: carga viva.

CN: carga de nieve.

EQX: carga de sismo en X.

EQY: carga de sismo en Y.

- Combinaciones de carga muerta, carga viva o de uso y carga denieve:

CM

CM1,35+CV1,5CM1,35+CN1,5

CM1,35+CV1,5+CN1,50,5

CM1,35+CN1,5+CV1,50,7

- Combinaciones de carga muerta, carga viva o de uso, carga de nievey ssmica en la direccin X positiva y negativa:

CM1,35+EQX1

CM1,35+EQX-1

CM1,35+CV1,5+EQX1

CM1,35+CV1,5+EQX-1

CM1,35+CN1,5+EQX1

CM1,35+CN1,5+EQX-1

CM1,35+CV1,5+CN1,50,5+EQX1

CM1,35+CV1,5+CN1,50,5+EQX-1

CM1,35+CN1,5+CV1,50,7+EQX1

CM1,35+CN1,5+CV1,50,7+EQX-1- Combinaciones de carga muerta, carga viva o de uso, carga de nievey ssmica en la direccin Y positiva y negativa:

CM1,35+EQY1

CM1,35+EQY-1

CM1,35+CV1,5+EQY1

CM1,35+CV1,5+EQY-1

CM1,35+CN1,5+EQY1

CM1,35+CN1,5+EQY-1


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CM1,35+CV1,5+CN1,50,5+EQY1

CM1,35+CV1,5+CN1,50,5+EQY-1

CM1,35+CN1,5+CV1,50,7+EQY1

CM1,35+CN1,5+CV1,50,7+EQY-1

- Combinaciones de carga muerta, carga viva o de uso, carga de nievey ssmica en la direccin X e Y positiva y negativa:

CM1,35+EQX1+EQY0,3

CM1,35+EQX1+EQY-0,3

CM1,35+EQX-1+EQY0,3

CM1,35+EQX-1+EQY-0,3

CM1,35+EQX0,3+EQY1

CM1,35+EQX0,3+EQY-1CM1,35+EQX-0,3+EQY1

CM1,35+EQX-0,3+EQY-1

CM1,35+CV1,5+EQX1+EQY0,3

CM1,35+CV1,5+EQX1+EQY-0,3

CM1,35+CV1,5+EQX-1+EQY0,3

CM1,35+CV1,5+EQX-1+EQY-0,3

CM1,35+CV1,5+EQX0,3+EQY1

CM1,35+CV1,5+EQX0,3+EQY-1

CM1,35+CV1,5+EQX-0,3+EQY1

CM1,35+CV1,5+EQX-0,3+EQY-1

CM1,35+CN1,5+EQX1+EQY0,3

CM1,35+CN1,5+EQX1+EQY-0,3

CM1,35+CN1,5+EQX-1+EQY0,3

CM1,35+CN1,5+EQX-1+EQY-0,3

CM1,35+CN1,5+EQX0,3+EQY1CM1,35+CN1,5+EQX0,3+EQY-1

CM1,35+CN1,5+EQX-0,3+EQY1

CM1,35+CN1,5+EQX-0,3+EQY-1

CM1,35+CV1,5+CN1,50,5+EQX1+EQY0,3

CM1,35+CV1,5+CN1,50,5+EQX1+EQY-0,3

CM1,35+CV1,5+CN1,50,5+EQX-1+EQY0,3

CM1,35+CV1,5+CN1,50,5+EQX-1+EQY-0,3

CM1,35+CV1,5+CN1,50,5+EQX0,3+EQY1


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CM1,35+CV1,5+CN1,50,5+EQX0,3+EQY-1

CM1,35+CV1,5+CN1,50,5+EQX-0,3+EQY1

CM1,35+CV1,5+CN1,50,5+EQX-0,3+EQY-1

CM1,35+CN1,5+CV1,50,7+EQX1+EQY0,3

CM1,35+CN1,5+CV1,50,7+EQX1+EQY-0,3

CM1,35+CN1,5+CV1,50,7+EQX-1+EQY0,3

CM1,35+CN1,5+CV1,50,7+EQX-1+EQY-0,3

CM1,35+CN1,5+CV1,50,7+EQX0,3+EQY1

CM1,35+CN1,5+CV1,50,7+EQX0,3+EQY-1

CM1,35+CN1,5+CV1,50,7+EQX-0,3+EQY1

CM1,35+CN1,5+CV1,50,7+EQX-0,3+EQY-1

4.3. Discusin y modelo seleccionado

Figura 4.15 .: render de la estructura.


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En esta imagen se puede ver el edificio renderizado con todos los elementosy sus espesores. Este es el modelo definitivo y simplificado como he idocomentando a lo largo del proceso de la creacin en ETABS, por tal dehacerlo lo ms detallado posible y semejante a la realidad y que no dieraerrores de geometra y de clculo.

Figura 4.16.:render del techo del parking (v isto desde abajo).

Esta imagen es perfecta para visualizar todos los elementos definidos en eltecho del parking. Se ven las vigas principales de atado de pilares,perimetrales, que stas las llamamos jcenas principales. Tambin cabedestacar:

- Refuerzos en los pilares, que son de gran utilidad para aguantar elesfuerzo que sufren los extremos de los pilares.

- Zunchos perimetrales de agujeros. stos son vigas usuales colocadasen todo el permetro de los agujeros (escalera y ascensor) pero con unmayor armado de cercos, para darle una mayor resistencia a la rotura porser una zona dbil.

- Jcenas colocadas perimetralmente a la zona de comercio (arriba a laizquierda) de gran tamao para aguantar la carga de uso.


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Figura 4.17.:render de la cubierta (v isto desde arriba).

Esta figura es como la anterior, una representacin en planta deledificio pero ahora con la vista superior. Aqu claramente podemosdistinguir las dos jcenas interiores que van de lado a lado (atandolos pilares) y son las encargadas de soportar la carga de la zona de

instalaciones, y colindante a la zona maciza del ascensor.El resto de plantas no es tan relevante, ya que son ms favorables encuanto a zonas crticas de esfuerzos.


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Figura 4.18.:render del detalle del forj ado reticular.

En esta ltima imagen se presenta el detalle de cmo se conforma elforjado reticular en los pisos, y los cuales tienen la misin de distribuir lacarga que les llega a las jcenas principales, tanto interiores comoexteriores y stas a los pilares.

Por ltimo, los pilares inferiores reciben el mayor axil, y a continuacin sedispondra de zapatas aisladas para los pilares centrales, y zapatas corridaspara todo el permetro de la estructura y desde los muros de carga delascensor hasta el lado de la cara principal del edificio.

Las zapatas no se consideran ni se asignan propiedades en el programaETABS porque para realizar el estudio de vulnerabilidad ssmica,simplemente definiendo los apoyos con total restriccin tanto enmovimientos lineales como de giros (empotrados) es suficiente.


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CAP TULO 5 :

VULNERABI LI DADSSMICA

5.1. Tipos de anlisis5.1.1. Tipos de anlisis estructurales.

Anlisis estructural se refiere al uso de las ecuaciones de resistencia demateriales para encontrar los esfuerzos internos que actan sobre unaestructura resistente, como edificaciones.

Segn la precisin de clculo que requiera y la complejidad que presenteestructuralmente el edificio se utiliza un tipo de mtodo u otro:

- Mtodo matricial de la rigidez: se utiliza normalmente para calcularmarcos o prticos, los cuales presentan como elementos estructuralesbarras largas, que modelizan estos elementos resistentes como elementosunidimensionales, sometidos normalmente a traccin, compresin y flexin.

- Mtodo de los elementos finitos: es un mtodo matemtico mscomplejo, el cual se utiliza cuando se trata de analizar elementos pequeoso con formas irregulares donde pueden producirse concentraciones detensiones.


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Los diversos modelos de anlisis estructurales son:

- Modelo elstico lineal e istropo.

- Modelo elstico lineal ortotrpico.

- Modelos de plasticidad y viscoplasticidad.

- Modelos de dao.

Modelo elstico lineal e istropo.

En los materiales elsticos homogneos e istropos son los que presentan elmismo comportamiento mecnico para cualquier direccin de estiramientoalrededor de un punto. As por ejemplo dado un ortoedro de un materialhomogneo e istropo, el mdulo de Young y el coeficiente de Poisson sonlos mismos, con independencia de sobre qu par de caras opuestas seejerza un estiramiento.

Modelo elstico lineal ortotrpico.

Algunos materiales elsticos son anistropos, lo cual significa que sucomportamiento elstico, en concreto la relacin entre tensiones aplicadas ydeformaciones unitarias es diferente para diferentes direcciones.

Una forma comn de anisotropa es la que presentan los materialeselsticos ortotrpicos en los que el comportamiento elstico quedacaracterizado por una serie de constantes elsticas asociadas a tresdirecciones mutuamente perpendiculares. El ejemplo ms conocido dematerial ortotrpico es la madera que presenta diferente mdulo deelasticidad longitudinal (mdulo de Young) a lo largo de la fibra,tangencialmente a los anillos de crecimiento y perpendicularmente a losanillos de crecimiento.

Modelo de plasticidad y viscoelasticidad.

- Modelo de plasticidad:

El clculo plstico se refiere al clculo de esfuerzos, tensiones y

deformaciones en ingeniera estructural de elementos que tienen uncomportamiento plstico. A diferencia de los mecanismos que deben operarde manera reversible las estructuras estticas pueden ser proyectadas paratrabajar por encima del dominio elstico, logrndose con ello unaprovechamiento ms completo de su capacidad resistente. Esto se debe aque una vez rebasado el dominio elstico de reversibilidad, algunosmateriales de construccin siguen teniendo capacidad para resistiresfuerzos mayores, por endurecimiento cinemtico, an a costa de sufrirtransformaciones internas irreversibles.

En estructura metlica el clculo plstico consiste bsicamente en identificarlos puntos de aparicin de rtulas plsticas o regiones de plastificacin queuna vez completamente plastificadas se convierten en articulaciones. Laaparicin de articulaciones reduce el grado de hiperestaticidad ampliando el


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nmero de grados de libertad. Cuando aparecen el suficiente nmero dertulas plsticas la estructura se convierte en un mecanismo. El clculoplstico incluye la identificacin de los modos de colapso por formacin dertulas plsticas, y la carga necesaria para la plastificacin de todas lasrtulas. La carga ltima plstica es el valor a partir del cual la estructura

queda convertida en mecanismo por plastificacin de la ltima rtula.Tambin en el clculo de estructuras de hormign armado se admite que lasbarras de acero sometidas a traccin adquieran deformaciones plsticas, yaque el acero tiene un comportamiento plstico con endurecimiento, y alrebasar su lmite elstico se endure pudiendo soportar mayores tensionesque antes de adquirir deformaciones plsticas. Este endurecimiento oaumento de la capacidad resistente del acero en traccin permiteeconomizar, y construir estructuras con una menor cantidad de acero.

-

Modelo de viscoelasticidad:En ciertos problemas, la inclusin de la variable tiempo en el anlisis nopuede evitarse, aunque los efectos dinmicos (fuerzas de inercia) seandespreciables. Por ejemplo, si el material tiene respuesta lenta (tarda horas,semanas o meses en estabilizar sus deformaciones frente a las cargasaplicadas), y las condiciones de carga cambian antes de que la deformacinse estabilice, entonces toda la historia de carga influye en el estado delslido en un instante de observacin dado. Para modelar este tipo derespuesta, se emplean modelos con resistencias de tipo viscoso (fuerzasproporcionales a la velocidad), que se oponen momentneamente a ladeformacin pero que alcanzan asintticamente una configuracindeformada estable en el tiempo. La inclusin de estas resistencias de tipoviscoso es precisamente la caracterstica principal de los modelosviscoelsticos.

Modelos de dao.

Los modelos constitutivos utilizados en el anlisis de estructuras sometidasa acciones dinmicas de tipo impulsivo, como im

Ex. Vulnabirilidad Sismica

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