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ANLISIS DE VULNERABILIDAD SSMICA PARA EL BLOQUE 1 DEL EDIFICIO DE

LA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL DE LA UNIVERSIDAD DEL CAUCA

CHRISTIAN CAMILO OLIVA

04102067

MIGUEL ORLANDO SAMBONI

100411010451

CESAR AUGUSTO ALVARADO

100411024815

UNIVERSIDAD DEL CAUCA

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL

DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS

POPAYN-CAUCA

2015

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ANLISIS DE VULNERABILIDAD SSMICA PARA EL BLOQUE 1 DEL EDIFICIO DE

LA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL DE LA UNIVERSIDAD DEL CAUCA

ANTEPROYECTO DE TRABAJO DE GRADO

PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO CIVIL

MODALIDAD TRABAJO SOCIAL

DIRECTOR:

ING. ALFER LEIBER SILVA CERN

UNIVERSIDAD DEL CAUCA

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL

DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS

POPAYN-CAUCA

2015

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CONTENIDO

1. INTRODUCCIN ......................................................................................... 4

2. JUSTIFICACIN .......................................................................................... 5

3. OBJETIVOS ................................................................................................. 6

3.1. Objetivo General .................................................................................... 6

3.2. Objetivos especficos .............................................................................. 6

4. GENERALIDADES ....................................................................................... 8

5. ASPECTOS DE LA EDIFICACIN .................................................................. 9

5.1. LOCALIZACIN ....................................................................................... 9

5.2. SISTEMA ESTRUCTURAL ....................................................................... 11

6. METODOLOGA DE TRABAJO ................................................................... 12

7. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES............................................................. 14

8. RESULTADOS ........................................................................................... 15

9. PRESUPUESTO Y FINANCIAMIENTO ......................................................... 16

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1. INTRODUCCIN

El presente anteproyecto est establecido como requisito para desarrollar el

trabajo de grado en la modalidad de Prctica Profesional, para ello se

realizar a partir de las fechas establecidas, el anlisis de vulnerabilidad

ssmica del BLOQUE 1, edificio de la Facultad de Ingeniera Civil de la

Universidad del Cauca, ubicado en el barrio TULCAN de la ciudad de

Popayn. El siguiente trabajo se efectuar como complemento al trabajo

realizado por Juan Carlos Daza Urbano y Fernely Campo, bajo la direccin y

control del Ingeniero ALFER LEIBER SILVA CERN en la modalidad de trabajo

social.

La vulnerabilidad ssmica de una edificacin se entiende como un conjunto

de parmetros, con los que se puede predecir el tipo de dao estructural, el

modo de falla y la capacidad resistente de una estructura bajo unas

condiciones probables de carga. Con este fundamento se busca desarrollar el

anlisis anteriormente mencionado, en el cual se reafirmarn los

conocimientos adquiridos a lo largo de la carrera, afianzando conceptos y

criterios.

El anlisis de vulnerabilidad ssmica estar acorde con el reglamento

colombiano sismo resistente, NSR-10, que busca evaluar el comportamiento

ssmico de la estructura construida antes de la reglamentacin actual, ante

cargas verticales y fuerzas horizontales producidas por efecto de un sismo de

diseo.

En este documento se encontrar la metodologa a seguir, junto con el

cronograma estipulado, para cumplir con los objetivos propuestos que

involucran el resultado final del anlisis.

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2. JUSTIFICACIN

La Universidad del Cauca exige a los estudiantes como requisito de grado

para obtener el ttulo de Ingeniero Civil un trabajo de grado, existe la

modalidad de Servicio Social (Resolucin N 281 del 10 de junio de 2005 del

Consejo de Facultad de Ingeniera Civil de la Universidad del Cauca) en donde

los estudiantes desempean labores en un proyecto social definido con el

propsito de poner en prctica lo aprendido a lo largo de la vida universitaria

y adems recibir conocimiento y experiencia que puede ser til en el futuro

de su vida profesional.

Al tener la Universidad del Cauca una edificacin que se construy antes de

la existencia de la reglamentacin Colombiana NSR-10, se exige un estudio

de vulnerabilidad ssmica con el propsito de establecer el comportamiento

de la estructura ante fuerzas horizontales originadas por un sismo de diseo

acorde a la norma NSR-10 y as poder determinar si debe o no ser reforzada.

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3. OBJETIVOS

3.1. Objetivo General

Desarrollar el anlisis de vulnerabilidad ssmica del BLOQUE 1, edificio de la

Facultad de Ingeniera Civil de la Universidad del Cauca, ubicado en el barrio

TULCAN de la ciudad de Popayn. A partir de resultados de ensayos y

medidas reales de la estructura.

3.2. Objetivos especficos

Determinar la geometra y algunas propiedades de la estructura

mediante trabajo de campo.

Recopilar, estudiar, confrontar y actualizar la informacin existente de

la edificacin con el presente trabajo.

Realizar ensayos para determinar la resistencia y la durabilidad de los

materiales estructurales de la edificacin.

Determinar la cantidad, el dimetro y la posicin de los aceros de las

vigas, columnas y pantallas, utilizando el ferroscan.

Modelar el sistema estructural para realizar un anlisis dinmico

elstico de la estructura de una manera ms aproximada, utilizando el

programa de elementos finitos SAP2000, tomando como base el

modelo estructural elaborado en ETABS por Juan Carlos Daza Urbano y

Fernely Campo.

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Realizar clculos y anlisis, segn los criterios establecidos en el

captulo A.10 de la NSR-10 (Requisitos generales y construccin sismo

resistente).

Determinar los ndices de flexibilidad y sobreesfuerzos de la

estructura.

Comparar los resultados obtenidos con el (Trabajo de grado

correspondiente a Juan Carlos Daza Urbano y Fernely Campo:

evaluacin estructural a bloque 1 del edificio de la Facultad De

Ingeniera Civil Universidad Del Cauca).

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4. GENERALIDADES

4.1. MODALIDAD DE TRABAJO DE GRADO

Teniendo en cuenta el acuerdo nmero 27 de 2012, emitido por el Consejo

Superior de la Universidad del Cauca, en donde reglamenta el Trabajo de

Grado para los programas acadmicos ofrecidos. En el primer captulo del

artculo antes mencionado, se establece que el Trabajo de Grado es el

ejercicio desarrollado por el estudiante de Pregrado, en el cual ste debe

aplicar las competencias y habilidades adquiridas en el proceso de formacin

brindado por la Universidad y con ello contribuir al anlisis y posibles

soluciones de problemticas relacionadas con el campo de accin de su

profesin.

Dentro del mismo artculo definen la prctica profesional como una

modalidad de trabajo de grado, siendo esta el diseo y ejecucin de un plan

de trabajo, que le permite al estudiante aplicar las competencias

caractersticas de su programa de formacin, en el aporte a solucionar

problemas especficos, propios de su disciplina. Entendindose que para este

caso es un servicio social que se le prestar a la Facultad de Ingeniera Civil de

la Universidad del Cauca.

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5. ASPECTOS DE LA EDIFICACIN

5.1. LOCALIZACIN

Edificio de la Facultad de Ingeniera Civil (bloque 1)

Carrera 2 # Carrera 2 # 4N 140 Popayn, Cauca Colombia

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Localizacin del edificio. Fuente: maps.google.com

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5.2. SISTEMA ESTRUCTURAL

Se parte bajo la hiptesis que la edificacin est compuesta por un sistema

tipo prticos en concreto reforzado y como tal est formado por vigas y

columnas, conectados entre s por medio de nudos rgidos, los cuales

permiten la transferencia de momentos flectores y cargas axiales hacia las

columnas. Por su sistema estructural esta edificacin sera muy flexible, lo

cual hace que admita grandes desplazamientos, que deben ser controlados y

cumplir con la Norma Sismo Resistente del ao 2010.

Por otro lado, como es evidente la presencia de muros en mampostera de

arcilla cocida, se analizar su posible participacin en el momento de tomar

cargas y as determinar el verdadero sistema estructural, con el cual est

trabajando la edificacin.

Figura 7. Esquema del sistema tipo prticos y muros en mampostera de

arcilla cocida.

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6. METODOLOGA DE TRABAJO

El trabajo se desarrollar acorde con los parmetros establecidos en el

captulo A.10 de la NSR-10. (Requisitos generales de diseo y construccin

sismo resistente)

1. Medir las secciones transversales, distancias entre ejes, altura de

entrepisos y condiciones de apoyo de la estructura.

2. Se realizar una evaluacin de manera cualitativa del estado actual en

que se encuentra la edificacin, llevando a cabo una visita al lugar

basndose en aspectos tales como evidencias de afectaciones por

sismo, exposicin a la intemperie, mantenimiento, cambios de uso,

corrosin de las armaduras, carbonatacin del concreto,

envejecimiento de los materiales, deflexiones excesivas, estado de

elementos de unin, entre otras causas.

3. Se caracterizarn las propiedades de los materiales mediante ensayos

semi-destructivos o no destructivos, entre los posibles estn:

Ensayo de campo utilizando el esclermetro.

Extraccin de ncleos de concreto.

Ensayos de compresin simple sobre muestras de concreto

recuperadas.

Determinacin de los aceros, utilizando el ferro escner.

Ensayo para determinar la carbonatacin del concreto,

utilizando fenolftalena.

Ensayos a la mampostera en arcilla cosida.

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4. Con el fin de valorar los esfuerzos internos y los desplazamientos

ssmicos de la estructura se elaborar la modelacin del sistema

utilizando herramientas computacionales con elementos finitos

(SAP2000) para el anlisis dinmico-elstico de la estructura.

5. Se tendr en cuenta en un modelo adicional, los muros en

mampostera de arcilla cosida, para determinar el aporte que estos

estn haciendo a la estabilidad y resistencia de la estructura.

6. Se calcularn los desplazamientos y las derivas elsticas

correspondientes a los modelos de anlisis y se compararan con los

permisibles por la NSR-10 y con los encontrados en el anterior

proyecto.

7. Se determinar los ndices de sobreesfuerzos producidos por las

solicitaciones de un sismo de diseo acorde con la Norma Sismo

Resistente del ao 2010.

8. Se determinar los ndices de flexibilidad producidos por las

solicitaciones de un sismo de diseo acorde con la Norma Sismo

Resistente del ao 2010.

9. Se analizarn todos los valores obtenidos teniendo como base el

reglamento colombiano (NSR-10).

10. Con todos los parmetros anteriores se determinar si la estructura

necesita ser reforzada o si es adecuada de acuerdo a la normatividad

vigente.

11. Se elaborar un informe final.

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7. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

El desarrollo del trabajo se realizar a lo largo de los prximos 4 meses, con

50 horas por semana, sin embargo algunos plazos pueden extenderse por la

legalizacin de algunos requisitos al interior de la Universidad del Cauca.

ACTIVIDADES

MES 1 MES 2 MES 3 MES 4

SEMANA SEMANA SEMANA SEMANA

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Recoleccin de informacin.

Evaluacin cualitativa de la estructura.

Caracterizacin de los materiales y geometra de los elementos.

Modelacin de la estructura. Calculo de los ndices correspondientes.

Anlisis de resultados.

Informe final y correcciones.

Sustentacin.

Tabla 1. Cronograma de actividades.

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8. RESULTADOS En el proceso del desarrollo del diagnstico de vulnerabilidad ssmica de la

edificacin, se pretende responder por los siguientes documentos:

Anteproyecto de grado: se entregar al director del departamento de

estructuras una evaluacin del proyecto a tratar y del trabajo a realizar

para cumplir a cabalidad con los objetivos planteados.

Informe Final: Se har y entregar un informe final el cual contendr

detalladamente aspectos de todas las actividades necesarias como

clculos, modelacin, fotografas, utilizacin de equipos, anlisis y

conclusiones, etc. Que conlleven al cumplimiento de los objetivos

trazados en el presente proyecto.

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9. PRESUPUESTO Y FINANCIAMIENTO A continuacin se presenta un estimativo de los gastos involucrados en la

realizacin del trabajo, adems de las fuentes de financiamiento de estos.

# CONCEPTO DESCRIPCIN COSTO

POR MES COSTO POR

4 MESES ASUMIDO

POR

1 RECOLECCIN DE

INFORMACIN Ensayos $2000000 $8000000 UNIVERSIDAD

2 DIRECTOR Soporte

conceptual 1000000 $4000000 UNIVERSIDAD

3 INSUMOS Materiales y

Papelera $40.000 $160.000 ESTUDIANTE

4 GASTOS DE ADMINISTRACIN

Transporte $80.000 $320.000 ESTUDIANTE

5 Otros gastos $40.000 $160.000 ESTUDIANTE

TOTAL $12.640.000

Tabla 2. Presupuesto y financiamiento