1. Marco Conceptual1.1. Concreto

Material estructural que se forma por medio de la mezcla homogénea de los agregados finos o arena, agregados gruesos o grava, y un ligante que es el cemento hidráulico y agua, con o sin aditivos.

1.2. Acero de refuerzo El acero de refuerzo se coloca en el concreto para absorber esfuerzos de tracción, de compresión, cortante y torsión, está conformada por barras corrugadas en acero que se utilizan en estribos, refuerzos de retracción y temperatura, o refuerzo en espiral y cuando conforma mallas electrosoldadas.

1.3. Concreto Reforzado Concreto al cual se le adiciona un refuerzo de acero en barras, mallas electrosoldadas, pernos de cabeza y fibras de acero deformadas dispersas para absorber los esfuerzos que el concreto por su propia condición no lo puede hacer, el trabajo de los dos materiales es de conjunto, es decir, a partir de la compatibilidad de las deformaciones de los dos materiales.

1.4. Retracción de fraguado Disminución del volumen del concreto por la acción del proceso de fraguado y la perdida de agua o secado, a medida que el concreto se seca, se retrae en volumen, es necesario controlar estos procesos pues pueden causar agrietamientos.

1.5. Arriostramiento Técnica que consiste en colocar piezas diagonales en los pórticos de una estructura, con el fin de darle mayor estabilidad e impedir la deformación.

1.6. Asentamientos Hundimientos del terreno que pueden causar graves daños a las estructuras, como formación de grietas, o desprendimiento de elementos.

1.7. Columnas Elemento estructural encargado principalmente de recibir cargas axiales de compresión, transportan las cargas de la edificación hasta los elementos de fundación en el suelo.

1.8. Esfuerzos Son fuerzas internas de un elemento, que resisten cargas externas y se oponen a la deformación que estas le ocasionan, pueden ser de compresión, tracción, corte, flexión o torsión, según el tipo de la carga externa.

1.9. Estribos Conforman la armadura transversal de un elemento estructural, estos se encargan de resistir fuerzas de corte y tracción diagonal que puedan incidir sobre un elemento.

1.10. Flexión Es un tipo de esfuerzo que incluye tracción y compresión, este es un mecanismo propio de las vigas, que con la acción de su propio peso y cualquier carga adicional externa, inciden fuerzas perpendiculares que producen una deformación en la pieza que tiende a curvarse hacia abajo.

1.11. Fundaciones Es el elemento intermedio entre la superestructura y el terreno de soporte, estas permiten trasladar las cargas que soporta una estructura al suelo, (zapatas, placas, pilotes, caissons, etc.).

1.12. Junta Es la separación que debe establecerse entre dos partes contiguas de una obra para permitir su expansión y contracción causadas por la temperatura, evitando fisuras de cualquier tipo.

1.13. Losas

Elementos estructurales rígidos horizontales, empleados como pisos o techos en edificaciones, sirven para mantener la unidad de la estructura, sobre ellas inciden cargas del mobiliario, equipos y personas (cargas vivas, y muertas).

1.14. Mallas electrosoldadas Malla de alambre soldada que se coloca en elementos de concreto y evitar que se originen fisuras, se utiliza también para limitar la fisuracion por retracción y temperatura.

1.15. Mampostería Elementos que conforman muros hechos con ladrillos o bloques de concreto o arcilla.

1.16. Muro Elemento vertical que soporta cargas de gravedad y otra perpendiculares a su plano, su función principal es absorber porcentajes importantes de fuerzas cortantes (sísmicas) y proporcionar rigidez lateral a la estructura, pueden sufrir esfuerzo de flexión, vuelco o pandeo.

1.17. Pórtico Elemento formado por la unión de vigas y columnas.

1.18. Tensión Fuerzas que tienden a estirar o alargar un elemento, la tensión es producida por una par de fuerzas opuestas sobre la misma línea de acción.

1.19. Torsión Es la resistencia de un elemento a ser girado o rotado, la torsión se presenta al aplicar una carga que hace girar al elemento, es el efecto que origina cuando se generan cargas excéntricas sobre un elemento que tienden a torcerlo en su sección.

1.20. Nodo Zona en la cual se interceptan miembros estructurales, se deben diseñar de forma adecuado para garantizar la adecuada transmisión de cargas de un elemento a otro.

1.21. Viga Elemento estructural generalmente horizontal, sometido a cargas axiales y de flexión, algunas veces torsión, estas se encargan de tomar las cargas de las losas y trasmitirlas a las columnas.

2. Marco Teórico

De acuerdo a la norma sismo-resistente colombiana “El diseño, construcción y supervisión técnica de edificaciones en el territorio de la república de Colombia debe someterse a los criterios y requisitos mínimos que se establecen en la Norma sismo-resistente colombiana. Una edificación diseñada con la NSR-10 debe ser capaz de resistir, además de las fuerzas que impone su uso, temblores de poca intensidad sin daño, temblores moderados sin daño estructural.”

El diseño de una edificación debe llevarse a cabo de acuerdo a lo estipulado en la NSR-10 desde su etapa de diseño arquitectónico, estudios geotécnicos, diseño estructural, etc.

1) Diseño estructural El diseño estructural de una edificación se realiza según los siguiente pasos:

a) Predimensionamiento y coordinación con otros profesionalestipo de sistema estructural a diseñar, y dimensiones tentativas.

b) Evaluación de las solicitaciones definitivasCargas muertas, vivas, acabados, etc.

c) Obtención del nivel de amenaza sísmicaLocalizar el lugar donde se construirá la edificación, y determinar el nivel de amenaza sísmica del lugar.

d) Movimientos sísmicos de diseñoZona de amenaza sísmica con parámetros (Aa, Av o Ad), Características de estratificación del suelo subyacente (Fa y Fv), Coeficiente de importancia.

c) Características de la estructuración y del material estructural empleadoSistemas estructurales (muros de carga, combinado, dual, o pórtico), Materiales (concreto estructural, estructura metálica, mampostería estructural, o madera). Forma del material de responder a movimientos sísmicos DMI, DMO y DES).

e) Grado de irregularidad de la estructura y procedimiento de análisisregularidad o irregularidad en planta, grado de redundancia, su altura, caracteristia del suelo, y nivel de amenaza sísmica.

f) Determinación de fuerzas sísmicas

g)) Análisis sísmico de la estructuraEl análisis se realiza para los movimientos sísmicos de diseño sin ser divididos por el coeficiente de capacidad de disipación de energía (R).

h) Desplazamientos horizontalesDesplazamientos horizontales, derivas, efectos torsionales.

i) Verificación de derivasComprobar el cumplimiento de las derivas, si no es así, rigidizar la estructura

j) Combinación de las diferentes solicitacionesSe combinan para obtener las fuerzas internas de diseño de la estructura

k) Diseño de los elementos estructuralesEl diseño de los elementos estructurales debe realizarse para los valores más desfavorables obtenidos de las combinaciones.

2) Planos Estructurales:

Los planos estructurales deben contener como mínimo:

a) Material, resistencia del concreto, resistencia del acero, calidad de mampostería.b) Dimensiones de los elementos (vigas, columnas, placas, muros) y Refuerzo (Despiece de todos

los elementos estructurales.

c) Precauciones que se deben tomar para la construcción (contraflechas, cambios volumétricos)d) Tipo y localización de las conexiones entre elementos estructurales y los empalmes entre los

elementos.e) Grado de capacidad de disipación de energia.f) Cargas vivas, muertas, acabados que se usaron en el diseño.g) Grupo de uso al cual pertenece la edificación.h) Elementos no estructurales (Muros de fachada, divisorios, etc).

3) Memorias de cálculo:

En estas se consigna los cálculos realizados para el diseño de la estructura, en esta debe incluirse:a) El sistema estructural usadob) Cargas verticalesc) Grado de capacidad de disipación de energiad) Calculo de fuerzas sísmicase) Tipo de análisis estructural usadof) Datos de entrada del modelo matemáticog) Datos de salida (Resultados de diseño: diseño de columnas, vigas, muros, etc)h) Diseño de losas de entrepiso, escaleras, etc.i) Elementos no estructurales

3. Metodología

A partir de la entrega de planos arquitectónicos se procederá a realizar el diseño estructural correspondiente, de acuerdo a la coordinación con los profesionales participando en el diseño de la estructura; se decidirá el tipo de estructura a realizar (Muros en concreto, mampostería estructural, estructura metálica, etc.), a partir de ese momento se procederá a realizar el modelo matemático de la estructura, en este se realizara el análisis sísmico, y el diseño de los elementos estructurales. En el proceso se verificaran de acuerdo a la norma NSR-10 el tipo de irregularidad de la estructura (en planta, en altura, torsional). Con los resultados del modelo matemático se verificara la ausencia de redundancia, derivas, (rigidez ortogonal en estructuras en mampostería). Cuando la estructura cumple con los requisitos de la norma se procede al diseño de los elementos estructurales (despieces). Paralelo al desarrollo del modelo matemático se procede con el dibujo de los planos estructurales, cuando se ha realizado una revisión completa del proyecto en ingeniería y en dibujo se procede a la compilación de los archivos de la memoria de cálculo.