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APLICACIOacuteN EN TEMAacuteTICAS DE INGENIERIacuteAS
PROPUESTA DE DISENtildeO ESTRUCTURAL DE UN SALON COMUNAL Y DE UN
POLIDEPORTIVO TIPO CANCHA MUacuteLTIPLE UBICADOS EN EL BARRIO
VILLA JULIANA DE LA CIUDAD DE VILLAVICENCIO
Por DIEGO ALFONSO AacuteLVAREZ GARZOacuteN GINNA MARCELA CEROacuteN CASTRO
UNIVERSIDAD SANTO TOMAacuteS FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVIL
VILLAVICENCIO 2019
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APLICACIOacuteN EN TEMAacuteTICAS DE INGENIERIacuteAS
PROPUESTA DE DISENtildeO ESTRUCTURAL DE UN SALON COMUNAL Y DE UN POLIDEPORTIVO TIPO CANCHA MUacuteLTIPLE UBICADOS EN EL BARRIO
VILLA JULIANA DE LA CIUDAD DE VILLAVICENCIO
Por DIEGO ALFONSO AacuteLVAREZ GARZOacuteN GINNA MARCELA CEROacuteN CASTRO
Documento final presentado como opcioacuten de grado para optar al tiacutetulo profesional de ingeniero civil
Aprobado por Ing Emiro Andreacutes Lozano Peacuterez Esp
Director
Ing Alexander Solarte Benavides MS Codirector
UNIVERSIDAD SANTO TOMAacuteS
FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVIL VILLAVICENCIO
2019
AUTORIDADES ACADEacuteMICAS
Fray Joseacute Gabriel Mesa Aacutengulo OP Rector General
Fray Eduardo Gonzaacutelez Gil OP Vicerrector Acadeacutemico General
Fray Joseacute Antonio Balaguera Cepeda OP Rector Sede Villavicencio
Fray Rodrigo Garciacutea Jara OP Vicerrector Acadeacutemico Sede Villavicencio
Julieth Andrea Sierra Toboacuten Secretaria de Divisioacuten Sede Villavicencio
Ing Jhon Jairo Gil Pelaacuteez PhD Decano Facultad de Ingenieriacutea Civil
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DEDICATORIA Les dedico este proyecto a mis papas por el esfuerzo y amor incondicional a mis hermanos por apoyarme a cumplir mis metas y a mis tiacuteos por la constancia y afecto
Ginna Ceroacuten C
Le dedico este proyecto a mi mamaacute la persona que me inspira a ser cada diacutea mejor y a quien le debo todo lo que soy
Diego Aacutelvarez G
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AGRADECIMIENTOS
Agradecemos a Dios por bendecirnos ser el apoyo fortaleza e inspiracioacuten Gracias a nuestros padres y familiares que nos han acompantildeado en esta aventura gracias por su amor incondicional trabajo y sacrificio en todos estos antildeos gracias a ustedes tenemos el privilegio cumplir nuestro suentildeo Finalmente queremos expresar nuestro sincero agradecimiento a los ingenieros Emiro Lozano Perez y Alexander Solarte Benavides por su colaboracioacuten direccioacuten y conocimiento en el desarrollo de este trabajo
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RESUMEN
El proyecto parte de la necesidad del barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio de un espacio donde puedan realizar una praacutectica deportiva de manera adecuada segura y coacutemoda para la poblacioacuten del barrio que ayude a incentivar la praacutectica deportiva en de la poblacioacuten Adicional a esto el barrio no cuenta con un saloacuten comunal que sea proporcional a la poblacioacuten y que cuente con lo necesario para poder llevar a cabo los eventos o reuniones que la comunidad realiza La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo y realizar el disentildeo arquitectoacutenico de acuerdo a las necesidades de la poblacioacuten y a los requerimientos de Coldeportes se debe realizar el disentildeo estructural de los elementos estructurales como vigas columnas y cerchas con el meacutetodo de estado liacutemite de resistencia y los elemento como zapatas se revisaron para condiciones de servicio Para la revisioacuten y disentildeo del saloacuten comunal y la placa deportiva se usaron software especializados como SAP2000 y ETABS Mediante este proyecto se hace entrega del presupuesto de obra y dotacioacuten planos estructurales y arquitectoacutenicos de la propuesta de disentildeo estructural del saloacuten comunal y de la placa deportiva que se adecua al terreno destinado por la comunidad cumpliendo con todos los paraacutemetros y criterios de disentildeo de la norma sismo resistente colombiana NSR-10 El disentildeo arquitectoacutenico del saloacuten comunal se planteoacute con respecto al espacio y dimensiones del terreno destinado y de acuerdo a los requerimientos de la poblacioacuten para realizar las actividades masivas el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva es el propuesto por el DNP y aprobado por Coldeportes que se ajusta al terreno Palabras Clave Estructura Metaacutelica Saloacuten comunal Placa Deportiva Proyeccioacuten Social
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ABSTRACT
The project starts from the need of the Villa Juliana neighborhood in the city of Villavicencio for a space where they can perform a sport in an appropriate safe and comfortable for the population of the neighborhood to help encourage sports practice in the population In addition to this the neighborhood does not have a communal hall that is proportional to the population and that has what is necessary to carry out the events or meetings that the community holds The methodology used to carry out the design of this project was based on the procedure established in A13 of NSR-10 NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1] after knowing the type of soil and carrying out the architectural design according to the needs of the population and the requirements of Coldeportes the structural design of structural elements such as beams columns and trusses must be carried out with the method of limit state of resistance and the elements such as footings were reviewed for service conditions Specialized software such as SAP2000 and ETABS were used for the revision and design of the community hall and sports plaque By means of this project the budget of work and endowment structural and architectural plans of the proposal of structural design of the communal hall and of the sports plate that adapts to the land destined by the community fulfilling all the parameters and criteria of design of the norm resistant Colombian earthquake NSR-10 The architectural design of the communal hall was proposed with respect to the space and dimensions of the land and according to the requirements of the population to carry out massive activities the architectural design of the sports plaque is the one proposed by the DNP and approved by Coldeportes which fits the land Key Word metallic-framed communal lounge sports center Social Projection
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CONTENIDO
1 INTRODUCCIOacuteN 13 2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA 14 3 JUSTIFICACIOacuteN 15 4 OBJETIVOS 16 41 OBJETIVO GENERAL 16 42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS 16 5 ALCANCE 17 6 MARCO DE REFERENCIA 18 61 MARCO TEOacuteRICO 18 611 Cargas 18 612 Carga Muerta 18 613 Carga Viva 18 614 Efectos dinaacutemicos 18 615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo 19 616 Carga de Sismo 19 617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural 20 62 MARCO CONCEPTUAL 21 621 Medidas de demarcacioacuten por deporte 21 622 Orientacioacuten y aacuterea 22 623 Graderiacuteas 22 624 Dotacioacuten 23 625 Baloncesto 25 626 Voleibol 26 63 ESTADO DEL ARTE 27 631 ANTECEDENTES 28 64 MARCO NORMATIVO 29 641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia 29 642 NSR-10 29 643 ACI 318-14 29 644 ANSIAISC 360-10 29 645 LEY 99 DE 1993 29 646 DECRETO 1807 30 647 Acuerdo No 287 DE 2015 30 65 MARCO GEOGRAacuteFICO 30 7 METODOLOGIacuteA 33 8 PRELIMINARES 36 9 PROPUESTA DE DISENtildeO 39 91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL 39 911 Generalidades 41 912 Metodologiacutea 42 913 Anaacutelisis estructural 43 914 Cargas 43 915 Cargas muertas y cargas vivas 45 916 Carga siacutesmica 45 917 Cargas de viento 49 918 Derivas 51 919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1 51 9110 Columnas 56 9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal 58
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9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten 62 9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 68 9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten 70 9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten 71 9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros 72 9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente 76 9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales 78 92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO 79 921 Generalidades 79 922 Metodologiacutea 80 923 Cargas 81 924 Carga Muerta y viva 83 925 Carga siacutesmica 83 926 Cargas de viento 87 927 Anaacutelisis estructural 89 928 Derivas 89 929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas 89 9210 Disentildeo de la cimentacioacuten 95 10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO 100 101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL 100 102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA 102 11 RESULTADOS E IMPACTOS 108 111 RESULTADOS ESPERADOS 108 112 IMPACTOS 108 12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS 109 121 CONCLUSIONES 109 122 TRABAJOS FUTUROS 109 13 BIBLIOGRAFIacuteA 111
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LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal 41 Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas 43 Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas 45 Tabla 4 Peso saloacuten comunal 45 Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 46 Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 46 Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 47 Tabla 8 Calculo irregularidad torsional 47 Tabla 9 Periodo fundamental 48 Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 48 Tabla 11 Fuerza siacutesmica 49 Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 49 Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento 49 Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento 50 Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga 50 Tabla 16 Carga de viento para teja y correas 51 Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1 52 Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1 52 Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1 53 Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE 53 Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1 54 Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 54 Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto 54 Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten 55 Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos 55 Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten 55 Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas 56 Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas 57 Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna 57 Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza 58 Tabla 31 Franjas centrales 59 Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central 59 Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central 60 Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas 60 Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas 61 Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso 61 Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 ) 62 Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 ) 63 Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo 63 Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1 64 Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1 64 Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1 64 Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1 64 Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1 65 Tabla 45 Resistencia al aplastamiento Z1 65 Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo Z1 65 Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1 65 Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1 66 Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto 67 Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2 67
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Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 68 Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2 68 Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 69 Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento 69 Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2 69 Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2 70 Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten 70 Tabla 58 Disentildeo de viga virtual 70 Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014) 71 Tabla 60 Altura miacutenima de desplante 71 Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1 71 Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1 72 Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del slaon comunal) 72 Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L 73 Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L 73 Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L 73 Tabla 67 Solicitaciones 74 Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales 75 Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural 76 Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas 76 Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 77 Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm 78 Tabla 75 Generalidades Polideportivo 79 Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas 81 Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas 83 Tabla 78 Peso Polideportivo 83 Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 84 Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 84 Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 85 Tabla 83 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 86 Tabla 84 Fuerza siacutesmica 86 Tabla 85 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 87 Tabla 86 Coeficientes fuerza de viento 87 Tabla 87 Datos para calculo Factor raacutefaga 88 Tabla 88 Carga de viento para teja y correas 89 Tabla 90 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 95 Tabla 91 Pre-Dimensionamiento Zapata Central 96 Tabla 92 Excentricidad y Presiones en el Suelo 96 Tabla 93 Verificaciones de la zapata ZP-1 97 Tabla 94 Verificacioacuten de cortante Bidireccional 97 Tabla 95 Direccioacuten larga y corta ZP-1 97 Tabla 96 Altura miacutenima de desplante ZP-1 97 Tabla 97 Longitud de desarrollo ZP-1 97 Tabla 98 Resistencia al aplastamiento ZP-1 97 Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo 98 Tabla 100 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo 98 Tabla 101 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba 99 Tabla 102 Tabla de resultados 108 Tabla 103 Impactos 108
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad 19 Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo 20 Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva 22 Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas 23 Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas 23 Figura 6 Malla contra impacto 24 Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral 26 Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional 30 Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental 31 Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal 31 Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario 32 Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 38 Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno 38 Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01) 40 Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03) 40 Figura 18 Configuracion general del modelo 42 Figura 19 Espectro de disentildeo 46 Figura 20 Planta de vigas aereas 51 Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 52 Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 53 Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1 55 Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas 56 Figura 25 Losa maciza en dos direcciones 58 Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02) 62 Figura 27 Diagrama zapata (Z1) 63 Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas de viento en la memoria de calculo del salon comunal) 66 Figura 29 Diagrama Zapata Z2 67 Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2) 68 Figura 31 Diagrama Viga Virtual 71 Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05) 74 Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Figura 34 modelo cercha 78 Figura 35 ver memoria de calculo 80 Figura 36 Espectro de disentildeo 84 Figura 37 Columna C-01 90 Figura 38 Viga V-01 91 Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01 91 Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo 92 Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta 92 Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica 93 Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento 93 Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas 94 Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica 94 Figura 46 Diagrama zapata ZP-1 96 Figura 47 Dimensiones de la zapata 97 Figura 48 esquema Zapata ZP-1 99
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1 INTRODUCCIOacuteN
Este proyecto de grado busca realizar el disentildeo de un saloacuten comunal y de un polideportivo que tenga la funcionalidad de canchas mixtas de baloncesto futbol y voleibol ademaacutes de los elementos de anclaje soporte graderiacuteas y cubierta como solucioacuten a la problemaacutetica social evidenciada en el barrio Villa Juliana en el municipio de Villavicencio Actualmente el barrio presenta bajos niveles de praacutecticas deportivas debido a que la legalizacioacuten del barrio se realizoacute el 26 de septiembre de 2018 por lo que NO cuenta con la infraestructura adecuada para deportes y recreacioacuten esta situacioacuten genera que la praacutectica del ejercicio se desarrolle en lugares adaptados e improvisados artesanalmente por la comunidad por lo tanto aumenta el riesgo de lesiones fiacutesicas seguacuten la organizacioacuten mundial de la salud (OMS) ldquoLas caiacutedas son un importante problema mundial de salud puacuteblica Se calcula que anualmente se producen 646 000 caiacutedas mortaleshellip Las lesiones relacionadas con las caiacutedas tienen un costo econoacutemico considerablerdquo [2] La comunidad cuenta con un saloacuten comunal pero este es demasiado pequentildeo por lo que al realizar las reuniones comunitarias deben hacerlo de forma improvisada y a la intemperie en el terreno donde han adaptado una cancha en piso de tierra para deportes y recreacioacuten El intereacutes primordial para adecuar los equipamientos local y comunitario donados por la comunidad es generar un espacio de recreacioacuten y disminuir las zonas identificadas como sitios inseguros donde seguacuten el documento teacutecnico de soporte realizado para la legalizacioacuten del barrio en el antildeo 2018 por UNHCR ACNUR y la corporacioacuten OPCION LEGAL [3] afirma que se presentan altos iacutendices de consumo de sustancias alucinoacutegenas en horas de la noche otro de los intereses es cumplir con las acciones de mejoramiento estipuladas en el documento teacutecnico antes mencionado en donde se deben realizar las acciones del plan de mejoramiento integral adoptados del acuerdo No 287 de 2015 del CONCEJO MUNICIPAL DE VILLAVICENCIO [4] en donde se especifican las acciones a desarrollar para los espacios puacuteblicos y equipamientos sociales seguacuten las necesidades de la poblacioacuten Debido a que la actividad fiacutesica es reconocida a nivel internacional como medios para el desarrollo humano econoacutemico y social y Seguacuten el artiacuteculo 52 de la constitucioacuten ldquoEl ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humanordquo [5]
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2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA
El barrio VILLA JULIANA se localiza al sur de Villavicencio en la comuna 8 Aunque desde el 4 de mayo de 1999 las primeras familias tomaron posesioacuten de los lotes que habiacutean negociado con la Asociacioacuten Empresa Solidaria De Vivienda hasta el antildeo 2018 se realizoacute el estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten de dicho barrio Seguacuten el estudio urbaniacutestico realizado por la alcaldiacutea municipal de Villavicencio [3] la poblacioacuten presenta bajos niveles de praacutectica deportiva y no hay incentivos para el deporte esto puede generar sedentarismo y verse reflejado en el incremento de la poblacioacuten con sobrepeso u obesidad Actualmente el lugar que se tiene adaptado para la praacutectica de deporte es una cancha de tierra sin equipamiento lo cual aumenta el riesgo de lesiones Por otro lado el desintereacutes en la praacutectica deportiva lleva a un inadecuado aprovechamiento del tiempo libre y de la calidad de vida de las personas esto sumado a que la tasa de desempleo dentro de la comunidad es del 24 y que el 33 de la poblacioacuten son viacutectimas del conflicto armado yo se encuentra en vulnerabilidad ademaacutes que 1128 de la poblacioacuten menor de 18 antildeos se encuentra desescolarizada muestra que gran parte de la poblacioacuten cuenta con mucho tiempo libre y ninguacuten lugar adecuado en donde puedan ocupar este tiempo por lo cual no sorprende que el estudio urbaniacutestico mencione que se identifica un alto consumo de sustancias alucinoacutegenas especialmente en las zonas donde no hay iluminacioacuten y en horarios nocturnos Ademaacutes aunque el asentamiento cuenta con una caseta comunal las actividades masivas no se pueden desarrollar en ella porque no es lo suficientemente amplia para todos los habitantes de la comunidad
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3 JUSTIFICACIOacuteN
El barrio Villa Juliana legalizado en el antildeo 2018 no cuenta con la infraestructura adecuada para la recreacioacuten en los lugares destinados por la comunidad como equipamiento local y comunitario destinados para un saloacuten comunal y espacio de recreacioacuten se encuentra una cancha de futbol en tierra que no cuenta con ninguna dotacioacuten al mismo tiempo este espacio se utiliza para desarrollar las actividades comunitarias una de las mayores preocupaciones es que se ha identificado esta zona como uno de sitios inseguros en el barrio presenta especial inquietud debido al aumento de consumo de sustancias alucinoacutegenas Este proyecto busca disponer de los equipamientos de la comunidad con el fin de realizar el disentildeo estructural de un polideportivo y un saloacuten comunal para el desarrollo de las actividades comunitarias de recreacioacuten y deporte con el fin de facilitar el proceso de gestioacuten para la financiacioacuten y construccioacuten del proyecto El gobierno debe ofrecer a sus ciudadanos bienestar al suministrar servicios como salud educacioacuten deporte cultura seguridad entre otras El deporte tiene un papel fundamental en la comunidad como motor de cambio social se ha convertido en una opcioacuten para el desarrollo profesional en los antildeos recientes por lo cual se debe impulsar como alternativa viable de desarrollo social econoacutemico y cultural el deporte no solo cubre las necesidades relacionadas con la praacutectica deportiva si no que ayuda de forma indirecta problemas de salud cultura y seguridad ldquoel
desarrollo de praacutecticas deportivas trae consigo haacutebitos de vida saludable ocupacioacuten del tiempo libre y desarrollo de plan de vida a traveacutes del deporte como esa herramienta que
permite trazar metas y alcanzarlasrdquo [10] De acuerdo con lo anterior el proyecto de la construccioacuten de un polideportivo con cancha muacuteltiple para futbol baacutesquet y voleibol pretende incrementar los niveles de praacutectica deportiva al brindar escenarios de acceso puacuteblico en buenas condiciones para la praacutectica deportiva y brinda opciones para ocupar el tiempo libre mejorando la calidad de vida de las personas y alejaacutendolas de praacutecticas nocivas como el consumo de sustancias alucinoacutegenas o la delincuencia Ademaacutes al proporcionar equipamiento comunitario (saloacuten comunal) se podraacuten realizar las reuniones de la junta de accioacuten comunitaria de manera eficiente donde puedan tomarse las decisiones con respecto al asentamiento que permitan un mejor desarrollo de la comunidad
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4 OBJETIVOS
41 OBJETIVO GENERAL
Realizar propuesta de disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal que cumplan con los lineamientos teacutecnicos estipulados en las normativas vigentes necesarias para la habilitacioacuten del equipamiento local y comunitario en el barrio VILLA JULIANA
42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS
Adaptar los espacios donados por la comunidad al disentildeo estructural del polideportivo y saloacuten comunal
Analizar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas de la zona destinada para el proyecto
Elaborar la propuesta de disentildeo arquitectoacutenico estructural y cimentacioacuten de las estructuras ademaacutes de realizar un modelo digital en un software de elementos finitos
Especificar los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo de las actividades deportivas
Elaborar presupuesto considerando la gestioacuten social propuesta en mano de obra no calificada dentro de la comunidad
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5 ALCANCE
Este proyecto tiene como objetivo entregar una propuesta de disentildeo estructural de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal en el barrio Villa Juliana para el desarrollo de actividades recreativas y comunitarias como solucioacuten a las problemaacuteticas sociales y como ayuda indirecta a problemas de salud cultura y seguridad A continuacioacuten se especifican el alcance de las actividades a realizar Analizar el terreno en donde se va a realizar el disentildeo del proyecto mediante el levantamiento topograacutefico estudio de suelo (apique) y revisioacuten de las acometidas eleacutectricas e hidraacuteulicas en el aacuterea mediante planos de los entes encargados Teniendo en cuenta los requerimientos de la comunidad la propuesta de disentildeo del saloacuten comunal debe incluir los siguientes paraacutemetros capacidad miacutenima de 300 personas sentadas cocina depoacutesito dos bantildeos una ducha y dos oficinas El disentildeo arquitectoacutenico del polideportivo se basa en el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo modificado seguacuten las solicitudes de la comunidad y condiciones del terreno Se realiza la revisioacuten del disentildeo sismo resistente mediante un modelo de cada una las estructuras en un Software de elementos finitos que cumpla con los lineamientos teacutecnicos establecidos por la NSR-10 Los elementos no estructurales contemplados para el desarrollo de los cinco deportes requieren una dotacioacuten miacutenima para el buen uso de las actividades por lo que se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten necesaria para cada actividad deportiva
Costo de la construccioacuten del proyecto de la propuesta de disentildeo planteada
Se realiza un anaacutelisis de presupuesto y cantidades de obra para el proceso constructivo
Entregables
Documento de propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo planos arquitectoacutenicos estructural
Documento de los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
Presupuesto del costo de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
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6 MARCO DE REFERENCIA
61 MARCO TEOacuteRICO
611 Cargas
A continuacioacuten se describen los distintos tipos de cargas que se deben considerar para el disentildeo del proyecto tipo ldquoPlaca Polideportiva Cubiertardquo del departamento nacional de planeacioacuten las cuales serviraacuten de base para el desarrollo de la propuesta de disentildeo del polideportivo
612 Carga Muerta
Hace referencia a las cargas de los elementos permanentes incluyendo el peso propio de la estructura los muros pisos cubiertas cielos rasos escaleras equipos fijos y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupacioacuten y uso de la edificacioacuten [6]
613 Carga Viva
Son aquellas producidas durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras estas no incluyen las cargas ambientales tales como viento y sismo Para las cubiertas se deben considerar
a) ldquoLos materiales equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta 2rdquo
b) ldquoLas causadas por objetos moacuteviles tales como materas u otros objetos decorativos y por las personas que tengan acceso a ellasrdquo [6]
614 Efectos dinaacutemicos
Cuando una edificacioacuten se encuentre expuesta a excitaciones dinaacutemicas producidas por el puacuteblico tales como coliseos estadios teatros gimnasios pistas de baile centros de reunioacuten o similares Se debe asegurar frecuencias naturales verticales iguales o superiores a 5Hz (periodos naturales verticales menores de 02s)
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615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo
El empozamiento de agua se debe a la obstruccioacuten en los sistemas de drenaje de la cubierta ldquoLa carga de empozamiento de agua Le se determina con base en el volumen de agua que es posible contener hasta que se alcance el nivel de los elementos del sistema auxiliar de evacuacioacuten del exceso de agua como se indica en B482 de la NSR-10rdquo [6] ldquoLas cargas de granizo G deben tenerse en cuenta en las regiones del paiacutes con maacutes de 2 000 metros de altura sobre el nivel del mar o en lugares de menor altura donde la autoridad municipal o distrital asiacute lo exijardquo [6]
616 Carga de Sismo
Se refiere a las cargas que se determinan mediante los espectros de disentildeo estos ya estaacuten definidos por la NSR-10 en cada zona del paiacutes Para determinar el espectro de disentildeo se debe establecer la zona de amenaza siacutesmica el tipo de perfil del suelo y varios coeficientes para poder determinar el espectro de aceleraciones expresado como fraccioacuten de la gravedad con un coeficiente de 5 del amortiguamiento criacutetico para el disentildeo
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad
Fuente [6]
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6161 Definicioacuten del tipo de suelo
Para determinar el tipo de suelo se evaluacutean los siguientes paraacutemetros medidos in situ de los 30m superiores del perfil la velocidad media de la onda de corte ( ) el
nuacutemero medio de golpes del SPT ( ) la resistencia al corte ( ) el iacutendice de
plasticidad (IP) y el contenido de agua (w) la clasificacioacuten se da en la siguiente tabla
Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo
Fuente [6]
617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural
La configuracioacuten estructural no estaacute definida simplemente por la forma exterior y tamantildeo de la estructura tambieacuten se deben tomar en cuenta su naturaleza dimensiones y la localizacioacuten de los elementos estructurales y no estructurales pues estos factores afectan el comportamiento ante las solicitaciones siacutesmicas
6171 Reduccioacuten del valor de R
Para las estructuras clasificadas como irregulares se debe reducir el coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R utilizado para el disentildeo de la siguiente manera
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Debido a irregularidades en planta 1
Debido a irregularidades en altura 2 Debido a ausencia de redundancia Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico definido para cada
sistema estructural y cada grado de capacidad de disipacioacuten de energiacutea del material estructural [6]
62 MARCO CONCEPTUAL
621 Medidas de demarcacioacuten por deporte
Coldeportes es la entidad encargada de avalar las medidas de las demarcaciones en las zonas de juego para los diferentes deportes en este proyecto se establecieron tres (3) futbol de saloacuten voleibol y baloncesto Lo que se busca es asegurar que se desarrollen de manera adecuada todas las actividades deportivas que se realicen en el polideportivo
6211 Futbol de saloacuten
Las medidas para el campo de juego de futbol de saloacuten son de 2810m x 17m desde el borde exterior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m de ancho en las liacuteneas laterales y en las liacuteneas de meta ademaacutes si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 80mm y ser de color amarillo
6212 Baloncesto
Las medidas para el campo de juego de Baloncesto son de 28m x 15m desde el borde interior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m alrededor de la cancha Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color blanco
6213 Voleibol
Las medidas para el campo de juego de voleibol son de 18m x 9m adicional a esto se debe dejar una zona libre de 3m de ancho alrededor de la cancha (para canchas recreativas y formativas) Las medidas estaacuten tomadas desde el borde exterior de la demarcacioacuten Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas)
1 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en planta simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de 2 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en altura simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de
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estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color verde De acuerdo lo anterior podemos establecer que el aacuterea de juego miacutenima para asegurar el apropiado desarrollo de actividades deportivas y que sea avalada por Coldeportes es de 32m x 21m adicionalmente a esto se deja una altura miacutenima de 7m para practica recreativa y formativa libre de cualquier obstaacuteculo (parte inferior de la cubierta vigas luminarias o cualquier elemento) en el espacio correspondiente al aacuterea de juego [6]
622 Orientacioacuten y aacuterea
La orientacioacuten del campo de juego debe ser en sentido norte-sur aunque se puede tomar una rotacioacuten maacutexima de 22deg hacia el nororiente o noroccidente al tener en cuenta la relacioacuten del sol y las condiciones climaacuteticas que se presenten en el lugar donde se proyecte el polideportivo
Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva
Fuente [6]
623 Graderiacuteas
Se disentildean de manera tal que todos los espectadores sentados disfruten de la adecuada visibilidad del aacuterea en que se desarrollen las actividades de praacutectica deportiva ldquoLa visibilidad se determina mediante el trazado de una liacutenea visual tomada desde el ojo del observador situado en uacuteltima fila de las graderiacuteas hasta un punto liacutemite del campo de juego situado en el piso Para que haya visibilidad la liacutenea deberaacute pasar por encima de las cabezas de los espectadoresrdquo [6]
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Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas
Fuente [6]
Lo maacutes recomendado es ubicar las graderiacuteas en el sector occidental para que el ocaso sea detraacutes de los espectadores
Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas
Fuente [6]
624 Dotacioacuten
Para el desarrollo adecuado de cada deporte se requiere una dotacioacuten de elementos especiacuteficos en lo relacionado con las redes y sus soportes Se debe
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considerar como parte de la construccioacuten la demarcacioacuten y los arcos de futbol de saloacuten integrados con los tableros de baloncesto A continuacioacuten se especificaraacuten los distintos elementos que son considerados dotacioacuten para el polideportivo y sus caracteriacutesticas de acuerdo con el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten
6241 Malla contra impacto (referencia IDRD)
Las mallas contra impacto se usan cuando se necesite proteger o aislar a los observadores las construcciones vecinas los transeuacutentes o equipamientos ubicados detraacutes de las liacuteneas de meta Malla contra impacto de 5m de altura para cancha muacuteltiple con entramado de tubo estructural de 3rdquo conforme a los planos estructurales incluye pintura anticorrosiva y dos manos de esmalte Esta malla contra impacto esta soportada sobre una viga de concreto hidraacuteulico de resistencia a la compresioacuten frsquoc=210kgcmsup2 (3000psi) de longitud 1530m y seccioacuten de 040m x 030m Se debe tener en cuenta que la viga sobresale a cada lado de la malla contra impacto 015m [6]
Figura 6 Malla contra impacto
Fuente [6]
6242 Fuacutetbol de saloacuten
Porteriacutea muacuteltiple fija Porteriacuteas para fuacutetbol de saloacuten elaboradas con tubo ovalado de aluminio de 120mm x 100mm en color blanco desmontables en 3 piezas (larguero y 2 postes) Los arcos estaacuten ubicados en el centro de cada liacutenea de meta estos consisten en dos (2) postes verticales en metal o madera pueden ser redondos o cuadrados de 8cm de diaacutemetro o lado Se unen por una viga similar ubicada en la parte superior
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Las medidas interiores entre los postes verticales seraacuten de 3m de largo y 2m de altura entre la viga horizontal y el piso Las redes seraacuten de nylon yute o alguacuten material sinteacutetico de mallas cuadradas que se sujetan a los postes y vigas y en la parte inferior por alguacuten soporte adecuado [6] El baloacuten contaraacute con las siguientes especificaciones una calibracioacuten de 9lb y para su condicioacuten aerodinaacutemica al ser lanzado desde de 2m de altura el primer bote no deberaacute pasar los 30 cm y el segundo no maacutes de 10 cm [7] El peso y la circunferencia variacutean de acuerdo al rango de edad para la categoriacutea masculina o femenina de 13 a 16 antildeos la circunferencia miacutenima es de 60cm y maacutexima es de 62cm con un peso que oscila entre 400g y 430g para las categoriacuteas menores de 12 antildeos la circunferencia miacutenima es de 53cm y maacutexima es de 55cm con un peso entre 320g y 350g
625 Baloncesto
6251 Soportes redes y balones
Para los tableros se pueden usar distintos materiales por ejemplo fibra de vidrio compuesta grafito acriacutelico vidrio acero y aluminio Sus medidas son 180 m x 105 m con un recuadro de 045 m x 059 m [6] Se requiere una (1) malla para cada aro estaacuten deben retener momentaacuteneamente el baloacuten despueacutes de atravesar el aro durante los eventos de competencia deportiva
En el reglamento publicado por la Federacioacuten Internacional de Baloncesto Zona de las Ameacutericas ndash FIBA se requiere contar con balones que cumplan condiciones de esfericidad en color anaranjado en cuero cuero sinteacutetico goma o material sinteacutetico [7]
Baloacuten Ndeg 5 las medidas son 69cm y 70cm de circunferencia peso entre 470g y 510g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles en ambos geacuteneros
Baloacuten Ndeg 6 las medidas son 72cm y 73cm de circunferencia peso entre 510g y 567g Este baloacuten puede utilizar para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores femeninos
Baloacuten Ndeg 7 Las medidas son 75cm y 78cm de circunferencia peso entre 567g y 650g Este baloacuten es utilizado para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores masculinos
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626 Voleibol
6261 Suministro e instalacioacuten de parales de voleibol
El proyecto tipo recomienda que los parales sean elaborados con tubo de 3rdquo pintados de blanco deben ser desmontables en dos (2) postes con ganchos de nylon antilesion para red y antenas guiacutea
Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral
Fuente [7]
El proyecto tipo estableces que la red debe medir 1m de ancho y 95m a 10m de largo la cual estaacute hecha de malla negra con cuadrados de 10cm y en el borde superior se cose en toda su extensioacuten una banda de 7 cm hecha en lona blanca En la parte inferior de la red hay otra banda horizontal de 5cm de ancho muy similar a la banda superior por cuyo interior se entrelaza una cuerda
El baloacuten debe ser esfeacuterico hecho con una cubierta de cuero flexible o cuero sinteacutetico con una caacutemara de caucho o material similar en su interior Su color puede ser uniforme y claro o una combinacioacuten de colores
Baloacuten infantil las medidas son 62cm a 64cm de circunferencia peso entre 240g y 260g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles de 6 a 12 antildeos en ambos geacuteneros
Baloacuten mayor las medidas son 65cm y 67cm de circunferencia peso entre 260g y 280g Este baloacuten puede utilizar en categoriacuteas de mayores de 12 antildeos en ambos geacuteneros
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63 ESTADO DEL ARTE
En la actualidad el ser humano ha adquirido mayor conciencia acerca de los beneficios de tener haacutebitos saludables como la actividad fiacutesica y el deporte que es asociada al bienestar fiacutesico sin embargo tambieacuten tiene una fuerte influencia en estados emocionales y seguacuten W Ramiacuterez S Vinaccia y G R Suaacuterez [8] La actividad deportiva en una poblacioacuten infanto-juvenil es fundamental y puede ayudar a disminuir patologiacuteas como dificultad en el aprendizaje hiperactividad depresioacuten y en algunos casos deficiencia mental y conducta disocial Seguacuten D A Camargo R E A Gomez J Ovalle O y R Rubiano [9] el deporte y la recreacioacuten son componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la salud y el movimiento humano Ademaacutes de la educacioacuten en valores a traveacutes del deporte para fomentar la auto estima y guiacuteas en donde se entendiendo el deporte como objeto para trabajar en la liacutenea de la no violencia [10] Por lo cual el ldquoampliar la cobertura yo mejorar la calidad de los escenarios deportivos con las condiciones requeridas para las praacutecticas deportivas y recreativasrdquo es uno de los objetivos en el plan de ordenamiento territorial [11] estos espacios debe estar adaptados para las personas en condiciones de discapacidad para aumentar la inclusioacuten e incentivar la praacutectica deportiva seguacuten M K Alvis G Y Nury A y N Tolosa [12] para las personas con discapacidad que logran o no realizar la educacioacuten formal realizar praacutecticas deportivas ayuda a mejorar sus capacidades individuales y aumenta su concentracioacuten en actividades diarias Los deportes impactan de forma positiva al ser humano en muchos aspectos uno de ellos es la relacioacuten directa con el funcionamiento cardiaco muscular e inmunoloacutegico por lo que seguacuten A Cordero D Masia y E Galve ldquoRealizar actividad
fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad cardiovascular y
mortalidadrdquo [13] En base a todo lo anterior y con el fin de promover la cultura deportiva y la recreacioacuten en los colombianos el Departamento Nacional de Planeacioacuten (DNP) realiza el proyecto tipo que contiene los aspectos estaacutendar metodoloacutegicos y teacutecnicos para la construccioacuten de una placa deportiva con cubierta orientado a solucionar el bajo iacutendice de praacutectica deportiva y el aprovechamiento del tiempo libre en actividades que los beneficie [6] el disentildeo de la cubierta es un factor importante para el disentildeo seguacuten Caacutendido Loacutepez ldquodesarrolla los espacios deportivos a
cubierto en un intento de explicar e interpretar la riqueza de matices y la complejidad del
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objeto arquitectoacutenicohellip Atreves de su forma poseen una voluntad de trascender y perdurar reflejo de las necesidades y aspiraciones de una eacutepocardquo [13]
631 ANTECEDENTES
ldquoCONSTRUCCIOacuteN Y DOTACIOacuteN DE UNA PLACA POLIDEPORTIVArdquo ldquoSe describe un modelo de Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivahellip para
Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportiva que consiste en construir un espacio bajo el cual se puedan desarrollar actividades como fuacutetbol de saloacuten voleibol o
baloncestordquo [6]
ldquoEL ESPACIO DEPORTIVO A CUBIERTO FORMA Y LUGARrdquo ldquodesarrolla los espacios deportivos a cubierto en un intento de explicar e interpretar la
riqueza de matices y la complejidad del objeto arquitectoacutenico y ello en la consideracioacuten de la idea de la totalidadrdquo [14] ldquoLA CULTURA FIacuteSICA Y EL DEPORTE FENOacuteMENOS SOCIALESrdquo ldquoPlantean los beneficios de las acciones que vinculan la actividad fiacutesica el deporte y la
recreacioacuten como componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la prevencioacuten ante diferentes riesgosrdquo [9] ldquoDETERMINANTES SOCIALES EN EL DEPORTE ADAPTADO EN LA ETAPA DE FORMACIOacuteN DEPORTIVA UN ENFOQUE CUANTITATIVOrdquo ldquoDeporte se ha adaptado no solo como un meacutetodo de integracioacuten social sino como una
necesidad involucrando la diversidad en el comportamiento social dentro de la
manifestacioacuten del bien individual que no podiacutea estar al margen del bien colectivordquo [12] ldquoEL IMPACTO DE LA ACTIVIDAD FIacuteSICA Y EL DEPORTE SOBRE LA SALUD LA COGNICIOacuteN LA SOCIALIZACIOacuteN Y EL RENDIMIENTO ACADEacuteMICO UNA REVISIOacuteN TEOacuteRICArdquo ldquoSe presenta una serie de investigaciones que hacen evidente los beneficios que el
deporte tiene en cuanto a procesos de socializacioacuten procesos mentales rendimiento
escolar y mejoramiento de la calidad de vida de las personas que lo practicanrdquo [8] ldquoEJERCICIO FIacuteSICO Y SALUDrdquo ldquoRealizar actividad fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por
semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad
cardiovascular y mortalidadrdquo [13] ldquoEDUCACION EN VALORES A TRAVEacuteS DEL DEPORTErdquo ldquoLas habilidades sociales y de comunicacioacuten que resultan problemaacuteticas se pueden entrenar mediante ejercicios que fomentan el desarrollo de autoestima aumento de la felicidad e integracioacutenrdquo [10]
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64 MARCO NORMATIVO
641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia
El ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humano El deporte y la recreacioacuten forman parte de la educacioacuten y constituyen gasto puacuteblico social Se reconoce el derecho de todas las personas a la recreacioacuten a la praacutectica del deporte y al aprovechamiento del tiempo libre El Estado fomentaraacute estas actividades e inspeccionaraacute vigilaraacute y controlaraacute las organizaciones deportivas y recreativas cuya estructura y propiedad deberaacuten ser democraacuteticas
642 NSR-10
Reglamento Colombiano de Construccioacuten Sismo Resistente Ley 400 de 1997 Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 modificado por el Decreto 092 del 17 de enero de 2011 Reglamento de vigencia en todo el territorio nacional
643 ACI 318-14
Este Reglamento proporciona los requisitos miacutenimos para los materiales el disentildeo construccioacuten y evaluacioacuten de la resistencia de miembros y sistemas de concreto estructural de cualquier estructura disentildeada y construida de acuerdo con los requisitos del reglamento general de construccioacuten
644 ANSIAISC 360-10
La Especificacioacuten estaacute basada en el uso pasado exitoso avances en el estado del conocimiento y cambios en la praacutectica de disentildeo La ldquoSpecification for Structural Steel Buildingsrdquo del American Institute of Steel Construction (AISC) provee un tratamiento integrado de los meacutetodos de Disentildeo por Tensiones Admisibles y del Disentildeo por Factores de Carga y Resistencia (LFRD) y reemplaza anteriores especificaciones Como se indica en el capiacutetulo B de la Especificacioacuten los disentildeos pueden hacerse con las provisiones de cualquiera de esos 2 meacutetodos de disentildeo
645 LEY 99 DE 1993
Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente se reordena el Sector Puacuteblico encargado de la gestioacuten y conservacioacuten del medio ambiente y los recursos
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naturales renovables se organiza el Sistema Nacional Ambiental SINA y se dictan otras disposiciones
646 DECRETO 1807
Por el cual se reglamenta el artiacuteculo 189 del Decreto Ley 019 de 2012 en lo relativo a la incorporacioacuten de la gestioacuten del riesgo en los planes de ordenamiento territorial y se dictan otras disposiciones
647 Acuerdo No 287 DE 2015
Por medio del cual se adopta el nuevo plan de ordenamiento territorial del municipio de Villavicencio y se dictan otras disposiciones Se trata de hacer de Villavicencio una ciudad planificada en la que todos sus habitantes tengan oportunidad de progresar proporcionando para ello espacios de participacioacuten e inclusioacuten social para consolidar a la ciudad como uno de los mayores centros generadores de desarrollo en el paiacutes
65 MARCO GEOGRAacuteFICO
El barrio Villa Juliana se localiza en el departamento del Meta al sur del municipio de Villavicencio en la Comuna 8 al cual se accede a traveacutes de la viacutea Villavicencio-acacias a 88 km del centro fundacional del municipio por el acceso al barrio porfiacutea por la carrera 43 a 18 Km hacia el sur de la comuna
Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional
Fuente [propia]
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Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental
Fuente [propia]
Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal
Fuente [Google Earth]
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Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario
Fuente [Google Earth]
El aacuterea en rojo es el barrio Villa Juliana este tiene una superficie de 9576981 m2 seguacuten levantamiento topograacutefico aportado por la secretaria de planeacioacuten de la alcaldiacutea de Villavicencio colinda con el asentamiento cambulos por el sur y sur occidente por el norte con la finca La Camelia accediendo por la carrera 43 desde la ciudadela Porfiacutea pasando el costado oriente por el asentamiento Villa del lago y por el costado occidente por la urbanizacioacuten La Maporita El aacuterea en verde es la reservada para equipamiento local y comunitario esta seriacutea el aacuterea destinada para la ejecucioacuten del proyecto el equipamiento local cuenta con un aacuterea de 145057 m2 y el equipamiento comunitario cuenta con un aacuterea de 19355 m2
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7 METODOLOGIacuteA
Inicialmente se obtiene toda la informacioacuten relacionada con el barrio Villa Juliana gracias al estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten del asentamiento humano Villa Juliana [3] se determina que la comunidad carece de varios aspectos importantes para un educado desarrollo social econoacutemico y cultural En este estudio se encuentra toda la informacioacuten correspondiente a la poblacioacuten equipamiento y demaacutes aspectos de la comunidad Para el correcto desarrollo del proyecto se tomoacute como base el proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten del cual se adoptoacute el disentildeo arquitectoacutenico que cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes [15] para este tipo de estructuras Una vez definidas las dimensiones y distribuciones de la estructura se debe realizar la evaluacioacuten de todas las solicitaciones que pueden afectar la estructura de acuerdo con el tiacutetulo B de la NSR-10 se deben considerar las solicitaciones provenientes del peso de los elementos permanentes en la construccioacuten los ocupantes y sus pertenencias efectos ambientales entre otras Estas son distintas a las fuerzas o efectos que aplica el sismo Despueacutes se determina el nivel de amenaza siacutesmica y los valores Aa y Av de acuerdo con el Tiacutetulo A de la NSR-10 Estos paraacutemetros sirven como base para definir el movimiento siacutesmico de disentildeo que se expresa por medio de un espectro elaacutestico de disentildeo ldquoEl Reglamento contempla descripciones alternativas del sismo de disentildeo ya sea a traveacutes de familias de acelerogramas o bien por medio de expresiones derivadas de estudios de microzonificacioacuten siacutesmica las cuales deben determinarse siguiendo los requisitos dados en el Capiacutetulo A2rdquo [1] Se caracteriza la estructura con respecto al sistema estructural de resistencia siacutesmica y se definen los materiales empleados que cumplan con las disposiciones de la NSR-10 para asiacute poder identificar la capacidad de disipacioacuten de energiacutea que se presenta Posterior a esto se debe definir el grado de irregularidad de acuerdo con el Capiacutetulo A3 del Reglamento (NSR-10) [1] Utilizando el Software de elementos finitos se analiza la estructura a partir de la geometriacutea cargas definidas anteriormente y considerando las diferentes condiciones y combinaciones determinadas en la NSR-10 Con el anaacutelisis se determina el comportamiento mecaacutenico de la estructura (desplazamientos deformaciones esfuerzos de flexioacuten corte axial y torsioacuten) al igual que las reacciones que se transmiten a la fundacioacuten Basaacutendose en los resultados se pude
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modificar el modelo inicial para conseguir una mejor alternativa tanto en seguridad como en economiacutea Se determinan las fuerzas siacutesmicas (Fs) que deben aplicarse a la estructura para lo cual deben usarse los movimientos siacutesmicos de disentildeo definidos anteriormente y posterior a esto realizar un anaacutelisis siacutesmico de la estructura de acuerdo con lo estipulado en el Capiacutetulo A3 de la NSR-10 [1] Una vez evaluados los desplazamientos horizontales se debe verificar que las derivas de disentildeo no excedan los liacutemites dados en el Capiacutetulo A6 de la NSR-10 en el caso de no cumplir con las derivas maacuteximas se debe rigidizar la estructura hasta que no se exceda el liacutemite Para finalizar con el disentildeo de las estructuras se analizan los resultados de las distintas solicitaciones y combinaciones para realizar el disentildeo de los elementos estructurales En este proyecto se requiere de unos elementos especiacuteficos para el correcto desarrollo de las actividades deportivas por esta razoacuten se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten para cada deporte basaacutendose en lo especificado por el proyecto tipo el cual cumple con los lineamientos establecidos en las normativas de cada deporte Una vez terminados los disentildeos de la infraestructura deportiva y comunitaria ademaacutes de especificar la dotacioacuten requerida se debe elaborar el presupuesto detallando las cantidades de materiales que se necesitan para la construccioacuten de la propuesta de disentildeo (superestructura y sub-estructura o cimentacioacuten) ajustaacutendola a los materiales disponibles en la regioacuten Por uacuteltimo se deben preparar revisar y aprobar los documentos definitivos de la propuesta de disentildeo como son las memorias de caacutelculo los planos de construccioacuten y el presupuesto de ambas estructuras
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8 PRELIMINARES
Por medio de la comunidad tuvimos acceso a los planos de la legalizacioacuten del barrio donde pudimos determinar el aacuterea que se teniacutea destinada para la construccioacuten del saloacuten comunal y del polideportivo posteriormente se realizoacute una visita al terreno para poder dimensionar y planear como seriacutea la distribucioacuten del espacio para el saloacuten comunal y para el polideportivo Adicionalmente se consultoacute con la entidad que necesitaban en el saloacuten comunal y en la placa deportiva Se acordoacute con la comunidad que el saloacuten comunal tendriacutea dos (02) oficinas una (01) cocina un (01) bantildeo interno para hombre un (01) bantildeo interno para mujeres un (01) deposito un (01) saloacuten para las reuniones de la comunidad un (01) bantildeo para hombres externo con duchas y vestidores un (01) bantildeo para mujeres externo con duchas y vestidores Para el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva se mostroacute a la comunidad el disentildeo del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten y se adoptoacute este disentildeo el cual cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes En la visita al lugar destinado para el saloacuten comunal y la placa deportiva se evidencio que el terreno era muy nivelado y no habiacutea grandes cambios en la topografiacutea debido a que ya se haba echo una nivelacioacuten del terreno para la cancha de tierra que se tiene para el desarrollo de la praacutectica deportiva de la comunidad
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Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
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Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno
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9 PROPUESTA DE DISENtildeO
Se realiza este trabajo de grado mediante la opcioacuten aplicaciones en temaacuteticas de ingenieriacutea civil para la Universidad Santo Tomas sede Villavicencio busca solucionar una problemaacutetica social manifestada por la comunidad en el barrio villa Juliana en la ciudad de Villavicencio dando como solucioacuten escenarios deportivos y comunitarios La propuesta de disentildeo del saloacuten comunal contempla la construccioacuten de un aacuterea de 38482 m2 que cuenta con espacios de almacenamiento cocina oficinas 2 bateriacuteas de bantildeos y un saloacuten de reunioacuten con capacidad de 300 personas se realiza el disentildeo arquitectoacutenico y estructural La propuesta de disentildeo del polideportivo contempla la construccioacuten de un aacuterea de 88275 m2 los disentildeos a los que se les realizo la revisioacuten fueron obtenidos del proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP denominado ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo [6] mediante los anexos teacutecnicos se realiza la revisioacuten del disentildeo seguacuten la regioacuten y anaacutelisis de solicitaciones propias de la zona todos los disentildeos el presupuesto de construccioacuten y dotacioacuten y planos del polideportivo exceptuando la cimentacioacuten pertenecen a los disentildeos del anexo teacutecnico del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo del DNP
91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL
De acuerdo con los requerimientos de la comunidad y las condiciones del terreno se disentildeoacute el saloacuten comunal con todos los espacios requeridos por la comunidad para realizar las actividades que se requieran asiacute como un espacio de bantildeos duchas y vestidores que puedan ser utilizados por los usuarios de la placa deportiva (ver planos ARQ 01 y ARQ 02)
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Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01)
Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03)
se realiza los caacutelculos y el anaacutelisis que cumplan con la norma sismo resistente colombiana NSR 10 de un saloacuten comunal con una (01) planta y una (01) cubierta ubicado en el barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio en el departamento del Meta
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911 Generalidades
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 38482
Aacuterea construida 1er piso (m2) 38482
Sistema estructural Poacuterticos en concreto reforzado
resistentes a momento
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos Si
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
30
Fuente Propia
9111 Descripcioacuten del proyecto
El proyecto contempla el disentildeo de un saloacuten comunal con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado con cubierta liviana soportada sobre perfiles metaacutelicos con una pendiente mayor a 15 grados La estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 18 Configuracion general del modelo
Fuente Propia
912 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el
procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y
CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1]
despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios geoteacutecnicos) y
realizar el disentildeo arquitectoacutenico se debe realizar el disentildeo estructural para lo cual
siguen los pasos de la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para
edificaciones nuevas y existentesrdquo [1]
Pre dimensionamiento y se define el tipo de sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de la estructura en un programa de elementos finitos
para determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
913 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del saloacuten comunal
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
914 Cargas
9141 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
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9142 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP 09D+09PP+10Ex+03Ey 09D+09PP+10Ex-03Ey 09D+09PP+10Ey+03Ex 09D+09PP+10Ey-03Ex 09D+09PP+16Wx 09D+09PP+16W(-x) 09D+09PP+16Wy 09D+09PP+16W(-y) 09D+09PP-10Ex+03Ey 09D+09PP-10Ex-03Ey 09D+09PP-10Ey+03Ex 09D+09PP-10Ey-03Ex 12D+12PP+10Ex+03Ey+10L 12D+12PP+10Ex-03Ey+10L 12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L 12D+12PP+16L+05Lr 12D+12PP+16Lr+08Wx 12D+12PP+16Lr+08W(-x) 12D+12PP+16Lr+08Wy 12D+12PP+16Lr+08W(-y) 12D+12PP+16Lr+10L 12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wx+10L+05Lr 12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wy+10L+05Lr 12D+12PP-10Ex+03Ey+10L 12D+12PP-10Ex-03Ey+10L 12D+12PP-10Ey+03Ex+10L 12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9143 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite de
resistencia
D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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915 Cargas muertas y cargas vivas
Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS
Teja Aluzinc + Anclajes 015 KNm2
Baldosa Ceraacutemica 08 KNm2
Luminarias 18 KN
Mamposteriacutea De Bloque De Arcilla (Pantildeetado En Ambas Caras)
2 KNm2
Muros Cortina De Vidrio Entramado Y Marco 050 KNm2
Placa De Tanque 360 KNm2
CARGAS VIVAS
Terraza Tanque 2 KNm2
Saloacuten Comunal 2 KNm2
Cubierta Liviana 05 KNm2
Tanque De Agua 1000 Lts 1000 KN
Aacuterea De Placa Sobre La Cual Se Apoya El Tanque De 1m3
1000 m2
Carga Uniforme Sobre Placa De Tanque 100 KNm2
Fuente Propia
916 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del saloacuten comunal (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva (ver Memoria de caacutelculo saloacuten comunal)
Tabla 4 Peso saloacuten comunal
Caacutelculo del peso del saloacuten comunal
MUROS VIGAS Y PLACA
Peso Total 122018 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9161 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 19 Espectro de disentildeo
Fuente Propia
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Ilustracioacuten 1 irregularidad torsional Fuente A3-1 NSR 10
9162 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea
INCOMPATIBILIDADES
ϕp = 090 Irregularidad en planta A12 [1]
Fuente Figura A3-1 NSR 10
ϕa = 100 Irregularidades en Altura Tipo
3A Geomeacutetrica [1] Sin irregularidad
ϕr = 075 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] En sistemas de poacutertico resistente a
momentos Ro = 70 DES
Fuente Propia
Tabla 8 Calculo irregularidad torsional DESPLAZ (m) 12DE+10L +10E
Piso 1 Tipo Riacutegido
A3-1 NSR 10
d prom (m) 00120
d max (m) 00120
Irregularidad torsional normal
o extrema
ϕp = NA (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
Fuente propia
1R = 021
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9163 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Tabla 9 Periodo fundamental T (s) F (Hz)
018 544
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 4
Ta = Ct hα 016
T lt CuTa Verificacioacuten
018 lt 0194 CUMPLE
Fuente Propia
9164 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
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Tabla 11 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 122018 123315 123315
917 Cargas de viento
Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 40 m Altura alero
h c 56 m Altura cumbrera
h m 48 m Altura media
L 242 m longitud estructura
B 249 m profundidad estructura
α gt 150 grados pendiente de techo
A techo 3411 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
A continuacioacuten se evaluacutea cada una de las paredes externas del saloacuten comunal para determinar la clasificacioacuten del cerramiento de la edificacioacuten El aacuterea total del techo es de 34112 m2 no tiene aberturas Ag de cada una de las paredes se calcula teniendo con la sumatoria del aacuterea gruesa de todas las paredes maacutes la sumatoria total de aacuterea total de techo menos la pared actual
Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento
Fuente Propia
Fuerza de viento procedimiento analiacutetico Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
CLASIFICACION DE CERRAMIENTO EDIFICACION PARCIALMENTE
ABIERTA
EDIFICACION DE BAJA ALTURA SI
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Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-
1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga Para estructuras riacutegidas el factor de efecto
de raacutefaga 085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
Gx 0880624121 Factor de efecto raacutefaga
Gy 086781881 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia
Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2 (ver memoria de caacutelculo)
9171 Carga de viento para teja y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 18 3 gt 05
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Tabla 16 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Ancho teja 05 m
Separacioacuten correas 18 m
Luz correas 42 m
A aferente teja 06 m Ancho efectivo teja
A aferente correa 18 m Ancho efectivo correa
A ef teja 11 m2 Aacuterea efectiva teja
A ef correa 75 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
teja -26 05
correas -22 04
Edificios bajos lt18m
P Presioacuten teja 07 KNm2
P succioacuten teja - 13 KNm2
P presioacuten correa 06 KNm2
P succioacuten correa -17 KNm2
Fuente Propia
918 Derivas
Las derivas maacuteximas son de 0231 Por lo tanto la estructura cumple con el criterio de
deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1] (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1
Figura 20 Planta de vigas aereas
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9191 Generalidades todos los ejes
Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1
Viga tipo 1 25X40
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 3595 Kn
Momento Mu (Knm) (-) 2573 Knm
Momento Mu (Knm) (+) 2341 Knm
Luz de viga 66 m
Hmin (L16) 041
Fy (Mpa) 420 Mpa
Fc (Mpa) 21 Mpa
λ (Concreto de peso normal) 1
B1 085
Fuente Propia
9192 Disentildeo a flexioacuten
Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Fuente Propia
Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1
As min 1 19836 mm2
As min 2 24240 mm2
b 025 m
h asum 035 m
d 029 m
d 005 m
Ф 09
Mn- 286
Mn+ 260
pmin 00033
Pmax 00135
P req- 00034
P req+ 00030
As- 2436 mm2
As+ 2208 mm2
Fuente Propia
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Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1
a 37459 mm a 3745882353
c 44069 mm c 4406920415
Pdisentildeo- 0005 Pdisentildeo+ 0005473141
ФMn- 40943 ФMn+ 4094267088
Chequeo CUMPLE Chequeo CUMPLE
Revisioacuten Ф 00168 Revisioacuten Ф 00168
Correccioacuten Ф 18834 PHI=09 Correccioacuten Ф 18834 PHI=09
Fuente Propia
9193 Disentildeo a cortante
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C11 [1] de la normativa vigente
Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE
Liacutemite de esfuerzos 458
bw (m) 025
h (m) 035
d 005
d (m) 029
fc (MPa) 21
Cortante maacuteximo Vu 1-1 (KN) 3595
fVc (KN) 3399
Vs (KN) 327
VultfVc Refuerzo a
cortante
VS gt 4 VC CUMPLE
s arranque (m) db = 38 531
s max 2 068
VS gt 033 x bW x d 13232
VS lt 066 x bW x d 26464
Av min (mm2)-1 24596
Av min (mm2)-2 3030
Fuente Propia
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9194 Disentildeo a torsioacuten
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C1151 [1] de la normativa vigente donde Acp es Aacuterea encerrada por el periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal de concreto y Pcp es el Periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal y para realizar el chequeo se utiliza la siguiente formula
Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1
Tu 357 Knm
Acp 87500 mm2
Pcp 120000
Chequeo Tu 182005228 Knm
Fuente Propia
9195 Calculo de las propiedades y revisioacuten de la seccioacuten de
concreto
Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 X1 0160475 mm
Y1 0260475 mm
Aoh 4179973 mm2
Ao 3552976678 mm2
d 290875 mm
Ph 8419 mm
Fuente Propia
Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto
Vu 3595000 N
Vc 4532052798 N
Ecuacioacuten 11-18 Del Aci 1256291283 Nmm2 273579769 Nmm2
Revisioacuten Cumple Seccioacuten
Fuente Propia
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9196 Refuerzos
Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten
Tn 476 Knm
Ѳ 45 Grados 0617369624
Ats 015949068 mm2mm para 1 rama de estribo
Avs 0026733842 mm2mm para 2 ramas de estribo
Fuente Propia
Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos
2At+Av 0345715203 mm2mm para 1 ramas de estribo
S estribos 38 0411 m
S max permisible 0105 m
Fuente Propia
Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten Al 1342752036 mm2
Min Al 2667001698 mm2
Fuente Propia
9197 Calculo de deflexiones para la viga con la mayor luz
Viga 025 X 035 Deflexioacuten 0002 M Deflexioacuten Permitida 0017833333 M
Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1
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9110 Columnas
91101 Revisioacuten de refuerzo de columnas elemento con el mayor
momento
Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas
91102 Flexioacuten y carga axial
Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas
Fy (MPa) 420
Es (Gpa) 200
fc (Mpa) 21
Ec (Gpa) 2154
d 030
Ndeg Barras 10
b (m) 035
h (m) 035
r (m) 004
a 014
A 00002
Lu (m) 365
k 1
r 0105
Mu sup (KNm) 2733
Mu inf (KNm) 2531
Pu (KN) 12307
Vu (KN) 145
Cm 060
Ig (m4) 00013
Ise (m4) 00001
EI1 (Pa) 2096674615
EI2 (Pa) 8287338453
Pcr 1 6213052808
Pcr 2 2455777882
L1 0601
L2 0603
Pu (KN) 12307
Mu 1526
Mu 2531
09
a= 166695060
b= 14126700
c= 2812222
0002039812
0082705951
As (mm) 122500
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Fuente Propia
91103 Cortante
Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas
s 1 00153
s 2 00060
Asmin (mm2) 4374
s min (m) 38 0592
Ash1 (mm) 1063
Ash2 (mm) 2411
d min (mm) 7
vc Mpa1 0764
vc Mpa2 0764
vc Mpa3 1375
vc Mpa 0764
Vc (KN) 62460
VultVc Ok
vs (KPa) -391512
s (m) d = 38 -0370
Fuente Propia
91104 Refuerzo
Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna
Ref Long
h (m) 365
Asmin 1225
As (mm2) 1791
995 1791
Asmax 4900
Ref Transv Z conf
s(m) 009
L Zconf 06 m
Ref Transv min
s (m) 010
Complemento si
Fuente Propia
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Ver detalles de las columnas en el plano E03 y E01
9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal
Con los datos obtenidos del anaacutelisis estructural se considera dimensionar la placa de fondo o contrapiso por medio de una losa maciza en dos direcciones
Figura 25 Losa maciza en dos direcciones
91111 Dimensionamiento de placa y avaluoacute de cargas
Espesor de placas macizas en dos direcciones sin vigas interiores determinado seguacuten las secciones C13 y C95 [1]
La 30 m
Lb 30 m
a = LbLa 100
Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza
Paneles exteriores sin aacutebacos
eMin sin vigas de borde 010 m
eMin con vigas de borde 009 m
paneles interiores sin aacutebacos 009 m
Paneles exteriores con aacutebacos
eMin sin vigas de borde 009 m
eMin con vigas de borde 008 m
paneles interiores con aacutebacos 008 m
e asumido 010 m
Carga de peso propio de Placas y estructuras encima (KNm2)
Peso propio losa 24 KNm2
Piso y alistado 10 KNm2
Muros eventuales 30 KNm2
D 64 KNm2
Carga viva 18 KNm2
Impacto 10 018 KNm2
L 20 KNm2
wu 838 KNm2
Fuente Propia
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Utilizando el procedimiento de la seccioacuten C139 ldquoLosas en dos direcciones apoyadas sobre muros o vigas riacutegidasrdquo [1] del Reglamento vigente (Meacutetodo de los Coeficientes) se divide el panel en consideracioacuten en cada direccioacuten en franjas Centrales cuyo ancho es la mitad del panel y medias franjas de columnas con un ancho igual a un cuarto del panel
91112 Franjas centrales
Tabla 31 Franjas centrales
Momentos negativos en los bordes (Tabla C139-1)
Caneg 0045
Cbneg 0045
Ma (negativo) 34 KNm
Mb (negativo) 34 KNm
Momentos positivos (Tablas C139-2 Y C139-3)
Ca D positivo 0018
Cb D positivo 0018
Ca L positivo 0027
Cb L positivo 0027
Ma (positivo carga muerta) 10 KNm
Ma (positivo carga viva) 05 KNm
Ma (positivo total) 15 KNm
Mb (positivo carga muerta) 10 KNm
Mb (positivo carga viva) 05 KNm
Mb (positivo total) 15 KNm
Fuente Propia
91113 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior Franja central
Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
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91114 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior Franja central
Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Fuente Propia
91115 Franjas de columnas
Los momentos en los bordes seraacuten 23 de los calculados en la franja central
Momentos negativos La 23 KNm Momentos positivos La 10 KNm Momentos negativos Lb 226
Momentos positivos Lb 101
91116 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior franja de columnas
Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas
Fuente Propia
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91117 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior franja de columnas
Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
91118 Cortante
Para el caacutelculo de las reacciones se utiliza la Tabla C139-4 [1] en donde para m=09 en el caso 2 el 60 de la carga se transmite en la direccioacuten de la luz menor y el 40 en la direccioacuten de la luz mayor
Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso V1 63 KN
V2 63 KN
Vd1 60 KN
Vd2 60 KN
Vu 91 KN
Ф 075 KN
Vc 4674 KN
ФVc 3506 KN
CUMPLE
Fuente Propia
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Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02)
9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten
Se realiza el disentildeo de dos tipos de zapatas centrales y esquineras ya que el terreno de la edificacioacuten es colindante con una finca las zapatas esquineras fueron disentildeadas con el meacutetodo calavera [16]
91121 Zapata Z-1 central
La zapata Z-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
91122 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
La zapata Z1 se utiliza en los Puntos 1 3 6 7 8 10 11 12 13 14 17 18 19 20 21 22 23 25 26 27 28 30 31 32 33
Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 )
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 936
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 94
Momento (KNm) 2-2 135
Momento (KNm) 3-3 168
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 1226
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN) 000
Carga maacutex horizontal Hu (KN) 1266
Momento (KNm) 2-2 198
Momento (KNm) 3-3 231
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
Concreto de peso normal No liviano 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 )
PS (KN) 936Kn
Peso de zapata (KN) 184Kn
Aacuterea de zapata (m2) 06m2
Zapata rectangular de L (m) 07m
A (m) 160m
B (m) 160m
Espesor t (m) 030m
Recubrimiento r (m) 0075m
d (m) 021m
Prof de cim 13m
Figura 27 Diagrama zapata (Z1)
Fuente Propia
Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0145
ey (m) 018
Relacioacuten exey 12
B recomendado 20
A6 03
B6 03
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 53 KNmsup2
q2 970 KNmsup2
q3 495 KNmsup2
q4 380 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 23 KNmsup2
q2 1273 KNmsup2
q3 607 KNmsup2
q4 495 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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91123 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1
Cortante Bidireccional Z1
Ancho de pedestal b c 035 m
Largo de pedestal l c 035 m
Lcd 2 11
V (d2) 867 Knm2
Vu (d2) 2380 Kn
Beta 10
Bo 22 m
065
Vc1 7146 Kn
Vc2 6687
Vc3 4624
Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1
Direccioacuten Larga
Lcd 04
V(d) 949
Vu(d) 714
φ 075
φc= 1963 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 04
V(d) 949 Knm2
Vu(d) 714 Kn
φ 075
φc= 1963 Kn
Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 16
B (m) 16
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
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Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 45 Resistencia al aplastamiento
Z1
Resistencia al aplastamiento
Pu 1226
φ 065
A1 012
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 24
raiacutez(A2A1) 44
Phi Pnb 28426 Kn
Fuente Propia
91124 Disentildeo a flexioacuten
Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta
Abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2
Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 02 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000156
Pasumido 000333
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras
90
separacioacuten 018 m 14 c018 en
la direccioacuten corta abajo- Son 9
Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2 Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09 Pmin 00033
Pdisentildeo 00016
Pasumido 00033
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 90
Separacioacuten 018 m 14 c018
en la direccioacuten larga abajo- Son 9
Fuente Propia
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Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1
Fuente Propia
Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas
de viento en la memoria de calculo del salon comunal)
91125 Zapata esquinera Z-2
La Zapata Z-2 se utiliza en los puntos 2 4 9 15 16 5 29 se realiza el disentildeo de la zapata cuadrada esquinera con vigas aeacutereas siguiendo el fundamento teoacuterico de Joseacute calavera [16] en el cual se supone que la zapata estaacute apoyada sobre Vigas virtuales en voladizo
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 0625 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 7056 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 60
Separacioacuten 028 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 6
Separacioacuten usada 025 m
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Figura 29 Diagrama Zapata Z2
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
El procedimiento mediante el cual se determina las tenciones maacuteximas y miacutenimas es el siguiente
Se fijan las dimensiones de la zapata b h
Se determina el coeficiente de balasto K mediante la ecuacioacuten (1) en donde
f es el factor de correlacioacuten de aspecto de la zapata ecuacioacuten (2) y KL es el
moacutedulo de balasto lineal ecuacioacuten (3)
Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto
Ecuacioacuten (1) Ecuacioacuten (2) Ecuacioacuten (3)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
A continuacioacuten se encuentran las ecuaciones que se utilizan para calcular
la fuerza de traccioacuten T y las tensiones qmax y qmin la placa de la zapata estaacute
sometida a dos momentos maacuteximos que producen tracciones en la cara
superior e inferior
Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2
Ecuacioacuten (4) Ecuacioacuten (5) Ecuacioacuten (6)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
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9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2)
Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 b1 035 m
b2 035 m
P serv 6226 KN
Qa 200 KNm2
Momento 3-3 serv 1353 KNm
Momento 2-2 serv 1682 KNm
Pultimo 822 KN
Momento ultimo 3-3 205 KNm
Momento ultimo 2-2 2546 KNm
Fc 21 MPa
Fy 420 MPa
Columnas Laterales 20
Fuente Propia
Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2
Peso de Zapata 18432 Kn
Amin 040346 m2
B 16 m
L 16 m
Aacuterea Definitiva 256 m2
Espesor t 03 m
Altura de la Vcim h 03 m
Recubrimiento r 0075 m
d (m) 0225 m
Prof de cimentacioacuten 130 m
W 085 m
Fuente Propia
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Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 emax 027
emin 022
B6 027 m
L6 027 m
Moacutedulo de balasto K 05 nmm3
075
Bc (b2b1) 1
Ec 21538106 Mpa
Ic 1250520833 mm4
Kc 0176 nmm3
Ts 30647 Kn
Tu 40463 Kn
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
qsmax 60503 Knm2
qsmin 2537 Knm2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
qumax 69786 Knm2
qumin -6745 Knm2
qum 31520 Knm2
Fuente Propia
Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento
Ancho de columna bc 035 m
Largo de columna Lc 035 m
Vup 68130429 Kn
Bo 093 m
1
up 3273534126 Knm2
v 065
Vc1 9928914006 Knm2
Vc2 1704016323 Knm2
Vc3 1489337101 Knm2
Verificacioacuten CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2
Direccioacuten Larga y Corta
Vud 51693 Kn
ud 143593 Knm2
065
Vc 496446 Knm2 CUMPLE
Fuente Propia
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Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2
Refuerzo Parrilla superior e inferior
q prom 3152 Knm2
Mu 6993 Knm
Mn 7770 Knm
Fy 420 MPa
Fc 21 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d = r + barra 0075 m
d 0225 m
09
P min 00033
P disentildeo 00023
P asumido 00033
As 1188 mm2
Barra No 5
Cantidad de Barras 6
separacioacuten 024 m
15 c024 en la direccioacuten Corta y Larga Abajo - Son 6
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en el plano E01 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de los dos tipos de zapatas que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten
Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten
b 035
h 035
d 0275
Fc 21
Fy 420
C o T 6165 Kn
Tu 4046319494 Kn
Asreq 1070454893 mm2
Asmin 317625 mm2
Asdis 317625 mm2
Barras No 5
Cantidad 2
Fuente Propia
Tabla 58 Disentildeo de viga virtual b 03
h 03
d 0225
Fc 21
Fy 420
Mp 4303573333
P 0007389068
Asreq 4987620775 mm2
Asmin 22275 mm2
Asdis 4987620775 mm2
Barras No 5
Cantidad 3
Fuente Propia
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Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014)
A1 (m2) 01225
065
t (m) 03
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 (m2) 09025
raiz(A2A1) 27143
Factor 2
F aplastamiento (KN) 28426125
Fu (KN) 822
Fu lt F aplastamiento CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 60 Altura miacutenima de desplante
Put (KN) 0
B (m) 16
L (m) 16
sad (KNm2) 200
g (KNm3) 18
qu (KNm2) 0
FS 2 2
z (m) 0
Df (m) 130
Fuente Propia
Figura 31 Diagrama Viga Virtual
Ver cargas de servicio y Reacciones de servicio en la memoria de caacutelculo del saloacuten comunal
9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten
91151 CAacuteLCULO viga cimentacioacuten estructura de concreto - VC1
En el cortante maacuteximo se utiliza el 10 de la carga de la cimentacioacuten
Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1
Viga de Cimentacioacuten tipo 1 VC-1 30x30
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 1226
Momento Mu (KNm) 693
C oacute T (KN) 920
As min (mmsup2) 1103
Densidad del suelo (KNm3) 18
Profundidad de cimentacioacuten (m) 10
Wu o subpresioacuten (KNm) 378
Luz de viga (m) 413
Hmin (L30) 021
fy (Mpa) 420
fc (MPa) 21
Concreto de peso normal) 10
Fuente Propia
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91152 Disentildeo de cortante
Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1
bw (m) 030 bw gt 03h oacute 250mm
Espesor h (m) 030 Espesor
d 007 Recubrimiento
d (m) 022
fc (MPa) 21 Resistencia del concreto miacutenima
Vu 1-1 (KN) 2007
Vc (KN) 3659
Vs (KN) -1652 VS gt 05 Vc Si Vs mayor que 12 de Vc Ref cortante
VultVc CUMPLE Criterio para refuerzo de cortante
v u - v c (KN) -24625
s (m) db = 38 -057 Separacioacuten miacutenima Z C= -057 lt 030m
s (m) db = 14 -011
VS gt 033 x bW x d 13610 Espaciamiento maacuteximo es d4
VS lt 066 x bW x d 27220 Cumple
Av min (mm2)-1 -11469
Av min (mm2)-2 -14128
Fuente Propia
91153 disentildeo de momentos
Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del
slaon comunal) bw (m) 030
d (m) 022
As min (mm2)-1 18302
As min (mm2)-2 22365
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en los planos E01 y E02 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de las vigas de cimentacioacuten con sus respectivos despieces que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros
Se disentildea la loza maciza en donde va a estar ubicada el tanque elevado que tambieacuten serviraacute de zona de mantenimiento para la cubierta
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Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L
DATOS
Luz 36 m
Fc 21000 Knm2
Fy 420000 Knm2
D 44 Knm2
L 10 Knm2
DIMENSIONES
H placa L20 018
H asumido 015
Recubrimiento 003
Barras Numero 4
db 00127
d 01137
disentildeo para un ancho de 1 m
b 1m
CARGAS
D 44 Knm2
L 10 Knm2
Wu 2128 Knm2
Mu 344736 Knm
CUANTIA
φ 09
Rn max 8925
Rn 2965549985
P cuantiacutea 0007771349
Pmin 00033
Fuente Propia
91161 Refuerzo
Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L
Ref principal
As M2m 0000883214
As mm2m 883213864
Espaciamiento max 045 m C765
Acero suministrado
Barras No4
Aacuterea barra cu 129
Cantidad 7
Espaciamiento 014
Acero suministrado 903 OK
Fuente Propia
Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L
REFUERZO PRINCIPAL
Barra Diaacutemetro Aacuterea Cantidad Espaciamiento
No3 95 71 1243963189 008
No4 127 129 6846619101 014
No5 159 199 4438260623 022
No6 191 284 3109907972 032
No7 222 387 2282206367 043
No8 254 510 173179189 057
Fuente Propia
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Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05)
91162 Calculo de deflexiones losa maciza e=15cm
Posterior al disentildeo de la losa se realizoacute la verificacioacuten de la deflexioacuten maacutexima para que no superara lo permitido por la norma [1] asiacute como se muestra a continuacioacuten
Tabla 67 Solicitaciones
SOLICITACIONES
D 44 KNm2
L 10 KNm2
LUZ 36 m
e 015 m
Fc 21000 KNm2
Fy 420000 KNm2
Ec 2153810577 KNm2
Es 200000000 KNm2
deflexioacuten 0003610345
Ig 000028125
deflexioacuten maacutexima permitida 001
Fuente Propia Una vez calculada la deflexioacuten de la losa se obtuvo un valor de 000361 y siendo
l360=001 nuestra deflexioacuten maacutexima permitida por la norma seguacuten tabla C95
(b) Se cumple este requisito (ver detalles en los planos)
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9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Se realizoacute el disentildeo de la mamposteriacutea NO estructural teniendo en cuenta las siguientes condiciones por la ubicacioacuten del proyecto
Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Ubicacioacuten Villavicencio Meta
Aa 035
Av 03
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Uso residencial
Grupo de uso II
Coeficiente de importancia I 11
Perfil del suelo Tipo c
Fa 105
Fv 15
Grado de desempentildeo del elemento no estructural BUENO
T 017 seg
Fuente Propia Tomando en cuenta lo establecido en la norma se determinoacute que en el caso del saloacuten comunal son muros divisorios con las siguientes caracteriacutesticas encontradas en la tabla A95-1 [1] muros divisorios de con coeficiente de aplicacioacuten dinaacutemica ap = 10 grado de desempentildeo bueno y tipo de amarres y anclajes No duacutectiles
Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales
ap 1
Tipo de anclaje No duacutectil
Rp especiales 6
Rp duacutectiles 3
Rp no duacutectiles 15
Rp huacutemedos 05
Hn 600 m
Heq 45 m
Hx 4
Sa 101
As 040
ax 094325
Fuente Propia Definidas las caracteriacutesticas de la mamposteriacutea no estructural se procedioacute al caacutelculo de la fuerza siacutesmica de disentildeo y con esto se realizoacute el disentildeo correspondiente
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Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural
L Muro 585 m
H Muro 3 m
Peso muro 3159 Ton
Fp 099324225
Limite 0552825
Fp asumida 099324225 Ton
Momento PXL4 099324225 Tonm
Cortante 0496621125 Ton
Fuente Propia
91171 Dovelas
Se emplearaacuten dovelas de 15x15cm como se muestra a continuacioacuten
Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas
Revisioacuten de la flexioacuten
Fc 210 Kgcm2
Fy 4200 Kgcm2
c 75 cm4
I 421875 cm4
Ф 09
Fr 2608447814 Kgfcm2
M 1467251896 Kgfcm
M 014672519 Tonm
Numero de dovelas
6 Und
Separacioacuten 097 m
Revisioacuten del cortante
Barra 12
Aacuterea 129 cm2
Diaacutemetro 127 cm
M 99324225 Kgfcm
Inercia 0127698501 cm4
c 0635 cm
ά 4200 Kgfcm2
V 1689240009 Kgf
V 0168924001 Ton
Vtotal 1013544005 Ton
Vu 0496621125 Ton
Fuente Propia Una vez verificados todos los paraacutemetros se comprueba que cumplen con lo exigido con la normativa (Ver detalles constructivos en plano E05)
9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente
Se realizoacute el disentildeo de las correas metaacutelicas para la cubierta teniendo en cuenta lo siguiente
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91181 Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500
Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 b 50 mm ancho del elemento
h 150 mm altura del elemento
e 3 mm
E 200000 Mpa moacutedulo de elasticidad
Fy 350 Mpa esfuerzo liacutemite de fluencia
A 1141 mm2 Aacuterea del elemento
Zx 51430 mm3 Coeficiente momento plaacutestico
Zy 23490 mm3
Sx 39810 mm3
Sy 21060 mm3 Coeficiente momento elaacutestico
lx 2985500 mm4 Inercia en el eje deacutebil del elemento
ly 526500 mm4
rx 512 mm Radio de giro en el eje x
ry 215 mm Radio de giro en el eje y
J 1508000 mm4 Constante torsional
09 Coeficiente para elementos sometidos a flexioacuten
rts 3450560744 mm
Ho 144
L 415 m
Fuente Propia
Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm
Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm
Mactuante 332
Pendiente cub gt 15deg
Mx(Knm) 3206873743
My(Knm) 085927923
Fuente Propia
Ya asignada la seccioacuten que se usara se realizan las correspondientes revisiones para asegurar que cumple con todo lo requerido por la normativa
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Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm
Fuente Propia
Revisando la resistencia a momento de la correa con la anterior ecuacioacuten obtenemos 0314078686 este valor es inferior a 1 Por lo tanto cumple con lo requerido con la normativa al igual que los chequeos del liacutemite de la aleta y el alma (ver detalles en planos E03 y E04)
9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales
91191 Cercha cubierta
Es necesaria una cercha en la cubierta del saloacuten comunal debido a las grandes luces entre columnas ya que se requeriacutea espacios amplios donde se puedan reunir las personas en los eventos que se organicen en la edificacioacuten La cercha se encarga de soportar los elementos principales de la cubierta trabaja especialmente para las cargas verticales por ende no se ve muy afectada por las cargas siacutesmicas a la que esteacute sometida la estructura A continuacioacuten se presentan la condicioacuten maacutes criacutetica para la cercha donde se muestra el iacutendice de sobreesfuerzo de cada elemento estructural mediante una gama de colores si el elemento presenta falla en la imagen se evidencia que no hay ninguacuten elemento que este fallando o con sobreesfuerzo (ver detalles en planos)
Figura 34 modelo cercha
Descripcioacuten Tubo rectangular 150x50x3mm
Chequeo btf(Aleta) 1466666667
Chequeo Htw (Alma) 48
Limite Nsr-10 (Aleta) 2677312085
Limite Nsr-10 (Alma) 5784906469
CompactaNocompacto (Alma) Compacto
CompactaNo compacto (Aletas) Compacto
mnx 1620045 Knm
mny 739935 Knm
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92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO
921 Generalidades
Tabla 75 Generalidades Polideportivo
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 88275
Aacuterea construida 1er piso (m2) 88275
Sistema estructural
Poacuterticos en concreto reforzado resistentes a momento
Peacutendulo invertido
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos No
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
20
Fuente Propia
9211 Descripcioacuten del proyecto Polideportivo
El proyecto contempla la revisioacuten del disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple siguiendo las especificaciones del documento del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo [1] con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado - peacutendulo invertido la estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas con una cubierta liviana a dos aguas desarrollada en estructura metaacutelica a base de cerchas espaciales que soportan correas tubulares de laacutemina delgada Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 35 ver memoria de calculo
922 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar la revisioacuten del disentildeo de este proyecto se
basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO
DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL
REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios
geoteacutecnicos) y analizar el disentildeo arquitectoacutenico propuesto por el DNP y aprobado
por Coldeportes para ver si se ajusta al aacuterea y especificaciones del terreno se
debe realizar la revisioacuten del disentildeo estructural para lo cual se siguen los pasos de
la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para edificaciones nuevas y
existentesrdquo
Teniendo en cuenta el documento base del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo
[1] se obtiene los paraacutemetros de la estructura predimensionamiento y
sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de estructura en un programa de elementos finitos para
determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
923 Cargas
A continuacioacuten se describen los tipos de cargas que se deben tener en cuenta para este tipo de estructura
Carga Muerta
La carga muerta corresponde al peso propio de la estructura y peso de los demaacutes elementos que permanecen fijos durante la vida uacutetil
Carga Viva
La carga viva corresponde a cargas gravitacionales que pueden variar durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras y tienen naturaleza variable se debe considerarse en el disentildeo la existencia de las mismas para determinar las condiciones de disentildeo criacuteticas
9231 Caacutelculo de la carga siacutesmica
Para calcular el peso que inercialmente contribuye al efecto siacutesmico se consideran los pesos de la estructura desde la placa de cimentacioacuten hacia arriba es decir vigas columnas placas y demaacutes
Cargas de viento
Cada estructura estaacute sometida a acciones de viento estas cargas variacutean con respecto a la ubicacioacuten geograacutefica la altura sobre el nivel del terreno el terreno y algunos otros factores Las cargas suelen ser importantes que las cargas siacutesmicas en estructuras con gran altitud
9232 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
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W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
9233 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP
09D+09PP+10Ex+03Ey
09D+09PP+10Ex-03Ey
09D+09PP+10Ey+03Ex
09D+09PP+10Ey-03Ex
09D+09PP+16Wx
09D+09PP+16W(-x)
09D+09PP+16Wy
09D+09PP+16W(-y)
09D+09PP-10Ex+03Ey
09D+09PP-10Ex-03Ey
09D+09PP-10Ey+03Ex
09D+09PP-10Ey-03Ex
12D+12PP+10Ex+03Ey+10L
12D+12PP+10Ex-03Ey+10L
12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L
12D+12PP+16L+05Lr
12D+12PP+16Lr+08Wx
12D+12PP+16Lr+08W(-x)
12D+12PP+16Lr+08Wy
12D+12PP+16Lr+08W(-y)
12D+12PP+16Lr+10L
12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wx+10L+05Lr
12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wy+10L+05Lr
12D+12PP-10Ex+03Ey+10L
12D+12PP-10Ex-03Ey+10L
12D+12PP-10Ey+03Ex+10L
12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9234 Combinaciones de carga para condiciones de servicio D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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924 Carga Muerta y viva
Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS TEJA ALUZINC + ANCLAJES 015 Knm2
LUMINARIAS 18 Kn
CARGAS VIVAS
CANCHA MULTIJUEGO 2 KNm2
CUBIERTA LIVIANA 05 KNm2
Fuente Propia
925 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del Polideportivo (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva
Tabla 78 Peso Polideportivo
caacutelculo del peso edificacioacuten polideportivo
MUROS VIGAS Y PLACA
JOINT F1 F2 F3 M1 M2 M3
111 78486 577 127066 -107534 4668895 -5807
113 -78477 5769 127067 -107523 -4668425 5819
559 85765 -06 154782 14039 5019147 -07335
561 -85773 -06 154779 14039 -5019667 07378
671 85839 0563 154809 -12767 5023079 07215
673 -85847 0563 154806 -12763 -5023578 -07254
783 78396 -5734 127049 107367 4663685 59208
785 -78388 -5733 12705 10737 -4663244 -59322
Peso Total 112741 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9251 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 36 Espectro de disentildeo
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Por medio del programa de elementos finitos ETABS calculamos el centro de masa que se puede observar en la siguiente tabla
Piso X Y ex ey
1 132579 100245 005 005
En donde
X y Y son las coordenadas del centro de masa seguacuten los ejes
ex porcentaje de torsioacuten en el piso en X y ey Porcentaje de torsioacuten en el
piso en Y (excentricidad accidental)
9252 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea INCOMPATIBILIDADES
= 100 Irregularidad en planta Ver
anexo A12 [1] Sin irregularidad
= 100 Irregularidades en Altura Sin irregularidad
= 100 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] Sin irregularidad
DES
1 = 0143
9253 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura los valores Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Ilustracioacuten 2 ecuacioacuten periacuteodo fundamental de la edificacioacuten
Fuente ilustracioacuten (A42-1) NSR 10
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Ilustracioacuten 3 ecuacioacuten definida en A43-3 de la
NSR 10
Piso Peso (KN) hx hi Fi (KN) di (m) mdi^2 Fi di T (s) F (Hz)
1 112741 600 113939 00081 00074 91732 018 559
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 82 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 6
Ta = Ct hα 024
Tlt CuTa Verificacioacuten
018 lt 024 CUMPLE
Fuente Propia
9254 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
K 100 Para T menor o igual a 05 segundos k = 10 (A432)
Cvx 100
Tabla 83 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 112741 113939 113939
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926 Cargas de viento
Tabla 84 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 60 m Altura alero
h c 90 m Altura cumbrera
h m 75 m Altura media
L 330 m longitud estructura
B 268 m profundidad estructura
α 150 grados pendiente de techo
A techo 8828 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
9261 Fuerza de viento procedimiento analiacutetico
Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
Tabla 85 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
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Tabla 86 Datos para calculo Factor raacutefaga FACTOR DE RAFAGA G O Gf
Para estructuras riacutegidas el factor de efecto de raacutefaga
085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
ɛ 0333 Tabla B65-2
l 975 Tabla B65-2
zmin 90 m Tabla B65-2
Lz 94135215 Longitud integral a escala
Bx 72 m Longitud edificio
By 142 m Ancho edificio
h 48 m Altura media edificacioacuten
Qx 09248 Respuesta del entorno
Qy 09032 Respuesta del entorno
c 03 Tabla B65-2
Iz 03053 Intensidad de la turbulencia
gQ = gv 34 B658 NSR-2010
Gx 0875258244 Factor de efecto raacutefaga
Gy 0863533629 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2
9262 Carga de viento para tejas y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 3 3 gt 05
Para determinar las presiones netas de las correas se utiliza la figura B65-16B [1] y el Angulo de la cubierta del polideportivo es de 15deg
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Tabla 87 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Separacioacuten correas 20 m
Luz correas 90 m
A aferente teja 30 m Ancho efectivo teja
A ef correa 270 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
correas 17 -17
Edificios bajos lt18m
P presioacuten correa 09 KNm2
P succioacuten correa -09 KNm2
Fuente Propia
927 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del polideportivo
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
928 Derivas
En la siguiente Tabla se resumen las derivas obtenidas en las direcciones X y Y Las
derivas maacuteximas son de 0109( ver memoria de calculo) Por lo tanto la estructura
cumple con el criterio de deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1]
929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas
Se realiza la verificacioacuten del disentildeo del DNP placa deportiva para zona de amenaza siacutesmica alta de las vigas aeacutereas con dimensiones 03x06m vigas de cimentacioacuten de 03x045m columnas de 06x07m y cubierta mediante un modelo digital elaborado en el software de elementos finitos ETABS y SAP 2000 el disentildeo
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de esta estructura se realiza en concreto reforzado aporticada unida por medio de cerchas metaacutelica y correas Como se puede observar en las siguientes imaacutegenes la disposicioacuten de las vigas y las columnas del polideportivo cumple con la normativa vigente [17] se ingresan la carga de sismo carga muerta y la carga de viento como se muestra en las siguientes imaacutegenes en donde las vigas y las columnas requieren una cuantiacutea mayor a la cuantiacutea miacutenima de disentildeo sin embargo no sobrepasa la cuantiacutea maacutexima permitida
Figura 37 Columna C-01 Fuente Planos estructurales (plano E 005) DNP [1]
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Figura 38 Viga V-01
Fuente Planos estructurales (plano E 006) DNP [1]
Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01
Fuente Planos estructurales (plano E 003) DNP [1]
En la siguiente imagen se evidencia la asignacioacuten de la pseudo aceleracioacuten para elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia siacutesmica
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Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo
Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta
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Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica
Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento
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Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas
Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica
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9210 Disentildeo de la cimentacioacuten
92101 Zapata ZP-1 central
La zapata ZP-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
Tabla 88 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Cargas de Servicio
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 1560
Carga vigas de cimentacion 117
Carga pedestal 106
Carga Total servicio 45535
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 653
Momento (KNm) 2-2 558
Momento (KNm) 3-3 3893
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 3232
Momento (KNm) 2-2 773
Momento (KNm) 3-3 5550
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
l 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 89 Pre-Dimensionamiento Zapata Central
PS (KN) 4659 Kn
Peso de zapata (KN) 1560 Kn
Aacuterea de zapata (m2) 31 m2
Zapata rectangular de L (m) 18 m
A (m) 38 m
B (m) 38 m
Espesor t (m) 045 m
Recubrimiento r (m) 0075 m
d (m) 036 m
Prof de cim 15 m
Figura 46 Diagrama zapata ZP-1
Fuente Propia
Tabla 90 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0626
ey (m) 036
Relacioacuten exey 18
B recomendado 67
A6 06
B6 06
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 05 KNmsup2
q2 856 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 -568 KNmsup2
q2 1232 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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Tabla 91 Verificaciones de la zapata ZP-1
Tabla 92 Verificacioacuten de cortante Bidireccional
Figura 47 Dimensiones de la zapata
Cortante Bidireccional ZP-1
Ancho de pedestal b c 060 m
Largo de pedestal l c 070 m
Lcd 2 24
V (d2) 559 Knm2
Vu (d2) 12102 Kn
Beta 12
Bo 40 m
065
Vc1 19990 Kn
Vc2 20008
Vc3 14296
Tabla 93 Direccioacuten larga y corta ZP-1
Direccioacuten Larga
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Tabla 94 Altura miacutenima de desplante ZP-1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 38
B (m) 38
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
Tabla 95 Longitud de desarrollo ZP-1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 96 Resistencia al aplastamiento
ZP-1
Resistencia al aplastamiento
Pu 3232
φ 065
A1 042
Inclinacioacuten 1V-2H 09
A2 63
raiacutez(A2A1) 39
Phi Pnb 97461 Kn
Fuente Propia
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92102 Disentildeo a flexioacuten
Para determinar el aacuterea del acero se utiliza la siguiente ecuacioacuten
Tabla 97 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3840 knm
Mn 4267 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 04 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000212
Pasumido 000333
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras
230
separacioacuten 016 m 15 c016 en la direccioacuten corta
abajo- Son 23
Tabla 98 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3651 knm
Mn 4056 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 00020
Pasumido 00033
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras 23
Separacioacuten 016 m 15 c016
en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Fuente Propia
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Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Fuente Propia
Figura 48 esquema Zapata ZP-1
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 1600 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 28728 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 230
Separacioacuten 016 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Separacioacuten usada 025 m
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10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO
101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL
PROPUESTA DE DISENtildeO ESTRUCTURAL DE UN SALON COMUNAL Y DE UN
POLIDEPORTIVO TIPO CANCHA MUacuteLTIPLE UBICADOS EN EL BARRIO VILLA JULIANA DE LA CIUDAD DE VILLAVICENCIO
PROYECTO
CONSTRUCCION DE SALON COMUNAL EN EL BARRIO VILLAJULIANA EN VILLAVICENCIO - META
LOCALIZACIOacuteN EDIFICACION AacuteREA M2
BARRIO VILLA JULIANA VILLAVICENCIO - META
SALON COMUNAL 38482
IacuteTEM DESCRIPCIOacuteN UND CANT VALOR UNIT
V TOTAL
1 PRELIMINARES
11 Descapote manual incluye retiro M2 38691 $ 685800 $ 265339449
12 localizacioacuten y replanteo arquitectura (incluye cartera y planos)
M2 38691 $ 367400 $ 142148897
VALOR PRELIMINARES $ 407488346
2 RELLENOS
21 Relleno material tamantildeo maacuteximo 2 compactacioacuten manual
M3 468 $ 6163900 $ 288470520
VALOR RELLENOS $ 288470520
3 EXCAVACIONES
31 Excavaciones secas en conglomerado manual incluye retiro
M3 11672 $ 4158100 $ 485318047
VALOR EXCAVACION $ 485318047
4 CIMENTACIOacuteN
41 Zapata de cimentacioacuten de concreto armado
M3 245760 $ 39333071 $ 966649553
42 Viga de cimentacioacuten concreto de 3000 psi
ML 24291 $ 6304600 $ 1531450386
VALOR CIMENTACION $ 2498099939
5 ESTRUCTURAS EN CONCRETO
51 Columnas 3535 de concreto de 3000 psi
ML 16640 $ 1478500 $ 246022400
52 Viga aeacuterea 2535 (3000psi) ML 18513 $ 4624600 $ 856152198
53 PLACA CONCRETO TANQUE (3000psi) E=15cm
M2 3549 $ 18607800 $ 660316391
VALOR ESTRUCUTRAS EN
CONCRETO $ 1762490989
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6 APARATOS SANITARIOS
61 Combo sanitario lavamanos e incrustaciones
UND 1300 $ 29406500 $ 382284500
62 Conjunto ducha y registro grival UND 500 $ 9370800 $ 46854000
63 Orinal de porcelana sanitaria UND 700 $ 49165072 $ 344155504
64 Tanque agua 500LT PVC incl conexioacuten 34 - 12
UND 100 $ 51632800 $ 51632800
VALOR PRELIMINARES $ 824926804
7 PISOS
71 Placa de contra piso E=12cm (3000psi)
M2 36032 $ 3343700 $ 1204801984
VALOR PRELIMINARES $ 1204801984
8 MAMPOSTERIA
81 Muros cara vista (bloque No5) M2 41320 $ 2935877 $ 1213109514
VALOR RELLENOS $ 1213109514
9 ESTRUCTURA METALICA
91 Correa metaacutelica en tubo rectangular 100x50x300 mm
Kg 144586 $ 377300 $ 545523733
92 Estructura metaacutelica ligera autoportante
M2 9117 $ 4134539 $ 376945921
VALOR RELLENOS $ 545523733
10 CUBIERTA
101 TEJA METALICA TERMOACUSTICA TIPO TECHOLINE
M2 32787 $ 4073500 $ 1335578445
VALOR PRELIMINARES $ 1335578445
VALOR COSTO DIRECTO $ 10565808321
ADMINISTRACION (18) $ 1901845498
IMPREVISTOS (1) $ 105658083
UTILIDAD (6) $ 633948499
VALOR TOTAL COSTOS INDIRECTOS $ 2641452080
VALOR TOTAL PROYECTO $ 13678442801
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102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA
PRESUPUESTO PLACA POLIDEPORTIVA CUBIERTA
Iacutetem Descripcioacuten UND CANT VALOR UNIT V TOTAL
1 Realizar obras preliminares
11 Localizacioacuten y replanteo msup2 928 $1707 $1584096
$1584096
2 Construir la cimentacioacuten
21 Descapote a maacutequina nivel 000 (inc retiro) e=30 cm
m3 278 $33350 $9284640
22 Conformacioacuten del terreno msup2 928 $7802 $7240256
23 Excavacioacuten manual (inc Retiro de sobrantes)
msup3 204 $42646 $8685396
24 Concreto de limpieza e= 005 m
msup2 167 $14493 $2415403
25 Concreto cicloacutepeo 210 kgcmsup2 (3000 psi) 6040
msup3 8 $303516 $2276370
26 Zapatas concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 51 $343101 $17369488
27 Vigas de cimentacioacuten en concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 13 $386306 $5159793
28 Micropilotes d= 030 m para malla contraimpacto
m 24 $62420 $1485596
29 Cantildeuela en concreto 175 kgcmsup2 (2500 psi)
m 64 $19859 $1270976
210 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi) para cimentacioacuten
kg 4064 $3020 $12272647
$67460565
3 Construir las estructuras en concreto y metaacutelicas
31 Columnas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 26 $673473 $17537237
32 Vigas aeacutereas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 9 $756198 $6860228
33 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 ( 60000 psi) para estructura
kg 10184 $3020 $30756671
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34
Cercha en celosiacutea seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas contravientos tensores soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8352 $8843 $73859841
35
Correas tipo PHR 305x80x20mm incluye suministro e instalacion anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8222 $8843 $72711081
36
Malla contra impacto seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas tensores soldadura pintura anticorrosiva de esmalte (2 manos)
msup2 150 $183314 $27497100
37
Porteriacutea muacuteltiple fija incluye malla 100 nylon color negra entrelazada y pintura en esmalte tres manos (Incluye suministro e instalacioacuten)
un 2 $2552000 $5104000
38
Suministro e instalacioacuten parales de voleibol (incluye parales 3 en tuberiacutea con malla 100 nylon y pintura en esmalte en la estructura metaacutelica
juego 1 $353800 $353800
$234679958
4 Instalar las redes hidrosanitarias
41 Accesorios
411 Bajantes en tuberiacutea PVC aguas lluvias D4
m 55 $30703 $1682524
412 Tragantes de cuacutepulas plaacutesticas 5x4
un 8 $15097 $120776
413 Tuberiacutea PVC corrugada 160 mm incluye accesorios excavacioacuten y relleno
m 24 $42185 $1012440
42 Cajas de inspeccioacuten y filtro
421 Caja de inspeccioacuten hmax=100 m de 60 cm x 60 cm
un 2 $495027 $990054
$3805794
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5 Instalar las redes eleacutectricas y afines
51 Salidas
511
Salida para laacutempara en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 12 $97493 $1169916
512
Derivacioacuten de luminaria desde salida eleacutectrica en cable encauchetado 3x16 awg con clavija aeacuterea con polo a tierra y cable encauchetado 3x16 awg desde luminaria con toma aeacuterea
un 12 $30200 $362400
513
Salida para toma monofaacutesica doble con polo a tierra para red normal en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 2 $73387 $146774
514 Salida para pulsador remoto de telerruptor en tubo conduit emt de 34 y cable 2x18 awg
un 4 $91747 $366988
52 Tableros y protecciones
521
Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 1x15 1x20 o 1x30 amperios
un 1 $22982 $22982
522 Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 2x20 o 2x30 amperios
un 4 $44982 $179928
523
Suministro montaje y conexioacuten de tablero minipragma de 12 circuitos para ubicar telerruptores
un 1 $301773 $301773
524
Suministro montaje y conexioacuten en caja minipragma de telerruptor bipolar de 16 amperios
un 4 $256157 $1024628
53 Acometidas y ductos
531
Suministro y tendido de acometida bifaacutesica en conductores 2 No8+1 No8+1 No 10 por tubo
m 54 $18631 $1006074
54 Luminarias
541
Suministro montaje y conexioacuten de laacutempara metal 400 w - 220 v by 150p 1xhp1-p400w-bu sgr p-wb+by150gr +
un 12 $431929 $5183148
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gc completa
55 Varios
551
Suministro y montaje de caja de paso metaacutelica de 10 cm x 10 cm para la iluminacioacuten de la cancha
un 4 $23989 $95956
552 Construccioacuten de caja en mamposteriacutea tipo alumbrado puacuteblico de 60 cm x 60 cm
un 1 $380682 $380682
56 Sistema de apantallamiento y puesta a tierra
561
Construccioacuten de caja de paso en mamposteriacutea de 30 cm x 30 cm para medicioacuten y mantenimiento del sistema de tierra y apantallamiento
un 4 $446980 $1787920
562
Suministro e hincada de varilla de cobre de 244 m x 58 para aterrizar la infraestructura de apantallamiento y la malla de puesta a tierra
un 5 $147211 $736055
563
Suministro y tendido de cable de cobre No 8 para polo a tierra incluye tubo PVC de 34
m 6 $29479 $176874
564
Suministro y tendido de cable de cobre No 20 desnudo para configurar sistema de apantallamiento malla a tierra y equipotenciar
m 248 $36339 $9012072
565 Suministro y colocacioacuten de barra captora para sistema apantallamiento
un 25 $137519 $3437975
566
Suministro y armado de soldadura tipo cadweld 120 g para empalmes del sistema de apantallamiento y puestas a tierra
un 34 $65134 $2214556
$27606701
6 Construir la placa
61 Relleno de material recebo compactado
msup3 205 $56472 $11556927
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62 Malla electrosoldada kg 3269 $3041 $9940592
63 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea deportiva
msup2 898 $56561 $50769154
64 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea perimetral
msup2 87 $51495 $4462145
$76728817
7 Construir las cubiertas e impermeabilizaciones
71
Teja arquitectoacutenica curva calibre 28 termoacuacutestica con acabado galvanizado con recubrimiento de zinc g60 (180 gm2)
msup2 908 $134237 $121892565
72
Canal en laacutemina galvanizada cal 20 desarrollo lt200lt=250 mm incluye soporte yo anclajes pintura wash primer anticorrosivo y pintura y esmalte para intemperie
m 66 $106072 $6979538
$128872103
8 Construir las graderiacuteas
81 Mamposteriacutea en bloque Ndeg 5 de arcilla
msup2 88 $33460 $2954009
82 Viga de confinamiento de 012 m x 012 m fc = 210 kgcmsup2 (3000 psi) para muros
m 0 $47734 $0
83 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi)
kg 242 $3020 $730057
84 Grafiles de acero 4 mm kg 62 $2704 $167105
85 Graderiacutea en concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 4 $839091 $3685288
86
Baranda graderiacutea seguacuten disentildeo incluye anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte
m 16 $175857 $2743369
87 Pantildeete liso interior impermeabilizado 14 incluye filos y dilataciones
msup2 0 $13633 $0
$10279829
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9 Pintar y demarcar elementos
91
Demarcacioacuten cancha de microfuacutetbol baloncesto y voleibol con pintura de traacutefico alto ancho 10 cm de acuerdo a los colores reglamentarios y al disentildeo
m 380 $5055 $1920900
$1920900
10 Dotar la placa polideportiva cubierta
101 Dotacioacuten deportiva de la placa polideportiva
glb 1 $4275000 $4275000
$4275000
Costo directo $ 557213764
Administracioacuten 18 $100298477
Imprevistos 1 $5572138
Utilidad 6 $33432826
Subtotal AIU 25 $139303441
Valor total del proyecto $696517205
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11 RESULTADOS E IMPACTOS
111 RESULTADOS ESPERADOS
Tabla 100 Tabla de resultados
Resultado Indicador Ndeg de documentos Objetivo Relacionado
Propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo y planos
1 Objetivo especiacutefico 1 2 y 3
Elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
1 Objetivo 4
Presupuesto de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
1 Objetivo 5
Fuente Propia
112 IMPACTOS Los impactos maacutes relevantes son en el aspecto social el aumento de la infraestructura con fines recreativos y comunitarios beneficia a la comunidad aumentando la praacutectica deportiva y el mejor aprovechamiento del tiempo libre el incentivo de poder desarrollar deportes en un lugar adecuado para la praacutectica y con dotacioacuten podriacutea disminuir el iacutendice de sedentarismo consumo de sustancias sicoactivas y obesidad ademaacutes de promover el comercio en el aacuterea
Tabla 101 Impactos
Fuente Propia
Aspecto Impacto Supuesto Plazo
Social Aumentar el iacutendice de la praacutectica deportiva en la comunidad
Infraestructura recreativa
Corto
Social
Mejor aprovechamiento del tiempo libre y disminuir el sedentarismo en la comunidad
Incentivar la praacutectica deportiva en el barrio
Mediano
Ambiental Mejoramiento del desarrollo socio ambiental
Respeto por las normativas ambientales
largo
Econoacutemico
Aumento de desarrollo socioeconoacutemico del barrio en las zonas aledantildeas al proyecto
Aumento de la infraestructura del
barrio Mediano
Teacutecnico Aporte en materia de propuestas de disentildeo
Disentildeo sismo resistente presupuesto
Mediano
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12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS
121 CONCLUSIONES
El disentildeo del saloacuten comunal y el polideportivo se realizoacute para satisfacer las
necesidades de la comunidad aprovechando el terreno dispuesto en el barrio villa Juliana destinado para actividades comunitarias equipamiento y actividades recreativas
Es necesario contar con espacios adecuados para realizar las actividades deportivas y de la comunidad en general esto conlleva a una mejor calidad de vida de los habitantes del barrio Villa Juliana y un mejor desarrollo social
Se optoacute por conservar el disentildeo de la placa deportiva tipo del DNP pues
este cumple con todas las especificaciones requeridas por COL JUEGOS ya que el terreno es lo suficientemente grande para que se pueda construir el proyecto en general al mantener el disentildeo original se realizoacute una verificacioacuten de la estructura mixta del poacutertico en concreto con celosiacutea metaacutelica donde se comprobaron que los iacutendices de sobre esfuerzo estuvieran en el rango adecuado de acuerdo con las condiciones del terreno y de la ubicacioacuten
El saloacuten comunal cuenta con un sistema estructural de poacuterticos de concreto
reforzado resistente a momentos pero para garantizar un espacio amplio donde se puedan realizar las reuniones y actividades de la comunidad donde se proyecta que podriacutean asistir hasta 300 personas fue necesario el uso de cerchas apoyadas sobre las columnas para sostener la cubierta y salvar las luces de 95 m entre las columnas
El costo total del proyecto es de $83330163301 (Ochocientos treinta y
tres millones trescientos unos mil seiscientos treinta y tres pesos colombianos) esto incluyendo los costos directos e indirectos de la obra (el AIU se determinoacute de acuerdo a los proyectos de la secretaria de vivienda en la gobernacioacuten del meta y la agencia de infraestructura del meta (AIM) El costo del saloacuten comunal incluye uacutenicamente la construccioacuten de la parte estructural edificacioacuten la mamposteriacutea no estructural y los aparatos sanitarios del saloacuten comunal
122 TRABAJOS FUTUROS
El presente trabajo de opcioacuten de grado estaacute enfocado en la aplicacioacuten en temaacuteticas de ingenieriacuteas partiendo de las necesidades de la comunidad del barrio Villa Juliana por lo tanto el siguiente paso es buscar el medio para poner en marcha la construccioacuten del saloacuten comunal y de la placa deportiva Una vez
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entregado los documentos y los planos a la comunidad depende de la gestioacuten de la misma para que las entidades encargadas empiecen con el traacutemite y revisioacuten de disentildeos posteriormente se efectuara el proceso de seleccioacuten del contratista y de la correspondiente interventoriacutea para que se ejecute el contrato de obra En el presente documento se hace el modelamiento de las estructuras teniendo en cuenta los criterios baacutesicos para el disentildeo de los distintos elementos que componen el saloacuten comunal y el polideportivo de manera que sirva como una base o fundamento para los estudiantes o personas interesadas que realicen trabajos similares de disentildeo modelacioacuten y presupuesto de estructuras similares
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APLICACIOacuteN EN TEMAacuteTICAS DE INGENIERIacuteAS
PROPUESTA DE DISENtildeO ESTRUCTURAL DE UN SALON COMUNAL Y DE UN POLIDEPORTIVO TIPO CANCHA MUacuteLTIPLE UBICADOS EN EL BARRIO
VILLA JULIANA DE LA CIUDAD DE VILLAVICENCIO
Por DIEGO ALFONSO AacuteLVAREZ GARZOacuteN GINNA MARCELA CEROacuteN CASTRO
Documento final presentado como opcioacuten de grado para optar al tiacutetulo profesional de ingeniero civil
Aprobado por Ing Emiro Andreacutes Lozano Peacuterez Esp
Director
Ing Alexander Solarte Benavides MS Codirector
UNIVERSIDAD SANTO TOMAacuteS
FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVIL VILLAVICENCIO
2019
AUTORIDADES ACADEacuteMICAS
Fray Joseacute Gabriel Mesa Aacutengulo OP Rector General
Fray Eduardo Gonzaacutelez Gil OP Vicerrector Acadeacutemico General
Fray Joseacute Antonio Balaguera Cepeda OP Rector Sede Villavicencio
Fray Rodrigo Garciacutea Jara OP Vicerrector Acadeacutemico Sede Villavicencio
Julieth Andrea Sierra Toboacuten Secretaria de Divisioacuten Sede Villavicencio
Ing Jhon Jairo Gil Pelaacuteez PhD Decano Facultad de Ingenieriacutea Civil
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DEDICATORIA Les dedico este proyecto a mis papas por el esfuerzo y amor incondicional a mis hermanos por apoyarme a cumplir mis metas y a mis tiacuteos por la constancia y afecto
Ginna Ceroacuten C
Le dedico este proyecto a mi mamaacute la persona que me inspira a ser cada diacutea mejor y a quien le debo todo lo que soy
Diego Aacutelvarez G
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AGRADECIMIENTOS
Agradecemos a Dios por bendecirnos ser el apoyo fortaleza e inspiracioacuten Gracias a nuestros padres y familiares que nos han acompantildeado en esta aventura gracias por su amor incondicional trabajo y sacrificio en todos estos antildeos gracias a ustedes tenemos el privilegio cumplir nuestro suentildeo Finalmente queremos expresar nuestro sincero agradecimiento a los ingenieros Emiro Lozano Perez y Alexander Solarte Benavides por su colaboracioacuten direccioacuten y conocimiento en el desarrollo de este trabajo
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RESUMEN
El proyecto parte de la necesidad del barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio de un espacio donde puedan realizar una praacutectica deportiva de manera adecuada segura y coacutemoda para la poblacioacuten del barrio que ayude a incentivar la praacutectica deportiva en de la poblacioacuten Adicional a esto el barrio no cuenta con un saloacuten comunal que sea proporcional a la poblacioacuten y que cuente con lo necesario para poder llevar a cabo los eventos o reuniones que la comunidad realiza La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo y realizar el disentildeo arquitectoacutenico de acuerdo a las necesidades de la poblacioacuten y a los requerimientos de Coldeportes se debe realizar el disentildeo estructural de los elementos estructurales como vigas columnas y cerchas con el meacutetodo de estado liacutemite de resistencia y los elemento como zapatas se revisaron para condiciones de servicio Para la revisioacuten y disentildeo del saloacuten comunal y la placa deportiva se usaron software especializados como SAP2000 y ETABS Mediante este proyecto se hace entrega del presupuesto de obra y dotacioacuten planos estructurales y arquitectoacutenicos de la propuesta de disentildeo estructural del saloacuten comunal y de la placa deportiva que se adecua al terreno destinado por la comunidad cumpliendo con todos los paraacutemetros y criterios de disentildeo de la norma sismo resistente colombiana NSR-10 El disentildeo arquitectoacutenico del saloacuten comunal se planteoacute con respecto al espacio y dimensiones del terreno destinado y de acuerdo a los requerimientos de la poblacioacuten para realizar las actividades masivas el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva es el propuesto por el DNP y aprobado por Coldeportes que se ajusta al terreno Palabras Clave Estructura Metaacutelica Saloacuten comunal Placa Deportiva Proyeccioacuten Social
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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ABSTRACT
The project starts from the need of the Villa Juliana neighborhood in the city of Villavicencio for a space where they can perform a sport in an appropriate safe and comfortable for the population of the neighborhood to help encourage sports practice in the population In addition to this the neighborhood does not have a communal hall that is proportional to the population and that has what is necessary to carry out the events or meetings that the community holds The methodology used to carry out the design of this project was based on the procedure established in A13 of NSR-10 NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1] after knowing the type of soil and carrying out the architectural design according to the needs of the population and the requirements of Coldeportes the structural design of structural elements such as beams columns and trusses must be carried out with the method of limit state of resistance and the elements such as footings were reviewed for service conditions Specialized software such as SAP2000 and ETABS were used for the revision and design of the community hall and sports plaque By means of this project the budget of work and endowment structural and architectural plans of the proposal of structural design of the communal hall and of the sports plate that adapts to the land destined by the community fulfilling all the parameters and criteria of design of the norm resistant Colombian earthquake NSR-10 The architectural design of the communal hall was proposed with respect to the space and dimensions of the land and according to the requirements of the population to carry out massive activities the architectural design of the sports plaque is the one proposed by the DNP and approved by Coldeportes which fits the land Key Word metallic-framed communal lounge sports center Social Projection
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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CONTENIDO
1 INTRODUCCIOacuteN 13 2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA 14 3 JUSTIFICACIOacuteN 15 4 OBJETIVOS 16 41 OBJETIVO GENERAL 16 42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS 16 5 ALCANCE 17 6 MARCO DE REFERENCIA 18 61 MARCO TEOacuteRICO 18 611 Cargas 18 612 Carga Muerta 18 613 Carga Viva 18 614 Efectos dinaacutemicos 18 615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo 19 616 Carga de Sismo 19 617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural 20 62 MARCO CONCEPTUAL 21 621 Medidas de demarcacioacuten por deporte 21 622 Orientacioacuten y aacuterea 22 623 Graderiacuteas 22 624 Dotacioacuten 23 625 Baloncesto 25 626 Voleibol 26 63 ESTADO DEL ARTE 27 631 ANTECEDENTES 28 64 MARCO NORMATIVO 29 641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia 29 642 NSR-10 29 643 ACI 318-14 29 644 ANSIAISC 360-10 29 645 LEY 99 DE 1993 29 646 DECRETO 1807 30 647 Acuerdo No 287 DE 2015 30 65 MARCO GEOGRAacuteFICO 30 7 METODOLOGIacuteA 33 8 PRELIMINARES 36 9 PROPUESTA DE DISENtildeO 39 91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL 39 911 Generalidades 41 912 Metodologiacutea 42 913 Anaacutelisis estructural 43 914 Cargas 43 915 Cargas muertas y cargas vivas 45 916 Carga siacutesmica 45 917 Cargas de viento 49 918 Derivas 51 919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1 51 9110 Columnas 56 9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal 58
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9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten 62 9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 68 9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten 70 9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten 71 9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros 72 9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente 76 9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales 78 92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO 79 921 Generalidades 79 922 Metodologiacutea 80 923 Cargas 81 924 Carga Muerta y viva 83 925 Carga siacutesmica 83 926 Cargas de viento 87 927 Anaacutelisis estructural 89 928 Derivas 89 929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas 89 9210 Disentildeo de la cimentacioacuten 95 10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO 100 101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL 100 102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA 102 11 RESULTADOS E IMPACTOS 108 111 RESULTADOS ESPERADOS 108 112 IMPACTOS 108 12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS 109 121 CONCLUSIONES 109 122 TRABAJOS FUTUROS 109 13 BIBLIOGRAFIacuteA 111
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LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal 41 Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas 43 Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas 45 Tabla 4 Peso saloacuten comunal 45 Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 46 Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 46 Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 47 Tabla 8 Calculo irregularidad torsional 47 Tabla 9 Periodo fundamental 48 Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 48 Tabla 11 Fuerza siacutesmica 49 Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 49 Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento 49 Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento 50 Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga 50 Tabla 16 Carga de viento para teja y correas 51 Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1 52 Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1 52 Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1 53 Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE 53 Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1 54 Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 54 Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto 54 Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten 55 Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos 55 Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten 55 Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas 56 Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas 57 Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna 57 Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza 58 Tabla 31 Franjas centrales 59 Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central 59 Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central 60 Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas 60 Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas 61 Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso 61 Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 ) 62 Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 ) 63 Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo 63 Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1 64 Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1 64 Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1 64 Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1 64 Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1 65 Tabla 45 Resistencia al aplastamiento Z1 65 Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo Z1 65 Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1 65 Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1 66 Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto 67 Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2 67
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Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 68 Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2 68 Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 69 Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento 69 Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2 69 Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2 70 Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten 70 Tabla 58 Disentildeo de viga virtual 70 Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014) 71 Tabla 60 Altura miacutenima de desplante 71 Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1 71 Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1 72 Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del slaon comunal) 72 Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L 73 Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L 73 Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L 73 Tabla 67 Solicitaciones 74 Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales 75 Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural 76 Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas 76 Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 77 Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm 78 Tabla 75 Generalidades Polideportivo 79 Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas 81 Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas 83 Tabla 78 Peso Polideportivo 83 Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 84 Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 84 Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 85 Tabla 83 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 86 Tabla 84 Fuerza siacutesmica 86 Tabla 85 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 87 Tabla 86 Coeficientes fuerza de viento 87 Tabla 87 Datos para calculo Factor raacutefaga 88 Tabla 88 Carga de viento para teja y correas 89 Tabla 90 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 95 Tabla 91 Pre-Dimensionamiento Zapata Central 96 Tabla 92 Excentricidad y Presiones en el Suelo 96 Tabla 93 Verificaciones de la zapata ZP-1 97 Tabla 94 Verificacioacuten de cortante Bidireccional 97 Tabla 95 Direccioacuten larga y corta ZP-1 97 Tabla 96 Altura miacutenima de desplante ZP-1 97 Tabla 97 Longitud de desarrollo ZP-1 97 Tabla 98 Resistencia al aplastamiento ZP-1 97 Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo 98 Tabla 100 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo 98 Tabla 101 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba 99 Tabla 102 Tabla de resultados 108 Tabla 103 Impactos 108
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad 19 Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo 20 Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva 22 Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas 23 Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas 23 Figura 6 Malla contra impacto 24 Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral 26 Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional 30 Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental 31 Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal 31 Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario 32 Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 38 Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno 38 Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01) 40 Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03) 40 Figura 18 Configuracion general del modelo 42 Figura 19 Espectro de disentildeo 46 Figura 20 Planta de vigas aereas 51 Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 52 Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 53 Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1 55 Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas 56 Figura 25 Losa maciza en dos direcciones 58 Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02) 62 Figura 27 Diagrama zapata (Z1) 63 Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas de viento en la memoria de calculo del salon comunal) 66 Figura 29 Diagrama Zapata Z2 67 Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2) 68 Figura 31 Diagrama Viga Virtual 71 Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05) 74 Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Figura 34 modelo cercha 78 Figura 35 ver memoria de calculo 80 Figura 36 Espectro de disentildeo 84 Figura 37 Columna C-01 90 Figura 38 Viga V-01 91 Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01 91 Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo 92 Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta 92 Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica 93 Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento 93 Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas 94 Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica 94 Figura 46 Diagrama zapata ZP-1 96 Figura 47 Dimensiones de la zapata 97 Figura 48 esquema Zapata ZP-1 99
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1 INTRODUCCIOacuteN
Este proyecto de grado busca realizar el disentildeo de un saloacuten comunal y de un polideportivo que tenga la funcionalidad de canchas mixtas de baloncesto futbol y voleibol ademaacutes de los elementos de anclaje soporte graderiacuteas y cubierta como solucioacuten a la problemaacutetica social evidenciada en el barrio Villa Juliana en el municipio de Villavicencio Actualmente el barrio presenta bajos niveles de praacutecticas deportivas debido a que la legalizacioacuten del barrio se realizoacute el 26 de septiembre de 2018 por lo que NO cuenta con la infraestructura adecuada para deportes y recreacioacuten esta situacioacuten genera que la praacutectica del ejercicio se desarrolle en lugares adaptados e improvisados artesanalmente por la comunidad por lo tanto aumenta el riesgo de lesiones fiacutesicas seguacuten la organizacioacuten mundial de la salud (OMS) ldquoLas caiacutedas son un importante problema mundial de salud puacuteblica Se calcula que anualmente se producen 646 000 caiacutedas mortaleshellip Las lesiones relacionadas con las caiacutedas tienen un costo econoacutemico considerablerdquo [2] La comunidad cuenta con un saloacuten comunal pero este es demasiado pequentildeo por lo que al realizar las reuniones comunitarias deben hacerlo de forma improvisada y a la intemperie en el terreno donde han adaptado una cancha en piso de tierra para deportes y recreacioacuten El intereacutes primordial para adecuar los equipamientos local y comunitario donados por la comunidad es generar un espacio de recreacioacuten y disminuir las zonas identificadas como sitios inseguros donde seguacuten el documento teacutecnico de soporte realizado para la legalizacioacuten del barrio en el antildeo 2018 por UNHCR ACNUR y la corporacioacuten OPCION LEGAL [3] afirma que se presentan altos iacutendices de consumo de sustancias alucinoacutegenas en horas de la noche otro de los intereses es cumplir con las acciones de mejoramiento estipuladas en el documento teacutecnico antes mencionado en donde se deben realizar las acciones del plan de mejoramiento integral adoptados del acuerdo No 287 de 2015 del CONCEJO MUNICIPAL DE VILLAVICENCIO [4] en donde se especifican las acciones a desarrollar para los espacios puacuteblicos y equipamientos sociales seguacuten las necesidades de la poblacioacuten Debido a que la actividad fiacutesica es reconocida a nivel internacional como medios para el desarrollo humano econoacutemico y social y Seguacuten el artiacuteculo 52 de la constitucioacuten ldquoEl ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humanordquo [5]
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2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA
El barrio VILLA JULIANA se localiza al sur de Villavicencio en la comuna 8 Aunque desde el 4 de mayo de 1999 las primeras familias tomaron posesioacuten de los lotes que habiacutean negociado con la Asociacioacuten Empresa Solidaria De Vivienda hasta el antildeo 2018 se realizoacute el estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten de dicho barrio Seguacuten el estudio urbaniacutestico realizado por la alcaldiacutea municipal de Villavicencio [3] la poblacioacuten presenta bajos niveles de praacutectica deportiva y no hay incentivos para el deporte esto puede generar sedentarismo y verse reflejado en el incremento de la poblacioacuten con sobrepeso u obesidad Actualmente el lugar que se tiene adaptado para la praacutectica de deporte es una cancha de tierra sin equipamiento lo cual aumenta el riesgo de lesiones Por otro lado el desintereacutes en la praacutectica deportiva lleva a un inadecuado aprovechamiento del tiempo libre y de la calidad de vida de las personas esto sumado a que la tasa de desempleo dentro de la comunidad es del 24 y que el 33 de la poblacioacuten son viacutectimas del conflicto armado yo se encuentra en vulnerabilidad ademaacutes que 1128 de la poblacioacuten menor de 18 antildeos se encuentra desescolarizada muestra que gran parte de la poblacioacuten cuenta con mucho tiempo libre y ninguacuten lugar adecuado en donde puedan ocupar este tiempo por lo cual no sorprende que el estudio urbaniacutestico mencione que se identifica un alto consumo de sustancias alucinoacutegenas especialmente en las zonas donde no hay iluminacioacuten y en horarios nocturnos Ademaacutes aunque el asentamiento cuenta con una caseta comunal las actividades masivas no se pueden desarrollar en ella porque no es lo suficientemente amplia para todos los habitantes de la comunidad
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3 JUSTIFICACIOacuteN
El barrio Villa Juliana legalizado en el antildeo 2018 no cuenta con la infraestructura adecuada para la recreacioacuten en los lugares destinados por la comunidad como equipamiento local y comunitario destinados para un saloacuten comunal y espacio de recreacioacuten se encuentra una cancha de futbol en tierra que no cuenta con ninguna dotacioacuten al mismo tiempo este espacio se utiliza para desarrollar las actividades comunitarias una de las mayores preocupaciones es que se ha identificado esta zona como uno de sitios inseguros en el barrio presenta especial inquietud debido al aumento de consumo de sustancias alucinoacutegenas Este proyecto busca disponer de los equipamientos de la comunidad con el fin de realizar el disentildeo estructural de un polideportivo y un saloacuten comunal para el desarrollo de las actividades comunitarias de recreacioacuten y deporte con el fin de facilitar el proceso de gestioacuten para la financiacioacuten y construccioacuten del proyecto El gobierno debe ofrecer a sus ciudadanos bienestar al suministrar servicios como salud educacioacuten deporte cultura seguridad entre otras El deporte tiene un papel fundamental en la comunidad como motor de cambio social se ha convertido en una opcioacuten para el desarrollo profesional en los antildeos recientes por lo cual se debe impulsar como alternativa viable de desarrollo social econoacutemico y cultural el deporte no solo cubre las necesidades relacionadas con la praacutectica deportiva si no que ayuda de forma indirecta problemas de salud cultura y seguridad ldquoel
desarrollo de praacutecticas deportivas trae consigo haacutebitos de vida saludable ocupacioacuten del tiempo libre y desarrollo de plan de vida a traveacutes del deporte como esa herramienta que
permite trazar metas y alcanzarlasrdquo [10] De acuerdo con lo anterior el proyecto de la construccioacuten de un polideportivo con cancha muacuteltiple para futbol baacutesquet y voleibol pretende incrementar los niveles de praacutectica deportiva al brindar escenarios de acceso puacuteblico en buenas condiciones para la praacutectica deportiva y brinda opciones para ocupar el tiempo libre mejorando la calidad de vida de las personas y alejaacutendolas de praacutecticas nocivas como el consumo de sustancias alucinoacutegenas o la delincuencia Ademaacutes al proporcionar equipamiento comunitario (saloacuten comunal) se podraacuten realizar las reuniones de la junta de accioacuten comunitaria de manera eficiente donde puedan tomarse las decisiones con respecto al asentamiento que permitan un mejor desarrollo de la comunidad
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4 OBJETIVOS
41 OBJETIVO GENERAL
Realizar propuesta de disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal que cumplan con los lineamientos teacutecnicos estipulados en las normativas vigentes necesarias para la habilitacioacuten del equipamiento local y comunitario en el barrio VILLA JULIANA
42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS
Adaptar los espacios donados por la comunidad al disentildeo estructural del polideportivo y saloacuten comunal
Analizar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas de la zona destinada para el proyecto
Elaborar la propuesta de disentildeo arquitectoacutenico estructural y cimentacioacuten de las estructuras ademaacutes de realizar un modelo digital en un software de elementos finitos
Especificar los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo de las actividades deportivas
Elaborar presupuesto considerando la gestioacuten social propuesta en mano de obra no calificada dentro de la comunidad
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5 ALCANCE
Este proyecto tiene como objetivo entregar una propuesta de disentildeo estructural de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal en el barrio Villa Juliana para el desarrollo de actividades recreativas y comunitarias como solucioacuten a las problemaacuteticas sociales y como ayuda indirecta a problemas de salud cultura y seguridad A continuacioacuten se especifican el alcance de las actividades a realizar Analizar el terreno en donde se va a realizar el disentildeo del proyecto mediante el levantamiento topograacutefico estudio de suelo (apique) y revisioacuten de las acometidas eleacutectricas e hidraacuteulicas en el aacuterea mediante planos de los entes encargados Teniendo en cuenta los requerimientos de la comunidad la propuesta de disentildeo del saloacuten comunal debe incluir los siguientes paraacutemetros capacidad miacutenima de 300 personas sentadas cocina depoacutesito dos bantildeos una ducha y dos oficinas El disentildeo arquitectoacutenico del polideportivo se basa en el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo modificado seguacuten las solicitudes de la comunidad y condiciones del terreno Se realiza la revisioacuten del disentildeo sismo resistente mediante un modelo de cada una las estructuras en un Software de elementos finitos que cumpla con los lineamientos teacutecnicos establecidos por la NSR-10 Los elementos no estructurales contemplados para el desarrollo de los cinco deportes requieren una dotacioacuten miacutenima para el buen uso de las actividades por lo que se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten necesaria para cada actividad deportiva
Costo de la construccioacuten del proyecto de la propuesta de disentildeo planteada
Se realiza un anaacutelisis de presupuesto y cantidades de obra para el proceso constructivo
Entregables
Documento de propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo planos arquitectoacutenicos estructural
Documento de los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
Presupuesto del costo de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
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6 MARCO DE REFERENCIA
61 MARCO TEOacuteRICO
611 Cargas
A continuacioacuten se describen los distintos tipos de cargas que se deben considerar para el disentildeo del proyecto tipo ldquoPlaca Polideportiva Cubiertardquo del departamento nacional de planeacioacuten las cuales serviraacuten de base para el desarrollo de la propuesta de disentildeo del polideportivo
612 Carga Muerta
Hace referencia a las cargas de los elementos permanentes incluyendo el peso propio de la estructura los muros pisos cubiertas cielos rasos escaleras equipos fijos y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupacioacuten y uso de la edificacioacuten [6]
613 Carga Viva
Son aquellas producidas durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras estas no incluyen las cargas ambientales tales como viento y sismo Para las cubiertas se deben considerar
a) ldquoLos materiales equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta 2rdquo
b) ldquoLas causadas por objetos moacuteviles tales como materas u otros objetos decorativos y por las personas que tengan acceso a ellasrdquo [6]
614 Efectos dinaacutemicos
Cuando una edificacioacuten se encuentre expuesta a excitaciones dinaacutemicas producidas por el puacuteblico tales como coliseos estadios teatros gimnasios pistas de baile centros de reunioacuten o similares Se debe asegurar frecuencias naturales verticales iguales o superiores a 5Hz (periodos naturales verticales menores de 02s)
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615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo
El empozamiento de agua se debe a la obstruccioacuten en los sistemas de drenaje de la cubierta ldquoLa carga de empozamiento de agua Le se determina con base en el volumen de agua que es posible contener hasta que se alcance el nivel de los elementos del sistema auxiliar de evacuacioacuten del exceso de agua como se indica en B482 de la NSR-10rdquo [6] ldquoLas cargas de granizo G deben tenerse en cuenta en las regiones del paiacutes con maacutes de 2 000 metros de altura sobre el nivel del mar o en lugares de menor altura donde la autoridad municipal o distrital asiacute lo exijardquo [6]
616 Carga de Sismo
Se refiere a las cargas que se determinan mediante los espectros de disentildeo estos ya estaacuten definidos por la NSR-10 en cada zona del paiacutes Para determinar el espectro de disentildeo se debe establecer la zona de amenaza siacutesmica el tipo de perfil del suelo y varios coeficientes para poder determinar el espectro de aceleraciones expresado como fraccioacuten de la gravedad con un coeficiente de 5 del amortiguamiento criacutetico para el disentildeo
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad
Fuente [6]
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6161 Definicioacuten del tipo de suelo
Para determinar el tipo de suelo se evaluacutean los siguientes paraacutemetros medidos in situ de los 30m superiores del perfil la velocidad media de la onda de corte ( ) el
nuacutemero medio de golpes del SPT ( ) la resistencia al corte ( ) el iacutendice de
plasticidad (IP) y el contenido de agua (w) la clasificacioacuten se da en la siguiente tabla
Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo
Fuente [6]
617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural
La configuracioacuten estructural no estaacute definida simplemente por la forma exterior y tamantildeo de la estructura tambieacuten se deben tomar en cuenta su naturaleza dimensiones y la localizacioacuten de los elementos estructurales y no estructurales pues estos factores afectan el comportamiento ante las solicitaciones siacutesmicas
6171 Reduccioacuten del valor de R
Para las estructuras clasificadas como irregulares se debe reducir el coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R utilizado para el disentildeo de la siguiente manera
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Debido a irregularidades en planta 1
Debido a irregularidades en altura 2 Debido a ausencia de redundancia Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico definido para cada
sistema estructural y cada grado de capacidad de disipacioacuten de energiacutea del material estructural [6]
62 MARCO CONCEPTUAL
621 Medidas de demarcacioacuten por deporte
Coldeportes es la entidad encargada de avalar las medidas de las demarcaciones en las zonas de juego para los diferentes deportes en este proyecto se establecieron tres (3) futbol de saloacuten voleibol y baloncesto Lo que se busca es asegurar que se desarrollen de manera adecuada todas las actividades deportivas que se realicen en el polideportivo
6211 Futbol de saloacuten
Las medidas para el campo de juego de futbol de saloacuten son de 2810m x 17m desde el borde exterior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m de ancho en las liacuteneas laterales y en las liacuteneas de meta ademaacutes si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 80mm y ser de color amarillo
6212 Baloncesto
Las medidas para el campo de juego de Baloncesto son de 28m x 15m desde el borde interior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m alrededor de la cancha Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color blanco
6213 Voleibol
Las medidas para el campo de juego de voleibol son de 18m x 9m adicional a esto se debe dejar una zona libre de 3m de ancho alrededor de la cancha (para canchas recreativas y formativas) Las medidas estaacuten tomadas desde el borde exterior de la demarcacioacuten Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas)
1 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en planta simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de 2 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en altura simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de
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estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color verde De acuerdo lo anterior podemos establecer que el aacuterea de juego miacutenima para asegurar el apropiado desarrollo de actividades deportivas y que sea avalada por Coldeportes es de 32m x 21m adicionalmente a esto se deja una altura miacutenima de 7m para practica recreativa y formativa libre de cualquier obstaacuteculo (parte inferior de la cubierta vigas luminarias o cualquier elemento) en el espacio correspondiente al aacuterea de juego [6]
622 Orientacioacuten y aacuterea
La orientacioacuten del campo de juego debe ser en sentido norte-sur aunque se puede tomar una rotacioacuten maacutexima de 22deg hacia el nororiente o noroccidente al tener en cuenta la relacioacuten del sol y las condiciones climaacuteticas que se presenten en el lugar donde se proyecte el polideportivo
Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva
Fuente [6]
623 Graderiacuteas
Se disentildean de manera tal que todos los espectadores sentados disfruten de la adecuada visibilidad del aacuterea en que se desarrollen las actividades de praacutectica deportiva ldquoLa visibilidad se determina mediante el trazado de una liacutenea visual tomada desde el ojo del observador situado en uacuteltima fila de las graderiacuteas hasta un punto liacutemite del campo de juego situado en el piso Para que haya visibilidad la liacutenea deberaacute pasar por encima de las cabezas de los espectadoresrdquo [6]
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Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas
Fuente [6]
Lo maacutes recomendado es ubicar las graderiacuteas en el sector occidental para que el ocaso sea detraacutes de los espectadores
Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas
Fuente [6]
624 Dotacioacuten
Para el desarrollo adecuado de cada deporte se requiere una dotacioacuten de elementos especiacuteficos en lo relacionado con las redes y sus soportes Se debe
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considerar como parte de la construccioacuten la demarcacioacuten y los arcos de futbol de saloacuten integrados con los tableros de baloncesto A continuacioacuten se especificaraacuten los distintos elementos que son considerados dotacioacuten para el polideportivo y sus caracteriacutesticas de acuerdo con el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten
6241 Malla contra impacto (referencia IDRD)
Las mallas contra impacto se usan cuando se necesite proteger o aislar a los observadores las construcciones vecinas los transeuacutentes o equipamientos ubicados detraacutes de las liacuteneas de meta Malla contra impacto de 5m de altura para cancha muacuteltiple con entramado de tubo estructural de 3rdquo conforme a los planos estructurales incluye pintura anticorrosiva y dos manos de esmalte Esta malla contra impacto esta soportada sobre una viga de concreto hidraacuteulico de resistencia a la compresioacuten frsquoc=210kgcmsup2 (3000psi) de longitud 1530m y seccioacuten de 040m x 030m Se debe tener en cuenta que la viga sobresale a cada lado de la malla contra impacto 015m [6]
Figura 6 Malla contra impacto
Fuente [6]
6242 Fuacutetbol de saloacuten
Porteriacutea muacuteltiple fija Porteriacuteas para fuacutetbol de saloacuten elaboradas con tubo ovalado de aluminio de 120mm x 100mm en color blanco desmontables en 3 piezas (larguero y 2 postes) Los arcos estaacuten ubicados en el centro de cada liacutenea de meta estos consisten en dos (2) postes verticales en metal o madera pueden ser redondos o cuadrados de 8cm de diaacutemetro o lado Se unen por una viga similar ubicada en la parte superior
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Las medidas interiores entre los postes verticales seraacuten de 3m de largo y 2m de altura entre la viga horizontal y el piso Las redes seraacuten de nylon yute o alguacuten material sinteacutetico de mallas cuadradas que se sujetan a los postes y vigas y en la parte inferior por alguacuten soporte adecuado [6] El baloacuten contaraacute con las siguientes especificaciones una calibracioacuten de 9lb y para su condicioacuten aerodinaacutemica al ser lanzado desde de 2m de altura el primer bote no deberaacute pasar los 30 cm y el segundo no maacutes de 10 cm [7] El peso y la circunferencia variacutean de acuerdo al rango de edad para la categoriacutea masculina o femenina de 13 a 16 antildeos la circunferencia miacutenima es de 60cm y maacutexima es de 62cm con un peso que oscila entre 400g y 430g para las categoriacuteas menores de 12 antildeos la circunferencia miacutenima es de 53cm y maacutexima es de 55cm con un peso entre 320g y 350g
625 Baloncesto
6251 Soportes redes y balones
Para los tableros se pueden usar distintos materiales por ejemplo fibra de vidrio compuesta grafito acriacutelico vidrio acero y aluminio Sus medidas son 180 m x 105 m con un recuadro de 045 m x 059 m [6] Se requiere una (1) malla para cada aro estaacuten deben retener momentaacuteneamente el baloacuten despueacutes de atravesar el aro durante los eventos de competencia deportiva
En el reglamento publicado por la Federacioacuten Internacional de Baloncesto Zona de las Ameacutericas ndash FIBA se requiere contar con balones que cumplan condiciones de esfericidad en color anaranjado en cuero cuero sinteacutetico goma o material sinteacutetico [7]
Baloacuten Ndeg 5 las medidas son 69cm y 70cm de circunferencia peso entre 470g y 510g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles en ambos geacuteneros
Baloacuten Ndeg 6 las medidas son 72cm y 73cm de circunferencia peso entre 510g y 567g Este baloacuten puede utilizar para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores femeninos
Baloacuten Ndeg 7 Las medidas son 75cm y 78cm de circunferencia peso entre 567g y 650g Este baloacuten es utilizado para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores masculinos
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626 Voleibol
6261 Suministro e instalacioacuten de parales de voleibol
El proyecto tipo recomienda que los parales sean elaborados con tubo de 3rdquo pintados de blanco deben ser desmontables en dos (2) postes con ganchos de nylon antilesion para red y antenas guiacutea
Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral
Fuente [7]
El proyecto tipo estableces que la red debe medir 1m de ancho y 95m a 10m de largo la cual estaacute hecha de malla negra con cuadrados de 10cm y en el borde superior se cose en toda su extensioacuten una banda de 7 cm hecha en lona blanca En la parte inferior de la red hay otra banda horizontal de 5cm de ancho muy similar a la banda superior por cuyo interior se entrelaza una cuerda
El baloacuten debe ser esfeacuterico hecho con una cubierta de cuero flexible o cuero sinteacutetico con una caacutemara de caucho o material similar en su interior Su color puede ser uniforme y claro o una combinacioacuten de colores
Baloacuten infantil las medidas son 62cm a 64cm de circunferencia peso entre 240g y 260g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles de 6 a 12 antildeos en ambos geacuteneros
Baloacuten mayor las medidas son 65cm y 67cm de circunferencia peso entre 260g y 280g Este baloacuten puede utilizar en categoriacuteas de mayores de 12 antildeos en ambos geacuteneros
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63 ESTADO DEL ARTE
En la actualidad el ser humano ha adquirido mayor conciencia acerca de los beneficios de tener haacutebitos saludables como la actividad fiacutesica y el deporte que es asociada al bienestar fiacutesico sin embargo tambieacuten tiene una fuerte influencia en estados emocionales y seguacuten W Ramiacuterez S Vinaccia y G R Suaacuterez [8] La actividad deportiva en una poblacioacuten infanto-juvenil es fundamental y puede ayudar a disminuir patologiacuteas como dificultad en el aprendizaje hiperactividad depresioacuten y en algunos casos deficiencia mental y conducta disocial Seguacuten D A Camargo R E A Gomez J Ovalle O y R Rubiano [9] el deporte y la recreacioacuten son componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la salud y el movimiento humano Ademaacutes de la educacioacuten en valores a traveacutes del deporte para fomentar la auto estima y guiacuteas en donde se entendiendo el deporte como objeto para trabajar en la liacutenea de la no violencia [10] Por lo cual el ldquoampliar la cobertura yo mejorar la calidad de los escenarios deportivos con las condiciones requeridas para las praacutecticas deportivas y recreativasrdquo es uno de los objetivos en el plan de ordenamiento territorial [11] estos espacios debe estar adaptados para las personas en condiciones de discapacidad para aumentar la inclusioacuten e incentivar la praacutectica deportiva seguacuten M K Alvis G Y Nury A y N Tolosa [12] para las personas con discapacidad que logran o no realizar la educacioacuten formal realizar praacutecticas deportivas ayuda a mejorar sus capacidades individuales y aumenta su concentracioacuten en actividades diarias Los deportes impactan de forma positiva al ser humano en muchos aspectos uno de ellos es la relacioacuten directa con el funcionamiento cardiaco muscular e inmunoloacutegico por lo que seguacuten A Cordero D Masia y E Galve ldquoRealizar actividad
fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad cardiovascular y
mortalidadrdquo [13] En base a todo lo anterior y con el fin de promover la cultura deportiva y la recreacioacuten en los colombianos el Departamento Nacional de Planeacioacuten (DNP) realiza el proyecto tipo que contiene los aspectos estaacutendar metodoloacutegicos y teacutecnicos para la construccioacuten de una placa deportiva con cubierta orientado a solucionar el bajo iacutendice de praacutectica deportiva y el aprovechamiento del tiempo libre en actividades que los beneficie [6] el disentildeo de la cubierta es un factor importante para el disentildeo seguacuten Caacutendido Loacutepez ldquodesarrolla los espacios deportivos a
cubierto en un intento de explicar e interpretar la riqueza de matices y la complejidad del
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objeto arquitectoacutenicohellip Atreves de su forma poseen una voluntad de trascender y perdurar reflejo de las necesidades y aspiraciones de una eacutepocardquo [13]
631 ANTECEDENTES
ldquoCONSTRUCCIOacuteN Y DOTACIOacuteN DE UNA PLACA POLIDEPORTIVArdquo ldquoSe describe un modelo de Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivahellip para
Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportiva que consiste en construir un espacio bajo el cual se puedan desarrollar actividades como fuacutetbol de saloacuten voleibol o
baloncestordquo [6]
ldquoEL ESPACIO DEPORTIVO A CUBIERTO FORMA Y LUGARrdquo ldquodesarrolla los espacios deportivos a cubierto en un intento de explicar e interpretar la
riqueza de matices y la complejidad del objeto arquitectoacutenico y ello en la consideracioacuten de la idea de la totalidadrdquo [14] ldquoLA CULTURA FIacuteSICA Y EL DEPORTE FENOacuteMENOS SOCIALESrdquo ldquoPlantean los beneficios de las acciones que vinculan la actividad fiacutesica el deporte y la
recreacioacuten como componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la prevencioacuten ante diferentes riesgosrdquo [9] ldquoDETERMINANTES SOCIALES EN EL DEPORTE ADAPTADO EN LA ETAPA DE FORMACIOacuteN DEPORTIVA UN ENFOQUE CUANTITATIVOrdquo ldquoDeporte se ha adaptado no solo como un meacutetodo de integracioacuten social sino como una
necesidad involucrando la diversidad en el comportamiento social dentro de la
manifestacioacuten del bien individual que no podiacutea estar al margen del bien colectivordquo [12] ldquoEL IMPACTO DE LA ACTIVIDAD FIacuteSICA Y EL DEPORTE SOBRE LA SALUD LA COGNICIOacuteN LA SOCIALIZACIOacuteN Y EL RENDIMIENTO ACADEacuteMICO UNA REVISIOacuteN TEOacuteRICArdquo ldquoSe presenta una serie de investigaciones que hacen evidente los beneficios que el
deporte tiene en cuanto a procesos de socializacioacuten procesos mentales rendimiento
escolar y mejoramiento de la calidad de vida de las personas que lo practicanrdquo [8] ldquoEJERCICIO FIacuteSICO Y SALUDrdquo ldquoRealizar actividad fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por
semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad
cardiovascular y mortalidadrdquo [13] ldquoEDUCACION EN VALORES A TRAVEacuteS DEL DEPORTErdquo ldquoLas habilidades sociales y de comunicacioacuten que resultan problemaacuteticas se pueden entrenar mediante ejercicios que fomentan el desarrollo de autoestima aumento de la felicidad e integracioacutenrdquo [10]
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64 MARCO NORMATIVO
641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia
El ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humano El deporte y la recreacioacuten forman parte de la educacioacuten y constituyen gasto puacuteblico social Se reconoce el derecho de todas las personas a la recreacioacuten a la praacutectica del deporte y al aprovechamiento del tiempo libre El Estado fomentaraacute estas actividades e inspeccionaraacute vigilaraacute y controlaraacute las organizaciones deportivas y recreativas cuya estructura y propiedad deberaacuten ser democraacuteticas
642 NSR-10
Reglamento Colombiano de Construccioacuten Sismo Resistente Ley 400 de 1997 Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 modificado por el Decreto 092 del 17 de enero de 2011 Reglamento de vigencia en todo el territorio nacional
643 ACI 318-14
Este Reglamento proporciona los requisitos miacutenimos para los materiales el disentildeo construccioacuten y evaluacioacuten de la resistencia de miembros y sistemas de concreto estructural de cualquier estructura disentildeada y construida de acuerdo con los requisitos del reglamento general de construccioacuten
644 ANSIAISC 360-10
La Especificacioacuten estaacute basada en el uso pasado exitoso avances en el estado del conocimiento y cambios en la praacutectica de disentildeo La ldquoSpecification for Structural Steel Buildingsrdquo del American Institute of Steel Construction (AISC) provee un tratamiento integrado de los meacutetodos de Disentildeo por Tensiones Admisibles y del Disentildeo por Factores de Carga y Resistencia (LFRD) y reemplaza anteriores especificaciones Como se indica en el capiacutetulo B de la Especificacioacuten los disentildeos pueden hacerse con las provisiones de cualquiera de esos 2 meacutetodos de disentildeo
645 LEY 99 DE 1993
Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente se reordena el Sector Puacuteblico encargado de la gestioacuten y conservacioacuten del medio ambiente y los recursos
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naturales renovables se organiza el Sistema Nacional Ambiental SINA y se dictan otras disposiciones
646 DECRETO 1807
Por el cual se reglamenta el artiacuteculo 189 del Decreto Ley 019 de 2012 en lo relativo a la incorporacioacuten de la gestioacuten del riesgo en los planes de ordenamiento territorial y se dictan otras disposiciones
647 Acuerdo No 287 DE 2015
Por medio del cual se adopta el nuevo plan de ordenamiento territorial del municipio de Villavicencio y se dictan otras disposiciones Se trata de hacer de Villavicencio una ciudad planificada en la que todos sus habitantes tengan oportunidad de progresar proporcionando para ello espacios de participacioacuten e inclusioacuten social para consolidar a la ciudad como uno de los mayores centros generadores de desarrollo en el paiacutes
65 MARCO GEOGRAacuteFICO
El barrio Villa Juliana se localiza en el departamento del Meta al sur del municipio de Villavicencio en la Comuna 8 al cual se accede a traveacutes de la viacutea Villavicencio-acacias a 88 km del centro fundacional del municipio por el acceso al barrio porfiacutea por la carrera 43 a 18 Km hacia el sur de la comuna
Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional
Fuente [propia]
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Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental
Fuente [propia]
Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal
Fuente [Google Earth]
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Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario
Fuente [Google Earth]
El aacuterea en rojo es el barrio Villa Juliana este tiene una superficie de 9576981 m2 seguacuten levantamiento topograacutefico aportado por la secretaria de planeacioacuten de la alcaldiacutea de Villavicencio colinda con el asentamiento cambulos por el sur y sur occidente por el norte con la finca La Camelia accediendo por la carrera 43 desde la ciudadela Porfiacutea pasando el costado oriente por el asentamiento Villa del lago y por el costado occidente por la urbanizacioacuten La Maporita El aacuterea en verde es la reservada para equipamiento local y comunitario esta seriacutea el aacuterea destinada para la ejecucioacuten del proyecto el equipamiento local cuenta con un aacuterea de 145057 m2 y el equipamiento comunitario cuenta con un aacuterea de 19355 m2
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7 METODOLOGIacuteA
Inicialmente se obtiene toda la informacioacuten relacionada con el barrio Villa Juliana gracias al estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten del asentamiento humano Villa Juliana [3] se determina que la comunidad carece de varios aspectos importantes para un educado desarrollo social econoacutemico y cultural En este estudio se encuentra toda la informacioacuten correspondiente a la poblacioacuten equipamiento y demaacutes aspectos de la comunidad Para el correcto desarrollo del proyecto se tomoacute como base el proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten del cual se adoptoacute el disentildeo arquitectoacutenico que cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes [15] para este tipo de estructuras Una vez definidas las dimensiones y distribuciones de la estructura se debe realizar la evaluacioacuten de todas las solicitaciones que pueden afectar la estructura de acuerdo con el tiacutetulo B de la NSR-10 se deben considerar las solicitaciones provenientes del peso de los elementos permanentes en la construccioacuten los ocupantes y sus pertenencias efectos ambientales entre otras Estas son distintas a las fuerzas o efectos que aplica el sismo Despueacutes se determina el nivel de amenaza siacutesmica y los valores Aa y Av de acuerdo con el Tiacutetulo A de la NSR-10 Estos paraacutemetros sirven como base para definir el movimiento siacutesmico de disentildeo que se expresa por medio de un espectro elaacutestico de disentildeo ldquoEl Reglamento contempla descripciones alternativas del sismo de disentildeo ya sea a traveacutes de familias de acelerogramas o bien por medio de expresiones derivadas de estudios de microzonificacioacuten siacutesmica las cuales deben determinarse siguiendo los requisitos dados en el Capiacutetulo A2rdquo [1] Se caracteriza la estructura con respecto al sistema estructural de resistencia siacutesmica y se definen los materiales empleados que cumplan con las disposiciones de la NSR-10 para asiacute poder identificar la capacidad de disipacioacuten de energiacutea que se presenta Posterior a esto se debe definir el grado de irregularidad de acuerdo con el Capiacutetulo A3 del Reglamento (NSR-10) [1] Utilizando el Software de elementos finitos se analiza la estructura a partir de la geometriacutea cargas definidas anteriormente y considerando las diferentes condiciones y combinaciones determinadas en la NSR-10 Con el anaacutelisis se determina el comportamiento mecaacutenico de la estructura (desplazamientos deformaciones esfuerzos de flexioacuten corte axial y torsioacuten) al igual que las reacciones que se transmiten a la fundacioacuten Basaacutendose en los resultados se pude
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modificar el modelo inicial para conseguir una mejor alternativa tanto en seguridad como en economiacutea Se determinan las fuerzas siacutesmicas (Fs) que deben aplicarse a la estructura para lo cual deben usarse los movimientos siacutesmicos de disentildeo definidos anteriormente y posterior a esto realizar un anaacutelisis siacutesmico de la estructura de acuerdo con lo estipulado en el Capiacutetulo A3 de la NSR-10 [1] Una vez evaluados los desplazamientos horizontales se debe verificar que las derivas de disentildeo no excedan los liacutemites dados en el Capiacutetulo A6 de la NSR-10 en el caso de no cumplir con las derivas maacuteximas se debe rigidizar la estructura hasta que no se exceda el liacutemite Para finalizar con el disentildeo de las estructuras se analizan los resultados de las distintas solicitaciones y combinaciones para realizar el disentildeo de los elementos estructurales En este proyecto se requiere de unos elementos especiacuteficos para el correcto desarrollo de las actividades deportivas por esta razoacuten se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten para cada deporte basaacutendose en lo especificado por el proyecto tipo el cual cumple con los lineamientos establecidos en las normativas de cada deporte Una vez terminados los disentildeos de la infraestructura deportiva y comunitaria ademaacutes de especificar la dotacioacuten requerida se debe elaborar el presupuesto detallando las cantidades de materiales que se necesitan para la construccioacuten de la propuesta de disentildeo (superestructura y sub-estructura o cimentacioacuten) ajustaacutendola a los materiales disponibles en la regioacuten Por uacuteltimo se deben preparar revisar y aprobar los documentos definitivos de la propuesta de disentildeo como son las memorias de caacutelculo los planos de construccioacuten y el presupuesto de ambas estructuras
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8 PRELIMINARES
Por medio de la comunidad tuvimos acceso a los planos de la legalizacioacuten del barrio donde pudimos determinar el aacuterea que se teniacutea destinada para la construccioacuten del saloacuten comunal y del polideportivo posteriormente se realizoacute una visita al terreno para poder dimensionar y planear como seriacutea la distribucioacuten del espacio para el saloacuten comunal y para el polideportivo Adicionalmente se consultoacute con la entidad que necesitaban en el saloacuten comunal y en la placa deportiva Se acordoacute con la comunidad que el saloacuten comunal tendriacutea dos (02) oficinas una (01) cocina un (01) bantildeo interno para hombre un (01) bantildeo interno para mujeres un (01) deposito un (01) saloacuten para las reuniones de la comunidad un (01) bantildeo para hombres externo con duchas y vestidores un (01) bantildeo para mujeres externo con duchas y vestidores Para el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva se mostroacute a la comunidad el disentildeo del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten y se adoptoacute este disentildeo el cual cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes En la visita al lugar destinado para el saloacuten comunal y la placa deportiva se evidencio que el terreno era muy nivelado y no habiacutea grandes cambios en la topografiacutea debido a que ya se haba echo una nivelacioacuten del terreno para la cancha de tierra que se tiene para el desarrollo de la praacutectica deportiva de la comunidad
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Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
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Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno
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9 PROPUESTA DE DISENtildeO
Se realiza este trabajo de grado mediante la opcioacuten aplicaciones en temaacuteticas de ingenieriacutea civil para la Universidad Santo Tomas sede Villavicencio busca solucionar una problemaacutetica social manifestada por la comunidad en el barrio villa Juliana en la ciudad de Villavicencio dando como solucioacuten escenarios deportivos y comunitarios La propuesta de disentildeo del saloacuten comunal contempla la construccioacuten de un aacuterea de 38482 m2 que cuenta con espacios de almacenamiento cocina oficinas 2 bateriacuteas de bantildeos y un saloacuten de reunioacuten con capacidad de 300 personas se realiza el disentildeo arquitectoacutenico y estructural La propuesta de disentildeo del polideportivo contempla la construccioacuten de un aacuterea de 88275 m2 los disentildeos a los que se les realizo la revisioacuten fueron obtenidos del proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP denominado ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo [6] mediante los anexos teacutecnicos se realiza la revisioacuten del disentildeo seguacuten la regioacuten y anaacutelisis de solicitaciones propias de la zona todos los disentildeos el presupuesto de construccioacuten y dotacioacuten y planos del polideportivo exceptuando la cimentacioacuten pertenecen a los disentildeos del anexo teacutecnico del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo del DNP
91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL
De acuerdo con los requerimientos de la comunidad y las condiciones del terreno se disentildeoacute el saloacuten comunal con todos los espacios requeridos por la comunidad para realizar las actividades que se requieran asiacute como un espacio de bantildeos duchas y vestidores que puedan ser utilizados por los usuarios de la placa deportiva (ver planos ARQ 01 y ARQ 02)
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Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01)
Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03)
se realiza los caacutelculos y el anaacutelisis que cumplan con la norma sismo resistente colombiana NSR 10 de un saloacuten comunal con una (01) planta y una (01) cubierta ubicado en el barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio en el departamento del Meta
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911 Generalidades
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 38482
Aacuterea construida 1er piso (m2) 38482
Sistema estructural Poacuterticos en concreto reforzado
resistentes a momento
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos Si
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
30
Fuente Propia
9111 Descripcioacuten del proyecto
El proyecto contempla el disentildeo de un saloacuten comunal con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado con cubierta liviana soportada sobre perfiles metaacutelicos con una pendiente mayor a 15 grados La estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 18 Configuracion general del modelo
Fuente Propia
912 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el
procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y
CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1]
despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios geoteacutecnicos) y
realizar el disentildeo arquitectoacutenico se debe realizar el disentildeo estructural para lo cual
siguen los pasos de la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para
edificaciones nuevas y existentesrdquo [1]
Pre dimensionamiento y se define el tipo de sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de la estructura en un programa de elementos finitos
para determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
913 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del saloacuten comunal
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
914 Cargas
9141 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
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9142 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP 09D+09PP+10Ex+03Ey 09D+09PP+10Ex-03Ey 09D+09PP+10Ey+03Ex 09D+09PP+10Ey-03Ex 09D+09PP+16Wx 09D+09PP+16W(-x) 09D+09PP+16Wy 09D+09PP+16W(-y) 09D+09PP-10Ex+03Ey 09D+09PP-10Ex-03Ey 09D+09PP-10Ey+03Ex 09D+09PP-10Ey-03Ex 12D+12PP+10Ex+03Ey+10L 12D+12PP+10Ex-03Ey+10L 12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L 12D+12PP+16L+05Lr 12D+12PP+16Lr+08Wx 12D+12PP+16Lr+08W(-x) 12D+12PP+16Lr+08Wy 12D+12PP+16Lr+08W(-y) 12D+12PP+16Lr+10L 12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wx+10L+05Lr 12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wy+10L+05Lr 12D+12PP-10Ex+03Ey+10L 12D+12PP-10Ex-03Ey+10L 12D+12PP-10Ey+03Ex+10L 12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9143 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite de
resistencia
D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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915 Cargas muertas y cargas vivas
Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS
Teja Aluzinc + Anclajes 015 KNm2
Baldosa Ceraacutemica 08 KNm2
Luminarias 18 KN
Mamposteriacutea De Bloque De Arcilla (Pantildeetado En Ambas Caras)
2 KNm2
Muros Cortina De Vidrio Entramado Y Marco 050 KNm2
Placa De Tanque 360 KNm2
CARGAS VIVAS
Terraza Tanque 2 KNm2
Saloacuten Comunal 2 KNm2
Cubierta Liviana 05 KNm2
Tanque De Agua 1000 Lts 1000 KN
Aacuterea De Placa Sobre La Cual Se Apoya El Tanque De 1m3
1000 m2
Carga Uniforme Sobre Placa De Tanque 100 KNm2
Fuente Propia
916 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del saloacuten comunal (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva (ver Memoria de caacutelculo saloacuten comunal)
Tabla 4 Peso saloacuten comunal
Caacutelculo del peso del saloacuten comunal
MUROS VIGAS Y PLACA
Peso Total 122018 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9161 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 19 Espectro de disentildeo
Fuente Propia
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Ilustracioacuten 1 irregularidad torsional Fuente A3-1 NSR 10
9162 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea
INCOMPATIBILIDADES
ϕp = 090 Irregularidad en planta A12 [1]
Fuente Figura A3-1 NSR 10
ϕa = 100 Irregularidades en Altura Tipo
3A Geomeacutetrica [1] Sin irregularidad
ϕr = 075 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] En sistemas de poacutertico resistente a
momentos Ro = 70 DES
Fuente Propia
Tabla 8 Calculo irregularidad torsional DESPLAZ (m) 12DE+10L +10E
Piso 1 Tipo Riacutegido
A3-1 NSR 10
d prom (m) 00120
d max (m) 00120
Irregularidad torsional normal
o extrema
ϕp = NA (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
Fuente propia
1R = 021
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9163 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Tabla 9 Periodo fundamental T (s) F (Hz)
018 544
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 4
Ta = Ct hα 016
T lt CuTa Verificacioacuten
018 lt 0194 CUMPLE
Fuente Propia
9164 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
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Tabla 11 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 122018 123315 123315
917 Cargas de viento
Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 40 m Altura alero
h c 56 m Altura cumbrera
h m 48 m Altura media
L 242 m longitud estructura
B 249 m profundidad estructura
α gt 150 grados pendiente de techo
A techo 3411 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
A continuacioacuten se evaluacutea cada una de las paredes externas del saloacuten comunal para determinar la clasificacioacuten del cerramiento de la edificacioacuten El aacuterea total del techo es de 34112 m2 no tiene aberturas Ag de cada una de las paredes se calcula teniendo con la sumatoria del aacuterea gruesa de todas las paredes maacutes la sumatoria total de aacuterea total de techo menos la pared actual
Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento
Fuente Propia
Fuerza de viento procedimiento analiacutetico Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
CLASIFICACION DE CERRAMIENTO EDIFICACION PARCIALMENTE
ABIERTA
EDIFICACION DE BAJA ALTURA SI
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Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-
1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga Para estructuras riacutegidas el factor de efecto
de raacutefaga 085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
Gx 0880624121 Factor de efecto raacutefaga
Gy 086781881 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia
Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2 (ver memoria de caacutelculo)
9171 Carga de viento para teja y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 18 3 gt 05
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Tabla 16 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Ancho teja 05 m
Separacioacuten correas 18 m
Luz correas 42 m
A aferente teja 06 m Ancho efectivo teja
A aferente correa 18 m Ancho efectivo correa
A ef teja 11 m2 Aacuterea efectiva teja
A ef correa 75 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
teja -26 05
correas -22 04
Edificios bajos lt18m
P Presioacuten teja 07 KNm2
P succioacuten teja - 13 KNm2
P presioacuten correa 06 KNm2
P succioacuten correa -17 KNm2
Fuente Propia
918 Derivas
Las derivas maacuteximas son de 0231 Por lo tanto la estructura cumple con el criterio de
deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1] (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1
Figura 20 Planta de vigas aereas
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9191 Generalidades todos los ejes
Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1
Viga tipo 1 25X40
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 3595 Kn
Momento Mu (Knm) (-) 2573 Knm
Momento Mu (Knm) (+) 2341 Knm
Luz de viga 66 m
Hmin (L16) 041
Fy (Mpa) 420 Mpa
Fc (Mpa) 21 Mpa
λ (Concreto de peso normal) 1
B1 085
Fuente Propia
9192 Disentildeo a flexioacuten
Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Fuente Propia
Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1
As min 1 19836 mm2
As min 2 24240 mm2
b 025 m
h asum 035 m
d 029 m
d 005 m
Ф 09
Mn- 286
Mn+ 260
pmin 00033
Pmax 00135
P req- 00034
P req+ 00030
As- 2436 mm2
As+ 2208 mm2
Fuente Propia
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Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1
a 37459 mm a 3745882353
c 44069 mm c 4406920415
Pdisentildeo- 0005 Pdisentildeo+ 0005473141
ФMn- 40943 ФMn+ 4094267088
Chequeo CUMPLE Chequeo CUMPLE
Revisioacuten Ф 00168 Revisioacuten Ф 00168
Correccioacuten Ф 18834 PHI=09 Correccioacuten Ф 18834 PHI=09
Fuente Propia
9193 Disentildeo a cortante
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C11 [1] de la normativa vigente
Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE
Liacutemite de esfuerzos 458
bw (m) 025
h (m) 035
d 005
d (m) 029
fc (MPa) 21
Cortante maacuteximo Vu 1-1 (KN) 3595
fVc (KN) 3399
Vs (KN) 327
VultfVc Refuerzo a
cortante
VS gt 4 VC CUMPLE
s arranque (m) db = 38 531
s max 2 068
VS gt 033 x bW x d 13232
VS lt 066 x bW x d 26464
Av min (mm2)-1 24596
Av min (mm2)-2 3030
Fuente Propia
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9194 Disentildeo a torsioacuten
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C1151 [1] de la normativa vigente donde Acp es Aacuterea encerrada por el periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal de concreto y Pcp es el Periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal y para realizar el chequeo se utiliza la siguiente formula
Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1
Tu 357 Knm
Acp 87500 mm2
Pcp 120000
Chequeo Tu 182005228 Knm
Fuente Propia
9195 Calculo de las propiedades y revisioacuten de la seccioacuten de
concreto
Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 X1 0160475 mm
Y1 0260475 mm
Aoh 4179973 mm2
Ao 3552976678 mm2
d 290875 mm
Ph 8419 mm
Fuente Propia
Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto
Vu 3595000 N
Vc 4532052798 N
Ecuacioacuten 11-18 Del Aci 1256291283 Nmm2 273579769 Nmm2
Revisioacuten Cumple Seccioacuten
Fuente Propia
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9196 Refuerzos
Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten
Tn 476 Knm
Ѳ 45 Grados 0617369624
Ats 015949068 mm2mm para 1 rama de estribo
Avs 0026733842 mm2mm para 2 ramas de estribo
Fuente Propia
Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos
2At+Av 0345715203 mm2mm para 1 ramas de estribo
S estribos 38 0411 m
S max permisible 0105 m
Fuente Propia
Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten Al 1342752036 mm2
Min Al 2667001698 mm2
Fuente Propia
9197 Calculo de deflexiones para la viga con la mayor luz
Viga 025 X 035 Deflexioacuten 0002 M Deflexioacuten Permitida 0017833333 M
Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1
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9110 Columnas
91101 Revisioacuten de refuerzo de columnas elemento con el mayor
momento
Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas
91102 Flexioacuten y carga axial
Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas
Fy (MPa) 420
Es (Gpa) 200
fc (Mpa) 21
Ec (Gpa) 2154
d 030
Ndeg Barras 10
b (m) 035
h (m) 035
r (m) 004
a 014
A 00002
Lu (m) 365
k 1
r 0105
Mu sup (KNm) 2733
Mu inf (KNm) 2531
Pu (KN) 12307
Vu (KN) 145
Cm 060
Ig (m4) 00013
Ise (m4) 00001
EI1 (Pa) 2096674615
EI2 (Pa) 8287338453
Pcr 1 6213052808
Pcr 2 2455777882
L1 0601
L2 0603
Pu (KN) 12307
Mu 1526
Mu 2531
09
a= 166695060
b= 14126700
c= 2812222
0002039812
0082705951
As (mm) 122500
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Fuente Propia
91103 Cortante
Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas
s 1 00153
s 2 00060
Asmin (mm2) 4374
s min (m) 38 0592
Ash1 (mm) 1063
Ash2 (mm) 2411
d min (mm) 7
vc Mpa1 0764
vc Mpa2 0764
vc Mpa3 1375
vc Mpa 0764
Vc (KN) 62460
VultVc Ok
vs (KPa) -391512
s (m) d = 38 -0370
Fuente Propia
91104 Refuerzo
Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna
Ref Long
h (m) 365
Asmin 1225
As (mm2) 1791
995 1791
Asmax 4900
Ref Transv Z conf
s(m) 009
L Zconf 06 m
Ref Transv min
s (m) 010
Complemento si
Fuente Propia
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Ver detalles de las columnas en el plano E03 y E01
9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal
Con los datos obtenidos del anaacutelisis estructural se considera dimensionar la placa de fondo o contrapiso por medio de una losa maciza en dos direcciones
Figura 25 Losa maciza en dos direcciones
91111 Dimensionamiento de placa y avaluoacute de cargas
Espesor de placas macizas en dos direcciones sin vigas interiores determinado seguacuten las secciones C13 y C95 [1]
La 30 m
Lb 30 m
a = LbLa 100
Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza
Paneles exteriores sin aacutebacos
eMin sin vigas de borde 010 m
eMin con vigas de borde 009 m
paneles interiores sin aacutebacos 009 m
Paneles exteriores con aacutebacos
eMin sin vigas de borde 009 m
eMin con vigas de borde 008 m
paneles interiores con aacutebacos 008 m
e asumido 010 m
Carga de peso propio de Placas y estructuras encima (KNm2)
Peso propio losa 24 KNm2
Piso y alistado 10 KNm2
Muros eventuales 30 KNm2
D 64 KNm2
Carga viva 18 KNm2
Impacto 10 018 KNm2
L 20 KNm2
wu 838 KNm2
Fuente Propia
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Utilizando el procedimiento de la seccioacuten C139 ldquoLosas en dos direcciones apoyadas sobre muros o vigas riacutegidasrdquo [1] del Reglamento vigente (Meacutetodo de los Coeficientes) se divide el panel en consideracioacuten en cada direccioacuten en franjas Centrales cuyo ancho es la mitad del panel y medias franjas de columnas con un ancho igual a un cuarto del panel
91112 Franjas centrales
Tabla 31 Franjas centrales
Momentos negativos en los bordes (Tabla C139-1)
Caneg 0045
Cbneg 0045
Ma (negativo) 34 KNm
Mb (negativo) 34 KNm
Momentos positivos (Tablas C139-2 Y C139-3)
Ca D positivo 0018
Cb D positivo 0018
Ca L positivo 0027
Cb L positivo 0027
Ma (positivo carga muerta) 10 KNm
Ma (positivo carga viva) 05 KNm
Ma (positivo total) 15 KNm
Mb (positivo carga muerta) 10 KNm
Mb (positivo carga viva) 05 KNm
Mb (positivo total) 15 KNm
Fuente Propia
91113 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior Franja central
Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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91114 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior Franja central
Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Fuente Propia
91115 Franjas de columnas
Los momentos en los bordes seraacuten 23 de los calculados en la franja central
Momentos negativos La 23 KNm Momentos positivos La 10 KNm Momentos negativos Lb 226
Momentos positivos Lb 101
91116 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior franja de columnas
Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas
Fuente Propia
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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91117 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior franja de columnas
Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
91118 Cortante
Para el caacutelculo de las reacciones se utiliza la Tabla C139-4 [1] en donde para m=09 en el caso 2 el 60 de la carga se transmite en la direccioacuten de la luz menor y el 40 en la direccioacuten de la luz mayor
Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso V1 63 KN
V2 63 KN
Vd1 60 KN
Vd2 60 KN
Vu 91 KN
Ф 075 KN
Vc 4674 KN
ФVc 3506 KN
CUMPLE
Fuente Propia
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Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02)
9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten
Se realiza el disentildeo de dos tipos de zapatas centrales y esquineras ya que el terreno de la edificacioacuten es colindante con una finca las zapatas esquineras fueron disentildeadas con el meacutetodo calavera [16]
91121 Zapata Z-1 central
La zapata Z-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
91122 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
La zapata Z1 se utiliza en los Puntos 1 3 6 7 8 10 11 12 13 14 17 18 19 20 21 22 23 25 26 27 28 30 31 32 33
Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 )
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 936
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 94
Momento (KNm) 2-2 135
Momento (KNm) 3-3 168
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 1226
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN) 000
Carga maacutex horizontal Hu (KN) 1266
Momento (KNm) 2-2 198
Momento (KNm) 3-3 231
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
Concreto de peso normal No liviano 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 )
PS (KN) 936Kn
Peso de zapata (KN) 184Kn
Aacuterea de zapata (m2) 06m2
Zapata rectangular de L (m) 07m
A (m) 160m
B (m) 160m
Espesor t (m) 030m
Recubrimiento r (m) 0075m
d (m) 021m
Prof de cim 13m
Figura 27 Diagrama zapata (Z1)
Fuente Propia
Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0145
ey (m) 018
Relacioacuten exey 12
B recomendado 20
A6 03
B6 03
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 53 KNmsup2
q2 970 KNmsup2
q3 495 KNmsup2
q4 380 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 23 KNmsup2
q2 1273 KNmsup2
q3 607 KNmsup2
q4 495 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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91123 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1
Cortante Bidireccional Z1
Ancho de pedestal b c 035 m
Largo de pedestal l c 035 m
Lcd 2 11
V (d2) 867 Knm2
Vu (d2) 2380 Kn
Beta 10
Bo 22 m
065
Vc1 7146 Kn
Vc2 6687
Vc3 4624
Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1
Direccioacuten Larga
Lcd 04
V(d) 949
Vu(d) 714
φ 075
φc= 1963 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 04
V(d) 949 Knm2
Vu(d) 714 Kn
φ 075
φc= 1963 Kn
Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 16
B (m) 16
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
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Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 45 Resistencia al aplastamiento
Z1
Resistencia al aplastamiento
Pu 1226
φ 065
A1 012
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 24
raiacutez(A2A1) 44
Phi Pnb 28426 Kn
Fuente Propia
91124 Disentildeo a flexioacuten
Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta
Abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2
Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 02 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000156
Pasumido 000333
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras
90
separacioacuten 018 m 14 c018 en
la direccioacuten corta abajo- Son 9
Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2 Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09 Pmin 00033
Pdisentildeo 00016
Pasumido 00033
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 90
Separacioacuten 018 m 14 c018
en la direccioacuten larga abajo- Son 9
Fuente Propia
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Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1
Fuente Propia
Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas
de viento en la memoria de calculo del salon comunal)
91125 Zapata esquinera Z-2
La Zapata Z-2 se utiliza en los puntos 2 4 9 15 16 5 29 se realiza el disentildeo de la zapata cuadrada esquinera con vigas aeacutereas siguiendo el fundamento teoacuterico de Joseacute calavera [16] en el cual se supone que la zapata estaacute apoyada sobre Vigas virtuales en voladizo
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 0625 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 7056 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 60
Separacioacuten 028 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 6
Separacioacuten usada 025 m
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Figura 29 Diagrama Zapata Z2
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
El procedimiento mediante el cual se determina las tenciones maacuteximas y miacutenimas es el siguiente
Se fijan las dimensiones de la zapata b h
Se determina el coeficiente de balasto K mediante la ecuacioacuten (1) en donde
f es el factor de correlacioacuten de aspecto de la zapata ecuacioacuten (2) y KL es el
moacutedulo de balasto lineal ecuacioacuten (3)
Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto
Ecuacioacuten (1) Ecuacioacuten (2) Ecuacioacuten (3)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
A continuacioacuten se encuentran las ecuaciones que se utilizan para calcular
la fuerza de traccioacuten T y las tensiones qmax y qmin la placa de la zapata estaacute
sometida a dos momentos maacuteximos que producen tracciones en la cara
superior e inferior
Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2
Ecuacioacuten (4) Ecuacioacuten (5) Ecuacioacuten (6)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
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9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2)
Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 b1 035 m
b2 035 m
P serv 6226 KN
Qa 200 KNm2
Momento 3-3 serv 1353 KNm
Momento 2-2 serv 1682 KNm
Pultimo 822 KN
Momento ultimo 3-3 205 KNm
Momento ultimo 2-2 2546 KNm
Fc 21 MPa
Fy 420 MPa
Columnas Laterales 20
Fuente Propia
Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2
Peso de Zapata 18432 Kn
Amin 040346 m2
B 16 m
L 16 m
Aacuterea Definitiva 256 m2
Espesor t 03 m
Altura de la Vcim h 03 m
Recubrimiento r 0075 m
d (m) 0225 m
Prof de cimentacioacuten 130 m
W 085 m
Fuente Propia
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Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 emax 027
emin 022
B6 027 m
L6 027 m
Moacutedulo de balasto K 05 nmm3
075
Bc (b2b1) 1
Ec 21538106 Mpa
Ic 1250520833 mm4
Kc 0176 nmm3
Ts 30647 Kn
Tu 40463 Kn
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
qsmax 60503 Knm2
qsmin 2537 Knm2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
qumax 69786 Knm2
qumin -6745 Knm2
qum 31520 Knm2
Fuente Propia
Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento
Ancho de columna bc 035 m
Largo de columna Lc 035 m
Vup 68130429 Kn
Bo 093 m
1
up 3273534126 Knm2
v 065
Vc1 9928914006 Knm2
Vc2 1704016323 Knm2
Vc3 1489337101 Knm2
Verificacioacuten CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2
Direccioacuten Larga y Corta
Vud 51693 Kn
ud 143593 Knm2
065
Vc 496446 Knm2 CUMPLE
Fuente Propia
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Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2
Refuerzo Parrilla superior e inferior
q prom 3152 Knm2
Mu 6993 Knm
Mn 7770 Knm
Fy 420 MPa
Fc 21 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d = r + barra 0075 m
d 0225 m
09
P min 00033
P disentildeo 00023
P asumido 00033
As 1188 mm2
Barra No 5
Cantidad de Barras 6
separacioacuten 024 m
15 c024 en la direccioacuten Corta y Larga Abajo - Son 6
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en el plano E01 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de los dos tipos de zapatas que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten
Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten
b 035
h 035
d 0275
Fc 21
Fy 420
C o T 6165 Kn
Tu 4046319494 Kn
Asreq 1070454893 mm2
Asmin 317625 mm2
Asdis 317625 mm2
Barras No 5
Cantidad 2
Fuente Propia
Tabla 58 Disentildeo de viga virtual b 03
h 03
d 0225
Fc 21
Fy 420
Mp 4303573333
P 0007389068
Asreq 4987620775 mm2
Asmin 22275 mm2
Asdis 4987620775 mm2
Barras No 5
Cantidad 3
Fuente Propia
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Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014)
A1 (m2) 01225
065
t (m) 03
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 (m2) 09025
raiz(A2A1) 27143
Factor 2
F aplastamiento (KN) 28426125
Fu (KN) 822
Fu lt F aplastamiento CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 60 Altura miacutenima de desplante
Put (KN) 0
B (m) 16
L (m) 16
sad (KNm2) 200
g (KNm3) 18
qu (KNm2) 0
FS 2 2
z (m) 0
Df (m) 130
Fuente Propia
Figura 31 Diagrama Viga Virtual
Ver cargas de servicio y Reacciones de servicio en la memoria de caacutelculo del saloacuten comunal
9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten
91151 CAacuteLCULO viga cimentacioacuten estructura de concreto - VC1
En el cortante maacuteximo se utiliza el 10 de la carga de la cimentacioacuten
Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1
Viga de Cimentacioacuten tipo 1 VC-1 30x30
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 1226
Momento Mu (KNm) 693
C oacute T (KN) 920
As min (mmsup2) 1103
Densidad del suelo (KNm3) 18
Profundidad de cimentacioacuten (m) 10
Wu o subpresioacuten (KNm) 378
Luz de viga (m) 413
Hmin (L30) 021
fy (Mpa) 420
fc (MPa) 21
Concreto de peso normal) 10
Fuente Propia
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91152 Disentildeo de cortante
Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1
bw (m) 030 bw gt 03h oacute 250mm
Espesor h (m) 030 Espesor
d 007 Recubrimiento
d (m) 022
fc (MPa) 21 Resistencia del concreto miacutenima
Vu 1-1 (KN) 2007
Vc (KN) 3659
Vs (KN) -1652 VS gt 05 Vc Si Vs mayor que 12 de Vc Ref cortante
VultVc CUMPLE Criterio para refuerzo de cortante
v u - v c (KN) -24625
s (m) db = 38 -057 Separacioacuten miacutenima Z C= -057 lt 030m
s (m) db = 14 -011
VS gt 033 x bW x d 13610 Espaciamiento maacuteximo es d4
VS lt 066 x bW x d 27220 Cumple
Av min (mm2)-1 -11469
Av min (mm2)-2 -14128
Fuente Propia
91153 disentildeo de momentos
Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del
slaon comunal) bw (m) 030
d (m) 022
As min (mm2)-1 18302
As min (mm2)-2 22365
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en los planos E01 y E02 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de las vigas de cimentacioacuten con sus respectivos despieces que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros
Se disentildea la loza maciza en donde va a estar ubicada el tanque elevado que tambieacuten serviraacute de zona de mantenimiento para la cubierta
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Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L
DATOS
Luz 36 m
Fc 21000 Knm2
Fy 420000 Knm2
D 44 Knm2
L 10 Knm2
DIMENSIONES
H placa L20 018
H asumido 015
Recubrimiento 003
Barras Numero 4
db 00127
d 01137
disentildeo para un ancho de 1 m
b 1m
CARGAS
D 44 Knm2
L 10 Knm2
Wu 2128 Knm2
Mu 344736 Knm
CUANTIA
φ 09
Rn max 8925
Rn 2965549985
P cuantiacutea 0007771349
Pmin 00033
Fuente Propia
91161 Refuerzo
Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L
Ref principal
As M2m 0000883214
As mm2m 883213864
Espaciamiento max 045 m C765
Acero suministrado
Barras No4
Aacuterea barra cu 129
Cantidad 7
Espaciamiento 014
Acero suministrado 903 OK
Fuente Propia
Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L
REFUERZO PRINCIPAL
Barra Diaacutemetro Aacuterea Cantidad Espaciamiento
No3 95 71 1243963189 008
No4 127 129 6846619101 014
No5 159 199 4438260623 022
No6 191 284 3109907972 032
No7 222 387 2282206367 043
No8 254 510 173179189 057
Fuente Propia
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Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05)
91162 Calculo de deflexiones losa maciza e=15cm
Posterior al disentildeo de la losa se realizoacute la verificacioacuten de la deflexioacuten maacutexima para que no superara lo permitido por la norma [1] asiacute como se muestra a continuacioacuten
Tabla 67 Solicitaciones
SOLICITACIONES
D 44 KNm2
L 10 KNm2
LUZ 36 m
e 015 m
Fc 21000 KNm2
Fy 420000 KNm2
Ec 2153810577 KNm2
Es 200000000 KNm2
deflexioacuten 0003610345
Ig 000028125
deflexioacuten maacutexima permitida 001
Fuente Propia Una vez calculada la deflexioacuten de la losa se obtuvo un valor de 000361 y siendo
l360=001 nuestra deflexioacuten maacutexima permitida por la norma seguacuten tabla C95
(b) Se cumple este requisito (ver detalles en los planos)
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9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Se realizoacute el disentildeo de la mamposteriacutea NO estructural teniendo en cuenta las siguientes condiciones por la ubicacioacuten del proyecto
Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Ubicacioacuten Villavicencio Meta
Aa 035
Av 03
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Uso residencial
Grupo de uso II
Coeficiente de importancia I 11
Perfil del suelo Tipo c
Fa 105
Fv 15
Grado de desempentildeo del elemento no estructural BUENO
T 017 seg
Fuente Propia Tomando en cuenta lo establecido en la norma se determinoacute que en el caso del saloacuten comunal son muros divisorios con las siguientes caracteriacutesticas encontradas en la tabla A95-1 [1] muros divisorios de con coeficiente de aplicacioacuten dinaacutemica ap = 10 grado de desempentildeo bueno y tipo de amarres y anclajes No duacutectiles
Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales
ap 1
Tipo de anclaje No duacutectil
Rp especiales 6
Rp duacutectiles 3
Rp no duacutectiles 15
Rp huacutemedos 05
Hn 600 m
Heq 45 m
Hx 4
Sa 101
As 040
ax 094325
Fuente Propia Definidas las caracteriacutesticas de la mamposteriacutea no estructural se procedioacute al caacutelculo de la fuerza siacutesmica de disentildeo y con esto se realizoacute el disentildeo correspondiente
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Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural
L Muro 585 m
H Muro 3 m
Peso muro 3159 Ton
Fp 099324225
Limite 0552825
Fp asumida 099324225 Ton
Momento PXL4 099324225 Tonm
Cortante 0496621125 Ton
Fuente Propia
91171 Dovelas
Se emplearaacuten dovelas de 15x15cm como se muestra a continuacioacuten
Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas
Revisioacuten de la flexioacuten
Fc 210 Kgcm2
Fy 4200 Kgcm2
c 75 cm4
I 421875 cm4
Ф 09
Fr 2608447814 Kgfcm2
M 1467251896 Kgfcm
M 014672519 Tonm
Numero de dovelas
6 Und
Separacioacuten 097 m
Revisioacuten del cortante
Barra 12
Aacuterea 129 cm2
Diaacutemetro 127 cm
M 99324225 Kgfcm
Inercia 0127698501 cm4
c 0635 cm
ά 4200 Kgfcm2
V 1689240009 Kgf
V 0168924001 Ton
Vtotal 1013544005 Ton
Vu 0496621125 Ton
Fuente Propia Una vez verificados todos los paraacutemetros se comprueba que cumplen con lo exigido con la normativa (Ver detalles constructivos en plano E05)
9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente
Se realizoacute el disentildeo de las correas metaacutelicas para la cubierta teniendo en cuenta lo siguiente
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91181 Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500
Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 b 50 mm ancho del elemento
h 150 mm altura del elemento
e 3 mm
E 200000 Mpa moacutedulo de elasticidad
Fy 350 Mpa esfuerzo liacutemite de fluencia
A 1141 mm2 Aacuterea del elemento
Zx 51430 mm3 Coeficiente momento plaacutestico
Zy 23490 mm3
Sx 39810 mm3
Sy 21060 mm3 Coeficiente momento elaacutestico
lx 2985500 mm4 Inercia en el eje deacutebil del elemento
ly 526500 mm4
rx 512 mm Radio de giro en el eje x
ry 215 mm Radio de giro en el eje y
J 1508000 mm4 Constante torsional
09 Coeficiente para elementos sometidos a flexioacuten
rts 3450560744 mm
Ho 144
L 415 m
Fuente Propia
Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm
Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm
Mactuante 332
Pendiente cub gt 15deg
Mx(Knm) 3206873743
My(Knm) 085927923
Fuente Propia
Ya asignada la seccioacuten que se usara se realizan las correspondientes revisiones para asegurar que cumple con todo lo requerido por la normativa
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Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm
Fuente Propia
Revisando la resistencia a momento de la correa con la anterior ecuacioacuten obtenemos 0314078686 este valor es inferior a 1 Por lo tanto cumple con lo requerido con la normativa al igual que los chequeos del liacutemite de la aleta y el alma (ver detalles en planos E03 y E04)
9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales
91191 Cercha cubierta
Es necesaria una cercha en la cubierta del saloacuten comunal debido a las grandes luces entre columnas ya que se requeriacutea espacios amplios donde se puedan reunir las personas en los eventos que se organicen en la edificacioacuten La cercha se encarga de soportar los elementos principales de la cubierta trabaja especialmente para las cargas verticales por ende no se ve muy afectada por las cargas siacutesmicas a la que esteacute sometida la estructura A continuacioacuten se presentan la condicioacuten maacutes criacutetica para la cercha donde se muestra el iacutendice de sobreesfuerzo de cada elemento estructural mediante una gama de colores si el elemento presenta falla en la imagen se evidencia que no hay ninguacuten elemento que este fallando o con sobreesfuerzo (ver detalles en planos)
Figura 34 modelo cercha
Descripcioacuten Tubo rectangular 150x50x3mm
Chequeo btf(Aleta) 1466666667
Chequeo Htw (Alma) 48
Limite Nsr-10 (Aleta) 2677312085
Limite Nsr-10 (Alma) 5784906469
CompactaNocompacto (Alma) Compacto
CompactaNo compacto (Aletas) Compacto
mnx 1620045 Knm
mny 739935 Knm
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92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO
921 Generalidades
Tabla 75 Generalidades Polideportivo
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 88275
Aacuterea construida 1er piso (m2) 88275
Sistema estructural
Poacuterticos en concreto reforzado resistentes a momento
Peacutendulo invertido
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos No
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
20
Fuente Propia
9211 Descripcioacuten del proyecto Polideportivo
El proyecto contempla la revisioacuten del disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple siguiendo las especificaciones del documento del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo [1] con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado - peacutendulo invertido la estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas con una cubierta liviana a dos aguas desarrollada en estructura metaacutelica a base de cerchas espaciales que soportan correas tubulares de laacutemina delgada Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 35 ver memoria de calculo
922 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar la revisioacuten del disentildeo de este proyecto se
basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO
DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL
REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios
geoteacutecnicos) y analizar el disentildeo arquitectoacutenico propuesto por el DNP y aprobado
por Coldeportes para ver si se ajusta al aacuterea y especificaciones del terreno se
debe realizar la revisioacuten del disentildeo estructural para lo cual se siguen los pasos de
la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para edificaciones nuevas y
existentesrdquo
Teniendo en cuenta el documento base del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo
[1] se obtiene los paraacutemetros de la estructura predimensionamiento y
sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de estructura en un programa de elementos finitos para
determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
923 Cargas
A continuacioacuten se describen los tipos de cargas que se deben tener en cuenta para este tipo de estructura
Carga Muerta
La carga muerta corresponde al peso propio de la estructura y peso de los demaacutes elementos que permanecen fijos durante la vida uacutetil
Carga Viva
La carga viva corresponde a cargas gravitacionales que pueden variar durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras y tienen naturaleza variable se debe considerarse en el disentildeo la existencia de las mismas para determinar las condiciones de disentildeo criacuteticas
9231 Caacutelculo de la carga siacutesmica
Para calcular el peso que inercialmente contribuye al efecto siacutesmico se consideran los pesos de la estructura desde la placa de cimentacioacuten hacia arriba es decir vigas columnas placas y demaacutes
Cargas de viento
Cada estructura estaacute sometida a acciones de viento estas cargas variacutean con respecto a la ubicacioacuten geograacutefica la altura sobre el nivel del terreno el terreno y algunos otros factores Las cargas suelen ser importantes que las cargas siacutesmicas en estructuras con gran altitud
9232 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
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W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
9233 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP
09D+09PP+10Ex+03Ey
09D+09PP+10Ex-03Ey
09D+09PP+10Ey+03Ex
09D+09PP+10Ey-03Ex
09D+09PP+16Wx
09D+09PP+16W(-x)
09D+09PP+16Wy
09D+09PP+16W(-y)
09D+09PP-10Ex+03Ey
09D+09PP-10Ex-03Ey
09D+09PP-10Ey+03Ex
09D+09PP-10Ey-03Ex
12D+12PP+10Ex+03Ey+10L
12D+12PP+10Ex-03Ey+10L
12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L
12D+12PP+16L+05Lr
12D+12PP+16Lr+08Wx
12D+12PP+16Lr+08W(-x)
12D+12PP+16Lr+08Wy
12D+12PP+16Lr+08W(-y)
12D+12PP+16Lr+10L
12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wx+10L+05Lr
12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wy+10L+05Lr
12D+12PP-10Ex+03Ey+10L
12D+12PP-10Ex-03Ey+10L
12D+12PP-10Ey+03Ex+10L
12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9234 Combinaciones de carga para condiciones de servicio D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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924 Carga Muerta y viva
Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS TEJA ALUZINC + ANCLAJES 015 Knm2
LUMINARIAS 18 Kn
CARGAS VIVAS
CANCHA MULTIJUEGO 2 KNm2
CUBIERTA LIVIANA 05 KNm2
Fuente Propia
925 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del Polideportivo (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva
Tabla 78 Peso Polideportivo
caacutelculo del peso edificacioacuten polideportivo
MUROS VIGAS Y PLACA
JOINT F1 F2 F3 M1 M2 M3
111 78486 577 127066 -107534 4668895 -5807
113 -78477 5769 127067 -107523 -4668425 5819
559 85765 -06 154782 14039 5019147 -07335
561 -85773 -06 154779 14039 -5019667 07378
671 85839 0563 154809 -12767 5023079 07215
673 -85847 0563 154806 -12763 -5023578 -07254
783 78396 -5734 127049 107367 4663685 59208
785 -78388 -5733 12705 10737 -4663244 -59322
Peso Total 112741 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9251 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 36 Espectro de disentildeo
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Por medio del programa de elementos finitos ETABS calculamos el centro de masa que se puede observar en la siguiente tabla
Piso X Y ex ey
1 132579 100245 005 005
En donde
X y Y son las coordenadas del centro de masa seguacuten los ejes
ex porcentaje de torsioacuten en el piso en X y ey Porcentaje de torsioacuten en el
piso en Y (excentricidad accidental)
9252 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea INCOMPATIBILIDADES
= 100 Irregularidad en planta Ver
anexo A12 [1] Sin irregularidad
= 100 Irregularidades en Altura Sin irregularidad
= 100 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] Sin irregularidad
DES
1 = 0143
9253 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura los valores Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Ilustracioacuten 2 ecuacioacuten periacuteodo fundamental de la edificacioacuten
Fuente ilustracioacuten (A42-1) NSR 10
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Ilustracioacuten 3 ecuacioacuten definida en A43-3 de la
NSR 10
Piso Peso (KN) hx hi Fi (KN) di (m) mdi^2 Fi di T (s) F (Hz)
1 112741 600 113939 00081 00074 91732 018 559
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 82 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 6
Ta = Ct hα 024
Tlt CuTa Verificacioacuten
018 lt 024 CUMPLE
Fuente Propia
9254 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
K 100 Para T menor o igual a 05 segundos k = 10 (A432)
Cvx 100
Tabla 83 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 112741 113939 113939
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926 Cargas de viento
Tabla 84 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 60 m Altura alero
h c 90 m Altura cumbrera
h m 75 m Altura media
L 330 m longitud estructura
B 268 m profundidad estructura
α 150 grados pendiente de techo
A techo 8828 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
9261 Fuerza de viento procedimiento analiacutetico
Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
Tabla 85 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
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Tabla 86 Datos para calculo Factor raacutefaga FACTOR DE RAFAGA G O Gf
Para estructuras riacutegidas el factor de efecto de raacutefaga
085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
ɛ 0333 Tabla B65-2
l 975 Tabla B65-2
zmin 90 m Tabla B65-2
Lz 94135215 Longitud integral a escala
Bx 72 m Longitud edificio
By 142 m Ancho edificio
h 48 m Altura media edificacioacuten
Qx 09248 Respuesta del entorno
Qy 09032 Respuesta del entorno
c 03 Tabla B65-2
Iz 03053 Intensidad de la turbulencia
gQ = gv 34 B658 NSR-2010
Gx 0875258244 Factor de efecto raacutefaga
Gy 0863533629 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2
9262 Carga de viento para tejas y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 3 3 gt 05
Para determinar las presiones netas de las correas se utiliza la figura B65-16B [1] y el Angulo de la cubierta del polideportivo es de 15deg
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Tabla 87 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Separacioacuten correas 20 m
Luz correas 90 m
A aferente teja 30 m Ancho efectivo teja
A ef correa 270 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
correas 17 -17
Edificios bajos lt18m
P presioacuten correa 09 KNm2
P succioacuten correa -09 KNm2
Fuente Propia
927 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del polideportivo
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
928 Derivas
En la siguiente Tabla se resumen las derivas obtenidas en las direcciones X y Y Las
derivas maacuteximas son de 0109( ver memoria de calculo) Por lo tanto la estructura
cumple con el criterio de deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1]
929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas
Se realiza la verificacioacuten del disentildeo del DNP placa deportiva para zona de amenaza siacutesmica alta de las vigas aeacutereas con dimensiones 03x06m vigas de cimentacioacuten de 03x045m columnas de 06x07m y cubierta mediante un modelo digital elaborado en el software de elementos finitos ETABS y SAP 2000 el disentildeo
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de esta estructura se realiza en concreto reforzado aporticada unida por medio de cerchas metaacutelica y correas Como se puede observar en las siguientes imaacutegenes la disposicioacuten de las vigas y las columnas del polideportivo cumple con la normativa vigente [17] se ingresan la carga de sismo carga muerta y la carga de viento como se muestra en las siguientes imaacutegenes en donde las vigas y las columnas requieren una cuantiacutea mayor a la cuantiacutea miacutenima de disentildeo sin embargo no sobrepasa la cuantiacutea maacutexima permitida
Figura 37 Columna C-01 Fuente Planos estructurales (plano E 005) DNP [1]
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Figura 38 Viga V-01
Fuente Planos estructurales (plano E 006) DNP [1]
Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01
Fuente Planos estructurales (plano E 003) DNP [1]
En la siguiente imagen se evidencia la asignacioacuten de la pseudo aceleracioacuten para elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia siacutesmica
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Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo
Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta
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Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica
Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento
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Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas
Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica
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9210 Disentildeo de la cimentacioacuten
92101 Zapata ZP-1 central
La zapata ZP-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
Tabla 88 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Cargas de Servicio
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 1560
Carga vigas de cimentacion 117
Carga pedestal 106
Carga Total servicio 45535
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 653
Momento (KNm) 2-2 558
Momento (KNm) 3-3 3893
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 3232
Momento (KNm) 2-2 773
Momento (KNm) 3-3 5550
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
l 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 89 Pre-Dimensionamiento Zapata Central
PS (KN) 4659 Kn
Peso de zapata (KN) 1560 Kn
Aacuterea de zapata (m2) 31 m2
Zapata rectangular de L (m) 18 m
A (m) 38 m
B (m) 38 m
Espesor t (m) 045 m
Recubrimiento r (m) 0075 m
d (m) 036 m
Prof de cim 15 m
Figura 46 Diagrama zapata ZP-1
Fuente Propia
Tabla 90 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0626
ey (m) 036
Relacioacuten exey 18
B recomendado 67
A6 06
B6 06
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 05 KNmsup2
q2 856 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 -568 KNmsup2
q2 1232 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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Tabla 91 Verificaciones de la zapata ZP-1
Tabla 92 Verificacioacuten de cortante Bidireccional
Figura 47 Dimensiones de la zapata
Cortante Bidireccional ZP-1
Ancho de pedestal b c 060 m
Largo de pedestal l c 070 m
Lcd 2 24
V (d2) 559 Knm2
Vu (d2) 12102 Kn
Beta 12
Bo 40 m
065
Vc1 19990 Kn
Vc2 20008
Vc3 14296
Tabla 93 Direccioacuten larga y corta ZP-1
Direccioacuten Larga
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Tabla 94 Altura miacutenima de desplante ZP-1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 38
B (m) 38
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
Tabla 95 Longitud de desarrollo ZP-1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 96 Resistencia al aplastamiento
ZP-1
Resistencia al aplastamiento
Pu 3232
φ 065
A1 042
Inclinacioacuten 1V-2H 09
A2 63
raiacutez(A2A1) 39
Phi Pnb 97461 Kn
Fuente Propia
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92102 Disentildeo a flexioacuten
Para determinar el aacuterea del acero se utiliza la siguiente ecuacioacuten
Tabla 97 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3840 knm
Mn 4267 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 04 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000212
Pasumido 000333
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras
230
separacioacuten 016 m 15 c016 en la direccioacuten corta
abajo- Son 23
Tabla 98 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3651 knm
Mn 4056 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 00020
Pasumido 00033
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras 23
Separacioacuten 016 m 15 c016
en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Fuente Propia
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Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Fuente Propia
Figura 48 esquema Zapata ZP-1
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 1600 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 28728 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 230
Separacioacuten 016 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Separacioacuten usada 025 m
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10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO
101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL
PROPUESTA DE DISENtildeO ESTRUCTURAL DE UN SALON COMUNAL Y DE UN
POLIDEPORTIVO TIPO CANCHA MUacuteLTIPLE UBICADOS EN EL BARRIO VILLA JULIANA DE LA CIUDAD DE VILLAVICENCIO
PROYECTO
CONSTRUCCION DE SALON COMUNAL EN EL BARRIO VILLAJULIANA EN VILLAVICENCIO - META
LOCALIZACIOacuteN EDIFICACION AacuteREA M2
BARRIO VILLA JULIANA VILLAVICENCIO - META
SALON COMUNAL 38482
IacuteTEM DESCRIPCIOacuteN UND CANT VALOR UNIT
V TOTAL
1 PRELIMINARES
11 Descapote manual incluye retiro M2 38691 $ 685800 $ 265339449
12 localizacioacuten y replanteo arquitectura (incluye cartera y planos)
M2 38691 $ 367400 $ 142148897
VALOR PRELIMINARES $ 407488346
2 RELLENOS
21 Relleno material tamantildeo maacuteximo 2 compactacioacuten manual
M3 468 $ 6163900 $ 288470520
VALOR RELLENOS $ 288470520
3 EXCAVACIONES
31 Excavaciones secas en conglomerado manual incluye retiro
M3 11672 $ 4158100 $ 485318047
VALOR EXCAVACION $ 485318047
4 CIMENTACIOacuteN
41 Zapata de cimentacioacuten de concreto armado
M3 245760 $ 39333071 $ 966649553
42 Viga de cimentacioacuten concreto de 3000 psi
ML 24291 $ 6304600 $ 1531450386
VALOR CIMENTACION $ 2498099939
5 ESTRUCTURAS EN CONCRETO
51 Columnas 3535 de concreto de 3000 psi
ML 16640 $ 1478500 $ 246022400
52 Viga aeacuterea 2535 (3000psi) ML 18513 $ 4624600 $ 856152198
53 PLACA CONCRETO TANQUE (3000psi) E=15cm
M2 3549 $ 18607800 $ 660316391
VALOR ESTRUCUTRAS EN
CONCRETO $ 1762490989
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6 APARATOS SANITARIOS
61 Combo sanitario lavamanos e incrustaciones
UND 1300 $ 29406500 $ 382284500
62 Conjunto ducha y registro grival UND 500 $ 9370800 $ 46854000
63 Orinal de porcelana sanitaria UND 700 $ 49165072 $ 344155504
64 Tanque agua 500LT PVC incl conexioacuten 34 - 12
UND 100 $ 51632800 $ 51632800
VALOR PRELIMINARES $ 824926804
7 PISOS
71 Placa de contra piso E=12cm (3000psi)
M2 36032 $ 3343700 $ 1204801984
VALOR PRELIMINARES $ 1204801984
8 MAMPOSTERIA
81 Muros cara vista (bloque No5) M2 41320 $ 2935877 $ 1213109514
VALOR RELLENOS $ 1213109514
9 ESTRUCTURA METALICA
91 Correa metaacutelica en tubo rectangular 100x50x300 mm
Kg 144586 $ 377300 $ 545523733
92 Estructura metaacutelica ligera autoportante
M2 9117 $ 4134539 $ 376945921
VALOR RELLENOS $ 545523733
10 CUBIERTA
101 TEJA METALICA TERMOACUSTICA TIPO TECHOLINE
M2 32787 $ 4073500 $ 1335578445
VALOR PRELIMINARES $ 1335578445
VALOR COSTO DIRECTO $ 10565808321
ADMINISTRACION (18) $ 1901845498
IMPREVISTOS (1) $ 105658083
UTILIDAD (6) $ 633948499
VALOR TOTAL COSTOS INDIRECTOS $ 2641452080
VALOR TOTAL PROYECTO $ 13678442801
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102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA
PRESUPUESTO PLACA POLIDEPORTIVA CUBIERTA
Iacutetem Descripcioacuten UND CANT VALOR UNIT V TOTAL
1 Realizar obras preliminares
11 Localizacioacuten y replanteo msup2 928 $1707 $1584096
$1584096
2 Construir la cimentacioacuten
21 Descapote a maacutequina nivel 000 (inc retiro) e=30 cm
m3 278 $33350 $9284640
22 Conformacioacuten del terreno msup2 928 $7802 $7240256
23 Excavacioacuten manual (inc Retiro de sobrantes)
msup3 204 $42646 $8685396
24 Concreto de limpieza e= 005 m
msup2 167 $14493 $2415403
25 Concreto cicloacutepeo 210 kgcmsup2 (3000 psi) 6040
msup3 8 $303516 $2276370
26 Zapatas concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 51 $343101 $17369488
27 Vigas de cimentacioacuten en concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 13 $386306 $5159793
28 Micropilotes d= 030 m para malla contraimpacto
m 24 $62420 $1485596
29 Cantildeuela en concreto 175 kgcmsup2 (2500 psi)
m 64 $19859 $1270976
210 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi) para cimentacioacuten
kg 4064 $3020 $12272647
$67460565
3 Construir las estructuras en concreto y metaacutelicas
31 Columnas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 26 $673473 $17537237
32 Vigas aeacutereas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 9 $756198 $6860228
33 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 ( 60000 psi) para estructura
kg 10184 $3020 $30756671
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34
Cercha en celosiacutea seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas contravientos tensores soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8352 $8843 $73859841
35
Correas tipo PHR 305x80x20mm incluye suministro e instalacion anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8222 $8843 $72711081
36
Malla contra impacto seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas tensores soldadura pintura anticorrosiva de esmalte (2 manos)
msup2 150 $183314 $27497100
37
Porteriacutea muacuteltiple fija incluye malla 100 nylon color negra entrelazada y pintura en esmalte tres manos (Incluye suministro e instalacioacuten)
un 2 $2552000 $5104000
38
Suministro e instalacioacuten parales de voleibol (incluye parales 3 en tuberiacutea con malla 100 nylon y pintura en esmalte en la estructura metaacutelica
juego 1 $353800 $353800
$234679958
4 Instalar las redes hidrosanitarias
41 Accesorios
411 Bajantes en tuberiacutea PVC aguas lluvias D4
m 55 $30703 $1682524
412 Tragantes de cuacutepulas plaacutesticas 5x4
un 8 $15097 $120776
413 Tuberiacutea PVC corrugada 160 mm incluye accesorios excavacioacuten y relleno
m 24 $42185 $1012440
42 Cajas de inspeccioacuten y filtro
421 Caja de inspeccioacuten hmax=100 m de 60 cm x 60 cm
un 2 $495027 $990054
$3805794
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5 Instalar las redes eleacutectricas y afines
51 Salidas
511
Salida para laacutempara en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 12 $97493 $1169916
512
Derivacioacuten de luminaria desde salida eleacutectrica en cable encauchetado 3x16 awg con clavija aeacuterea con polo a tierra y cable encauchetado 3x16 awg desde luminaria con toma aeacuterea
un 12 $30200 $362400
513
Salida para toma monofaacutesica doble con polo a tierra para red normal en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 2 $73387 $146774
514 Salida para pulsador remoto de telerruptor en tubo conduit emt de 34 y cable 2x18 awg
un 4 $91747 $366988
52 Tableros y protecciones
521
Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 1x15 1x20 o 1x30 amperios
un 1 $22982 $22982
522 Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 2x20 o 2x30 amperios
un 4 $44982 $179928
523
Suministro montaje y conexioacuten de tablero minipragma de 12 circuitos para ubicar telerruptores
un 1 $301773 $301773
524
Suministro montaje y conexioacuten en caja minipragma de telerruptor bipolar de 16 amperios
un 4 $256157 $1024628
53 Acometidas y ductos
531
Suministro y tendido de acometida bifaacutesica en conductores 2 No8+1 No8+1 No 10 por tubo
m 54 $18631 $1006074
54 Luminarias
541
Suministro montaje y conexioacuten de laacutempara metal 400 w - 220 v by 150p 1xhp1-p400w-bu sgr p-wb+by150gr +
un 12 $431929 $5183148
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gc completa
55 Varios
551
Suministro y montaje de caja de paso metaacutelica de 10 cm x 10 cm para la iluminacioacuten de la cancha
un 4 $23989 $95956
552 Construccioacuten de caja en mamposteriacutea tipo alumbrado puacuteblico de 60 cm x 60 cm
un 1 $380682 $380682
56 Sistema de apantallamiento y puesta a tierra
561
Construccioacuten de caja de paso en mamposteriacutea de 30 cm x 30 cm para medicioacuten y mantenimiento del sistema de tierra y apantallamiento
un 4 $446980 $1787920
562
Suministro e hincada de varilla de cobre de 244 m x 58 para aterrizar la infraestructura de apantallamiento y la malla de puesta a tierra
un 5 $147211 $736055
563
Suministro y tendido de cable de cobre No 8 para polo a tierra incluye tubo PVC de 34
m 6 $29479 $176874
564
Suministro y tendido de cable de cobre No 20 desnudo para configurar sistema de apantallamiento malla a tierra y equipotenciar
m 248 $36339 $9012072
565 Suministro y colocacioacuten de barra captora para sistema apantallamiento
un 25 $137519 $3437975
566
Suministro y armado de soldadura tipo cadweld 120 g para empalmes del sistema de apantallamiento y puestas a tierra
un 34 $65134 $2214556
$27606701
6 Construir la placa
61 Relleno de material recebo compactado
msup3 205 $56472 $11556927
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62 Malla electrosoldada kg 3269 $3041 $9940592
63 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea deportiva
msup2 898 $56561 $50769154
64 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea perimetral
msup2 87 $51495 $4462145
$76728817
7 Construir las cubiertas e impermeabilizaciones
71
Teja arquitectoacutenica curva calibre 28 termoacuacutestica con acabado galvanizado con recubrimiento de zinc g60 (180 gm2)
msup2 908 $134237 $121892565
72
Canal en laacutemina galvanizada cal 20 desarrollo lt200lt=250 mm incluye soporte yo anclajes pintura wash primer anticorrosivo y pintura y esmalte para intemperie
m 66 $106072 $6979538
$128872103
8 Construir las graderiacuteas
81 Mamposteriacutea en bloque Ndeg 5 de arcilla
msup2 88 $33460 $2954009
82 Viga de confinamiento de 012 m x 012 m fc = 210 kgcmsup2 (3000 psi) para muros
m 0 $47734 $0
83 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi)
kg 242 $3020 $730057
84 Grafiles de acero 4 mm kg 62 $2704 $167105
85 Graderiacutea en concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 4 $839091 $3685288
86
Baranda graderiacutea seguacuten disentildeo incluye anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte
m 16 $175857 $2743369
87 Pantildeete liso interior impermeabilizado 14 incluye filos y dilataciones
msup2 0 $13633 $0
$10279829
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9 Pintar y demarcar elementos
91
Demarcacioacuten cancha de microfuacutetbol baloncesto y voleibol con pintura de traacutefico alto ancho 10 cm de acuerdo a los colores reglamentarios y al disentildeo
m 380 $5055 $1920900
$1920900
10 Dotar la placa polideportiva cubierta
101 Dotacioacuten deportiva de la placa polideportiva
glb 1 $4275000 $4275000
$4275000
Costo directo $ 557213764
Administracioacuten 18 $100298477
Imprevistos 1 $5572138
Utilidad 6 $33432826
Subtotal AIU 25 $139303441
Valor total del proyecto $696517205
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11 RESULTADOS E IMPACTOS
111 RESULTADOS ESPERADOS
Tabla 100 Tabla de resultados
Resultado Indicador Ndeg de documentos Objetivo Relacionado
Propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo y planos
1 Objetivo especiacutefico 1 2 y 3
Elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
1 Objetivo 4
Presupuesto de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
1 Objetivo 5
Fuente Propia
112 IMPACTOS Los impactos maacutes relevantes son en el aspecto social el aumento de la infraestructura con fines recreativos y comunitarios beneficia a la comunidad aumentando la praacutectica deportiva y el mejor aprovechamiento del tiempo libre el incentivo de poder desarrollar deportes en un lugar adecuado para la praacutectica y con dotacioacuten podriacutea disminuir el iacutendice de sedentarismo consumo de sustancias sicoactivas y obesidad ademaacutes de promover el comercio en el aacuterea
Tabla 101 Impactos
Fuente Propia
Aspecto Impacto Supuesto Plazo
Social Aumentar el iacutendice de la praacutectica deportiva en la comunidad
Infraestructura recreativa
Corto
Social
Mejor aprovechamiento del tiempo libre y disminuir el sedentarismo en la comunidad
Incentivar la praacutectica deportiva en el barrio
Mediano
Ambiental Mejoramiento del desarrollo socio ambiental
Respeto por las normativas ambientales
largo
Econoacutemico
Aumento de desarrollo socioeconoacutemico del barrio en las zonas aledantildeas al proyecto
Aumento de la infraestructura del
barrio Mediano
Teacutecnico Aporte en materia de propuestas de disentildeo
Disentildeo sismo resistente presupuesto
Mediano
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12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS
121 CONCLUSIONES
El disentildeo del saloacuten comunal y el polideportivo se realizoacute para satisfacer las
necesidades de la comunidad aprovechando el terreno dispuesto en el barrio villa Juliana destinado para actividades comunitarias equipamiento y actividades recreativas
Es necesario contar con espacios adecuados para realizar las actividades deportivas y de la comunidad en general esto conlleva a una mejor calidad de vida de los habitantes del barrio Villa Juliana y un mejor desarrollo social
Se optoacute por conservar el disentildeo de la placa deportiva tipo del DNP pues
este cumple con todas las especificaciones requeridas por COL JUEGOS ya que el terreno es lo suficientemente grande para que se pueda construir el proyecto en general al mantener el disentildeo original se realizoacute una verificacioacuten de la estructura mixta del poacutertico en concreto con celosiacutea metaacutelica donde se comprobaron que los iacutendices de sobre esfuerzo estuvieran en el rango adecuado de acuerdo con las condiciones del terreno y de la ubicacioacuten
El saloacuten comunal cuenta con un sistema estructural de poacuterticos de concreto
reforzado resistente a momentos pero para garantizar un espacio amplio donde se puedan realizar las reuniones y actividades de la comunidad donde se proyecta que podriacutean asistir hasta 300 personas fue necesario el uso de cerchas apoyadas sobre las columnas para sostener la cubierta y salvar las luces de 95 m entre las columnas
El costo total del proyecto es de $83330163301 (Ochocientos treinta y
tres millones trescientos unos mil seiscientos treinta y tres pesos colombianos) esto incluyendo los costos directos e indirectos de la obra (el AIU se determinoacute de acuerdo a los proyectos de la secretaria de vivienda en la gobernacioacuten del meta y la agencia de infraestructura del meta (AIM) El costo del saloacuten comunal incluye uacutenicamente la construccioacuten de la parte estructural edificacioacuten la mamposteriacutea no estructural y los aparatos sanitarios del saloacuten comunal
122 TRABAJOS FUTUROS
El presente trabajo de opcioacuten de grado estaacute enfocado en la aplicacioacuten en temaacuteticas de ingenieriacuteas partiendo de las necesidades de la comunidad del barrio Villa Juliana por lo tanto el siguiente paso es buscar el medio para poner en marcha la construccioacuten del saloacuten comunal y de la placa deportiva Una vez
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entregado los documentos y los planos a la comunidad depende de la gestioacuten de la misma para que las entidades encargadas empiecen con el traacutemite y revisioacuten de disentildeos posteriormente se efectuara el proceso de seleccioacuten del contratista y de la correspondiente interventoriacutea para que se ejecute el contrato de obra En el presente documento se hace el modelamiento de las estructuras teniendo en cuenta los criterios baacutesicos para el disentildeo de los distintos elementos que componen el saloacuten comunal y el polideportivo de manera que sirva como una base o fundamento para los estudiantes o personas interesadas que realicen trabajos similares de disentildeo modelacioacuten y presupuesto de estructuras similares
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[17] L Garza Vasquez disentildeo de estructuras de cimentacion de acuerdo a NSR-10 Medellin Universidad Nacional de Colombia
AUTORIDADES ACADEacuteMICAS
Fray Joseacute Gabriel Mesa Aacutengulo OP Rector General
Fray Eduardo Gonzaacutelez Gil OP Vicerrector Acadeacutemico General
Fray Joseacute Antonio Balaguera Cepeda OP Rector Sede Villavicencio
Fray Rodrigo Garciacutea Jara OP Vicerrector Acadeacutemico Sede Villavicencio
Julieth Andrea Sierra Toboacuten Secretaria de Divisioacuten Sede Villavicencio
Ing Jhon Jairo Gil Pelaacuteez PhD Decano Facultad de Ingenieriacutea Civil
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DEDICATORIA Les dedico este proyecto a mis papas por el esfuerzo y amor incondicional a mis hermanos por apoyarme a cumplir mis metas y a mis tiacuteos por la constancia y afecto
Ginna Ceroacuten C
Le dedico este proyecto a mi mamaacute la persona que me inspira a ser cada diacutea mejor y a quien le debo todo lo que soy
Diego Aacutelvarez G
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AGRADECIMIENTOS
Agradecemos a Dios por bendecirnos ser el apoyo fortaleza e inspiracioacuten Gracias a nuestros padres y familiares que nos han acompantildeado en esta aventura gracias por su amor incondicional trabajo y sacrificio en todos estos antildeos gracias a ustedes tenemos el privilegio cumplir nuestro suentildeo Finalmente queremos expresar nuestro sincero agradecimiento a los ingenieros Emiro Lozano Perez y Alexander Solarte Benavides por su colaboracioacuten direccioacuten y conocimiento en el desarrollo de este trabajo
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RESUMEN
El proyecto parte de la necesidad del barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio de un espacio donde puedan realizar una praacutectica deportiva de manera adecuada segura y coacutemoda para la poblacioacuten del barrio que ayude a incentivar la praacutectica deportiva en de la poblacioacuten Adicional a esto el barrio no cuenta con un saloacuten comunal que sea proporcional a la poblacioacuten y que cuente con lo necesario para poder llevar a cabo los eventos o reuniones que la comunidad realiza La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo y realizar el disentildeo arquitectoacutenico de acuerdo a las necesidades de la poblacioacuten y a los requerimientos de Coldeportes se debe realizar el disentildeo estructural de los elementos estructurales como vigas columnas y cerchas con el meacutetodo de estado liacutemite de resistencia y los elemento como zapatas se revisaron para condiciones de servicio Para la revisioacuten y disentildeo del saloacuten comunal y la placa deportiva se usaron software especializados como SAP2000 y ETABS Mediante este proyecto se hace entrega del presupuesto de obra y dotacioacuten planos estructurales y arquitectoacutenicos de la propuesta de disentildeo estructural del saloacuten comunal y de la placa deportiva que se adecua al terreno destinado por la comunidad cumpliendo con todos los paraacutemetros y criterios de disentildeo de la norma sismo resistente colombiana NSR-10 El disentildeo arquitectoacutenico del saloacuten comunal se planteoacute con respecto al espacio y dimensiones del terreno destinado y de acuerdo a los requerimientos de la poblacioacuten para realizar las actividades masivas el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva es el propuesto por el DNP y aprobado por Coldeportes que se ajusta al terreno Palabras Clave Estructura Metaacutelica Saloacuten comunal Placa Deportiva Proyeccioacuten Social
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ABSTRACT
The project starts from the need of the Villa Juliana neighborhood in the city of Villavicencio for a space where they can perform a sport in an appropriate safe and comfortable for the population of the neighborhood to help encourage sports practice in the population In addition to this the neighborhood does not have a communal hall that is proportional to the population and that has what is necessary to carry out the events or meetings that the community holds The methodology used to carry out the design of this project was based on the procedure established in A13 of NSR-10 NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1] after knowing the type of soil and carrying out the architectural design according to the needs of the population and the requirements of Coldeportes the structural design of structural elements such as beams columns and trusses must be carried out with the method of limit state of resistance and the elements such as footings were reviewed for service conditions Specialized software such as SAP2000 and ETABS were used for the revision and design of the community hall and sports plaque By means of this project the budget of work and endowment structural and architectural plans of the proposal of structural design of the communal hall and of the sports plate that adapts to the land destined by the community fulfilling all the parameters and criteria of design of the norm resistant Colombian earthquake NSR-10 The architectural design of the communal hall was proposed with respect to the space and dimensions of the land and according to the requirements of the population to carry out massive activities the architectural design of the sports plaque is the one proposed by the DNP and approved by Coldeportes which fits the land Key Word metallic-framed communal lounge sports center Social Projection
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CONTENIDO
1 INTRODUCCIOacuteN 13 2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA 14 3 JUSTIFICACIOacuteN 15 4 OBJETIVOS 16 41 OBJETIVO GENERAL 16 42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS 16 5 ALCANCE 17 6 MARCO DE REFERENCIA 18 61 MARCO TEOacuteRICO 18 611 Cargas 18 612 Carga Muerta 18 613 Carga Viva 18 614 Efectos dinaacutemicos 18 615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo 19 616 Carga de Sismo 19 617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural 20 62 MARCO CONCEPTUAL 21 621 Medidas de demarcacioacuten por deporte 21 622 Orientacioacuten y aacuterea 22 623 Graderiacuteas 22 624 Dotacioacuten 23 625 Baloncesto 25 626 Voleibol 26 63 ESTADO DEL ARTE 27 631 ANTECEDENTES 28 64 MARCO NORMATIVO 29 641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia 29 642 NSR-10 29 643 ACI 318-14 29 644 ANSIAISC 360-10 29 645 LEY 99 DE 1993 29 646 DECRETO 1807 30 647 Acuerdo No 287 DE 2015 30 65 MARCO GEOGRAacuteFICO 30 7 METODOLOGIacuteA 33 8 PRELIMINARES 36 9 PROPUESTA DE DISENtildeO 39 91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL 39 911 Generalidades 41 912 Metodologiacutea 42 913 Anaacutelisis estructural 43 914 Cargas 43 915 Cargas muertas y cargas vivas 45 916 Carga siacutesmica 45 917 Cargas de viento 49 918 Derivas 51 919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1 51 9110 Columnas 56 9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal 58
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9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten 62 9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 68 9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten 70 9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten 71 9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros 72 9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente 76 9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales 78 92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO 79 921 Generalidades 79 922 Metodologiacutea 80 923 Cargas 81 924 Carga Muerta y viva 83 925 Carga siacutesmica 83 926 Cargas de viento 87 927 Anaacutelisis estructural 89 928 Derivas 89 929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas 89 9210 Disentildeo de la cimentacioacuten 95 10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO 100 101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL 100 102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA 102 11 RESULTADOS E IMPACTOS 108 111 RESULTADOS ESPERADOS 108 112 IMPACTOS 108 12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS 109 121 CONCLUSIONES 109 122 TRABAJOS FUTUROS 109 13 BIBLIOGRAFIacuteA 111
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LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal 41 Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas 43 Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas 45 Tabla 4 Peso saloacuten comunal 45 Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 46 Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 46 Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 47 Tabla 8 Calculo irregularidad torsional 47 Tabla 9 Periodo fundamental 48 Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 48 Tabla 11 Fuerza siacutesmica 49 Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 49 Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento 49 Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento 50 Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga 50 Tabla 16 Carga de viento para teja y correas 51 Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1 52 Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1 52 Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1 53 Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE 53 Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1 54 Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 54 Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto 54 Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten 55 Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos 55 Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten 55 Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas 56 Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas 57 Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna 57 Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza 58 Tabla 31 Franjas centrales 59 Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central 59 Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central 60 Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas 60 Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas 61 Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso 61 Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 ) 62 Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 ) 63 Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo 63 Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1 64 Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1 64 Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1 64 Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1 64 Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1 65 Tabla 45 Resistencia al aplastamiento Z1 65 Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo Z1 65 Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1 65 Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1 66 Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto 67 Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2 67
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Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 68 Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2 68 Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 69 Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento 69 Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2 69 Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2 70 Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten 70 Tabla 58 Disentildeo de viga virtual 70 Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014) 71 Tabla 60 Altura miacutenima de desplante 71 Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1 71 Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1 72 Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del slaon comunal) 72 Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L 73 Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L 73 Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L 73 Tabla 67 Solicitaciones 74 Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales 75 Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural 76 Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas 76 Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 77 Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm 78 Tabla 75 Generalidades Polideportivo 79 Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas 81 Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas 83 Tabla 78 Peso Polideportivo 83 Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 84 Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 84 Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 85 Tabla 83 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 86 Tabla 84 Fuerza siacutesmica 86 Tabla 85 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 87 Tabla 86 Coeficientes fuerza de viento 87 Tabla 87 Datos para calculo Factor raacutefaga 88 Tabla 88 Carga de viento para teja y correas 89 Tabla 90 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 95 Tabla 91 Pre-Dimensionamiento Zapata Central 96 Tabla 92 Excentricidad y Presiones en el Suelo 96 Tabla 93 Verificaciones de la zapata ZP-1 97 Tabla 94 Verificacioacuten de cortante Bidireccional 97 Tabla 95 Direccioacuten larga y corta ZP-1 97 Tabla 96 Altura miacutenima de desplante ZP-1 97 Tabla 97 Longitud de desarrollo ZP-1 97 Tabla 98 Resistencia al aplastamiento ZP-1 97 Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo 98 Tabla 100 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo 98 Tabla 101 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba 99 Tabla 102 Tabla de resultados 108 Tabla 103 Impactos 108
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad 19 Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo 20 Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva 22 Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas 23 Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas 23 Figura 6 Malla contra impacto 24 Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral 26 Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional 30 Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental 31 Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal 31 Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario 32 Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 38 Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno 38 Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01) 40 Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03) 40 Figura 18 Configuracion general del modelo 42 Figura 19 Espectro de disentildeo 46 Figura 20 Planta de vigas aereas 51 Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 52 Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 53 Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1 55 Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas 56 Figura 25 Losa maciza en dos direcciones 58 Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02) 62 Figura 27 Diagrama zapata (Z1) 63 Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas de viento en la memoria de calculo del salon comunal) 66 Figura 29 Diagrama Zapata Z2 67 Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2) 68 Figura 31 Diagrama Viga Virtual 71 Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05) 74 Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Figura 34 modelo cercha 78 Figura 35 ver memoria de calculo 80 Figura 36 Espectro de disentildeo 84 Figura 37 Columna C-01 90 Figura 38 Viga V-01 91 Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01 91 Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo 92 Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta 92 Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica 93 Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento 93 Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas 94 Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica 94 Figura 46 Diagrama zapata ZP-1 96 Figura 47 Dimensiones de la zapata 97 Figura 48 esquema Zapata ZP-1 99
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1 INTRODUCCIOacuteN
Este proyecto de grado busca realizar el disentildeo de un saloacuten comunal y de un polideportivo que tenga la funcionalidad de canchas mixtas de baloncesto futbol y voleibol ademaacutes de los elementos de anclaje soporte graderiacuteas y cubierta como solucioacuten a la problemaacutetica social evidenciada en el barrio Villa Juliana en el municipio de Villavicencio Actualmente el barrio presenta bajos niveles de praacutecticas deportivas debido a que la legalizacioacuten del barrio se realizoacute el 26 de septiembre de 2018 por lo que NO cuenta con la infraestructura adecuada para deportes y recreacioacuten esta situacioacuten genera que la praacutectica del ejercicio se desarrolle en lugares adaptados e improvisados artesanalmente por la comunidad por lo tanto aumenta el riesgo de lesiones fiacutesicas seguacuten la organizacioacuten mundial de la salud (OMS) ldquoLas caiacutedas son un importante problema mundial de salud puacuteblica Se calcula que anualmente se producen 646 000 caiacutedas mortaleshellip Las lesiones relacionadas con las caiacutedas tienen un costo econoacutemico considerablerdquo [2] La comunidad cuenta con un saloacuten comunal pero este es demasiado pequentildeo por lo que al realizar las reuniones comunitarias deben hacerlo de forma improvisada y a la intemperie en el terreno donde han adaptado una cancha en piso de tierra para deportes y recreacioacuten El intereacutes primordial para adecuar los equipamientos local y comunitario donados por la comunidad es generar un espacio de recreacioacuten y disminuir las zonas identificadas como sitios inseguros donde seguacuten el documento teacutecnico de soporte realizado para la legalizacioacuten del barrio en el antildeo 2018 por UNHCR ACNUR y la corporacioacuten OPCION LEGAL [3] afirma que se presentan altos iacutendices de consumo de sustancias alucinoacutegenas en horas de la noche otro de los intereses es cumplir con las acciones de mejoramiento estipuladas en el documento teacutecnico antes mencionado en donde se deben realizar las acciones del plan de mejoramiento integral adoptados del acuerdo No 287 de 2015 del CONCEJO MUNICIPAL DE VILLAVICENCIO [4] en donde se especifican las acciones a desarrollar para los espacios puacuteblicos y equipamientos sociales seguacuten las necesidades de la poblacioacuten Debido a que la actividad fiacutesica es reconocida a nivel internacional como medios para el desarrollo humano econoacutemico y social y Seguacuten el artiacuteculo 52 de la constitucioacuten ldquoEl ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humanordquo [5]
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2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA
El barrio VILLA JULIANA se localiza al sur de Villavicencio en la comuna 8 Aunque desde el 4 de mayo de 1999 las primeras familias tomaron posesioacuten de los lotes que habiacutean negociado con la Asociacioacuten Empresa Solidaria De Vivienda hasta el antildeo 2018 se realizoacute el estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten de dicho barrio Seguacuten el estudio urbaniacutestico realizado por la alcaldiacutea municipal de Villavicencio [3] la poblacioacuten presenta bajos niveles de praacutectica deportiva y no hay incentivos para el deporte esto puede generar sedentarismo y verse reflejado en el incremento de la poblacioacuten con sobrepeso u obesidad Actualmente el lugar que se tiene adaptado para la praacutectica de deporte es una cancha de tierra sin equipamiento lo cual aumenta el riesgo de lesiones Por otro lado el desintereacutes en la praacutectica deportiva lleva a un inadecuado aprovechamiento del tiempo libre y de la calidad de vida de las personas esto sumado a que la tasa de desempleo dentro de la comunidad es del 24 y que el 33 de la poblacioacuten son viacutectimas del conflicto armado yo se encuentra en vulnerabilidad ademaacutes que 1128 de la poblacioacuten menor de 18 antildeos se encuentra desescolarizada muestra que gran parte de la poblacioacuten cuenta con mucho tiempo libre y ninguacuten lugar adecuado en donde puedan ocupar este tiempo por lo cual no sorprende que el estudio urbaniacutestico mencione que se identifica un alto consumo de sustancias alucinoacutegenas especialmente en las zonas donde no hay iluminacioacuten y en horarios nocturnos Ademaacutes aunque el asentamiento cuenta con una caseta comunal las actividades masivas no se pueden desarrollar en ella porque no es lo suficientemente amplia para todos los habitantes de la comunidad
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3 JUSTIFICACIOacuteN
El barrio Villa Juliana legalizado en el antildeo 2018 no cuenta con la infraestructura adecuada para la recreacioacuten en los lugares destinados por la comunidad como equipamiento local y comunitario destinados para un saloacuten comunal y espacio de recreacioacuten se encuentra una cancha de futbol en tierra que no cuenta con ninguna dotacioacuten al mismo tiempo este espacio se utiliza para desarrollar las actividades comunitarias una de las mayores preocupaciones es que se ha identificado esta zona como uno de sitios inseguros en el barrio presenta especial inquietud debido al aumento de consumo de sustancias alucinoacutegenas Este proyecto busca disponer de los equipamientos de la comunidad con el fin de realizar el disentildeo estructural de un polideportivo y un saloacuten comunal para el desarrollo de las actividades comunitarias de recreacioacuten y deporte con el fin de facilitar el proceso de gestioacuten para la financiacioacuten y construccioacuten del proyecto El gobierno debe ofrecer a sus ciudadanos bienestar al suministrar servicios como salud educacioacuten deporte cultura seguridad entre otras El deporte tiene un papel fundamental en la comunidad como motor de cambio social se ha convertido en una opcioacuten para el desarrollo profesional en los antildeos recientes por lo cual se debe impulsar como alternativa viable de desarrollo social econoacutemico y cultural el deporte no solo cubre las necesidades relacionadas con la praacutectica deportiva si no que ayuda de forma indirecta problemas de salud cultura y seguridad ldquoel
desarrollo de praacutecticas deportivas trae consigo haacutebitos de vida saludable ocupacioacuten del tiempo libre y desarrollo de plan de vida a traveacutes del deporte como esa herramienta que
permite trazar metas y alcanzarlasrdquo [10] De acuerdo con lo anterior el proyecto de la construccioacuten de un polideportivo con cancha muacuteltiple para futbol baacutesquet y voleibol pretende incrementar los niveles de praacutectica deportiva al brindar escenarios de acceso puacuteblico en buenas condiciones para la praacutectica deportiva y brinda opciones para ocupar el tiempo libre mejorando la calidad de vida de las personas y alejaacutendolas de praacutecticas nocivas como el consumo de sustancias alucinoacutegenas o la delincuencia Ademaacutes al proporcionar equipamiento comunitario (saloacuten comunal) se podraacuten realizar las reuniones de la junta de accioacuten comunitaria de manera eficiente donde puedan tomarse las decisiones con respecto al asentamiento que permitan un mejor desarrollo de la comunidad
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4 OBJETIVOS
41 OBJETIVO GENERAL
Realizar propuesta de disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal que cumplan con los lineamientos teacutecnicos estipulados en las normativas vigentes necesarias para la habilitacioacuten del equipamiento local y comunitario en el barrio VILLA JULIANA
42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS
Adaptar los espacios donados por la comunidad al disentildeo estructural del polideportivo y saloacuten comunal
Analizar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas de la zona destinada para el proyecto
Elaborar la propuesta de disentildeo arquitectoacutenico estructural y cimentacioacuten de las estructuras ademaacutes de realizar un modelo digital en un software de elementos finitos
Especificar los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo de las actividades deportivas
Elaborar presupuesto considerando la gestioacuten social propuesta en mano de obra no calificada dentro de la comunidad
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5 ALCANCE
Este proyecto tiene como objetivo entregar una propuesta de disentildeo estructural de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal en el barrio Villa Juliana para el desarrollo de actividades recreativas y comunitarias como solucioacuten a las problemaacuteticas sociales y como ayuda indirecta a problemas de salud cultura y seguridad A continuacioacuten se especifican el alcance de las actividades a realizar Analizar el terreno en donde se va a realizar el disentildeo del proyecto mediante el levantamiento topograacutefico estudio de suelo (apique) y revisioacuten de las acometidas eleacutectricas e hidraacuteulicas en el aacuterea mediante planos de los entes encargados Teniendo en cuenta los requerimientos de la comunidad la propuesta de disentildeo del saloacuten comunal debe incluir los siguientes paraacutemetros capacidad miacutenima de 300 personas sentadas cocina depoacutesito dos bantildeos una ducha y dos oficinas El disentildeo arquitectoacutenico del polideportivo se basa en el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo modificado seguacuten las solicitudes de la comunidad y condiciones del terreno Se realiza la revisioacuten del disentildeo sismo resistente mediante un modelo de cada una las estructuras en un Software de elementos finitos que cumpla con los lineamientos teacutecnicos establecidos por la NSR-10 Los elementos no estructurales contemplados para el desarrollo de los cinco deportes requieren una dotacioacuten miacutenima para el buen uso de las actividades por lo que se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten necesaria para cada actividad deportiva
Costo de la construccioacuten del proyecto de la propuesta de disentildeo planteada
Se realiza un anaacutelisis de presupuesto y cantidades de obra para el proceso constructivo
Entregables
Documento de propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo planos arquitectoacutenicos estructural
Documento de los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
Presupuesto del costo de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
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6 MARCO DE REFERENCIA
61 MARCO TEOacuteRICO
611 Cargas
A continuacioacuten se describen los distintos tipos de cargas que se deben considerar para el disentildeo del proyecto tipo ldquoPlaca Polideportiva Cubiertardquo del departamento nacional de planeacioacuten las cuales serviraacuten de base para el desarrollo de la propuesta de disentildeo del polideportivo
612 Carga Muerta
Hace referencia a las cargas de los elementos permanentes incluyendo el peso propio de la estructura los muros pisos cubiertas cielos rasos escaleras equipos fijos y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupacioacuten y uso de la edificacioacuten [6]
613 Carga Viva
Son aquellas producidas durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras estas no incluyen las cargas ambientales tales como viento y sismo Para las cubiertas se deben considerar
a) ldquoLos materiales equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta 2rdquo
b) ldquoLas causadas por objetos moacuteviles tales como materas u otros objetos decorativos y por las personas que tengan acceso a ellasrdquo [6]
614 Efectos dinaacutemicos
Cuando una edificacioacuten se encuentre expuesta a excitaciones dinaacutemicas producidas por el puacuteblico tales como coliseos estadios teatros gimnasios pistas de baile centros de reunioacuten o similares Se debe asegurar frecuencias naturales verticales iguales o superiores a 5Hz (periodos naturales verticales menores de 02s)
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615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo
El empozamiento de agua se debe a la obstruccioacuten en los sistemas de drenaje de la cubierta ldquoLa carga de empozamiento de agua Le se determina con base en el volumen de agua que es posible contener hasta que se alcance el nivel de los elementos del sistema auxiliar de evacuacioacuten del exceso de agua como se indica en B482 de la NSR-10rdquo [6] ldquoLas cargas de granizo G deben tenerse en cuenta en las regiones del paiacutes con maacutes de 2 000 metros de altura sobre el nivel del mar o en lugares de menor altura donde la autoridad municipal o distrital asiacute lo exijardquo [6]
616 Carga de Sismo
Se refiere a las cargas que se determinan mediante los espectros de disentildeo estos ya estaacuten definidos por la NSR-10 en cada zona del paiacutes Para determinar el espectro de disentildeo se debe establecer la zona de amenaza siacutesmica el tipo de perfil del suelo y varios coeficientes para poder determinar el espectro de aceleraciones expresado como fraccioacuten de la gravedad con un coeficiente de 5 del amortiguamiento criacutetico para el disentildeo
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad
Fuente [6]
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6161 Definicioacuten del tipo de suelo
Para determinar el tipo de suelo se evaluacutean los siguientes paraacutemetros medidos in situ de los 30m superiores del perfil la velocidad media de la onda de corte ( ) el
nuacutemero medio de golpes del SPT ( ) la resistencia al corte ( ) el iacutendice de
plasticidad (IP) y el contenido de agua (w) la clasificacioacuten se da en la siguiente tabla
Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo
Fuente [6]
617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural
La configuracioacuten estructural no estaacute definida simplemente por la forma exterior y tamantildeo de la estructura tambieacuten se deben tomar en cuenta su naturaleza dimensiones y la localizacioacuten de los elementos estructurales y no estructurales pues estos factores afectan el comportamiento ante las solicitaciones siacutesmicas
6171 Reduccioacuten del valor de R
Para las estructuras clasificadas como irregulares se debe reducir el coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R utilizado para el disentildeo de la siguiente manera
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Debido a irregularidades en planta 1
Debido a irregularidades en altura 2 Debido a ausencia de redundancia Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico definido para cada
sistema estructural y cada grado de capacidad de disipacioacuten de energiacutea del material estructural [6]
62 MARCO CONCEPTUAL
621 Medidas de demarcacioacuten por deporte
Coldeportes es la entidad encargada de avalar las medidas de las demarcaciones en las zonas de juego para los diferentes deportes en este proyecto se establecieron tres (3) futbol de saloacuten voleibol y baloncesto Lo que se busca es asegurar que se desarrollen de manera adecuada todas las actividades deportivas que se realicen en el polideportivo
6211 Futbol de saloacuten
Las medidas para el campo de juego de futbol de saloacuten son de 2810m x 17m desde el borde exterior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m de ancho en las liacuteneas laterales y en las liacuteneas de meta ademaacutes si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 80mm y ser de color amarillo
6212 Baloncesto
Las medidas para el campo de juego de Baloncesto son de 28m x 15m desde el borde interior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m alrededor de la cancha Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color blanco
6213 Voleibol
Las medidas para el campo de juego de voleibol son de 18m x 9m adicional a esto se debe dejar una zona libre de 3m de ancho alrededor de la cancha (para canchas recreativas y formativas) Las medidas estaacuten tomadas desde el borde exterior de la demarcacioacuten Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas)
1 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en planta simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de 2 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en altura simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de
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estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color verde De acuerdo lo anterior podemos establecer que el aacuterea de juego miacutenima para asegurar el apropiado desarrollo de actividades deportivas y que sea avalada por Coldeportes es de 32m x 21m adicionalmente a esto se deja una altura miacutenima de 7m para practica recreativa y formativa libre de cualquier obstaacuteculo (parte inferior de la cubierta vigas luminarias o cualquier elemento) en el espacio correspondiente al aacuterea de juego [6]
622 Orientacioacuten y aacuterea
La orientacioacuten del campo de juego debe ser en sentido norte-sur aunque se puede tomar una rotacioacuten maacutexima de 22deg hacia el nororiente o noroccidente al tener en cuenta la relacioacuten del sol y las condiciones climaacuteticas que se presenten en el lugar donde se proyecte el polideportivo
Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva
Fuente [6]
623 Graderiacuteas
Se disentildean de manera tal que todos los espectadores sentados disfruten de la adecuada visibilidad del aacuterea en que se desarrollen las actividades de praacutectica deportiva ldquoLa visibilidad se determina mediante el trazado de una liacutenea visual tomada desde el ojo del observador situado en uacuteltima fila de las graderiacuteas hasta un punto liacutemite del campo de juego situado en el piso Para que haya visibilidad la liacutenea deberaacute pasar por encima de las cabezas de los espectadoresrdquo [6]
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Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas
Fuente [6]
Lo maacutes recomendado es ubicar las graderiacuteas en el sector occidental para que el ocaso sea detraacutes de los espectadores
Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas
Fuente [6]
624 Dotacioacuten
Para el desarrollo adecuado de cada deporte se requiere una dotacioacuten de elementos especiacuteficos en lo relacionado con las redes y sus soportes Se debe
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considerar como parte de la construccioacuten la demarcacioacuten y los arcos de futbol de saloacuten integrados con los tableros de baloncesto A continuacioacuten se especificaraacuten los distintos elementos que son considerados dotacioacuten para el polideportivo y sus caracteriacutesticas de acuerdo con el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten
6241 Malla contra impacto (referencia IDRD)
Las mallas contra impacto se usan cuando se necesite proteger o aislar a los observadores las construcciones vecinas los transeuacutentes o equipamientos ubicados detraacutes de las liacuteneas de meta Malla contra impacto de 5m de altura para cancha muacuteltiple con entramado de tubo estructural de 3rdquo conforme a los planos estructurales incluye pintura anticorrosiva y dos manos de esmalte Esta malla contra impacto esta soportada sobre una viga de concreto hidraacuteulico de resistencia a la compresioacuten frsquoc=210kgcmsup2 (3000psi) de longitud 1530m y seccioacuten de 040m x 030m Se debe tener en cuenta que la viga sobresale a cada lado de la malla contra impacto 015m [6]
Figura 6 Malla contra impacto
Fuente [6]
6242 Fuacutetbol de saloacuten
Porteriacutea muacuteltiple fija Porteriacuteas para fuacutetbol de saloacuten elaboradas con tubo ovalado de aluminio de 120mm x 100mm en color blanco desmontables en 3 piezas (larguero y 2 postes) Los arcos estaacuten ubicados en el centro de cada liacutenea de meta estos consisten en dos (2) postes verticales en metal o madera pueden ser redondos o cuadrados de 8cm de diaacutemetro o lado Se unen por una viga similar ubicada en la parte superior
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Las medidas interiores entre los postes verticales seraacuten de 3m de largo y 2m de altura entre la viga horizontal y el piso Las redes seraacuten de nylon yute o alguacuten material sinteacutetico de mallas cuadradas que se sujetan a los postes y vigas y en la parte inferior por alguacuten soporte adecuado [6] El baloacuten contaraacute con las siguientes especificaciones una calibracioacuten de 9lb y para su condicioacuten aerodinaacutemica al ser lanzado desde de 2m de altura el primer bote no deberaacute pasar los 30 cm y el segundo no maacutes de 10 cm [7] El peso y la circunferencia variacutean de acuerdo al rango de edad para la categoriacutea masculina o femenina de 13 a 16 antildeos la circunferencia miacutenima es de 60cm y maacutexima es de 62cm con un peso que oscila entre 400g y 430g para las categoriacuteas menores de 12 antildeos la circunferencia miacutenima es de 53cm y maacutexima es de 55cm con un peso entre 320g y 350g
625 Baloncesto
6251 Soportes redes y balones
Para los tableros se pueden usar distintos materiales por ejemplo fibra de vidrio compuesta grafito acriacutelico vidrio acero y aluminio Sus medidas son 180 m x 105 m con un recuadro de 045 m x 059 m [6] Se requiere una (1) malla para cada aro estaacuten deben retener momentaacuteneamente el baloacuten despueacutes de atravesar el aro durante los eventos de competencia deportiva
En el reglamento publicado por la Federacioacuten Internacional de Baloncesto Zona de las Ameacutericas ndash FIBA se requiere contar con balones que cumplan condiciones de esfericidad en color anaranjado en cuero cuero sinteacutetico goma o material sinteacutetico [7]
Baloacuten Ndeg 5 las medidas son 69cm y 70cm de circunferencia peso entre 470g y 510g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles en ambos geacuteneros
Baloacuten Ndeg 6 las medidas son 72cm y 73cm de circunferencia peso entre 510g y 567g Este baloacuten puede utilizar para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores femeninos
Baloacuten Ndeg 7 Las medidas son 75cm y 78cm de circunferencia peso entre 567g y 650g Este baloacuten es utilizado para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores masculinos
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626 Voleibol
6261 Suministro e instalacioacuten de parales de voleibol
El proyecto tipo recomienda que los parales sean elaborados con tubo de 3rdquo pintados de blanco deben ser desmontables en dos (2) postes con ganchos de nylon antilesion para red y antenas guiacutea
Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral
Fuente [7]
El proyecto tipo estableces que la red debe medir 1m de ancho y 95m a 10m de largo la cual estaacute hecha de malla negra con cuadrados de 10cm y en el borde superior se cose en toda su extensioacuten una banda de 7 cm hecha en lona blanca En la parte inferior de la red hay otra banda horizontal de 5cm de ancho muy similar a la banda superior por cuyo interior se entrelaza una cuerda
El baloacuten debe ser esfeacuterico hecho con una cubierta de cuero flexible o cuero sinteacutetico con una caacutemara de caucho o material similar en su interior Su color puede ser uniforme y claro o una combinacioacuten de colores
Baloacuten infantil las medidas son 62cm a 64cm de circunferencia peso entre 240g y 260g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles de 6 a 12 antildeos en ambos geacuteneros
Baloacuten mayor las medidas son 65cm y 67cm de circunferencia peso entre 260g y 280g Este baloacuten puede utilizar en categoriacuteas de mayores de 12 antildeos en ambos geacuteneros
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63 ESTADO DEL ARTE
En la actualidad el ser humano ha adquirido mayor conciencia acerca de los beneficios de tener haacutebitos saludables como la actividad fiacutesica y el deporte que es asociada al bienestar fiacutesico sin embargo tambieacuten tiene una fuerte influencia en estados emocionales y seguacuten W Ramiacuterez S Vinaccia y G R Suaacuterez [8] La actividad deportiva en una poblacioacuten infanto-juvenil es fundamental y puede ayudar a disminuir patologiacuteas como dificultad en el aprendizaje hiperactividad depresioacuten y en algunos casos deficiencia mental y conducta disocial Seguacuten D A Camargo R E A Gomez J Ovalle O y R Rubiano [9] el deporte y la recreacioacuten son componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la salud y el movimiento humano Ademaacutes de la educacioacuten en valores a traveacutes del deporte para fomentar la auto estima y guiacuteas en donde se entendiendo el deporte como objeto para trabajar en la liacutenea de la no violencia [10] Por lo cual el ldquoampliar la cobertura yo mejorar la calidad de los escenarios deportivos con las condiciones requeridas para las praacutecticas deportivas y recreativasrdquo es uno de los objetivos en el plan de ordenamiento territorial [11] estos espacios debe estar adaptados para las personas en condiciones de discapacidad para aumentar la inclusioacuten e incentivar la praacutectica deportiva seguacuten M K Alvis G Y Nury A y N Tolosa [12] para las personas con discapacidad que logran o no realizar la educacioacuten formal realizar praacutecticas deportivas ayuda a mejorar sus capacidades individuales y aumenta su concentracioacuten en actividades diarias Los deportes impactan de forma positiva al ser humano en muchos aspectos uno de ellos es la relacioacuten directa con el funcionamiento cardiaco muscular e inmunoloacutegico por lo que seguacuten A Cordero D Masia y E Galve ldquoRealizar actividad
fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad cardiovascular y
mortalidadrdquo [13] En base a todo lo anterior y con el fin de promover la cultura deportiva y la recreacioacuten en los colombianos el Departamento Nacional de Planeacioacuten (DNP) realiza el proyecto tipo que contiene los aspectos estaacutendar metodoloacutegicos y teacutecnicos para la construccioacuten de una placa deportiva con cubierta orientado a solucionar el bajo iacutendice de praacutectica deportiva y el aprovechamiento del tiempo libre en actividades que los beneficie [6] el disentildeo de la cubierta es un factor importante para el disentildeo seguacuten Caacutendido Loacutepez ldquodesarrolla los espacios deportivos a
cubierto en un intento de explicar e interpretar la riqueza de matices y la complejidad del
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objeto arquitectoacutenicohellip Atreves de su forma poseen una voluntad de trascender y perdurar reflejo de las necesidades y aspiraciones de una eacutepocardquo [13]
631 ANTECEDENTES
ldquoCONSTRUCCIOacuteN Y DOTACIOacuteN DE UNA PLACA POLIDEPORTIVArdquo ldquoSe describe un modelo de Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivahellip para
Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportiva que consiste en construir un espacio bajo el cual se puedan desarrollar actividades como fuacutetbol de saloacuten voleibol o
baloncestordquo [6]
ldquoEL ESPACIO DEPORTIVO A CUBIERTO FORMA Y LUGARrdquo ldquodesarrolla los espacios deportivos a cubierto en un intento de explicar e interpretar la
riqueza de matices y la complejidad del objeto arquitectoacutenico y ello en la consideracioacuten de la idea de la totalidadrdquo [14] ldquoLA CULTURA FIacuteSICA Y EL DEPORTE FENOacuteMENOS SOCIALESrdquo ldquoPlantean los beneficios de las acciones que vinculan la actividad fiacutesica el deporte y la
recreacioacuten como componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la prevencioacuten ante diferentes riesgosrdquo [9] ldquoDETERMINANTES SOCIALES EN EL DEPORTE ADAPTADO EN LA ETAPA DE FORMACIOacuteN DEPORTIVA UN ENFOQUE CUANTITATIVOrdquo ldquoDeporte se ha adaptado no solo como un meacutetodo de integracioacuten social sino como una
necesidad involucrando la diversidad en el comportamiento social dentro de la
manifestacioacuten del bien individual que no podiacutea estar al margen del bien colectivordquo [12] ldquoEL IMPACTO DE LA ACTIVIDAD FIacuteSICA Y EL DEPORTE SOBRE LA SALUD LA COGNICIOacuteN LA SOCIALIZACIOacuteN Y EL RENDIMIENTO ACADEacuteMICO UNA REVISIOacuteN TEOacuteRICArdquo ldquoSe presenta una serie de investigaciones que hacen evidente los beneficios que el
deporte tiene en cuanto a procesos de socializacioacuten procesos mentales rendimiento
escolar y mejoramiento de la calidad de vida de las personas que lo practicanrdquo [8] ldquoEJERCICIO FIacuteSICO Y SALUDrdquo ldquoRealizar actividad fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por
semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad
cardiovascular y mortalidadrdquo [13] ldquoEDUCACION EN VALORES A TRAVEacuteS DEL DEPORTErdquo ldquoLas habilidades sociales y de comunicacioacuten que resultan problemaacuteticas se pueden entrenar mediante ejercicios que fomentan el desarrollo de autoestima aumento de la felicidad e integracioacutenrdquo [10]
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64 MARCO NORMATIVO
641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia
El ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humano El deporte y la recreacioacuten forman parte de la educacioacuten y constituyen gasto puacuteblico social Se reconoce el derecho de todas las personas a la recreacioacuten a la praacutectica del deporte y al aprovechamiento del tiempo libre El Estado fomentaraacute estas actividades e inspeccionaraacute vigilaraacute y controlaraacute las organizaciones deportivas y recreativas cuya estructura y propiedad deberaacuten ser democraacuteticas
642 NSR-10
Reglamento Colombiano de Construccioacuten Sismo Resistente Ley 400 de 1997 Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 modificado por el Decreto 092 del 17 de enero de 2011 Reglamento de vigencia en todo el territorio nacional
643 ACI 318-14
Este Reglamento proporciona los requisitos miacutenimos para los materiales el disentildeo construccioacuten y evaluacioacuten de la resistencia de miembros y sistemas de concreto estructural de cualquier estructura disentildeada y construida de acuerdo con los requisitos del reglamento general de construccioacuten
644 ANSIAISC 360-10
La Especificacioacuten estaacute basada en el uso pasado exitoso avances en el estado del conocimiento y cambios en la praacutectica de disentildeo La ldquoSpecification for Structural Steel Buildingsrdquo del American Institute of Steel Construction (AISC) provee un tratamiento integrado de los meacutetodos de Disentildeo por Tensiones Admisibles y del Disentildeo por Factores de Carga y Resistencia (LFRD) y reemplaza anteriores especificaciones Como se indica en el capiacutetulo B de la Especificacioacuten los disentildeos pueden hacerse con las provisiones de cualquiera de esos 2 meacutetodos de disentildeo
645 LEY 99 DE 1993
Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente se reordena el Sector Puacuteblico encargado de la gestioacuten y conservacioacuten del medio ambiente y los recursos
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naturales renovables se organiza el Sistema Nacional Ambiental SINA y se dictan otras disposiciones
646 DECRETO 1807
Por el cual se reglamenta el artiacuteculo 189 del Decreto Ley 019 de 2012 en lo relativo a la incorporacioacuten de la gestioacuten del riesgo en los planes de ordenamiento territorial y se dictan otras disposiciones
647 Acuerdo No 287 DE 2015
Por medio del cual se adopta el nuevo plan de ordenamiento territorial del municipio de Villavicencio y se dictan otras disposiciones Se trata de hacer de Villavicencio una ciudad planificada en la que todos sus habitantes tengan oportunidad de progresar proporcionando para ello espacios de participacioacuten e inclusioacuten social para consolidar a la ciudad como uno de los mayores centros generadores de desarrollo en el paiacutes
65 MARCO GEOGRAacuteFICO
El barrio Villa Juliana se localiza en el departamento del Meta al sur del municipio de Villavicencio en la Comuna 8 al cual se accede a traveacutes de la viacutea Villavicencio-acacias a 88 km del centro fundacional del municipio por el acceso al barrio porfiacutea por la carrera 43 a 18 Km hacia el sur de la comuna
Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional
Fuente [propia]
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Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental
Fuente [propia]
Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal
Fuente [Google Earth]
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Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario
Fuente [Google Earth]
El aacuterea en rojo es el barrio Villa Juliana este tiene una superficie de 9576981 m2 seguacuten levantamiento topograacutefico aportado por la secretaria de planeacioacuten de la alcaldiacutea de Villavicencio colinda con el asentamiento cambulos por el sur y sur occidente por el norte con la finca La Camelia accediendo por la carrera 43 desde la ciudadela Porfiacutea pasando el costado oriente por el asentamiento Villa del lago y por el costado occidente por la urbanizacioacuten La Maporita El aacuterea en verde es la reservada para equipamiento local y comunitario esta seriacutea el aacuterea destinada para la ejecucioacuten del proyecto el equipamiento local cuenta con un aacuterea de 145057 m2 y el equipamiento comunitario cuenta con un aacuterea de 19355 m2
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7 METODOLOGIacuteA
Inicialmente se obtiene toda la informacioacuten relacionada con el barrio Villa Juliana gracias al estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten del asentamiento humano Villa Juliana [3] se determina que la comunidad carece de varios aspectos importantes para un educado desarrollo social econoacutemico y cultural En este estudio se encuentra toda la informacioacuten correspondiente a la poblacioacuten equipamiento y demaacutes aspectos de la comunidad Para el correcto desarrollo del proyecto se tomoacute como base el proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten del cual se adoptoacute el disentildeo arquitectoacutenico que cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes [15] para este tipo de estructuras Una vez definidas las dimensiones y distribuciones de la estructura se debe realizar la evaluacioacuten de todas las solicitaciones que pueden afectar la estructura de acuerdo con el tiacutetulo B de la NSR-10 se deben considerar las solicitaciones provenientes del peso de los elementos permanentes en la construccioacuten los ocupantes y sus pertenencias efectos ambientales entre otras Estas son distintas a las fuerzas o efectos que aplica el sismo Despueacutes se determina el nivel de amenaza siacutesmica y los valores Aa y Av de acuerdo con el Tiacutetulo A de la NSR-10 Estos paraacutemetros sirven como base para definir el movimiento siacutesmico de disentildeo que se expresa por medio de un espectro elaacutestico de disentildeo ldquoEl Reglamento contempla descripciones alternativas del sismo de disentildeo ya sea a traveacutes de familias de acelerogramas o bien por medio de expresiones derivadas de estudios de microzonificacioacuten siacutesmica las cuales deben determinarse siguiendo los requisitos dados en el Capiacutetulo A2rdquo [1] Se caracteriza la estructura con respecto al sistema estructural de resistencia siacutesmica y se definen los materiales empleados que cumplan con las disposiciones de la NSR-10 para asiacute poder identificar la capacidad de disipacioacuten de energiacutea que se presenta Posterior a esto se debe definir el grado de irregularidad de acuerdo con el Capiacutetulo A3 del Reglamento (NSR-10) [1] Utilizando el Software de elementos finitos se analiza la estructura a partir de la geometriacutea cargas definidas anteriormente y considerando las diferentes condiciones y combinaciones determinadas en la NSR-10 Con el anaacutelisis se determina el comportamiento mecaacutenico de la estructura (desplazamientos deformaciones esfuerzos de flexioacuten corte axial y torsioacuten) al igual que las reacciones que se transmiten a la fundacioacuten Basaacutendose en los resultados se pude
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modificar el modelo inicial para conseguir una mejor alternativa tanto en seguridad como en economiacutea Se determinan las fuerzas siacutesmicas (Fs) que deben aplicarse a la estructura para lo cual deben usarse los movimientos siacutesmicos de disentildeo definidos anteriormente y posterior a esto realizar un anaacutelisis siacutesmico de la estructura de acuerdo con lo estipulado en el Capiacutetulo A3 de la NSR-10 [1] Una vez evaluados los desplazamientos horizontales se debe verificar que las derivas de disentildeo no excedan los liacutemites dados en el Capiacutetulo A6 de la NSR-10 en el caso de no cumplir con las derivas maacuteximas se debe rigidizar la estructura hasta que no se exceda el liacutemite Para finalizar con el disentildeo de las estructuras se analizan los resultados de las distintas solicitaciones y combinaciones para realizar el disentildeo de los elementos estructurales En este proyecto se requiere de unos elementos especiacuteficos para el correcto desarrollo de las actividades deportivas por esta razoacuten se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten para cada deporte basaacutendose en lo especificado por el proyecto tipo el cual cumple con los lineamientos establecidos en las normativas de cada deporte Una vez terminados los disentildeos de la infraestructura deportiva y comunitaria ademaacutes de especificar la dotacioacuten requerida se debe elaborar el presupuesto detallando las cantidades de materiales que se necesitan para la construccioacuten de la propuesta de disentildeo (superestructura y sub-estructura o cimentacioacuten) ajustaacutendola a los materiales disponibles en la regioacuten Por uacuteltimo se deben preparar revisar y aprobar los documentos definitivos de la propuesta de disentildeo como son las memorias de caacutelculo los planos de construccioacuten y el presupuesto de ambas estructuras
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8 PRELIMINARES
Por medio de la comunidad tuvimos acceso a los planos de la legalizacioacuten del barrio donde pudimos determinar el aacuterea que se teniacutea destinada para la construccioacuten del saloacuten comunal y del polideportivo posteriormente se realizoacute una visita al terreno para poder dimensionar y planear como seriacutea la distribucioacuten del espacio para el saloacuten comunal y para el polideportivo Adicionalmente se consultoacute con la entidad que necesitaban en el saloacuten comunal y en la placa deportiva Se acordoacute con la comunidad que el saloacuten comunal tendriacutea dos (02) oficinas una (01) cocina un (01) bantildeo interno para hombre un (01) bantildeo interno para mujeres un (01) deposito un (01) saloacuten para las reuniones de la comunidad un (01) bantildeo para hombres externo con duchas y vestidores un (01) bantildeo para mujeres externo con duchas y vestidores Para el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva se mostroacute a la comunidad el disentildeo del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten y se adoptoacute este disentildeo el cual cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes En la visita al lugar destinado para el saloacuten comunal y la placa deportiva se evidencio que el terreno era muy nivelado y no habiacutea grandes cambios en la topografiacutea debido a que ya se haba echo una nivelacioacuten del terreno para la cancha de tierra que se tiene para el desarrollo de la praacutectica deportiva de la comunidad
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Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
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Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno
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9 PROPUESTA DE DISENtildeO
Se realiza este trabajo de grado mediante la opcioacuten aplicaciones en temaacuteticas de ingenieriacutea civil para la Universidad Santo Tomas sede Villavicencio busca solucionar una problemaacutetica social manifestada por la comunidad en el barrio villa Juliana en la ciudad de Villavicencio dando como solucioacuten escenarios deportivos y comunitarios La propuesta de disentildeo del saloacuten comunal contempla la construccioacuten de un aacuterea de 38482 m2 que cuenta con espacios de almacenamiento cocina oficinas 2 bateriacuteas de bantildeos y un saloacuten de reunioacuten con capacidad de 300 personas se realiza el disentildeo arquitectoacutenico y estructural La propuesta de disentildeo del polideportivo contempla la construccioacuten de un aacuterea de 88275 m2 los disentildeos a los que se les realizo la revisioacuten fueron obtenidos del proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP denominado ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo [6] mediante los anexos teacutecnicos se realiza la revisioacuten del disentildeo seguacuten la regioacuten y anaacutelisis de solicitaciones propias de la zona todos los disentildeos el presupuesto de construccioacuten y dotacioacuten y planos del polideportivo exceptuando la cimentacioacuten pertenecen a los disentildeos del anexo teacutecnico del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo del DNP
91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL
De acuerdo con los requerimientos de la comunidad y las condiciones del terreno se disentildeoacute el saloacuten comunal con todos los espacios requeridos por la comunidad para realizar las actividades que se requieran asiacute como un espacio de bantildeos duchas y vestidores que puedan ser utilizados por los usuarios de la placa deportiva (ver planos ARQ 01 y ARQ 02)
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Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01)
Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03)
se realiza los caacutelculos y el anaacutelisis que cumplan con la norma sismo resistente colombiana NSR 10 de un saloacuten comunal con una (01) planta y una (01) cubierta ubicado en el barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio en el departamento del Meta
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911 Generalidades
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 38482
Aacuterea construida 1er piso (m2) 38482
Sistema estructural Poacuterticos en concreto reforzado
resistentes a momento
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos Si
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
30
Fuente Propia
9111 Descripcioacuten del proyecto
El proyecto contempla el disentildeo de un saloacuten comunal con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado con cubierta liviana soportada sobre perfiles metaacutelicos con una pendiente mayor a 15 grados La estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 18 Configuracion general del modelo
Fuente Propia
912 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el
procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y
CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1]
despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios geoteacutecnicos) y
realizar el disentildeo arquitectoacutenico se debe realizar el disentildeo estructural para lo cual
siguen los pasos de la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para
edificaciones nuevas y existentesrdquo [1]
Pre dimensionamiento y se define el tipo de sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de la estructura en un programa de elementos finitos
para determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
913 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del saloacuten comunal
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
914 Cargas
9141 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
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9142 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP 09D+09PP+10Ex+03Ey 09D+09PP+10Ex-03Ey 09D+09PP+10Ey+03Ex 09D+09PP+10Ey-03Ex 09D+09PP+16Wx 09D+09PP+16W(-x) 09D+09PP+16Wy 09D+09PP+16W(-y) 09D+09PP-10Ex+03Ey 09D+09PP-10Ex-03Ey 09D+09PP-10Ey+03Ex 09D+09PP-10Ey-03Ex 12D+12PP+10Ex+03Ey+10L 12D+12PP+10Ex-03Ey+10L 12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L 12D+12PP+16L+05Lr 12D+12PP+16Lr+08Wx 12D+12PP+16Lr+08W(-x) 12D+12PP+16Lr+08Wy 12D+12PP+16Lr+08W(-y) 12D+12PP+16Lr+10L 12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wx+10L+05Lr 12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wy+10L+05Lr 12D+12PP-10Ex+03Ey+10L 12D+12PP-10Ex-03Ey+10L 12D+12PP-10Ey+03Ex+10L 12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9143 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite de
resistencia
D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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915 Cargas muertas y cargas vivas
Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS
Teja Aluzinc + Anclajes 015 KNm2
Baldosa Ceraacutemica 08 KNm2
Luminarias 18 KN
Mamposteriacutea De Bloque De Arcilla (Pantildeetado En Ambas Caras)
2 KNm2
Muros Cortina De Vidrio Entramado Y Marco 050 KNm2
Placa De Tanque 360 KNm2
CARGAS VIVAS
Terraza Tanque 2 KNm2
Saloacuten Comunal 2 KNm2
Cubierta Liviana 05 KNm2
Tanque De Agua 1000 Lts 1000 KN
Aacuterea De Placa Sobre La Cual Se Apoya El Tanque De 1m3
1000 m2
Carga Uniforme Sobre Placa De Tanque 100 KNm2
Fuente Propia
916 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del saloacuten comunal (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva (ver Memoria de caacutelculo saloacuten comunal)
Tabla 4 Peso saloacuten comunal
Caacutelculo del peso del saloacuten comunal
MUROS VIGAS Y PLACA
Peso Total 122018 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9161 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 19 Espectro de disentildeo
Fuente Propia
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Ilustracioacuten 1 irregularidad torsional Fuente A3-1 NSR 10
9162 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea
INCOMPATIBILIDADES
ϕp = 090 Irregularidad en planta A12 [1]
Fuente Figura A3-1 NSR 10
ϕa = 100 Irregularidades en Altura Tipo
3A Geomeacutetrica [1] Sin irregularidad
ϕr = 075 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] En sistemas de poacutertico resistente a
momentos Ro = 70 DES
Fuente Propia
Tabla 8 Calculo irregularidad torsional DESPLAZ (m) 12DE+10L +10E
Piso 1 Tipo Riacutegido
A3-1 NSR 10
d prom (m) 00120
d max (m) 00120
Irregularidad torsional normal
o extrema
ϕp = NA (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
Fuente propia
1R = 021
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9163 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Tabla 9 Periodo fundamental T (s) F (Hz)
018 544
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 4
Ta = Ct hα 016
T lt CuTa Verificacioacuten
018 lt 0194 CUMPLE
Fuente Propia
9164 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
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Tabla 11 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 122018 123315 123315
917 Cargas de viento
Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 40 m Altura alero
h c 56 m Altura cumbrera
h m 48 m Altura media
L 242 m longitud estructura
B 249 m profundidad estructura
α gt 150 grados pendiente de techo
A techo 3411 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
A continuacioacuten se evaluacutea cada una de las paredes externas del saloacuten comunal para determinar la clasificacioacuten del cerramiento de la edificacioacuten El aacuterea total del techo es de 34112 m2 no tiene aberturas Ag de cada una de las paredes se calcula teniendo con la sumatoria del aacuterea gruesa de todas las paredes maacutes la sumatoria total de aacuterea total de techo menos la pared actual
Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento
Fuente Propia
Fuerza de viento procedimiento analiacutetico Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
CLASIFICACION DE CERRAMIENTO EDIFICACION PARCIALMENTE
ABIERTA
EDIFICACION DE BAJA ALTURA SI
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Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-
1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga Para estructuras riacutegidas el factor de efecto
de raacutefaga 085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
Gx 0880624121 Factor de efecto raacutefaga
Gy 086781881 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia
Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2 (ver memoria de caacutelculo)
9171 Carga de viento para teja y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 18 3 gt 05
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Tabla 16 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Ancho teja 05 m
Separacioacuten correas 18 m
Luz correas 42 m
A aferente teja 06 m Ancho efectivo teja
A aferente correa 18 m Ancho efectivo correa
A ef teja 11 m2 Aacuterea efectiva teja
A ef correa 75 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
teja -26 05
correas -22 04
Edificios bajos lt18m
P Presioacuten teja 07 KNm2
P succioacuten teja - 13 KNm2
P presioacuten correa 06 KNm2
P succioacuten correa -17 KNm2
Fuente Propia
918 Derivas
Las derivas maacuteximas son de 0231 Por lo tanto la estructura cumple con el criterio de
deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1] (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1
Figura 20 Planta de vigas aereas
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9191 Generalidades todos los ejes
Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1
Viga tipo 1 25X40
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 3595 Kn
Momento Mu (Knm) (-) 2573 Knm
Momento Mu (Knm) (+) 2341 Knm
Luz de viga 66 m
Hmin (L16) 041
Fy (Mpa) 420 Mpa
Fc (Mpa) 21 Mpa
λ (Concreto de peso normal) 1
B1 085
Fuente Propia
9192 Disentildeo a flexioacuten
Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Fuente Propia
Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1
As min 1 19836 mm2
As min 2 24240 mm2
b 025 m
h asum 035 m
d 029 m
d 005 m
Ф 09
Mn- 286
Mn+ 260
pmin 00033
Pmax 00135
P req- 00034
P req+ 00030
As- 2436 mm2
As+ 2208 mm2
Fuente Propia
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Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1
a 37459 mm a 3745882353
c 44069 mm c 4406920415
Pdisentildeo- 0005 Pdisentildeo+ 0005473141
ФMn- 40943 ФMn+ 4094267088
Chequeo CUMPLE Chequeo CUMPLE
Revisioacuten Ф 00168 Revisioacuten Ф 00168
Correccioacuten Ф 18834 PHI=09 Correccioacuten Ф 18834 PHI=09
Fuente Propia
9193 Disentildeo a cortante
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C11 [1] de la normativa vigente
Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE
Liacutemite de esfuerzos 458
bw (m) 025
h (m) 035
d 005
d (m) 029
fc (MPa) 21
Cortante maacuteximo Vu 1-1 (KN) 3595
fVc (KN) 3399
Vs (KN) 327
VultfVc Refuerzo a
cortante
VS gt 4 VC CUMPLE
s arranque (m) db = 38 531
s max 2 068
VS gt 033 x bW x d 13232
VS lt 066 x bW x d 26464
Av min (mm2)-1 24596
Av min (mm2)-2 3030
Fuente Propia
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9194 Disentildeo a torsioacuten
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C1151 [1] de la normativa vigente donde Acp es Aacuterea encerrada por el periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal de concreto y Pcp es el Periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal y para realizar el chequeo se utiliza la siguiente formula
Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1
Tu 357 Knm
Acp 87500 mm2
Pcp 120000
Chequeo Tu 182005228 Knm
Fuente Propia
9195 Calculo de las propiedades y revisioacuten de la seccioacuten de
concreto
Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 X1 0160475 mm
Y1 0260475 mm
Aoh 4179973 mm2
Ao 3552976678 mm2
d 290875 mm
Ph 8419 mm
Fuente Propia
Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto
Vu 3595000 N
Vc 4532052798 N
Ecuacioacuten 11-18 Del Aci 1256291283 Nmm2 273579769 Nmm2
Revisioacuten Cumple Seccioacuten
Fuente Propia
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9196 Refuerzos
Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten
Tn 476 Knm
Ѳ 45 Grados 0617369624
Ats 015949068 mm2mm para 1 rama de estribo
Avs 0026733842 mm2mm para 2 ramas de estribo
Fuente Propia
Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos
2At+Av 0345715203 mm2mm para 1 ramas de estribo
S estribos 38 0411 m
S max permisible 0105 m
Fuente Propia
Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten Al 1342752036 mm2
Min Al 2667001698 mm2
Fuente Propia
9197 Calculo de deflexiones para la viga con la mayor luz
Viga 025 X 035 Deflexioacuten 0002 M Deflexioacuten Permitida 0017833333 M
Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1
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9110 Columnas
91101 Revisioacuten de refuerzo de columnas elemento con el mayor
momento
Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas
91102 Flexioacuten y carga axial
Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas
Fy (MPa) 420
Es (Gpa) 200
fc (Mpa) 21
Ec (Gpa) 2154
d 030
Ndeg Barras 10
b (m) 035
h (m) 035
r (m) 004
a 014
A 00002
Lu (m) 365
k 1
r 0105
Mu sup (KNm) 2733
Mu inf (KNm) 2531
Pu (KN) 12307
Vu (KN) 145
Cm 060
Ig (m4) 00013
Ise (m4) 00001
EI1 (Pa) 2096674615
EI2 (Pa) 8287338453
Pcr 1 6213052808
Pcr 2 2455777882
L1 0601
L2 0603
Pu (KN) 12307
Mu 1526
Mu 2531
09
a= 166695060
b= 14126700
c= 2812222
0002039812
0082705951
As (mm) 122500
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Fuente Propia
91103 Cortante
Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas
s 1 00153
s 2 00060
Asmin (mm2) 4374
s min (m) 38 0592
Ash1 (mm) 1063
Ash2 (mm) 2411
d min (mm) 7
vc Mpa1 0764
vc Mpa2 0764
vc Mpa3 1375
vc Mpa 0764
Vc (KN) 62460
VultVc Ok
vs (KPa) -391512
s (m) d = 38 -0370
Fuente Propia
91104 Refuerzo
Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna
Ref Long
h (m) 365
Asmin 1225
As (mm2) 1791
995 1791
Asmax 4900
Ref Transv Z conf
s(m) 009
L Zconf 06 m
Ref Transv min
s (m) 010
Complemento si
Fuente Propia
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Ver detalles de las columnas en el plano E03 y E01
9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal
Con los datos obtenidos del anaacutelisis estructural se considera dimensionar la placa de fondo o contrapiso por medio de una losa maciza en dos direcciones
Figura 25 Losa maciza en dos direcciones
91111 Dimensionamiento de placa y avaluoacute de cargas
Espesor de placas macizas en dos direcciones sin vigas interiores determinado seguacuten las secciones C13 y C95 [1]
La 30 m
Lb 30 m
a = LbLa 100
Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza
Paneles exteriores sin aacutebacos
eMin sin vigas de borde 010 m
eMin con vigas de borde 009 m
paneles interiores sin aacutebacos 009 m
Paneles exteriores con aacutebacos
eMin sin vigas de borde 009 m
eMin con vigas de borde 008 m
paneles interiores con aacutebacos 008 m
e asumido 010 m
Carga de peso propio de Placas y estructuras encima (KNm2)
Peso propio losa 24 KNm2
Piso y alistado 10 KNm2
Muros eventuales 30 KNm2
D 64 KNm2
Carga viva 18 KNm2
Impacto 10 018 KNm2
L 20 KNm2
wu 838 KNm2
Fuente Propia
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Utilizando el procedimiento de la seccioacuten C139 ldquoLosas en dos direcciones apoyadas sobre muros o vigas riacutegidasrdquo [1] del Reglamento vigente (Meacutetodo de los Coeficientes) se divide el panel en consideracioacuten en cada direccioacuten en franjas Centrales cuyo ancho es la mitad del panel y medias franjas de columnas con un ancho igual a un cuarto del panel
91112 Franjas centrales
Tabla 31 Franjas centrales
Momentos negativos en los bordes (Tabla C139-1)
Caneg 0045
Cbneg 0045
Ma (negativo) 34 KNm
Mb (negativo) 34 KNm
Momentos positivos (Tablas C139-2 Y C139-3)
Ca D positivo 0018
Cb D positivo 0018
Ca L positivo 0027
Cb L positivo 0027
Ma (positivo carga muerta) 10 KNm
Ma (positivo carga viva) 05 KNm
Ma (positivo total) 15 KNm
Mb (positivo carga muerta) 10 KNm
Mb (positivo carga viva) 05 KNm
Mb (positivo total) 15 KNm
Fuente Propia
91113 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior Franja central
Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
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91114 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior Franja central
Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Fuente Propia
91115 Franjas de columnas
Los momentos en los bordes seraacuten 23 de los calculados en la franja central
Momentos negativos La 23 KNm Momentos positivos La 10 KNm Momentos negativos Lb 226
Momentos positivos Lb 101
91116 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior franja de columnas
Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas
Fuente Propia
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91117 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior franja de columnas
Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
91118 Cortante
Para el caacutelculo de las reacciones se utiliza la Tabla C139-4 [1] en donde para m=09 en el caso 2 el 60 de la carga se transmite en la direccioacuten de la luz menor y el 40 en la direccioacuten de la luz mayor
Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso V1 63 KN
V2 63 KN
Vd1 60 KN
Vd2 60 KN
Vu 91 KN
Ф 075 KN
Vc 4674 KN
ФVc 3506 KN
CUMPLE
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Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02)
9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten
Se realiza el disentildeo de dos tipos de zapatas centrales y esquineras ya que el terreno de la edificacioacuten es colindante con una finca las zapatas esquineras fueron disentildeadas con el meacutetodo calavera [16]
91121 Zapata Z-1 central
La zapata Z-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
91122 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
La zapata Z1 se utiliza en los Puntos 1 3 6 7 8 10 11 12 13 14 17 18 19 20 21 22 23 25 26 27 28 30 31 32 33
Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 )
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 936
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 94
Momento (KNm) 2-2 135
Momento (KNm) 3-3 168
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 1226
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN) 000
Carga maacutex horizontal Hu (KN) 1266
Momento (KNm) 2-2 198
Momento (KNm) 3-3 231
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
Concreto de peso normal No liviano 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 )
PS (KN) 936Kn
Peso de zapata (KN) 184Kn
Aacuterea de zapata (m2) 06m2
Zapata rectangular de L (m) 07m
A (m) 160m
B (m) 160m
Espesor t (m) 030m
Recubrimiento r (m) 0075m
d (m) 021m
Prof de cim 13m
Figura 27 Diagrama zapata (Z1)
Fuente Propia
Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0145
ey (m) 018
Relacioacuten exey 12
B recomendado 20
A6 03
B6 03
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 53 KNmsup2
q2 970 KNmsup2
q3 495 KNmsup2
q4 380 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 23 KNmsup2
q2 1273 KNmsup2
q3 607 KNmsup2
q4 495 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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91123 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1
Cortante Bidireccional Z1
Ancho de pedestal b c 035 m
Largo de pedestal l c 035 m
Lcd 2 11
V (d2) 867 Knm2
Vu (d2) 2380 Kn
Beta 10
Bo 22 m
065
Vc1 7146 Kn
Vc2 6687
Vc3 4624
Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1
Direccioacuten Larga
Lcd 04
V(d) 949
Vu(d) 714
φ 075
φc= 1963 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 04
V(d) 949 Knm2
Vu(d) 714 Kn
φ 075
φc= 1963 Kn
Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 16
B (m) 16
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
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Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 45 Resistencia al aplastamiento
Z1
Resistencia al aplastamiento
Pu 1226
φ 065
A1 012
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 24
raiacutez(A2A1) 44
Phi Pnb 28426 Kn
Fuente Propia
91124 Disentildeo a flexioacuten
Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta
Abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2
Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 02 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000156
Pasumido 000333
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras
90
separacioacuten 018 m 14 c018 en
la direccioacuten corta abajo- Son 9
Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2 Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09 Pmin 00033
Pdisentildeo 00016
Pasumido 00033
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 90
Separacioacuten 018 m 14 c018
en la direccioacuten larga abajo- Son 9
Fuente Propia
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Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1
Fuente Propia
Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas
de viento en la memoria de calculo del salon comunal)
91125 Zapata esquinera Z-2
La Zapata Z-2 se utiliza en los puntos 2 4 9 15 16 5 29 se realiza el disentildeo de la zapata cuadrada esquinera con vigas aeacutereas siguiendo el fundamento teoacuterico de Joseacute calavera [16] en el cual se supone que la zapata estaacute apoyada sobre Vigas virtuales en voladizo
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 0625 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 7056 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 60
Separacioacuten 028 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 6
Separacioacuten usada 025 m
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Figura 29 Diagrama Zapata Z2
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
El procedimiento mediante el cual se determina las tenciones maacuteximas y miacutenimas es el siguiente
Se fijan las dimensiones de la zapata b h
Se determina el coeficiente de balasto K mediante la ecuacioacuten (1) en donde
f es el factor de correlacioacuten de aspecto de la zapata ecuacioacuten (2) y KL es el
moacutedulo de balasto lineal ecuacioacuten (3)
Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto
Ecuacioacuten (1) Ecuacioacuten (2) Ecuacioacuten (3)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
A continuacioacuten se encuentran las ecuaciones que se utilizan para calcular
la fuerza de traccioacuten T y las tensiones qmax y qmin la placa de la zapata estaacute
sometida a dos momentos maacuteximos que producen tracciones en la cara
superior e inferior
Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2
Ecuacioacuten (4) Ecuacioacuten (5) Ecuacioacuten (6)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
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9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2)
Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 b1 035 m
b2 035 m
P serv 6226 KN
Qa 200 KNm2
Momento 3-3 serv 1353 KNm
Momento 2-2 serv 1682 KNm
Pultimo 822 KN
Momento ultimo 3-3 205 KNm
Momento ultimo 2-2 2546 KNm
Fc 21 MPa
Fy 420 MPa
Columnas Laterales 20
Fuente Propia
Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2
Peso de Zapata 18432 Kn
Amin 040346 m2
B 16 m
L 16 m
Aacuterea Definitiva 256 m2
Espesor t 03 m
Altura de la Vcim h 03 m
Recubrimiento r 0075 m
d (m) 0225 m
Prof de cimentacioacuten 130 m
W 085 m
Fuente Propia
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Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 emax 027
emin 022
B6 027 m
L6 027 m
Moacutedulo de balasto K 05 nmm3
075
Bc (b2b1) 1
Ec 21538106 Mpa
Ic 1250520833 mm4
Kc 0176 nmm3
Ts 30647 Kn
Tu 40463 Kn
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
qsmax 60503 Knm2
qsmin 2537 Knm2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
qumax 69786 Knm2
qumin -6745 Knm2
qum 31520 Knm2
Fuente Propia
Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento
Ancho de columna bc 035 m
Largo de columna Lc 035 m
Vup 68130429 Kn
Bo 093 m
1
up 3273534126 Knm2
v 065
Vc1 9928914006 Knm2
Vc2 1704016323 Knm2
Vc3 1489337101 Knm2
Verificacioacuten CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2
Direccioacuten Larga y Corta
Vud 51693 Kn
ud 143593 Knm2
065
Vc 496446 Knm2 CUMPLE
Fuente Propia
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Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2
Refuerzo Parrilla superior e inferior
q prom 3152 Knm2
Mu 6993 Knm
Mn 7770 Knm
Fy 420 MPa
Fc 21 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d = r + barra 0075 m
d 0225 m
09
P min 00033
P disentildeo 00023
P asumido 00033
As 1188 mm2
Barra No 5
Cantidad de Barras 6
separacioacuten 024 m
15 c024 en la direccioacuten Corta y Larga Abajo - Son 6
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en el plano E01 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de los dos tipos de zapatas que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten
Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten
b 035
h 035
d 0275
Fc 21
Fy 420
C o T 6165 Kn
Tu 4046319494 Kn
Asreq 1070454893 mm2
Asmin 317625 mm2
Asdis 317625 mm2
Barras No 5
Cantidad 2
Fuente Propia
Tabla 58 Disentildeo de viga virtual b 03
h 03
d 0225
Fc 21
Fy 420
Mp 4303573333
P 0007389068
Asreq 4987620775 mm2
Asmin 22275 mm2
Asdis 4987620775 mm2
Barras No 5
Cantidad 3
Fuente Propia
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Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014)
A1 (m2) 01225
065
t (m) 03
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 (m2) 09025
raiz(A2A1) 27143
Factor 2
F aplastamiento (KN) 28426125
Fu (KN) 822
Fu lt F aplastamiento CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 60 Altura miacutenima de desplante
Put (KN) 0
B (m) 16
L (m) 16
sad (KNm2) 200
g (KNm3) 18
qu (KNm2) 0
FS 2 2
z (m) 0
Df (m) 130
Fuente Propia
Figura 31 Diagrama Viga Virtual
Ver cargas de servicio y Reacciones de servicio en la memoria de caacutelculo del saloacuten comunal
9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten
91151 CAacuteLCULO viga cimentacioacuten estructura de concreto - VC1
En el cortante maacuteximo se utiliza el 10 de la carga de la cimentacioacuten
Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1
Viga de Cimentacioacuten tipo 1 VC-1 30x30
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 1226
Momento Mu (KNm) 693
C oacute T (KN) 920
As min (mmsup2) 1103
Densidad del suelo (KNm3) 18
Profundidad de cimentacioacuten (m) 10
Wu o subpresioacuten (KNm) 378
Luz de viga (m) 413
Hmin (L30) 021
fy (Mpa) 420
fc (MPa) 21
Concreto de peso normal) 10
Fuente Propia
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91152 Disentildeo de cortante
Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1
bw (m) 030 bw gt 03h oacute 250mm
Espesor h (m) 030 Espesor
d 007 Recubrimiento
d (m) 022
fc (MPa) 21 Resistencia del concreto miacutenima
Vu 1-1 (KN) 2007
Vc (KN) 3659
Vs (KN) -1652 VS gt 05 Vc Si Vs mayor que 12 de Vc Ref cortante
VultVc CUMPLE Criterio para refuerzo de cortante
v u - v c (KN) -24625
s (m) db = 38 -057 Separacioacuten miacutenima Z C= -057 lt 030m
s (m) db = 14 -011
VS gt 033 x bW x d 13610 Espaciamiento maacuteximo es d4
VS lt 066 x bW x d 27220 Cumple
Av min (mm2)-1 -11469
Av min (mm2)-2 -14128
Fuente Propia
91153 disentildeo de momentos
Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del
slaon comunal) bw (m) 030
d (m) 022
As min (mm2)-1 18302
As min (mm2)-2 22365
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en los planos E01 y E02 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de las vigas de cimentacioacuten con sus respectivos despieces que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros
Se disentildea la loza maciza en donde va a estar ubicada el tanque elevado que tambieacuten serviraacute de zona de mantenimiento para la cubierta
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Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L
DATOS
Luz 36 m
Fc 21000 Knm2
Fy 420000 Knm2
D 44 Knm2
L 10 Knm2
DIMENSIONES
H placa L20 018
H asumido 015
Recubrimiento 003
Barras Numero 4
db 00127
d 01137
disentildeo para un ancho de 1 m
b 1m
CARGAS
D 44 Knm2
L 10 Knm2
Wu 2128 Knm2
Mu 344736 Knm
CUANTIA
φ 09
Rn max 8925
Rn 2965549985
P cuantiacutea 0007771349
Pmin 00033
Fuente Propia
91161 Refuerzo
Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L
Ref principal
As M2m 0000883214
As mm2m 883213864
Espaciamiento max 045 m C765
Acero suministrado
Barras No4
Aacuterea barra cu 129
Cantidad 7
Espaciamiento 014
Acero suministrado 903 OK
Fuente Propia
Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L
REFUERZO PRINCIPAL
Barra Diaacutemetro Aacuterea Cantidad Espaciamiento
No3 95 71 1243963189 008
No4 127 129 6846619101 014
No5 159 199 4438260623 022
No6 191 284 3109907972 032
No7 222 387 2282206367 043
No8 254 510 173179189 057
Fuente Propia
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Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05)
91162 Calculo de deflexiones losa maciza e=15cm
Posterior al disentildeo de la losa se realizoacute la verificacioacuten de la deflexioacuten maacutexima para que no superara lo permitido por la norma [1] asiacute como se muestra a continuacioacuten
Tabla 67 Solicitaciones
SOLICITACIONES
D 44 KNm2
L 10 KNm2
LUZ 36 m
e 015 m
Fc 21000 KNm2
Fy 420000 KNm2
Ec 2153810577 KNm2
Es 200000000 KNm2
deflexioacuten 0003610345
Ig 000028125
deflexioacuten maacutexima permitida 001
Fuente Propia Una vez calculada la deflexioacuten de la losa se obtuvo un valor de 000361 y siendo
l360=001 nuestra deflexioacuten maacutexima permitida por la norma seguacuten tabla C95
(b) Se cumple este requisito (ver detalles en los planos)
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9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Se realizoacute el disentildeo de la mamposteriacutea NO estructural teniendo en cuenta las siguientes condiciones por la ubicacioacuten del proyecto
Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Ubicacioacuten Villavicencio Meta
Aa 035
Av 03
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Uso residencial
Grupo de uso II
Coeficiente de importancia I 11
Perfil del suelo Tipo c
Fa 105
Fv 15
Grado de desempentildeo del elemento no estructural BUENO
T 017 seg
Fuente Propia Tomando en cuenta lo establecido en la norma se determinoacute que en el caso del saloacuten comunal son muros divisorios con las siguientes caracteriacutesticas encontradas en la tabla A95-1 [1] muros divisorios de con coeficiente de aplicacioacuten dinaacutemica ap = 10 grado de desempentildeo bueno y tipo de amarres y anclajes No duacutectiles
Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales
ap 1
Tipo de anclaje No duacutectil
Rp especiales 6
Rp duacutectiles 3
Rp no duacutectiles 15
Rp huacutemedos 05
Hn 600 m
Heq 45 m
Hx 4
Sa 101
As 040
ax 094325
Fuente Propia Definidas las caracteriacutesticas de la mamposteriacutea no estructural se procedioacute al caacutelculo de la fuerza siacutesmica de disentildeo y con esto se realizoacute el disentildeo correspondiente
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Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural
L Muro 585 m
H Muro 3 m
Peso muro 3159 Ton
Fp 099324225
Limite 0552825
Fp asumida 099324225 Ton
Momento PXL4 099324225 Tonm
Cortante 0496621125 Ton
Fuente Propia
91171 Dovelas
Se emplearaacuten dovelas de 15x15cm como se muestra a continuacioacuten
Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas
Revisioacuten de la flexioacuten
Fc 210 Kgcm2
Fy 4200 Kgcm2
c 75 cm4
I 421875 cm4
Ф 09
Fr 2608447814 Kgfcm2
M 1467251896 Kgfcm
M 014672519 Tonm
Numero de dovelas
6 Und
Separacioacuten 097 m
Revisioacuten del cortante
Barra 12
Aacuterea 129 cm2
Diaacutemetro 127 cm
M 99324225 Kgfcm
Inercia 0127698501 cm4
c 0635 cm
ά 4200 Kgfcm2
V 1689240009 Kgf
V 0168924001 Ton
Vtotal 1013544005 Ton
Vu 0496621125 Ton
Fuente Propia Una vez verificados todos los paraacutemetros se comprueba que cumplen con lo exigido con la normativa (Ver detalles constructivos en plano E05)
9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente
Se realizoacute el disentildeo de las correas metaacutelicas para la cubierta teniendo en cuenta lo siguiente
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91181 Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500
Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 b 50 mm ancho del elemento
h 150 mm altura del elemento
e 3 mm
E 200000 Mpa moacutedulo de elasticidad
Fy 350 Mpa esfuerzo liacutemite de fluencia
A 1141 mm2 Aacuterea del elemento
Zx 51430 mm3 Coeficiente momento plaacutestico
Zy 23490 mm3
Sx 39810 mm3
Sy 21060 mm3 Coeficiente momento elaacutestico
lx 2985500 mm4 Inercia en el eje deacutebil del elemento
ly 526500 mm4
rx 512 mm Radio de giro en el eje x
ry 215 mm Radio de giro en el eje y
J 1508000 mm4 Constante torsional
09 Coeficiente para elementos sometidos a flexioacuten
rts 3450560744 mm
Ho 144
L 415 m
Fuente Propia
Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm
Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm
Mactuante 332
Pendiente cub gt 15deg
Mx(Knm) 3206873743
My(Knm) 085927923
Fuente Propia
Ya asignada la seccioacuten que se usara se realizan las correspondientes revisiones para asegurar que cumple con todo lo requerido por la normativa
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Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm
Fuente Propia
Revisando la resistencia a momento de la correa con la anterior ecuacioacuten obtenemos 0314078686 este valor es inferior a 1 Por lo tanto cumple con lo requerido con la normativa al igual que los chequeos del liacutemite de la aleta y el alma (ver detalles en planos E03 y E04)
9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales
91191 Cercha cubierta
Es necesaria una cercha en la cubierta del saloacuten comunal debido a las grandes luces entre columnas ya que se requeriacutea espacios amplios donde se puedan reunir las personas en los eventos que se organicen en la edificacioacuten La cercha se encarga de soportar los elementos principales de la cubierta trabaja especialmente para las cargas verticales por ende no se ve muy afectada por las cargas siacutesmicas a la que esteacute sometida la estructura A continuacioacuten se presentan la condicioacuten maacutes criacutetica para la cercha donde se muestra el iacutendice de sobreesfuerzo de cada elemento estructural mediante una gama de colores si el elemento presenta falla en la imagen se evidencia que no hay ninguacuten elemento que este fallando o con sobreesfuerzo (ver detalles en planos)
Figura 34 modelo cercha
Descripcioacuten Tubo rectangular 150x50x3mm
Chequeo btf(Aleta) 1466666667
Chequeo Htw (Alma) 48
Limite Nsr-10 (Aleta) 2677312085
Limite Nsr-10 (Alma) 5784906469
CompactaNocompacto (Alma) Compacto
CompactaNo compacto (Aletas) Compacto
mnx 1620045 Knm
mny 739935 Knm
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92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO
921 Generalidades
Tabla 75 Generalidades Polideportivo
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 88275
Aacuterea construida 1er piso (m2) 88275
Sistema estructural
Poacuterticos en concreto reforzado resistentes a momento
Peacutendulo invertido
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos No
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
20
Fuente Propia
9211 Descripcioacuten del proyecto Polideportivo
El proyecto contempla la revisioacuten del disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple siguiendo las especificaciones del documento del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo [1] con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado - peacutendulo invertido la estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas con una cubierta liviana a dos aguas desarrollada en estructura metaacutelica a base de cerchas espaciales que soportan correas tubulares de laacutemina delgada Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 35 ver memoria de calculo
922 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar la revisioacuten del disentildeo de este proyecto se
basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO
DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL
REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios
geoteacutecnicos) y analizar el disentildeo arquitectoacutenico propuesto por el DNP y aprobado
por Coldeportes para ver si se ajusta al aacuterea y especificaciones del terreno se
debe realizar la revisioacuten del disentildeo estructural para lo cual se siguen los pasos de
la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para edificaciones nuevas y
existentesrdquo
Teniendo en cuenta el documento base del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo
[1] se obtiene los paraacutemetros de la estructura predimensionamiento y
sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de estructura en un programa de elementos finitos para
determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
923 Cargas
A continuacioacuten se describen los tipos de cargas que se deben tener en cuenta para este tipo de estructura
Carga Muerta
La carga muerta corresponde al peso propio de la estructura y peso de los demaacutes elementos que permanecen fijos durante la vida uacutetil
Carga Viva
La carga viva corresponde a cargas gravitacionales que pueden variar durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras y tienen naturaleza variable se debe considerarse en el disentildeo la existencia de las mismas para determinar las condiciones de disentildeo criacuteticas
9231 Caacutelculo de la carga siacutesmica
Para calcular el peso que inercialmente contribuye al efecto siacutesmico se consideran los pesos de la estructura desde la placa de cimentacioacuten hacia arriba es decir vigas columnas placas y demaacutes
Cargas de viento
Cada estructura estaacute sometida a acciones de viento estas cargas variacutean con respecto a la ubicacioacuten geograacutefica la altura sobre el nivel del terreno el terreno y algunos otros factores Las cargas suelen ser importantes que las cargas siacutesmicas en estructuras con gran altitud
9232 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
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W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
9233 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP
09D+09PP+10Ex+03Ey
09D+09PP+10Ex-03Ey
09D+09PP+10Ey+03Ex
09D+09PP+10Ey-03Ex
09D+09PP+16Wx
09D+09PP+16W(-x)
09D+09PP+16Wy
09D+09PP+16W(-y)
09D+09PP-10Ex+03Ey
09D+09PP-10Ex-03Ey
09D+09PP-10Ey+03Ex
09D+09PP-10Ey-03Ex
12D+12PP+10Ex+03Ey+10L
12D+12PP+10Ex-03Ey+10L
12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L
12D+12PP+16L+05Lr
12D+12PP+16Lr+08Wx
12D+12PP+16Lr+08W(-x)
12D+12PP+16Lr+08Wy
12D+12PP+16Lr+08W(-y)
12D+12PP+16Lr+10L
12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wx+10L+05Lr
12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wy+10L+05Lr
12D+12PP-10Ex+03Ey+10L
12D+12PP-10Ex-03Ey+10L
12D+12PP-10Ey+03Ex+10L
12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9234 Combinaciones de carga para condiciones de servicio D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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924 Carga Muerta y viva
Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS TEJA ALUZINC + ANCLAJES 015 Knm2
LUMINARIAS 18 Kn
CARGAS VIVAS
CANCHA MULTIJUEGO 2 KNm2
CUBIERTA LIVIANA 05 KNm2
Fuente Propia
925 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del Polideportivo (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva
Tabla 78 Peso Polideportivo
caacutelculo del peso edificacioacuten polideportivo
MUROS VIGAS Y PLACA
JOINT F1 F2 F3 M1 M2 M3
111 78486 577 127066 -107534 4668895 -5807
113 -78477 5769 127067 -107523 -4668425 5819
559 85765 -06 154782 14039 5019147 -07335
561 -85773 -06 154779 14039 -5019667 07378
671 85839 0563 154809 -12767 5023079 07215
673 -85847 0563 154806 -12763 -5023578 -07254
783 78396 -5734 127049 107367 4663685 59208
785 -78388 -5733 12705 10737 -4663244 -59322
Peso Total 112741 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9251 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 36 Espectro de disentildeo
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Por medio del programa de elementos finitos ETABS calculamos el centro de masa que se puede observar en la siguiente tabla
Piso X Y ex ey
1 132579 100245 005 005
En donde
X y Y son las coordenadas del centro de masa seguacuten los ejes
ex porcentaje de torsioacuten en el piso en X y ey Porcentaje de torsioacuten en el
piso en Y (excentricidad accidental)
9252 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea INCOMPATIBILIDADES
= 100 Irregularidad en planta Ver
anexo A12 [1] Sin irregularidad
= 100 Irregularidades en Altura Sin irregularidad
= 100 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] Sin irregularidad
DES
1 = 0143
9253 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura los valores Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Ilustracioacuten 2 ecuacioacuten periacuteodo fundamental de la edificacioacuten
Fuente ilustracioacuten (A42-1) NSR 10
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Ilustracioacuten 3 ecuacioacuten definida en A43-3 de la
NSR 10
Piso Peso (KN) hx hi Fi (KN) di (m) mdi^2 Fi di T (s) F (Hz)
1 112741 600 113939 00081 00074 91732 018 559
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 82 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 6
Ta = Ct hα 024
Tlt CuTa Verificacioacuten
018 lt 024 CUMPLE
Fuente Propia
9254 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
K 100 Para T menor o igual a 05 segundos k = 10 (A432)
Cvx 100
Tabla 83 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 112741 113939 113939
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926 Cargas de viento
Tabla 84 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 60 m Altura alero
h c 90 m Altura cumbrera
h m 75 m Altura media
L 330 m longitud estructura
B 268 m profundidad estructura
α 150 grados pendiente de techo
A techo 8828 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
9261 Fuerza de viento procedimiento analiacutetico
Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
Tabla 85 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
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Tabla 86 Datos para calculo Factor raacutefaga FACTOR DE RAFAGA G O Gf
Para estructuras riacutegidas el factor de efecto de raacutefaga
085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
ɛ 0333 Tabla B65-2
l 975 Tabla B65-2
zmin 90 m Tabla B65-2
Lz 94135215 Longitud integral a escala
Bx 72 m Longitud edificio
By 142 m Ancho edificio
h 48 m Altura media edificacioacuten
Qx 09248 Respuesta del entorno
Qy 09032 Respuesta del entorno
c 03 Tabla B65-2
Iz 03053 Intensidad de la turbulencia
gQ = gv 34 B658 NSR-2010
Gx 0875258244 Factor de efecto raacutefaga
Gy 0863533629 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2
9262 Carga de viento para tejas y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 3 3 gt 05
Para determinar las presiones netas de las correas se utiliza la figura B65-16B [1] y el Angulo de la cubierta del polideportivo es de 15deg
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Tabla 87 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Separacioacuten correas 20 m
Luz correas 90 m
A aferente teja 30 m Ancho efectivo teja
A ef correa 270 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
correas 17 -17
Edificios bajos lt18m
P presioacuten correa 09 KNm2
P succioacuten correa -09 KNm2
Fuente Propia
927 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del polideportivo
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
928 Derivas
En la siguiente Tabla se resumen las derivas obtenidas en las direcciones X y Y Las
derivas maacuteximas son de 0109( ver memoria de calculo) Por lo tanto la estructura
cumple con el criterio de deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1]
929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas
Se realiza la verificacioacuten del disentildeo del DNP placa deportiva para zona de amenaza siacutesmica alta de las vigas aeacutereas con dimensiones 03x06m vigas de cimentacioacuten de 03x045m columnas de 06x07m y cubierta mediante un modelo digital elaborado en el software de elementos finitos ETABS y SAP 2000 el disentildeo
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de esta estructura se realiza en concreto reforzado aporticada unida por medio de cerchas metaacutelica y correas Como se puede observar en las siguientes imaacutegenes la disposicioacuten de las vigas y las columnas del polideportivo cumple con la normativa vigente [17] se ingresan la carga de sismo carga muerta y la carga de viento como se muestra en las siguientes imaacutegenes en donde las vigas y las columnas requieren una cuantiacutea mayor a la cuantiacutea miacutenima de disentildeo sin embargo no sobrepasa la cuantiacutea maacutexima permitida
Figura 37 Columna C-01 Fuente Planos estructurales (plano E 005) DNP [1]
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Figura 38 Viga V-01
Fuente Planos estructurales (plano E 006) DNP [1]
Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01
Fuente Planos estructurales (plano E 003) DNP [1]
En la siguiente imagen se evidencia la asignacioacuten de la pseudo aceleracioacuten para elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia siacutesmica
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Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo
Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta
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Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica
Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento
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Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas
Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica
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9210 Disentildeo de la cimentacioacuten
92101 Zapata ZP-1 central
La zapata ZP-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
Tabla 88 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Cargas de Servicio
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 1560
Carga vigas de cimentacion 117
Carga pedestal 106
Carga Total servicio 45535
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 653
Momento (KNm) 2-2 558
Momento (KNm) 3-3 3893
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 3232
Momento (KNm) 2-2 773
Momento (KNm) 3-3 5550
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
l 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 89 Pre-Dimensionamiento Zapata Central
PS (KN) 4659 Kn
Peso de zapata (KN) 1560 Kn
Aacuterea de zapata (m2) 31 m2
Zapata rectangular de L (m) 18 m
A (m) 38 m
B (m) 38 m
Espesor t (m) 045 m
Recubrimiento r (m) 0075 m
d (m) 036 m
Prof de cim 15 m
Figura 46 Diagrama zapata ZP-1
Fuente Propia
Tabla 90 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0626
ey (m) 036
Relacioacuten exey 18
B recomendado 67
A6 06
B6 06
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 05 KNmsup2
q2 856 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 -568 KNmsup2
q2 1232 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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Tabla 91 Verificaciones de la zapata ZP-1
Tabla 92 Verificacioacuten de cortante Bidireccional
Figura 47 Dimensiones de la zapata
Cortante Bidireccional ZP-1
Ancho de pedestal b c 060 m
Largo de pedestal l c 070 m
Lcd 2 24
V (d2) 559 Knm2
Vu (d2) 12102 Kn
Beta 12
Bo 40 m
065
Vc1 19990 Kn
Vc2 20008
Vc3 14296
Tabla 93 Direccioacuten larga y corta ZP-1
Direccioacuten Larga
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Tabla 94 Altura miacutenima de desplante ZP-1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 38
B (m) 38
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
Tabla 95 Longitud de desarrollo ZP-1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 96 Resistencia al aplastamiento
ZP-1
Resistencia al aplastamiento
Pu 3232
φ 065
A1 042
Inclinacioacuten 1V-2H 09
A2 63
raiacutez(A2A1) 39
Phi Pnb 97461 Kn
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92102 Disentildeo a flexioacuten
Para determinar el aacuterea del acero se utiliza la siguiente ecuacioacuten
Tabla 97 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3840 knm
Mn 4267 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 04 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000212
Pasumido 000333
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras
230
separacioacuten 016 m 15 c016 en la direccioacuten corta
abajo- Son 23
Tabla 98 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3651 knm
Mn 4056 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 00020
Pasumido 00033
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras 23
Separacioacuten 016 m 15 c016
en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Fuente Propia
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Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Fuente Propia
Figura 48 esquema Zapata ZP-1
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 1600 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 28728 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 230
Separacioacuten 016 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Separacioacuten usada 025 m
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10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO
101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL
PROPUESTA DE DISENtildeO ESTRUCTURAL DE UN SALON COMUNAL Y DE UN
POLIDEPORTIVO TIPO CANCHA MUacuteLTIPLE UBICADOS EN EL BARRIO VILLA JULIANA DE LA CIUDAD DE VILLAVICENCIO
PROYECTO
CONSTRUCCION DE SALON COMUNAL EN EL BARRIO VILLAJULIANA EN VILLAVICENCIO - META
LOCALIZACIOacuteN EDIFICACION AacuteREA M2
BARRIO VILLA JULIANA VILLAVICENCIO - META
SALON COMUNAL 38482
IacuteTEM DESCRIPCIOacuteN UND CANT VALOR UNIT
V TOTAL
1 PRELIMINARES
11 Descapote manual incluye retiro M2 38691 $ 685800 $ 265339449
12 localizacioacuten y replanteo arquitectura (incluye cartera y planos)
M2 38691 $ 367400 $ 142148897
VALOR PRELIMINARES $ 407488346
2 RELLENOS
21 Relleno material tamantildeo maacuteximo 2 compactacioacuten manual
M3 468 $ 6163900 $ 288470520
VALOR RELLENOS $ 288470520
3 EXCAVACIONES
31 Excavaciones secas en conglomerado manual incluye retiro
M3 11672 $ 4158100 $ 485318047
VALOR EXCAVACION $ 485318047
4 CIMENTACIOacuteN
41 Zapata de cimentacioacuten de concreto armado
M3 245760 $ 39333071 $ 966649553
42 Viga de cimentacioacuten concreto de 3000 psi
ML 24291 $ 6304600 $ 1531450386
VALOR CIMENTACION $ 2498099939
5 ESTRUCTURAS EN CONCRETO
51 Columnas 3535 de concreto de 3000 psi
ML 16640 $ 1478500 $ 246022400
52 Viga aeacuterea 2535 (3000psi) ML 18513 $ 4624600 $ 856152198
53 PLACA CONCRETO TANQUE (3000psi) E=15cm
M2 3549 $ 18607800 $ 660316391
VALOR ESTRUCUTRAS EN
CONCRETO $ 1762490989
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6 APARATOS SANITARIOS
61 Combo sanitario lavamanos e incrustaciones
UND 1300 $ 29406500 $ 382284500
62 Conjunto ducha y registro grival UND 500 $ 9370800 $ 46854000
63 Orinal de porcelana sanitaria UND 700 $ 49165072 $ 344155504
64 Tanque agua 500LT PVC incl conexioacuten 34 - 12
UND 100 $ 51632800 $ 51632800
VALOR PRELIMINARES $ 824926804
7 PISOS
71 Placa de contra piso E=12cm (3000psi)
M2 36032 $ 3343700 $ 1204801984
VALOR PRELIMINARES $ 1204801984
8 MAMPOSTERIA
81 Muros cara vista (bloque No5) M2 41320 $ 2935877 $ 1213109514
VALOR RELLENOS $ 1213109514
9 ESTRUCTURA METALICA
91 Correa metaacutelica en tubo rectangular 100x50x300 mm
Kg 144586 $ 377300 $ 545523733
92 Estructura metaacutelica ligera autoportante
M2 9117 $ 4134539 $ 376945921
VALOR RELLENOS $ 545523733
10 CUBIERTA
101 TEJA METALICA TERMOACUSTICA TIPO TECHOLINE
M2 32787 $ 4073500 $ 1335578445
VALOR PRELIMINARES $ 1335578445
VALOR COSTO DIRECTO $ 10565808321
ADMINISTRACION (18) $ 1901845498
IMPREVISTOS (1) $ 105658083
UTILIDAD (6) $ 633948499
VALOR TOTAL COSTOS INDIRECTOS $ 2641452080
VALOR TOTAL PROYECTO $ 13678442801
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102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA
PRESUPUESTO PLACA POLIDEPORTIVA CUBIERTA
Iacutetem Descripcioacuten UND CANT VALOR UNIT V TOTAL
1 Realizar obras preliminares
11 Localizacioacuten y replanteo msup2 928 $1707 $1584096
$1584096
2 Construir la cimentacioacuten
21 Descapote a maacutequina nivel 000 (inc retiro) e=30 cm
m3 278 $33350 $9284640
22 Conformacioacuten del terreno msup2 928 $7802 $7240256
23 Excavacioacuten manual (inc Retiro de sobrantes)
msup3 204 $42646 $8685396
24 Concreto de limpieza e= 005 m
msup2 167 $14493 $2415403
25 Concreto cicloacutepeo 210 kgcmsup2 (3000 psi) 6040
msup3 8 $303516 $2276370
26 Zapatas concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 51 $343101 $17369488
27 Vigas de cimentacioacuten en concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 13 $386306 $5159793
28 Micropilotes d= 030 m para malla contraimpacto
m 24 $62420 $1485596
29 Cantildeuela en concreto 175 kgcmsup2 (2500 psi)
m 64 $19859 $1270976
210 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi) para cimentacioacuten
kg 4064 $3020 $12272647
$67460565
3 Construir las estructuras en concreto y metaacutelicas
31 Columnas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 26 $673473 $17537237
32 Vigas aeacutereas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 9 $756198 $6860228
33 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 ( 60000 psi) para estructura
kg 10184 $3020 $30756671
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34
Cercha en celosiacutea seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas contravientos tensores soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8352 $8843 $73859841
35
Correas tipo PHR 305x80x20mm incluye suministro e instalacion anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8222 $8843 $72711081
36
Malla contra impacto seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas tensores soldadura pintura anticorrosiva de esmalte (2 manos)
msup2 150 $183314 $27497100
37
Porteriacutea muacuteltiple fija incluye malla 100 nylon color negra entrelazada y pintura en esmalte tres manos (Incluye suministro e instalacioacuten)
un 2 $2552000 $5104000
38
Suministro e instalacioacuten parales de voleibol (incluye parales 3 en tuberiacutea con malla 100 nylon y pintura en esmalte en la estructura metaacutelica
juego 1 $353800 $353800
$234679958
4 Instalar las redes hidrosanitarias
41 Accesorios
411 Bajantes en tuberiacutea PVC aguas lluvias D4
m 55 $30703 $1682524
412 Tragantes de cuacutepulas plaacutesticas 5x4
un 8 $15097 $120776
413 Tuberiacutea PVC corrugada 160 mm incluye accesorios excavacioacuten y relleno
m 24 $42185 $1012440
42 Cajas de inspeccioacuten y filtro
421 Caja de inspeccioacuten hmax=100 m de 60 cm x 60 cm
un 2 $495027 $990054
$3805794
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5 Instalar las redes eleacutectricas y afines
51 Salidas
511
Salida para laacutempara en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 12 $97493 $1169916
512
Derivacioacuten de luminaria desde salida eleacutectrica en cable encauchetado 3x16 awg con clavija aeacuterea con polo a tierra y cable encauchetado 3x16 awg desde luminaria con toma aeacuterea
un 12 $30200 $362400
513
Salida para toma monofaacutesica doble con polo a tierra para red normal en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 2 $73387 $146774
514 Salida para pulsador remoto de telerruptor en tubo conduit emt de 34 y cable 2x18 awg
un 4 $91747 $366988
52 Tableros y protecciones
521
Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 1x15 1x20 o 1x30 amperios
un 1 $22982 $22982
522 Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 2x20 o 2x30 amperios
un 4 $44982 $179928
523
Suministro montaje y conexioacuten de tablero minipragma de 12 circuitos para ubicar telerruptores
un 1 $301773 $301773
524
Suministro montaje y conexioacuten en caja minipragma de telerruptor bipolar de 16 amperios
un 4 $256157 $1024628
53 Acometidas y ductos
531
Suministro y tendido de acometida bifaacutesica en conductores 2 No8+1 No8+1 No 10 por tubo
m 54 $18631 $1006074
54 Luminarias
541
Suministro montaje y conexioacuten de laacutempara metal 400 w - 220 v by 150p 1xhp1-p400w-bu sgr p-wb+by150gr +
un 12 $431929 $5183148
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gc completa
55 Varios
551
Suministro y montaje de caja de paso metaacutelica de 10 cm x 10 cm para la iluminacioacuten de la cancha
un 4 $23989 $95956
552 Construccioacuten de caja en mamposteriacutea tipo alumbrado puacuteblico de 60 cm x 60 cm
un 1 $380682 $380682
56 Sistema de apantallamiento y puesta a tierra
561
Construccioacuten de caja de paso en mamposteriacutea de 30 cm x 30 cm para medicioacuten y mantenimiento del sistema de tierra y apantallamiento
un 4 $446980 $1787920
562
Suministro e hincada de varilla de cobre de 244 m x 58 para aterrizar la infraestructura de apantallamiento y la malla de puesta a tierra
un 5 $147211 $736055
563
Suministro y tendido de cable de cobre No 8 para polo a tierra incluye tubo PVC de 34
m 6 $29479 $176874
564
Suministro y tendido de cable de cobre No 20 desnudo para configurar sistema de apantallamiento malla a tierra y equipotenciar
m 248 $36339 $9012072
565 Suministro y colocacioacuten de barra captora para sistema apantallamiento
un 25 $137519 $3437975
566
Suministro y armado de soldadura tipo cadweld 120 g para empalmes del sistema de apantallamiento y puestas a tierra
un 34 $65134 $2214556
$27606701
6 Construir la placa
61 Relleno de material recebo compactado
msup3 205 $56472 $11556927
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62 Malla electrosoldada kg 3269 $3041 $9940592
63 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea deportiva
msup2 898 $56561 $50769154
64 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea perimetral
msup2 87 $51495 $4462145
$76728817
7 Construir las cubiertas e impermeabilizaciones
71
Teja arquitectoacutenica curva calibre 28 termoacuacutestica con acabado galvanizado con recubrimiento de zinc g60 (180 gm2)
msup2 908 $134237 $121892565
72
Canal en laacutemina galvanizada cal 20 desarrollo lt200lt=250 mm incluye soporte yo anclajes pintura wash primer anticorrosivo y pintura y esmalte para intemperie
m 66 $106072 $6979538
$128872103
8 Construir las graderiacuteas
81 Mamposteriacutea en bloque Ndeg 5 de arcilla
msup2 88 $33460 $2954009
82 Viga de confinamiento de 012 m x 012 m fc = 210 kgcmsup2 (3000 psi) para muros
m 0 $47734 $0
83 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi)
kg 242 $3020 $730057
84 Grafiles de acero 4 mm kg 62 $2704 $167105
85 Graderiacutea en concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 4 $839091 $3685288
86
Baranda graderiacutea seguacuten disentildeo incluye anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte
m 16 $175857 $2743369
87 Pantildeete liso interior impermeabilizado 14 incluye filos y dilataciones
msup2 0 $13633 $0
$10279829
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9 Pintar y demarcar elementos
91
Demarcacioacuten cancha de microfuacutetbol baloncesto y voleibol con pintura de traacutefico alto ancho 10 cm de acuerdo a los colores reglamentarios y al disentildeo
m 380 $5055 $1920900
$1920900
10 Dotar la placa polideportiva cubierta
101 Dotacioacuten deportiva de la placa polideportiva
glb 1 $4275000 $4275000
$4275000
Costo directo $ 557213764
Administracioacuten 18 $100298477
Imprevistos 1 $5572138
Utilidad 6 $33432826
Subtotal AIU 25 $139303441
Valor total del proyecto $696517205
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11 RESULTADOS E IMPACTOS
111 RESULTADOS ESPERADOS
Tabla 100 Tabla de resultados
Resultado Indicador Ndeg de documentos Objetivo Relacionado
Propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo y planos
1 Objetivo especiacutefico 1 2 y 3
Elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
1 Objetivo 4
Presupuesto de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
1 Objetivo 5
Fuente Propia
112 IMPACTOS Los impactos maacutes relevantes son en el aspecto social el aumento de la infraestructura con fines recreativos y comunitarios beneficia a la comunidad aumentando la praacutectica deportiva y el mejor aprovechamiento del tiempo libre el incentivo de poder desarrollar deportes en un lugar adecuado para la praacutectica y con dotacioacuten podriacutea disminuir el iacutendice de sedentarismo consumo de sustancias sicoactivas y obesidad ademaacutes de promover el comercio en el aacuterea
Tabla 101 Impactos
Fuente Propia
Aspecto Impacto Supuesto Plazo
Social Aumentar el iacutendice de la praacutectica deportiva en la comunidad
Infraestructura recreativa
Corto
Social
Mejor aprovechamiento del tiempo libre y disminuir el sedentarismo en la comunidad
Incentivar la praacutectica deportiva en el barrio
Mediano
Ambiental Mejoramiento del desarrollo socio ambiental
Respeto por las normativas ambientales
largo
Econoacutemico
Aumento de desarrollo socioeconoacutemico del barrio en las zonas aledantildeas al proyecto
Aumento de la infraestructura del
barrio Mediano
Teacutecnico Aporte en materia de propuestas de disentildeo
Disentildeo sismo resistente presupuesto
Mediano
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12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS
121 CONCLUSIONES
El disentildeo del saloacuten comunal y el polideportivo se realizoacute para satisfacer las
necesidades de la comunidad aprovechando el terreno dispuesto en el barrio villa Juliana destinado para actividades comunitarias equipamiento y actividades recreativas
Es necesario contar con espacios adecuados para realizar las actividades deportivas y de la comunidad en general esto conlleva a una mejor calidad de vida de los habitantes del barrio Villa Juliana y un mejor desarrollo social
Se optoacute por conservar el disentildeo de la placa deportiva tipo del DNP pues
este cumple con todas las especificaciones requeridas por COL JUEGOS ya que el terreno es lo suficientemente grande para que se pueda construir el proyecto en general al mantener el disentildeo original se realizoacute una verificacioacuten de la estructura mixta del poacutertico en concreto con celosiacutea metaacutelica donde se comprobaron que los iacutendices de sobre esfuerzo estuvieran en el rango adecuado de acuerdo con las condiciones del terreno y de la ubicacioacuten
El saloacuten comunal cuenta con un sistema estructural de poacuterticos de concreto
reforzado resistente a momentos pero para garantizar un espacio amplio donde se puedan realizar las reuniones y actividades de la comunidad donde se proyecta que podriacutean asistir hasta 300 personas fue necesario el uso de cerchas apoyadas sobre las columnas para sostener la cubierta y salvar las luces de 95 m entre las columnas
El costo total del proyecto es de $83330163301 (Ochocientos treinta y
tres millones trescientos unos mil seiscientos treinta y tres pesos colombianos) esto incluyendo los costos directos e indirectos de la obra (el AIU se determinoacute de acuerdo a los proyectos de la secretaria de vivienda en la gobernacioacuten del meta y la agencia de infraestructura del meta (AIM) El costo del saloacuten comunal incluye uacutenicamente la construccioacuten de la parte estructural edificacioacuten la mamposteriacutea no estructural y los aparatos sanitarios del saloacuten comunal
122 TRABAJOS FUTUROS
El presente trabajo de opcioacuten de grado estaacute enfocado en la aplicacioacuten en temaacuteticas de ingenieriacuteas partiendo de las necesidades de la comunidad del barrio Villa Juliana por lo tanto el siguiente paso es buscar el medio para poner en marcha la construccioacuten del saloacuten comunal y de la placa deportiva Una vez
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entregado los documentos y los planos a la comunidad depende de la gestioacuten de la misma para que las entidades encargadas empiecen con el traacutemite y revisioacuten de disentildeos posteriormente se efectuara el proceso de seleccioacuten del contratista y de la correspondiente interventoriacutea para que se ejecute el contrato de obra En el presente documento se hace el modelamiento de las estructuras teniendo en cuenta los criterios baacutesicos para el disentildeo de los distintos elementos que componen el saloacuten comunal y el polideportivo de manera que sirva como una base o fundamento para los estudiantes o personas interesadas que realicen trabajos similares de disentildeo modelacioacuten y presupuesto de estructuras similares
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DEDICATORIA Les dedico este proyecto a mis papas por el esfuerzo y amor incondicional a mis hermanos por apoyarme a cumplir mis metas y a mis tiacuteos por la constancia y afecto
Ginna Ceroacuten C
Le dedico este proyecto a mi mamaacute la persona que me inspira a ser cada diacutea mejor y a quien le debo todo lo que soy
Diego Aacutelvarez G
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AGRADECIMIENTOS
Agradecemos a Dios por bendecirnos ser el apoyo fortaleza e inspiracioacuten Gracias a nuestros padres y familiares que nos han acompantildeado en esta aventura gracias por su amor incondicional trabajo y sacrificio en todos estos antildeos gracias a ustedes tenemos el privilegio cumplir nuestro suentildeo Finalmente queremos expresar nuestro sincero agradecimiento a los ingenieros Emiro Lozano Perez y Alexander Solarte Benavides por su colaboracioacuten direccioacuten y conocimiento en el desarrollo de este trabajo
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RESUMEN
El proyecto parte de la necesidad del barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio de un espacio donde puedan realizar una praacutectica deportiva de manera adecuada segura y coacutemoda para la poblacioacuten del barrio que ayude a incentivar la praacutectica deportiva en de la poblacioacuten Adicional a esto el barrio no cuenta con un saloacuten comunal que sea proporcional a la poblacioacuten y que cuente con lo necesario para poder llevar a cabo los eventos o reuniones que la comunidad realiza La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo y realizar el disentildeo arquitectoacutenico de acuerdo a las necesidades de la poblacioacuten y a los requerimientos de Coldeportes se debe realizar el disentildeo estructural de los elementos estructurales como vigas columnas y cerchas con el meacutetodo de estado liacutemite de resistencia y los elemento como zapatas se revisaron para condiciones de servicio Para la revisioacuten y disentildeo del saloacuten comunal y la placa deportiva se usaron software especializados como SAP2000 y ETABS Mediante este proyecto se hace entrega del presupuesto de obra y dotacioacuten planos estructurales y arquitectoacutenicos de la propuesta de disentildeo estructural del saloacuten comunal y de la placa deportiva que se adecua al terreno destinado por la comunidad cumpliendo con todos los paraacutemetros y criterios de disentildeo de la norma sismo resistente colombiana NSR-10 El disentildeo arquitectoacutenico del saloacuten comunal se planteoacute con respecto al espacio y dimensiones del terreno destinado y de acuerdo a los requerimientos de la poblacioacuten para realizar las actividades masivas el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva es el propuesto por el DNP y aprobado por Coldeportes que se ajusta al terreno Palabras Clave Estructura Metaacutelica Saloacuten comunal Placa Deportiva Proyeccioacuten Social
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ABSTRACT
The project starts from the need of the Villa Juliana neighborhood in the city of Villavicencio for a space where they can perform a sport in an appropriate safe and comfortable for the population of the neighborhood to help encourage sports practice in the population In addition to this the neighborhood does not have a communal hall that is proportional to the population and that has what is necessary to carry out the events or meetings that the community holds The methodology used to carry out the design of this project was based on the procedure established in A13 of NSR-10 NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1] after knowing the type of soil and carrying out the architectural design according to the needs of the population and the requirements of Coldeportes the structural design of structural elements such as beams columns and trusses must be carried out with the method of limit state of resistance and the elements such as footings were reviewed for service conditions Specialized software such as SAP2000 and ETABS were used for the revision and design of the community hall and sports plaque By means of this project the budget of work and endowment structural and architectural plans of the proposal of structural design of the communal hall and of the sports plate that adapts to the land destined by the community fulfilling all the parameters and criteria of design of the norm resistant Colombian earthquake NSR-10 The architectural design of the communal hall was proposed with respect to the space and dimensions of the land and according to the requirements of the population to carry out massive activities the architectural design of the sports plaque is the one proposed by the DNP and approved by Coldeportes which fits the land Key Word metallic-framed communal lounge sports center Social Projection
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CONTENIDO
1 INTRODUCCIOacuteN 13 2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA 14 3 JUSTIFICACIOacuteN 15 4 OBJETIVOS 16 41 OBJETIVO GENERAL 16 42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS 16 5 ALCANCE 17 6 MARCO DE REFERENCIA 18 61 MARCO TEOacuteRICO 18 611 Cargas 18 612 Carga Muerta 18 613 Carga Viva 18 614 Efectos dinaacutemicos 18 615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo 19 616 Carga de Sismo 19 617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural 20 62 MARCO CONCEPTUAL 21 621 Medidas de demarcacioacuten por deporte 21 622 Orientacioacuten y aacuterea 22 623 Graderiacuteas 22 624 Dotacioacuten 23 625 Baloncesto 25 626 Voleibol 26 63 ESTADO DEL ARTE 27 631 ANTECEDENTES 28 64 MARCO NORMATIVO 29 641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia 29 642 NSR-10 29 643 ACI 318-14 29 644 ANSIAISC 360-10 29 645 LEY 99 DE 1993 29 646 DECRETO 1807 30 647 Acuerdo No 287 DE 2015 30 65 MARCO GEOGRAacuteFICO 30 7 METODOLOGIacuteA 33 8 PRELIMINARES 36 9 PROPUESTA DE DISENtildeO 39 91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL 39 911 Generalidades 41 912 Metodologiacutea 42 913 Anaacutelisis estructural 43 914 Cargas 43 915 Cargas muertas y cargas vivas 45 916 Carga siacutesmica 45 917 Cargas de viento 49 918 Derivas 51 919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1 51 9110 Columnas 56 9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal 58
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9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten 62 9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 68 9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten 70 9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten 71 9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros 72 9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente 76 9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales 78 92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO 79 921 Generalidades 79 922 Metodologiacutea 80 923 Cargas 81 924 Carga Muerta y viva 83 925 Carga siacutesmica 83 926 Cargas de viento 87 927 Anaacutelisis estructural 89 928 Derivas 89 929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas 89 9210 Disentildeo de la cimentacioacuten 95 10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO 100 101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL 100 102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA 102 11 RESULTADOS E IMPACTOS 108 111 RESULTADOS ESPERADOS 108 112 IMPACTOS 108 12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS 109 121 CONCLUSIONES 109 122 TRABAJOS FUTUROS 109 13 BIBLIOGRAFIacuteA 111
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LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal 41 Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas 43 Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas 45 Tabla 4 Peso saloacuten comunal 45 Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 46 Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 46 Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 47 Tabla 8 Calculo irregularidad torsional 47 Tabla 9 Periodo fundamental 48 Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 48 Tabla 11 Fuerza siacutesmica 49 Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 49 Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento 49 Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento 50 Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga 50 Tabla 16 Carga de viento para teja y correas 51 Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1 52 Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1 52 Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1 53 Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE 53 Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1 54 Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 54 Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto 54 Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten 55 Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos 55 Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten 55 Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas 56 Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas 57 Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna 57 Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza 58 Tabla 31 Franjas centrales 59 Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central 59 Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central 60 Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas 60 Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas 61 Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso 61 Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 ) 62 Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 ) 63 Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo 63 Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1 64 Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1 64 Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1 64 Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1 64 Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1 65 Tabla 45 Resistencia al aplastamiento Z1 65 Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo Z1 65 Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1 65 Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1 66 Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto 67 Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2 67
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Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 68 Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2 68 Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 69 Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento 69 Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2 69 Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2 70 Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten 70 Tabla 58 Disentildeo de viga virtual 70 Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014) 71 Tabla 60 Altura miacutenima de desplante 71 Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1 71 Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1 72 Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del slaon comunal) 72 Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L 73 Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L 73 Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L 73 Tabla 67 Solicitaciones 74 Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales 75 Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural 76 Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas 76 Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 77 Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm 78 Tabla 75 Generalidades Polideportivo 79 Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas 81 Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas 83 Tabla 78 Peso Polideportivo 83 Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 84 Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 84 Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 85 Tabla 83 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 86 Tabla 84 Fuerza siacutesmica 86 Tabla 85 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 87 Tabla 86 Coeficientes fuerza de viento 87 Tabla 87 Datos para calculo Factor raacutefaga 88 Tabla 88 Carga de viento para teja y correas 89 Tabla 90 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 95 Tabla 91 Pre-Dimensionamiento Zapata Central 96 Tabla 92 Excentricidad y Presiones en el Suelo 96 Tabla 93 Verificaciones de la zapata ZP-1 97 Tabla 94 Verificacioacuten de cortante Bidireccional 97 Tabla 95 Direccioacuten larga y corta ZP-1 97 Tabla 96 Altura miacutenima de desplante ZP-1 97 Tabla 97 Longitud de desarrollo ZP-1 97 Tabla 98 Resistencia al aplastamiento ZP-1 97 Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo 98 Tabla 100 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo 98 Tabla 101 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba 99 Tabla 102 Tabla de resultados 108 Tabla 103 Impactos 108
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad 19 Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo 20 Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva 22 Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas 23 Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas 23 Figura 6 Malla contra impacto 24 Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral 26 Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional 30 Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental 31 Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal 31 Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario 32 Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 38 Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno 38 Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01) 40 Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03) 40 Figura 18 Configuracion general del modelo 42 Figura 19 Espectro de disentildeo 46 Figura 20 Planta de vigas aereas 51 Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 52 Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 53 Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1 55 Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas 56 Figura 25 Losa maciza en dos direcciones 58 Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02) 62 Figura 27 Diagrama zapata (Z1) 63 Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas de viento en la memoria de calculo del salon comunal) 66 Figura 29 Diagrama Zapata Z2 67 Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2) 68 Figura 31 Diagrama Viga Virtual 71 Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05) 74 Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Figura 34 modelo cercha 78 Figura 35 ver memoria de calculo 80 Figura 36 Espectro de disentildeo 84 Figura 37 Columna C-01 90 Figura 38 Viga V-01 91 Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01 91 Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo 92 Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta 92 Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica 93 Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento 93 Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas 94 Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica 94 Figura 46 Diagrama zapata ZP-1 96 Figura 47 Dimensiones de la zapata 97 Figura 48 esquema Zapata ZP-1 99
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1 INTRODUCCIOacuteN
Este proyecto de grado busca realizar el disentildeo de un saloacuten comunal y de un polideportivo que tenga la funcionalidad de canchas mixtas de baloncesto futbol y voleibol ademaacutes de los elementos de anclaje soporte graderiacuteas y cubierta como solucioacuten a la problemaacutetica social evidenciada en el barrio Villa Juliana en el municipio de Villavicencio Actualmente el barrio presenta bajos niveles de praacutecticas deportivas debido a que la legalizacioacuten del barrio se realizoacute el 26 de septiembre de 2018 por lo que NO cuenta con la infraestructura adecuada para deportes y recreacioacuten esta situacioacuten genera que la praacutectica del ejercicio se desarrolle en lugares adaptados e improvisados artesanalmente por la comunidad por lo tanto aumenta el riesgo de lesiones fiacutesicas seguacuten la organizacioacuten mundial de la salud (OMS) ldquoLas caiacutedas son un importante problema mundial de salud puacuteblica Se calcula que anualmente se producen 646 000 caiacutedas mortaleshellip Las lesiones relacionadas con las caiacutedas tienen un costo econoacutemico considerablerdquo [2] La comunidad cuenta con un saloacuten comunal pero este es demasiado pequentildeo por lo que al realizar las reuniones comunitarias deben hacerlo de forma improvisada y a la intemperie en el terreno donde han adaptado una cancha en piso de tierra para deportes y recreacioacuten El intereacutes primordial para adecuar los equipamientos local y comunitario donados por la comunidad es generar un espacio de recreacioacuten y disminuir las zonas identificadas como sitios inseguros donde seguacuten el documento teacutecnico de soporte realizado para la legalizacioacuten del barrio en el antildeo 2018 por UNHCR ACNUR y la corporacioacuten OPCION LEGAL [3] afirma que se presentan altos iacutendices de consumo de sustancias alucinoacutegenas en horas de la noche otro de los intereses es cumplir con las acciones de mejoramiento estipuladas en el documento teacutecnico antes mencionado en donde se deben realizar las acciones del plan de mejoramiento integral adoptados del acuerdo No 287 de 2015 del CONCEJO MUNICIPAL DE VILLAVICENCIO [4] en donde se especifican las acciones a desarrollar para los espacios puacuteblicos y equipamientos sociales seguacuten las necesidades de la poblacioacuten Debido a que la actividad fiacutesica es reconocida a nivel internacional como medios para el desarrollo humano econoacutemico y social y Seguacuten el artiacuteculo 52 de la constitucioacuten ldquoEl ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humanordquo [5]
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2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA
El barrio VILLA JULIANA se localiza al sur de Villavicencio en la comuna 8 Aunque desde el 4 de mayo de 1999 las primeras familias tomaron posesioacuten de los lotes que habiacutean negociado con la Asociacioacuten Empresa Solidaria De Vivienda hasta el antildeo 2018 se realizoacute el estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten de dicho barrio Seguacuten el estudio urbaniacutestico realizado por la alcaldiacutea municipal de Villavicencio [3] la poblacioacuten presenta bajos niveles de praacutectica deportiva y no hay incentivos para el deporte esto puede generar sedentarismo y verse reflejado en el incremento de la poblacioacuten con sobrepeso u obesidad Actualmente el lugar que se tiene adaptado para la praacutectica de deporte es una cancha de tierra sin equipamiento lo cual aumenta el riesgo de lesiones Por otro lado el desintereacutes en la praacutectica deportiva lleva a un inadecuado aprovechamiento del tiempo libre y de la calidad de vida de las personas esto sumado a que la tasa de desempleo dentro de la comunidad es del 24 y que el 33 de la poblacioacuten son viacutectimas del conflicto armado yo se encuentra en vulnerabilidad ademaacutes que 1128 de la poblacioacuten menor de 18 antildeos se encuentra desescolarizada muestra que gran parte de la poblacioacuten cuenta con mucho tiempo libre y ninguacuten lugar adecuado en donde puedan ocupar este tiempo por lo cual no sorprende que el estudio urbaniacutestico mencione que se identifica un alto consumo de sustancias alucinoacutegenas especialmente en las zonas donde no hay iluminacioacuten y en horarios nocturnos Ademaacutes aunque el asentamiento cuenta con una caseta comunal las actividades masivas no se pueden desarrollar en ella porque no es lo suficientemente amplia para todos los habitantes de la comunidad
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3 JUSTIFICACIOacuteN
El barrio Villa Juliana legalizado en el antildeo 2018 no cuenta con la infraestructura adecuada para la recreacioacuten en los lugares destinados por la comunidad como equipamiento local y comunitario destinados para un saloacuten comunal y espacio de recreacioacuten se encuentra una cancha de futbol en tierra que no cuenta con ninguna dotacioacuten al mismo tiempo este espacio se utiliza para desarrollar las actividades comunitarias una de las mayores preocupaciones es que se ha identificado esta zona como uno de sitios inseguros en el barrio presenta especial inquietud debido al aumento de consumo de sustancias alucinoacutegenas Este proyecto busca disponer de los equipamientos de la comunidad con el fin de realizar el disentildeo estructural de un polideportivo y un saloacuten comunal para el desarrollo de las actividades comunitarias de recreacioacuten y deporte con el fin de facilitar el proceso de gestioacuten para la financiacioacuten y construccioacuten del proyecto El gobierno debe ofrecer a sus ciudadanos bienestar al suministrar servicios como salud educacioacuten deporte cultura seguridad entre otras El deporte tiene un papel fundamental en la comunidad como motor de cambio social se ha convertido en una opcioacuten para el desarrollo profesional en los antildeos recientes por lo cual se debe impulsar como alternativa viable de desarrollo social econoacutemico y cultural el deporte no solo cubre las necesidades relacionadas con la praacutectica deportiva si no que ayuda de forma indirecta problemas de salud cultura y seguridad ldquoel
desarrollo de praacutecticas deportivas trae consigo haacutebitos de vida saludable ocupacioacuten del tiempo libre y desarrollo de plan de vida a traveacutes del deporte como esa herramienta que
permite trazar metas y alcanzarlasrdquo [10] De acuerdo con lo anterior el proyecto de la construccioacuten de un polideportivo con cancha muacuteltiple para futbol baacutesquet y voleibol pretende incrementar los niveles de praacutectica deportiva al brindar escenarios de acceso puacuteblico en buenas condiciones para la praacutectica deportiva y brinda opciones para ocupar el tiempo libre mejorando la calidad de vida de las personas y alejaacutendolas de praacutecticas nocivas como el consumo de sustancias alucinoacutegenas o la delincuencia Ademaacutes al proporcionar equipamiento comunitario (saloacuten comunal) se podraacuten realizar las reuniones de la junta de accioacuten comunitaria de manera eficiente donde puedan tomarse las decisiones con respecto al asentamiento que permitan un mejor desarrollo de la comunidad
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4 OBJETIVOS
41 OBJETIVO GENERAL
Realizar propuesta de disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal que cumplan con los lineamientos teacutecnicos estipulados en las normativas vigentes necesarias para la habilitacioacuten del equipamiento local y comunitario en el barrio VILLA JULIANA
42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS
Adaptar los espacios donados por la comunidad al disentildeo estructural del polideportivo y saloacuten comunal
Analizar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas de la zona destinada para el proyecto
Elaborar la propuesta de disentildeo arquitectoacutenico estructural y cimentacioacuten de las estructuras ademaacutes de realizar un modelo digital en un software de elementos finitos
Especificar los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo de las actividades deportivas
Elaborar presupuesto considerando la gestioacuten social propuesta en mano de obra no calificada dentro de la comunidad
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5 ALCANCE
Este proyecto tiene como objetivo entregar una propuesta de disentildeo estructural de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal en el barrio Villa Juliana para el desarrollo de actividades recreativas y comunitarias como solucioacuten a las problemaacuteticas sociales y como ayuda indirecta a problemas de salud cultura y seguridad A continuacioacuten se especifican el alcance de las actividades a realizar Analizar el terreno en donde se va a realizar el disentildeo del proyecto mediante el levantamiento topograacutefico estudio de suelo (apique) y revisioacuten de las acometidas eleacutectricas e hidraacuteulicas en el aacuterea mediante planos de los entes encargados Teniendo en cuenta los requerimientos de la comunidad la propuesta de disentildeo del saloacuten comunal debe incluir los siguientes paraacutemetros capacidad miacutenima de 300 personas sentadas cocina depoacutesito dos bantildeos una ducha y dos oficinas El disentildeo arquitectoacutenico del polideportivo se basa en el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo modificado seguacuten las solicitudes de la comunidad y condiciones del terreno Se realiza la revisioacuten del disentildeo sismo resistente mediante un modelo de cada una las estructuras en un Software de elementos finitos que cumpla con los lineamientos teacutecnicos establecidos por la NSR-10 Los elementos no estructurales contemplados para el desarrollo de los cinco deportes requieren una dotacioacuten miacutenima para el buen uso de las actividades por lo que se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten necesaria para cada actividad deportiva
Costo de la construccioacuten del proyecto de la propuesta de disentildeo planteada
Se realiza un anaacutelisis de presupuesto y cantidades de obra para el proceso constructivo
Entregables
Documento de propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo planos arquitectoacutenicos estructural
Documento de los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
Presupuesto del costo de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
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6 MARCO DE REFERENCIA
61 MARCO TEOacuteRICO
611 Cargas
A continuacioacuten se describen los distintos tipos de cargas que se deben considerar para el disentildeo del proyecto tipo ldquoPlaca Polideportiva Cubiertardquo del departamento nacional de planeacioacuten las cuales serviraacuten de base para el desarrollo de la propuesta de disentildeo del polideportivo
612 Carga Muerta
Hace referencia a las cargas de los elementos permanentes incluyendo el peso propio de la estructura los muros pisos cubiertas cielos rasos escaleras equipos fijos y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupacioacuten y uso de la edificacioacuten [6]
613 Carga Viva
Son aquellas producidas durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras estas no incluyen las cargas ambientales tales como viento y sismo Para las cubiertas se deben considerar
a) ldquoLos materiales equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta 2rdquo
b) ldquoLas causadas por objetos moacuteviles tales como materas u otros objetos decorativos y por las personas que tengan acceso a ellasrdquo [6]
614 Efectos dinaacutemicos
Cuando una edificacioacuten se encuentre expuesta a excitaciones dinaacutemicas producidas por el puacuteblico tales como coliseos estadios teatros gimnasios pistas de baile centros de reunioacuten o similares Se debe asegurar frecuencias naturales verticales iguales o superiores a 5Hz (periodos naturales verticales menores de 02s)
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615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo
El empozamiento de agua se debe a la obstruccioacuten en los sistemas de drenaje de la cubierta ldquoLa carga de empozamiento de agua Le se determina con base en el volumen de agua que es posible contener hasta que se alcance el nivel de los elementos del sistema auxiliar de evacuacioacuten del exceso de agua como se indica en B482 de la NSR-10rdquo [6] ldquoLas cargas de granizo G deben tenerse en cuenta en las regiones del paiacutes con maacutes de 2 000 metros de altura sobre el nivel del mar o en lugares de menor altura donde la autoridad municipal o distrital asiacute lo exijardquo [6]
616 Carga de Sismo
Se refiere a las cargas que se determinan mediante los espectros de disentildeo estos ya estaacuten definidos por la NSR-10 en cada zona del paiacutes Para determinar el espectro de disentildeo se debe establecer la zona de amenaza siacutesmica el tipo de perfil del suelo y varios coeficientes para poder determinar el espectro de aceleraciones expresado como fraccioacuten de la gravedad con un coeficiente de 5 del amortiguamiento criacutetico para el disentildeo
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad
Fuente [6]
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6161 Definicioacuten del tipo de suelo
Para determinar el tipo de suelo se evaluacutean los siguientes paraacutemetros medidos in situ de los 30m superiores del perfil la velocidad media de la onda de corte ( ) el
nuacutemero medio de golpes del SPT ( ) la resistencia al corte ( ) el iacutendice de
plasticidad (IP) y el contenido de agua (w) la clasificacioacuten se da en la siguiente tabla
Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo
Fuente [6]
617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural
La configuracioacuten estructural no estaacute definida simplemente por la forma exterior y tamantildeo de la estructura tambieacuten se deben tomar en cuenta su naturaleza dimensiones y la localizacioacuten de los elementos estructurales y no estructurales pues estos factores afectan el comportamiento ante las solicitaciones siacutesmicas
6171 Reduccioacuten del valor de R
Para las estructuras clasificadas como irregulares se debe reducir el coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R utilizado para el disentildeo de la siguiente manera
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Debido a irregularidades en planta 1
Debido a irregularidades en altura 2 Debido a ausencia de redundancia Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico definido para cada
sistema estructural y cada grado de capacidad de disipacioacuten de energiacutea del material estructural [6]
62 MARCO CONCEPTUAL
621 Medidas de demarcacioacuten por deporte
Coldeportes es la entidad encargada de avalar las medidas de las demarcaciones en las zonas de juego para los diferentes deportes en este proyecto se establecieron tres (3) futbol de saloacuten voleibol y baloncesto Lo que se busca es asegurar que se desarrollen de manera adecuada todas las actividades deportivas que se realicen en el polideportivo
6211 Futbol de saloacuten
Las medidas para el campo de juego de futbol de saloacuten son de 2810m x 17m desde el borde exterior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m de ancho en las liacuteneas laterales y en las liacuteneas de meta ademaacutes si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 80mm y ser de color amarillo
6212 Baloncesto
Las medidas para el campo de juego de Baloncesto son de 28m x 15m desde el borde interior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m alrededor de la cancha Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color blanco
6213 Voleibol
Las medidas para el campo de juego de voleibol son de 18m x 9m adicional a esto se debe dejar una zona libre de 3m de ancho alrededor de la cancha (para canchas recreativas y formativas) Las medidas estaacuten tomadas desde el borde exterior de la demarcacioacuten Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas)
1 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en planta simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de 2 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en altura simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de
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estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color verde De acuerdo lo anterior podemos establecer que el aacuterea de juego miacutenima para asegurar el apropiado desarrollo de actividades deportivas y que sea avalada por Coldeportes es de 32m x 21m adicionalmente a esto se deja una altura miacutenima de 7m para practica recreativa y formativa libre de cualquier obstaacuteculo (parte inferior de la cubierta vigas luminarias o cualquier elemento) en el espacio correspondiente al aacuterea de juego [6]
622 Orientacioacuten y aacuterea
La orientacioacuten del campo de juego debe ser en sentido norte-sur aunque se puede tomar una rotacioacuten maacutexima de 22deg hacia el nororiente o noroccidente al tener en cuenta la relacioacuten del sol y las condiciones climaacuteticas que se presenten en el lugar donde se proyecte el polideportivo
Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva
Fuente [6]
623 Graderiacuteas
Se disentildean de manera tal que todos los espectadores sentados disfruten de la adecuada visibilidad del aacuterea en que se desarrollen las actividades de praacutectica deportiva ldquoLa visibilidad se determina mediante el trazado de una liacutenea visual tomada desde el ojo del observador situado en uacuteltima fila de las graderiacuteas hasta un punto liacutemite del campo de juego situado en el piso Para que haya visibilidad la liacutenea deberaacute pasar por encima de las cabezas de los espectadoresrdquo [6]
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Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas
Fuente [6]
Lo maacutes recomendado es ubicar las graderiacuteas en el sector occidental para que el ocaso sea detraacutes de los espectadores
Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas
Fuente [6]
624 Dotacioacuten
Para el desarrollo adecuado de cada deporte se requiere una dotacioacuten de elementos especiacuteficos en lo relacionado con las redes y sus soportes Se debe
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considerar como parte de la construccioacuten la demarcacioacuten y los arcos de futbol de saloacuten integrados con los tableros de baloncesto A continuacioacuten se especificaraacuten los distintos elementos que son considerados dotacioacuten para el polideportivo y sus caracteriacutesticas de acuerdo con el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten
6241 Malla contra impacto (referencia IDRD)
Las mallas contra impacto se usan cuando se necesite proteger o aislar a los observadores las construcciones vecinas los transeuacutentes o equipamientos ubicados detraacutes de las liacuteneas de meta Malla contra impacto de 5m de altura para cancha muacuteltiple con entramado de tubo estructural de 3rdquo conforme a los planos estructurales incluye pintura anticorrosiva y dos manos de esmalte Esta malla contra impacto esta soportada sobre una viga de concreto hidraacuteulico de resistencia a la compresioacuten frsquoc=210kgcmsup2 (3000psi) de longitud 1530m y seccioacuten de 040m x 030m Se debe tener en cuenta que la viga sobresale a cada lado de la malla contra impacto 015m [6]
Figura 6 Malla contra impacto
Fuente [6]
6242 Fuacutetbol de saloacuten
Porteriacutea muacuteltiple fija Porteriacuteas para fuacutetbol de saloacuten elaboradas con tubo ovalado de aluminio de 120mm x 100mm en color blanco desmontables en 3 piezas (larguero y 2 postes) Los arcos estaacuten ubicados en el centro de cada liacutenea de meta estos consisten en dos (2) postes verticales en metal o madera pueden ser redondos o cuadrados de 8cm de diaacutemetro o lado Se unen por una viga similar ubicada en la parte superior
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Las medidas interiores entre los postes verticales seraacuten de 3m de largo y 2m de altura entre la viga horizontal y el piso Las redes seraacuten de nylon yute o alguacuten material sinteacutetico de mallas cuadradas que se sujetan a los postes y vigas y en la parte inferior por alguacuten soporte adecuado [6] El baloacuten contaraacute con las siguientes especificaciones una calibracioacuten de 9lb y para su condicioacuten aerodinaacutemica al ser lanzado desde de 2m de altura el primer bote no deberaacute pasar los 30 cm y el segundo no maacutes de 10 cm [7] El peso y la circunferencia variacutean de acuerdo al rango de edad para la categoriacutea masculina o femenina de 13 a 16 antildeos la circunferencia miacutenima es de 60cm y maacutexima es de 62cm con un peso que oscila entre 400g y 430g para las categoriacuteas menores de 12 antildeos la circunferencia miacutenima es de 53cm y maacutexima es de 55cm con un peso entre 320g y 350g
625 Baloncesto
6251 Soportes redes y balones
Para los tableros se pueden usar distintos materiales por ejemplo fibra de vidrio compuesta grafito acriacutelico vidrio acero y aluminio Sus medidas son 180 m x 105 m con un recuadro de 045 m x 059 m [6] Se requiere una (1) malla para cada aro estaacuten deben retener momentaacuteneamente el baloacuten despueacutes de atravesar el aro durante los eventos de competencia deportiva
En el reglamento publicado por la Federacioacuten Internacional de Baloncesto Zona de las Ameacutericas ndash FIBA se requiere contar con balones que cumplan condiciones de esfericidad en color anaranjado en cuero cuero sinteacutetico goma o material sinteacutetico [7]
Baloacuten Ndeg 5 las medidas son 69cm y 70cm de circunferencia peso entre 470g y 510g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles en ambos geacuteneros
Baloacuten Ndeg 6 las medidas son 72cm y 73cm de circunferencia peso entre 510g y 567g Este baloacuten puede utilizar para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores femeninos
Baloacuten Ndeg 7 Las medidas son 75cm y 78cm de circunferencia peso entre 567g y 650g Este baloacuten es utilizado para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores masculinos
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626 Voleibol
6261 Suministro e instalacioacuten de parales de voleibol
El proyecto tipo recomienda que los parales sean elaborados con tubo de 3rdquo pintados de blanco deben ser desmontables en dos (2) postes con ganchos de nylon antilesion para red y antenas guiacutea
Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral
Fuente [7]
El proyecto tipo estableces que la red debe medir 1m de ancho y 95m a 10m de largo la cual estaacute hecha de malla negra con cuadrados de 10cm y en el borde superior se cose en toda su extensioacuten una banda de 7 cm hecha en lona blanca En la parte inferior de la red hay otra banda horizontal de 5cm de ancho muy similar a la banda superior por cuyo interior se entrelaza una cuerda
El baloacuten debe ser esfeacuterico hecho con una cubierta de cuero flexible o cuero sinteacutetico con una caacutemara de caucho o material similar en su interior Su color puede ser uniforme y claro o una combinacioacuten de colores
Baloacuten infantil las medidas son 62cm a 64cm de circunferencia peso entre 240g y 260g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles de 6 a 12 antildeos en ambos geacuteneros
Baloacuten mayor las medidas son 65cm y 67cm de circunferencia peso entre 260g y 280g Este baloacuten puede utilizar en categoriacuteas de mayores de 12 antildeos en ambos geacuteneros
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63 ESTADO DEL ARTE
En la actualidad el ser humano ha adquirido mayor conciencia acerca de los beneficios de tener haacutebitos saludables como la actividad fiacutesica y el deporte que es asociada al bienestar fiacutesico sin embargo tambieacuten tiene una fuerte influencia en estados emocionales y seguacuten W Ramiacuterez S Vinaccia y G R Suaacuterez [8] La actividad deportiva en una poblacioacuten infanto-juvenil es fundamental y puede ayudar a disminuir patologiacuteas como dificultad en el aprendizaje hiperactividad depresioacuten y en algunos casos deficiencia mental y conducta disocial Seguacuten D A Camargo R E A Gomez J Ovalle O y R Rubiano [9] el deporte y la recreacioacuten son componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la salud y el movimiento humano Ademaacutes de la educacioacuten en valores a traveacutes del deporte para fomentar la auto estima y guiacuteas en donde se entendiendo el deporte como objeto para trabajar en la liacutenea de la no violencia [10] Por lo cual el ldquoampliar la cobertura yo mejorar la calidad de los escenarios deportivos con las condiciones requeridas para las praacutecticas deportivas y recreativasrdquo es uno de los objetivos en el plan de ordenamiento territorial [11] estos espacios debe estar adaptados para las personas en condiciones de discapacidad para aumentar la inclusioacuten e incentivar la praacutectica deportiva seguacuten M K Alvis G Y Nury A y N Tolosa [12] para las personas con discapacidad que logran o no realizar la educacioacuten formal realizar praacutecticas deportivas ayuda a mejorar sus capacidades individuales y aumenta su concentracioacuten en actividades diarias Los deportes impactan de forma positiva al ser humano en muchos aspectos uno de ellos es la relacioacuten directa con el funcionamiento cardiaco muscular e inmunoloacutegico por lo que seguacuten A Cordero D Masia y E Galve ldquoRealizar actividad
fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad cardiovascular y
mortalidadrdquo [13] En base a todo lo anterior y con el fin de promover la cultura deportiva y la recreacioacuten en los colombianos el Departamento Nacional de Planeacioacuten (DNP) realiza el proyecto tipo que contiene los aspectos estaacutendar metodoloacutegicos y teacutecnicos para la construccioacuten de una placa deportiva con cubierta orientado a solucionar el bajo iacutendice de praacutectica deportiva y el aprovechamiento del tiempo libre en actividades que los beneficie [6] el disentildeo de la cubierta es un factor importante para el disentildeo seguacuten Caacutendido Loacutepez ldquodesarrolla los espacios deportivos a
cubierto en un intento de explicar e interpretar la riqueza de matices y la complejidad del
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objeto arquitectoacutenicohellip Atreves de su forma poseen una voluntad de trascender y perdurar reflejo de las necesidades y aspiraciones de una eacutepocardquo [13]
631 ANTECEDENTES
ldquoCONSTRUCCIOacuteN Y DOTACIOacuteN DE UNA PLACA POLIDEPORTIVArdquo ldquoSe describe un modelo de Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivahellip para
Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportiva que consiste en construir un espacio bajo el cual se puedan desarrollar actividades como fuacutetbol de saloacuten voleibol o
baloncestordquo [6]
ldquoEL ESPACIO DEPORTIVO A CUBIERTO FORMA Y LUGARrdquo ldquodesarrolla los espacios deportivos a cubierto en un intento de explicar e interpretar la
riqueza de matices y la complejidad del objeto arquitectoacutenico y ello en la consideracioacuten de la idea de la totalidadrdquo [14] ldquoLA CULTURA FIacuteSICA Y EL DEPORTE FENOacuteMENOS SOCIALESrdquo ldquoPlantean los beneficios de las acciones que vinculan la actividad fiacutesica el deporte y la
recreacioacuten como componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la prevencioacuten ante diferentes riesgosrdquo [9] ldquoDETERMINANTES SOCIALES EN EL DEPORTE ADAPTADO EN LA ETAPA DE FORMACIOacuteN DEPORTIVA UN ENFOQUE CUANTITATIVOrdquo ldquoDeporte se ha adaptado no solo como un meacutetodo de integracioacuten social sino como una
necesidad involucrando la diversidad en el comportamiento social dentro de la
manifestacioacuten del bien individual que no podiacutea estar al margen del bien colectivordquo [12] ldquoEL IMPACTO DE LA ACTIVIDAD FIacuteSICA Y EL DEPORTE SOBRE LA SALUD LA COGNICIOacuteN LA SOCIALIZACIOacuteN Y EL RENDIMIENTO ACADEacuteMICO UNA REVISIOacuteN TEOacuteRICArdquo ldquoSe presenta una serie de investigaciones que hacen evidente los beneficios que el
deporte tiene en cuanto a procesos de socializacioacuten procesos mentales rendimiento
escolar y mejoramiento de la calidad de vida de las personas que lo practicanrdquo [8] ldquoEJERCICIO FIacuteSICO Y SALUDrdquo ldquoRealizar actividad fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por
semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad
cardiovascular y mortalidadrdquo [13] ldquoEDUCACION EN VALORES A TRAVEacuteS DEL DEPORTErdquo ldquoLas habilidades sociales y de comunicacioacuten que resultan problemaacuteticas se pueden entrenar mediante ejercicios que fomentan el desarrollo de autoestima aumento de la felicidad e integracioacutenrdquo [10]
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64 MARCO NORMATIVO
641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia
El ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humano El deporte y la recreacioacuten forman parte de la educacioacuten y constituyen gasto puacuteblico social Se reconoce el derecho de todas las personas a la recreacioacuten a la praacutectica del deporte y al aprovechamiento del tiempo libre El Estado fomentaraacute estas actividades e inspeccionaraacute vigilaraacute y controlaraacute las organizaciones deportivas y recreativas cuya estructura y propiedad deberaacuten ser democraacuteticas
642 NSR-10
Reglamento Colombiano de Construccioacuten Sismo Resistente Ley 400 de 1997 Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 modificado por el Decreto 092 del 17 de enero de 2011 Reglamento de vigencia en todo el territorio nacional
643 ACI 318-14
Este Reglamento proporciona los requisitos miacutenimos para los materiales el disentildeo construccioacuten y evaluacioacuten de la resistencia de miembros y sistemas de concreto estructural de cualquier estructura disentildeada y construida de acuerdo con los requisitos del reglamento general de construccioacuten
644 ANSIAISC 360-10
La Especificacioacuten estaacute basada en el uso pasado exitoso avances en el estado del conocimiento y cambios en la praacutectica de disentildeo La ldquoSpecification for Structural Steel Buildingsrdquo del American Institute of Steel Construction (AISC) provee un tratamiento integrado de los meacutetodos de Disentildeo por Tensiones Admisibles y del Disentildeo por Factores de Carga y Resistencia (LFRD) y reemplaza anteriores especificaciones Como se indica en el capiacutetulo B de la Especificacioacuten los disentildeos pueden hacerse con las provisiones de cualquiera de esos 2 meacutetodos de disentildeo
645 LEY 99 DE 1993
Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente se reordena el Sector Puacuteblico encargado de la gestioacuten y conservacioacuten del medio ambiente y los recursos
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naturales renovables se organiza el Sistema Nacional Ambiental SINA y se dictan otras disposiciones
646 DECRETO 1807
Por el cual se reglamenta el artiacuteculo 189 del Decreto Ley 019 de 2012 en lo relativo a la incorporacioacuten de la gestioacuten del riesgo en los planes de ordenamiento territorial y se dictan otras disposiciones
647 Acuerdo No 287 DE 2015
Por medio del cual se adopta el nuevo plan de ordenamiento territorial del municipio de Villavicencio y se dictan otras disposiciones Se trata de hacer de Villavicencio una ciudad planificada en la que todos sus habitantes tengan oportunidad de progresar proporcionando para ello espacios de participacioacuten e inclusioacuten social para consolidar a la ciudad como uno de los mayores centros generadores de desarrollo en el paiacutes
65 MARCO GEOGRAacuteFICO
El barrio Villa Juliana se localiza en el departamento del Meta al sur del municipio de Villavicencio en la Comuna 8 al cual se accede a traveacutes de la viacutea Villavicencio-acacias a 88 km del centro fundacional del municipio por el acceso al barrio porfiacutea por la carrera 43 a 18 Km hacia el sur de la comuna
Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional
Fuente [propia]
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Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental
Fuente [propia]
Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal
Fuente [Google Earth]
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Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario
Fuente [Google Earth]
El aacuterea en rojo es el barrio Villa Juliana este tiene una superficie de 9576981 m2 seguacuten levantamiento topograacutefico aportado por la secretaria de planeacioacuten de la alcaldiacutea de Villavicencio colinda con el asentamiento cambulos por el sur y sur occidente por el norte con la finca La Camelia accediendo por la carrera 43 desde la ciudadela Porfiacutea pasando el costado oriente por el asentamiento Villa del lago y por el costado occidente por la urbanizacioacuten La Maporita El aacuterea en verde es la reservada para equipamiento local y comunitario esta seriacutea el aacuterea destinada para la ejecucioacuten del proyecto el equipamiento local cuenta con un aacuterea de 145057 m2 y el equipamiento comunitario cuenta con un aacuterea de 19355 m2
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7 METODOLOGIacuteA
Inicialmente se obtiene toda la informacioacuten relacionada con el barrio Villa Juliana gracias al estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten del asentamiento humano Villa Juliana [3] se determina que la comunidad carece de varios aspectos importantes para un educado desarrollo social econoacutemico y cultural En este estudio se encuentra toda la informacioacuten correspondiente a la poblacioacuten equipamiento y demaacutes aspectos de la comunidad Para el correcto desarrollo del proyecto se tomoacute como base el proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten del cual se adoptoacute el disentildeo arquitectoacutenico que cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes [15] para este tipo de estructuras Una vez definidas las dimensiones y distribuciones de la estructura se debe realizar la evaluacioacuten de todas las solicitaciones que pueden afectar la estructura de acuerdo con el tiacutetulo B de la NSR-10 se deben considerar las solicitaciones provenientes del peso de los elementos permanentes en la construccioacuten los ocupantes y sus pertenencias efectos ambientales entre otras Estas son distintas a las fuerzas o efectos que aplica el sismo Despueacutes se determina el nivel de amenaza siacutesmica y los valores Aa y Av de acuerdo con el Tiacutetulo A de la NSR-10 Estos paraacutemetros sirven como base para definir el movimiento siacutesmico de disentildeo que se expresa por medio de un espectro elaacutestico de disentildeo ldquoEl Reglamento contempla descripciones alternativas del sismo de disentildeo ya sea a traveacutes de familias de acelerogramas o bien por medio de expresiones derivadas de estudios de microzonificacioacuten siacutesmica las cuales deben determinarse siguiendo los requisitos dados en el Capiacutetulo A2rdquo [1] Se caracteriza la estructura con respecto al sistema estructural de resistencia siacutesmica y se definen los materiales empleados que cumplan con las disposiciones de la NSR-10 para asiacute poder identificar la capacidad de disipacioacuten de energiacutea que se presenta Posterior a esto se debe definir el grado de irregularidad de acuerdo con el Capiacutetulo A3 del Reglamento (NSR-10) [1] Utilizando el Software de elementos finitos se analiza la estructura a partir de la geometriacutea cargas definidas anteriormente y considerando las diferentes condiciones y combinaciones determinadas en la NSR-10 Con el anaacutelisis se determina el comportamiento mecaacutenico de la estructura (desplazamientos deformaciones esfuerzos de flexioacuten corte axial y torsioacuten) al igual que las reacciones que se transmiten a la fundacioacuten Basaacutendose en los resultados se pude
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modificar el modelo inicial para conseguir una mejor alternativa tanto en seguridad como en economiacutea Se determinan las fuerzas siacutesmicas (Fs) que deben aplicarse a la estructura para lo cual deben usarse los movimientos siacutesmicos de disentildeo definidos anteriormente y posterior a esto realizar un anaacutelisis siacutesmico de la estructura de acuerdo con lo estipulado en el Capiacutetulo A3 de la NSR-10 [1] Una vez evaluados los desplazamientos horizontales se debe verificar que las derivas de disentildeo no excedan los liacutemites dados en el Capiacutetulo A6 de la NSR-10 en el caso de no cumplir con las derivas maacuteximas se debe rigidizar la estructura hasta que no se exceda el liacutemite Para finalizar con el disentildeo de las estructuras se analizan los resultados de las distintas solicitaciones y combinaciones para realizar el disentildeo de los elementos estructurales En este proyecto se requiere de unos elementos especiacuteficos para el correcto desarrollo de las actividades deportivas por esta razoacuten se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten para cada deporte basaacutendose en lo especificado por el proyecto tipo el cual cumple con los lineamientos establecidos en las normativas de cada deporte Una vez terminados los disentildeos de la infraestructura deportiva y comunitaria ademaacutes de especificar la dotacioacuten requerida se debe elaborar el presupuesto detallando las cantidades de materiales que se necesitan para la construccioacuten de la propuesta de disentildeo (superestructura y sub-estructura o cimentacioacuten) ajustaacutendola a los materiales disponibles en la regioacuten Por uacuteltimo se deben preparar revisar y aprobar los documentos definitivos de la propuesta de disentildeo como son las memorias de caacutelculo los planos de construccioacuten y el presupuesto de ambas estructuras
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8 PRELIMINARES
Por medio de la comunidad tuvimos acceso a los planos de la legalizacioacuten del barrio donde pudimos determinar el aacuterea que se teniacutea destinada para la construccioacuten del saloacuten comunal y del polideportivo posteriormente se realizoacute una visita al terreno para poder dimensionar y planear como seriacutea la distribucioacuten del espacio para el saloacuten comunal y para el polideportivo Adicionalmente se consultoacute con la entidad que necesitaban en el saloacuten comunal y en la placa deportiva Se acordoacute con la comunidad que el saloacuten comunal tendriacutea dos (02) oficinas una (01) cocina un (01) bantildeo interno para hombre un (01) bantildeo interno para mujeres un (01) deposito un (01) saloacuten para las reuniones de la comunidad un (01) bantildeo para hombres externo con duchas y vestidores un (01) bantildeo para mujeres externo con duchas y vestidores Para el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva se mostroacute a la comunidad el disentildeo del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten y se adoptoacute este disentildeo el cual cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes En la visita al lugar destinado para el saloacuten comunal y la placa deportiva se evidencio que el terreno era muy nivelado y no habiacutea grandes cambios en la topografiacutea debido a que ya se haba echo una nivelacioacuten del terreno para la cancha de tierra que se tiene para el desarrollo de la praacutectica deportiva de la comunidad
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Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
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Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno
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9 PROPUESTA DE DISENtildeO
Se realiza este trabajo de grado mediante la opcioacuten aplicaciones en temaacuteticas de ingenieriacutea civil para la Universidad Santo Tomas sede Villavicencio busca solucionar una problemaacutetica social manifestada por la comunidad en el barrio villa Juliana en la ciudad de Villavicencio dando como solucioacuten escenarios deportivos y comunitarios La propuesta de disentildeo del saloacuten comunal contempla la construccioacuten de un aacuterea de 38482 m2 que cuenta con espacios de almacenamiento cocina oficinas 2 bateriacuteas de bantildeos y un saloacuten de reunioacuten con capacidad de 300 personas se realiza el disentildeo arquitectoacutenico y estructural La propuesta de disentildeo del polideportivo contempla la construccioacuten de un aacuterea de 88275 m2 los disentildeos a los que se les realizo la revisioacuten fueron obtenidos del proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP denominado ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo [6] mediante los anexos teacutecnicos se realiza la revisioacuten del disentildeo seguacuten la regioacuten y anaacutelisis de solicitaciones propias de la zona todos los disentildeos el presupuesto de construccioacuten y dotacioacuten y planos del polideportivo exceptuando la cimentacioacuten pertenecen a los disentildeos del anexo teacutecnico del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo del DNP
91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL
De acuerdo con los requerimientos de la comunidad y las condiciones del terreno se disentildeoacute el saloacuten comunal con todos los espacios requeridos por la comunidad para realizar las actividades que se requieran asiacute como un espacio de bantildeos duchas y vestidores que puedan ser utilizados por los usuarios de la placa deportiva (ver planos ARQ 01 y ARQ 02)
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Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01)
Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03)
se realiza los caacutelculos y el anaacutelisis que cumplan con la norma sismo resistente colombiana NSR 10 de un saloacuten comunal con una (01) planta y una (01) cubierta ubicado en el barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio en el departamento del Meta
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911 Generalidades
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 38482
Aacuterea construida 1er piso (m2) 38482
Sistema estructural Poacuterticos en concreto reforzado
resistentes a momento
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos Si
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
30
Fuente Propia
9111 Descripcioacuten del proyecto
El proyecto contempla el disentildeo de un saloacuten comunal con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado con cubierta liviana soportada sobre perfiles metaacutelicos con una pendiente mayor a 15 grados La estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 18 Configuracion general del modelo
Fuente Propia
912 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el
procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y
CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1]
despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios geoteacutecnicos) y
realizar el disentildeo arquitectoacutenico se debe realizar el disentildeo estructural para lo cual
siguen los pasos de la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para
edificaciones nuevas y existentesrdquo [1]
Pre dimensionamiento y se define el tipo de sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de la estructura en un programa de elementos finitos
para determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
913 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del saloacuten comunal
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
914 Cargas
9141 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
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9142 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP 09D+09PP+10Ex+03Ey 09D+09PP+10Ex-03Ey 09D+09PP+10Ey+03Ex 09D+09PP+10Ey-03Ex 09D+09PP+16Wx 09D+09PP+16W(-x) 09D+09PP+16Wy 09D+09PP+16W(-y) 09D+09PP-10Ex+03Ey 09D+09PP-10Ex-03Ey 09D+09PP-10Ey+03Ex 09D+09PP-10Ey-03Ex 12D+12PP+10Ex+03Ey+10L 12D+12PP+10Ex-03Ey+10L 12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L 12D+12PP+16L+05Lr 12D+12PP+16Lr+08Wx 12D+12PP+16Lr+08W(-x) 12D+12PP+16Lr+08Wy 12D+12PP+16Lr+08W(-y) 12D+12PP+16Lr+10L 12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wx+10L+05Lr 12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wy+10L+05Lr 12D+12PP-10Ex+03Ey+10L 12D+12PP-10Ex-03Ey+10L 12D+12PP-10Ey+03Ex+10L 12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9143 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite de
resistencia
D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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915 Cargas muertas y cargas vivas
Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS
Teja Aluzinc + Anclajes 015 KNm2
Baldosa Ceraacutemica 08 KNm2
Luminarias 18 KN
Mamposteriacutea De Bloque De Arcilla (Pantildeetado En Ambas Caras)
2 KNm2
Muros Cortina De Vidrio Entramado Y Marco 050 KNm2
Placa De Tanque 360 KNm2
CARGAS VIVAS
Terraza Tanque 2 KNm2
Saloacuten Comunal 2 KNm2
Cubierta Liviana 05 KNm2
Tanque De Agua 1000 Lts 1000 KN
Aacuterea De Placa Sobre La Cual Se Apoya El Tanque De 1m3
1000 m2
Carga Uniforme Sobre Placa De Tanque 100 KNm2
Fuente Propia
916 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del saloacuten comunal (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva (ver Memoria de caacutelculo saloacuten comunal)
Tabla 4 Peso saloacuten comunal
Caacutelculo del peso del saloacuten comunal
MUROS VIGAS Y PLACA
Peso Total 122018 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9161 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 19 Espectro de disentildeo
Fuente Propia
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Ilustracioacuten 1 irregularidad torsional Fuente A3-1 NSR 10
9162 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea
INCOMPATIBILIDADES
ϕp = 090 Irregularidad en planta A12 [1]
Fuente Figura A3-1 NSR 10
ϕa = 100 Irregularidades en Altura Tipo
3A Geomeacutetrica [1] Sin irregularidad
ϕr = 075 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] En sistemas de poacutertico resistente a
momentos Ro = 70 DES
Fuente Propia
Tabla 8 Calculo irregularidad torsional DESPLAZ (m) 12DE+10L +10E
Piso 1 Tipo Riacutegido
A3-1 NSR 10
d prom (m) 00120
d max (m) 00120
Irregularidad torsional normal
o extrema
ϕp = NA (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
Fuente propia
1R = 021
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9163 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Tabla 9 Periodo fundamental T (s) F (Hz)
018 544
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 4
Ta = Ct hα 016
T lt CuTa Verificacioacuten
018 lt 0194 CUMPLE
Fuente Propia
9164 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
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Tabla 11 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 122018 123315 123315
917 Cargas de viento
Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 40 m Altura alero
h c 56 m Altura cumbrera
h m 48 m Altura media
L 242 m longitud estructura
B 249 m profundidad estructura
α gt 150 grados pendiente de techo
A techo 3411 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
A continuacioacuten se evaluacutea cada una de las paredes externas del saloacuten comunal para determinar la clasificacioacuten del cerramiento de la edificacioacuten El aacuterea total del techo es de 34112 m2 no tiene aberturas Ag de cada una de las paredes se calcula teniendo con la sumatoria del aacuterea gruesa de todas las paredes maacutes la sumatoria total de aacuterea total de techo menos la pared actual
Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento
Fuente Propia
Fuerza de viento procedimiento analiacutetico Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
CLASIFICACION DE CERRAMIENTO EDIFICACION PARCIALMENTE
ABIERTA
EDIFICACION DE BAJA ALTURA SI
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Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-
1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga Para estructuras riacutegidas el factor de efecto
de raacutefaga 085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
Gx 0880624121 Factor de efecto raacutefaga
Gy 086781881 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia
Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2 (ver memoria de caacutelculo)
9171 Carga de viento para teja y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 18 3 gt 05
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Tabla 16 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Ancho teja 05 m
Separacioacuten correas 18 m
Luz correas 42 m
A aferente teja 06 m Ancho efectivo teja
A aferente correa 18 m Ancho efectivo correa
A ef teja 11 m2 Aacuterea efectiva teja
A ef correa 75 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
teja -26 05
correas -22 04
Edificios bajos lt18m
P Presioacuten teja 07 KNm2
P succioacuten teja - 13 KNm2
P presioacuten correa 06 KNm2
P succioacuten correa -17 KNm2
Fuente Propia
918 Derivas
Las derivas maacuteximas son de 0231 Por lo tanto la estructura cumple con el criterio de
deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1] (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1
Figura 20 Planta de vigas aereas
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9191 Generalidades todos los ejes
Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1
Viga tipo 1 25X40
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 3595 Kn
Momento Mu (Knm) (-) 2573 Knm
Momento Mu (Knm) (+) 2341 Knm
Luz de viga 66 m
Hmin (L16) 041
Fy (Mpa) 420 Mpa
Fc (Mpa) 21 Mpa
λ (Concreto de peso normal) 1
B1 085
Fuente Propia
9192 Disentildeo a flexioacuten
Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Fuente Propia
Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1
As min 1 19836 mm2
As min 2 24240 mm2
b 025 m
h asum 035 m
d 029 m
d 005 m
Ф 09
Mn- 286
Mn+ 260
pmin 00033
Pmax 00135
P req- 00034
P req+ 00030
As- 2436 mm2
As+ 2208 mm2
Fuente Propia
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Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1
a 37459 mm a 3745882353
c 44069 mm c 4406920415
Pdisentildeo- 0005 Pdisentildeo+ 0005473141
ФMn- 40943 ФMn+ 4094267088
Chequeo CUMPLE Chequeo CUMPLE
Revisioacuten Ф 00168 Revisioacuten Ф 00168
Correccioacuten Ф 18834 PHI=09 Correccioacuten Ф 18834 PHI=09
Fuente Propia
9193 Disentildeo a cortante
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C11 [1] de la normativa vigente
Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE
Liacutemite de esfuerzos 458
bw (m) 025
h (m) 035
d 005
d (m) 029
fc (MPa) 21
Cortante maacuteximo Vu 1-1 (KN) 3595
fVc (KN) 3399
Vs (KN) 327
VultfVc Refuerzo a
cortante
VS gt 4 VC CUMPLE
s arranque (m) db = 38 531
s max 2 068
VS gt 033 x bW x d 13232
VS lt 066 x bW x d 26464
Av min (mm2)-1 24596
Av min (mm2)-2 3030
Fuente Propia
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9194 Disentildeo a torsioacuten
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C1151 [1] de la normativa vigente donde Acp es Aacuterea encerrada por el periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal de concreto y Pcp es el Periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal y para realizar el chequeo se utiliza la siguiente formula
Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1
Tu 357 Knm
Acp 87500 mm2
Pcp 120000
Chequeo Tu 182005228 Knm
Fuente Propia
9195 Calculo de las propiedades y revisioacuten de la seccioacuten de
concreto
Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 X1 0160475 mm
Y1 0260475 mm
Aoh 4179973 mm2
Ao 3552976678 mm2
d 290875 mm
Ph 8419 mm
Fuente Propia
Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto
Vu 3595000 N
Vc 4532052798 N
Ecuacioacuten 11-18 Del Aci 1256291283 Nmm2 273579769 Nmm2
Revisioacuten Cumple Seccioacuten
Fuente Propia
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9196 Refuerzos
Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten
Tn 476 Knm
Ѳ 45 Grados 0617369624
Ats 015949068 mm2mm para 1 rama de estribo
Avs 0026733842 mm2mm para 2 ramas de estribo
Fuente Propia
Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos
2At+Av 0345715203 mm2mm para 1 ramas de estribo
S estribos 38 0411 m
S max permisible 0105 m
Fuente Propia
Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten Al 1342752036 mm2
Min Al 2667001698 mm2
Fuente Propia
9197 Calculo de deflexiones para la viga con la mayor luz
Viga 025 X 035 Deflexioacuten 0002 M Deflexioacuten Permitida 0017833333 M
Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1
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9110 Columnas
91101 Revisioacuten de refuerzo de columnas elemento con el mayor
momento
Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas
91102 Flexioacuten y carga axial
Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas
Fy (MPa) 420
Es (Gpa) 200
fc (Mpa) 21
Ec (Gpa) 2154
d 030
Ndeg Barras 10
b (m) 035
h (m) 035
r (m) 004
a 014
A 00002
Lu (m) 365
k 1
r 0105
Mu sup (KNm) 2733
Mu inf (KNm) 2531
Pu (KN) 12307
Vu (KN) 145
Cm 060
Ig (m4) 00013
Ise (m4) 00001
EI1 (Pa) 2096674615
EI2 (Pa) 8287338453
Pcr 1 6213052808
Pcr 2 2455777882
L1 0601
L2 0603
Pu (KN) 12307
Mu 1526
Mu 2531
09
a= 166695060
b= 14126700
c= 2812222
0002039812
0082705951
As (mm) 122500
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Fuente Propia
91103 Cortante
Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas
s 1 00153
s 2 00060
Asmin (mm2) 4374
s min (m) 38 0592
Ash1 (mm) 1063
Ash2 (mm) 2411
d min (mm) 7
vc Mpa1 0764
vc Mpa2 0764
vc Mpa3 1375
vc Mpa 0764
Vc (KN) 62460
VultVc Ok
vs (KPa) -391512
s (m) d = 38 -0370
Fuente Propia
91104 Refuerzo
Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna
Ref Long
h (m) 365
Asmin 1225
As (mm2) 1791
995 1791
Asmax 4900
Ref Transv Z conf
s(m) 009
L Zconf 06 m
Ref Transv min
s (m) 010
Complemento si
Fuente Propia
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Ver detalles de las columnas en el plano E03 y E01
9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal
Con los datos obtenidos del anaacutelisis estructural se considera dimensionar la placa de fondo o contrapiso por medio de una losa maciza en dos direcciones
Figura 25 Losa maciza en dos direcciones
91111 Dimensionamiento de placa y avaluoacute de cargas
Espesor de placas macizas en dos direcciones sin vigas interiores determinado seguacuten las secciones C13 y C95 [1]
La 30 m
Lb 30 m
a = LbLa 100
Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza
Paneles exteriores sin aacutebacos
eMin sin vigas de borde 010 m
eMin con vigas de borde 009 m
paneles interiores sin aacutebacos 009 m
Paneles exteriores con aacutebacos
eMin sin vigas de borde 009 m
eMin con vigas de borde 008 m
paneles interiores con aacutebacos 008 m
e asumido 010 m
Carga de peso propio de Placas y estructuras encima (KNm2)
Peso propio losa 24 KNm2
Piso y alistado 10 KNm2
Muros eventuales 30 KNm2
D 64 KNm2
Carga viva 18 KNm2
Impacto 10 018 KNm2
L 20 KNm2
wu 838 KNm2
Fuente Propia
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Utilizando el procedimiento de la seccioacuten C139 ldquoLosas en dos direcciones apoyadas sobre muros o vigas riacutegidasrdquo [1] del Reglamento vigente (Meacutetodo de los Coeficientes) se divide el panel en consideracioacuten en cada direccioacuten en franjas Centrales cuyo ancho es la mitad del panel y medias franjas de columnas con un ancho igual a un cuarto del panel
91112 Franjas centrales
Tabla 31 Franjas centrales
Momentos negativos en los bordes (Tabla C139-1)
Caneg 0045
Cbneg 0045
Ma (negativo) 34 KNm
Mb (negativo) 34 KNm
Momentos positivos (Tablas C139-2 Y C139-3)
Ca D positivo 0018
Cb D positivo 0018
Ca L positivo 0027
Cb L positivo 0027
Ma (positivo carga muerta) 10 KNm
Ma (positivo carga viva) 05 KNm
Ma (positivo total) 15 KNm
Mb (positivo carga muerta) 10 KNm
Mb (positivo carga viva) 05 KNm
Mb (positivo total) 15 KNm
Fuente Propia
91113 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior Franja central
Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
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91114 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior Franja central
Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Fuente Propia
91115 Franjas de columnas
Los momentos en los bordes seraacuten 23 de los calculados en la franja central
Momentos negativos La 23 KNm Momentos positivos La 10 KNm Momentos negativos Lb 226
Momentos positivos Lb 101
91116 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior franja de columnas
Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas
Fuente Propia
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91117 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior franja de columnas
Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
91118 Cortante
Para el caacutelculo de las reacciones se utiliza la Tabla C139-4 [1] en donde para m=09 en el caso 2 el 60 de la carga se transmite en la direccioacuten de la luz menor y el 40 en la direccioacuten de la luz mayor
Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso V1 63 KN
V2 63 KN
Vd1 60 KN
Vd2 60 KN
Vu 91 KN
Ф 075 KN
Vc 4674 KN
ФVc 3506 KN
CUMPLE
Fuente Propia
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Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02)
9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten
Se realiza el disentildeo de dos tipos de zapatas centrales y esquineras ya que el terreno de la edificacioacuten es colindante con una finca las zapatas esquineras fueron disentildeadas con el meacutetodo calavera [16]
91121 Zapata Z-1 central
La zapata Z-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
91122 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
La zapata Z1 se utiliza en los Puntos 1 3 6 7 8 10 11 12 13 14 17 18 19 20 21 22 23 25 26 27 28 30 31 32 33
Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 )
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 936
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 94
Momento (KNm) 2-2 135
Momento (KNm) 3-3 168
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 1226
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN) 000
Carga maacutex horizontal Hu (KN) 1266
Momento (KNm) 2-2 198
Momento (KNm) 3-3 231
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
Concreto de peso normal No liviano 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 )
PS (KN) 936Kn
Peso de zapata (KN) 184Kn
Aacuterea de zapata (m2) 06m2
Zapata rectangular de L (m) 07m
A (m) 160m
B (m) 160m
Espesor t (m) 030m
Recubrimiento r (m) 0075m
d (m) 021m
Prof de cim 13m
Figura 27 Diagrama zapata (Z1)
Fuente Propia
Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0145
ey (m) 018
Relacioacuten exey 12
B recomendado 20
A6 03
B6 03
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 53 KNmsup2
q2 970 KNmsup2
q3 495 KNmsup2
q4 380 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 23 KNmsup2
q2 1273 KNmsup2
q3 607 KNmsup2
q4 495 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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91123 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1
Cortante Bidireccional Z1
Ancho de pedestal b c 035 m
Largo de pedestal l c 035 m
Lcd 2 11
V (d2) 867 Knm2
Vu (d2) 2380 Kn
Beta 10
Bo 22 m
065
Vc1 7146 Kn
Vc2 6687
Vc3 4624
Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1
Direccioacuten Larga
Lcd 04
V(d) 949
Vu(d) 714
φ 075
φc= 1963 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 04
V(d) 949 Knm2
Vu(d) 714 Kn
φ 075
φc= 1963 Kn
Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 16
B (m) 16
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
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Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 45 Resistencia al aplastamiento
Z1
Resistencia al aplastamiento
Pu 1226
φ 065
A1 012
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 24
raiacutez(A2A1) 44
Phi Pnb 28426 Kn
Fuente Propia
91124 Disentildeo a flexioacuten
Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta
Abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2
Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 02 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000156
Pasumido 000333
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras
90
separacioacuten 018 m 14 c018 en
la direccioacuten corta abajo- Son 9
Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2 Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09 Pmin 00033
Pdisentildeo 00016
Pasumido 00033
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 90
Separacioacuten 018 m 14 c018
en la direccioacuten larga abajo- Son 9
Fuente Propia
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Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1
Fuente Propia
Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas
de viento en la memoria de calculo del salon comunal)
91125 Zapata esquinera Z-2
La Zapata Z-2 se utiliza en los puntos 2 4 9 15 16 5 29 se realiza el disentildeo de la zapata cuadrada esquinera con vigas aeacutereas siguiendo el fundamento teoacuterico de Joseacute calavera [16] en el cual se supone que la zapata estaacute apoyada sobre Vigas virtuales en voladizo
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 0625 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 7056 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 60
Separacioacuten 028 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 6
Separacioacuten usada 025 m
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Figura 29 Diagrama Zapata Z2
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
El procedimiento mediante el cual se determina las tenciones maacuteximas y miacutenimas es el siguiente
Se fijan las dimensiones de la zapata b h
Se determina el coeficiente de balasto K mediante la ecuacioacuten (1) en donde
f es el factor de correlacioacuten de aspecto de la zapata ecuacioacuten (2) y KL es el
moacutedulo de balasto lineal ecuacioacuten (3)
Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto
Ecuacioacuten (1) Ecuacioacuten (2) Ecuacioacuten (3)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
A continuacioacuten se encuentran las ecuaciones que se utilizan para calcular
la fuerza de traccioacuten T y las tensiones qmax y qmin la placa de la zapata estaacute
sometida a dos momentos maacuteximos que producen tracciones en la cara
superior e inferior
Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2
Ecuacioacuten (4) Ecuacioacuten (5) Ecuacioacuten (6)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
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9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2)
Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 b1 035 m
b2 035 m
P serv 6226 KN
Qa 200 KNm2
Momento 3-3 serv 1353 KNm
Momento 2-2 serv 1682 KNm
Pultimo 822 KN
Momento ultimo 3-3 205 KNm
Momento ultimo 2-2 2546 KNm
Fc 21 MPa
Fy 420 MPa
Columnas Laterales 20
Fuente Propia
Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2
Peso de Zapata 18432 Kn
Amin 040346 m2
B 16 m
L 16 m
Aacuterea Definitiva 256 m2
Espesor t 03 m
Altura de la Vcim h 03 m
Recubrimiento r 0075 m
d (m) 0225 m
Prof de cimentacioacuten 130 m
W 085 m
Fuente Propia
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Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 emax 027
emin 022
B6 027 m
L6 027 m
Moacutedulo de balasto K 05 nmm3
075
Bc (b2b1) 1
Ec 21538106 Mpa
Ic 1250520833 mm4
Kc 0176 nmm3
Ts 30647 Kn
Tu 40463 Kn
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
qsmax 60503 Knm2
qsmin 2537 Knm2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
qumax 69786 Knm2
qumin -6745 Knm2
qum 31520 Knm2
Fuente Propia
Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento
Ancho de columna bc 035 m
Largo de columna Lc 035 m
Vup 68130429 Kn
Bo 093 m
1
up 3273534126 Knm2
v 065
Vc1 9928914006 Knm2
Vc2 1704016323 Knm2
Vc3 1489337101 Knm2
Verificacioacuten CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2
Direccioacuten Larga y Corta
Vud 51693 Kn
ud 143593 Knm2
065
Vc 496446 Knm2 CUMPLE
Fuente Propia
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Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2
Refuerzo Parrilla superior e inferior
q prom 3152 Knm2
Mu 6993 Knm
Mn 7770 Knm
Fy 420 MPa
Fc 21 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d = r + barra 0075 m
d 0225 m
09
P min 00033
P disentildeo 00023
P asumido 00033
As 1188 mm2
Barra No 5
Cantidad de Barras 6
separacioacuten 024 m
15 c024 en la direccioacuten Corta y Larga Abajo - Son 6
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en el plano E01 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de los dos tipos de zapatas que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten
Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten
b 035
h 035
d 0275
Fc 21
Fy 420
C o T 6165 Kn
Tu 4046319494 Kn
Asreq 1070454893 mm2
Asmin 317625 mm2
Asdis 317625 mm2
Barras No 5
Cantidad 2
Fuente Propia
Tabla 58 Disentildeo de viga virtual b 03
h 03
d 0225
Fc 21
Fy 420
Mp 4303573333
P 0007389068
Asreq 4987620775 mm2
Asmin 22275 mm2
Asdis 4987620775 mm2
Barras No 5
Cantidad 3
Fuente Propia
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Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014)
A1 (m2) 01225
065
t (m) 03
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 (m2) 09025
raiz(A2A1) 27143
Factor 2
F aplastamiento (KN) 28426125
Fu (KN) 822
Fu lt F aplastamiento CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 60 Altura miacutenima de desplante
Put (KN) 0
B (m) 16
L (m) 16
sad (KNm2) 200
g (KNm3) 18
qu (KNm2) 0
FS 2 2
z (m) 0
Df (m) 130
Fuente Propia
Figura 31 Diagrama Viga Virtual
Ver cargas de servicio y Reacciones de servicio en la memoria de caacutelculo del saloacuten comunal
9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten
91151 CAacuteLCULO viga cimentacioacuten estructura de concreto - VC1
En el cortante maacuteximo se utiliza el 10 de la carga de la cimentacioacuten
Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1
Viga de Cimentacioacuten tipo 1 VC-1 30x30
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 1226
Momento Mu (KNm) 693
C oacute T (KN) 920
As min (mmsup2) 1103
Densidad del suelo (KNm3) 18
Profundidad de cimentacioacuten (m) 10
Wu o subpresioacuten (KNm) 378
Luz de viga (m) 413
Hmin (L30) 021
fy (Mpa) 420
fc (MPa) 21
Concreto de peso normal) 10
Fuente Propia
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91152 Disentildeo de cortante
Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1
bw (m) 030 bw gt 03h oacute 250mm
Espesor h (m) 030 Espesor
d 007 Recubrimiento
d (m) 022
fc (MPa) 21 Resistencia del concreto miacutenima
Vu 1-1 (KN) 2007
Vc (KN) 3659
Vs (KN) -1652 VS gt 05 Vc Si Vs mayor que 12 de Vc Ref cortante
VultVc CUMPLE Criterio para refuerzo de cortante
v u - v c (KN) -24625
s (m) db = 38 -057 Separacioacuten miacutenima Z C= -057 lt 030m
s (m) db = 14 -011
VS gt 033 x bW x d 13610 Espaciamiento maacuteximo es d4
VS lt 066 x bW x d 27220 Cumple
Av min (mm2)-1 -11469
Av min (mm2)-2 -14128
Fuente Propia
91153 disentildeo de momentos
Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del
slaon comunal) bw (m) 030
d (m) 022
As min (mm2)-1 18302
As min (mm2)-2 22365
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en los planos E01 y E02 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de las vigas de cimentacioacuten con sus respectivos despieces que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros
Se disentildea la loza maciza en donde va a estar ubicada el tanque elevado que tambieacuten serviraacute de zona de mantenimiento para la cubierta
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Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L
DATOS
Luz 36 m
Fc 21000 Knm2
Fy 420000 Knm2
D 44 Knm2
L 10 Knm2
DIMENSIONES
H placa L20 018
H asumido 015
Recubrimiento 003
Barras Numero 4
db 00127
d 01137
disentildeo para un ancho de 1 m
b 1m
CARGAS
D 44 Knm2
L 10 Knm2
Wu 2128 Knm2
Mu 344736 Knm
CUANTIA
φ 09
Rn max 8925
Rn 2965549985
P cuantiacutea 0007771349
Pmin 00033
Fuente Propia
91161 Refuerzo
Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L
Ref principal
As M2m 0000883214
As mm2m 883213864
Espaciamiento max 045 m C765
Acero suministrado
Barras No4
Aacuterea barra cu 129
Cantidad 7
Espaciamiento 014
Acero suministrado 903 OK
Fuente Propia
Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L
REFUERZO PRINCIPAL
Barra Diaacutemetro Aacuterea Cantidad Espaciamiento
No3 95 71 1243963189 008
No4 127 129 6846619101 014
No5 159 199 4438260623 022
No6 191 284 3109907972 032
No7 222 387 2282206367 043
No8 254 510 173179189 057
Fuente Propia
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Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05)
91162 Calculo de deflexiones losa maciza e=15cm
Posterior al disentildeo de la losa se realizoacute la verificacioacuten de la deflexioacuten maacutexima para que no superara lo permitido por la norma [1] asiacute como se muestra a continuacioacuten
Tabla 67 Solicitaciones
SOLICITACIONES
D 44 KNm2
L 10 KNm2
LUZ 36 m
e 015 m
Fc 21000 KNm2
Fy 420000 KNm2
Ec 2153810577 KNm2
Es 200000000 KNm2
deflexioacuten 0003610345
Ig 000028125
deflexioacuten maacutexima permitida 001
Fuente Propia Una vez calculada la deflexioacuten de la losa se obtuvo un valor de 000361 y siendo
l360=001 nuestra deflexioacuten maacutexima permitida por la norma seguacuten tabla C95
(b) Se cumple este requisito (ver detalles en los planos)
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9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Se realizoacute el disentildeo de la mamposteriacutea NO estructural teniendo en cuenta las siguientes condiciones por la ubicacioacuten del proyecto
Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Ubicacioacuten Villavicencio Meta
Aa 035
Av 03
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Uso residencial
Grupo de uso II
Coeficiente de importancia I 11
Perfil del suelo Tipo c
Fa 105
Fv 15
Grado de desempentildeo del elemento no estructural BUENO
T 017 seg
Fuente Propia Tomando en cuenta lo establecido en la norma se determinoacute que en el caso del saloacuten comunal son muros divisorios con las siguientes caracteriacutesticas encontradas en la tabla A95-1 [1] muros divisorios de con coeficiente de aplicacioacuten dinaacutemica ap = 10 grado de desempentildeo bueno y tipo de amarres y anclajes No duacutectiles
Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales
ap 1
Tipo de anclaje No duacutectil
Rp especiales 6
Rp duacutectiles 3
Rp no duacutectiles 15
Rp huacutemedos 05
Hn 600 m
Heq 45 m
Hx 4
Sa 101
As 040
ax 094325
Fuente Propia Definidas las caracteriacutesticas de la mamposteriacutea no estructural se procedioacute al caacutelculo de la fuerza siacutesmica de disentildeo y con esto se realizoacute el disentildeo correspondiente
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Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural
L Muro 585 m
H Muro 3 m
Peso muro 3159 Ton
Fp 099324225
Limite 0552825
Fp asumida 099324225 Ton
Momento PXL4 099324225 Tonm
Cortante 0496621125 Ton
Fuente Propia
91171 Dovelas
Se emplearaacuten dovelas de 15x15cm como se muestra a continuacioacuten
Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas
Revisioacuten de la flexioacuten
Fc 210 Kgcm2
Fy 4200 Kgcm2
c 75 cm4
I 421875 cm4
Ф 09
Fr 2608447814 Kgfcm2
M 1467251896 Kgfcm
M 014672519 Tonm
Numero de dovelas
6 Und
Separacioacuten 097 m
Revisioacuten del cortante
Barra 12
Aacuterea 129 cm2
Diaacutemetro 127 cm
M 99324225 Kgfcm
Inercia 0127698501 cm4
c 0635 cm
ά 4200 Kgfcm2
V 1689240009 Kgf
V 0168924001 Ton
Vtotal 1013544005 Ton
Vu 0496621125 Ton
Fuente Propia Una vez verificados todos los paraacutemetros se comprueba que cumplen con lo exigido con la normativa (Ver detalles constructivos en plano E05)
9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente
Se realizoacute el disentildeo de las correas metaacutelicas para la cubierta teniendo en cuenta lo siguiente
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91181 Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500
Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 b 50 mm ancho del elemento
h 150 mm altura del elemento
e 3 mm
E 200000 Mpa moacutedulo de elasticidad
Fy 350 Mpa esfuerzo liacutemite de fluencia
A 1141 mm2 Aacuterea del elemento
Zx 51430 mm3 Coeficiente momento plaacutestico
Zy 23490 mm3
Sx 39810 mm3
Sy 21060 mm3 Coeficiente momento elaacutestico
lx 2985500 mm4 Inercia en el eje deacutebil del elemento
ly 526500 mm4
rx 512 mm Radio de giro en el eje x
ry 215 mm Radio de giro en el eje y
J 1508000 mm4 Constante torsional
09 Coeficiente para elementos sometidos a flexioacuten
rts 3450560744 mm
Ho 144
L 415 m
Fuente Propia
Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm
Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm
Mactuante 332
Pendiente cub gt 15deg
Mx(Knm) 3206873743
My(Knm) 085927923
Fuente Propia
Ya asignada la seccioacuten que se usara se realizan las correspondientes revisiones para asegurar que cumple con todo lo requerido por la normativa
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Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm
Fuente Propia
Revisando la resistencia a momento de la correa con la anterior ecuacioacuten obtenemos 0314078686 este valor es inferior a 1 Por lo tanto cumple con lo requerido con la normativa al igual que los chequeos del liacutemite de la aleta y el alma (ver detalles en planos E03 y E04)
9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales
91191 Cercha cubierta
Es necesaria una cercha en la cubierta del saloacuten comunal debido a las grandes luces entre columnas ya que se requeriacutea espacios amplios donde se puedan reunir las personas en los eventos que se organicen en la edificacioacuten La cercha se encarga de soportar los elementos principales de la cubierta trabaja especialmente para las cargas verticales por ende no se ve muy afectada por las cargas siacutesmicas a la que esteacute sometida la estructura A continuacioacuten se presentan la condicioacuten maacutes criacutetica para la cercha donde se muestra el iacutendice de sobreesfuerzo de cada elemento estructural mediante una gama de colores si el elemento presenta falla en la imagen se evidencia que no hay ninguacuten elemento que este fallando o con sobreesfuerzo (ver detalles en planos)
Figura 34 modelo cercha
Descripcioacuten Tubo rectangular 150x50x3mm
Chequeo btf(Aleta) 1466666667
Chequeo Htw (Alma) 48
Limite Nsr-10 (Aleta) 2677312085
Limite Nsr-10 (Alma) 5784906469
CompactaNocompacto (Alma) Compacto
CompactaNo compacto (Aletas) Compacto
mnx 1620045 Knm
mny 739935 Knm
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92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO
921 Generalidades
Tabla 75 Generalidades Polideportivo
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 88275
Aacuterea construida 1er piso (m2) 88275
Sistema estructural
Poacuterticos en concreto reforzado resistentes a momento
Peacutendulo invertido
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos No
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
20
Fuente Propia
9211 Descripcioacuten del proyecto Polideportivo
El proyecto contempla la revisioacuten del disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple siguiendo las especificaciones del documento del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo [1] con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado - peacutendulo invertido la estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas con una cubierta liviana a dos aguas desarrollada en estructura metaacutelica a base de cerchas espaciales que soportan correas tubulares de laacutemina delgada Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 35 ver memoria de calculo
922 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar la revisioacuten del disentildeo de este proyecto se
basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO
DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL
REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios
geoteacutecnicos) y analizar el disentildeo arquitectoacutenico propuesto por el DNP y aprobado
por Coldeportes para ver si se ajusta al aacuterea y especificaciones del terreno se
debe realizar la revisioacuten del disentildeo estructural para lo cual se siguen los pasos de
la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para edificaciones nuevas y
existentesrdquo
Teniendo en cuenta el documento base del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo
[1] se obtiene los paraacutemetros de la estructura predimensionamiento y
sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de estructura en un programa de elementos finitos para
determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
923 Cargas
A continuacioacuten se describen los tipos de cargas que se deben tener en cuenta para este tipo de estructura
Carga Muerta
La carga muerta corresponde al peso propio de la estructura y peso de los demaacutes elementos que permanecen fijos durante la vida uacutetil
Carga Viva
La carga viva corresponde a cargas gravitacionales que pueden variar durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras y tienen naturaleza variable se debe considerarse en el disentildeo la existencia de las mismas para determinar las condiciones de disentildeo criacuteticas
9231 Caacutelculo de la carga siacutesmica
Para calcular el peso que inercialmente contribuye al efecto siacutesmico se consideran los pesos de la estructura desde la placa de cimentacioacuten hacia arriba es decir vigas columnas placas y demaacutes
Cargas de viento
Cada estructura estaacute sometida a acciones de viento estas cargas variacutean con respecto a la ubicacioacuten geograacutefica la altura sobre el nivel del terreno el terreno y algunos otros factores Las cargas suelen ser importantes que las cargas siacutesmicas en estructuras con gran altitud
9232 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
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W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
9233 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP
09D+09PP+10Ex+03Ey
09D+09PP+10Ex-03Ey
09D+09PP+10Ey+03Ex
09D+09PP+10Ey-03Ex
09D+09PP+16Wx
09D+09PP+16W(-x)
09D+09PP+16Wy
09D+09PP+16W(-y)
09D+09PP-10Ex+03Ey
09D+09PP-10Ex-03Ey
09D+09PP-10Ey+03Ex
09D+09PP-10Ey-03Ex
12D+12PP+10Ex+03Ey+10L
12D+12PP+10Ex-03Ey+10L
12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L
12D+12PP+16L+05Lr
12D+12PP+16Lr+08Wx
12D+12PP+16Lr+08W(-x)
12D+12PP+16Lr+08Wy
12D+12PP+16Lr+08W(-y)
12D+12PP+16Lr+10L
12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wx+10L+05Lr
12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wy+10L+05Lr
12D+12PP-10Ex+03Ey+10L
12D+12PP-10Ex-03Ey+10L
12D+12PP-10Ey+03Ex+10L
12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9234 Combinaciones de carga para condiciones de servicio D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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924 Carga Muerta y viva
Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS TEJA ALUZINC + ANCLAJES 015 Knm2
LUMINARIAS 18 Kn
CARGAS VIVAS
CANCHA MULTIJUEGO 2 KNm2
CUBIERTA LIVIANA 05 KNm2
Fuente Propia
925 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del Polideportivo (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva
Tabla 78 Peso Polideportivo
caacutelculo del peso edificacioacuten polideportivo
MUROS VIGAS Y PLACA
JOINT F1 F2 F3 M1 M2 M3
111 78486 577 127066 -107534 4668895 -5807
113 -78477 5769 127067 -107523 -4668425 5819
559 85765 -06 154782 14039 5019147 -07335
561 -85773 -06 154779 14039 -5019667 07378
671 85839 0563 154809 -12767 5023079 07215
673 -85847 0563 154806 -12763 -5023578 -07254
783 78396 -5734 127049 107367 4663685 59208
785 -78388 -5733 12705 10737 -4663244 -59322
Peso Total 112741 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9251 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 36 Espectro de disentildeo
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Por medio del programa de elementos finitos ETABS calculamos el centro de masa que se puede observar en la siguiente tabla
Piso X Y ex ey
1 132579 100245 005 005
En donde
X y Y son las coordenadas del centro de masa seguacuten los ejes
ex porcentaje de torsioacuten en el piso en X y ey Porcentaje de torsioacuten en el
piso en Y (excentricidad accidental)
9252 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea INCOMPATIBILIDADES
= 100 Irregularidad en planta Ver
anexo A12 [1] Sin irregularidad
= 100 Irregularidades en Altura Sin irregularidad
= 100 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] Sin irregularidad
DES
1 = 0143
9253 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura los valores Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Ilustracioacuten 2 ecuacioacuten periacuteodo fundamental de la edificacioacuten
Fuente ilustracioacuten (A42-1) NSR 10
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Ilustracioacuten 3 ecuacioacuten definida en A43-3 de la
NSR 10
Piso Peso (KN) hx hi Fi (KN) di (m) mdi^2 Fi di T (s) F (Hz)
1 112741 600 113939 00081 00074 91732 018 559
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 82 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 6
Ta = Ct hα 024
Tlt CuTa Verificacioacuten
018 lt 024 CUMPLE
Fuente Propia
9254 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
K 100 Para T menor o igual a 05 segundos k = 10 (A432)
Cvx 100
Tabla 83 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 112741 113939 113939
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926 Cargas de viento
Tabla 84 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 60 m Altura alero
h c 90 m Altura cumbrera
h m 75 m Altura media
L 330 m longitud estructura
B 268 m profundidad estructura
α 150 grados pendiente de techo
A techo 8828 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
9261 Fuerza de viento procedimiento analiacutetico
Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
Tabla 85 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
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Tabla 86 Datos para calculo Factor raacutefaga FACTOR DE RAFAGA G O Gf
Para estructuras riacutegidas el factor de efecto de raacutefaga
085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
ɛ 0333 Tabla B65-2
l 975 Tabla B65-2
zmin 90 m Tabla B65-2
Lz 94135215 Longitud integral a escala
Bx 72 m Longitud edificio
By 142 m Ancho edificio
h 48 m Altura media edificacioacuten
Qx 09248 Respuesta del entorno
Qy 09032 Respuesta del entorno
c 03 Tabla B65-2
Iz 03053 Intensidad de la turbulencia
gQ = gv 34 B658 NSR-2010
Gx 0875258244 Factor de efecto raacutefaga
Gy 0863533629 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2
9262 Carga de viento para tejas y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 3 3 gt 05
Para determinar las presiones netas de las correas se utiliza la figura B65-16B [1] y el Angulo de la cubierta del polideportivo es de 15deg
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Tabla 87 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Separacioacuten correas 20 m
Luz correas 90 m
A aferente teja 30 m Ancho efectivo teja
A ef correa 270 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
correas 17 -17
Edificios bajos lt18m
P presioacuten correa 09 KNm2
P succioacuten correa -09 KNm2
Fuente Propia
927 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del polideportivo
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
928 Derivas
En la siguiente Tabla se resumen las derivas obtenidas en las direcciones X y Y Las
derivas maacuteximas son de 0109( ver memoria de calculo) Por lo tanto la estructura
cumple con el criterio de deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1]
929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas
Se realiza la verificacioacuten del disentildeo del DNP placa deportiva para zona de amenaza siacutesmica alta de las vigas aeacutereas con dimensiones 03x06m vigas de cimentacioacuten de 03x045m columnas de 06x07m y cubierta mediante un modelo digital elaborado en el software de elementos finitos ETABS y SAP 2000 el disentildeo
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de esta estructura se realiza en concreto reforzado aporticada unida por medio de cerchas metaacutelica y correas Como se puede observar en las siguientes imaacutegenes la disposicioacuten de las vigas y las columnas del polideportivo cumple con la normativa vigente [17] se ingresan la carga de sismo carga muerta y la carga de viento como se muestra en las siguientes imaacutegenes en donde las vigas y las columnas requieren una cuantiacutea mayor a la cuantiacutea miacutenima de disentildeo sin embargo no sobrepasa la cuantiacutea maacutexima permitida
Figura 37 Columna C-01 Fuente Planos estructurales (plano E 005) DNP [1]
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Figura 38 Viga V-01
Fuente Planos estructurales (plano E 006) DNP [1]
Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01
Fuente Planos estructurales (plano E 003) DNP [1]
En la siguiente imagen se evidencia la asignacioacuten de la pseudo aceleracioacuten para elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia siacutesmica
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Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo
Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta
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Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica
Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento
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Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas
Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica
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9210 Disentildeo de la cimentacioacuten
92101 Zapata ZP-1 central
La zapata ZP-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
Tabla 88 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Cargas de Servicio
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 1560
Carga vigas de cimentacion 117
Carga pedestal 106
Carga Total servicio 45535
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 653
Momento (KNm) 2-2 558
Momento (KNm) 3-3 3893
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 3232
Momento (KNm) 2-2 773
Momento (KNm) 3-3 5550
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
l 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 89 Pre-Dimensionamiento Zapata Central
PS (KN) 4659 Kn
Peso de zapata (KN) 1560 Kn
Aacuterea de zapata (m2) 31 m2
Zapata rectangular de L (m) 18 m
A (m) 38 m
B (m) 38 m
Espesor t (m) 045 m
Recubrimiento r (m) 0075 m
d (m) 036 m
Prof de cim 15 m
Figura 46 Diagrama zapata ZP-1
Fuente Propia
Tabla 90 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0626
ey (m) 036
Relacioacuten exey 18
B recomendado 67
A6 06
B6 06
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 05 KNmsup2
q2 856 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 -568 KNmsup2
q2 1232 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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Tabla 91 Verificaciones de la zapata ZP-1
Tabla 92 Verificacioacuten de cortante Bidireccional
Figura 47 Dimensiones de la zapata
Cortante Bidireccional ZP-1
Ancho de pedestal b c 060 m
Largo de pedestal l c 070 m
Lcd 2 24
V (d2) 559 Knm2
Vu (d2) 12102 Kn
Beta 12
Bo 40 m
065
Vc1 19990 Kn
Vc2 20008
Vc3 14296
Tabla 93 Direccioacuten larga y corta ZP-1
Direccioacuten Larga
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Tabla 94 Altura miacutenima de desplante ZP-1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 38
B (m) 38
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
Tabla 95 Longitud de desarrollo ZP-1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 96 Resistencia al aplastamiento
ZP-1
Resistencia al aplastamiento
Pu 3232
φ 065
A1 042
Inclinacioacuten 1V-2H 09
A2 63
raiacutez(A2A1) 39
Phi Pnb 97461 Kn
Fuente Propia
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92102 Disentildeo a flexioacuten
Para determinar el aacuterea del acero se utiliza la siguiente ecuacioacuten
Tabla 97 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3840 knm
Mn 4267 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 04 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000212
Pasumido 000333
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras
230
separacioacuten 016 m 15 c016 en la direccioacuten corta
abajo- Son 23
Tabla 98 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3651 knm
Mn 4056 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 00020
Pasumido 00033
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras 23
Separacioacuten 016 m 15 c016
en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Fuente Propia
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Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Fuente Propia
Figura 48 esquema Zapata ZP-1
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 1600 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 28728 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 230
Separacioacuten 016 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Separacioacuten usada 025 m
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10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO
101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL
PROPUESTA DE DISENtildeO ESTRUCTURAL DE UN SALON COMUNAL Y DE UN
POLIDEPORTIVO TIPO CANCHA MUacuteLTIPLE UBICADOS EN EL BARRIO VILLA JULIANA DE LA CIUDAD DE VILLAVICENCIO
PROYECTO
CONSTRUCCION DE SALON COMUNAL EN EL BARRIO VILLAJULIANA EN VILLAVICENCIO - META
LOCALIZACIOacuteN EDIFICACION AacuteREA M2
BARRIO VILLA JULIANA VILLAVICENCIO - META
SALON COMUNAL 38482
IacuteTEM DESCRIPCIOacuteN UND CANT VALOR UNIT
V TOTAL
1 PRELIMINARES
11 Descapote manual incluye retiro M2 38691 $ 685800 $ 265339449
12 localizacioacuten y replanteo arquitectura (incluye cartera y planos)
M2 38691 $ 367400 $ 142148897
VALOR PRELIMINARES $ 407488346
2 RELLENOS
21 Relleno material tamantildeo maacuteximo 2 compactacioacuten manual
M3 468 $ 6163900 $ 288470520
VALOR RELLENOS $ 288470520
3 EXCAVACIONES
31 Excavaciones secas en conglomerado manual incluye retiro
M3 11672 $ 4158100 $ 485318047
VALOR EXCAVACION $ 485318047
4 CIMENTACIOacuteN
41 Zapata de cimentacioacuten de concreto armado
M3 245760 $ 39333071 $ 966649553
42 Viga de cimentacioacuten concreto de 3000 psi
ML 24291 $ 6304600 $ 1531450386
VALOR CIMENTACION $ 2498099939
5 ESTRUCTURAS EN CONCRETO
51 Columnas 3535 de concreto de 3000 psi
ML 16640 $ 1478500 $ 246022400
52 Viga aeacuterea 2535 (3000psi) ML 18513 $ 4624600 $ 856152198
53 PLACA CONCRETO TANQUE (3000psi) E=15cm
M2 3549 $ 18607800 $ 660316391
VALOR ESTRUCUTRAS EN
CONCRETO $ 1762490989
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6 APARATOS SANITARIOS
61 Combo sanitario lavamanos e incrustaciones
UND 1300 $ 29406500 $ 382284500
62 Conjunto ducha y registro grival UND 500 $ 9370800 $ 46854000
63 Orinal de porcelana sanitaria UND 700 $ 49165072 $ 344155504
64 Tanque agua 500LT PVC incl conexioacuten 34 - 12
UND 100 $ 51632800 $ 51632800
VALOR PRELIMINARES $ 824926804
7 PISOS
71 Placa de contra piso E=12cm (3000psi)
M2 36032 $ 3343700 $ 1204801984
VALOR PRELIMINARES $ 1204801984
8 MAMPOSTERIA
81 Muros cara vista (bloque No5) M2 41320 $ 2935877 $ 1213109514
VALOR RELLENOS $ 1213109514
9 ESTRUCTURA METALICA
91 Correa metaacutelica en tubo rectangular 100x50x300 mm
Kg 144586 $ 377300 $ 545523733
92 Estructura metaacutelica ligera autoportante
M2 9117 $ 4134539 $ 376945921
VALOR RELLENOS $ 545523733
10 CUBIERTA
101 TEJA METALICA TERMOACUSTICA TIPO TECHOLINE
M2 32787 $ 4073500 $ 1335578445
VALOR PRELIMINARES $ 1335578445
VALOR COSTO DIRECTO $ 10565808321
ADMINISTRACION (18) $ 1901845498
IMPREVISTOS (1) $ 105658083
UTILIDAD (6) $ 633948499
VALOR TOTAL COSTOS INDIRECTOS $ 2641452080
VALOR TOTAL PROYECTO $ 13678442801
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA
PRESUPUESTO PLACA POLIDEPORTIVA CUBIERTA
Iacutetem Descripcioacuten UND CANT VALOR UNIT V TOTAL
1 Realizar obras preliminares
11 Localizacioacuten y replanteo msup2 928 $1707 $1584096
$1584096
2 Construir la cimentacioacuten
21 Descapote a maacutequina nivel 000 (inc retiro) e=30 cm
m3 278 $33350 $9284640
22 Conformacioacuten del terreno msup2 928 $7802 $7240256
23 Excavacioacuten manual (inc Retiro de sobrantes)
msup3 204 $42646 $8685396
24 Concreto de limpieza e= 005 m
msup2 167 $14493 $2415403
25 Concreto cicloacutepeo 210 kgcmsup2 (3000 psi) 6040
msup3 8 $303516 $2276370
26 Zapatas concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 51 $343101 $17369488
27 Vigas de cimentacioacuten en concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 13 $386306 $5159793
28 Micropilotes d= 030 m para malla contraimpacto
m 24 $62420 $1485596
29 Cantildeuela en concreto 175 kgcmsup2 (2500 psi)
m 64 $19859 $1270976
210 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi) para cimentacioacuten
kg 4064 $3020 $12272647
$67460565
3 Construir las estructuras en concreto y metaacutelicas
31 Columnas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 26 $673473 $17537237
32 Vigas aeacutereas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 9 $756198 $6860228
33 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 ( 60000 psi) para estructura
kg 10184 $3020 $30756671
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34
Cercha en celosiacutea seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas contravientos tensores soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8352 $8843 $73859841
35
Correas tipo PHR 305x80x20mm incluye suministro e instalacion anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8222 $8843 $72711081
36
Malla contra impacto seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas tensores soldadura pintura anticorrosiva de esmalte (2 manos)
msup2 150 $183314 $27497100
37
Porteriacutea muacuteltiple fija incluye malla 100 nylon color negra entrelazada y pintura en esmalte tres manos (Incluye suministro e instalacioacuten)
un 2 $2552000 $5104000
38
Suministro e instalacioacuten parales de voleibol (incluye parales 3 en tuberiacutea con malla 100 nylon y pintura en esmalte en la estructura metaacutelica
juego 1 $353800 $353800
$234679958
4 Instalar las redes hidrosanitarias
41 Accesorios
411 Bajantes en tuberiacutea PVC aguas lluvias D4
m 55 $30703 $1682524
412 Tragantes de cuacutepulas plaacutesticas 5x4
un 8 $15097 $120776
413 Tuberiacutea PVC corrugada 160 mm incluye accesorios excavacioacuten y relleno
m 24 $42185 $1012440
42 Cajas de inspeccioacuten y filtro
421 Caja de inspeccioacuten hmax=100 m de 60 cm x 60 cm
un 2 $495027 $990054
$3805794
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5 Instalar las redes eleacutectricas y afines
51 Salidas
511
Salida para laacutempara en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 12 $97493 $1169916
512
Derivacioacuten de luminaria desde salida eleacutectrica en cable encauchetado 3x16 awg con clavija aeacuterea con polo a tierra y cable encauchetado 3x16 awg desde luminaria con toma aeacuterea
un 12 $30200 $362400
513
Salida para toma monofaacutesica doble con polo a tierra para red normal en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 2 $73387 $146774
514 Salida para pulsador remoto de telerruptor en tubo conduit emt de 34 y cable 2x18 awg
un 4 $91747 $366988
52 Tableros y protecciones
521
Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 1x15 1x20 o 1x30 amperios
un 1 $22982 $22982
522 Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 2x20 o 2x30 amperios
un 4 $44982 $179928
523
Suministro montaje y conexioacuten de tablero minipragma de 12 circuitos para ubicar telerruptores
un 1 $301773 $301773
524
Suministro montaje y conexioacuten en caja minipragma de telerruptor bipolar de 16 amperios
un 4 $256157 $1024628
53 Acometidas y ductos
531
Suministro y tendido de acometida bifaacutesica en conductores 2 No8+1 No8+1 No 10 por tubo
m 54 $18631 $1006074
54 Luminarias
541
Suministro montaje y conexioacuten de laacutempara metal 400 w - 220 v by 150p 1xhp1-p400w-bu sgr p-wb+by150gr +
un 12 $431929 $5183148
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gc completa
55 Varios
551
Suministro y montaje de caja de paso metaacutelica de 10 cm x 10 cm para la iluminacioacuten de la cancha
un 4 $23989 $95956
552 Construccioacuten de caja en mamposteriacutea tipo alumbrado puacuteblico de 60 cm x 60 cm
un 1 $380682 $380682
56 Sistema de apantallamiento y puesta a tierra
561
Construccioacuten de caja de paso en mamposteriacutea de 30 cm x 30 cm para medicioacuten y mantenimiento del sistema de tierra y apantallamiento
un 4 $446980 $1787920
562
Suministro e hincada de varilla de cobre de 244 m x 58 para aterrizar la infraestructura de apantallamiento y la malla de puesta a tierra
un 5 $147211 $736055
563
Suministro y tendido de cable de cobre No 8 para polo a tierra incluye tubo PVC de 34
m 6 $29479 $176874
564
Suministro y tendido de cable de cobre No 20 desnudo para configurar sistema de apantallamiento malla a tierra y equipotenciar
m 248 $36339 $9012072
565 Suministro y colocacioacuten de barra captora para sistema apantallamiento
un 25 $137519 $3437975
566
Suministro y armado de soldadura tipo cadweld 120 g para empalmes del sistema de apantallamiento y puestas a tierra
un 34 $65134 $2214556
$27606701
6 Construir la placa
61 Relleno de material recebo compactado
msup3 205 $56472 $11556927
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62 Malla electrosoldada kg 3269 $3041 $9940592
63 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea deportiva
msup2 898 $56561 $50769154
64 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea perimetral
msup2 87 $51495 $4462145
$76728817
7 Construir las cubiertas e impermeabilizaciones
71
Teja arquitectoacutenica curva calibre 28 termoacuacutestica con acabado galvanizado con recubrimiento de zinc g60 (180 gm2)
msup2 908 $134237 $121892565
72
Canal en laacutemina galvanizada cal 20 desarrollo lt200lt=250 mm incluye soporte yo anclajes pintura wash primer anticorrosivo y pintura y esmalte para intemperie
m 66 $106072 $6979538
$128872103
8 Construir las graderiacuteas
81 Mamposteriacutea en bloque Ndeg 5 de arcilla
msup2 88 $33460 $2954009
82 Viga de confinamiento de 012 m x 012 m fc = 210 kgcmsup2 (3000 psi) para muros
m 0 $47734 $0
83 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi)
kg 242 $3020 $730057
84 Grafiles de acero 4 mm kg 62 $2704 $167105
85 Graderiacutea en concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 4 $839091 $3685288
86
Baranda graderiacutea seguacuten disentildeo incluye anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte
m 16 $175857 $2743369
87 Pantildeete liso interior impermeabilizado 14 incluye filos y dilataciones
msup2 0 $13633 $0
$10279829
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9 Pintar y demarcar elementos
91
Demarcacioacuten cancha de microfuacutetbol baloncesto y voleibol con pintura de traacutefico alto ancho 10 cm de acuerdo a los colores reglamentarios y al disentildeo
m 380 $5055 $1920900
$1920900
10 Dotar la placa polideportiva cubierta
101 Dotacioacuten deportiva de la placa polideportiva
glb 1 $4275000 $4275000
$4275000
Costo directo $ 557213764
Administracioacuten 18 $100298477
Imprevistos 1 $5572138
Utilidad 6 $33432826
Subtotal AIU 25 $139303441
Valor total del proyecto $696517205
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11 RESULTADOS E IMPACTOS
111 RESULTADOS ESPERADOS
Tabla 100 Tabla de resultados
Resultado Indicador Ndeg de documentos Objetivo Relacionado
Propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo y planos
1 Objetivo especiacutefico 1 2 y 3
Elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
1 Objetivo 4
Presupuesto de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
1 Objetivo 5
Fuente Propia
112 IMPACTOS Los impactos maacutes relevantes son en el aspecto social el aumento de la infraestructura con fines recreativos y comunitarios beneficia a la comunidad aumentando la praacutectica deportiva y el mejor aprovechamiento del tiempo libre el incentivo de poder desarrollar deportes en un lugar adecuado para la praacutectica y con dotacioacuten podriacutea disminuir el iacutendice de sedentarismo consumo de sustancias sicoactivas y obesidad ademaacutes de promover el comercio en el aacuterea
Tabla 101 Impactos
Fuente Propia
Aspecto Impacto Supuesto Plazo
Social Aumentar el iacutendice de la praacutectica deportiva en la comunidad
Infraestructura recreativa
Corto
Social
Mejor aprovechamiento del tiempo libre y disminuir el sedentarismo en la comunidad
Incentivar la praacutectica deportiva en el barrio
Mediano
Ambiental Mejoramiento del desarrollo socio ambiental
Respeto por las normativas ambientales
largo
Econoacutemico
Aumento de desarrollo socioeconoacutemico del barrio en las zonas aledantildeas al proyecto
Aumento de la infraestructura del
barrio Mediano
Teacutecnico Aporte en materia de propuestas de disentildeo
Disentildeo sismo resistente presupuesto
Mediano
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12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS
121 CONCLUSIONES
El disentildeo del saloacuten comunal y el polideportivo se realizoacute para satisfacer las
necesidades de la comunidad aprovechando el terreno dispuesto en el barrio villa Juliana destinado para actividades comunitarias equipamiento y actividades recreativas
Es necesario contar con espacios adecuados para realizar las actividades deportivas y de la comunidad en general esto conlleva a una mejor calidad de vida de los habitantes del barrio Villa Juliana y un mejor desarrollo social
Se optoacute por conservar el disentildeo de la placa deportiva tipo del DNP pues
este cumple con todas las especificaciones requeridas por COL JUEGOS ya que el terreno es lo suficientemente grande para que se pueda construir el proyecto en general al mantener el disentildeo original se realizoacute una verificacioacuten de la estructura mixta del poacutertico en concreto con celosiacutea metaacutelica donde se comprobaron que los iacutendices de sobre esfuerzo estuvieran en el rango adecuado de acuerdo con las condiciones del terreno y de la ubicacioacuten
El saloacuten comunal cuenta con un sistema estructural de poacuterticos de concreto
reforzado resistente a momentos pero para garantizar un espacio amplio donde se puedan realizar las reuniones y actividades de la comunidad donde se proyecta que podriacutean asistir hasta 300 personas fue necesario el uso de cerchas apoyadas sobre las columnas para sostener la cubierta y salvar las luces de 95 m entre las columnas
El costo total del proyecto es de $83330163301 (Ochocientos treinta y
tres millones trescientos unos mil seiscientos treinta y tres pesos colombianos) esto incluyendo los costos directos e indirectos de la obra (el AIU se determinoacute de acuerdo a los proyectos de la secretaria de vivienda en la gobernacioacuten del meta y la agencia de infraestructura del meta (AIM) El costo del saloacuten comunal incluye uacutenicamente la construccioacuten de la parte estructural edificacioacuten la mamposteriacutea no estructural y los aparatos sanitarios del saloacuten comunal
122 TRABAJOS FUTUROS
El presente trabajo de opcioacuten de grado estaacute enfocado en la aplicacioacuten en temaacuteticas de ingenieriacuteas partiendo de las necesidades de la comunidad del barrio Villa Juliana por lo tanto el siguiente paso es buscar el medio para poner en marcha la construccioacuten del saloacuten comunal y de la placa deportiva Una vez
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entregado los documentos y los planos a la comunidad depende de la gestioacuten de la misma para que las entidades encargadas empiecen con el traacutemite y revisioacuten de disentildeos posteriormente se efectuara el proceso de seleccioacuten del contratista y de la correspondiente interventoriacutea para que se ejecute el contrato de obra En el presente documento se hace el modelamiento de las estructuras teniendo en cuenta los criterios baacutesicos para el disentildeo de los distintos elementos que componen el saloacuten comunal y el polideportivo de manera que sirva como una base o fundamento para los estudiantes o personas interesadas que realicen trabajos similares de disentildeo modelacioacuten y presupuesto de estructuras similares
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13 BIBLIOGRAFIacuteA
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AGRADECIMIENTOS
Agradecemos a Dios por bendecirnos ser el apoyo fortaleza e inspiracioacuten Gracias a nuestros padres y familiares que nos han acompantildeado en esta aventura gracias por su amor incondicional trabajo y sacrificio en todos estos antildeos gracias a ustedes tenemos el privilegio cumplir nuestro suentildeo Finalmente queremos expresar nuestro sincero agradecimiento a los ingenieros Emiro Lozano Perez y Alexander Solarte Benavides por su colaboracioacuten direccioacuten y conocimiento en el desarrollo de este trabajo
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RESUMEN
El proyecto parte de la necesidad del barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio de un espacio donde puedan realizar una praacutectica deportiva de manera adecuada segura y coacutemoda para la poblacioacuten del barrio que ayude a incentivar la praacutectica deportiva en de la poblacioacuten Adicional a esto el barrio no cuenta con un saloacuten comunal que sea proporcional a la poblacioacuten y que cuente con lo necesario para poder llevar a cabo los eventos o reuniones que la comunidad realiza La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo y realizar el disentildeo arquitectoacutenico de acuerdo a las necesidades de la poblacioacuten y a los requerimientos de Coldeportes se debe realizar el disentildeo estructural de los elementos estructurales como vigas columnas y cerchas con el meacutetodo de estado liacutemite de resistencia y los elemento como zapatas se revisaron para condiciones de servicio Para la revisioacuten y disentildeo del saloacuten comunal y la placa deportiva se usaron software especializados como SAP2000 y ETABS Mediante este proyecto se hace entrega del presupuesto de obra y dotacioacuten planos estructurales y arquitectoacutenicos de la propuesta de disentildeo estructural del saloacuten comunal y de la placa deportiva que se adecua al terreno destinado por la comunidad cumpliendo con todos los paraacutemetros y criterios de disentildeo de la norma sismo resistente colombiana NSR-10 El disentildeo arquitectoacutenico del saloacuten comunal se planteoacute con respecto al espacio y dimensiones del terreno destinado y de acuerdo a los requerimientos de la poblacioacuten para realizar las actividades masivas el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva es el propuesto por el DNP y aprobado por Coldeportes que se ajusta al terreno Palabras Clave Estructura Metaacutelica Saloacuten comunal Placa Deportiva Proyeccioacuten Social
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ABSTRACT
The project starts from the need of the Villa Juliana neighborhood in the city of Villavicencio for a space where they can perform a sport in an appropriate safe and comfortable for the population of the neighborhood to help encourage sports practice in the population In addition to this the neighborhood does not have a communal hall that is proportional to the population and that has what is necessary to carry out the events or meetings that the community holds The methodology used to carry out the design of this project was based on the procedure established in A13 of NSR-10 NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1] after knowing the type of soil and carrying out the architectural design according to the needs of the population and the requirements of Coldeportes the structural design of structural elements such as beams columns and trusses must be carried out with the method of limit state of resistance and the elements such as footings were reviewed for service conditions Specialized software such as SAP2000 and ETABS were used for the revision and design of the community hall and sports plaque By means of this project the budget of work and endowment structural and architectural plans of the proposal of structural design of the communal hall and of the sports plate that adapts to the land destined by the community fulfilling all the parameters and criteria of design of the norm resistant Colombian earthquake NSR-10 The architectural design of the communal hall was proposed with respect to the space and dimensions of the land and according to the requirements of the population to carry out massive activities the architectural design of the sports plaque is the one proposed by the DNP and approved by Coldeportes which fits the land Key Word metallic-framed communal lounge sports center Social Projection
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CONTENIDO
1 INTRODUCCIOacuteN 13 2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA 14 3 JUSTIFICACIOacuteN 15 4 OBJETIVOS 16 41 OBJETIVO GENERAL 16 42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS 16 5 ALCANCE 17 6 MARCO DE REFERENCIA 18 61 MARCO TEOacuteRICO 18 611 Cargas 18 612 Carga Muerta 18 613 Carga Viva 18 614 Efectos dinaacutemicos 18 615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo 19 616 Carga de Sismo 19 617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural 20 62 MARCO CONCEPTUAL 21 621 Medidas de demarcacioacuten por deporte 21 622 Orientacioacuten y aacuterea 22 623 Graderiacuteas 22 624 Dotacioacuten 23 625 Baloncesto 25 626 Voleibol 26 63 ESTADO DEL ARTE 27 631 ANTECEDENTES 28 64 MARCO NORMATIVO 29 641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia 29 642 NSR-10 29 643 ACI 318-14 29 644 ANSIAISC 360-10 29 645 LEY 99 DE 1993 29 646 DECRETO 1807 30 647 Acuerdo No 287 DE 2015 30 65 MARCO GEOGRAacuteFICO 30 7 METODOLOGIacuteA 33 8 PRELIMINARES 36 9 PROPUESTA DE DISENtildeO 39 91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL 39 911 Generalidades 41 912 Metodologiacutea 42 913 Anaacutelisis estructural 43 914 Cargas 43 915 Cargas muertas y cargas vivas 45 916 Carga siacutesmica 45 917 Cargas de viento 49 918 Derivas 51 919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1 51 9110 Columnas 56 9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal 58
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9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten 62 9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 68 9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten 70 9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten 71 9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros 72 9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente 76 9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales 78 92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO 79 921 Generalidades 79 922 Metodologiacutea 80 923 Cargas 81 924 Carga Muerta y viva 83 925 Carga siacutesmica 83 926 Cargas de viento 87 927 Anaacutelisis estructural 89 928 Derivas 89 929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas 89 9210 Disentildeo de la cimentacioacuten 95 10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO 100 101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL 100 102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA 102 11 RESULTADOS E IMPACTOS 108 111 RESULTADOS ESPERADOS 108 112 IMPACTOS 108 12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS 109 121 CONCLUSIONES 109 122 TRABAJOS FUTUROS 109 13 BIBLIOGRAFIacuteA 111
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LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal 41 Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas 43 Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas 45 Tabla 4 Peso saloacuten comunal 45 Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 46 Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 46 Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 47 Tabla 8 Calculo irregularidad torsional 47 Tabla 9 Periodo fundamental 48 Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 48 Tabla 11 Fuerza siacutesmica 49 Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 49 Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento 49 Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento 50 Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga 50 Tabla 16 Carga de viento para teja y correas 51 Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1 52 Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1 52 Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1 53 Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE 53 Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1 54 Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 54 Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto 54 Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten 55 Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos 55 Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten 55 Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas 56 Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas 57 Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna 57 Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza 58 Tabla 31 Franjas centrales 59 Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central 59 Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central 60 Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas 60 Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas 61 Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso 61 Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 ) 62 Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 ) 63 Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo 63 Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1 64 Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1 64 Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1 64 Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1 64 Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1 65 Tabla 45 Resistencia al aplastamiento Z1 65 Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo Z1 65 Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1 65 Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1 66 Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto 67 Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2 67
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Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 68 Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2 68 Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 69 Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento 69 Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2 69 Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2 70 Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten 70 Tabla 58 Disentildeo de viga virtual 70 Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014) 71 Tabla 60 Altura miacutenima de desplante 71 Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1 71 Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1 72 Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del slaon comunal) 72 Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L 73 Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L 73 Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L 73 Tabla 67 Solicitaciones 74 Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales 75 Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural 76 Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas 76 Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 77 Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm 78 Tabla 75 Generalidades Polideportivo 79 Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas 81 Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas 83 Tabla 78 Peso Polideportivo 83 Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 84 Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 84 Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 85 Tabla 83 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 86 Tabla 84 Fuerza siacutesmica 86 Tabla 85 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 87 Tabla 86 Coeficientes fuerza de viento 87 Tabla 87 Datos para calculo Factor raacutefaga 88 Tabla 88 Carga de viento para teja y correas 89 Tabla 90 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 95 Tabla 91 Pre-Dimensionamiento Zapata Central 96 Tabla 92 Excentricidad y Presiones en el Suelo 96 Tabla 93 Verificaciones de la zapata ZP-1 97 Tabla 94 Verificacioacuten de cortante Bidireccional 97 Tabla 95 Direccioacuten larga y corta ZP-1 97 Tabla 96 Altura miacutenima de desplante ZP-1 97 Tabla 97 Longitud de desarrollo ZP-1 97 Tabla 98 Resistencia al aplastamiento ZP-1 97 Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo 98 Tabla 100 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo 98 Tabla 101 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba 99 Tabla 102 Tabla de resultados 108 Tabla 103 Impactos 108
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad 19 Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo 20 Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva 22 Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas 23 Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas 23 Figura 6 Malla contra impacto 24 Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral 26 Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional 30 Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental 31 Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal 31 Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario 32 Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 38 Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno 38 Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01) 40 Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03) 40 Figura 18 Configuracion general del modelo 42 Figura 19 Espectro de disentildeo 46 Figura 20 Planta de vigas aereas 51 Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 52 Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 53 Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1 55 Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas 56 Figura 25 Losa maciza en dos direcciones 58 Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02) 62 Figura 27 Diagrama zapata (Z1) 63 Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas de viento en la memoria de calculo del salon comunal) 66 Figura 29 Diagrama Zapata Z2 67 Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2) 68 Figura 31 Diagrama Viga Virtual 71 Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05) 74 Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Figura 34 modelo cercha 78 Figura 35 ver memoria de calculo 80 Figura 36 Espectro de disentildeo 84 Figura 37 Columna C-01 90 Figura 38 Viga V-01 91 Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01 91 Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo 92 Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta 92 Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica 93 Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento 93 Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas 94 Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica 94 Figura 46 Diagrama zapata ZP-1 96 Figura 47 Dimensiones de la zapata 97 Figura 48 esquema Zapata ZP-1 99
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1 INTRODUCCIOacuteN
Este proyecto de grado busca realizar el disentildeo de un saloacuten comunal y de un polideportivo que tenga la funcionalidad de canchas mixtas de baloncesto futbol y voleibol ademaacutes de los elementos de anclaje soporte graderiacuteas y cubierta como solucioacuten a la problemaacutetica social evidenciada en el barrio Villa Juliana en el municipio de Villavicencio Actualmente el barrio presenta bajos niveles de praacutecticas deportivas debido a que la legalizacioacuten del barrio se realizoacute el 26 de septiembre de 2018 por lo que NO cuenta con la infraestructura adecuada para deportes y recreacioacuten esta situacioacuten genera que la praacutectica del ejercicio se desarrolle en lugares adaptados e improvisados artesanalmente por la comunidad por lo tanto aumenta el riesgo de lesiones fiacutesicas seguacuten la organizacioacuten mundial de la salud (OMS) ldquoLas caiacutedas son un importante problema mundial de salud puacuteblica Se calcula que anualmente se producen 646 000 caiacutedas mortaleshellip Las lesiones relacionadas con las caiacutedas tienen un costo econoacutemico considerablerdquo [2] La comunidad cuenta con un saloacuten comunal pero este es demasiado pequentildeo por lo que al realizar las reuniones comunitarias deben hacerlo de forma improvisada y a la intemperie en el terreno donde han adaptado una cancha en piso de tierra para deportes y recreacioacuten El intereacutes primordial para adecuar los equipamientos local y comunitario donados por la comunidad es generar un espacio de recreacioacuten y disminuir las zonas identificadas como sitios inseguros donde seguacuten el documento teacutecnico de soporte realizado para la legalizacioacuten del barrio en el antildeo 2018 por UNHCR ACNUR y la corporacioacuten OPCION LEGAL [3] afirma que se presentan altos iacutendices de consumo de sustancias alucinoacutegenas en horas de la noche otro de los intereses es cumplir con las acciones de mejoramiento estipuladas en el documento teacutecnico antes mencionado en donde se deben realizar las acciones del plan de mejoramiento integral adoptados del acuerdo No 287 de 2015 del CONCEJO MUNICIPAL DE VILLAVICENCIO [4] en donde se especifican las acciones a desarrollar para los espacios puacuteblicos y equipamientos sociales seguacuten las necesidades de la poblacioacuten Debido a que la actividad fiacutesica es reconocida a nivel internacional como medios para el desarrollo humano econoacutemico y social y Seguacuten el artiacuteculo 52 de la constitucioacuten ldquoEl ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humanordquo [5]
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2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA
El barrio VILLA JULIANA se localiza al sur de Villavicencio en la comuna 8 Aunque desde el 4 de mayo de 1999 las primeras familias tomaron posesioacuten de los lotes que habiacutean negociado con la Asociacioacuten Empresa Solidaria De Vivienda hasta el antildeo 2018 se realizoacute el estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten de dicho barrio Seguacuten el estudio urbaniacutestico realizado por la alcaldiacutea municipal de Villavicencio [3] la poblacioacuten presenta bajos niveles de praacutectica deportiva y no hay incentivos para el deporte esto puede generar sedentarismo y verse reflejado en el incremento de la poblacioacuten con sobrepeso u obesidad Actualmente el lugar que se tiene adaptado para la praacutectica de deporte es una cancha de tierra sin equipamiento lo cual aumenta el riesgo de lesiones Por otro lado el desintereacutes en la praacutectica deportiva lleva a un inadecuado aprovechamiento del tiempo libre y de la calidad de vida de las personas esto sumado a que la tasa de desempleo dentro de la comunidad es del 24 y que el 33 de la poblacioacuten son viacutectimas del conflicto armado yo se encuentra en vulnerabilidad ademaacutes que 1128 de la poblacioacuten menor de 18 antildeos se encuentra desescolarizada muestra que gran parte de la poblacioacuten cuenta con mucho tiempo libre y ninguacuten lugar adecuado en donde puedan ocupar este tiempo por lo cual no sorprende que el estudio urbaniacutestico mencione que se identifica un alto consumo de sustancias alucinoacutegenas especialmente en las zonas donde no hay iluminacioacuten y en horarios nocturnos Ademaacutes aunque el asentamiento cuenta con una caseta comunal las actividades masivas no se pueden desarrollar en ella porque no es lo suficientemente amplia para todos los habitantes de la comunidad
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3 JUSTIFICACIOacuteN
El barrio Villa Juliana legalizado en el antildeo 2018 no cuenta con la infraestructura adecuada para la recreacioacuten en los lugares destinados por la comunidad como equipamiento local y comunitario destinados para un saloacuten comunal y espacio de recreacioacuten se encuentra una cancha de futbol en tierra que no cuenta con ninguna dotacioacuten al mismo tiempo este espacio se utiliza para desarrollar las actividades comunitarias una de las mayores preocupaciones es que se ha identificado esta zona como uno de sitios inseguros en el barrio presenta especial inquietud debido al aumento de consumo de sustancias alucinoacutegenas Este proyecto busca disponer de los equipamientos de la comunidad con el fin de realizar el disentildeo estructural de un polideportivo y un saloacuten comunal para el desarrollo de las actividades comunitarias de recreacioacuten y deporte con el fin de facilitar el proceso de gestioacuten para la financiacioacuten y construccioacuten del proyecto El gobierno debe ofrecer a sus ciudadanos bienestar al suministrar servicios como salud educacioacuten deporte cultura seguridad entre otras El deporte tiene un papel fundamental en la comunidad como motor de cambio social se ha convertido en una opcioacuten para el desarrollo profesional en los antildeos recientes por lo cual se debe impulsar como alternativa viable de desarrollo social econoacutemico y cultural el deporte no solo cubre las necesidades relacionadas con la praacutectica deportiva si no que ayuda de forma indirecta problemas de salud cultura y seguridad ldquoel
desarrollo de praacutecticas deportivas trae consigo haacutebitos de vida saludable ocupacioacuten del tiempo libre y desarrollo de plan de vida a traveacutes del deporte como esa herramienta que
permite trazar metas y alcanzarlasrdquo [10] De acuerdo con lo anterior el proyecto de la construccioacuten de un polideportivo con cancha muacuteltiple para futbol baacutesquet y voleibol pretende incrementar los niveles de praacutectica deportiva al brindar escenarios de acceso puacuteblico en buenas condiciones para la praacutectica deportiva y brinda opciones para ocupar el tiempo libre mejorando la calidad de vida de las personas y alejaacutendolas de praacutecticas nocivas como el consumo de sustancias alucinoacutegenas o la delincuencia Ademaacutes al proporcionar equipamiento comunitario (saloacuten comunal) se podraacuten realizar las reuniones de la junta de accioacuten comunitaria de manera eficiente donde puedan tomarse las decisiones con respecto al asentamiento que permitan un mejor desarrollo de la comunidad
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4 OBJETIVOS
41 OBJETIVO GENERAL
Realizar propuesta de disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal que cumplan con los lineamientos teacutecnicos estipulados en las normativas vigentes necesarias para la habilitacioacuten del equipamiento local y comunitario en el barrio VILLA JULIANA
42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS
Adaptar los espacios donados por la comunidad al disentildeo estructural del polideportivo y saloacuten comunal
Analizar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas de la zona destinada para el proyecto
Elaborar la propuesta de disentildeo arquitectoacutenico estructural y cimentacioacuten de las estructuras ademaacutes de realizar un modelo digital en un software de elementos finitos
Especificar los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo de las actividades deportivas
Elaborar presupuesto considerando la gestioacuten social propuesta en mano de obra no calificada dentro de la comunidad
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5 ALCANCE
Este proyecto tiene como objetivo entregar una propuesta de disentildeo estructural de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal en el barrio Villa Juliana para el desarrollo de actividades recreativas y comunitarias como solucioacuten a las problemaacuteticas sociales y como ayuda indirecta a problemas de salud cultura y seguridad A continuacioacuten se especifican el alcance de las actividades a realizar Analizar el terreno en donde se va a realizar el disentildeo del proyecto mediante el levantamiento topograacutefico estudio de suelo (apique) y revisioacuten de las acometidas eleacutectricas e hidraacuteulicas en el aacuterea mediante planos de los entes encargados Teniendo en cuenta los requerimientos de la comunidad la propuesta de disentildeo del saloacuten comunal debe incluir los siguientes paraacutemetros capacidad miacutenima de 300 personas sentadas cocina depoacutesito dos bantildeos una ducha y dos oficinas El disentildeo arquitectoacutenico del polideportivo se basa en el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo modificado seguacuten las solicitudes de la comunidad y condiciones del terreno Se realiza la revisioacuten del disentildeo sismo resistente mediante un modelo de cada una las estructuras en un Software de elementos finitos que cumpla con los lineamientos teacutecnicos establecidos por la NSR-10 Los elementos no estructurales contemplados para el desarrollo de los cinco deportes requieren una dotacioacuten miacutenima para el buen uso de las actividades por lo que se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten necesaria para cada actividad deportiva
Costo de la construccioacuten del proyecto de la propuesta de disentildeo planteada
Se realiza un anaacutelisis de presupuesto y cantidades de obra para el proceso constructivo
Entregables
Documento de propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo planos arquitectoacutenicos estructural
Documento de los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
Presupuesto del costo de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
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6 MARCO DE REFERENCIA
61 MARCO TEOacuteRICO
611 Cargas
A continuacioacuten se describen los distintos tipos de cargas que se deben considerar para el disentildeo del proyecto tipo ldquoPlaca Polideportiva Cubiertardquo del departamento nacional de planeacioacuten las cuales serviraacuten de base para el desarrollo de la propuesta de disentildeo del polideportivo
612 Carga Muerta
Hace referencia a las cargas de los elementos permanentes incluyendo el peso propio de la estructura los muros pisos cubiertas cielos rasos escaleras equipos fijos y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupacioacuten y uso de la edificacioacuten [6]
613 Carga Viva
Son aquellas producidas durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras estas no incluyen las cargas ambientales tales como viento y sismo Para las cubiertas se deben considerar
a) ldquoLos materiales equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta 2rdquo
b) ldquoLas causadas por objetos moacuteviles tales como materas u otros objetos decorativos y por las personas que tengan acceso a ellasrdquo [6]
614 Efectos dinaacutemicos
Cuando una edificacioacuten se encuentre expuesta a excitaciones dinaacutemicas producidas por el puacuteblico tales como coliseos estadios teatros gimnasios pistas de baile centros de reunioacuten o similares Se debe asegurar frecuencias naturales verticales iguales o superiores a 5Hz (periodos naturales verticales menores de 02s)
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615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo
El empozamiento de agua se debe a la obstruccioacuten en los sistemas de drenaje de la cubierta ldquoLa carga de empozamiento de agua Le se determina con base en el volumen de agua que es posible contener hasta que se alcance el nivel de los elementos del sistema auxiliar de evacuacioacuten del exceso de agua como se indica en B482 de la NSR-10rdquo [6] ldquoLas cargas de granizo G deben tenerse en cuenta en las regiones del paiacutes con maacutes de 2 000 metros de altura sobre el nivel del mar o en lugares de menor altura donde la autoridad municipal o distrital asiacute lo exijardquo [6]
616 Carga de Sismo
Se refiere a las cargas que se determinan mediante los espectros de disentildeo estos ya estaacuten definidos por la NSR-10 en cada zona del paiacutes Para determinar el espectro de disentildeo se debe establecer la zona de amenaza siacutesmica el tipo de perfil del suelo y varios coeficientes para poder determinar el espectro de aceleraciones expresado como fraccioacuten de la gravedad con un coeficiente de 5 del amortiguamiento criacutetico para el disentildeo
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad
Fuente [6]
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6161 Definicioacuten del tipo de suelo
Para determinar el tipo de suelo se evaluacutean los siguientes paraacutemetros medidos in situ de los 30m superiores del perfil la velocidad media de la onda de corte ( ) el
nuacutemero medio de golpes del SPT ( ) la resistencia al corte ( ) el iacutendice de
plasticidad (IP) y el contenido de agua (w) la clasificacioacuten se da en la siguiente tabla
Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo
Fuente [6]
617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural
La configuracioacuten estructural no estaacute definida simplemente por la forma exterior y tamantildeo de la estructura tambieacuten se deben tomar en cuenta su naturaleza dimensiones y la localizacioacuten de los elementos estructurales y no estructurales pues estos factores afectan el comportamiento ante las solicitaciones siacutesmicas
6171 Reduccioacuten del valor de R
Para las estructuras clasificadas como irregulares se debe reducir el coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R utilizado para el disentildeo de la siguiente manera
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Debido a irregularidades en planta 1
Debido a irregularidades en altura 2 Debido a ausencia de redundancia Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico definido para cada
sistema estructural y cada grado de capacidad de disipacioacuten de energiacutea del material estructural [6]
62 MARCO CONCEPTUAL
621 Medidas de demarcacioacuten por deporte
Coldeportes es la entidad encargada de avalar las medidas de las demarcaciones en las zonas de juego para los diferentes deportes en este proyecto se establecieron tres (3) futbol de saloacuten voleibol y baloncesto Lo que se busca es asegurar que se desarrollen de manera adecuada todas las actividades deportivas que se realicen en el polideportivo
6211 Futbol de saloacuten
Las medidas para el campo de juego de futbol de saloacuten son de 2810m x 17m desde el borde exterior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m de ancho en las liacuteneas laterales y en las liacuteneas de meta ademaacutes si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 80mm y ser de color amarillo
6212 Baloncesto
Las medidas para el campo de juego de Baloncesto son de 28m x 15m desde el borde interior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m alrededor de la cancha Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color blanco
6213 Voleibol
Las medidas para el campo de juego de voleibol son de 18m x 9m adicional a esto se debe dejar una zona libre de 3m de ancho alrededor de la cancha (para canchas recreativas y formativas) Las medidas estaacuten tomadas desde el borde exterior de la demarcacioacuten Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas)
1 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en planta simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de 2 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en altura simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de
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estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color verde De acuerdo lo anterior podemos establecer que el aacuterea de juego miacutenima para asegurar el apropiado desarrollo de actividades deportivas y que sea avalada por Coldeportes es de 32m x 21m adicionalmente a esto se deja una altura miacutenima de 7m para practica recreativa y formativa libre de cualquier obstaacuteculo (parte inferior de la cubierta vigas luminarias o cualquier elemento) en el espacio correspondiente al aacuterea de juego [6]
622 Orientacioacuten y aacuterea
La orientacioacuten del campo de juego debe ser en sentido norte-sur aunque se puede tomar una rotacioacuten maacutexima de 22deg hacia el nororiente o noroccidente al tener en cuenta la relacioacuten del sol y las condiciones climaacuteticas que se presenten en el lugar donde se proyecte el polideportivo
Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva
Fuente [6]
623 Graderiacuteas
Se disentildean de manera tal que todos los espectadores sentados disfruten de la adecuada visibilidad del aacuterea en que se desarrollen las actividades de praacutectica deportiva ldquoLa visibilidad se determina mediante el trazado de una liacutenea visual tomada desde el ojo del observador situado en uacuteltima fila de las graderiacuteas hasta un punto liacutemite del campo de juego situado en el piso Para que haya visibilidad la liacutenea deberaacute pasar por encima de las cabezas de los espectadoresrdquo [6]
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Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas
Fuente [6]
Lo maacutes recomendado es ubicar las graderiacuteas en el sector occidental para que el ocaso sea detraacutes de los espectadores
Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas
Fuente [6]
624 Dotacioacuten
Para el desarrollo adecuado de cada deporte se requiere una dotacioacuten de elementos especiacuteficos en lo relacionado con las redes y sus soportes Se debe
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considerar como parte de la construccioacuten la demarcacioacuten y los arcos de futbol de saloacuten integrados con los tableros de baloncesto A continuacioacuten se especificaraacuten los distintos elementos que son considerados dotacioacuten para el polideportivo y sus caracteriacutesticas de acuerdo con el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten
6241 Malla contra impacto (referencia IDRD)
Las mallas contra impacto se usan cuando se necesite proteger o aislar a los observadores las construcciones vecinas los transeuacutentes o equipamientos ubicados detraacutes de las liacuteneas de meta Malla contra impacto de 5m de altura para cancha muacuteltiple con entramado de tubo estructural de 3rdquo conforme a los planos estructurales incluye pintura anticorrosiva y dos manos de esmalte Esta malla contra impacto esta soportada sobre una viga de concreto hidraacuteulico de resistencia a la compresioacuten frsquoc=210kgcmsup2 (3000psi) de longitud 1530m y seccioacuten de 040m x 030m Se debe tener en cuenta que la viga sobresale a cada lado de la malla contra impacto 015m [6]
Figura 6 Malla contra impacto
Fuente [6]
6242 Fuacutetbol de saloacuten
Porteriacutea muacuteltiple fija Porteriacuteas para fuacutetbol de saloacuten elaboradas con tubo ovalado de aluminio de 120mm x 100mm en color blanco desmontables en 3 piezas (larguero y 2 postes) Los arcos estaacuten ubicados en el centro de cada liacutenea de meta estos consisten en dos (2) postes verticales en metal o madera pueden ser redondos o cuadrados de 8cm de diaacutemetro o lado Se unen por una viga similar ubicada en la parte superior
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Las medidas interiores entre los postes verticales seraacuten de 3m de largo y 2m de altura entre la viga horizontal y el piso Las redes seraacuten de nylon yute o alguacuten material sinteacutetico de mallas cuadradas que se sujetan a los postes y vigas y en la parte inferior por alguacuten soporte adecuado [6] El baloacuten contaraacute con las siguientes especificaciones una calibracioacuten de 9lb y para su condicioacuten aerodinaacutemica al ser lanzado desde de 2m de altura el primer bote no deberaacute pasar los 30 cm y el segundo no maacutes de 10 cm [7] El peso y la circunferencia variacutean de acuerdo al rango de edad para la categoriacutea masculina o femenina de 13 a 16 antildeos la circunferencia miacutenima es de 60cm y maacutexima es de 62cm con un peso que oscila entre 400g y 430g para las categoriacuteas menores de 12 antildeos la circunferencia miacutenima es de 53cm y maacutexima es de 55cm con un peso entre 320g y 350g
625 Baloncesto
6251 Soportes redes y balones
Para los tableros se pueden usar distintos materiales por ejemplo fibra de vidrio compuesta grafito acriacutelico vidrio acero y aluminio Sus medidas son 180 m x 105 m con un recuadro de 045 m x 059 m [6] Se requiere una (1) malla para cada aro estaacuten deben retener momentaacuteneamente el baloacuten despueacutes de atravesar el aro durante los eventos de competencia deportiva
En el reglamento publicado por la Federacioacuten Internacional de Baloncesto Zona de las Ameacutericas ndash FIBA se requiere contar con balones que cumplan condiciones de esfericidad en color anaranjado en cuero cuero sinteacutetico goma o material sinteacutetico [7]
Baloacuten Ndeg 5 las medidas son 69cm y 70cm de circunferencia peso entre 470g y 510g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles en ambos geacuteneros
Baloacuten Ndeg 6 las medidas son 72cm y 73cm de circunferencia peso entre 510g y 567g Este baloacuten puede utilizar para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores femeninos
Baloacuten Ndeg 7 Las medidas son 75cm y 78cm de circunferencia peso entre 567g y 650g Este baloacuten es utilizado para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores masculinos
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626 Voleibol
6261 Suministro e instalacioacuten de parales de voleibol
El proyecto tipo recomienda que los parales sean elaborados con tubo de 3rdquo pintados de blanco deben ser desmontables en dos (2) postes con ganchos de nylon antilesion para red y antenas guiacutea
Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral
Fuente [7]
El proyecto tipo estableces que la red debe medir 1m de ancho y 95m a 10m de largo la cual estaacute hecha de malla negra con cuadrados de 10cm y en el borde superior se cose en toda su extensioacuten una banda de 7 cm hecha en lona blanca En la parte inferior de la red hay otra banda horizontal de 5cm de ancho muy similar a la banda superior por cuyo interior se entrelaza una cuerda
El baloacuten debe ser esfeacuterico hecho con una cubierta de cuero flexible o cuero sinteacutetico con una caacutemara de caucho o material similar en su interior Su color puede ser uniforme y claro o una combinacioacuten de colores
Baloacuten infantil las medidas son 62cm a 64cm de circunferencia peso entre 240g y 260g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles de 6 a 12 antildeos en ambos geacuteneros
Baloacuten mayor las medidas son 65cm y 67cm de circunferencia peso entre 260g y 280g Este baloacuten puede utilizar en categoriacuteas de mayores de 12 antildeos en ambos geacuteneros
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63 ESTADO DEL ARTE
En la actualidad el ser humano ha adquirido mayor conciencia acerca de los beneficios de tener haacutebitos saludables como la actividad fiacutesica y el deporte que es asociada al bienestar fiacutesico sin embargo tambieacuten tiene una fuerte influencia en estados emocionales y seguacuten W Ramiacuterez S Vinaccia y G R Suaacuterez [8] La actividad deportiva en una poblacioacuten infanto-juvenil es fundamental y puede ayudar a disminuir patologiacuteas como dificultad en el aprendizaje hiperactividad depresioacuten y en algunos casos deficiencia mental y conducta disocial Seguacuten D A Camargo R E A Gomez J Ovalle O y R Rubiano [9] el deporte y la recreacioacuten son componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la salud y el movimiento humano Ademaacutes de la educacioacuten en valores a traveacutes del deporte para fomentar la auto estima y guiacuteas en donde se entendiendo el deporte como objeto para trabajar en la liacutenea de la no violencia [10] Por lo cual el ldquoampliar la cobertura yo mejorar la calidad de los escenarios deportivos con las condiciones requeridas para las praacutecticas deportivas y recreativasrdquo es uno de los objetivos en el plan de ordenamiento territorial [11] estos espacios debe estar adaptados para las personas en condiciones de discapacidad para aumentar la inclusioacuten e incentivar la praacutectica deportiva seguacuten M K Alvis G Y Nury A y N Tolosa [12] para las personas con discapacidad que logran o no realizar la educacioacuten formal realizar praacutecticas deportivas ayuda a mejorar sus capacidades individuales y aumenta su concentracioacuten en actividades diarias Los deportes impactan de forma positiva al ser humano en muchos aspectos uno de ellos es la relacioacuten directa con el funcionamiento cardiaco muscular e inmunoloacutegico por lo que seguacuten A Cordero D Masia y E Galve ldquoRealizar actividad
fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad cardiovascular y
mortalidadrdquo [13] En base a todo lo anterior y con el fin de promover la cultura deportiva y la recreacioacuten en los colombianos el Departamento Nacional de Planeacioacuten (DNP) realiza el proyecto tipo que contiene los aspectos estaacutendar metodoloacutegicos y teacutecnicos para la construccioacuten de una placa deportiva con cubierta orientado a solucionar el bajo iacutendice de praacutectica deportiva y el aprovechamiento del tiempo libre en actividades que los beneficie [6] el disentildeo de la cubierta es un factor importante para el disentildeo seguacuten Caacutendido Loacutepez ldquodesarrolla los espacios deportivos a
cubierto en un intento de explicar e interpretar la riqueza de matices y la complejidad del
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objeto arquitectoacutenicohellip Atreves de su forma poseen una voluntad de trascender y perdurar reflejo de las necesidades y aspiraciones de una eacutepocardquo [13]
631 ANTECEDENTES
ldquoCONSTRUCCIOacuteN Y DOTACIOacuteN DE UNA PLACA POLIDEPORTIVArdquo ldquoSe describe un modelo de Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivahellip para
Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportiva que consiste en construir un espacio bajo el cual se puedan desarrollar actividades como fuacutetbol de saloacuten voleibol o
baloncestordquo [6]
ldquoEL ESPACIO DEPORTIVO A CUBIERTO FORMA Y LUGARrdquo ldquodesarrolla los espacios deportivos a cubierto en un intento de explicar e interpretar la
riqueza de matices y la complejidad del objeto arquitectoacutenico y ello en la consideracioacuten de la idea de la totalidadrdquo [14] ldquoLA CULTURA FIacuteSICA Y EL DEPORTE FENOacuteMENOS SOCIALESrdquo ldquoPlantean los beneficios de las acciones que vinculan la actividad fiacutesica el deporte y la
recreacioacuten como componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la prevencioacuten ante diferentes riesgosrdquo [9] ldquoDETERMINANTES SOCIALES EN EL DEPORTE ADAPTADO EN LA ETAPA DE FORMACIOacuteN DEPORTIVA UN ENFOQUE CUANTITATIVOrdquo ldquoDeporte se ha adaptado no solo como un meacutetodo de integracioacuten social sino como una
necesidad involucrando la diversidad en el comportamiento social dentro de la
manifestacioacuten del bien individual que no podiacutea estar al margen del bien colectivordquo [12] ldquoEL IMPACTO DE LA ACTIVIDAD FIacuteSICA Y EL DEPORTE SOBRE LA SALUD LA COGNICIOacuteN LA SOCIALIZACIOacuteN Y EL RENDIMIENTO ACADEacuteMICO UNA REVISIOacuteN TEOacuteRICArdquo ldquoSe presenta una serie de investigaciones que hacen evidente los beneficios que el
deporte tiene en cuanto a procesos de socializacioacuten procesos mentales rendimiento
escolar y mejoramiento de la calidad de vida de las personas que lo practicanrdquo [8] ldquoEJERCICIO FIacuteSICO Y SALUDrdquo ldquoRealizar actividad fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por
semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad
cardiovascular y mortalidadrdquo [13] ldquoEDUCACION EN VALORES A TRAVEacuteS DEL DEPORTErdquo ldquoLas habilidades sociales y de comunicacioacuten que resultan problemaacuteticas se pueden entrenar mediante ejercicios que fomentan el desarrollo de autoestima aumento de la felicidad e integracioacutenrdquo [10]
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64 MARCO NORMATIVO
641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia
El ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humano El deporte y la recreacioacuten forman parte de la educacioacuten y constituyen gasto puacuteblico social Se reconoce el derecho de todas las personas a la recreacioacuten a la praacutectica del deporte y al aprovechamiento del tiempo libre El Estado fomentaraacute estas actividades e inspeccionaraacute vigilaraacute y controlaraacute las organizaciones deportivas y recreativas cuya estructura y propiedad deberaacuten ser democraacuteticas
642 NSR-10
Reglamento Colombiano de Construccioacuten Sismo Resistente Ley 400 de 1997 Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 modificado por el Decreto 092 del 17 de enero de 2011 Reglamento de vigencia en todo el territorio nacional
643 ACI 318-14
Este Reglamento proporciona los requisitos miacutenimos para los materiales el disentildeo construccioacuten y evaluacioacuten de la resistencia de miembros y sistemas de concreto estructural de cualquier estructura disentildeada y construida de acuerdo con los requisitos del reglamento general de construccioacuten
644 ANSIAISC 360-10
La Especificacioacuten estaacute basada en el uso pasado exitoso avances en el estado del conocimiento y cambios en la praacutectica de disentildeo La ldquoSpecification for Structural Steel Buildingsrdquo del American Institute of Steel Construction (AISC) provee un tratamiento integrado de los meacutetodos de Disentildeo por Tensiones Admisibles y del Disentildeo por Factores de Carga y Resistencia (LFRD) y reemplaza anteriores especificaciones Como se indica en el capiacutetulo B de la Especificacioacuten los disentildeos pueden hacerse con las provisiones de cualquiera de esos 2 meacutetodos de disentildeo
645 LEY 99 DE 1993
Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente se reordena el Sector Puacuteblico encargado de la gestioacuten y conservacioacuten del medio ambiente y los recursos
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naturales renovables se organiza el Sistema Nacional Ambiental SINA y se dictan otras disposiciones
646 DECRETO 1807
Por el cual se reglamenta el artiacuteculo 189 del Decreto Ley 019 de 2012 en lo relativo a la incorporacioacuten de la gestioacuten del riesgo en los planes de ordenamiento territorial y se dictan otras disposiciones
647 Acuerdo No 287 DE 2015
Por medio del cual se adopta el nuevo plan de ordenamiento territorial del municipio de Villavicencio y se dictan otras disposiciones Se trata de hacer de Villavicencio una ciudad planificada en la que todos sus habitantes tengan oportunidad de progresar proporcionando para ello espacios de participacioacuten e inclusioacuten social para consolidar a la ciudad como uno de los mayores centros generadores de desarrollo en el paiacutes
65 MARCO GEOGRAacuteFICO
El barrio Villa Juliana se localiza en el departamento del Meta al sur del municipio de Villavicencio en la Comuna 8 al cual se accede a traveacutes de la viacutea Villavicencio-acacias a 88 km del centro fundacional del municipio por el acceso al barrio porfiacutea por la carrera 43 a 18 Km hacia el sur de la comuna
Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional
Fuente [propia]
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Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental
Fuente [propia]
Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal
Fuente [Google Earth]
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Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario
Fuente [Google Earth]
El aacuterea en rojo es el barrio Villa Juliana este tiene una superficie de 9576981 m2 seguacuten levantamiento topograacutefico aportado por la secretaria de planeacioacuten de la alcaldiacutea de Villavicencio colinda con el asentamiento cambulos por el sur y sur occidente por el norte con la finca La Camelia accediendo por la carrera 43 desde la ciudadela Porfiacutea pasando el costado oriente por el asentamiento Villa del lago y por el costado occidente por la urbanizacioacuten La Maporita El aacuterea en verde es la reservada para equipamiento local y comunitario esta seriacutea el aacuterea destinada para la ejecucioacuten del proyecto el equipamiento local cuenta con un aacuterea de 145057 m2 y el equipamiento comunitario cuenta con un aacuterea de 19355 m2
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7 METODOLOGIacuteA
Inicialmente se obtiene toda la informacioacuten relacionada con el barrio Villa Juliana gracias al estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten del asentamiento humano Villa Juliana [3] se determina que la comunidad carece de varios aspectos importantes para un educado desarrollo social econoacutemico y cultural En este estudio se encuentra toda la informacioacuten correspondiente a la poblacioacuten equipamiento y demaacutes aspectos de la comunidad Para el correcto desarrollo del proyecto se tomoacute como base el proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten del cual se adoptoacute el disentildeo arquitectoacutenico que cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes [15] para este tipo de estructuras Una vez definidas las dimensiones y distribuciones de la estructura se debe realizar la evaluacioacuten de todas las solicitaciones que pueden afectar la estructura de acuerdo con el tiacutetulo B de la NSR-10 se deben considerar las solicitaciones provenientes del peso de los elementos permanentes en la construccioacuten los ocupantes y sus pertenencias efectos ambientales entre otras Estas son distintas a las fuerzas o efectos que aplica el sismo Despueacutes se determina el nivel de amenaza siacutesmica y los valores Aa y Av de acuerdo con el Tiacutetulo A de la NSR-10 Estos paraacutemetros sirven como base para definir el movimiento siacutesmico de disentildeo que se expresa por medio de un espectro elaacutestico de disentildeo ldquoEl Reglamento contempla descripciones alternativas del sismo de disentildeo ya sea a traveacutes de familias de acelerogramas o bien por medio de expresiones derivadas de estudios de microzonificacioacuten siacutesmica las cuales deben determinarse siguiendo los requisitos dados en el Capiacutetulo A2rdquo [1] Se caracteriza la estructura con respecto al sistema estructural de resistencia siacutesmica y se definen los materiales empleados que cumplan con las disposiciones de la NSR-10 para asiacute poder identificar la capacidad de disipacioacuten de energiacutea que se presenta Posterior a esto se debe definir el grado de irregularidad de acuerdo con el Capiacutetulo A3 del Reglamento (NSR-10) [1] Utilizando el Software de elementos finitos se analiza la estructura a partir de la geometriacutea cargas definidas anteriormente y considerando las diferentes condiciones y combinaciones determinadas en la NSR-10 Con el anaacutelisis se determina el comportamiento mecaacutenico de la estructura (desplazamientos deformaciones esfuerzos de flexioacuten corte axial y torsioacuten) al igual que las reacciones que se transmiten a la fundacioacuten Basaacutendose en los resultados se pude
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modificar el modelo inicial para conseguir una mejor alternativa tanto en seguridad como en economiacutea Se determinan las fuerzas siacutesmicas (Fs) que deben aplicarse a la estructura para lo cual deben usarse los movimientos siacutesmicos de disentildeo definidos anteriormente y posterior a esto realizar un anaacutelisis siacutesmico de la estructura de acuerdo con lo estipulado en el Capiacutetulo A3 de la NSR-10 [1] Una vez evaluados los desplazamientos horizontales se debe verificar que las derivas de disentildeo no excedan los liacutemites dados en el Capiacutetulo A6 de la NSR-10 en el caso de no cumplir con las derivas maacuteximas se debe rigidizar la estructura hasta que no se exceda el liacutemite Para finalizar con el disentildeo de las estructuras se analizan los resultados de las distintas solicitaciones y combinaciones para realizar el disentildeo de los elementos estructurales En este proyecto se requiere de unos elementos especiacuteficos para el correcto desarrollo de las actividades deportivas por esta razoacuten se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten para cada deporte basaacutendose en lo especificado por el proyecto tipo el cual cumple con los lineamientos establecidos en las normativas de cada deporte Una vez terminados los disentildeos de la infraestructura deportiva y comunitaria ademaacutes de especificar la dotacioacuten requerida se debe elaborar el presupuesto detallando las cantidades de materiales que se necesitan para la construccioacuten de la propuesta de disentildeo (superestructura y sub-estructura o cimentacioacuten) ajustaacutendola a los materiales disponibles en la regioacuten Por uacuteltimo se deben preparar revisar y aprobar los documentos definitivos de la propuesta de disentildeo como son las memorias de caacutelculo los planos de construccioacuten y el presupuesto de ambas estructuras
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8 PRELIMINARES
Por medio de la comunidad tuvimos acceso a los planos de la legalizacioacuten del barrio donde pudimos determinar el aacuterea que se teniacutea destinada para la construccioacuten del saloacuten comunal y del polideportivo posteriormente se realizoacute una visita al terreno para poder dimensionar y planear como seriacutea la distribucioacuten del espacio para el saloacuten comunal y para el polideportivo Adicionalmente se consultoacute con la entidad que necesitaban en el saloacuten comunal y en la placa deportiva Se acordoacute con la comunidad que el saloacuten comunal tendriacutea dos (02) oficinas una (01) cocina un (01) bantildeo interno para hombre un (01) bantildeo interno para mujeres un (01) deposito un (01) saloacuten para las reuniones de la comunidad un (01) bantildeo para hombres externo con duchas y vestidores un (01) bantildeo para mujeres externo con duchas y vestidores Para el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva se mostroacute a la comunidad el disentildeo del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten y se adoptoacute este disentildeo el cual cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes En la visita al lugar destinado para el saloacuten comunal y la placa deportiva se evidencio que el terreno era muy nivelado y no habiacutea grandes cambios en la topografiacutea debido a que ya se haba echo una nivelacioacuten del terreno para la cancha de tierra que se tiene para el desarrollo de la praacutectica deportiva de la comunidad
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Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
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Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno
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9 PROPUESTA DE DISENtildeO
Se realiza este trabajo de grado mediante la opcioacuten aplicaciones en temaacuteticas de ingenieriacutea civil para la Universidad Santo Tomas sede Villavicencio busca solucionar una problemaacutetica social manifestada por la comunidad en el barrio villa Juliana en la ciudad de Villavicencio dando como solucioacuten escenarios deportivos y comunitarios La propuesta de disentildeo del saloacuten comunal contempla la construccioacuten de un aacuterea de 38482 m2 que cuenta con espacios de almacenamiento cocina oficinas 2 bateriacuteas de bantildeos y un saloacuten de reunioacuten con capacidad de 300 personas se realiza el disentildeo arquitectoacutenico y estructural La propuesta de disentildeo del polideportivo contempla la construccioacuten de un aacuterea de 88275 m2 los disentildeos a los que se les realizo la revisioacuten fueron obtenidos del proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP denominado ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo [6] mediante los anexos teacutecnicos se realiza la revisioacuten del disentildeo seguacuten la regioacuten y anaacutelisis de solicitaciones propias de la zona todos los disentildeos el presupuesto de construccioacuten y dotacioacuten y planos del polideportivo exceptuando la cimentacioacuten pertenecen a los disentildeos del anexo teacutecnico del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo del DNP
91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL
De acuerdo con los requerimientos de la comunidad y las condiciones del terreno se disentildeoacute el saloacuten comunal con todos los espacios requeridos por la comunidad para realizar las actividades que se requieran asiacute como un espacio de bantildeos duchas y vestidores que puedan ser utilizados por los usuarios de la placa deportiva (ver planos ARQ 01 y ARQ 02)
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Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01)
Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03)
se realiza los caacutelculos y el anaacutelisis que cumplan con la norma sismo resistente colombiana NSR 10 de un saloacuten comunal con una (01) planta y una (01) cubierta ubicado en el barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio en el departamento del Meta
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911 Generalidades
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 38482
Aacuterea construida 1er piso (m2) 38482
Sistema estructural Poacuterticos en concreto reforzado
resistentes a momento
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos Si
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
30
Fuente Propia
9111 Descripcioacuten del proyecto
El proyecto contempla el disentildeo de un saloacuten comunal con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado con cubierta liviana soportada sobre perfiles metaacutelicos con una pendiente mayor a 15 grados La estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 18 Configuracion general del modelo
Fuente Propia
912 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el
procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y
CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1]
despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios geoteacutecnicos) y
realizar el disentildeo arquitectoacutenico se debe realizar el disentildeo estructural para lo cual
siguen los pasos de la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para
edificaciones nuevas y existentesrdquo [1]
Pre dimensionamiento y se define el tipo de sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de la estructura en un programa de elementos finitos
para determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
913 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del saloacuten comunal
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
914 Cargas
9141 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
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9142 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP 09D+09PP+10Ex+03Ey 09D+09PP+10Ex-03Ey 09D+09PP+10Ey+03Ex 09D+09PP+10Ey-03Ex 09D+09PP+16Wx 09D+09PP+16W(-x) 09D+09PP+16Wy 09D+09PP+16W(-y) 09D+09PP-10Ex+03Ey 09D+09PP-10Ex-03Ey 09D+09PP-10Ey+03Ex 09D+09PP-10Ey-03Ex 12D+12PP+10Ex+03Ey+10L 12D+12PP+10Ex-03Ey+10L 12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L 12D+12PP+16L+05Lr 12D+12PP+16Lr+08Wx 12D+12PP+16Lr+08W(-x) 12D+12PP+16Lr+08Wy 12D+12PP+16Lr+08W(-y) 12D+12PP+16Lr+10L 12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wx+10L+05Lr 12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wy+10L+05Lr 12D+12PP-10Ex+03Ey+10L 12D+12PP-10Ex-03Ey+10L 12D+12PP-10Ey+03Ex+10L 12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9143 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite de
resistencia
D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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915 Cargas muertas y cargas vivas
Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS
Teja Aluzinc + Anclajes 015 KNm2
Baldosa Ceraacutemica 08 KNm2
Luminarias 18 KN
Mamposteriacutea De Bloque De Arcilla (Pantildeetado En Ambas Caras)
2 KNm2
Muros Cortina De Vidrio Entramado Y Marco 050 KNm2
Placa De Tanque 360 KNm2
CARGAS VIVAS
Terraza Tanque 2 KNm2
Saloacuten Comunal 2 KNm2
Cubierta Liviana 05 KNm2
Tanque De Agua 1000 Lts 1000 KN
Aacuterea De Placa Sobre La Cual Se Apoya El Tanque De 1m3
1000 m2
Carga Uniforme Sobre Placa De Tanque 100 KNm2
Fuente Propia
916 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del saloacuten comunal (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva (ver Memoria de caacutelculo saloacuten comunal)
Tabla 4 Peso saloacuten comunal
Caacutelculo del peso del saloacuten comunal
MUROS VIGAS Y PLACA
Peso Total 122018 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9161 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 19 Espectro de disentildeo
Fuente Propia
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Ilustracioacuten 1 irregularidad torsional Fuente A3-1 NSR 10
9162 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea
INCOMPATIBILIDADES
ϕp = 090 Irregularidad en planta A12 [1]
Fuente Figura A3-1 NSR 10
ϕa = 100 Irregularidades en Altura Tipo
3A Geomeacutetrica [1] Sin irregularidad
ϕr = 075 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] En sistemas de poacutertico resistente a
momentos Ro = 70 DES
Fuente Propia
Tabla 8 Calculo irregularidad torsional DESPLAZ (m) 12DE+10L +10E
Piso 1 Tipo Riacutegido
A3-1 NSR 10
d prom (m) 00120
d max (m) 00120
Irregularidad torsional normal
o extrema
ϕp = NA (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
Fuente propia
1R = 021
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9163 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Tabla 9 Periodo fundamental T (s) F (Hz)
018 544
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 4
Ta = Ct hα 016
T lt CuTa Verificacioacuten
018 lt 0194 CUMPLE
Fuente Propia
9164 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
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Tabla 11 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 122018 123315 123315
917 Cargas de viento
Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 40 m Altura alero
h c 56 m Altura cumbrera
h m 48 m Altura media
L 242 m longitud estructura
B 249 m profundidad estructura
α gt 150 grados pendiente de techo
A techo 3411 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
A continuacioacuten se evaluacutea cada una de las paredes externas del saloacuten comunal para determinar la clasificacioacuten del cerramiento de la edificacioacuten El aacuterea total del techo es de 34112 m2 no tiene aberturas Ag de cada una de las paredes se calcula teniendo con la sumatoria del aacuterea gruesa de todas las paredes maacutes la sumatoria total de aacuterea total de techo menos la pared actual
Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento
Fuente Propia
Fuerza de viento procedimiento analiacutetico Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
CLASIFICACION DE CERRAMIENTO EDIFICACION PARCIALMENTE
ABIERTA
EDIFICACION DE BAJA ALTURA SI
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Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-
1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga Para estructuras riacutegidas el factor de efecto
de raacutefaga 085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
Gx 0880624121 Factor de efecto raacutefaga
Gy 086781881 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia
Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2 (ver memoria de caacutelculo)
9171 Carga de viento para teja y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 18 3 gt 05
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Tabla 16 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Ancho teja 05 m
Separacioacuten correas 18 m
Luz correas 42 m
A aferente teja 06 m Ancho efectivo teja
A aferente correa 18 m Ancho efectivo correa
A ef teja 11 m2 Aacuterea efectiva teja
A ef correa 75 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
teja -26 05
correas -22 04
Edificios bajos lt18m
P Presioacuten teja 07 KNm2
P succioacuten teja - 13 KNm2
P presioacuten correa 06 KNm2
P succioacuten correa -17 KNm2
Fuente Propia
918 Derivas
Las derivas maacuteximas son de 0231 Por lo tanto la estructura cumple con el criterio de
deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1] (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1
Figura 20 Planta de vigas aereas
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9191 Generalidades todos los ejes
Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1
Viga tipo 1 25X40
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 3595 Kn
Momento Mu (Knm) (-) 2573 Knm
Momento Mu (Knm) (+) 2341 Knm
Luz de viga 66 m
Hmin (L16) 041
Fy (Mpa) 420 Mpa
Fc (Mpa) 21 Mpa
λ (Concreto de peso normal) 1
B1 085
Fuente Propia
9192 Disentildeo a flexioacuten
Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Fuente Propia
Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1
As min 1 19836 mm2
As min 2 24240 mm2
b 025 m
h asum 035 m
d 029 m
d 005 m
Ф 09
Mn- 286
Mn+ 260
pmin 00033
Pmax 00135
P req- 00034
P req+ 00030
As- 2436 mm2
As+ 2208 mm2
Fuente Propia
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Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1
a 37459 mm a 3745882353
c 44069 mm c 4406920415
Pdisentildeo- 0005 Pdisentildeo+ 0005473141
ФMn- 40943 ФMn+ 4094267088
Chequeo CUMPLE Chequeo CUMPLE
Revisioacuten Ф 00168 Revisioacuten Ф 00168
Correccioacuten Ф 18834 PHI=09 Correccioacuten Ф 18834 PHI=09
Fuente Propia
9193 Disentildeo a cortante
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C11 [1] de la normativa vigente
Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE
Liacutemite de esfuerzos 458
bw (m) 025
h (m) 035
d 005
d (m) 029
fc (MPa) 21
Cortante maacuteximo Vu 1-1 (KN) 3595
fVc (KN) 3399
Vs (KN) 327
VultfVc Refuerzo a
cortante
VS gt 4 VC CUMPLE
s arranque (m) db = 38 531
s max 2 068
VS gt 033 x bW x d 13232
VS lt 066 x bW x d 26464
Av min (mm2)-1 24596
Av min (mm2)-2 3030
Fuente Propia
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9194 Disentildeo a torsioacuten
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C1151 [1] de la normativa vigente donde Acp es Aacuterea encerrada por el periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal de concreto y Pcp es el Periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal y para realizar el chequeo se utiliza la siguiente formula
Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1
Tu 357 Knm
Acp 87500 mm2
Pcp 120000
Chequeo Tu 182005228 Knm
Fuente Propia
9195 Calculo de las propiedades y revisioacuten de la seccioacuten de
concreto
Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 X1 0160475 mm
Y1 0260475 mm
Aoh 4179973 mm2
Ao 3552976678 mm2
d 290875 mm
Ph 8419 mm
Fuente Propia
Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto
Vu 3595000 N
Vc 4532052798 N
Ecuacioacuten 11-18 Del Aci 1256291283 Nmm2 273579769 Nmm2
Revisioacuten Cumple Seccioacuten
Fuente Propia
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9196 Refuerzos
Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten
Tn 476 Knm
Ѳ 45 Grados 0617369624
Ats 015949068 mm2mm para 1 rama de estribo
Avs 0026733842 mm2mm para 2 ramas de estribo
Fuente Propia
Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos
2At+Av 0345715203 mm2mm para 1 ramas de estribo
S estribos 38 0411 m
S max permisible 0105 m
Fuente Propia
Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten Al 1342752036 mm2
Min Al 2667001698 mm2
Fuente Propia
9197 Calculo de deflexiones para la viga con la mayor luz
Viga 025 X 035 Deflexioacuten 0002 M Deflexioacuten Permitida 0017833333 M
Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1
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9110 Columnas
91101 Revisioacuten de refuerzo de columnas elemento con el mayor
momento
Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas
91102 Flexioacuten y carga axial
Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas
Fy (MPa) 420
Es (Gpa) 200
fc (Mpa) 21
Ec (Gpa) 2154
d 030
Ndeg Barras 10
b (m) 035
h (m) 035
r (m) 004
a 014
A 00002
Lu (m) 365
k 1
r 0105
Mu sup (KNm) 2733
Mu inf (KNm) 2531
Pu (KN) 12307
Vu (KN) 145
Cm 060
Ig (m4) 00013
Ise (m4) 00001
EI1 (Pa) 2096674615
EI2 (Pa) 8287338453
Pcr 1 6213052808
Pcr 2 2455777882
L1 0601
L2 0603
Pu (KN) 12307
Mu 1526
Mu 2531
09
a= 166695060
b= 14126700
c= 2812222
0002039812
0082705951
As (mm) 122500
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Fuente Propia
91103 Cortante
Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas
s 1 00153
s 2 00060
Asmin (mm2) 4374
s min (m) 38 0592
Ash1 (mm) 1063
Ash2 (mm) 2411
d min (mm) 7
vc Mpa1 0764
vc Mpa2 0764
vc Mpa3 1375
vc Mpa 0764
Vc (KN) 62460
VultVc Ok
vs (KPa) -391512
s (m) d = 38 -0370
Fuente Propia
91104 Refuerzo
Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna
Ref Long
h (m) 365
Asmin 1225
As (mm2) 1791
995 1791
Asmax 4900
Ref Transv Z conf
s(m) 009
L Zconf 06 m
Ref Transv min
s (m) 010
Complemento si
Fuente Propia
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Ver detalles de las columnas en el plano E03 y E01
9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal
Con los datos obtenidos del anaacutelisis estructural se considera dimensionar la placa de fondo o contrapiso por medio de una losa maciza en dos direcciones
Figura 25 Losa maciza en dos direcciones
91111 Dimensionamiento de placa y avaluoacute de cargas
Espesor de placas macizas en dos direcciones sin vigas interiores determinado seguacuten las secciones C13 y C95 [1]
La 30 m
Lb 30 m
a = LbLa 100
Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza
Paneles exteriores sin aacutebacos
eMin sin vigas de borde 010 m
eMin con vigas de borde 009 m
paneles interiores sin aacutebacos 009 m
Paneles exteriores con aacutebacos
eMin sin vigas de borde 009 m
eMin con vigas de borde 008 m
paneles interiores con aacutebacos 008 m
e asumido 010 m
Carga de peso propio de Placas y estructuras encima (KNm2)
Peso propio losa 24 KNm2
Piso y alistado 10 KNm2
Muros eventuales 30 KNm2
D 64 KNm2
Carga viva 18 KNm2
Impacto 10 018 KNm2
L 20 KNm2
wu 838 KNm2
Fuente Propia
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Utilizando el procedimiento de la seccioacuten C139 ldquoLosas en dos direcciones apoyadas sobre muros o vigas riacutegidasrdquo [1] del Reglamento vigente (Meacutetodo de los Coeficientes) se divide el panel en consideracioacuten en cada direccioacuten en franjas Centrales cuyo ancho es la mitad del panel y medias franjas de columnas con un ancho igual a un cuarto del panel
91112 Franjas centrales
Tabla 31 Franjas centrales
Momentos negativos en los bordes (Tabla C139-1)
Caneg 0045
Cbneg 0045
Ma (negativo) 34 KNm
Mb (negativo) 34 KNm
Momentos positivos (Tablas C139-2 Y C139-3)
Ca D positivo 0018
Cb D positivo 0018
Ca L positivo 0027
Cb L positivo 0027
Ma (positivo carga muerta) 10 KNm
Ma (positivo carga viva) 05 KNm
Ma (positivo total) 15 KNm
Mb (positivo carga muerta) 10 KNm
Mb (positivo carga viva) 05 KNm
Mb (positivo total) 15 KNm
Fuente Propia
91113 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior Franja central
Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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91114 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior Franja central
Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Fuente Propia
91115 Franjas de columnas
Los momentos en los bordes seraacuten 23 de los calculados en la franja central
Momentos negativos La 23 KNm Momentos positivos La 10 KNm Momentos negativos Lb 226
Momentos positivos Lb 101
91116 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior franja de columnas
Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas
Fuente Propia
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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91117 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior franja de columnas
Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
91118 Cortante
Para el caacutelculo de las reacciones se utiliza la Tabla C139-4 [1] en donde para m=09 en el caso 2 el 60 de la carga se transmite en la direccioacuten de la luz menor y el 40 en la direccioacuten de la luz mayor
Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso V1 63 KN
V2 63 KN
Vd1 60 KN
Vd2 60 KN
Vu 91 KN
Ф 075 KN
Vc 4674 KN
ФVc 3506 KN
CUMPLE
Fuente Propia
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Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02)
9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten
Se realiza el disentildeo de dos tipos de zapatas centrales y esquineras ya que el terreno de la edificacioacuten es colindante con una finca las zapatas esquineras fueron disentildeadas con el meacutetodo calavera [16]
91121 Zapata Z-1 central
La zapata Z-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
91122 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
La zapata Z1 se utiliza en los Puntos 1 3 6 7 8 10 11 12 13 14 17 18 19 20 21 22 23 25 26 27 28 30 31 32 33
Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 )
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 936
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 94
Momento (KNm) 2-2 135
Momento (KNm) 3-3 168
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 1226
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN) 000
Carga maacutex horizontal Hu (KN) 1266
Momento (KNm) 2-2 198
Momento (KNm) 3-3 231
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
Concreto de peso normal No liviano 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 )
PS (KN) 936Kn
Peso de zapata (KN) 184Kn
Aacuterea de zapata (m2) 06m2
Zapata rectangular de L (m) 07m
A (m) 160m
B (m) 160m
Espesor t (m) 030m
Recubrimiento r (m) 0075m
d (m) 021m
Prof de cim 13m
Figura 27 Diagrama zapata (Z1)
Fuente Propia
Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0145
ey (m) 018
Relacioacuten exey 12
B recomendado 20
A6 03
B6 03
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 53 KNmsup2
q2 970 KNmsup2
q3 495 KNmsup2
q4 380 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 23 KNmsup2
q2 1273 KNmsup2
q3 607 KNmsup2
q4 495 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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91123 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1
Cortante Bidireccional Z1
Ancho de pedestal b c 035 m
Largo de pedestal l c 035 m
Lcd 2 11
V (d2) 867 Knm2
Vu (d2) 2380 Kn
Beta 10
Bo 22 m
065
Vc1 7146 Kn
Vc2 6687
Vc3 4624
Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1
Direccioacuten Larga
Lcd 04
V(d) 949
Vu(d) 714
φ 075
φc= 1963 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 04
V(d) 949 Knm2
Vu(d) 714 Kn
φ 075
φc= 1963 Kn
Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 16
B (m) 16
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
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Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 45 Resistencia al aplastamiento
Z1
Resistencia al aplastamiento
Pu 1226
φ 065
A1 012
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 24
raiacutez(A2A1) 44
Phi Pnb 28426 Kn
Fuente Propia
91124 Disentildeo a flexioacuten
Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta
Abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2
Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 02 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000156
Pasumido 000333
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras
90
separacioacuten 018 m 14 c018 en
la direccioacuten corta abajo- Son 9
Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2 Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09 Pmin 00033
Pdisentildeo 00016
Pasumido 00033
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 90
Separacioacuten 018 m 14 c018
en la direccioacuten larga abajo- Son 9
Fuente Propia
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Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1
Fuente Propia
Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas
de viento en la memoria de calculo del salon comunal)
91125 Zapata esquinera Z-2
La Zapata Z-2 se utiliza en los puntos 2 4 9 15 16 5 29 se realiza el disentildeo de la zapata cuadrada esquinera con vigas aeacutereas siguiendo el fundamento teoacuterico de Joseacute calavera [16] en el cual se supone que la zapata estaacute apoyada sobre Vigas virtuales en voladizo
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 0625 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 7056 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 60
Separacioacuten 028 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 6
Separacioacuten usada 025 m
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Figura 29 Diagrama Zapata Z2
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
El procedimiento mediante el cual se determina las tenciones maacuteximas y miacutenimas es el siguiente
Se fijan las dimensiones de la zapata b h
Se determina el coeficiente de balasto K mediante la ecuacioacuten (1) en donde
f es el factor de correlacioacuten de aspecto de la zapata ecuacioacuten (2) y KL es el
moacutedulo de balasto lineal ecuacioacuten (3)
Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto
Ecuacioacuten (1) Ecuacioacuten (2) Ecuacioacuten (3)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
A continuacioacuten se encuentran las ecuaciones que se utilizan para calcular
la fuerza de traccioacuten T y las tensiones qmax y qmin la placa de la zapata estaacute
sometida a dos momentos maacuteximos que producen tracciones en la cara
superior e inferior
Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2
Ecuacioacuten (4) Ecuacioacuten (5) Ecuacioacuten (6)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
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9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2)
Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 b1 035 m
b2 035 m
P serv 6226 KN
Qa 200 KNm2
Momento 3-3 serv 1353 KNm
Momento 2-2 serv 1682 KNm
Pultimo 822 KN
Momento ultimo 3-3 205 KNm
Momento ultimo 2-2 2546 KNm
Fc 21 MPa
Fy 420 MPa
Columnas Laterales 20
Fuente Propia
Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2
Peso de Zapata 18432 Kn
Amin 040346 m2
B 16 m
L 16 m
Aacuterea Definitiva 256 m2
Espesor t 03 m
Altura de la Vcim h 03 m
Recubrimiento r 0075 m
d (m) 0225 m
Prof de cimentacioacuten 130 m
W 085 m
Fuente Propia
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Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 emax 027
emin 022
B6 027 m
L6 027 m
Moacutedulo de balasto K 05 nmm3
075
Bc (b2b1) 1
Ec 21538106 Mpa
Ic 1250520833 mm4
Kc 0176 nmm3
Ts 30647 Kn
Tu 40463 Kn
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
qsmax 60503 Knm2
qsmin 2537 Knm2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
qumax 69786 Knm2
qumin -6745 Knm2
qum 31520 Knm2
Fuente Propia
Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento
Ancho de columna bc 035 m
Largo de columna Lc 035 m
Vup 68130429 Kn
Bo 093 m
1
up 3273534126 Knm2
v 065
Vc1 9928914006 Knm2
Vc2 1704016323 Knm2
Vc3 1489337101 Knm2
Verificacioacuten CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2
Direccioacuten Larga y Corta
Vud 51693 Kn
ud 143593 Knm2
065
Vc 496446 Knm2 CUMPLE
Fuente Propia
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Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2
Refuerzo Parrilla superior e inferior
q prom 3152 Knm2
Mu 6993 Knm
Mn 7770 Knm
Fy 420 MPa
Fc 21 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d = r + barra 0075 m
d 0225 m
09
P min 00033
P disentildeo 00023
P asumido 00033
As 1188 mm2
Barra No 5
Cantidad de Barras 6
separacioacuten 024 m
15 c024 en la direccioacuten Corta y Larga Abajo - Son 6
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en el plano E01 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de los dos tipos de zapatas que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten
Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten
b 035
h 035
d 0275
Fc 21
Fy 420
C o T 6165 Kn
Tu 4046319494 Kn
Asreq 1070454893 mm2
Asmin 317625 mm2
Asdis 317625 mm2
Barras No 5
Cantidad 2
Fuente Propia
Tabla 58 Disentildeo de viga virtual b 03
h 03
d 0225
Fc 21
Fy 420
Mp 4303573333
P 0007389068
Asreq 4987620775 mm2
Asmin 22275 mm2
Asdis 4987620775 mm2
Barras No 5
Cantidad 3
Fuente Propia
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Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014)
A1 (m2) 01225
065
t (m) 03
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 (m2) 09025
raiz(A2A1) 27143
Factor 2
F aplastamiento (KN) 28426125
Fu (KN) 822
Fu lt F aplastamiento CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 60 Altura miacutenima de desplante
Put (KN) 0
B (m) 16
L (m) 16
sad (KNm2) 200
g (KNm3) 18
qu (KNm2) 0
FS 2 2
z (m) 0
Df (m) 130
Fuente Propia
Figura 31 Diagrama Viga Virtual
Ver cargas de servicio y Reacciones de servicio en la memoria de caacutelculo del saloacuten comunal
9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten
91151 CAacuteLCULO viga cimentacioacuten estructura de concreto - VC1
En el cortante maacuteximo se utiliza el 10 de la carga de la cimentacioacuten
Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1
Viga de Cimentacioacuten tipo 1 VC-1 30x30
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 1226
Momento Mu (KNm) 693
C oacute T (KN) 920
As min (mmsup2) 1103
Densidad del suelo (KNm3) 18
Profundidad de cimentacioacuten (m) 10
Wu o subpresioacuten (KNm) 378
Luz de viga (m) 413
Hmin (L30) 021
fy (Mpa) 420
fc (MPa) 21
Concreto de peso normal) 10
Fuente Propia
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91152 Disentildeo de cortante
Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1
bw (m) 030 bw gt 03h oacute 250mm
Espesor h (m) 030 Espesor
d 007 Recubrimiento
d (m) 022
fc (MPa) 21 Resistencia del concreto miacutenima
Vu 1-1 (KN) 2007
Vc (KN) 3659
Vs (KN) -1652 VS gt 05 Vc Si Vs mayor que 12 de Vc Ref cortante
VultVc CUMPLE Criterio para refuerzo de cortante
v u - v c (KN) -24625
s (m) db = 38 -057 Separacioacuten miacutenima Z C= -057 lt 030m
s (m) db = 14 -011
VS gt 033 x bW x d 13610 Espaciamiento maacuteximo es d4
VS lt 066 x bW x d 27220 Cumple
Av min (mm2)-1 -11469
Av min (mm2)-2 -14128
Fuente Propia
91153 disentildeo de momentos
Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del
slaon comunal) bw (m) 030
d (m) 022
As min (mm2)-1 18302
As min (mm2)-2 22365
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en los planos E01 y E02 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de las vigas de cimentacioacuten con sus respectivos despieces que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros
Se disentildea la loza maciza en donde va a estar ubicada el tanque elevado que tambieacuten serviraacute de zona de mantenimiento para la cubierta
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Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L
DATOS
Luz 36 m
Fc 21000 Knm2
Fy 420000 Knm2
D 44 Knm2
L 10 Knm2
DIMENSIONES
H placa L20 018
H asumido 015
Recubrimiento 003
Barras Numero 4
db 00127
d 01137
disentildeo para un ancho de 1 m
b 1m
CARGAS
D 44 Knm2
L 10 Knm2
Wu 2128 Knm2
Mu 344736 Knm
CUANTIA
φ 09
Rn max 8925
Rn 2965549985
P cuantiacutea 0007771349
Pmin 00033
Fuente Propia
91161 Refuerzo
Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L
Ref principal
As M2m 0000883214
As mm2m 883213864
Espaciamiento max 045 m C765
Acero suministrado
Barras No4
Aacuterea barra cu 129
Cantidad 7
Espaciamiento 014
Acero suministrado 903 OK
Fuente Propia
Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L
REFUERZO PRINCIPAL
Barra Diaacutemetro Aacuterea Cantidad Espaciamiento
No3 95 71 1243963189 008
No4 127 129 6846619101 014
No5 159 199 4438260623 022
No6 191 284 3109907972 032
No7 222 387 2282206367 043
No8 254 510 173179189 057
Fuente Propia
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Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05)
91162 Calculo de deflexiones losa maciza e=15cm
Posterior al disentildeo de la losa se realizoacute la verificacioacuten de la deflexioacuten maacutexima para que no superara lo permitido por la norma [1] asiacute como se muestra a continuacioacuten
Tabla 67 Solicitaciones
SOLICITACIONES
D 44 KNm2
L 10 KNm2
LUZ 36 m
e 015 m
Fc 21000 KNm2
Fy 420000 KNm2
Ec 2153810577 KNm2
Es 200000000 KNm2
deflexioacuten 0003610345
Ig 000028125
deflexioacuten maacutexima permitida 001
Fuente Propia Una vez calculada la deflexioacuten de la losa se obtuvo un valor de 000361 y siendo
l360=001 nuestra deflexioacuten maacutexima permitida por la norma seguacuten tabla C95
(b) Se cumple este requisito (ver detalles en los planos)
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9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Se realizoacute el disentildeo de la mamposteriacutea NO estructural teniendo en cuenta las siguientes condiciones por la ubicacioacuten del proyecto
Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Ubicacioacuten Villavicencio Meta
Aa 035
Av 03
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Uso residencial
Grupo de uso II
Coeficiente de importancia I 11
Perfil del suelo Tipo c
Fa 105
Fv 15
Grado de desempentildeo del elemento no estructural BUENO
T 017 seg
Fuente Propia Tomando en cuenta lo establecido en la norma se determinoacute que en el caso del saloacuten comunal son muros divisorios con las siguientes caracteriacutesticas encontradas en la tabla A95-1 [1] muros divisorios de con coeficiente de aplicacioacuten dinaacutemica ap = 10 grado de desempentildeo bueno y tipo de amarres y anclajes No duacutectiles
Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales
ap 1
Tipo de anclaje No duacutectil
Rp especiales 6
Rp duacutectiles 3
Rp no duacutectiles 15
Rp huacutemedos 05
Hn 600 m
Heq 45 m
Hx 4
Sa 101
As 040
ax 094325
Fuente Propia Definidas las caracteriacutesticas de la mamposteriacutea no estructural se procedioacute al caacutelculo de la fuerza siacutesmica de disentildeo y con esto se realizoacute el disentildeo correspondiente
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Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural
L Muro 585 m
H Muro 3 m
Peso muro 3159 Ton
Fp 099324225
Limite 0552825
Fp asumida 099324225 Ton
Momento PXL4 099324225 Tonm
Cortante 0496621125 Ton
Fuente Propia
91171 Dovelas
Se emplearaacuten dovelas de 15x15cm como se muestra a continuacioacuten
Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas
Revisioacuten de la flexioacuten
Fc 210 Kgcm2
Fy 4200 Kgcm2
c 75 cm4
I 421875 cm4
Ф 09
Fr 2608447814 Kgfcm2
M 1467251896 Kgfcm
M 014672519 Tonm
Numero de dovelas
6 Und
Separacioacuten 097 m
Revisioacuten del cortante
Barra 12
Aacuterea 129 cm2
Diaacutemetro 127 cm
M 99324225 Kgfcm
Inercia 0127698501 cm4
c 0635 cm
ά 4200 Kgfcm2
V 1689240009 Kgf
V 0168924001 Ton
Vtotal 1013544005 Ton
Vu 0496621125 Ton
Fuente Propia Una vez verificados todos los paraacutemetros se comprueba que cumplen con lo exigido con la normativa (Ver detalles constructivos en plano E05)
9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente
Se realizoacute el disentildeo de las correas metaacutelicas para la cubierta teniendo en cuenta lo siguiente
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91181 Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500
Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 b 50 mm ancho del elemento
h 150 mm altura del elemento
e 3 mm
E 200000 Mpa moacutedulo de elasticidad
Fy 350 Mpa esfuerzo liacutemite de fluencia
A 1141 mm2 Aacuterea del elemento
Zx 51430 mm3 Coeficiente momento plaacutestico
Zy 23490 mm3
Sx 39810 mm3
Sy 21060 mm3 Coeficiente momento elaacutestico
lx 2985500 mm4 Inercia en el eje deacutebil del elemento
ly 526500 mm4
rx 512 mm Radio de giro en el eje x
ry 215 mm Radio de giro en el eje y
J 1508000 mm4 Constante torsional
09 Coeficiente para elementos sometidos a flexioacuten
rts 3450560744 mm
Ho 144
L 415 m
Fuente Propia
Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm
Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm
Mactuante 332
Pendiente cub gt 15deg
Mx(Knm) 3206873743
My(Knm) 085927923
Fuente Propia
Ya asignada la seccioacuten que se usara se realizan las correspondientes revisiones para asegurar que cumple con todo lo requerido por la normativa
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Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm
Fuente Propia
Revisando la resistencia a momento de la correa con la anterior ecuacioacuten obtenemos 0314078686 este valor es inferior a 1 Por lo tanto cumple con lo requerido con la normativa al igual que los chequeos del liacutemite de la aleta y el alma (ver detalles en planos E03 y E04)
9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales
91191 Cercha cubierta
Es necesaria una cercha en la cubierta del saloacuten comunal debido a las grandes luces entre columnas ya que se requeriacutea espacios amplios donde se puedan reunir las personas en los eventos que se organicen en la edificacioacuten La cercha se encarga de soportar los elementos principales de la cubierta trabaja especialmente para las cargas verticales por ende no se ve muy afectada por las cargas siacutesmicas a la que esteacute sometida la estructura A continuacioacuten se presentan la condicioacuten maacutes criacutetica para la cercha donde se muestra el iacutendice de sobreesfuerzo de cada elemento estructural mediante una gama de colores si el elemento presenta falla en la imagen se evidencia que no hay ninguacuten elemento que este fallando o con sobreesfuerzo (ver detalles en planos)
Figura 34 modelo cercha
Descripcioacuten Tubo rectangular 150x50x3mm
Chequeo btf(Aleta) 1466666667
Chequeo Htw (Alma) 48
Limite Nsr-10 (Aleta) 2677312085
Limite Nsr-10 (Alma) 5784906469
CompactaNocompacto (Alma) Compacto
CompactaNo compacto (Aletas) Compacto
mnx 1620045 Knm
mny 739935 Knm
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92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO
921 Generalidades
Tabla 75 Generalidades Polideportivo
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 88275
Aacuterea construida 1er piso (m2) 88275
Sistema estructural
Poacuterticos en concreto reforzado resistentes a momento
Peacutendulo invertido
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos No
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
20
Fuente Propia
9211 Descripcioacuten del proyecto Polideportivo
El proyecto contempla la revisioacuten del disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple siguiendo las especificaciones del documento del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo [1] con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado - peacutendulo invertido la estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas con una cubierta liviana a dos aguas desarrollada en estructura metaacutelica a base de cerchas espaciales que soportan correas tubulares de laacutemina delgada Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 35 ver memoria de calculo
922 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar la revisioacuten del disentildeo de este proyecto se
basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO
DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL
REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios
geoteacutecnicos) y analizar el disentildeo arquitectoacutenico propuesto por el DNP y aprobado
por Coldeportes para ver si se ajusta al aacuterea y especificaciones del terreno se
debe realizar la revisioacuten del disentildeo estructural para lo cual se siguen los pasos de
la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para edificaciones nuevas y
existentesrdquo
Teniendo en cuenta el documento base del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo
[1] se obtiene los paraacutemetros de la estructura predimensionamiento y
sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de estructura en un programa de elementos finitos para
determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
923 Cargas
A continuacioacuten se describen los tipos de cargas que se deben tener en cuenta para este tipo de estructura
Carga Muerta
La carga muerta corresponde al peso propio de la estructura y peso de los demaacutes elementos que permanecen fijos durante la vida uacutetil
Carga Viva
La carga viva corresponde a cargas gravitacionales que pueden variar durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras y tienen naturaleza variable se debe considerarse en el disentildeo la existencia de las mismas para determinar las condiciones de disentildeo criacuteticas
9231 Caacutelculo de la carga siacutesmica
Para calcular el peso que inercialmente contribuye al efecto siacutesmico se consideran los pesos de la estructura desde la placa de cimentacioacuten hacia arriba es decir vigas columnas placas y demaacutes
Cargas de viento
Cada estructura estaacute sometida a acciones de viento estas cargas variacutean con respecto a la ubicacioacuten geograacutefica la altura sobre el nivel del terreno el terreno y algunos otros factores Las cargas suelen ser importantes que las cargas siacutesmicas en estructuras con gran altitud
9232 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
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W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
9233 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP
09D+09PP+10Ex+03Ey
09D+09PP+10Ex-03Ey
09D+09PP+10Ey+03Ex
09D+09PP+10Ey-03Ex
09D+09PP+16Wx
09D+09PP+16W(-x)
09D+09PP+16Wy
09D+09PP+16W(-y)
09D+09PP-10Ex+03Ey
09D+09PP-10Ex-03Ey
09D+09PP-10Ey+03Ex
09D+09PP-10Ey-03Ex
12D+12PP+10Ex+03Ey+10L
12D+12PP+10Ex-03Ey+10L
12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L
12D+12PP+16L+05Lr
12D+12PP+16Lr+08Wx
12D+12PP+16Lr+08W(-x)
12D+12PP+16Lr+08Wy
12D+12PP+16Lr+08W(-y)
12D+12PP+16Lr+10L
12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wx+10L+05Lr
12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wy+10L+05Lr
12D+12PP-10Ex+03Ey+10L
12D+12PP-10Ex-03Ey+10L
12D+12PP-10Ey+03Ex+10L
12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9234 Combinaciones de carga para condiciones de servicio D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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924 Carga Muerta y viva
Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS TEJA ALUZINC + ANCLAJES 015 Knm2
LUMINARIAS 18 Kn
CARGAS VIVAS
CANCHA MULTIJUEGO 2 KNm2
CUBIERTA LIVIANA 05 KNm2
Fuente Propia
925 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del Polideportivo (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva
Tabla 78 Peso Polideportivo
caacutelculo del peso edificacioacuten polideportivo
MUROS VIGAS Y PLACA
JOINT F1 F2 F3 M1 M2 M3
111 78486 577 127066 -107534 4668895 -5807
113 -78477 5769 127067 -107523 -4668425 5819
559 85765 -06 154782 14039 5019147 -07335
561 -85773 -06 154779 14039 -5019667 07378
671 85839 0563 154809 -12767 5023079 07215
673 -85847 0563 154806 -12763 -5023578 -07254
783 78396 -5734 127049 107367 4663685 59208
785 -78388 -5733 12705 10737 -4663244 -59322
Peso Total 112741 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9251 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 36 Espectro de disentildeo
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Por medio del programa de elementos finitos ETABS calculamos el centro de masa que se puede observar en la siguiente tabla
Piso X Y ex ey
1 132579 100245 005 005
En donde
X y Y son las coordenadas del centro de masa seguacuten los ejes
ex porcentaje de torsioacuten en el piso en X y ey Porcentaje de torsioacuten en el
piso en Y (excentricidad accidental)
9252 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea INCOMPATIBILIDADES
= 100 Irregularidad en planta Ver
anexo A12 [1] Sin irregularidad
= 100 Irregularidades en Altura Sin irregularidad
= 100 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] Sin irregularidad
DES
1 = 0143
9253 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura los valores Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Ilustracioacuten 2 ecuacioacuten periacuteodo fundamental de la edificacioacuten
Fuente ilustracioacuten (A42-1) NSR 10
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Ilustracioacuten 3 ecuacioacuten definida en A43-3 de la
NSR 10
Piso Peso (KN) hx hi Fi (KN) di (m) mdi^2 Fi di T (s) F (Hz)
1 112741 600 113939 00081 00074 91732 018 559
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 82 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 6
Ta = Ct hα 024
Tlt CuTa Verificacioacuten
018 lt 024 CUMPLE
Fuente Propia
9254 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
K 100 Para T menor o igual a 05 segundos k = 10 (A432)
Cvx 100
Tabla 83 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 112741 113939 113939
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926 Cargas de viento
Tabla 84 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 60 m Altura alero
h c 90 m Altura cumbrera
h m 75 m Altura media
L 330 m longitud estructura
B 268 m profundidad estructura
α 150 grados pendiente de techo
A techo 8828 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
9261 Fuerza de viento procedimiento analiacutetico
Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
Tabla 85 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
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Tabla 86 Datos para calculo Factor raacutefaga FACTOR DE RAFAGA G O Gf
Para estructuras riacutegidas el factor de efecto de raacutefaga
085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
ɛ 0333 Tabla B65-2
l 975 Tabla B65-2
zmin 90 m Tabla B65-2
Lz 94135215 Longitud integral a escala
Bx 72 m Longitud edificio
By 142 m Ancho edificio
h 48 m Altura media edificacioacuten
Qx 09248 Respuesta del entorno
Qy 09032 Respuesta del entorno
c 03 Tabla B65-2
Iz 03053 Intensidad de la turbulencia
gQ = gv 34 B658 NSR-2010
Gx 0875258244 Factor de efecto raacutefaga
Gy 0863533629 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2
9262 Carga de viento para tejas y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 3 3 gt 05
Para determinar las presiones netas de las correas se utiliza la figura B65-16B [1] y el Angulo de la cubierta del polideportivo es de 15deg
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Tabla 87 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Separacioacuten correas 20 m
Luz correas 90 m
A aferente teja 30 m Ancho efectivo teja
A ef correa 270 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
correas 17 -17
Edificios bajos lt18m
P presioacuten correa 09 KNm2
P succioacuten correa -09 KNm2
Fuente Propia
927 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del polideportivo
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
928 Derivas
En la siguiente Tabla se resumen las derivas obtenidas en las direcciones X y Y Las
derivas maacuteximas son de 0109( ver memoria de calculo) Por lo tanto la estructura
cumple con el criterio de deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1]
929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas
Se realiza la verificacioacuten del disentildeo del DNP placa deportiva para zona de amenaza siacutesmica alta de las vigas aeacutereas con dimensiones 03x06m vigas de cimentacioacuten de 03x045m columnas de 06x07m y cubierta mediante un modelo digital elaborado en el software de elementos finitos ETABS y SAP 2000 el disentildeo
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de esta estructura se realiza en concreto reforzado aporticada unida por medio de cerchas metaacutelica y correas Como se puede observar en las siguientes imaacutegenes la disposicioacuten de las vigas y las columnas del polideportivo cumple con la normativa vigente [17] se ingresan la carga de sismo carga muerta y la carga de viento como se muestra en las siguientes imaacutegenes en donde las vigas y las columnas requieren una cuantiacutea mayor a la cuantiacutea miacutenima de disentildeo sin embargo no sobrepasa la cuantiacutea maacutexima permitida
Figura 37 Columna C-01 Fuente Planos estructurales (plano E 005) DNP [1]
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Figura 38 Viga V-01
Fuente Planos estructurales (plano E 006) DNP [1]
Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01
Fuente Planos estructurales (plano E 003) DNP [1]
En la siguiente imagen se evidencia la asignacioacuten de la pseudo aceleracioacuten para elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia siacutesmica
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Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo
Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta
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Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica
Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento
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Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas
Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica
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9210 Disentildeo de la cimentacioacuten
92101 Zapata ZP-1 central
La zapata ZP-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
Tabla 88 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Cargas de Servicio
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 1560
Carga vigas de cimentacion 117
Carga pedestal 106
Carga Total servicio 45535
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 653
Momento (KNm) 2-2 558
Momento (KNm) 3-3 3893
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 3232
Momento (KNm) 2-2 773
Momento (KNm) 3-3 5550
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
l 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 89 Pre-Dimensionamiento Zapata Central
PS (KN) 4659 Kn
Peso de zapata (KN) 1560 Kn
Aacuterea de zapata (m2) 31 m2
Zapata rectangular de L (m) 18 m
A (m) 38 m
B (m) 38 m
Espesor t (m) 045 m
Recubrimiento r (m) 0075 m
d (m) 036 m
Prof de cim 15 m
Figura 46 Diagrama zapata ZP-1
Fuente Propia
Tabla 90 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0626
ey (m) 036
Relacioacuten exey 18
B recomendado 67
A6 06
B6 06
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 05 KNmsup2
q2 856 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 -568 KNmsup2
q2 1232 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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Tabla 91 Verificaciones de la zapata ZP-1
Tabla 92 Verificacioacuten de cortante Bidireccional
Figura 47 Dimensiones de la zapata
Cortante Bidireccional ZP-1
Ancho de pedestal b c 060 m
Largo de pedestal l c 070 m
Lcd 2 24
V (d2) 559 Knm2
Vu (d2) 12102 Kn
Beta 12
Bo 40 m
065
Vc1 19990 Kn
Vc2 20008
Vc3 14296
Tabla 93 Direccioacuten larga y corta ZP-1
Direccioacuten Larga
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Tabla 94 Altura miacutenima de desplante ZP-1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 38
B (m) 38
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
Tabla 95 Longitud de desarrollo ZP-1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 96 Resistencia al aplastamiento
ZP-1
Resistencia al aplastamiento
Pu 3232
φ 065
A1 042
Inclinacioacuten 1V-2H 09
A2 63
raiacutez(A2A1) 39
Phi Pnb 97461 Kn
Fuente Propia
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92102 Disentildeo a flexioacuten
Para determinar el aacuterea del acero se utiliza la siguiente ecuacioacuten
Tabla 97 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3840 knm
Mn 4267 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 04 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000212
Pasumido 000333
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras
230
separacioacuten 016 m 15 c016 en la direccioacuten corta
abajo- Son 23
Tabla 98 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3651 knm
Mn 4056 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 00020
Pasumido 00033
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras 23
Separacioacuten 016 m 15 c016
en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Fuente Propia
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Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Fuente Propia
Figura 48 esquema Zapata ZP-1
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 1600 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 28728 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 230
Separacioacuten 016 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Separacioacuten usada 025 m
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10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO
101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL
PROPUESTA DE DISENtildeO ESTRUCTURAL DE UN SALON COMUNAL Y DE UN
POLIDEPORTIVO TIPO CANCHA MUacuteLTIPLE UBICADOS EN EL BARRIO VILLA JULIANA DE LA CIUDAD DE VILLAVICENCIO
PROYECTO
CONSTRUCCION DE SALON COMUNAL EN EL BARRIO VILLAJULIANA EN VILLAVICENCIO - META
LOCALIZACIOacuteN EDIFICACION AacuteREA M2
BARRIO VILLA JULIANA VILLAVICENCIO - META
SALON COMUNAL 38482
IacuteTEM DESCRIPCIOacuteN UND CANT VALOR UNIT
V TOTAL
1 PRELIMINARES
11 Descapote manual incluye retiro M2 38691 $ 685800 $ 265339449
12 localizacioacuten y replanteo arquitectura (incluye cartera y planos)
M2 38691 $ 367400 $ 142148897
VALOR PRELIMINARES $ 407488346
2 RELLENOS
21 Relleno material tamantildeo maacuteximo 2 compactacioacuten manual
M3 468 $ 6163900 $ 288470520
VALOR RELLENOS $ 288470520
3 EXCAVACIONES
31 Excavaciones secas en conglomerado manual incluye retiro
M3 11672 $ 4158100 $ 485318047
VALOR EXCAVACION $ 485318047
4 CIMENTACIOacuteN
41 Zapata de cimentacioacuten de concreto armado
M3 245760 $ 39333071 $ 966649553
42 Viga de cimentacioacuten concreto de 3000 psi
ML 24291 $ 6304600 $ 1531450386
VALOR CIMENTACION $ 2498099939
5 ESTRUCTURAS EN CONCRETO
51 Columnas 3535 de concreto de 3000 psi
ML 16640 $ 1478500 $ 246022400
52 Viga aeacuterea 2535 (3000psi) ML 18513 $ 4624600 $ 856152198
53 PLACA CONCRETO TANQUE (3000psi) E=15cm
M2 3549 $ 18607800 $ 660316391
VALOR ESTRUCUTRAS EN
CONCRETO $ 1762490989
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6 APARATOS SANITARIOS
61 Combo sanitario lavamanos e incrustaciones
UND 1300 $ 29406500 $ 382284500
62 Conjunto ducha y registro grival UND 500 $ 9370800 $ 46854000
63 Orinal de porcelana sanitaria UND 700 $ 49165072 $ 344155504
64 Tanque agua 500LT PVC incl conexioacuten 34 - 12
UND 100 $ 51632800 $ 51632800
VALOR PRELIMINARES $ 824926804
7 PISOS
71 Placa de contra piso E=12cm (3000psi)
M2 36032 $ 3343700 $ 1204801984
VALOR PRELIMINARES $ 1204801984
8 MAMPOSTERIA
81 Muros cara vista (bloque No5) M2 41320 $ 2935877 $ 1213109514
VALOR RELLENOS $ 1213109514
9 ESTRUCTURA METALICA
91 Correa metaacutelica en tubo rectangular 100x50x300 mm
Kg 144586 $ 377300 $ 545523733
92 Estructura metaacutelica ligera autoportante
M2 9117 $ 4134539 $ 376945921
VALOR RELLENOS $ 545523733
10 CUBIERTA
101 TEJA METALICA TERMOACUSTICA TIPO TECHOLINE
M2 32787 $ 4073500 $ 1335578445
VALOR PRELIMINARES $ 1335578445
VALOR COSTO DIRECTO $ 10565808321
ADMINISTRACION (18) $ 1901845498
IMPREVISTOS (1) $ 105658083
UTILIDAD (6) $ 633948499
VALOR TOTAL COSTOS INDIRECTOS $ 2641452080
VALOR TOTAL PROYECTO $ 13678442801
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102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA
PRESUPUESTO PLACA POLIDEPORTIVA CUBIERTA
Iacutetem Descripcioacuten UND CANT VALOR UNIT V TOTAL
1 Realizar obras preliminares
11 Localizacioacuten y replanteo msup2 928 $1707 $1584096
$1584096
2 Construir la cimentacioacuten
21 Descapote a maacutequina nivel 000 (inc retiro) e=30 cm
m3 278 $33350 $9284640
22 Conformacioacuten del terreno msup2 928 $7802 $7240256
23 Excavacioacuten manual (inc Retiro de sobrantes)
msup3 204 $42646 $8685396
24 Concreto de limpieza e= 005 m
msup2 167 $14493 $2415403
25 Concreto cicloacutepeo 210 kgcmsup2 (3000 psi) 6040
msup3 8 $303516 $2276370
26 Zapatas concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 51 $343101 $17369488
27 Vigas de cimentacioacuten en concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 13 $386306 $5159793
28 Micropilotes d= 030 m para malla contraimpacto
m 24 $62420 $1485596
29 Cantildeuela en concreto 175 kgcmsup2 (2500 psi)
m 64 $19859 $1270976
210 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi) para cimentacioacuten
kg 4064 $3020 $12272647
$67460565
3 Construir las estructuras en concreto y metaacutelicas
31 Columnas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 26 $673473 $17537237
32 Vigas aeacutereas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 9 $756198 $6860228
33 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 ( 60000 psi) para estructura
kg 10184 $3020 $30756671
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34
Cercha en celosiacutea seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas contravientos tensores soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8352 $8843 $73859841
35
Correas tipo PHR 305x80x20mm incluye suministro e instalacion anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8222 $8843 $72711081
36
Malla contra impacto seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas tensores soldadura pintura anticorrosiva de esmalte (2 manos)
msup2 150 $183314 $27497100
37
Porteriacutea muacuteltiple fija incluye malla 100 nylon color negra entrelazada y pintura en esmalte tres manos (Incluye suministro e instalacioacuten)
un 2 $2552000 $5104000
38
Suministro e instalacioacuten parales de voleibol (incluye parales 3 en tuberiacutea con malla 100 nylon y pintura en esmalte en la estructura metaacutelica
juego 1 $353800 $353800
$234679958
4 Instalar las redes hidrosanitarias
41 Accesorios
411 Bajantes en tuberiacutea PVC aguas lluvias D4
m 55 $30703 $1682524
412 Tragantes de cuacutepulas plaacutesticas 5x4
un 8 $15097 $120776
413 Tuberiacutea PVC corrugada 160 mm incluye accesorios excavacioacuten y relleno
m 24 $42185 $1012440
42 Cajas de inspeccioacuten y filtro
421 Caja de inspeccioacuten hmax=100 m de 60 cm x 60 cm
un 2 $495027 $990054
$3805794
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5 Instalar las redes eleacutectricas y afines
51 Salidas
511
Salida para laacutempara en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 12 $97493 $1169916
512
Derivacioacuten de luminaria desde salida eleacutectrica en cable encauchetado 3x16 awg con clavija aeacuterea con polo a tierra y cable encauchetado 3x16 awg desde luminaria con toma aeacuterea
un 12 $30200 $362400
513
Salida para toma monofaacutesica doble con polo a tierra para red normal en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 2 $73387 $146774
514 Salida para pulsador remoto de telerruptor en tubo conduit emt de 34 y cable 2x18 awg
un 4 $91747 $366988
52 Tableros y protecciones
521
Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 1x15 1x20 o 1x30 amperios
un 1 $22982 $22982
522 Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 2x20 o 2x30 amperios
un 4 $44982 $179928
523
Suministro montaje y conexioacuten de tablero minipragma de 12 circuitos para ubicar telerruptores
un 1 $301773 $301773
524
Suministro montaje y conexioacuten en caja minipragma de telerruptor bipolar de 16 amperios
un 4 $256157 $1024628
53 Acometidas y ductos
531
Suministro y tendido de acometida bifaacutesica en conductores 2 No8+1 No8+1 No 10 por tubo
m 54 $18631 $1006074
54 Luminarias
541
Suministro montaje y conexioacuten de laacutempara metal 400 w - 220 v by 150p 1xhp1-p400w-bu sgr p-wb+by150gr +
un 12 $431929 $5183148
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gc completa
55 Varios
551
Suministro y montaje de caja de paso metaacutelica de 10 cm x 10 cm para la iluminacioacuten de la cancha
un 4 $23989 $95956
552 Construccioacuten de caja en mamposteriacutea tipo alumbrado puacuteblico de 60 cm x 60 cm
un 1 $380682 $380682
56 Sistema de apantallamiento y puesta a tierra
561
Construccioacuten de caja de paso en mamposteriacutea de 30 cm x 30 cm para medicioacuten y mantenimiento del sistema de tierra y apantallamiento
un 4 $446980 $1787920
562
Suministro e hincada de varilla de cobre de 244 m x 58 para aterrizar la infraestructura de apantallamiento y la malla de puesta a tierra
un 5 $147211 $736055
563
Suministro y tendido de cable de cobre No 8 para polo a tierra incluye tubo PVC de 34
m 6 $29479 $176874
564
Suministro y tendido de cable de cobre No 20 desnudo para configurar sistema de apantallamiento malla a tierra y equipotenciar
m 248 $36339 $9012072
565 Suministro y colocacioacuten de barra captora para sistema apantallamiento
un 25 $137519 $3437975
566
Suministro y armado de soldadura tipo cadweld 120 g para empalmes del sistema de apantallamiento y puestas a tierra
un 34 $65134 $2214556
$27606701
6 Construir la placa
61 Relleno de material recebo compactado
msup3 205 $56472 $11556927
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62 Malla electrosoldada kg 3269 $3041 $9940592
63 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea deportiva
msup2 898 $56561 $50769154
64 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea perimetral
msup2 87 $51495 $4462145
$76728817
7 Construir las cubiertas e impermeabilizaciones
71
Teja arquitectoacutenica curva calibre 28 termoacuacutestica con acabado galvanizado con recubrimiento de zinc g60 (180 gm2)
msup2 908 $134237 $121892565
72
Canal en laacutemina galvanizada cal 20 desarrollo lt200lt=250 mm incluye soporte yo anclajes pintura wash primer anticorrosivo y pintura y esmalte para intemperie
m 66 $106072 $6979538
$128872103
8 Construir las graderiacuteas
81 Mamposteriacutea en bloque Ndeg 5 de arcilla
msup2 88 $33460 $2954009
82 Viga de confinamiento de 012 m x 012 m fc = 210 kgcmsup2 (3000 psi) para muros
m 0 $47734 $0
83 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi)
kg 242 $3020 $730057
84 Grafiles de acero 4 mm kg 62 $2704 $167105
85 Graderiacutea en concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 4 $839091 $3685288
86
Baranda graderiacutea seguacuten disentildeo incluye anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte
m 16 $175857 $2743369
87 Pantildeete liso interior impermeabilizado 14 incluye filos y dilataciones
msup2 0 $13633 $0
$10279829
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9 Pintar y demarcar elementos
91
Demarcacioacuten cancha de microfuacutetbol baloncesto y voleibol con pintura de traacutefico alto ancho 10 cm de acuerdo a los colores reglamentarios y al disentildeo
m 380 $5055 $1920900
$1920900
10 Dotar la placa polideportiva cubierta
101 Dotacioacuten deportiva de la placa polideportiva
glb 1 $4275000 $4275000
$4275000
Costo directo $ 557213764
Administracioacuten 18 $100298477
Imprevistos 1 $5572138
Utilidad 6 $33432826
Subtotal AIU 25 $139303441
Valor total del proyecto $696517205
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11 RESULTADOS E IMPACTOS
111 RESULTADOS ESPERADOS
Tabla 100 Tabla de resultados
Resultado Indicador Ndeg de documentos Objetivo Relacionado
Propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo y planos
1 Objetivo especiacutefico 1 2 y 3
Elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
1 Objetivo 4
Presupuesto de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
1 Objetivo 5
Fuente Propia
112 IMPACTOS Los impactos maacutes relevantes son en el aspecto social el aumento de la infraestructura con fines recreativos y comunitarios beneficia a la comunidad aumentando la praacutectica deportiva y el mejor aprovechamiento del tiempo libre el incentivo de poder desarrollar deportes en un lugar adecuado para la praacutectica y con dotacioacuten podriacutea disminuir el iacutendice de sedentarismo consumo de sustancias sicoactivas y obesidad ademaacutes de promover el comercio en el aacuterea
Tabla 101 Impactos
Fuente Propia
Aspecto Impacto Supuesto Plazo
Social Aumentar el iacutendice de la praacutectica deportiva en la comunidad
Infraestructura recreativa
Corto
Social
Mejor aprovechamiento del tiempo libre y disminuir el sedentarismo en la comunidad
Incentivar la praacutectica deportiva en el barrio
Mediano
Ambiental Mejoramiento del desarrollo socio ambiental
Respeto por las normativas ambientales
largo
Econoacutemico
Aumento de desarrollo socioeconoacutemico del barrio en las zonas aledantildeas al proyecto
Aumento de la infraestructura del
barrio Mediano
Teacutecnico Aporte en materia de propuestas de disentildeo
Disentildeo sismo resistente presupuesto
Mediano
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12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS
121 CONCLUSIONES
El disentildeo del saloacuten comunal y el polideportivo se realizoacute para satisfacer las
necesidades de la comunidad aprovechando el terreno dispuesto en el barrio villa Juliana destinado para actividades comunitarias equipamiento y actividades recreativas
Es necesario contar con espacios adecuados para realizar las actividades deportivas y de la comunidad en general esto conlleva a una mejor calidad de vida de los habitantes del barrio Villa Juliana y un mejor desarrollo social
Se optoacute por conservar el disentildeo de la placa deportiva tipo del DNP pues
este cumple con todas las especificaciones requeridas por COL JUEGOS ya que el terreno es lo suficientemente grande para que se pueda construir el proyecto en general al mantener el disentildeo original se realizoacute una verificacioacuten de la estructura mixta del poacutertico en concreto con celosiacutea metaacutelica donde se comprobaron que los iacutendices de sobre esfuerzo estuvieran en el rango adecuado de acuerdo con las condiciones del terreno y de la ubicacioacuten
El saloacuten comunal cuenta con un sistema estructural de poacuterticos de concreto
reforzado resistente a momentos pero para garantizar un espacio amplio donde se puedan realizar las reuniones y actividades de la comunidad donde se proyecta que podriacutean asistir hasta 300 personas fue necesario el uso de cerchas apoyadas sobre las columnas para sostener la cubierta y salvar las luces de 95 m entre las columnas
El costo total del proyecto es de $83330163301 (Ochocientos treinta y
tres millones trescientos unos mil seiscientos treinta y tres pesos colombianos) esto incluyendo los costos directos e indirectos de la obra (el AIU se determinoacute de acuerdo a los proyectos de la secretaria de vivienda en la gobernacioacuten del meta y la agencia de infraestructura del meta (AIM) El costo del saloacuten comunal incluye uacutenicamente la construccioacuten de la parte estructural edificacioacuten la mamposteriacutea no estructural y los aparatos sanitarios del saloacuten comunal
122 TRABAJOS FUTUROS
El presente trabajo de opcioacuten de grado estaacute enfocado en la aplicacioacuten en temaacuteticas de ingenieriacuteas partiendo de las necesidades de la comunidad del barrio Villa Juliana por lo tanto el siguiente paso es buscar el medio para poner en marcha la construccioacuten del saloacuten comunal y de la placa deportiva Una vez
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entregado los documentos y los planos a la comunidad depende de la gestioacuten de la misma para que las entidades encargadas empiecen con el traacutemite y revisioacuten de disentildeos posteriormente se efectuara el proceso de seleccioacuten del contratista y de la correspondiente interventoriacutea para que se ejecute el contrato de obra En el presente documento se hace el modelamiento de las estructuras teniendo en cuenta los criterios baacutesicos para el disentildeo de los distintos elementos que componen el saloacuten comunal y el polideportivo de manera que sirva como una base o fundamento para los estudiantes o personas interesadas que realicen trabajos similares de disentildeo modelacioacuten y presupuesto de estructuras similares
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RESUMEN
El proyecto parte de la necesidad del barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio de un espacio donde puedan realizar una praacutectica deportiva de manera adecuada segura y coacutemoda para la poblacioacuten del barrio que ayude a incentivar la praacutectica deportiva en de la poblacioacuten Adicional a esto el barrio no cuenta con un saloacuten comunal que sea proporcional a la poblacioacuten y que cuente con lo necesario para poder llevar a cabo los eventos o reuniones que la comunidad realiza La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo y realizar el disentildeo arquitectoacutenico de acuerdo a las necesidades de la poblacioacuten y a los requerimientos de Coldeportes se debe realizar el disentildeo estructural de los elementos estructurales como vigas columnas y cerchas con el meacutetodo de estado liacutemite de resistencia y los elemento como zapatas se revisaron para condiciones de servicio Para la revisioacuten y disentildeo del saloacuten comunal y la placa deportiva se usaron software especializados como SAP2000 y ETABS Mediante este proyecto se hace entrega del presupuesto de obra y dotacioacuten planos estructurales y arquitectoacutenicos de la propuesta de disentildeo estructural del saloacuten comunal y de la placa deportiva que se adecua al terreno destinado por la comunidad cumpliendo con todos los paraacutemetros y criterios de disentildeo de la norma sismo resistente colombiana NSR-10 El disentildeo arquitectoacutenico del saloacuten comunal se planteoacute con respecto al espacio y dimensiones del terreno destinado y de acuerdo a los requerimientos de la poblacioacuten para realizar las actividades masivas el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva es el propuesto por el DNP y aprobado por Coldeportes que se ajusta al terreno Palabras Clave Estructura Metaacutelica Saloacuten comunal Placa Deportiva Proyeccioacuten Social
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ABSTRACT
The project starts from the need of the Villa Juliana neighborhood in the city of Villavicencio for a space where they can perform a sport in an appropriate safe and comfortable for the population of the neighborhood to help encourage sports practice in the population In addition to this the neighborhood does not have a communal hall that is proportional to the population and that has what is necessary to carry out the events or meetings that the community holds The methodology used to carry out the design of this project was based on the procedure established in A13 of NSR-10 NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1] after knowing the type of soil and carrying out the architectural design according to the needs of the population and the requirements of Coldeportes the structural design of structural elements such as beams columns and trusses must be carried out with the method of limit state of resistance and the elements such as footings were reviewed for service conditions Specialized software such as SAP2000 and ETABS were used for the revision and design of the community hall and sports plaque By means of this project the budget of work and endowment structural and architectural plans of the proposal of structural design of the communal hall and of the sports plate that adapts to the land destined by the community fulfilling all the parameters and criteria of design of the norm resistant Colombian earthquake NSR-10 The architectural design of the communal hall was proposed with respect to the space and dimensions of the land and according to the requirements of the population to carry out massive activities the architectural design of the sports plaque is the one proposed by the DNP and approved by Coldeportes which fits the land Key Word metallic-framed communal lounge sports center Social Projection
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CONTENIDO
1 INTRODUCCIOacuteN 13 2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA 14 3 JUSTIFICACIOacuteN 15 4 OBJETIVOS 16 41 OBJETIVO GENERAL 16 42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS 16 5 ALCANCE 17 6 MARCO DE REFERENCIA 18 61 MARCO TEOacuteRICO 18 611 Cargas 18 612 Carga Muerta 18 613 Carga Viva 18 614 Efectos dinaacutemicos 18 615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo 19 616 Carga de Sismo 19 617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural 20 62 MARCO CONCEPTUAL 21 621 Medidas de demarcacioacuten por deporte 21 622 Orientacioacuten y aacuterea 22 623 Graderiacuteas 22 624 Dotacioacuten 23 625 Baloncesto 25 626 Voleibol 26 63 ESTADO DEL ARTE 27 631 ANTECEDENTES 28 64 MARCO NORMATIVO 29 641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia 29 642 NSR-10 29 643 ACI 318-14 29 644 ANSIAISC 360-10 29 645 LEY 99 DE 1993 29 646 DECRETO 1807 30 647 Acuerdo No 287 DE 2015 30 65 MARCO GEOGRAacuteFICO 30 7 METODOLOGIacuteA 33 8 PRELIMINARES 36 9 PROPUESTA DE DISENtildeO 39 91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL 39 911 Generalidades 41 912 Metodologiacutea 42 913 Anaacutelisis estructural 43 914 Cargas 43 915 Cargas muertas y cargas vivas 45 916 Carga siacutesmica 45 917 Cargas de viento 49 918 Derivas 51 919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1 51 9110 Columnas 56 9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal 58
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9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten 62 9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 68 9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten 70 9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten 71 9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros 72 9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente 76 9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales 78 92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO 79 921 Generalidades 79 922 Metodologiacutea 80 923 Cargas 81 924 Carga Muerta y viva 83 925 Carga siacutesmica 83 926 Cargas de viento 87 927 Anaacutelisis estructural 89 928 Derivas 89 929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas 89 9210 Disentildeo de la cimentacioacuten 95 10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO 100 101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL 100 102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA 102 11 RESULTADOS E IMPACTOS 108 111 RESULTADOS ESPERADOS 108 112 IMPACTOS 108 12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS 109 121 CONCLUSIONES 109 122 TRABAJOS FUTUROS 109 13 BIBLIOGRAFIacuteA 111
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LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal 41 Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas 43 Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas 45 Tabla 4 Peso saloacuten comunal 45 Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 46 Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 46 Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 47 Tabla 8 Calculo irregularidad torsional 47 Tabla 9 Periodo fundamental 48 Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 48 Tabla 11 Fuerza siacutesmica 49 Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 49 Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento 49 Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento 50 Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga 50 Tabla 16 Carga de viento para teja y correas 51 Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1 52 Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1 52 Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1 53 Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE 53 Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1 54 Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 54 Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto 54 Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten 55 Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos 55 Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten 55 Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas 56 Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas 57 Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna 57 Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza 58 Tabla 31 Franjas centrales 59 Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central 59 Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central 60 Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas 60 Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas 61 Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso 61 Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 ) 62 Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 ) 63 Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo 63 Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1 64 Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1 64 Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1 64 Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1 64 Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1 65 Tabla 45 Resistencia al aplastamiento Z1 65 Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo Z1 65 Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1 65 Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1 66 Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto 67 Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2 67
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Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 68 Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2 68 Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 69 Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento 69 Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2 69 Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2 70 Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten 70 Tabla 58 Disentildeo de viga virtual 70 Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014) 71 Tabla 60 Altura miacutenima de desplante 71 Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1 71 Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1 72 Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del slaon comunal) 72 Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L 73 Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L 73 Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L 73 Tabla 67 Solicitaciones 74 Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales 75 Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural 76 Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas 76 Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 77 Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm 78 Tabla 75 Generalidades Polideportivo 79 Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas 81 Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas 83 Tabla 78 Peso Polideportivo 83 Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 84 Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 84 Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 85 Tabla 83 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 86 Tabla 84 Fuerza siacutesmica 86 Tabla 85 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 87 Tabla 86 Coeficientes fuerza de viento 87 Tabla 87 Datos para calculo Factor raacutefaga 88 Tabla 88 Carga de viento para teja y correas 89 Tabla 90 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 95 Tabla 91 Pre-Dimensionamiento Zapata Central 96 Tabla 92 Excentricidad y Presiones en el Suelo 96 Tabla 93 Verificaciones de la zapata ZP-1 97 Tabla 94 Verificacioacuten de cortante Bidireccional 97 Tabla 95 Direccioacuten larga y corta ZP-1 97 Tabla 96 Altura miacutenima de desplante ZP-1 97 Tabla 97 Longitud de desarrollo ZP-1 97 Tabla 98 Resistencia al aplastamiento ZP-1 97 Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo 98 Tabla 100 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo 98 Tabla 101 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba 99 Tabla 102 Tabla de resultados 108 Tabla 103 Impactos 108
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad 19 Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo 20 Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva 22 Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas 23 Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas 23 Figura 6 Malla contra impacto 24 Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral 26 Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional 30 Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental 31 Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal 31 Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario 32 Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 38 Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno 38 Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01) 40 Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03) 40 Figura 18 Configuracion general del modelo 42 Figura 19 Espectro de disentildeo 46 Figura 20 Planta de vigas aereas 51 Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 52 Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 53 Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1 55 Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas 56 Figura 25 Losa maciza en dos direcciones 58 Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02) 62 Figura 27 Diagrama zapata (Z1) 63 Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas de viento en la memoria de calculo del salon comunal) 66 Figura 29 Diagrama Zapata Z2 67 Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2) 68 Figura 31 Diagrama Viga Virtual 71 Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05) 74 Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Figura 34 modelo cercha 78 Figura 35 ver memoria de calculo 80 Figura 36 Espectro de disentildeo 84 Figura 37 Columna C-01 90 Figura 38 Viga V-01 91 Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01 91 Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo 92 Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta 92 Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica 93 Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento 93 Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas 94 Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica 94 Figura 46 Diagrama zapata ZP-1 96 Figura 47 Dimensiones de la zapata 97 Figura 48 esquema Zapata ZP-1 99
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1 INTRODUCCIOacuteN
Este proyecto de grado busca realizar el disentildeo de un saloacuten comunal y de un polideportivo que tenga la funcionalidad de canchas mixtas de baloncesto futbol y voleibol ademaacutes de los elementos de anclaje soporte graderiacuteas y cubierta como solucioacuten a la problemaacutetica social evidenciada en el barrio Villa Juliana en el municipio de Villavicencio Actualmente el barrio presenta bajos niveles de praacutecticas deportivas debido a que la legalizacioacuten del barrio se realizoacute el 26 de septiembre de 2018 por lo que NO cuenta con la infraestructura adecuada para deportes y recreacioacuten esta situacioacuten genera que la praacutectica del ejercicio se desarrolle en lugares adaptados e improvisados artesanalmente por la comunidad por lo tanto aumenta el riesgo de lesiones fiacutesicas seguacuten la organizacioacuten mundial de la salud (OMS) ldquoLas caiacutedas son un importante problema mundial de salud puacuteblica Se calcula que anualmente se producen 646 000 caiacutedas mortaleshellip Las lesiones relacionadas con las caiacutedas tienen un costo econoacutemico considerablerdquo [2] La comunidad cuenta con un saloacuten comunal pero este es demasiado pequentildeo por lo que al realizar las reuniones comunitarias deben hacerlo de forma improvisada y a la intemperie en el terreno donde han adaptado una cancha en piso de tierra para deportes y recreacioacuten El intereacutes primordial para adecuar los equipamientos local y comunitario donados por la comunidad es generar un espacio de recreacioacuten y disminuir las zonas identificadas como sitios inseguros donde seguacuten el documento teacutecnico de soporte realizado para la legalizacioacuten del barrio en el antildeo 2018 por UNHCR ACNUR y la corporacioacuten OPCION LEGAL [3] afirma que se presentan altos iacutendices de consumo de sustancias alucinoacutegenas en horas de la noche otro de los intereses es cumplir con las acciones de mejoramiento estipuladas en el documento teacutecnico antes mencionado en donde se deben realizar las acciones del plan de mejoramiento integral adoptados del acuerdo No 287 de 2015 del CONCEJO MUNICIPAL DE VILLAVICENCIO [4] en donde se especifican las acciones a desarrollar para los espacios puacuteblicos y equipamientos sociales seguacuten las necesidades de la poblacioacuten Debido a que la actividad fiacutesica es reconocida a nivel internacional como medios para el desarrollo humano econoacutemico y social y Seguacuten el artiacuteculo 52 de la constitucioacuten ldquoEl ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humanordquo [5]
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2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA
El barrio VILLA JULIANA se localiza al sur de Villavicencio en la comuna 8 Aunque desde el 4 de mayo de 1999 las primeras familias tomaron posesioacuten de los lotes que habiacutean negociado con la Asociacioacuten Empresa Solidaria De Vivienda hasta el antildeo 2018 se realizoacute el estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten de dicho barrio Seguacuten el estudio urbaniacutestico realizado por la alcaldiacutea municipal de Villavicencio [3] la poblacioacuten presenta bajos niveles de praacutectica deportiva y no hay incentivos para el deporte esto puede generar sedentarismo y verse reflejado en el incremento de la poblacioacuten con sobrepeso u obesidad Actualmente el lugar que se tiene adaptado para la praacutectica de deporte es una cancha de tierra sin equipamiento lo cual aumenta el riesgo de lesiones Por otro lado el desintereacutes en la praacutectica deportiva lleva a un inadecuado aprovechamiento del tiempo libre y de la calidad de vida de las personas esto sumado a que la tasa de desempleo dentro de la comunidad es del 24 y que el 33 de la poblacioacuten son viacutectimas del conflicto armado yo se encuentra en vulnerabilidad ademaacutes que 1128 de la poblacioacuten menor de 18 antildeos se encuentra desescolarizada muestra que gran parte de la poblacioacuten cuenta con mucho tiempo libre y ninguacuten lugar adecuado en donde puedan ocupar este tiempo por lo cual no sorprende que el estudio urbaniacutestico mencione que se identifica un alto consumo de sustancias alucinoacutegenas especialmente en las zonas donde no hay iluminacioacuten y en horarios nocturnos Ademaacutes aunque el asentamiento cuenta con una caseta comunal las actividades masivas no se pueden desarrollar en ella porque no es lo suficientemente amplia para todos los habitantes de la comunidad
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3 JUSTIFICACIOacuteN
El barrio Villa Juliana legalizado en el antildeo 2018 no cuenta con la infraestructura adecuada para la recreacioacuten en los lugares destinados por la comunidad como equipamiento local y comunitario destinados para un saloacuten comunal y espacio de recreacioacuten se encuentra una cancha de futbol en tierra que no cuenta con ninguna dotacioacuten al mismo tiempo este espacio se utiliza para desarrollar las actividades comunitarias una de las mayores preocupaciones es que se ha identificado esta zona como uno de sitios inseguros en el barrio presenta especial inquietud debido al aumento de consumo de sustancias alucinoacutegenas Este proyecto busca disponer de los equipamientos de la comunidad con el fin de realizar el disentildeo estructural de un polideportivo y un saloacuten comunal para el desarrollo de las actividades comunitarias de recreacioacuten y deporte con el fin de facilitar el proceso de gestioacuten para la financiacioacuten y construccioacuten del proyecto El gobierno debe ofrecer a sus ciudadanos bienestar al suministrar servicios como salud educacioacuten deporte cultura seguridad entre otras El deporte tiene un papel fundamental en la comunidad como motor de cambio social se ha convertido en una opcioacuten para el desarrollo profesional en los antildeos recientes por lo cual se debe impulsar como alternativa viable de desarrollo social econoacutemico y cultural el deporte no solo cubre las necesidades relacionadas con la praacutectica deportiva si no que ayuda de forma indirecta problemas de salud cultura y seguridad ldquoel
desarrollo de praacutecticas deportivas trae consigo haacutebitos de vida saludable ocupacioacuten del tiempo libre y desarrollo de plan de vida a traveacutes del deporte como esa herramienta que
permite trazar metas y alcanzarlasrdquo [10] De acuerdo con lo anterior el proyecto de la construccioacuten de un polideportivo con cancha muacuteltiple para futbol baacutesquet y voleibol pretende incrementar los niveles de praacutectica deportiva al brindar escenarios de acceso puacuteblico en buenas condiciones para la praacutectica deportiva y brinda opciones para ocupar el tiempo libre mejorando la calidad de vida de las personas y alejaacutendolas de praacutecticas nocivas como el consumo de sustancias alucinoacutegenas o la delincuencia Ademaacutes al proporcionar equipamiento comunitario (saloacuten comunal) se podraacuten realizar las reuniones de la junta de accioacuten comunitaria de manera eficiente donde puedan tomarse las decisiones con respecto al asentamiento que permitan un mejor desarrollo de la comunidad
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4 OBJETIVOS
41 OBJETIVO GENERAL
Realizar propuesta de disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal que cumplan con los lineamientos teacutecnicos estipulados en las normativas vigentes necesarias para la habilitacioacuten del equipamiento local y comunitario en el barrio VILLA JULIANA
42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS
Adaptar los espacios donados por la comunidad al disentildeo estructural del polideportivo y saloacuten comunal
Analizar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas de la zona destinada para el proyecto
Elaborar la propuesta de disentildeo arquitectoacutenico estructural y cimentacioacuten de las estructuras ademaacutes de realizar un modelo digital en un software de elementos finitos
Especificar los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo de las actividades deportivas
Elaborar presupuesto considerando la gestioacuten social propuesta en mano de obra no calificada dentro de la comunidad
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5 ALCANCE
Este proyecto tiene como objetivo entregar una propuesta de disentildeo estructural de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal en el barrio Villa Juliana para el desarrollo de actividades recreativas y comunitarias como solucioacuten a las problemaacuteticas sociales y como ayuda indirecta a problemas de salud cultura y seguridad A continuacioacuten se especifican el alcance de las actividades a realizar Analizar el terreno en donde se va a realizar el disentildeo del proyecto mediante el levantamiento topograacutefico estudio de suelo (apique) y revisioacuten de las acometidas eleacutectricas e hidraacuteulicas en el aacuterea mediante planos de los entes encargados Teniendo en cuenta los requerimientos de la comunidad la propuesta de disentildeo del saloacuten comunal debe incluir los siguientes paraacutemetros capacidad miacutenima de 300 personas sentadas cocina depoacutesito dos bantildeos una ducha y dos oficinas El disentildeo arquitectoacutenico del polideportivo se basa en el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo modificado seguacuten las solicitudes de la comunidad y condiciones del terreno Se realiza la revisioacuten del disentildeo sismo resistente mediante un modelo de cada una las estructuras en un Software de elementos finitos que cumpla con los lineamientos teacutecnicos establecidos por la NSR-10 Los elementos no estructurales contemplados para el desarrollo de los cinco deportes requieren una dotacioacuten miacutenima para el buen uso de las actividades por lo que se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten necesaria para cada actividad deportiva
Costo de la construccioacuten del proyecto de la propuesta de disentildeo planteada
Se realiza un anaacutelisis de presupuesto y cantidades de obra para el proceso constructivo
Entregables
Documento de propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo planos arquitectoacutenicos estructural
Documento de los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
Presupuesto del costo de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
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6 MARCO DE REFERENCIA
61 MARCO TEOacuteRICO
611 Cargas
A continuacioacuten se describen los distintos tipos de cargas que se deben considerar para el disentildeo del proyecto tipo ldquoPlaca Polideportiva Cubiertardquo del departamento nacional de planeacioacuten las cuales serviraacuten de base para el desarrollo de la propuesta de disentildeo del polideportivo
612 Carga Muerta
Hace referencia a las cargas de los elementos permanentes incluyendo el peso propio de la estructura los muros pisos cubiertas cielos rasos escaleras equipos fijos y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupacioacuten y uso de la edificacioacuten [6]
613 Carga Viva
Son aquellas producidas durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras estas no incluyen las cargas ambientales tales como viento y sismo Para las cubiertas se deben considerar
a) ldquoLos materiales equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta 2rdquo
b) ldquoLas causadas por objetos moacuteviles tales como materas u otros objetos decorativos y por las personas que tengan acceso a ellasrdquo [6]
614 Efectos dinaacutemicos
Cuando una edificacioacuten se encuentre expuesta a excitaciones dinaacutemicas producidas por el puacuteblico tales como coliseos estadios teatros gimnasios pistas de baile centros de reunioacuten o similares Se debe asegurar frecuencias naturales verticales iguales o superiores a 5Hz (periodos naturales verticales menores de 02s)
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615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo
El empozamiento de agua se debe a la obstruccioacuten en los sistemas de drenaje de la cubierta ldquoLa carga de empozamiento de agua Le se determina con base en el volumen de agua que es posible contener hasta que se alcance el nivel de los elementos del sistema auxiliar de evacuacioacuten del exceso de agua como se indica en B482 de la NSR-10rdquo [6] ldquoLas cargas de granizo G deben tenerse en cuenta en las regiones del paiacutes con maacutes de 2 000 metros de altura sobre el nivel del mar o en lugares de menor altura donde la autoridad municipal o distrital asiacute lo exijardquo [6]
616 Carga de Sismo
Se refiere a las cargas que se determinan mediante los espectros de disentildeo estos ya estaacuten definidos por la NSR-10 en cada zona del paiacutes Para determinar el espectro de disentildeo se debe establecer la zona de amenaza siacutesmica el tipo de perfil del suelo y varios coeficientes para poder determinar el espectro de aceleraciones expresado como fraccioacuten de la gravedad con un coeficiente de 5 del amortiguamiento criacutetico para el disentildeo
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad
Fuente [6]
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6161 Definicioacuten del tipo de suelo
Para determinar el tipo de suelo se evaluacutean los siguientes paraacutemetros medidos in situ de los 30m superiores del perfil la velocidad media de la onda de corte ( ) el
nuacutemero medio de golpes del SPT ( ) la resistencia al corte ( ) el iacutendice de
plasticidad (IP) y el contenido de agua (w) la clasificacioacuten se da en la siguiente tabla
Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo
Fuente [6]
617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural
La configuracioacuten estructural no estaacute definida simplemente por la forma exterior y tamantildeo de la estructura tambieacuten se deben tomar en cuenta su naturaleza dimensiones y la localizacioacuten de los elementos estructurales y no estructurales pues estos factores afectan el comportamiento ante las solicitaciones siacutesmicas
6171 Reduccioacuten del valor de R
Para las estructuras clasificadas como irregulares se debe reducir el coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R utilizado para el disentildeo de la siguiente manera
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Debido a irregularidades en planta 1
Debido a irregularidades en altura 2 Debido a ausencia de redundancia Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico definido para cada
sistema estructural y cada grado de capacidad de disipacioacuten de energiacutea del material estructural [6]
62 MARCO CONCEPTUAL
621 Medidas de demarcacioacuten por deporte
Coldeportes es la entidad encargada de avalar las medidas de las demarcaciones en las zonas de juego para los diferentes deportes en este proyecto se establecieron tres (3) futbol de saloacuten voleibol y baloncesto Lo que se busca es asegurar que se desarrollen de manera adecuada todas las actividades deportivas que se realicen en el polideportivo
6211 Futbol de saloacuten
Las medidas para el campo de juego de futbol de saloacuten son de 2810m x 17m desde el borde exterior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m de ancho en las liacuteneas laterales y en las liacuteneas de meta ademaacutes si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 80mm y ser de color amarillo
6212 Baloncesto
Las medidas para el campo de juego de Baloncesto son de 28m x 15m desde el borde interior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m alrededor de la cancha Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color blanco
6213 Voleibol
Las medidas para el campo de juego de voleibol son de 18m x 9m adicional a esto se debe dejar una zona libre de 3m de ancho alrededor de la cancha (para canchas recreativas y formativas) Las medidas estaacuten tomadas desde el borde exterior de la demarcacioacuten Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas)
1 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en planta simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de 2 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en altura simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de
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estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color verde De acuerdo lo anterior podemos establecer que el aacuterea de juego miacutenima para asegurar el apropiado desarrollo de actividades deportivas y que sea avalada por Coldeportes es de 32m x 21m adicionalmente a esto se deja una altura miacutenima de 7m para practica recreativa y formativa libre de cualquier obstaacuteculo (parte inferior de la cubierta vigas luminarias o cualquier elemento) en el espacio correspondiente al aacuterea de juego [6]
622 Orientacioacuten y aacuterea
La orientacioacuten del campo de juego debe ser en sentido norte-sur aunque se puede tomar una rotacioacuten maacutexima de 22deg hacia el nororiente o noroccidente al tener en cuenta la relacioacuten del sol y las condiciones climaacuteticas que se presenten en el lugar donde se proyecte el polideportivo
Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva
Fuente [6]
623 Graderiacuteas
Se disentildean de manera tal que todos los espectadores sentados disfruten de la adecuada visibilidad del aacuterea en que se desarrollen las actividades de praacutectica deportiva ldquoLa visibilidad se determina mediante el trazado de una liacutenea visual tomada desde el ojo del observador situado en uacuteltima fila de las graderiacuteas hasta un punto liacutemite del campo de juego situado en el piso Para que haya visibilidad la liacutenea deberaacute pasar por encima de las cabezas de los espectadoresrdquo [6]
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Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas
Fuente [6]
Lo maacutes recomendado es ubicar las graderiacuteas en el sector occidental para que el ocaso sea detraacutes de los espectadores
Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas
Fuente [6]
624 Dotacioacuten
Para el desarrollo adecuado de cada deporte se requiere una dotacioacuten de elementos especiacuteficos en lo relacionado con las redes y sus soportes Se debe
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considerar como parte de la construccioacuten la demarcacioacuten y los arcos de futbol de saloacuten integrados con los tableros de baloncesto A continuacioacuten se especificaraacuten los distintos elementos que son considerados dotacioacuten para el polideportivo y sus caracteriacutesticas de acuerdo con el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten
6241 Malla contra impacto (referencia IDRD)
Las mallas contra impacto se usan cuando se necesite proteger o aislar a los observadores las construcciones vecinas los transeuacutentes o equipamientos ubicados detraacutes de las liacuteneas de meta Malla contra impacto de 5m de altura para cancha muacuteltiple con entramado de tubo estructural de 3rdquo conforme a los planos estructurales incluye pintura anticorrosiva y dos manos de esmalte Esta malla contra impacto esta soportada sobre una viga de concreto hidraacuteulico de resistencia a la compresioacuten frsquoc=210kgcmsup2 (3000psi) de longitud 1530m y seccioacuten de 040m x 030m Se debe tener en cuenta que la viga sobresale a cada lado de la malla contra impacto 015m [6]
Figura 6 Malla contra impacto
Fuente [6]
6242 Fuacutetbol de saloacuten
Porteriacutea muacuteltiple fija Porteriacuteas para fuacutetbol de saloacuten elaboradas con tubo ovalado de aluminio de 120mm x 100mm en color blanco desmontables en 3 piezas (larguero y 2 postes) Los arcos estaacuten ubicados en el centro de cada liacutenea de meta estos consisten en dos (2) postes verticales en metal o madera pueden ser redondos o cuadrados de 8cm de diaacutemetro o lado Se unen por una viga similar ubicada en la parte superior
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Las medidas interiores entre los postes verticales seraacuten de 3m de largo y 2m de altura entre la viga horizontal y el piso Las redes seraacuten de nylon yute o alguacuten material sinteacutetico de mallas cuadradas que se sujetan a los postes y vigas y en la parte inferior por alguacuten soporte adecuado [6] El baloacuten contaraacute con las siguientes especificaciones una calibracioacuten de 9lb y para su condicioacuten aerodinaacutemica al ser lanzado desde de 2m de altura el primer bote no deberaacute pasar los 30 cm y el segundo no maacutes de 10 cm [7] El peso y la circunferencia variacutean de acuerdo al rango de edad para la categoriacutea masculina o femenina de 13 a 16 antildeos la circunferencia miacutenima es de 60cm y maacutexima es de 62cm con un peso que oscila entre 400g y 430g para las categoriacuteas menores de 12 antildeos la circunferencia miacutenima es de 53cm y maacutexima es de 55cm con un peso entre 320g y 350g
625 Baloncesto
6251 Soportes redes y balones
Para los tableros se pueden usar distintos materiales por ejemplo fibra de vidrio compuesta grafito acriacutelico vidrio acero y aluminio Sus medidas son 180 m x 105 m con un recuadro de 045 m x 059 m [6] Se requiere una (1) malla para cada aro estaacuten deben retener momentaacuteneamente el baloacuten despueacutes de atravesar el aro durante los eventos de competencia deportiva
En el reglamento publicado por la Federacioacuten Internacional de Baloncesto Zona de las Ameacutericas ndash FIBA se requiere contar con balones que cumplan condiciones de esfericidad en color anaranjado en cuero cuero sinteacutetico goma o material sinteacutetico [7]
Baloacuten Ndeg 5 las medidas son 69cm y 70cm de circunferencia peso entre 470g y 510g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles en ambos geacuteneros
Baloacuten Ndeg 6 las medidas son 72cm y 73cm de circunferencia peso entre 510g y 567g Este baloacuten puede utilizar para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores femeninos
Baloacuten Ndeg 7 Las medidas son 75cm y 78cm de circunferencia peso entre 567g y 650g Este baloacuten es utilizado para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores masculinos
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626 Voleibol
6261 Suministro e instalacioacuten de parales de voleibol
El proyecto tipo recomienda que los parales sean elaborados con tubo de 3rdquo pintados de blanco deben ser desmontables en dos (2) postes con ganchos de nylon antilesion para red y antenas guiacutea
Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral
Fuente [7]
El proyecto tipo estableces que la red debe medir 1m de ancho y 95m a 10m de largo la cual estaacute hecha de malla negra con cuadrados de 10cm y en el borde superior se cose en toda su extensioacuten una banda de 7 cm hecha en lona blanca En la parte inferior de la red hay otra banda horizontal de 5cm de ancho muy similar a la banda superior por cuyo interior se entrelaza una cuerda
El baloacuten debe ser esfeacuterico hecho con una cubierta de cuero flexible o cuero sinteacutetico con una caacutemara de caucho o material similar en su interior Su color puede ser uniforme y claro o una combinacioacuten de colores
Baloacuten infantil las medidas son 62cm a 64cm de circunferencia peso entre 240g y 260g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles de 6 a 12 antildeos en ambos geacuteneros
Baloacuten mayor las medidas son 65cm y 67cm de circunferencia peso entre 260g y 280g Este baloacuten puede utilizar en categoriacuteas de mayores de 12 antildeos en ambos geacuteneros
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63 ESTADO DEL ARTE
En la actualidad el ser humano ha adquirido mayor conciencia acerca de los beneficios de tener haacutebitos saludables como la actividad fiacutesica y el deporte que es asociada al bienestar fiacutesico sin embargo tambieacuten tiene una fuerte influencia en estados emocionales y seguacuten W Ramiacuterez S Vinaccia y G R Suaacuterez [8] La actividad deportiva en una poblacioacuten infanto-juvenil es fundamental y puede ayudar a disminuir patologiacuteas como dificultad en el aprendizaje hiperactividad depresioacuten y en algunos casos deficiencia mental y conducta disocial Seguacuten D A Camargo R E A Gomez J Ovalle O y R Rubiano [9] el deporte y la recreacioacuten son componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la salud y el movimiento humano Ademaacutes de la educacioacuten en valores a traveacutes del deporte para fomentar la auto estima y guiacuteas en donde se entendiendo el deporte como objeto para trabajar en la liacutenea de la no violencia [10] Por lo cual el ldquoampliar la cobertura yo mejorar la calidad de los escenarios deportivos con las condiciones requeridas para las praacutecticas deportivas y recreativasrdquo es uno de los objetivos en el plan de ordenamiento territorial [11] estos espacios debe estar adaptados para las personas en condiciones de discapacidad para aumentar la inclusioacuten e incentivar la praacutectica deportiva seguacuten M K Alvis G Y Nury A y N Tolosa [12] para las personas con discapacidad que logran o no realizar la educacioacuten formal realizar praacutecticas deportivas ayuda a mejorar sus capacidades individuales y aumenta su concentracioacuten en actividades diarias Los deportes impactan de forma positiva al ser humano en muchos aspectos uno de ellos es la relacioacuten directa con el funcionamiento cardiaco muscular e inmunoloacutegico por lo que seguacuten A Cordero D Masia y E Galve ldquoRealizar actividad
fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad cardiovascular y
mortalidadrdquo [13] En base a todo lo anterior y con el fin de promover la cultura deportiva y la recreacioacuten en los colombianos el Departamento Nacional de Planeacioacuten (DNP) realiza el proyecto tipo que contiene los aspectos estaacutendar metodoloacutegicos y teacutecnicos para la construccioacuten de una placa deportiva con cubierta orientado a solucionar el bajo iacutendice de praacutectica deportiva y el aprovechamiento del tiempo libre en actividades que los beneficie [6] el disentildeo de la cubierta es un factor importante para el disentildeo seguacuten Caacutendido Loacutepez ldquodesarrolla los espacios deportivos a
cubierto en un intento de explicar e interpretar la riqueza de matices y la complejidad del
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objeto arquitectoacutenicohellip Atreves de su forma poseen una voluntad de trascender y perdurar reflejo de las necesidades y aspiraciones de una eacutepocardquo [13]
631 ANTECEDENTES
ldquoCONSTRUCCIOacuteN Y DOTACIOacuteN DE UNA PLACA POLIDEPORTIVArdquo ldquoSe describe un modelo de Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivahellip para
Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportiva que consiste en construir un espacio bajo el cual se puedan desarrollar actividades como fuacutetbol de saloacuten voleibol o
baloncestordquo [6]
ldquoEL ESPACIO DEPORTIVO A CUBIERTO FORMA Y LUGARrdquo ldquodesarrolla los espacios deportivos a cubierto en un intento de explicar e interpretar la
riqueza de matices y la complejidad del objeto arquitectoacutenico y ello en la consideracioacuten de la idea de la totalidadrdquo [14] ldquoLA CULTURA FIacuteSICA Y EL DEPORTE FENOacuteMENOS SOCIALESrdquo ldquoPlantean los beneficios de las acciones que vinculan la actividad fiacutesica el deporte y la
recreacioacuten como componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la prevencioacuten ante diferentes riesgosrdquo [9] ldquoDETERMINANTES SOCIALES EN EL DEPORTE ADAPTADO EN LA ETAPA DE FORMACIOacuteN DEPORTIVA UN ENFOQUE CUANTITATIVOrdquo ldquoDeporte se ha adaptado no solo como un meacutetodo de integracioacuten social sino como una
necesidad involucrando la diversidad en el comportamiento social dentro de la
manifestacioacuten del bien individual que no podiacutea estar al margen del bien colectivordquo [12] ldquoEL IMPACTO DE LA ACTIVIDAD FIacuteSICA Y EL DEPORTE SOBRE LA SALUD LA COGNICIOacuteN LA SOCIALIZACIOacuteN Y EL RENDIMIENTO ACADEacuteMICO UNA REVISIOacuteN TEOacuteRICArdquo ldquoSe presenta una serie de investigaciones que hacen evidente los beneficios que el
deporte tiene en cuanto a procesos de socializacioacuten procesos mentales rendimiento
escolar y mejoramiento de la calidad de vida de las personas que lo practicanrdquo [8] ldquoEJERCICIO FIacuteSICO Y SALUDrdquo ldquoRealizar actividad fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por
semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad
cardiovascular y mortalidadrdquo [13] ldquoEDUCACION EN VALORES A TRAVEacuteS DEL DEPORTErdquo ldquoLas habilidades sociales y de comunicacioacuten que resultan problemaacuteticas se pueden entrenar mediante ejercicios que fomentan el desarrollo de autoestima aumento de la felicidad e integracioacutenrdquo [10]
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64 MARCO NORMATIVO
641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia
El ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humano El deporte y la recreacioacuten forman parte de la educacioacuten y constituyen gasto puacuteblico social Se reconoce el derecho de todas las personas a la recreacioacuten a la praacutectica del deporte y al aprovechamiento del tiempo libre El Estado fomentaraacute estas actividades e inspeccionaraacute vigilaraacute y controlaraacute las organizaciones deportivas y recreativas cuya estructura y propiedad deberaacuten ser democraacuteticas
642 NSR-10
Reglamento Colombiano de Construccioacuten Sismo Resistente Ley 400 de 1997 Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 modificado por el Decreto 092 del 17 de enero de 2011 Reglamento de vigencia en todo el territorio nacional
643 ACI 318-14
Este Reglamento proporciona los requisitos miacutenimos para los materiales el disentildeo construccioacuten y evaluacioacuten de la resistencia de miembros y sistemas de concreto estructural de cualquier estructura disentildeada y construida de acuerdo con los requisitos del reglamento general de construccioacuten
644 ANSIAISC 360-10
La Especificacioacuten estaacute basada en el uso pasado exitoso avances en el estado del conocimiento y cambios en la praacutectica de disentildeo La ldquoSpecification for Structural Steel Buildingsrdquo del American Institute of Steel Construction (AISC) provee un tratamiento integrado de los meacutetodos de Disentildeo por Tensiones Admisibles y del Disentildeo por Factores de Carga y Resistencia (LFRD) y reemplaza anteriores especificaciones Como se indica en el capiacutetulo B de la Especificacioacuten los disentildeos pueden hacerse con las provisiones de cualquiera de esos 2 meacutetodos de disentildeo
645 LEY 99 DE 1993
Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente se reordena el Sector Puacuteblico encargado de la gestioacuten y conservacioacuten del medio ambiente y los recursos
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naturales renovables se organiza el Sistema Nacional Ambiental SINA y se dictan otras disposiciones
646 DECRETO 1807
Por el cual se reglamenta el artiacuteculo 189 del Decreto Ley 019 de 2012 en lo relativo a la incorporacioacuten de la gestioacuten del riesgo en los planes de ordenamiento territorial y se dictan otras disposiciones
647 Acuerdo No 287 DE 2015
Por medio del cual se adopta el nuevo plan de ordenamiento territorial del municipio de Villavicencio y se dictan otras disposiciones Se trata de hacer de Villavicencio una ciudad planificada en la que todos sus habitantes tengan oportunidad de progresar proporcionando para ello espacios de participacioacuten e inclusioacuten social para consolidar a la ciudad como uno de los mayores centros generadores de desarrollo en el paiacutes
65 MARCO GEOGRAacuteFICO
El barrio Villa Juliana se localiza en el departamento del Meta al sur del municipio de Villavicencio en la Comuna 8 al cual se accede a traveacutes de la viacutea Villavicencio-acacias a 88 km del centro fundacional del municipio por el acceso al barrio porfiacutea por la carrera 43 a 18 Km hacia el sur de la comuna
Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional
Fuente [propia]
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Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental
Fuente [propia]
Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal
Fuente [Google Earth]
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Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario
Fuente [Google Earth]
El aacuterea en rojo es el barrio Villa Juliana este tiene una superficie de 9576981 m2 seguacuten levantamiento topograacutefico aportado por la secretaria de planeacioacuten de la alcaldiacutea de Villavicencio colinda con el asentamiento cambulos por el sur y sur occidente por el norte con la finca La Camelia accediendo por la carrera 43 desde la ciudadela Porfiacutea pasando el costado oriente por el asentamiento Villa del lago y por el costado occidente por la urbanizacioacuten La Maporita El aacuterea en verde es la reservada para equipamiento local y comunitario esta seriacutea el aacuterea destinada para la ejecucioacuten del proyecto el equipamiento local cuenta con un aacuterea de 145057 m2 y el equipamiento comunitario cuenta con un aacuterea de 19355 m2
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7 METODOLOGIacuteA
Inicialmente se obtiene toda la informacioacuten relacionada con el barrio Villa Juliana gracias al estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten del asentamiento humano Villa Juliana [3] se determina que la comunidad carece de varios aspectos importantes para un educado desarrollo social econoacutemico y cultural En este estudio se encuentra toda la informacioacuten correspondiente a la poblacioacuten equipamiento y demaacutes aspectos de la comunidad Para el correcto desarrollo del proyecto se tomoacute como base el proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten del cual se adoptoacute el disentildeo arquitectoacutenico que cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes [15] para este tipo de estructuras Una vez definidas las dimensiones y distribuciones de la estructura se debe realizar la evaluacioacuten de todas las solicitaciones que pueden afectar la estructura de acuerdo con el tiacutetulo B de la NSR-10 se deben considerar las solicitaciones provenientes del peso de los elementos permanentes en la construccioacuten los ocupantes y sus pertenencias efectos ambientales entre otras Estas son distintas a las fuerzas o efectos que aplica el sismo Despueacutes se determina el nivel de amenaza siacutesmica y los valores Aa y Av de acuerdo con el Tiacutetulo A de la NSR-10 Estos paraacutemetros sirven como base para definir el movimiento siacutesmico de disentildeo que se expresa por medio de un espectro elaacutestico de disentildeo ldquoEl Reglamento contempla descripciones alternativas del sismo de disentildeo ya sea a traveacutes de familias de acelerogramas o bien por medio de expresiones derivadas de estudios de microzonificacioacuten siacutesmica las cuales deben determinarse siguiendo los requisitos dados en el Capiacutetulo A2rdquo [1] Se caracteriza la estructura con respecto al sistema estructural de resistencia siacutesmica y se definen los materiales empleados que cumplan con las disposiciones de la NSR-10 para asiacute poder identificar la capacidad de disipacioacuten de energiacutea que se presenta Posterior a esto se debe definir el grado de irregularidad de acuerdo con el Capiacutetulo A3 del Reglamento (NSR-10) [1] Utilizando el Software de elementos finitos se analiza la estructura a partir de la geometriacutea cargas definidas anteriormente y considerando las diferentes condiciones y combinaciones determinadas en la NSR-10 Con el anaacutelisis se determina el comportamiento mecaacutenico de la estructura (desplazamientos deformaciones esfuerzos de flexioacuten corte axial y torsioacuten) al igual que las reacciones que se transmiten a la fundacioacuten Basaacutendose en los resultados se pude
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modificar el modelo inicial para conseguir una mejor alternativa tanto en seguridad como en economiacutea Se determinan las fuerzas siacutesmicas (Fs) que deben aplicarse a la estructura para lo cual deben usarse los movimientos siacutesmicos de disentildeo definidos anteriormente y posterior a esto realizar un anaacutelisis siacutesmico de la estructura de acuerdo con lo estipulado en el Capiacutetulo A3 de la NSR-10 [1] Una vez evaluados los desplazamientos horizontales se debe verificar que las derivas de disentildeo no excedan los liacutemites dados en el Capiacutetulo A6 de la NSR-10 en el caso de no cumplir con las derivas maacuteximas se debe rigidizar la estructura hasta que no se exceda el liacutemite Para finalizar con el disentildeo de las estructuras se analizan los resultados de las distintas solicitaciones y combinaciones para realizar el disentildeo de los elementos estructurales En este proyecto se requiere de unos elementos especiacuteficos para el correcto desarrollo de las actividades deportivas por esta razoacuten se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten para cada deporte basaacutendose en lo especificado por el proyecto tipo el cual cumple con los lineamientos establecidos en las normativas de cada deporte Una vez terminados los disentildeos de la infraestructura deportiva y comunitaria ademaacutes de especificar la dotacioacuten requerida se debe elaborar el presupuesto detallando las cantidades de materiales que se necesitan para la construccioacuten de la propuesta de disentildeo (superestructura y sub-estructura o cimentacioacuten) ajustaacutendola a los materiales disponibles en la regioacuten Por uacuteltimo se deben preparar revisar y aprobar los documentos definitivos de la propuesta de disentildeo como son las memorias de caacutelculo los planos de construccioacuten y el presupuesto de ambas estructuras
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8 PRELIMINARES
Por medio de la comunidad tuvimos acceso a los planos de la legalizacioacuten del barrio donde pudimos determinar el aacuterea que se teniacutea destinada para la construccioacuten del saloacuten comunal y del polideportivo posteriormente se realizoacute una visita al terreno para poder dimensionar y planear como seriacutea la distribucioacuten del espacio para el saloacuten comunal y para el polideportivo Adicionalmente se consultoacute con la entidad que necesitaban en el saloacuten comunal y en la placa deportiva Se acordoacute con la comunidad que el saloacuten comunal tendriacutea dos (02) oficinas una (01) cocina un (01) bantildeo interno para hombre un (01) bantildeo interno para mujeres un (01) deposito un (01) saloacuten para las reuniones de la comunidad un (01) bantildeo para hombres externo con duchas y vestidores un (01) bantildeo para mujeres externo con duchas y vestidores Para el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva se mostroacute a la comunidad el disentildeo del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten y se adoptoacute este disentildeo el cual cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes En la visita al lugar destinado para el saloacuten comunal y la placa deportiva se evidencio que el terreno era muy nivelado y no habiacutea grandes cambios en la topografiacutea debido a que ya se haba echo una nivelacioacuten del terreno para la cancha de tierra que se tiene para el desarrollo de la praacutectica deportiva de la comunidad
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Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
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Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno
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9 PROPUESTA DE DISENtildeO
Se realiza este trabajo de grado mediante la opcioacuten aplicaciones en temaacuteticas de ingenieriacutea civil para la Universidad Santo Tomas sede Villavicencio busca solucionar una problemaacutetica social manifestada por la comunidad en el barrio villa Juliana en la ciudad de Villavicencio dando como solucioacuten escenarios deportivos y comunitarios La propuesta de disentildeo del saloacuten comunal contempla la construccioacuten de un aacuterea de 38482 m2 que cuenta con espacios de almacenamiento cocina oficinas 2 bateriacuteas de bantildeos y un saloacuten de reunioacuten con capacidad de 300 personas se realiza el disentildeo arquitectoacutenico y estructural La propuesta de disentildeo del polideportivo contempla la construccioacuten de un aacuterea de 88275 m2 los disentildeos a los que se les realizo la revisioacuten fueron obtenidos del proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP denominado ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo [6] mediante los anexos teacutecnicos se realiza la revisioacuten del disentildeo seguacuten la regioacuten y anaacutelisis de solicitaciones propias de la zona todos los disentildeos el presupuesto de construccioacuten y dotacioacuten y planos del polideportivo exceptuando la cimentacioacuten pertenecen a los disentildeos del anexo teacutecnico del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo del DNP
91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL
De acuerdo con los requerimientos de la comunidad y las condiciones del terreno se disentildeoacute el saloacuten comunal con todos los espacios requeridos por la comunidad para realizar las actividades que se requieran asiacute como un espacio de bantildeos duchas y vestidores que puedan ser utilizados por los usuarios de la placa deportiva (ver planos ARQ 01 y ARQ 02)
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Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01)
Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03)
se realiza los caacutelculos y el anaacutelisis que cumplan con la norma sismo resistente colombiana NSR 10 de un saloacuten comunal con una (01) planta y una (01) cubierta ubicado en el barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio en el departamento del Meta
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911 Generalidades
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 38482
Aacuterea construida 1er piso (m2) 38482
Sistema estructural Poacuterticos en concreto reforzado
resistentes a momento
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos Si
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
30
Fuente Propia
9111 Descripcioacuten del proyecto
El proyecto contempla el disentildeo de un saloacuten comunal con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado con cubierta liviana soportada sobre perfiles metaacutelicos con una pendiente mayor a 15 grados La estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 18 Configuracion general del modelo
Fuente Propia
912 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el
procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y
CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1]
despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios geoteacutecnicos) y
realizar el disentildeo arquitectoacutenico se debe realizar el disentildeo estructural para lo cual
siguen los pasos de la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para
edificaciones nuevas y existentesrdquo [1]
Pre dimensionamiento y se define el tipo de sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de la estructura en un programa de elementos finitos
para determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
913 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del saloacuten comunal
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
914 Cargas
9141 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
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9142 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP 09D+09PP+10Ex+03Ey 09D+09PP+10Ex-03Ey 09D+09PP+10Ey+03Ex 09D+09PP+10Ey-03Ex 09D+09PP+16Wx 09D+09PP+16W(-x) 09D+09PP+16Wy 09D+09PP+16W(-y) 09D+09PP-10Ex+03Ey 09D+09PP-10Ex-03Ey 09D+09PP-10Ey+03Ex 09D+09PP-10Ey-03Ex 12D+12PP+10Ex+03Ey+10L 12D+12PP+10Ex-03Ey+10L 12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L 12D+12PP+16L+05Lr 12D+12PP+16Lr+08Wx 12D+12PP+16Lr+08W(-x) 12D+12PP+16Lr+08Wy 12D+12PP+16Lr+08W(-y) 12D+12PP+16Lr+10L 12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wx+10L+05Lr 12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wy+10L+05Lr 12D+12PP-10Ex+03Ey+10L 12D+12PP-10Ex-03Ey+10L 12D+12PP-10Ey+03Ex+10L 12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9143 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite de
resistencia
D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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915 Cargas muertas y cargas vivas
Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS
Teja Aluzinc + Anclajes 015 KNm2
Baldosa Ceraacutemica 08 KNm2
Luminarias 18 KN
Mamposteriacutea De Bloque De Arcilla (Pantildeetado En Ambas Caras)
2 KNm2
Muros Cortina De Vidrio Entramado Y Marco 050 KNm2
Placa De Tanque 360 KNm2
CARGAS VIVAS
Terraza Tanque 2 KNm2
Saloacuten Comunal 2 KNm2
Cubierta Liviana 05 KNm2
Tanque De Agua 1000 Lts 1000 KN
Aacuterea De Placa Sobre La Cual Se Apoya El Tanque De 1m3
1000 m2
Carga Uniforme Sobre Placa De Tanque 100 KNm2
Fuente Propia
916 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del saloacuten comunal (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva (ver Memoria de caacutelculo saloacuten comunal)
Tabla 4 Peso saloacuten comunal
Caacutelculo del peso del saloacuten comunal
MUROS VIGAS Y PLACA
Peso Total 122018 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9161 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 19 Espectro de disentildeo
Fuente Propia
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Ilustracioacuten 1 irregularidad torsional Fuente A3-1 NSR 10
9162 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea
INCOMPATIBILIDADES
ϕp = 090 Irregularidad en planta A12 [1]
Fuente Figura A3-1 NSR 10
ϕa = 100 Irregularidades en Altura Tipo
3A Geomeacutetrica [1] Sin irregularidad
ϕr = 075 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] En sistemas de poacutertico resistente a
momentos Ro = 70 DES
Fuente Propia
Tabla 8 Calculo irregularidad torsional DESPLAZ (m) 12DE+10L +10E
Piso 1 Tipo Riacutegido
A3-1 NSR 10
d prom (m) 00120
d max (m) 00120
Irregularidad torsional normal
o extrema
ϕp = NA (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
Fuente propia
1R = 021
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9163 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Tabla 9 Periodo fundamental T (s) F (Hz)
018 544
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 4
Ta = Ct hα 016
T lt CuTa Verificacioacuten
018 lt 0194 CUMPLE
Fuente Propia
9164 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
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Tabla 11 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 122018 123315 123315
917 Cargas de viento
Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 40 m Altura alero
h c 56 m Altura cumbrera
h m 48 m Altura media
L 242 m longitud estructura
B 249 m profundidad estructura
α gt 150 grados pendiente de techo
A techo 3411 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
A continuacioacuten se evaluacutea cada una de las paredes externas del saloacuten comunal para determinar la clasificacioacuten del cerramiento de la edificacioacuten El aacuterea total del techo es de 34112 m2 no tiene aberturas Ag de cada una de las paredes se calcula teniendo con la sumatoria del aacuterea gruesa de todas las paredes maacutes la sumatoria total de aacuterea total de techo menos la pared actual
Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento
Fuente Propia
Fuerza de viento procedimiento analiacutetico Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
CLASIFICACION DE CERRAMIENTO EDIFICACION PARCIALMENTE
ABIERTA
EDIFICACION DE BAJA ALTURA SI
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Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-
1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga Para estructuras riacutegidas el factor de efecto
de raacutefaga 085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
Gx 0880624121 Factor de efecto raacutefaga
Gy 086781881 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia
Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2 (ver memoria de caacutelculo)
9171 Carga de viento para teja y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 18 3 gt 05
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Tabla 16 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Ancho teja 05 m
Separacioacuten correas 18 m
Luz correas 42 m
A aferente teja 06 m Ancho efectivo teja
A aferente correa 18 m Ancho efectivo correa
A ef teja 11 m2 Aacuterea efectiva teja
A ef correa 75 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
teja -26 05
correas -22 04
Edificios bajos lt18m
P Presioacuten teja 07 KNm2
P succioacuten teja - 13 KNm2
P presioacuten correa 06 KNm2
P succioacuten correa -17 KNm2
Fuente Propia
918 Derivas
Las derivas maacuteximas son de 0231 Por lo tanto la estructura cumple con el criterio de
deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1] (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1
Figura 20 Planta de vigas aereas
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9191 Generalidades todos los ejes
Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1
Viga tipo 1 25X40
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 3595 Kn
Momento Mu (Knm) (-) 2573 Knm
Momento Mu (Knm) (+) 2341 Knm
Luz de viga 66 m
Hmin (L16) 041
Fy (Mpa) 420 Mpa
Fc (Mpa) 21 Mpa
λ (Concreto de peso normal) 1
B1 085
Fuente Propia
9192 Disentildeo a flexioacuten
Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Fuente Propia
Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1
As min 1 19836 mm2
As min 2 24240 mm2
b 025 m
h asum 035 m
d 029 m
d 005 m
Ф 09
Mn- 286
Mn+ 260
pmin 00033
Pmax 00135
P req- 00034
P req+ 00030
As- 2436 mm2
As+ 2208 mm2
Fuente Propia
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Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1
a 37459 mm a 3745882353
c 44069 mm c 4406920415
Pdisentildeo- 0005 Pdisentildeo+ 0005473141
ФMn- 40943 ФMn+ 4094267088
Chequeo CUMPLE Chequeo CUMPLE
Revisioacuten Ф 00168 Revisioacuten Ф 00168
Correccioacuten Ф 18834 PHI=09 Correccioacuten Ф 18834 PHI=09
Fuente Propia
9193 Disentildeo a cortante
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C11 [1] de la normativa vigente
Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE
Liacutemite de esfuerzos 458
bw (m) 025
h (m) 035
d 005
d (m) 029
fc (MPa) 21
Cortante maacuteximo Vu 1-1 (KN) 3595
fVc (KN) 3399
Vs (KN) 327
VultfVc Refuerzo a
cortante
VS gt 4 VC CUMPLE
s arranque (m) db = 38 531
s max 2 068
VS gt 033 x bW x d 13232
VS lt 066 x bW x d 26464
Av min (mm2)-1 24596
Av min (mm2)-2 3030
Fuente Propia
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9194 Disentildeo a torsioacuten
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C1151 [1] de la normativa vigente donde Acp es Aacuterea encerrada por el periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal de concreto y Pcp es el Periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal y para realizar el chequeo se utiliza la siguiente formula
Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1
Tu 357 Knm
Acp 87500 mm2
Pcp 120000
Chequeo Tu 182005228 Knm
Fuente Propia
9195 Calculo de las propiedades y revisioacuten de la seccioacuten de
concreto
Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 X1 0160475 mm
Y1 0260475 mm
Aoh 4179973 mm2
Ao 3552976678 mm2
d 290875 mm
Ph 8419 mm
Fuente Propia
Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto
Vu 3595000 N
Vc 4532052798 N
Ecuacioacuten 11-18 Del Aci 1256291283 Nmm2 273579769 Nmm2
Revisioacuten Cumple Seccioacuten
Fuente Propia
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9196 Refuerzos
Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten
Tn 476 Knm
Ѳ 45 Grados 0617369624
Ats 015949068 mm2mm para 1 rama de estribo
Avs 0026733842 mm2mm para 2 ramas de estribo
Fuente Propia
Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos
2At+Av 0345715203 mm2mm para 1 ramas de estribo
S estribos 38 0411 m
S max permisible 0105 m
Fuente Propia
Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten Al 1342752036 mm2
Min Al 2667001698 mm2
Fuente Propia
9197 Calculo de deflexiones para la viga con la mayor luz
Viga 025 X 035 Deflexioacuten 0002 M Deflexioacuten Permitida 0017833333 M
Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1
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9110 Columnas
91101 Revisioacuten de refuerzo de columnas elemento con el mayor
momento
Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas
91102 Flexioacuten y carga axial
Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas
Fy (MPa) 420
Es (Gpa) 200
fc (Mpa) 21
Ec (Gpa) 2154
d 030
Ndeg Barras 10
b (m) 035
h (m) 035
r (m) 004
a 014
A 00002
Lu (m) 365
k 1
r 0105
Mu sup (KNm) 2733
Mu inf (KNm) 2531
Pu (KN) 12307
Vu (KN) 145
Cm 060
Ig (m4) 00013
Ise (m4) 00001
EI1 (Pa) 2096674615
EI2 (Pa) 8287338453
Pcr 1 6213052808
Pcr 2 2455777882
L1 0601
L2 0603
Pu (KN) 12307
Mu 1526
Mu 2531
09
a= 166695060
b= 14126700
c= 2812222
0002039812
0082705951
As (mm) 122500
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Fuente Propia
91103 Cortante
Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas
s 1 00153
s 2 00060
Asmin (mm2) 4374
s min (m) 38 0592
Ash1 (mm) 1063
Ash2 (mm) 2411
d min (mm) 7
vc Mpa1 0764
vc Mpa2 0764
vc Mpa3 1375
vc Mpa 0764
Vc (KN) 62460
VultVc Ok
vs (KPa) -391512
s (m) d = 38 -0370
Fuente Propia
91104 Refuerzo
Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna
Ref Long
h (m) 365
Asmin 1225
As (mm2) 1791
995 1791
Asmax 4900
Ref Transv Z conf
s(m) 009
L Zconf 06 m
Ref Transv min
s (m) 010
Complemento si
Fuente Propia
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Ver detalles de las columnas en el plano E03 y E01
9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal
Con los datos obtenidos del anaacutelisis estructural se considera dimensionar la placa de fondo o contrapiso por medio de una losa maciza en dos direcciones
Figura 25 Losa maciza en dos direcciones
91111 Dimensionamiento de placa y avaluoacute de cargas
Espesor de placas macizas en dos direcciones sin vigas interiores determinado seguacuten las secciones C13 y C95 [1]
La 30 m
Lb 30 m
a = LbLa 100
Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza
Paneles exteriores sin aacutebacos
eMin sin vigas de borde 010 m
eMin con vigas de borde 009 m
paneles interiores sin aacutebacos 009 m
Paneles exteriores con aacutebacos
eMin sin vigas de borde 009 m
eMin con vigas de borde 008 m
paneles interiores con aacutebacos 008 m
e asumido 010 m
Carga de peso propio de Placas y estructuras encima (KNm2)
Peso propio losa 24 KNm2
Piso y alistado 10 KNm2
Muros eventuales 30 KNm2
D 64 KNm2
Carga viva 18 KNm2
Impacto 10 018 KNm2
L 20 KNm2
wu 838 KNm2
Fuente Propia
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Utilizando el procedimiento de la seccioacuten C139 ldquoLosas en dos direcciones apoyadas sobre muros o vigas riacutegidasrdquo [1] del Reglamento vigente (Meacutetodo de los Coeficientes) se divide el panel en consideracioacuten en cada direccioacuten en franjas Centrales cuyo ancho es la mitad del panel y medias franjas de columnas con un ancho igual a un cuarto del panel
91112 Franjas centrales
Tabla 31 Franjas centrales
Momentos negativos en los bordes (Tabla C139-1)
Caneg 0045
Cbneg 0045
Ma (negativo) 34 KNm
Mb (negativo) 34 KNm
Momentos positivos (Tablas C139-2 Y C139-3)
Ca D positivo 0018
Cb D positivo 0018
Ca L positivo 0027
Cb L positivo 0027
Ma (positivo carga muerta) 10 KNm
Ma (positivo carga viva) 05 KNm
Ma (positivo total) 15 KNm
Mb (positivo carga muerta) 10 KNm
Mb (positivo carga viva) 05 KNm
Mb (positivo total) 15 KNm
Fuente Propia
91113 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior Franja central
Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
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91114 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior Franja central
Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Fuente Propia
91115 Franjas de columnas
Los momentos en los bordes seraacuten 23 de los calculados en la franja central
Momentos negativos La 23 KNm Momentos positivos La 10 KNm Momentos negativos Lb 226
Momentos positivos Lb 101
91116 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior franja de columnas
Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas
Fuente Propia
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91117 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior franja de columnas
Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
91118 Cortante
Para el caacutelculo de las reacciones se utiliza la Tabla C139-4 [1] en donde para m=09 en el caso 2 el 60 de la carga se transmite en la direccioacuten de la luz menor y el 40 en la direccioacuten de la luz mayor
Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso V1 63 KN
V2 63 KN
Vd1 60 KN
Vd2 60 KN
Vu 91 KN
Ф 075 KN
Vc 4674 KN
ФVc 3506 KN
CUMPLE
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Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02)
9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten
Se realiza el disentildeo de dos tipos de zapatas centrales y esquineras ya que el terreno de la edificacioacuten es colindante con una finca las zapatas esquineras fueron disentildeadas con el meacutetodo calavera [16]
91121 Zapata Z-1 central
La zapata Z-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
91122 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
La zapata Z1 se utiliza en los Puntos 1 3 6 7 8 10 11 12 13 14 17 18 19 20 21 22 23 25 26 27 28 30 31 32 33
Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 )
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 936
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 94
Momento (KNm) 2-2 135
Momento (KNm) 3-3 168
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 1226
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN) 000
Carga maacutex horizontal Hu (KN) 1266
Momento (KNm) 2-2 198
Momento (KNm) 3-3 231
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
Concreto de peso normal No liviano 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 )
PS (KN) 936Kn
Peso de zapata (KN) 184Kn
Aacuterea de zapata (m2) 06m2
Zapata rectangular de L (m) 07m
A (m) 160m
B (m) 160m
Espesor t (m) 030m
Recubrimiento r (m) 0075m
d (m) 021m
Prof de cim 13m
Figura 27 Diagrama zapata (Z1)
Fuente Propia
Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0145
ey (m) 018
Relacioacuten exey 12
B recomendado 20
A6 03
B6 03
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 53 KNmsup2
q2 970 KNmsup2
q3 495 KNmsup2
q4 380 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 23 KNmsup2
q2 1273 KNmsup2
q3 607 KNmsup2
q4 495 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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91123 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1
Cortante Bidireccional Z1
Ancho de pedestal b c 035 m
Largo de pedestal l c 035 m
Lcd 2 11
V (d2) 867 Knm2
Vu (d2) 2380 Kn
Beta 10
Bo 22 m
065
Vc1 7146 Kn
Vc2 6687
Vc3 4624
Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1
Direccioacuten Larga
Lcd 04
V(d) 949
Vu(d) 714
φ 075
φc= 1963 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 04
V(d) 949 Knm2
Vu(d) 714 Kn
φ 075
φc= 1963 Kn
Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 16
B (m) 16
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
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Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 45 Resistencia al aplastamiento
Z1
Resistencia al aplastamiento
Pu 1226
φ 065
A1 012
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 24
raiacutez(A2A1) 44
Phi Pnb 28426 Kn
Fuente Propia
91124 Disentildeo a flexioacuten
Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta
Abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2
Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 02 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000156
Pasumido 000333
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras
90
separacioacuten 018 m 14 c018 en
la direccioacuten corta abajo- Son 9
Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2 Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09 Pmin 00033
Pdisentildeo 00016
Pasumido 00033
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 90
Separacioacuten 018 m 14 c018
en la direccioacuten larga abajo- Son 9
Fuente Propia
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1
Fuente Propia
Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas
de viento en la memoria de calculo del salon comunal)
91125 Zapata esquinera Z-2
La Zapata Z-2 se utiliza en los puntos 2 4 9 15 16 5 29 se realiza el disentildeo de la zapata cuadrada esquinera con vigas aeacutereas siguiendo el fundamento teoacuterico de Joseacute calavera [16] en el cual se supone que la zapata estaacute apoyada sobre Vigas virtuales en voladizo
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 0625 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 7056 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 60
Separacioacuten 028 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 6
Separacioacuten usada 025 m
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Figura 29 Diagrama Zapata Z2
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
El procedimiento mediante el cual se determina las tenciones maacuteximas y miacutenimas es el siguiente
Se fijan las dimensiones de la zapata b h
Se determina el coeficiente de balasto K mediante la ecuacioacuten (1) en donde
f es el factor de correlacioacuten de aspecto de la zapata ecuacioacuten (2) y KL es el
moacutedulo de balasto lineal ecuacioacuten (3)
Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto
Ecuacioacuten (1) Ecuacioacuten (2) Ecuacioacuten (3)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
A continuacioacuten se encuentran las ecuaciones que se utilizan para calcular
la fuerza de traccioacuten T y las tensiones qmax y qmin la placa de la zapata estaacute
sometida a dos momentos maacuteximos que producen tracciones en la cara
superior e inferior
Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2
Ecuacioacuten (4) Ecuacioacuten (5) Ecuacioacuten (6)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
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9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2)
Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 b1 035 m
b2 035 m
P serv 6226 KN
Qa 200 KNm2
Momento 3-3 serv 1353 KNm
Momento 2-2 serv 1682 KNm
Pultimo 822 KN
Momento ultimo 3-3 205 KNm
Momento ultimo 2-2 2546 KNm
Fc 21 MPa
Fy 420 MPa
Columnas Laterales 20
Fuente Propia
Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2
Peso de Zapata 18432 Kn
Amin 040346 m2
B 16 m
L 16 m
Aacuterea Definitiva 256 m2
Espesor t 03 m
Altura de la Vcim h 03 m
Recubrimiento r 0075 m
d (m) 0225 m
Prof de cimentacioacuten 130 m
W 085 m
Fuente Propia
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Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 emax 027
emin 022
B6 027 m
L6 027 m
Moacutedulo de balasto K 05 nmm3
075
Bc (b2b1) 1
Ec 21538106 Mpa
Ic 1250520833 mm4
Kc 0176 nmm3
Ts 30647 Kn
Tu 40463 Kn
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
qsmax 60503 Knm2
qsmin 2537 Knm2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
qumax 69786 Knm2
qumin -6745 Knm2
qum 31520 Knm2
Fuente Propia
Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento
Ancho de columna bc 035 m
Largo de columna Lc 035 m
Vup 68130429 Kn
Bo 093 m
1
up 3273534126 Knm2
v 065
Vc1 9928914006 Knm2
Vc2 1704016323 Knm2
Vc3 1489337101 Knm2
Verificacioacuten CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2
Direccioacuten Larga y Corta
Vud 51693 Kn
ud 143593 Knm2
065
Vc 496446 Knm2 CUMPLE
Fuente Propia
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Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2
Refuerzo Parrilla superior e inferior
q prom 3152 Knm2
Mu 6993 Knm
Mn 7770 Knm
Fy 420 MPa
Fc 21 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d = r + barra 0075 m
d 0225 m
09
P min 00033
P disentildeo 00023
P asumido 00033
As 1188 mm2
Barra No 5
Cantidad de Barras 6
separacioacuten 024 m
15 c024 en la direccioacuten Corta y Larga Abajo - Son 6
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en el plano E01 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de los dos tipos de zapatas que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten
Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten
b 035
h 035
d 0275
Fc 21
Fy 420
C o T 6165 Kn
Tu 4046319494 Kn
Asreq 1070454893 mm2
Asmin 317625 mm2
Asdis 317625 mm2
Barras No 5
Cantidad 2
Fuente Propia
Tabla 58 Disentildeo de viga virtual b 03
h 03
d 0225
Fc 21
Fy 420
Mp 4303573333
P 0007389068
Asreq 4987620775 mm2
Asmin 22275 mm2
Asdis 4987620775 mm2
Barras No 5
Cantidad 3
Fuente Propia
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Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014)
A1 (m2) 01225
065
t (m) 03
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 (m2) 09025
raiz(A2A1) 27143
Factor 2
F aplastamiento (KN) 28426125
Fu (KN) 822
Fu lt F aplastamiento CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 60 Altura miacutenima de desplante
Put (KN) 0
B (m) 16
L (m) 16
sad (KNm2) 200
g (KNm3) 18
qu (KNm2) 0
FS 2 2
z (m) 0
Df (m) 130
Fuente Propia
Figura 31 Diagrama Viga Virtual
Ver cargas de servicio y Reacciones de servicio en la memoria de caacutelculo del saloacuten comunal
9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten
91151 CAacuteLCULO viga cimentacioacuten estructura de concreto - VC1
En el cortante maacuteximo se utiliza el 10 de la carga de la cimentacioacuten
Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1
Viga de Cimentacioacuten tipo 1 VC-1 30x30
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 1226
Momento Mu (KNm) 693
C oacute T (KN) 920
As min (mmsup2) 1103
Densidad del suelo (KNm3) 18
Profundidad de cimentacioacuten (m) 10
Wu o subpresioacuten (KNm) 378
Luz de viga (m) 413
Hmin (L30) 021
fy (Mpa) 420
fc (MPa) 21
Concreto de peso normal) 10
Fuente Propia
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91152 Disentildeo de cortante
Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1
bw (m) 030 bw gt 03h oacute 250mm
Espesor h (m) 030 Espesor
d 007 Recubrimiento
d (m) 022
fc (MPa) 21 Resistencia del concreto miacutenima
Vu 1-1 (KN) 2007
Vc (KN) 3659
Vs (KN) -1652 VS gt 05 Vc Si Vs mayor que 12 de Vc Ref cortante
VultVc CUMPLE Criterio para refuerzo de cortante
v u - v c (KN) -24625
s (m) db = 38 -057 Separacioacuten miacutenima Z C= -057 lt 030m
s (m) db = 14 -011
VS gt 033 x bW x d 13610 Espaciamiento maacuteximo es d4
VS lt 066 x bW x d 27220 Cumple
Av min (mm2)-1 -11469
Av min (mm2)-2 -14128
Fuente Propia
91153 disentildeo de momentos
Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del
slaon comunal) bw (m) 030
d (m) 022
As min (mm2)-1 18302
As min (mm2)-2 22365
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en los planos E01 y E02 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de las vigas de cimentacioacuten con sus respectivos despieces que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros
Se disentildea la loza maciza en donde va a estar ubicada el tanque elevado que tambieacuten serviraacute de zona de mantenimiento para la cubierta
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Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L
DATOS
Luz 36 m
Fc 21000 Knm2
Fy 420000 Knm2
D 44 Knm2
L 10 Knm2
DIMENSIONES
H placa L20 018
H asumido 015
Recubrimiento 003
Barras Numero 4
db 00127
d 01137
disentildeo para un ancho de 1 m
b 1m
CARGAS
D 44 Knm2
L 10 Knm2
Wu 2128 Knm2
Mu 344736 Knm
CUANTIA
φ 09
Rn max 8925
Rn 2965549985
P cuantiacutea 0007771349
Pmin 00033
Fuente Propia
91161 Refuerzo
Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L
Ref principal
As M2m 0000883214
As mm2m 883213864
Espaciamiento max 045 m C765
Acero suministrado
Barras No4
Aacuterea barra cu 129
Cantidad 7
Espaciamiento 014
Acero suministrado 903 OK
Fuente Propia
Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L
REFUERZO PRINCIPAL
Barra Diaacutemetro Aacuterea Cantidad Espaciamiento
No3 95 71 1243963189 008
No4 127 129 6846619101 014
No5 159 199 4438260623 022
No6 191 284 3109907972 032
No7 222 387 2282206367 043
No8 254 510 173179189 057
Fuente Propia
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Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05)
91162 Calculo de deflexiones losa maciza e=15cm
Posterior al disentildeo de la losa se realizoacute la verificacioacuten de la deflexioacuten maacutexima para que no superara lo permitido por la norma [1] asiacute como se muestra a continuacioacuten
Tabla 67 Solicitaciones
SOLICITACIONES
D 44 KNm2
L 10 KNm2
LUZ 36 m
e 015 m
Fc 21000 KNm2
Fy 420000 KNm2
Ec 2153810577 KNm2
Es 200000000 KNm2
deflexioacuten 0003610345
Ig 000028125
deflexioacuten maacutexima permitida 001
Fuente Propia Una vez calculada la deflexioacuten de la losa se obtuvo un valor de 000361 y siendo
l360=001 nuestra deflexioacuten maacutexima permitida por la norma seguacuten tabla C95
(b) Se cumple este requisito (ver detalles en los planos)
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9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Se realizoacute el disentildeo de la mamposteriacutea NO estructural teniendo en cuenta las siguientes condiciones por la ubicacioacuten del proyecto
Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Ubicacioacuten Villavicencio Meta
Aa 035
Av 03
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Uso residencial
Grupo de uso II
Coeficiente de importancia I 11
Perfil del suelo Tipo c
Fa 105
Fv 15
Grado de desempentildeo del elemento no estructural BUENO
T 017 seg
Fuente Propia Tomando en cuenta lo establecido en la norma se determinoacute que en el caso del saloacuten comunal son muros divisorios con las siguientes caracteriacutesticas encontradas en la tabla A95-1 [1] muros divisorios de con coeficiente de aplicacioacuten dinaacutemica ap = 10 grado de desempentildeo bueno y tipo de amarres y anclajes No duacutectiles
Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales
ap 1
Tipo de anclaje No duacutectil
Rp especiales 6
Rp duacutectiles 3
Rp no duacutectiles 15
Rp huacutemedos 05
Hn 600 m
Heq 45 m
Hx 4
Sa 101
As 040
ax 094325
Fuente Propia Definidas las caracteriacutesticas de la mamposteriacutea no estructural se procedioacute al caacutelculo de la fuerza siacutesmica de disentildeo y con esto se realizoacute el disentildeo correspondiente
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Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural
L Muro 585 m
H Muro 3 m
Peso muro 3159 Ton
Fp 099324225
Limite 0552825
Fp asumida 099324225 Ton
Momento PXL4 099324225 Tonm
Cortante 0496621125 Ton
Fuente Propia
91171 Dovelas
Se emplearaacuten dovelas de 15x15cm como se muestra a continuacioacuten
Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas
Revisioacuten de la flexioacuten
Fc 210 Kgcm2
Fy 4200 Kgcm2
c 75 cm4
I 421875 cm4
Ф 09
Fr 2608447814 Kgfcm2
M 1467251896 Kgfcm
M 014672519 Tonm
Numero de dovelas
6 Und
Separacioacuten 097 m
Revisioacuten del cortante
Barra 12
Aacuterea 129 cm2
Diaacutemetro 127 cm
M 99324225 Kgfcm
Inercia 0127698501 cm4
c 0635 cm
ά 4200 Kgfcm2
V 1689240009 Kgf
V 0168924001 Ton
Vtotal 1013544005 Ton
Vu 0496621125 Ton
Fuente Propia Una vez verificados todos los paraacutemetros se comprueba que cumplen con lo exigido con la normativa (Ver detalles constructivos en plano E05)
9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente
Se realizoacute el disentildeo de las correas metaacutelicas para la cubierta teniendo en cuenta lo siguiente
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91181 Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500
Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 b 50 mm ancho del elemento
h 150 mm altura del elemento
e 3 mm
E 200000 Mpa moacutedulo de elasticidad
Fy 350 Mpa esfuerzo liacutemite de fluencia
A 1141 mm2 Aacuterea del elemento
Zx 51430 mm3 Coeficiente momento plaacutestico
Zy 23490 mm3
Sx 39810 mm3
Sy 21060 mm3 Coeficiente momento elaacutestico
lx 2985500 mm4 Inercia en el eje deacutebil del elemento
ly 526500 mm4
rx 512 mm Radio de giro en el eje x
ry 215 mm Radio de giro en el eje y
J 1508000 mm4 Constante torsional
09 Coeficiente para elementos sometidos a flexioacuten
rts 3450560744 mm
Ho 144
L 415 m
Fuente Propia
Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm
Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm
Mactuante 332
Pendiente cub gt 15deg
Mx(Knm) 3206873743
My(Knm) 085927923
Fuente Propia
Ya asignada la seccioacuten que se usara se realizan las correspondientes revisiones para asegurar que cumple con todo lo requerido por la normativa
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Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm
Fuente Propia
Revisando la resistencia a momento de la correa con la anterior ecuacioacuten obtenemos 0314078686 este valor es inferior a 1 Por lo tanto cumple con lo requerido con la normativa al igual que los chequeos del liacutemite de la aleta y el alma (ver detalles en planos E03 y E04)
9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales
91191 Cercha cubierta
Es necesaria una cercha en la cubierta del saloacuten comunal debido a las grandes luces entre columnas ya que se requeriacutea espacios amplios donde se puedan reunir las personas en los eventos que se organicen en la edificacioacuten La cercha se encarga de soportar los elementos principales de la cubierta trabaja especialmente para las cargas verticales por ende no se ve muy afectada por las cargas siacutesmicas a la que esteacute sometida la estructura A continuacioacuten se presentan la condicioacuten maacutes criacutetica para la cercha donde se muestra el iacutendice de sobreesfuerzo de cada elemento estructural mediante una gama de colores si el elemento presenta falla en la imagen se evidencia que no hay ninguacuten elemento que este fallando o con sobreesfuerzo (ver detalles en planos)
Figura 34 modelo cercha
Descripcioacuten Tubo rectangular 150x50x3mm
Chequeo btf(Aleta) 1466666667
Chequeo Htw (Alma) 48
Limite Nsr-10 (Aleta) 2677312085
Limite Nsr-10 (Alma) 5784906469
CompactaNocompacto (Alma) Compacto
CompactaNo compacto (Aletas) Compacto
mnx 1620045 Knm
mny 739935 Knm
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92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO
921 Generalidades
Tabla 75 Generalidades Polideportivo
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 88275
Aacuterea construida 1er piso (m2) 88275
Sistema estructural
Poacuterticos en concreto reforzado resistentes a momento
Peacutendulo invertido
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos No
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
20
Fuente Propia
9211 Descripcioacuten del proyecto Polideportivo
El proyecto contempla la revisioacuten del disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple siguiendo las especificaciones del documento del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo [1] con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado - peacutendulo invertido la estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas con una cubierta liviana a dos aguas desarrollada en estructura metaacutelica a base de cerchas espaciales que soportan correas tubulares de laacutemina delgada Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 35 ver memoria de calculo
922 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar la revisioacuten del disentildeo de este proyecto se
basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO
DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL
REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios
geoteacutecnicos) y analizar el disentildeo arquitectoacutenico propuesto por el DNP y aprobado
por Coldeportes para ver si se ajusta al aacuterea y especificaciones del terreno se
debe realizar la revisioacuten del disentildeo estructural para lo cual se siguen los pasos de
la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para edificaciones nuevas y
existentesrdquo
Teniendo en cuenta el documento base del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo
[1] se obtiene los paraacutemetros de la estructura predimensionamiento y
sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de estructura en un programa de elementos finitos para
determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
923 Cargas
A continuacioacuten se describen los tipos de cargas que se deben tener en cuenta para este tipo de estructura
Carga Muerta
La carga muerta corresponde al peso propio de la estructura y peso de los demaacutes elementos que permanecen fijos durante la vida uacutetil
Carga Viva
La carga viva corresponde a cargas gravitacionales que pueden variar durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras y tienen naturaleza variable se debe considerarse en el disentildeo la existencia de las mismas para determinar las condiciones de disentildeo criacuteticas
9231 Caacutelculo de la carga siacutesmica
Para calcular el peso que inercialmente contribuye al efecto siacutesmico se consideran los pesos de la estructura desde la placa de cimentacioacuten hacia arriba es decir vigas columnas placas y demaacutes
Cargas de viento
Cada estructura estaacute sometida a acciones de viento estas cargas variacutean con respecto a la ubicacioacuten geograacutefica la altura sobre el nivel del terreno el terreno y algunos otros factores Las cargas suelen ser importantes que las cargas siacutesmicas en estructuras con gran altitud
9232 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
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W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
9233 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP
09D+09PP+10Ex+03Ey
09D+09PP+10Ex-03Ey
09D+09PP+10Ey+03Ex
09D+09PP+10Ey-03Ex
09D+09PP+16Wx
09D+09PP+16W(-x)
09D+09PP+16Wy
09D+09PP+16W(-y)
09D+09PP-10Ex+03Ey
09D+09PP-10Ex-03Ey
09D+09PP-10Ey+03Ex
09D+09PP-10Ey-03Ex
12D+12PP+10Ex+03Ey+10L
12D+12PP+10Ex-03Ey+10L
12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L
12D+12PP+16L+05Lr
12D+12PP+16Lr+08Wx
12D+12PP+16Lr+08W(-x)
12D+12PP+16Lr+08Wy
12D+12PP+16Lr+08W(-y)
12D+12PP+16Lr+10L
12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wx+10L+05Lr
12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wy+10L+05Lr
12D+12PP-10Ex+03Ey+10L
12D+12PP-10Ex-03Ey+10L
12D+12PP-10Ey+03Ex+10L
12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9234 Combinaciones de carga para condiciones de servicio D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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924 Carga Muerta y viva
Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS TEJA ALUZINC + ANCLAJES 015 Knm2
LUMINARIAS 18 Kn
CARGAS VIVAS
CANCHA MULTIJUEGO 2 KNm2
CUBIERTA LIVIANA 05 KNm2
Fuente Propia
925 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del Polideportivo (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva
Tabla 78 Peso Polideportivo
caacutelculo del peso edificacioacuten polideportivo
MUROS VIGAS Y PLACA
JOINT F1 F2 F3 M1 M2 M3
111 78486 577 127066 -107534 4668895 -5807
113 -78477 5769 127067 -107523 -4668425 5819
559 85765 -06 154782 14039 5019147 -07335
561 -85773 -06 154779 14039 -5019667 07378
671 85839 0563 154809 -12767 5023079 07215
673 -85847 0563 154806 -12763 -5023578 -07254
783 78396 -5734 127049 107367 4663685 59208
785 -78388 -5733 12705 10737 -4663244 -59322
Peso Total 112741 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9251 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 36 Espectro de disentildeo
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Por medio del programa de elementos finitos ETABS calculamos el centro de masa que se puede observar en la siguiente tabla
Piso X Y ex ey
1 132579 100245 005 005
En donde
X y Y son las coordenadas del centro de masa seguacuten los ejes
ex porcentaje de torsioacuten en el piso en X y ey Porcentaje de torsioacuten en el
piso en Y (excentricidad accidental)
9252 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea INCOMPATIBILIDADES
= 100 Irregularidad en planta Ver
anexo A12 [1] Sin irregularidad
= 100 Irregularidades en Altura Sin irregularidad
= 100 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] Sin irregularidad
DES
1 = 0143
9253 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura los valores Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Ilustracioacuten 2 ecuacioacuten periacuteodo fundamental de la edificacioacuten
Fuente ilustracioacuten (A42-1) NSR 10
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Ilustracioacuten 3 ecuacioacuten definida en A43-3 de la
NSR 10
Piso Peso (KN) hx hi Fi (KN) di (m) mdi^2 Fi di T (s) F (Hz)
1 112741 600 113939 00081 00074 91732 018 559
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 82 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 6
Ta = Ct hα 024
Tlt CuTa Verificacioacuten
018 lt 024 CUMPLE
Fuente Propia
9254 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
K 100 Para T menor o igual a 05 segundos k = 10 (A432)
Cvx 100
Tabla 83 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 112741 113939 113939
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926 Cargas de viento
Tabla 84 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 60 m Altura alero
h c 90 m Altura cumbrera
h m 75 m Altura media
L 330 m longitud estructura
B 268 m profundidad estructura
α 150 grados pendiente de techo
A techo 8828 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
9261 Fuerza de viento procedimiento analiacutetico
Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
Tabla 85 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
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Tabla 86 Datos para calculo Factor raacutefaga FACTOR DE RAFAGA G O Gf
Para estructuras riacutegidas el factor de efecto de raacutefaga
085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
ɛ 0333 Tabla B65-2
l 975 Tabla B65-2
zmin 90 m Tabla B65-2
Lz 94135215 Longitud integral a escala
Bx 72 m Longitud edificio
By 142 m Ancho edificio
h 48 m Altura media edificacioacuten
Qx 09248 Respuesta del entorno
Qy 09032 Respuesta del entorno
c 03 Tabla B65-2
Iz 03053 Intensidad de la turbulencia
gQ = gv 34 B658 NSR-2010
Gx 0875258244 Factor de efecto raacutefaga
Gy 0863533629 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2
9262 Carga de viento para tejas y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 3 3 gt 05
Para determinar las presiones netas de las correas se utiliza la figura B65-16B [1] y el Angulo de la cubierta del polideportivo es de 15deg
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Tabla 87 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Separacioacuten correas 20 m
Luz correas 90 m
A aferente teja 30 m Ancho efectivo teja
A ef correa 270 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
correas 17 -17
Edificios bajos lt18m
P presioacuten correa 09 KNm2
P succioacuten correa -09 KNm2
Fuente Propia
927 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del polideportivo
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
928 Derivas
En la siguiente Tabla se resumen las derivas obtenidas en las direcciones X y Y Las
derivas maacuteximas son de 0109( ver memoria de calculo) Por lo tanto la estructura
cumple con el criterio de deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1]
929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas
Se realiza la verificacioacuten del disentildeo del DNP placa deportiva para zona de amenaza siacutesmica alta de las vigas aeacutereas con dimensiones 03x06m vigas de cimentacioacuten de 03x045m columnas de 06x07m y cubierta mediante un modelo digital elaborado en el software de elementos finitos ETABS y SAP 2000 el disentildeo
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de esta estructura se realiza en concreto reforzado aporticada unida por medio de cerchas metaacutelica y correas Como se puede observar en las siguientes imaacutegenes la disposicioacuten de las vigas y las columnas del polideportivo cumple con la normativa vigente [17] se ingresan la carga de sismo carga muerta y la carga de viento como se muestra en las siguientes imaacutegenes en donde las vigas y las columnas requieren una cuantiacutea mayor a la cuantiacutea miacutenima de disentildeo sin embargo no sobrepasa la cuantiacutea maacutexima permitida
Figura 37 Columna C-01 Fuente Planos estructurales (plano E 005) DNP [1]
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Figura 38 Viga V-01
Fuente Planos estructurales (plano E 006) DNP [1]
Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01
Fuente Planos estructurales (plano E 003) DNP [1]
En la siguiente imagen se evidencia la asignacioacuten de la pseudo aceleracioacuten para elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia siacutesmica
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Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo
Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta
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Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica
Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento
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Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas
Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica
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9210 Disentildeo de la cimentacioacuten
92101 Zapata ZP-1 central
La zapata ZP-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
Tabla 88 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Cargas de Servicio
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 1560
Carga vigas de cimentacion 117
Carga pedestal 106
Carga Total servicio 45535
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 653
Momento (KNm) 2-2 558
Momento (KNm) 3-3 3893
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 3232
Momento (KNm) 2-2 773
Momento (KNm) 3-3 5550
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
l 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 89 Pre-Dimensionamiento Zapata Central
PS (KN) 4659 Kn
Peso de zapata (KN) 1560 Kn
Aacuterea de zapata (m2) 31 m2
Zapata rectangular de L (m) 18 m
A (m) 38 m
B (m) 38 m
Espesor t (m) 045 m
Recubrimiento r (m) 0075 m
d (m) 036 m
Prof de cim 15 m
Figura 46 Diagrama zapata ZP-1
Fuente Propia
Tabla 90 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0626
ey (m) 036
Relacioacuten exey 18
B recomendado 67
A6 06
B6 06
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 05 KNmsup2
q2 856 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 -568 KNmsup2
q2 1232 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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Tabla 91 Verificaciones de la zapata ZP-1
Tabla 92 Verificacioacuten de cortante Bidireccional
Figura 47 Dimensiones de la zapata
Cortante Bidireccional ZP-1
Ancho de pedestal b c 060 m
Largo de pedestal l c 070 m
Lcd 2 24
V (d2) 559 Knm2
Vu (d2) 12102 Kn
Beta 12
Bo 40 m
065
Vc1 19990 Kn
Vc2 20008
Vc3 14296
Tabla 93 Direccioacuten larga y corta ZP-1
Direccioacuten Larga
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Tabla 94 Altura miacutenima de desplante ZP-1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 38
B (m) 38
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
Tabla 95 Longitud de desarrollo ZP-1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 96 Resistencia al aplastamiento
ZP-1
Resistencia al aplastamiento
Pu 3232
φ 065
A1 042
Inclinacioacuten 1V-2H 09
A2 63
raiacutez(A2A1) 39
Phi Pnb 97461 Kn
Fuente Propia
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92102 Disentildeo a flexioacuten
Para determinar el aacuterea del acero se utiliza la siguiente ecuacioacuten
Tabla 97 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3840 knm
Mn 4267 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 04 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000212
Pasumido 000333
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras
230
separacioacuten 016 m 15 c016 en la direccioacuten corta
abajo- Son 23
Tabla 98 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3651 knm
Mn 4056 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 00020
Pasumido 00033
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras 23
Separacioacuten 016 m 15 c016
en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Fuente Propia
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Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Fuente Propia
Figura 48 esquema Zapata ZP-1
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 1600 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 28728 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 230
Separacioacuten 016 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Separacioacuten usada 025 m
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO
101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL
PROPUESTA DE DISENtildeO ESTRUCTURAL DE UN SALON COMUNAL Y DE UN
POLIDEPORTIVO TIPO CANCHA MUacuteLTIPLE UBICADOS EN EL BARRIO VILLA JULIANA DE LA CIUDAD DE VILLAVICENCIO
PROYECTO
CONSTRUCCION DE SALON COMUNAL EN EL BARRIO VILLAJULIANA EN VILLAVICENCIO - META
LOCALIZACIOacuteN EDIFICACION AacuteREA M2
BARRIO VILLA JULIANA VILLAVICENCIO - META
SALON COMUNAL 38482
IacuteTEM DESCRIPCIOacuteN UND CANT VALOR UNIT
V TOTAL
1 PRELIMINARES
11 Descapote manual incluye retiro M2 38691 $ 685800 $ 265339449
12 localizacioacuten y replanteo arquitectura (incluye cartera y planos)
M2 38691 $ 367400 $ 142148897
VALOR PRELIMINARES $ 407488346
2 RELLENOS
21 Relleno material tamantildeo maacuteximo 2 compactacioacuten manual
M3 468 $ 6163900 $ 288470520
VALOR RELLENOS $ 288470520
3 EXCAVACIONES
31 Excavaciones secas en conglomerado manual incluye retiro
M3 11672 $ 4158100 $ 485318047
VALOR EXCAVACION $ 485318047
4 CIMENTACIOacuteN
41 Zapata de cimentacioacuten de concreto armado
M3 245760 $ 39333071 $ 966649553
42 Viga de cimentacioacuten concreto de 3000 psi
ML 24291 $ 6304600 $ 1531450386
VALOR CIMENTACION $ 2498099939
5 ESTRUCTURAS EN CONCRETO
51 Columnas 3535 de concreto de 3000 psi
ML 16640 $ 1478500 $ 246022400
52 Viga aeacuterea 2535 (3000psi) ML 18513 $ 4624600 $ 856152198
53 PLACA CONCRETO TANQUE (3000psi) E=15cm
M2 3549 $ 18607800 $ 660316391
VALOR ESTRUCUTRAS EN
CONCRETO $ 1762490989
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6 APARATOS SANITARIOS
61 Combo sanitario lavamanos e incrustaciones
UND 1300 $ 29406500 $ 382284500
62 Conjunto ducha y registro grival UND 500 $ 9370800 $ 46854000
63 Orinal de porcelana sanitaria UND 700 $ 49165072 $ 344155504
64 Tanque agua 500LT PVC incl conexioacuten 34 - 12
UND 100 $ 51632800 $ 51632800
VALOR PRELIMINARES $ 824926804
7 PISOS
71 Placa de contra piso E=12cm (3000psi)
M2 36032 $ 3343700 $ 1204801984
VALOR PRELIMINARES $ 1204801984
8 MAMPOSTERIA
81 Muros cara vista (bloque No5) M2 41320 $ 2935877 $ 1213109514
VALOR RELLENOS $ 1213109514
9 ESTRUCTURA METALICA
91 Correa metaacutelica en tubo rectangular 100x50x300 mm
Kg 144586 $ 377300 $ 545523733
92 Estructura metaacutelica ligera autoportante
M2 9117 $ 4134539 $ 376945921
VALOR RELLENOS $ 545523733
10 CUBIERTA
101 TEJA METALICA TERMOACUSTICA TIPO TECHOLINE
M2 32787 $ 4073500 $ 1335578445
VALOR PRELIMINARES $ 1335578445
VALOR COSTO DIRECTO $ 10565808321
ADMINISTRACION (18) $ 1901845498
IMPREVISTOS (1) $ 105658083
UTILIDAD (6) $ 633948499
VALOR TOTAL COSTOS INDIRECTOS $ 2641452080
VALOR TOTAL PROYECTO $ 13678442801
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102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA
PRESUPUESTO PLACA POLIDEPORTIVA CUBIERTA
Iacutetem Descripcioacuten UND CANT VALOR UNIT V TOTAL
1 Realizar obras preliminares
11 Localizacioacuten y replanteo msup2 928 $1707 $1584096
$1584096
2 Construir la cimentacioacuten
21 Descapote a maacutequina nivel 000 (inc retiro) e=30 cm
m3 278 $33350 $9284640
22 Conformacioacuten del terreno msup2 928 $7802 $7240256
23 Excavacioacuten manual (inc Retiro de sobrantes)
msup3 204 $42646 $8685396
24 Concreto de limpieza e= 005 m
msup2 167 $14493 $2415403
25 Concreto cicloacutepeo 210 kgcmsup2 (3000 psi) 6040
msup3 8 $303516 $2276370
26 Zapatas concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 51 $343101 $17369488
27 Vigas de cimentacioacuten en concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 13 $386306 $5159793
28 Micropilotes d= 030 m para malla contraimpacto
m 24 $62420 $1485596
29 Cantildeuela en concreto 175 kgcmsup2 (2500 psi)
m 64 $19859 $1270976
210 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi) para cimentacioacuten
kg 4064 $3020 $12272647
$67460565
3 Construir las estructuras en concreto y metaacutelicas
31 Columnas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 26 $673473 $17537237
32 Vigas aeacutereas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 9 $756198 $6860228
33 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 ( 60000 psi) para estructura
kg 10184 $3020 $30756671
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34
Cercha en celosiacutea seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas contravientos tensores soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8352 $8843 $73859841
35
Correas tipo PHR 305x80x20mm incluye suministro e instalacion anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8222 $8843 $72711081
36
Malla contra impacto seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas tensores soldadura pintura anticorrosiva de esmalte (2 manos)
msup2 150 $183314 $27497100
37
Porteriacutea muacuteltiple fija incluye malla 100 nylon color negra entrelazada y pintura en esmalte tres manos (Incluye suministro e instalacioacuten)
un 2 $2552000 $5104000
38
Suministro e instalacioacuten parales de voleibol (incluye parales 3 en tuberiacutea con malla 100 nylon y pintura en esmalte en la estructura metaacutelica
juego 1 $353800 $353800
$234679958
4 Instalar las redes hidrosanitarias
41 Accesorios
411 Bajantes en tuberiacutea PVC aguas lluvias D4
m 55 $30703 $1682524
412 Tragantes de cuacutepulas plaacutesticas 5x4
un 8 $15097 $120776
413 Tuberiacutea PVC corrugada 160 mm incluye accesorios excavacioacuten y relleno
m 24 $42185 $1012440
42 Cajas de inspeccioacuten y filtro
421 Caja de inspeccioacuten hmax=100 m de 60 cm x 60 cm
un 2 $495027 $990054
$3805794
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5 Instalar las redes eleacutectricas y afines
51 Salidas
511
Salida para laacutempara en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 12 $97493 $1169916
512
Derivacioacuten de luminaria desde salida eleacutectrica en cable encauchetado 3x16 awg con clavija aeacuterea con polo a tierra y cable encauchetado 3x16 awg desde luminaria con toma aeacuterea
un 12 $30200 $362400
513
Salida para toma monofaacutesica doble con polo a tierra para red normal en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 2 $73387 $146774
514 Salida para pulsador remoto de telerruptor en tubo conduit emt de 34 y cable 2x18 awg
un 4 $91747 $366988
52 Tableros y protecciones
521
Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 1x15 1x20 o 1x30 amperios
un 1 $22982 $22982
522 Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 2x20 o 2x30 amperios
un 4 $44982 $179928
523
Suministro montaje y conexioacuten de tablero minipragma de 12 circuitos para ubicar telerruptores
un 1 $301773 $301773
524
Suministro montaje y conexioacuten en caja minipragma de telerruptor bipolar de 16 amperios
un 4 $256157 $1024628
53 Acometidas y ductos
531
Suministro y tendido de acometida bifaacutesica en conductores 2 No8+1 No8+1 No 10 por tubo
m 54 $18631 $1006074
54 Luminarias
541
Suministro montaje y conexioacuten de laacutempara metal 400 w - 220 v by 150p 1xhp1-p400w-bu sgr p-wb+by150gr +
un 12 $431929 $5183148
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gc completa
55 Varios
551
Suministro y montaje de caja de paso metaacutelica de 10 cm x 10 cm para la iluminacioacuten de la cancha
un 4 $23989 $95956
552 Construccioacuten de caja en mamposteriacutea tipo alumbrado puacuteblico de 60 cm x 60 cm
un 1 $380682 $380682
56 Sistema de apantallamiento y puesta a tierra
561
Construccioacuten de caja de paso en mamposteriacutea de 30 cm x 30 cm para medicioacuten y mantenimiento del sistema de tierra y apantallamiento
un 4 $446980 $1787920
562
Suministro e hincada de varilla de cobre de 244 m x 58 para aterrizar la infraestructura de apantallamiento y la malla de puesta a tierra
un 5 $147211 $736055
563
Suministro y tendido de cable de cobre No 8 para polo a tierra incluye tubo PVC de 34
m 6 $29479 $176874
564
Suministro y tendido de cable de cobre No 20 desnudo para configurar sistema de apantallamiento malla a tierra y equipotenciar
m 248 $36339 $9012072
565 Suministro y colocacioacuten de barra captora para sistema apantallamiento
un 25 $137519 $3437975
566
Suministro y armado de soldadura tipo cadweld 120 g para empalmes del sistema de apantallamiento y puestas a tierra
un 34 $65134 $2214556
$27606701
6 Construir la placa
61 Relleno de material recebo compactado
msup3 205 $56472 $11556927
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62 Malla electrosoldada kg 3269 $3041 $9940592
63 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea deportiva
msup2 898 $56561 $50769154
64 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea perimetral
msup2 87 $51495 $4462145
$76728817
7 Construir las cubiertas e impermeabilizaciones
71
Teja arquitectoacutenica curva calibre 28 termoacuacutestica con acabado galvanizado con recubrimiento de zinc g60 (180 gm2)
msup2 908 $134237 $121892565
72
Canal en laacutemina galvanizada cal 20 desarrollo lt200lt=250 mm incluye soporte yo anclajes pintura wash primer anticorrosivo y pintura y esmalte para intemperie
m 66 $106072 $6979538
$128872103
8 Construir las graderiacuteas
81 Mamposteriacutea en bloque Ndeg 5 de arcilla
msup2 88 $33460 $2954009
82 Viga de confinamiento de 012 m x 012 m fc = 210 kgcmsup2 (3000 psi) para muros
m 0 $47734 $0
83 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi)
kg 242 $3020 $730057
84 Grafiles de acero 4 mm kg 62 $2704 $167105
85 Graderiacutea en concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 4 $839091 $3685288
86
Baranda graderiacutea seguacuten disentildeo incluye anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte
m 16 $175857 $2743369
87 Pantildeete liso interior impermeabilizado 14 incluye filos y dilataciones
msup2 0 $13633 $0
$10279829
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9 Pintar y demarcar elementos
91
Demarcacioacuten cancha de microfuacutetbol baloncesto y voleibol con pintura de traacutefico alto ancho 10 cm de acuerdo a los colores reglamentarios y al disentildeo
m 380 $5055 $1920900
$1920900
10 Dotar la placa polideportiva cubierta
101 Dotacioacuten deportiva de la placa polideportiva
glb 1 $4275000 $4275000
$4275000
Costo directo $ 557213764
Administracioacuten 18 $100298477
Imprevistos 1 $5572138
Utilidad 6 $33432826
Subtotal AIU 25 $139303441
Valor total del proyecto $696517205
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11 RESULTADOS E IMPACTOS
111 RESULTADOS ESPERADOS
Tabla 100 Tabla de resultados
Resultado Indicador Ndeg de documentos Objetivo Relacionado
Propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo y planos
1 Objetivo especiacutefico 1 2 y 3
Elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
1 Objetivo 4
Presupuesto de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
1 Objetivo 5
Fuente Propia
112 IMPACTOS Los impactos maacutes relevantes son en el aspecto social el aumento de la infraestructura con fines recreativos y comunitarios beneficia a la comunidad aumentando la praacutectica deportiva y el mejor aprovechamiento del tiempo libre el incentivo de poder desarrollar deportes en un lugar adecuado para la praacutectica y con dotacioacuten podriacutea disminuir el iacutendice de sedentarismo consumo de sustancias sicoactivas y obesidad ademaacutes de promover el comercio en el aacuterea
Tabla 101 Impactos
Fuente Propia
Aspecto Impacto Supuesto Plazo
Social Aumentar el iacutendice de la praacutectica deportiva en la comunidad
Infraestructura recreativa
Corto
Social
Mejor aprovechamiento del tiempo libre y disminuir el sedentarismo en la comunidad
Incentivar la praacutectica deportiva en el barrio
Mediano
Ambiental Mejoramiento del desarrollo socio ambiental
Respeto por las normativas ambientales
largo
Econoacutemico
Aumento de desarrollo socioeconoacutemico del barrio en las zonas aledantildeas al proyecto
Aumento de la infraestructura del
barrio Mediano
Teacutecnico Aporte en materia de propuestas de disentildeo
Disentildeo sismo resistente presupuesto
Mediano
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12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS
121 CONCLUSIONES
El disentildeo del saloacuten comunal y el polideportivo se realizoacute para satisfacer las
necesidades de la comunidad aprovechando el terreno dispuesto en el barrio villa Juliana destinado para actividades comunitarias equipamiento y actividades recreativas
Es necesario contar con espacios adecuados para realizar las actividades deportivas y de la comunidad en general esto conlleva a una mejor calidad de vida de los habitantes del barrio Villa Juliana y un mejor desarrollo social
Se optoacute por conservar el disentildeo de la placa deportiva tipo del DNP pues
este cumple con todas las especificaciones requeridas por COL JUEGOS ya que el terreno es lo suficientemente grande para que se pueda construir el proyecto en general al mantener el disentildeo original se realizoacute una verificacioacuten de la estructura mixta del poacutertico en concreto con celosiacutea metaacutelica donde se comprobaron que los iacutendices de sobre esfuerzo estuvieran en el rango adecuado de acuerdo con las condiciones del terreno y de la ubicacioacuten
El saloacuten comunal cuenta con un sistema estructural de poacuterticos de concreto
reforzado resistente a momentos pero para garantizar un espacio amplio donde se puedan realizar las reuniones y actividades de la comunidad donde se proyecta que podriacutean asistir hasta 300 personas fue necesario el uso de cerchas apoyadas sobre las columnas para sostener la cubierta y salvar las luces de 95 m entre las columnas
El costo total del proyecto es de $83330163301 (Ochocientos treinta y
tres millones trescientos unos mil seiscientos treinta y tres pesos colombianos) esto incluyendo los costos directos e indirectos de la obra (el AIU se determinoacute de acuerdo a los proyectos de la secretaria de vivienda en la gobernacioacuten del meta y la agencia de infraestructura del meta (AIM) El costo del saloacuten comunal incluye uacutenicamente la construccioacuten de la parte estructural edificacioacuten la mamposteriacutea no estructural y los aparatos sanitarios del saloacuten comunal
122 TRABAJOS FUTUROS
El presente trabajo de opcioacuten de grado estaacute enfocado en la aplicacioacuten en temaacuteticas de ingenieriacuteas partiendo de las necesidades de la comunidad del barrio Villa Juliana por lo tanto el siguiente paso es buscar el medio para poner en marcha la construccioacuten del saloacuten comunal y de la placa deportiva Una vez
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entregado los documentos y los planos a la comunidad depende de la gestioacuten de la misma para que las entidades encargadas empiecen con el traacutemite y revisioacuten de disentildeos posteriormente se efectuara el proceso de seleccioacuten del contratista y de la correspondiente interventoriacutea para que se ejecute el contrato de obra En el presente documento se hace el modelamiento de las estructuras teniendo en cuenta los criterios baacutesicos para el disentildeo de los distintos elementos que componen el saloacuten comunal y el polideportivo de manera que sirva como una base o fundamento para los estudiantes o personas interesadas que realicen trabajos similares de disentildeo modelacioacuten y presupuesto de estructuras similares
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ABSTRACT
The project starts from the need of the Villa Juliana neighborhood in the city of Villavicencio for a space where they can perform a sport in an appropriate safe and comfortable for the population of the neighborhood to help encourage sports practice in the population In addition to this the neighborhood does not have a communal hall that is proportional to the population and that has what is necessary to carry out the events or meetings that the community holds The methodology used to carry out the design of this project was based on the procedure established in A13 of NSR-10 NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1] after knowing the type of soil and carrying out the architectural design according to the needs of the population and the requirements of Coldeportes the structural design of structural elements such as beams columns and trusses must be carried out with the method of limit state of resistance and the elements such as footings were reviewed for service conditions Specialized software such as SAP2000 and ETABS were used for the revision and design of the community hall and sports plaque By means of this project the budget of work and endowment structural and architectural plans of the proposal of structural design of the communal hall and of the sports plate that adapts to the land destined by the community fulfilling all the parameters and criteria of design of the norm resistant Colombian earthquake NSR-10 The architectural design of the communal hall was proposed with respect to the space and dimensions of the land and according to the requirements of the population to carry out massive activities the architectural design of the sports plaque is the one proposed by the DNP and approved by Coldeportes which fits the land Key Word metallic-framed communal lounge sports center Social Projection
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CONTENIDO
1 INTRODUCCIOacuteN 13 2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA 14 3 JUSTIFICACIOacuteN 15 4 OBJETIVOS 16 41 OBJETIVO GENERAL 16 42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS 16 5 ALCANCE 17 6 MARCO DE REFERENCIA 18 61 MARCO TEOacuteRICO 18 611 Cargas 18 612 Carga Muerta 18 613 Carga Viva 18 614 Efectos dinaacutemicos 18 615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo 19 616 Carga de Sismo 19 617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural 20 62 MARCO CONCEPTUAL 21 621 Medidas de demarcacioacuten por deporte 21 622 Orientacioacuten y aacuterea 22 623 Graderiacuteas 22 624 Dotacioacuten 23 625 Baloncesto 25 626 Voleibol 26 63 ESTADO DEL ARTE 27 631 ANTECEDENTES 28 64 MARCO NORMATIVO 29 641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia 29 642 NSR-10 29 643 ACI 318-14 29 644 ANSIAISC 360-10 29 645 LEY 99 DE 1993 29 646 DECRETO 1807 30 647 Acuerdo No 287 DE 2015 30 65 MARCO GEOGRAacuteFICO 30 7 METODOLOGIacuteA 33 8 PRELIMINARES 36 9 PROPUESTA DE DISENtildeO 39 91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL 39 911 Generalidades 41 912 Metodologiacutea 42 913 Anaacutelisis estructural 43 914 Cargas 43 915 Cargas muertas y cargas vivas 45 916 Carga siacutesmica 45 917 Cargas de viento 49 918 Derivas 51 919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1 51 9110 Columnas 56 9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal 58
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9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten 62 9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 68 9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten 70 9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten 71 9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros 72 9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente 76 9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales 78 92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO 79 921 Generalidades 79 922 Metodologiacutea 80 923 Cargas 81 924 Carga Muerta y viva 83 925 Carga siacutesmica 83 926 Cargas de viento 87 927 Anaacutelisis estructural 89 928 Derivas 89 929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas 89 9210 Disentildeo de la cimentacioacuten 95 10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO 100 101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL 100 102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA 102 11 RESULTADOS E IMPACTOS 108 111 RESULTADOS ESPERADOS 108 112 IMPACTOS 108 12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS 109 121 CONCLUSIONES 109 122 TRABAJOS FUTUROS 109 13 BIBLIOGRAFIacuteA 111
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LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal 41 Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas 43 Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas 45 Tabla 4 Peso saloacuten comunal 45 Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 46 Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 46 Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 47 Tabla 8 Calculo irregularidad torsional 47 Tabla 9 Periodo fundamental 48 Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 48 Tabla 11 Fuerza siacutesmica 49 Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 49 Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento 49 Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento 50 Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga 50 Tabla 16 Carga de viento para teja y correas 51 Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1 52 Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1 52 Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1 53 Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE 53 Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1 54 Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 54 Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto 54 Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten 55 Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos 55 Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten 55 Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas 56 Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas 57 Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna 57 Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza 58 Tabla 31 Franjas centrales 59 Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central 59 Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central 60 Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas 60 Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas 61 Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso 61 Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 ) 62 Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 ) 63 Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo 63 Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1 64 Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1 64 Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1 64 Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1 64 Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1 65 Tabla 45 Resistencia al aplastamiento Z1 65 Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo Z1 65 Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1 65 Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1 66 Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto 67 Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2 67
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Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 68 Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2 68 Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 69 Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento 69 Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2 69 Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2 70 Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten 70 Tabla 58 Disentildeo de viga virtual 70 Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014) 71 Tabla 60 Altura miacutenima de desplante 71 Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1 71 Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1 72 Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del slaon comunal) 72 Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L 73 Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L 73 Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L 73 Tabla 67 Solicitaciones 74 Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales 75 Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural 76 Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas 76 Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 77 Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm 78 Tabla 75 Generalidades Polideportivo 79 Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas 81 Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas 83 Tabla 78 Peso Polideportivo 83 Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 84 Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 84 Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 85 Tabla 83 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 86 Tabla 84 Fuerza siacutesmica 86 Tabla 85 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 87 Tabla 86 Coeficientes fuerza de viento 87 Tabla 87 Datos para calculo Factor raacutefaga 88 Tabla 88 Carga de viento para teja y correas 89 Tabla 90 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 95 Tabla 91 Pre-Dimensionamiento Zapata Central 96 Tabla 92 Excentricidad y Presiones en el Suelo 96 Tabla 93 Verificaciones de la zapata ZP-1 97 Tabla 94 Verificacioacuten de cortante Bidireccional 97 Tabla 95 Direccioacuten larga y corta ZP-1 97 Tabla 96 Altura miacutenima de desplante ZP-1 97 Tabla 97 Longitud de desarrollo ZP-1 97 Tabla 98 Resistencia al aplastamiento ZP-1 97 Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo 98 Tabla 100 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo 98 Tabla 101 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba 99 Tabla 102 Tabla de resultados 108 Tabla 103 Impactos 108
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad 19 Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo 20 Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva 22 Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas 23 Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas 23 Figura 6 Malla contra impacto 24 Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral 26 Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional 30 Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental 31 Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal 31 Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario 32 Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 38 Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno 38 Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01) 40 Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03) 40 Figura 18 Configuracion general del modelo 42 Figura 19 Espectro de disentildeo 46 Figura 20 Planta de vigas aereas 51 Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 52 Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 53 Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1 55 Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas 56 Figura 25 Losa maciza en dos direcciones 58 Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02) 62 Figura 27 Diagrama zapata (Z1) 63 Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas de viento en la memoria de calculo del salon comunal) 66 Figura 29 Diagrama Zapata Z2 67 Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2) 68 Figura 31 Diagrama Viga Virtual 71 Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05) 74 Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Figura 34 modelo cercha 78 Figura 35 ver memoria de calculo 80 Figura 36 Espectro de disentildeo 84 Figura 37 Columna C-01 90 Figura 38 Viga V-01 91 Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01 91 Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo 92 Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta 92 Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica 93 Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento 93 Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas 94 Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica 94 Figura 46 Diagrama zapata ZP-1 96 Figura 47 Dimensiones de la zapata 97 Figura 48 esquema Zapata ZP-1 99
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1 INTRODUCCIOacuteN
Este proyecto de grado busca realizar el disentildeo de un saloacuten comunal y de un polideportivo que tenga la funcionalidad de canchas mixtas de baloncesto futbol y voleibol ademaacutes de los elementos de anclaje soporte graderiacuteas y cubierta como solucioacuten a la problemaacutetica social evidenciada en el barrio Villa Juliana en el municipio de Villavicencio Actualmente el barrio presenta bajos niveles de praacutecticas deportivas debido a que la legalizacioacuten del barrio se realizoacute el 26 de septiembre de 2018 por lo que NO cuenta con la infraestructura adecuada para deportes y recreacioacuten esta situacioacuten genera que la praacutectica del ejercicio se desarrolle en lugares adaptados e improvisados artesanalmente por la comunidad por lo tanto aumenta el riesgo de lesiones fiacutesicas seguacuten la organizacioacuten mundial de la salud (OMS) ldquoLas caiacutedas son un importante problema mundial de salud puacuteblica Se calcula que anualmente se producen 646 000 caiacutedas mortaleshellip Las lesiones relacionadas con las caiacutedas tienen un costo econoacutemico considerablerdquo [2] La comunidad cuenta con un saloacuten comunal pero este es demasiado pequentildeo por lo que al realizar las reuniones comunitarias deben hacerlo de forma improvisada y a la intemperie en el terreno donde han adaptado una cancha en piso de tierra para deportes y recreacioacuten El intereacutes primordial para adecuar los equipamientos local y comunitario donados por la comunidad es generar un espacio de recreacioacuten y disminuir las zonas identificadas como sitios inseguros donde seguacuten el documento teacutecnico de soporte realizado para la legalizacioacuten del barrio en el antildeo 2018 por UNHCR ACNUR y la corporacioacuten OPCION LEGAL [3] afirma que se presentan altos iacutendices de consumo de sustancias alucinoacutegenas en horas de la noche otro de los intereses es cumplir con las acciones de mejoramiento estipuladas en el documento teacutecnico antes mencionado en donde se deben realizar las acciones del plan de mejoramiento integral adoptados del acuerdo No 287 de 2015 del CONCEJO MUNICIPAL DE VILLAVICENCIO [4] en donde se especifican las acciones a desarrollar para los espacios puacuteblicos y equipamientos sociales seguacuten las necesidades de la poblacioacuten Debido a que la actividad fiacutesica es reconocida a nivel internacional como medios para el desarrollo humano econoacutemico y social y Seguacuten el artiacuteculo 52 de la constitucioacuten ldquoEl ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humanordquo [5]
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2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA
El barrio VILLA JULIANA se localiza al sur de Villavicencio en la comuna 8 Aunque desde el 4 de mayo de 1999 las primeras familias tomaron posesioacuten de los lotes que habiacutean negociado con la Asociacioacuten Empresa Solidaria De Vivienda hasta el antildeo 2018 se realizoacute el estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten de dicho barrio Seguacuten el estudio urbaniacutestico realizado por la alcaldiacutea municipal de Villavicencio [3] la poblacioacuten presenta bajos niveles de praacutectica deportiva y no hay incentivos para el deporte esto puede generar sedentarismo y verse reflejado en el incremento de la poblacioacuten con sobrepeso u obesidad Actualmente el lugar que se tiene adaptado para la praacutectica de deporte es una cancha de tierra sin equipamiento lo cual aumenta el riesgo de lesiones Por otro lado el desintereacutes en la praacutectica deportiva lleva a un inadecuado aprovechamiento del tiempo libre y de la calidad de vida de las personas esto sumado a que la tasa de desempleo dentro de la comunidad es del 24 y que el 33 de la poblacioacuten son viacutectimas del conflicto armado yo se encuentra en vulnerabilidad ademaacutes que 1128 de la poblacioacuten menor de 18 antildeos se encuentra desescolarizada muestra que gran parte de la poblacioacuten cuenta con mucho tiempo libre y ninguacuten lugar adecuado en donde puedan ocupar este tiempo por lo cual no sorprende que el estudio urbaniacutestico mencione que se identifica un alto consumo de sustancias alucinoacutegenas especialmente en las zonas donde no hay iluminacioacuten y en horarios nocturnos Ademaacutes aunque el asentamiento cuenta con una caseta comunal las actividades masivas no se pueden desarrollar en ella porque no es lo suficientemente amplia para todos los habitantes de la comunidad
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3 JUSTIFICACIOacuteN
El barrio Villa Juliana legalizado en el antildeo 2018 no cuenta con la infraestructura adecuada para la recreacioacuten en los lugares destinados por la comunidad como equipamiento local y comunitario destinados para un saloacuten comunal y espacio de recreacioacuten se encuentra una cancha de futbol en tierra que no cuenta con ninguna dotacioacuten al mismo tiempo este espacio se utiliza para desarrollar las actividades comunitarias una de las mayores preocupaciones es que se ha identificado esta zona como uno de sitios inseguros en el barrio presenta especial inquietud debido al aumento de consumo de sustancias alucinoacutegenas Este proyecto busca disponer de los equipamientos de la comunidad con el fin de realizar el disentildeo estructural de un polideportivo y un saloacuten comunal para el desarrollo de las actividades comunitarias de recreacioacuten y deporte con el fin de facilitar el proceso de gestioacuten para la financiacioacuten y construccioacuten del proyecto El gobierno debe ofrecer a sus ciudadanos bienestar al suministrar servicios como salud educacioacuten deporte cultura seguridad entre otras El deporte tiene un papel fundamental en la comunidad como motor de cambio social se ha convertido en una opcioacuten para el desarrollo profesional en los antildeos recientes por lo cual se debe impulsar como alternativa viable de desarrollo social econoacutemico y cultural el deporte no solo cubre las necesidades relacionadas con la praacutectica deportiva si no que ayuda de forma indirecta problemas de salud cultura y seguridad ldquoel
desarrollo de praacutecticas deportivas trae consigo haacutebitos de vida saludable ocupacioacuten del tiempo libre y desarrollo de plan de vida a traveacutes del deporte como esa herramienta que
permite trazar metas y alcanzarlasrdquo [10] De acuerdo con lo anterior el proyecto de la construccioacuten de un polideportivo con cancha muacuteltiple para futbol baacutesquet y voleibol pretende incrementar los niveles de praacutectica deportiva al brindar escenarios de acceso puacuteblico en buenas condiciones para la praacutectica deportiva y brinda opciones para ocupar el tiempo libre mejorando la calidad de vida de las personas y alejaacutendolas de praacutecticas nocivas como el consumo de sustancias alucinoacutegenas o la delincuencia Ademaacutes al proporcionar equipamiento comunitario (saloacuten comunal) se podraacuten realizar las reuniones de la junta de accioacuten comunitaria de manera eficiente donde puedan tomarse las decisiones con respecto al asentamiento que permitan un mejor desarrollo de la comunidad
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4 OBJETIVOS
41 OBJETIVO GENERAL
Realizar propuesta de disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal que cumplan con los lineamientos teacutecnicos estipulados en las normativas vigentes necesarias para la habilitacioacuten del equipamiento local y comunitario en el barrio VILLA JULIANA
42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS
Adaptar los espacios donados por la comunidad al disentildeo estructural del polideportivo y saloacuten comunal
Analizar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas de la zona destinada para el proyecto
Elaborar la propuesta de disentildeo arquitectoacutenico estructural y cimentacioacuten de las estructuras ademaacutes de realizar un modelo digital en un software de elementos finitos
Especificar los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo de las actividades deportivas
Elaborar presupuesto considerando la gestioacuten social propuesta en mano de obra no calificada dentro de la comunidad
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5 ALCANCE
Este proyecto tiene como objetivo entregar una propuesta de disentildeo estructural de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal en el barrio Villa Juliana para el desarrollo de actividades recreativas y comunitarias como solucioacuten a las problemaacuteticas sociales y como ayuda indirecta a problemas de salud cultura y seguridad A continuacioacuten se especifican el alcance de las actividades a realizar Analizar el terreno en donde se va a realizar el disentildeo del proyecto mediante el levantamiento topograacutefico estudio de suelo (apique) y revisioacuten de las acometidas eleacutectricas e hidraacuteulicas en el aacuterea mediante planos de los entes encargados Teniendo en cuenta los requerimientos de la comunidad la propuesta de disentildeo del saloacuten comunal debe incluir los siguientes paraacutemetros capacidad miacutenima de 300 personas sentadas cocina depoacutesito dos bantildeos una ducha y dos oficinas El disentildeo arquitectoacutenico del polideportivo se basa en el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo modificado seguacuten las solicitudes de la comunidad y condiciones del terreno Se realiza la revisioacuten del disentildeo sismo resistente mediante un modelo de cada una las estructuras en un Software de elementos finitos que cumpla con los lineamientos teacutecnicos establecidos por la NSR-10 Los elementos no estructurales contemplados para el desarrollo de los cinco deportes requieren una dotacioacuten miacutenima para el buen uso de las actividades por lo que se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten necesaria para cada actividad deportiva
Costo de la construccioacuten del proyecto de la propuesta de disentildeo planteada
Se realiza un anaacutelisis de presupuesto y cantidades de obra para el proceso constructivo
Entregables
Documento de propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo planos arquitectoacutenicos estructural
Documento de los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
Presupuesto del costo de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
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6 MARCO DE REFERENCIA
61 MARCO TEOacuteRICO
611 Cargas
A continuacioacuten se describen los distintos tipos de cargas que se deben considerar para el disentildeo del proyecto tipo ldquoPlaca Polideportiva Cubiertardquo del departamento nacional de planeacioacuten las cuales serviraacuten de base para el desarrollo de la propuesta de disentildeo del polideportivo
612 Carga Muerta
Hace referencia a las cargas de los elementos permanentes incluyendo el peso propio de la estructura los muros pisos cubiertas cielos rasos escaleras equipos fijos y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupacioacuten y uso de la edificacioacuten [6]
613 Carga Viva
Son aquellas producidas durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras estas no incluyen las cargas ambientales tales como viento y sismo Para las cubiertas se deben considerar
a) ldquoLos materiales equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta 2rdquo
b) ldquoLas causadas por objetos moacuteviles tales como materas u otros objetos decorativos y por las personas que tengan acceso a ellasrdquo [6]
614 Efectos dinaacutemicos
Cuando una edificacioacuten se encuentre expuesta a excitaciones dinaacutemicas producidas por el puacuteblico tales como coliseos estadios teatros gimnasios pistas de baile centros de reunioacuten o similares Se debe asegurar frecuencias naturales verticales iguales o superiores a 5Hz (periodos naturales verticales menores de 02s)
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615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo
El empozamiento de agua se debe a la obstruccioacuten en los sistemas de drenaje de la cubierta ldquoLa carga de empozamiento de agua Le se determina con base en el volumen de agua que es posible contener hasta que se alcance el nivel de los elementos del sistema auxiliar de evacuacioacuten del exceso de agua como se indica en B482 de la NSR-10rdquo [6] ldquoLas cargas de granizo G deben tenerse en cuenta en las regiones del paiacutes con maacutes de 2 000 metros de altura sobre el nivel del mar o en lugares de menor altura donde la autoridad municipal o distrital asiacute lo exijardquo [6]
616 Carga de Sismo
Se refiere a las cargas que se determinan mediante los espectros de disentildeo estos ya estaacuten definidos por la NSR-10 en cada zona del paiacutes Para determinar el espectro de disentildeo se debe establecer la zona de amenaza siacutesmica el tipo de perfil del suelo y varios coeficientes para poder determinar el espectro de aceleraciones expresado como fraccioacuten de la gravedad con un coeficiente de 5 del amortiguamiento criacutetico para el disentildeo
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad
Fuente [6]
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6161 Definicioacuten del tipo de suelo
Para determinar el tipo de suelo se evaluacutean los siguientes paraacutemetros medidos in situ de los 30m superiores del perfil la velocidad media de la onda de corte ( ) el
nuacutemero medio de golpes del SPT ( ) la resistencia al corte ( ) el iacutendice de
plasticidad (IP) y el contenido de agua (w) la clasificacioacuten se da en la siguiente tabla
Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo
Fuente [6]
617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural
La configuracioacuten estructural no estaacute definida simplemente por la forma exterior y tamantildeo de la estructura tambieacuten se deben tomar en cuenta su naturaleza dimensiones y la localizacioacuten de los elementos estructurales y no estructurales pues estos factores afectan el comportamiento ante las solicitaciones siacutesmicas
6171 Reduccioacuten del valor de R
Para las estructuras clasificadas como irregulares se debe reducir el coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R utilizado para el disentildeo de la siguiente manera
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Debido a irregularidades en planta 1
Debido a irregularidades en altura 2 Debido a ausencia de redundancia Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico definido para cada
sistema estructural y cada grado de capacidad de disipacioacuten de energiacutea del material estructural [6]
62 MARCO CONCEPTUAL
621 Medidas de demarcacioacuten por deporte
Coldeportes es la entidad encargada de avalar las medidas de las demarcaciones en las zonas de juego para los diferentes deportes en este proyecto se establecieron tres (3) futbol de saloacuten voleibol y baloncesto Lo que se busca es asegurar que se desarrollen de manera adecuada todas las actividades deportivas que se realicen en el polideportivo
6211 Futbol de saloacuten
Las medidas para el campo de juego de futbol de saloacuten son de 2810m x 17m desde el borde exterior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m de ancho en las liacuteneas laterales y en las liacuteneas de meta ademaacutes si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 80mm y ser de color amarillo
6212 Baloncesto
Las medidas para el campo de juego de Baloncesto son de 28m x 15m desde el borde interior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m alrededor de la cancha Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color blanco
6213 Voleibol
Las medidas para el campo de juego de voleibol son de 18m x 9m adicional a esto se debe dejar una zona libre de 3m de ancho alrededor de la cancha (para canchas recreativas y formativas) Las medidas estaacuten tomadas desde el borde exterior de la demarcacioacuten Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas)
1 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en planta simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de 2 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en altura simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de
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estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color verde De acuerdo lo anterior podemos establecer que el aacuterea de juego miacutenima para asegurar el apropiado desarrollo de actividades deportivas y que sea avalada por Coldeportes es de 32m x 21m adicionalmente a esto se deja una altura miacutenima de 7m para practica recreativa y formativa libre de cualquier obstaacuteculo (parte inferior de la cubierta vigas luminarias o cualquier elemento) en el espacio correspondiente al aacuterea de juego [6]
622 Orientacioacuten y aacuterea
La orientacioacuten del campo de juego debe ser en sentido norte-sur aunque se puede tomar una rotacioacuten maacutexima de 22deg hacia el nororiente o noroccidente al tener en cuenta la relacioacuten del sol y las condiciones climaacuteticas que se presenten en el lugar donde se proyecte el polideportivo
Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva
Fuente [6]
623 Graderiacuteas
Se disentildean de manera tal que todos los espectadores sentados disfruten de la adecuada visibilidad del aacuterea en que se desarrollen las actividades de praacutectica deportiva ldquoLa visibilidad se determina mediante el trazado de una liacutenea visual tomada desde el ojo del observador situado en uacuteltima fila de las graderiacuteas hasta un punto liacutemite del campo de juego situado en el piso Para que haya visibilidad la liacutenea deberaacute pasar por encima de las cabezas de los espectadoresrdquo [6]
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Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas
Fuente [6]
Lo maacutes recomendado es ubicar las graderiacuteas en el sector occidental para que el ocaso sea detraacutes de los espectadores
Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas
Fuente [6]
624 Dotacioacuten
Para el desarrollo adecuado de cada deporte se requiere una dotacioacuten de elementos especiacuteficos en lo relacionado con las redes y sus soportes Se debe
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considerar como parte de la construccioacuten la demarcacioacuten y los arcos de futbol de saloacuten integrados con los tableros de baloncesto A continuacioacuten se especificaraacuten los distintos elementos que son considerados dotacioacuten para el polideportivo y sus caracteriacutesticas de acuerdo con el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten
6241 Malla contra impacto (referencia IDRD)
Las mallas contra impacto se usan cuando se necesite proteger o aislar a los observadores las construcciones vecinas los transeuacutentes o equipamientos ubicados detraacutes de las liacuteneas de meta Malla contra impacto de 5m de altura para cancha muacuteltiple con entramado de tubo estructural de 3rdquo conforme a los planos estructurales incluye pintura anticorrosiva y dos manos de esmalte Esta malla contra impacto esta soportada sobre una viga de concreto hidraacuteulico de resistencia a la compresioacuten frsquoc=210kgcmsup2 (3000psi) de longitud 1530m y seccioacuten de 040m x 030m Se debe tener en cuenta que la viga sobresale a cada lado de la malla contra impacto 015m [6]
Figura 6 Malla contra impacto
Fuente [6]
6242 Fuacutetbol de saloacuten
Porteriacutea muacuteltiple fija Porteriacuteas para fuacutetbol de saloacuten elaboradas con tubo ovalado de aluminio de 120mm x 100mm en color blanco desmontables en 3 piezas (larguero y 2 postes) Los arcos estaacuten ubicados en el centro de cada liacutenea de meta estos consisten en dos (2) postes verticales en metal o madera pueden ser redondos o cuadrados de 8cm de diaacutemetro o lado Se unen por una viga similar ubicada en la parte superior
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Las medidas interiores entre los postes verticales seraacuten de 3m de largo y 2m de altura entre la viga horizontal y el piso Las redes seraacuten de nylon yute o alguacuten material sinteacutetico de mallas cuadradas que se sujetan a los postes y vigas y en la parte inferior por alguacuten soporte adecuado [6] El baloacuten contaraacute con las siguientes especificaciones una calibracioacuten de 9lb y para su condicioacuten aerodinaacutemica al ser lanzado desde de 2m de altura el primer bote no deberaacute pasar los 30 cm y el segundo no maacutes de 10 cm [7] El peso y la circunferencia variacutean de acuerdo al rango de edad para la categoriacutea masculina o femenina de 13 a 16 antildeos la circunferencia miacutenima es de 60cm y maacutexima es de 62cm con un peso que oscila entre 400g y 430g para las categoriacuteas menores de 12 antildeos la circunferencia miacutenima es de 53cm y maacutexima es de 55cm con un peso entre 320g y 350g
625 Baloncesto
6251 Soportes redes y balones
Para los tableros se pueden usar distintos materiales por ejemplo fibra de vidrio compuesta grafito acriacutelico vidrio acero y aluminio Sus medidas son 180 m x 105 m con un recuadro de 045 m x 059 m [6] Se requiere una (1) malla para cada aro estaacuten deben retener momentaacuteneamente el baloacuten despueacutes de atravesar el aro durante los eventos de competencia deportiva
En el reglamento publicado por la Federacioacuten Internacional de Baloncesto Zona de las Ameacutericas ndash FIBA se requiere contar con balones que cumplan condiciones de esfericidad en color anaranjado en cuero cuero sinteacutetico goma o material sinteacutetico [7]
Baloacuten Ndeg 5 las medidas son 69cm y 70cm de circunferencia peso entre 470g y 510g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles en ambos geacuteneros
Baloacuten Ndeg 6 las medidas son 72cm y 73cm de circunferencia peso entre 510g y 567g Este baloacuten puede utilizar para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores femeninos
Baloacuten Ndeg 7 Las medidas son 75cm y 78cm de circunferencia peso entre 567g y 650g Este baloacuten es utilizado para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores masculinos
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626 Voleibol
6261 Suministro e instalacioacuten de parales de voleibol
El proyecto tipo recomienda que los parales sean elaborados con tubo de 3rdquo pintados de blanco deben ser desmontables en dos (2) postes con ganchos de nylon antilesion para red y antenas guiacutea
Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral
Fuente [7]
El proyecto tipo estableces que la red debe medir 1m de ancho y 95m a 10m de largo la cual estaacute hecha de malla negra con cuadrados de 10cm y en el borde superior se cose en toda su extensioacuten una banda de 7 cm hecha en lona blanca En la parte inferior de la red hay otra banda horizontal de 5cm de ancho muy similar a la banda superior por cuyo interior se entrelaza una cuerda
El baloacuten debe ser esfeacuterico hecho con una cubierta de cuero flexible o cuero sinteacutetico con una caacutemara de caucho o material similar en su interior Su color puede ser uniforme y claro o una combinacioacuten de colores
Baloacuten infantil las medidas son 62cm a 64cm de circunferencia peso entre 240g y 260g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles de 6 a 12 antildeos en ambos geacuteneros
Baloacuten mayor las medidas son 65cm y 67cm de circunferencia peso entre 260g y 280g Este baloacuten puede utilizar en categoriacuteas de mayores de 12 antildeos en ambos geacuteneros
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63 ESTADO DEL ARTE
En la actualidad el ser humano ha adquirido mayor conciencia acerca de los beneficios de tener haacutebitos saludables como la actividad fiacutesica y el deporte que es asociada al bienestar fiacutesico sin embargo tambieacuten tiene una fuerte influencia en estados emocionales y seguacuten W Ramiacuterez S Vinaccia y G R Suaacuterez [8] La actividad deportiva en una poblacioacuten infanto-juvenil es fundamental y puede ayudar a disminuir patologiacuteas como dificultad en el aprendizaje hiperactividad depresioacuten y en algunos casos deficiencia mental y conducta disocial Seguacuten D A Camargo R E A Gomez J Ovalle O y R Rubiano [9] el deporte y la recreacioacuten son componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la salud y el movimiento humano Ademaacutes de la educacioacuten en valores a traveacutes del deporte para fomentar la auto estima y guiacuteas en donde se entendiendo el deporte como objeto para trabajar en la liacutenea de la no violencia [10] Por lo cual el ldquoampliar la cobertura yo mejorar la calidad de los escenarios deportivos con las condiciones requeridas para las praacutecticas deportivas y recreativasrdquo es uno de los objetivos en el plan de ordenamiento territorial [11] estos espacios debe estar adaptados para las personas en condiciones de discapacidad para aumentar la inclusioacuten e incentivar la praacutectica deportiva seguacuten M K Alvis G Y Nury A y N Tolosa [12] para las personas con discapacidad que logran o no realizar la educacioacuten formal realizar praacutecticas deportivas ayuda a mejorar sus capacidades individuales y aumenta su concentracioacuten en actividades diarias Los deportes impactan de forma positiva al ser humano en muchos aspectos uno de ellos es la relacioacuten directa con el funcionamiento cardiaco muscular e inmunoloacutegico por lo que seguacuten A Cordero D Masia y E Galve ldquoRealizar actividad
fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad cardiovascular y
mortalidadrdquo [13] En base a todo lo anterior y con el fin de promover la cultura deportiva y la recreacioacuten en los colombianos el Departamento Nacional de Planeacioacuten (DNP) realiza el proyecto tipo que contiene los aspectos estaacutendar metodoloacutegicos y teacutecnicos para la construccioacuten de una placa deportiva con cubierta orientado a solucionar el bajo iacutendice de praacutectica deportiva y el aprovechamiento del tiempo libre en actividades que los beneficie [6] el disentildeo de la cubierta es un factor importante para el disentildeo seguacuten Caacutendido Loacutepez ldquodesarrolla los espacios deportivos a
cubierto en un intento de explicar e interpretar la riqueza de matices y la complejidad del
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objeto arquitectoacutenicohellip Atreves de su forma poseen una voluntad de trascender y perdurar reflejo de las necesidades y aspiraciones de una eacutepocardquo [13]
631 ANTECEDENTES
ldquoCONSTRUCCIOacuteN Y DOTACIOacuteN DE UNA PLACA POLIDEPORTIVArdquo ldquoSe describe un modelo de Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivahellip para
Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportiva que consiste en construir un espacio bajo el cual se puedan desarrollar actividades como fuacutetbol de saloacuten voleibol o
baloncestordquo [6]
ldquoEL ESPACIO DEPORTIVO A CUBIERTO FORMA Y LUGARrdquo ldquodesarrolla los espacios deportivos a cubierto en un intento de explicar e interpretar la
riqueza de matices y la complejidad del objeto arquitectoacutenico y ello en la consideracioacuten de la idea de la totalidadrdquo [14] ldquoLA CULTURA FIacuteSICA Y EL DEPORTE FENOacuteMENOS SOCIALESrdquo ldquoPlantean los beneficios de las acciones que vinculan la actividad fiacutesica el deporte y la
recreacioacuten como componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la prevencioacuten ante diferentes riesgosrdquo [9] ldquoDETERMINANTES SOCIALES EN EL DEPORTE ADAPTADO EN LA ETAPA DE FORMACIOacuteN DEPORTIVA UN ENFOQUE CUANTITATIVOrdquo ldquoDeporte se ha adaptado no solo como un meacutetodo de integracioacuten social sino como una
necesidad involucrando la diversidad en el comportamiento social dentro de la
manifestacioacuten del bien individual que no podiacutea estar al margen del bien colectivordquo [12] ldquoEL IMPACTO DE LA ACTIVIDAD FIacuteSICA Y EL DEPORTE SOBRE LA SALUD LA COGNICIOacuteN LA SOCIALIZACIOacuteN Y EL RENDIMIENTO ACADEacuteMICO UNA REVISIOacuteN TEOacuteRICArdquo ldquoSe presenta una serie de investigaciones que hacen evidente los beneficios que el
deporte tiene en cuanto a procesos de socializacioacuten procesos mentales rendimiento
escolar y mejoramiento de la calidad de vida de las personas que lo practicanrdquo [8] ldquoEJERCICIO FIacuteSICO Y SALUDrdquo ldquoRealizar actividad fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por
semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad
cardiovascular y mortalidadrdquo [13] ldquoEDUCACION EN VALORES A TRAVEacuteS DEL DEPORTErdquo ldquoLas habilidades sociales y de comunicacioacuten que resultan problemaacuteticas se pueden entrenar mediante ejercicios que fomentan el desarrollo de autoestima aumento de la felicidad e integracioacutenrdquo [10]
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64 MARCO NORMATIVO
641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia
El ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humano El deporte y la recreacioacuten forman parte de la educacioacuten y constituyen gasto puacuteblico social Se reconoce el derecho de todas las personas a la recreacioacuten a la praacutectica del deporte y al aprovechamiento del tiempo libre El Estado fomentaraacute estas actividades e inspeccionaraacute vigilaraacute y controlaraacute las organizaciones deportivas y recreativas cuya estructura y propiedad deberaacuten ser democraacuteticas
642 NSR-10
Reglamento Colombiano de Construccioacuten Sismo Resistente Ley 400 de 1997 Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 modificado por el Decreto 092 del 17 de enero de 2011 Reglamento de vigencia en todo el territorio nacional
643 ACI 318-14
Este Reglamento proporciona los requisitos miacutenimos para los materiales el disentildeo construccioacuten y evaluacioacuten de la resistencia de miembros y sistemas de concreto estructural de cualquier estructura disentildeada y construida de acuerdo con los requisitos del reglamento general de construccioacuten
644 ANSIAISC 360-10
La Especificacioacuten estaacute basada en el uso pasado exitoso avances en el estado del conocimiento y cambios en la praacutectica de disentildeo La ldquoSpecification for Structural Steel Buildingsrdquo del American Institute of Steel Construction (AISC) provee un tratamiento integrado de los meacutetodos de Disentildeo por Tensiones Admisibles y del Disentildeo por Factores de Carga y Resistencia (LFRD) y reemplaza anteriores especificaciones Como se indica en el capiacutetulo B de la Especificacioacuten los disentildeos pueden hacerse con las provisiones de cualquiera de esos 2 meacutetodos de disentildeo
645 LEY 99 DE 1993
Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente se reordena el Sector Puacuteblico encargado de la gestioacuten y conservacioacuten del medio ambiente y los recursos
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naturales renovables se organiza el Sistema Nacional Ambiental SINA y se dictan otras disposiciones
646 DECRETO 1807
Por el cual se reglamenta el artiacuteculo 189 del Decreto Ley 019 de 2012 en lo relativo a la incorporacioacuten de la gestioacuten del riesgo en los planes de ordenamiento territorial y se dictan otras disposiciones
647 Acuerdo No 287 DE 2015
Por medio del cual se adopta el nuevo plan de ordenamiento territorial del municipio de Villavicencio y se dictan otras disposiciones Se trata de hacer de Villavicencio una ciudad planificada en la que todos sus habitantes tengan oportunidad de progresar proporcionando para ello espacios de participacioacuten e inclusioacuten social para consolidar a la ciudad como uno de los mayores centros generadores de desarrollo en el paiacutes
65 MARCO GEOGRAacuteFICO
El barrio Villa Juliana se localiza en el departamento del Meta al sur del municipio de Villavicencio en la Comuna 8 al cual se accede a traveacutes de la viacutea Villavicencio-acacias a 88 km del centro fundacional del municipio por el acceso al barrio porfiacutea por la carrera 43 a 18 Km hacia el sur de la comuna
Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional
Fuente [propia]
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Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental
Fuente [propia]
Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal
Fuente [Google Earth]
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Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario
Fuente [Google Earth]
El aacuterea en rojo es el barrio Villa Juliana este tiene una superficie de 9576981 m2 seguacuten levantamiento topograacutefico aportado por la secretaria de planeacioacuten de la alcaldiacutea de Villavicencio colinda con el asentamiento cambulos por el sur y sur occidente por el norte con la finca La Camelia accediendo por la carrera 43 desde la ciudadela Porfiacutea pasando el costado oriente por el asentamiento Villa del lago y por el costado occidente por la urbanizacioacuten La Maporita El aacuterea en verde es la reservada para equipamiento local y comunitario esta seriacutea el aacuterea destinada para la ejecucioacuten del proyecto el equipamiento local cuenta con un aacuterea de 145057 m2 y el equipamiento comunitario cuenta con un aacuterea de 19355 m2
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7 METODOLOGIacuteA
Inicialmente se obtiene toda la informacioacuten relacionada con el barrio Villa Juliana gracias al estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten del asentamiento humano Villa Juliana [3] se determina que la comunidad carece de varios aspectos importantes para un educado desarrollo social econoacutemico y cultural En este estudio se encuentra toda la informacioacuten correspondiente a la poblacioacuten equipamiento y demaacutes aspectos de la comunidad Para el correcto desarrollo del proyecto se tomoacute como base el proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten del cual se adoptoacute el disentildeo arquitectoacutenico que cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes [15] para este tipo de estructuras Una vez definidas las dimensiones y distribuciones de la estructura se debe realizar la evaluacioacuten de todas las solicitaciones que pueden afectar la estructura de acuerdo con el tiacutetulo B de la NSR-10 se deben considerar las solicitaciones provenientes del peso de los elementos permanentes en la construccioacuten los ocupantes y sus pertenencias efectos ambientales entre otras Estas son distintas a las fuerzas o efectos que aplica el sismo Despueacutes se determina el nivel de amenaza siacutesmica y los valores Aa y Av de acuerdo con el Tiacutetulo A de la NSR-10 Estos paraacutemetros sirven como base para definir el movimiento siacutesmico de disentildeo que se expresa por medio de un espectro elaacutestico de disentildeo ldquoEl Reglamento contempla descripciones alternativas del sismo de disentildeo ya sea a traveacutes de familias de acelerogramas o bien por medio de expresiones derivadas de estudios de microzonificacioacuten siacutesmica las cuales deben determinarse siguiendo los requisitos dados en el Capiacutetulo A2rdquo [1] Se caracteriza la estructura con respecto al sistema estructural de resistencia siacutesmica y se definen los materiales empleados que cumplan con las disposiciones de la NSR-10 para asiacute poder identificar la capacidad de disipacioacuten de energiacutea que se presenta Posterior a esto se debe definir el grado de irregularidad de acuerdo con el Capiacutetulo A3 del Reglamento (NSR-10) [1] Utilizando el Software de elementos finitos se analiza la estructura a partir de la geometriacutea cargas definidas anteriormente y considerando las diferentes condiciones y combinaciones determinadas en la NSR-10 Con el anaacutelisis se determina el comportamiento mecaacutenico de la estructura (desplazamientos deformaciones esfuerzos de flexioacuten corte axial y torsioacuten) al igual que las reacciones que se transmiten a la fundacioacuten Basaacutendose en los resultados se pude
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modificar el modelo inicial para conseguir una mejor alternativa tanto en seguridad como en economiacutea Se determinan las fuerzas siacutesmicas (Fs) que deben aplicarse a la estructura para lo cual deben usarse los movimientos siacutesmicos de disentildeo definidos anteriormente y posterior a esto realizar un anaacutelisis siacutesmico de la estructura de acuerdo con lo estipulado en el Capiacutetulo A3 de la NSR-10 [1] Una vez evaluados los desplazamientos horizontales se debe verificar que las derivas de disentildeo no excedan los liacutemites dados en el Capiacutetulo A6 de la NSR-10 en el caso de no cumplir con las derivas maacuteximas se debe rigidizar la estructura hasta que no se exceda el liacutemite Para finalizar con el disentildeo de las estructuras se analizan los resultados de las distintas solicitaciones y combinaciones para realizar el disentildeo de los elementos estructurales En este proyecto se requiere de unos elementos especiacuteficos para el correcto desarrollo de las actividades deportivas por esta razoacuten se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten para cada deporte basaacutendose en lo especificado por el proyecto tipo el cual cumple con los lineamientos establecidos en las normativas de cada deporte Una vez terminados los disentildeos de la infraestructura deportiva y comunitaria ademaacutes de especificar la dotacioacuten requerida se debe elaborar el presupuesto detallando las cantidades de materiales que se necesitan para la construccioacuten de la propuesta de disentildeo (superestructura y sub-estructura o cimentacioacuten) ajustaacutendola a los materiales disponibles en la regioacuten Por uacuteltimo se deben preparar revisar y aprobar los documentos definitivos de la propuesta de disentildeo como son las memorias de caacutelculo los planos de construccioacuten y el presupuesto de ambas estructuras
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8 PRELIMINARES
Por medio de la comunidad tuvimos acceso a los planos de la legalizacioacuten del barrio donde pudimos determinar el aacuterea que se teniacutea destinada para la construccioacuten del saloacuten comunal y del polideportivo posteriormente se realizoacute una visita al terreno para poder dimensionar y planear como seriacutea la distribucioacuten del espacio para el saloacuten comunal y para el polideportivo Adicionalmente se consultoacute con la entidad que necesitaban en el saloacuten comunal y en la placa deportiva Se acordoacute con la comunidad que el saloacuten comunal tendriacutea dos (02) oficinas una (01) cocina un (01) bantildeo interno para hombre un (01) bantildeo interno para mujeres un (01) deposito un (01) saloacuten para las reuniones de la comunidad un (01) bantildeo para hombres externo con duchas y vestidores un (01) bantildeo para mujeres externo con duchas y vestidores Para el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva se mostroacute a la comunidad el disentildeo del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten y se adoptoacute este disentildeo el cual cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes En la visita al lugar destinado para el saloacuten comunal y la placa deportiva se evidencio que el terreno era muy nivelado y no habiacutea grandes cambios en la topografiacutea debido a que ya se haba echo una nivelacioacuten del terreno para la cancha de tierra que se tiene para el desarrollo de la praacutectica deportiva de la comunidad
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Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
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Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno
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9 PROPUESTA DE DISENtildeO
Se realiza este trabajo de grado mediante la opcioacuten aplicaciones en temaacuteticas de ingenieriacutea civil para la Universidad Santo Tomas sede Villavicencio busca solucionar una problemaacutetica social manifestada por la comunidad en el barrio villa Juliana en la ciudad de Villavicencio dando como solucioacuten escenarios deportivos y comunitarios La propuesta de disentildeo del saloacuten comunal contempla la construccioacuten de un aacuterea de 38482 m2 que cuenta con espacios de almacenamiento cocina oficinas 2 bateriacuteas de bantildeos y un saloacuten de reunioacuten con capacidad de 300 personas se realiza el disentildeo arquitectoacutenico y estructural La propuesta de disentildeo del polideportivo contempla la construccioacuten de un aacuterea de 88275 m2 los disentildeos a los que se les realizo la revisioacuten fueron obtenidos del proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP denominado ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo [6] mediante los anexos teacutecnicos se realiza la revisioacuten del disentildeo seguacuten la regioacuten y anaacutelisis de solicitaciones propias de la zona todos los disentildeos el presupuesto de construccioacuten y dotacioacuten y planos del polideportivo exceptuando la cimentacioacuten pertenecen a los disentildeos del anexo teacutecnico del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo del DNP
91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL
De acuerdo con los requerimientos de la comunidad y las condiciones del terreno se disentildeoacute el saloacuten comunal con todos los espacios requeridos por la comunidad para realizar las actividades que se requieran asiacute como un espacio de bantildeos duchas y vestidores que puedan ser utilizados por los usuarios de la placa deportiva (ver planos ARQ 01 y ARQ 02)
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Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01)
Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03)
se realiza los caacutelculos y el anaacutelisis que cumplan con la norma sismo resistente colombiana NSR 10 de un saloacuten comunal con una (01) planta y una (01) cubierta ubicado en el barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio en el departamento del Meta
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911 Generalidades
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 38482
Aacuterea construida 1er piso (m2) 38482
Sistema estructural Poacuterticos en concreto reforzado
resistentes a momento
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos Si
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
30
Fuente Propia
9111 Descripcioacuten del proyecto
El proyecto contempla el disentildeo de un saloacuten comunal con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado con cubierta liviana soportada sobre perfiles metaacutelicos con una pendiente mayor a 15 grados La estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 18 Configuracion general del modelo
Fuente Propia
912 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el
procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y
CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1]
despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios geoteacutecnicos) y
realizar el disentildeo arquitectoacutenico se debe realizar el disentildeo estructural para lo cual
siguen los pasos de la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para
edificaciones nuevas y existentesrdquo [1]
Pre dimensionamiento y se define el tipo de sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de la estructura en un programa de elementos finitos
para determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
913 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del saloacuten comunal
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
914 Cargas
9141 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
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9142 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP 09D+09PP+10Ex+03Ey 09D+09PP+10Ex-03Ey 09D+09PP+10Ey+03Ex 09D+09PP+10Ey-03Ex 09D+09PP+16Wx 09D+09PP+16W(-x) 09D+09PP+16Wy 09D+09PP+16W(-y) 09D+09PP-10Ex+03Ey 09D+09PP-10Ex-03Ey 09D+09PP-10Ey+03Ex 09D+09PP-10Ey-03Ex 12D+12PP+10Ex+03Ey+10L 12D+12PP+10Ex-03Ey+10L 12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L 12D+12PP+16L+05Lr 12D+12PP+16Lr+08Wx 12D+12PP+16Lr+08W(-x) 12D+12PP+16Lr+08Wy 12D+12PP+16Lr+08W(-y) 12D+12PP+16Lr+10L 12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wx+10L+05Lr 12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wy+10L+05Lr 12D+12PP-10Ex+03Ey+10L 12D+12PP-10Ex-03Ey+10L 12D+12PP-10Ey+03Ex+10L 12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9143 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite de
resistencia
D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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915 Cargas muertas y cargas vivas
Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS
Teja Aluzinc + Anclajes 015 KNm2
Baldosa Ceraacutemica 08 KNm2
Luminarias 18 KN
Mamposteriacutea De Bloque De Arcilla (Pantildeetado En Ambas Caras)
2 KNm2
Muros Cortina De Vidrio Entramado Y Marco 050 KNm2
Placa De Tanque 360 KNm2
CARGAS VIVAS
Terraza Tanque 2 KNm2
Saloacuten Comunal 2 KNm2
Cubierta Liviana 05 KNm2
Tanque De Agua 1000 Lts 1000 KN
Aacuterea De Placa Sobre La Cual Se Apoya El Tanque De 1m3
1000 m2
Carga Uniforme Sobre Placa De Tanque 100 KNm2
Fuente Propia
916 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del saloacuten comunal (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva (ver Memoria de caacutelculo saloacuten comunal)
Tabla 4 Peso saloacuten comunal
Caacutelculo del peso del saloacuten comunal
MUROS VIGAS Y PLACA
Peso Total 122018 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9161 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 19 Espectro de disentildeo
Fuente Propia
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Ilustracioacuten 1 irregularidad torsional Fuente A3-1 NSR 10
9162 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea
INCOMPATIBILIDADES
ϕp = 090 Irregularidad en planta A12 [1]
Fuente Figura A3-1 NSR 10
ϕa = 100 Irregularidades en Altura Tipo
3A Geomeacutetrica [1] Sin irregularidad
ϕr = 075 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] En sistemas de poacutertico resistente a
momentos Ro = 70 DES
Fuente Propia
Tabla 8 Calculo irregularidad torsional DESPLAZ (m) 12DE+10L +10E
Piso 1 Tipo Riacutegido
A3-1 NSR 10
d prom (m) 00120
d max (m) 00120
Irregularidad torsional normal
o extrema
ϕp = NA (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
Fuente propia
1R = 021
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9163 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Tabla 9 Periodo fundamental T (s) F (Hz)
018 544
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 4
Ta = Ct hα 016
T lt CuTa Verificacioacuten
018 lt 0194 CUMPLE
Fuente Propia
9164 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
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Tabla 11 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 122018 123315 123315
917 Cargas de viento
Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 40 m Altura alero
h c 56 m Altura cumbrera
h m 48 m Altura media
L 242 m longitud estructura
B 249 m profundidad estructura
α gt 150 grados pendiente de techo
A techo 3411 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
A continuacioacuten se evaluacutea cada una de las paredes externas del saloacuten comunal para determinar la clasificacioacuten del cerramiento de la edificacioacuten El aacuterea total del techo es de 34112 m2 no tiene aberturas Ag de cada una de las paredes se calcula teniendo con la sumatoria del aacuterea gruesa de todas las paredes maacutes la sumatoria total de aacuterea total de techo menos la pared actual
Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento
Fuente Propia
Fuerza de viento procedimiento analiacutetico Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
CLASIFICACION DE CERRAMIENTO EDIFICACION PARCIALMENTE
ABIERTA
EDIFICACION DE BAJA ALTURA SI
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Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-
1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga Para estructuras riacutegidas el factor de efecto
de raacutefaga 085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
Gx 0880624121 Factor de efecto raacutefaga
Gy 086781881 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia
Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2 (ver memoria de caacutelculo)
9171 Carga de viento para teja y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 18 3 gt 05
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Tabla 16 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Ancho teja 05 m
Separacioacuten correas 18 m
Luz correas 42 m
A aferente teja 06 m Ancho efectivo teja
A aferente correa 18 m Ancho efectivo correa
A ef teja 11 m2 Aacuterea efectiva teja
A ef correa 75 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
teja -26 05
correas -22 04
Edificios bajos lt18m
P Presioacuten teja 07 KNm2
P succioacuten teja - 13 KNm2
P presioacuten correa 06 KNm2
P succioacuten correa -17 KNm2
Fuente Propia
918 Derivas
Las derivas maacuteximas son de 0231 Por lo tanto la estructura cumple con el criterio de
deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1] (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1
Figura 20 Planta de vigas aereas
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9191 Generalidades todos los ejes
Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1
Viga tipo 1 25X40
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 3595 Kn
Momento Mu (Knm) (-) 2573 Knm
Momento Mu (Knm) (+) 2341 Knm
Luz de viga 66 m
Hmin (L16) 041
Fy (Mpa) 420 Mpa
Fc (Mpa) 21 Mpa
λ (Concreto de peso normal) 1
B1 085
Fuente Propia
9192 Disentildeo a flexioacuten
Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Fuente Propia
Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1
As min 1 19836 mm2
As min 2 24240 mm2
b 025 m
h asum 035 m
d 029 m
d 005 m
Ф 09
Mn- 286
Mn+ 260
pmin 00033
Pmax 00135
P req- 00034
P req+ 00030
As- 2436 mm2
As+ 2208 mm2
Fuente Propia
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Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1
a 37459 mm a 3745882353
c 44069 mm c 4406920415
Pdisentildeo- 0005 Pdisentildeo+ 0005473141
ФMn- 40943 ФMn+ 4094267088
Chequeo CUMPLE Chequeo CUMPLE
Revisioacuten Ф 00168 Revisioacuten Ф 00168
Correccioacuten Ф 18834 PHI=09 Correccioacuten Ф 18834 PHI=09
Fuente Propia
9193 Disentildeo a cortante
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C11 [1] de la normativa vigente
Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE
Liacutemite de esfuerzos 458
bw (m) 025
h (m) 035
d 005
d (m) 029
fc (MPa) 21
Cortante maacuteximo Vu 1-1 (KN) 3595
fVc (KN) 3399
Vs (KN) 327
VultfVc Refuerzo a
cortante
VS gt 4 VC CUMPLE
s arranque (m) db = 38 531
s max 2 068
VS gt 033 x bW x d 13232
VS lt 066 x bW x d 26464
Av min (mm2)-1 24596
Av min (mm2)-2 3030
Fuente Propia
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9194 Disentildeo a torsioacuten
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C1151 [1] de la normativa vigente donde Acp es Aacuterea encerrada por el periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal de concreto y Pcp es el Periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal y para realizar el chequeo se utiliza la siguiente formula
Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1
Tu 357 Knm
Acp 87500 mm2
Pcp 120000
Chequeo Tu 182005228 Knm
Fuente Propia
9195 Calculo de las propiedades y revisioacuten de la seccioacuten de
concreto
Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 X1 0160475 mm
Y1 0260475 mm
Aoh 4179973 mm2
Ao 3552976678 mm2
d 290875 mm
Ph 8419 mm
Fuente Propia
Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto
Vu 3595000 N
Vc 4532052798 N
Ecuacioacuten 11-18 Del Aci 1256291283 Nmm2 273579769 Nmm2
Revisioacuten Cumple Seccioacuten
Fuente Propia
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9196 Refuerzos
Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten
Tn 476 Knm
Ѳ 45 Grados 0617369624
Ats 015949068 mm2mm para 1 rama de estribo
Avs 0026733842 mm2mm para 2 ramas de estribo
Fuente Propia
Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos
2At+Av 0345715203 mm2mm para 1 ramas de estribo
S estribos 38 0411 m
S max permisible 0105 m
Fuente Propia
Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten Al 1342752036 mm2
Min Al 2667001698 mm2
Fuente Propia
9197 Calculo de deflexiones para la viga con la mayor luz
Viga 025 X 035 Deflexioacuten 0002 M Deflexioacuten Permitida 0017833333 M
Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1
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9110 Columnas
91101 Revisioacuten de refuerzo de columnas elemento con el mayor
momento
Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas
91102 Flexioacuten y carga axial
Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas
Fy (MPa) 420
Es (Gpa) 200
fc (Mpa) 21
Ec (Gpa) 2154
d 030
Ndeg Barras 10
b (m) 035
h (m) 035
r (m) 004
a 014
A 00002
Lu (m) 365
k 1
r 0105
Mu sup (KNm) 2733
Mu inf (KNm) 2531
Pu (KN) 12307
Vu (KN) 145
Cm 060
Ig (m4) 00013
Ise (m4) 00001
EI1 (Pa) 2096674615
EI2 (Pa) 8287338453
Pcr 1 6213052808
Pcr 2 2455777882
L1 0601
L2 0603
Pu (KN) 12307
Mu 1526
Mu 2531
09
a= 166695060
b= 14126700
c= 2812222
0002039812
0082705951
As (mm) 122500
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Fuente Propia
91103 Cortante
Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas
s 1 00153
s 2 00060
Asmin (mm2) 4374
s min (m) 38 0592
Ash1 (mm) 1063
Ash2 (mm) 2411
d min (mm) 7
vc Mpa1 0764
vc Mpa2 0764
vc Mpa3 1375
vc Mpa 0764
Vc (KN) 62460
VultVc Ok
vs (KPa) -391512
s (m) d = 38 -0370
Fuente Propia
91104 Refuerzo
Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna
Ref Long
h (m) 365
Asmin 1225
As (mm2) 1791
995 1791
Asmax 4900
Ref Transv Z conf
s(m) 009
L Zconf 06 m
Ref Transv min
s (m) 010
Complemento si
Fuente Propia
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Ver detalles de las columnas en el plano E03 y E01
9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal
Con los datos obtenidos del anaacutelisis estructural se considera dimensionar la placa de fondo o contrapiso por medio de una losa maciza en dos direcciones
Figura 25 Losa maciza en dos direcciones
91111 Dimensionamiento de placa y avaluoacute de cargas
Espesor de placas macizas en dos direcciones sin vigas interiores determinado seguacuten las secciones C13 y C95 [1]
La 30 m
Lb 30 m
a = LbLa 100
Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza
Paneles exteriores sin aacutebacos
eMin sin vigas de borde 010 m
eMin con vigas de borde 009 m
paneles interiores sin aacutebacos 009 m
Paneles exteriores con aacutebacos
eMin sin vigas de borde 009 m
eMin con vigas de borde 008 m
paneles interiores con aacutebacos 008 m
e asumido 010 m
Carga de peso propio de Placas y estructuras encima (KNm2)
Peso propio losa 24 KNm2
Piso y alistado 10 KNm2
Muros eventuales 30 KNm2
D 64 KNm2
Carga viva 18 KNm2
Impacto 10 018 KNm2
L 20 KNm2
wu 838 KNm2
Fuente Propia
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
USTA Sede Villavicencio ndash Facultad de Ingenieriacutea Civil 59
Utilizando el procedimiento de la seccioacuten C139 ldquoLosas en dos direcciones apoyadas sobre muros o vigas riacutegidasrdquo [1] del Reglamento vigente (Meacutetodo de los Coeficientes) se divide el panel en consideracioacuten en cada direccioacuten en franjas Centrales cuyo ancho es la mitad del panel y medias franjas de columnas con un ancho igual a un cuarto del panel
91112 Franjas centrales
Tabla 31 Franjas centrales
Momentos negativos en los bordes (Tabla C139-1)
Caneg 0045
Cbneg 0045
Ma (negativo) 34 KNm
Mb (negativo) 34 KNm
Momentos positivos (Tablas C139-2 Y C139-3)
Ca D positivo 0018
Cb D positivo 0018
Ca L positivo 0027
Cb L positivo 0027
Ma (positivo carga muerta) 10 KNm
Ma (positivo carga viva) 05 KNm
Ma (positivo total) 15 KNm
Mb (positivo carga muerta) 10 KNm
Mb (positivo carga viva) 05 KNm
Mb (positivo total) 15 KNm
Fuente Propia
91113 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior Franja central
Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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91114 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior Franja central
Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Fuente Propia
91115 Franjas de columnas
Los momentos en los bordes seraacuten 23 de los calculados en la franja central
Momentos negativos La 23 KNm Momentos positivos La 10 KNm Momentos negativos Lb 226
Momentos positivos Lb 101
91116 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior franja de columnas
Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas
Fuente Propia
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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91117 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior franja de columnas
Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
91118 Cortante
Para el caacutelculo de las reacciones se utiliza la Tabla C139-4 [1] en donde para m=09 en el caso 2 el 60 de la carga se transmite en la direccioacuten de la luz menor y el 40 en la direccioacuten de la luz mayor
Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso V1 63 KN
V2 63 KN
Vd1 60 KN
Vd2 60 KN
Vu 91 KN
Ф 075 KN
Vc 4674 KN
ФVc 3506 KN
CUMPLE
Fuente Propia
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Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02)
9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten
Se realiza el disentildeo de dos tipos de zapatas centrales y esquineras ya que el terreno de la edificacioacuten es colindante con una finca las zapatas esquineras fueron disentildeadas con el meacutetodo calavera [16]
91121 Zapata Z-1 central
La zapata Z-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
91122 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
La zapata Z1 se utiliza en los Puntos 1 3 6 7 8 10 11 12 13 14 17 18 19 20 21 22 23 25 26 27 28 30 31 32 33
Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 )
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 936
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 94
Momento (KNm) 2-2 135
Momento (KNm) 3-3 168
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 1226
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN) 000
Carga maacutex horizontal Hu (KN) 1266
Momento (KNm) 2-2 198
Momento (KNm) 3-3 231
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
Concreto de peso normal No liviano 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 )
PS (KN) 936Kn
Peso de zapata (KN) 184Kn
Aacuterea de zapata (m2) 06m2
Zapata rectangular de L (m) 07m
A (m) 160m
B (m) 160m
Espesor t (m) 030m
Recubrimiento r (m) 0075m
d (m) 021m
Prof de cim 13m
Figura 27 Diagrama zapata (Z1)
Fuente Propia
Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0145
ey (m) 018
Relacioacuten exey 12
B recomendado 20
A6 03
B6 03
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 53 KNmsup2
q2 970 KNmsup2
q3 495 KNmsup2
q4 380 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 23 KNmsup2
q2 1273 KNmsup2
q3 607 KNmsup2
q4 495 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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91123 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1
Cortante Bidireccional Z1
Ancho de pedestal b c 035 m
Largo de pedestal l c 035 m
Lcd 2 11
V (d2) 867 Knm2
Vu (d2) 2380 Kn
Beta 10
Bo 22 m
065
Vc1 7146 Kn
Vc2 6687
Vc3 4624
Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1
Direccioacuten Larga
Lcd 04
V(d) 949
Vu(d) 714
φ 075
φc= 1963 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 04
V(d) 949 Knm2
Vu(d) 714 Kn
φ 075
φc= 1963 Kn
Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 16
B (m) 16
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
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Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 45 Resistencia al aplastamiento
Z1
Resistencia al aplastamiento
Pu 1226
φ 065
A1 012
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 24
raiacutez(A2A1) 44
Phi Pnb 28426 Kn
Fuente Propia
91124 Disentildeo a flexioacuten
Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta
Abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2
Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 02 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000156
Pasumido 000333
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras
90
separacioacuten 018 m 14 c018 en
la direccioacuten corta abajo- Son 9
Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2 Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09 Pmin 00033
Pdisentildeo 00016
Pasumido 00033
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 90
Separacioacuten 018 m 14 c018
en la direccioacuten larga abajo- Son 9
Fuente Propia
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Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1
Fuente Propia
Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas
de viento en la memoria de calculo del salon comunal)
91125 Zapata esquinera Z-2
La Zapata Z-2 se utiliza en los puntos 2 4 9 15 16 5 29 se realiza el disentildeo de la zapata cuadrada esquinera con vigas aeacutereas siguiendo el fundamento teoacuterico de Joseacute calavera [16] en el cual se supone que la zapata estaacute apoyada sobre Vigas virtuales en voladizo
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 0625 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 7056 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 60
Separacioacuten 028 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 6
Separacioacuten usada 025 m
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Figura 29 Diagrama Zapata Z2
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
El procedimiento mediante el cual se determina las tenciones maacuteximas y miacutenimas es el siguiente
Se fijan las dimensiones de la zapata b h
Se determina el coeficiente de balasto K mediante la ecuacioacuten (1) en donde
f es el factor de correlacioacuten de aspecto de la zapata ecuacioacuten (2) y KL es el
moacutedulo de balasto lineal ecuacioacuten (3)
Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto
Ecuacioacuten (1) Ecuacioacuten (2) Ecuacioacuten (3)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
A continuacioacuten se encuentran las ecuaciones que se utilizan para calcular
la fuerza de traccioacuten T y las tensiones qmax y qmin la placa de la zapata estaacute
sometida a dos momentos maacuteximos que producen tracciones en la cara
superior e inferior
Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2
Ecuacioacuten (4) Ecuacioacuten (5) Ecuacioacuten (6)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
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9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2)
Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 b1 035 m
b2 035 m
P serv 6226 KN
Qa 200 KNm2
Momento 3-3 serv 1353 KNm
Momento 2-2 serv 1682 KNm
Pultimo 822 KN
Momento ultimo 3-3 205 KNm
Momento ultimo 2-2 2546 KNm
Fc 21 MPa
Fy 420 MPa
Columnas Laterales 20
Fuente Propia
Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2
Peso de Zapata 18432 Kn
Amin 040346 m2
B 16 m
L 16 m
Aacuterea Definitiva 256 m2
Espesor t 03 m
Altura de la Vcim h 03 m
Recubrimiento r 0075 m
d (m) 0225 m
Prof de cimentacioacuten 130 m
W 085 m
Fuente Propia
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Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 emax 027
emin 022
B6 027 m
L6 027 m
Moacutedulo de balasto K 05 nmm3
075
Bc (b2b1) 1
Ec 21538106 Mpa
Ic 1250520833 mm4
Kc 0176 nmm3
Ts 30647 Kn
Tu 40463 Kn
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
qsmax 60503 Knm2
qsmin 2537 Knm2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
qumax 69786 Knm2
qumin -6745 Knm2
qum 31520 Knm2
Fuente Propia
Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento
Ancho de columna bc 035 m
Largo de columna Lc 035 m
Vup 68130429 Kn
Bo 093 m
1
up 3273534126 Knm2
v 065
Vc1 9928914006 Knm2
Vc2 1704016323 Knm2
Vc3 1489337101 Knm2
Verificacioacuten CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2
Direccioacuten Larga y Corta
Vud 51693 Kn
ud 143593 Knm2
065
Vc 496446 Knm2 CUMPLE
Fuente Propia
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Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2
Refuerzo Parrilla superior e inferior
q prom 3152 Knm2
Mu 6993 Knm
Mn 7770 Knm
Fy 420 MPa
Fc 21 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d = r + barra 0075 m
d 0225 m
09
P min 00033
P disentildeo 00023
P asumido 00033
As 1188 mm2
Barra No 5
Cantidad de Barras 6
separacioacuten 024 m
15 c024 en la direccioacuten Corta y Larga Abajo - Son 6
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en el plano E01 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de los dos tipos de zapatas que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten
Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten
b 035
h 035
d 0275
Fc 21
Fy 420
C o T 6165 Kn
Tu 4046319494 Kn
Asreq 1070454893 mm2
Asmin 317625 mm2
Asdis 317625 mm2
Barras No 5
Cantidad 2
Fuente Propia
Tabla 58 Disentildeo de viga virtual b 03
h 03
d 0225
Fc 21
Fy 420
Mp 4303573333
P 0007389068
Asreq 4987620775 mm2
Asmin 22275 mm2
Asdis 4987620775 mm2
Barras No 5
Cantidad 3
Fuente Propia
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Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014)
A1 (m2) 01225
065
t (m) 03
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 (m2) 09025
raiz(A2A1) 27143
Factor 2
F aplastamiento (KN) 28426125
Fu (KN) 822
Fu lt F aplastamiento CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 60 Altura miacutenima de desplante
Put (KN) 0
B (m) 16
L (m) 16
sad (KNm2) 200
g (KNm3) 18
qu (KNm2) 0
FS 2 2
z (m) 0
Df (m) 130
Fuente Propia
Figura 31 Diagrama Viga Virtual
Ver cargas de servicio y Reacciones de servicio en la memoria de caacutelculo del saloacuten comunal
9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten
91151 CAacuteLCULO viga cimentacioacuten estructura de concreto - VC1
En el cortante maacuteximo se utiliza el 10 de la carga de la cimentacioacuten
Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1
Viga de Cimentacioacuten tipo 1 VC-1 30x30
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 1226
Momento Mu (KNm) 693
C oacute T (KN) 920
As min (mmsup2) 1103
Densidad del suelo (KNm3) 18
Profundidad de cimentacioacuten (m) 10
Wu o subpresioacuten (KNm) 378
Luz de viga (m) 413
Hmin (L30) 021
fy (Mpa) 420
fc (MPa) 21
Concreto de peso normal) 10
Fuente Propia
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91152 Disentildeo de cortante
Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1
bw (m) 030 bw gt 03h oacute 250mm
Espesor h (m) 030 Espesor
d 007 Recubrimiento
d (m) 022
fc (MPa) 21 Resistencia del concreto miacutenima
Vu 1-1 (KN) 2007
Vc (KN) 3659
Vs (KN) -1652 VS gt 05 Vc Si Vs mayor que 12 de Vc Ref cortante
VultVc CUMPLE Criterio para refuerzo de cortante
v u - v c (KN) -24625
s (m) db = 38 -057 Separacioacuten miacutenima Z C= -057 lt 030m
s (m) db = 14 -011
VS gt 033 x bW x d 13610 Espaciamiento maacuteximo es d4
VS lt 066 x bW x d 27220 Cumple
Av min (mm2)-1 -11469
Av min (mm2)-2 -14128
Fuente Propia
91153 disentildeo de momentos
Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del
slaon comunal) bw (m) 030
d (m) 022
As min (mm2)-1 18302
As min (mm2)-2 22365
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en los planos E01 y E02 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de las vigas de cimentacioacuten con sus respectivos despieces que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros
Se disentildea la loza maciza en donde va a estar ubicada el tanque elevado que tambieacuten serviraacute de zona de mantenimiento para la cubierta
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Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L
DATOS
Luz 36 m
Fc 21000 Knm2
Fy 420000 Knm2
D 44 Knm2
L 10 Knm2
DIMENSIONES
H placa L20 018
H asumido 015
Recubrimiento 003
Barras Numero 4
db 00127
d 01137
disentildeo para un ancho de 1 m
b 1m
CARGAS
D 44 Knm2
L 10 Knm2
Wu 2128 Knm2
Mu 344736 Knm
CUANTIA
φ 09
Rn max 8925
Rn 2965549985
P cuantiacutea 0007771349
Pmin 00033
Fuente Propia
91161 Refuerzo
Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L
Ref principal
As M2m 0000883214
As mm2m 883213864
Espaciamiento max 045 m C765
Acero suministrado
Barras No4
Aacuterea barra cu 129
Cantidad 7
Espaciamiento 014
Acero suministrado 903 OK
Fuente Propia
Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L
REFUERZO PRINCIPAL
Barra Diaacutemetro Aacuterea Cantidad Espaciamiento
No3 95 71 1243963189 008
No4 127 129 6846619101 014
No5 159 199 4438260623 022
No6 191 284 3109907972 032
No7 222 387 2282206367 043
No8 254 510 173179189 057
Fuente Propia
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Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05)
91162 Calculo de deflexiones losa maciza e=15cm
Posterior al disentildeo de la losa se realizoacute la verificacioacuten de la deflexioacuten maacutexima para que no superara lo permitido por la norma [1] asiacute como se muestra a continuacioacuten
Tabla 67 Solicitaciones
SOLICITACIONES
D 44 KNm2
L 10 KNm2
LUZ 36 m
e 015 m
Fc 21000 KNm2
Fy 420000 KNm2
Ec 2153810577 KNm2
Es 200000000 KNm2
deflexioacuten 0003610345
Ig 000028125
deflexioacuten maacutexima permitida 001
Fuente Propia Una vez calculada la deflexioacuten de la losa se obtuvo un valor de 000361 y siendo
l360=001 nuestra deflexioacuten maacutexima permitida por la norma seguacuten tabla C95
(b) Se cumple este requisito (ver detalles en los planos)
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9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Se realizoacute el disentildeo de la mamposteriacutea NO estructural teniendo en cuenta las siguientes condiciones por la ubicacioacuten del proyecto
Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Ubicacioacuten Villavicencio Meta
Aa 035
Av 03
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Uso residencial
Grupo de uso II
Coeficiente de importancia I 11
Perfil del suelo Tipo c
Fa 105
Fv 15
Grado de desempentildeo del elemento no estructural BUENO
T 017 seg
Fuente Propia Tomando en cuenta lo establecido en la norma se determinoacute que en el caso del saloacuten comunal son muros divisorios con las siguientes caracteriacutesticas encontradas en la tabla A95-1 [1] muros divisorios de con coeficiente de aplicacioacuten dinaacutemica ap = 10 grado de desempentildeo bueno y tipo de amarres y anclajes No duacutectiles
Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales
ap 1
Tipo de anclaje No duacutectil
Rp especiales 6
Rp duacutectiles 3
Rp no duacutectiles 15
Rp huacutemedos 05
Hn 600 m
Heq 45 m
Hx 4
Sa 101
As 040
ax 094325
Fuente Propia Definidas las caracteriacutesticas de la mamposteriacutea no estructural se procedioacute al caacutelculo de la fuerza siacutesmica de disentildeo y con esto se realizoacute el disentildeo correspondiente
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Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural
L Muro 585 m
H Muro 3 m
Peso muro 3159 Ton
Fp 099324225
Limite 0552825
Fp asumida 099324225 Ton
Momento PXL4 099324225 Tonm
Cortante 0496621125 Ton
Fuente Propia
91171 Dovelas
Se emplearaacuten dovelas de 15x15cm como se muestra a continuacioacuten
Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas
Revisioacuten de la flexioacuten
Fc 210 Kgcm2
Fy 4200 Kgcm2
c 75 cm4
I 421875 cm4
Ф 09
Fr 2608447814 Kgfcm2
M 1467251896 Kgfcm
M 014672519 Tonm
Numero de dovelas
6 Und
Separacioacuten 097 m
Revisioacuten del cortante
Barra 12
Aacuterea 129 cm2
Diaacutemetro 127 cm
M 99324225 Kgfcm
Inercia 0127698501 cm4
c 0635 cm
ά 4200 Kgfcm2
V 1689240009 Kgf
V 0168924001 Ton
Vtotal 1013544005 Ton
Vu 0496621125 Ton
Fuente Propia Una vez verificados todos los paraacutemetros se comprueba que cumplen con lo exigido con la normativa (Ver detalles constructivos en plano E05)
9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente
Se realizoacute el disentildeo de las correas metaacutelicas para la cubierta teniendo en cuenta lo siguiente
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91181 Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500
Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 b 50 mm ancho del elemento
h 150 mm altura del elemento
e 3 mm
E 200000 Mpa moacutedulo de elasticidad
Fy 350 Mpa esfuerzo liacutemite de fluencia
A 1141 mm2 Aacuterea del elemento
Zx 51430 mm3 Coeficiente momento plaacutestico
Zy 23490 mm3
Sx 39810 mm3
Sy 21060 mm3 Coeficiente momento elaacutestico
lx 2985500 mm4 Inercia en el eje deacutebil del elemento
ly 526500 mm4
rx 512 mm Radio de giro en el eje x
ry 215 mm Radio de giro en el eje y
J 1508000 mm4 Constante torsional
09 Coeficiente para elementos sometidos a flexioacuten
rts 3450560744 mm
Ho 144
L 415 m
Fuente Propia
Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm
Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm
Mactuante 332
Pendiente cub gt 15deg
Mx(Knm) 3206873743
My(Knm) 085927923
Fuente Propia
Ya asignada la seccioacuten que se usara se realizan las correspondientes revisiones para asegurar que cumple con todo lo requerido por la normativa
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Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm
Fuente Propia
Revisando la resistencia a momento de la correa con la anterior ecuacioacuten obtenemos 0314078686 este valor es inferior a 1 Por lo tanto cumple con lo requerido con la normativa al igual que los chequeos del liacutemite de la aleta y el alma (ver detalles en planos E03 y E04)
9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales
91191 Cercha cubierta
Es necesaria una cercha en la cubierta del saloacuten comunal debido a las grandes luces entre columnas ya que se requeriacutea espacios amplios donde se puedan reunir las personas en los eventos que se organicen en la edificacioacuten La cercha se encarga de soportar los elementos principales de la cubierta trabaja especialmente para las cargas verticales por ende no se ve muy afectada por las cargas siacutesmicas a la que esteacute sometida la estructura A continuacioacuten se presentan la condicioacuten maacutes criacutetica para la cercha donde se muestra el iacutendice de sobreesfuerzo de cada elemento estructural mediante una gama de colores si el elemento presenta falla en la imagen se evidencia que no hay ninguacuten elemento que este fallando o con sobreesfuerzo (ver detalles en planos)
Figura 34 modelo cercha
Descripcioacuten Tubo rectangular 150x50x3mm
Chequeo btf(Aleta) 1466666667
Chequeo Htw (Alma) 48
Limite Nsr-10 (Aleta) 2677312085
Limite Nsr-10 (Alma) 5784906469
CompactaNocompacto (Alma) Compacto
CompactaNo compacto (Aletas) Compacto
mnx 1620045 Knm
mny 739935 Knm
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92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO
921 Generalidades
Tabla 75 Generalidades Polideportivo
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 88275
Aacuterea construida 1er piso (m2) 88275
Sistema estructural
Poacuterticos en concreto reforzado resistentes a momento
Peacutendulo invertido
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos No
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
20
Fuente Propia
9211 Descripcioacuten del proyecto Polideportivo
El proyecto contempla la revisioacuten del disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple siguiendo las especificaciones del documento del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo [1] con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado - peacutendulo invertido la estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas con una cubierta liviana a dos aguas desarrollada en estructura metaacutelica a base de cerchas espaciales que soportan correas tubulares de laacutemina delgada Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 35 ver memoria de calculo
922 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar la revisioacuten del disentildeo de este proyecto se
basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO
DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL
REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios
geoteacutecnicos) y analizar el disentildeo arquitectoacutenico propuesto por el DNP y aprobado
por Coldeportes para ver si se ajusta al aacuterea y especificaciones del terreno se
debe realizar la revisioacuten del disentildeo estructural para lo cual se siguen los pasos de
la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para edificaciones nuevas y
existentesrdquo
Teniendo en cuenta el documento base del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo
[1] se obtiene los paraacutemetros de la estructura predimensionamiento y
sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de estructura en un programa de elementos finitos para
determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
923 Cargas
A continuacioacuten se describen los tipos de cargas que se deben tener en cuenta para este tipo de estructura
Carga Muerta
La carga muerta corresponde al peso propio de la estructura y peso de los demaacutes elementos que permanecen fijos durante la vida uacutetil
Carga Viva
La carga viva corresponde a cargas gravitacionales que pueden variar durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras y tienen naturaleza variable se debe considerarse en el disentildeo la existencia de las mismas para determinar las condiciones de disentildeo criacuteticas
9231 Caacutelculo de la carga siacutesmica
Para calcular el peso que inercialmente contribuye al efecto siacutesmico se consideran los pesos de la estructura desde la placa de cimentacioacuten hacia arriba es decir vigas columnas placas y demaacutes
Cargas de viento
Cada estructura estaacute sometida a acciones de viento estas cargas variacutean con respecto a la ubicacioacuten geograacutefica la altura sobre el nivel del terreno el terreno y algunos otros factores Las cargas suelen ser importantes que las cargas siacutesmicas en estructuras con gran altitud
9232 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
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W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
9233 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP
09D+09PP+10Ex+03Ey
09D+09PP+10Ex-03Ey
09D+09PP+10Ey+03Ex
09D+09PP+10Ey-03Ex
09D+09PP+16Wx
09D+09PP+16W(-x)
09D+09PP+16Wy
09D+09PP+16W(-y)
09D+09PP-10Ex+03Ey
09D+09PP-10Ex-03Ey
09D+09PP-10Ey+03Ex
09D+09PP-10Ey-03Ex
12D+12PP+10Ex+03Ey+10L
12D+12PP+10Ex-03Ey+10L
12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L
12D+12PP+16L+05Lr
12D+12PP+16Lr+08Wx
12D+12PP+16Lr+08W(-x)
12D+12PP+16Lr+08Wy
12D+12PP+16Lr+08W(-y)
12D+12PP+16Lr+10L
12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wx+10L+05Lr
12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wy+10L+05Lr
12D+12PP-10Ex+03Ey+10L
12D+12PP-10Ex-03Ey+10L
12D+12PP-10Ey+03Ex+10L
12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9234 Combinaciones de carga para condiciones de servicio D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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924 Carga Muerta y viva
Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS TEJA ALUZINC + ANCLAJES 015 Knm2
LUMINARIAS 18 Kn
CARGAS VIVAS
CANCHA MULTIJUEGO 2 KNm2
CUBIERTA LIVIANA 05 KNm2
Fuente Propia
925 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del Polideportivo (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva
Tabla 78 Peso Polideportivo
caacutelculo del peso edificacioacuten polideportivo
MUROS VIGAS Y PLACA
JOINT F1 F2 F3 M1 M2 M3
111 78486 577 127066 -107534 4668895 -5807
113 -78477 5769 127067 -107523 -4668425 5819
559 85765 -06 154782 14039 5019147 -07335
561 -85773 -06 154779 14039 -5019667 07378
671 85839 0563 154809 -12767 5023079 07215
673 -85847 0563 154806 -12763 -5023578 -07254
783 78396 -5734 127049 107367 4663685 59208
785 -78388 -5733 12705 10737 -4663244 -59322
Peso Total 112741 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9251 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 36 Espectro de disentildeo
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Por medio del programa de elementos finitos ETABS calculamos el centro de masa que se puede observar en la siguiente tabla
Piso X Y ex ey
1 132579 100245 005 005
En donde
X y Y son las coordenadas del centro de masa seguacuten los ejes
ex porcentaje de torsioacuten en el piso en X y ey Porcentaje de torsioacuten en el
piso en Y (excentricidad accidental)
9252 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea INCOMPATIBILIDADES
= 100 Irregularidad en planta Ver
anexo A12 [1] Sin irregularidad
= 100 Irregularidades en Altura Sin irregularidad
= 100 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] Sin irregularidad
DES
1 = 0143
9253 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura los valores Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Ilustracioacuten 2 ecuacioacuten periacuteodo fundamental de la edificacioacuten
Fuente ilustracioacuten (A42-1) NSR 10
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Ilustracioacuten 3 ecuacioacuten definida en A43-3 de la
NSR 10
Piso Peso (KN) hx hi Fi (KN) di (m) mdi^2 Fi di T (s) F (Hz)
1 112741 600 113939 00081 00074 91732 018 559
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 82 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 6
Ta = Ct hα 024
Tlt CuTa Verificacioacuten
018 lt 024 CUMPLE
Fuente Propia
9254 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
K 100 Para T menor o igual a 05 segundos k = 10 (A432)
Cvx 100
Tabla 83 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 112741 113939 113939
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926 Cargas de viento
Tabla 84 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 60 m Altura alero
h c 90 m Altura cumbrera
h m 75 m Altura media
L 330 m longitud estructura
B 268 m profundidad estructura
α 150 grados pendiente de techo
A techo 8828 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
9261 Fuerza de viento procedimiento analiacutetico
Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
Tabla 85 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
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Tabla 86 Datos para calculo Factor raacutefaga FACTOR DE RAFAGA G O Gf
Para estructuras riacutegidas el factor de efecto de raacutefaga
085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
ɛ 0333 Tabla B65-2
l 975 Tabla B65-2
zmin 90 m Tabla B65-2
Lz 94135215 Longitud integral a escala
Bx 72 m Longitud edificio
By 142 m Ancho edificio
h 48 m Altura media edificacioacuten
Qx 09248 Respuesta del entorno
Qy 09032 Respuesta del entorno
c 03 Tabla B65-2
Iz 03053 Intensidad de la turbulencia
gQ = gv 34 B658 NSR-2010
Gx 0875258244 Factor de efecto raacutefaga
Gy 0863533629 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2
9262 Carga de viento para tejas y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 3 3 gt 05
Para determinar las presiones netas de las correas se utiliza la figura B65-16B [1] y el Angulo de la cubierta del polideportivo es de 15deg
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Tabla 87 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Separacioacuten correas 20 m
Luz correas 90 m
A aferente teja 30 m Ancho efectivo teja
A ef correa 270 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
correas 17 -17
Edificios bajos lt18m
P presioacuten correa 09 KNm2
P succioacuten correa -09 KNm2
Fuente Propia
927 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del polideportivo
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
928 Derivas
En la siguiente Tabla se resumen las derivas obtenidas en las direcciones X y Y Las
derivas maacuteximas son de 0109( ver memoria de calculo) Por lo tanto la estructura
cumple con el criterio de deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1]
929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas
Se realiza la verificacioacuten del disentildeo del DNP placa deportiva para zona de amenaza siacutesmica alta de las vigas aeacutereas con dimensiones 03x06m vigas de cimentacioacuten de 03x045m columnas de 06x07m y cubierta mediante un modelo digital elaborado en el software de elementos finitos ETABS y SAP 2000 el disentildeo
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de esta estructura se realiza en concreto reforzado aporticada unida por medio de cerchas metaacutelica y correas Como se puede observar en las siguientes imaacutegenes la disposicioacuten de las vigas y las columnas del polideportivo cumple con la normativa vigente [17] se ingresan la carga de sismo carga muerta y la carga de viento como se muestra en las siguientes imaacutegenes en donde las vigas y las columnas requieren una cuantiacutea mayor a la cuantiacutea miacutenima de disentildeo sin embargo no sobrepasa la cuantiacutea maacutexima permitida
Figura 37 Columna C-01 Fuente Planos estructurales (plano E 005) DNP [1]
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Figura 38 Viga V-01
Fuente Planos estructurales (plano E 006) DNP [1]
Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01
Fuente Planos estructurales (plano E 003) DNP [1]
En la siguiente imagen se evidencia la asignacioacuten de la pseudo aceleracioacuten para elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia siacutesmica
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Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo
Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta
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Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica
Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento
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Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas
Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica
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9210 Disentildeo de la cimentacioacuten
92101 Zapata ZP-1 central
La zapata ZP-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
Tabla 88 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Cargas de Servicio
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 1560
Carga vigas de cimentacion 117
Carga pedestal 106
Carga Total servicio 45535
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 653
Momento (KNm) 2-2 558
Momento (KNm) 3-3 3893
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 3232
Momento (KNm) 2-2 773
Momento (KNm) 3-3 5550
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
l 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 89 Pre-Dimensionamiento Zapata Central
PS (KN) 4659 Kn
Peso de zapata (KN) 1560 Kn
Aacuterea de zapata (m2) 31 m2
Zapata rectangular de L (m) 18 m
A (m) 38 m
B (m) 38 m
Espesor t (m) 045 m
Recubrimiento r (m) 0075 m
d (m) 036 m
Prof de cim 15 m
Figura 46 Diagrama zapata ZP-1
Fuente Propia
Tabla 90 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0626
ey (m) 036
Relacioacuten exey 18
B recomendado 67
A6 06
B6 06
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 05 KNmsup2
q2 856 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 -568 KNmsup2
q2 1232 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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Tabla 91 Verificaciones de la zapata ZP-1
Tabla 92 Verificacioacuten de cortante Bidireccional
Figura 47 Dimensiones de la zapata
Cortante Bidireccional ZP-1
Ancho de pedestal b c 060 m
Largo de pedestal l c 070 m
Lcd 2 24
V (d2) 559 Knm2
Vu (d2) 12102 Kn
Beta 12
Bo 40 m
065
Vc1 19990 Kn
Vc2 20008
Vc3 14296
Tabla 93 Direccioacuten larga y corta ZP-1
Direccioacuten Larga
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Tabla 94 Altura miacutenima de desplante ZP-1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 38
B (m) 38
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
Tabla 95 Longitud de desarrollo ZP-1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 96 Resistencia al aplastamiento
ZP-1
Resistencia al aplastamiento
Pu 3232
φ 065
A1 042
Inclinacioacuten 1V-2H 09
A2 63
raiacutez(A2A1) 39
Phi Pnb 97461 Kn
Fuente Propia
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92102 Disentildeo a flexioacuten
Para determinar el aacuterea del acero se utiliza la siguiente ecuacioacuten
Tabla 97 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3840 knm
Mn 4267 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 04 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000212
Pasumido 000333
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras
230
separacioacuten 016 m 15 c016 en la direccioacuten corta
abajo- Son 23
Tabla 98 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3651 knm
Mn 4056 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 00020
Pasumido 00033
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras 23
Separacioacuten 016 m 15 c016
en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Fuente Propia
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Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Fuente Propia
Figura 48 esquema Zapata ZP-1
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 1600 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 28728 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 230
Separacioacuten 016 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Separacioacuten usada 025 m
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10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO
101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL
PROPUESTA DE DISENtildeO ESTRUCTURAL DE UN SALON COMUNAL Y DE UN
POLIDEPORTIVO TIPO CANCHA MUacuteLTIPLE UBICADOS EN EL BARRIO VILLA JULIANA DE LA CIUDAD DE VILLAVICENCIO
PROYECTO
CONSTRUCCION DE SALON COMUNAL EN EL BARRIO VILLAJULIANA EN VILLAVICENCIO - META
LOCALIZACIOacuteN EDIFICACION AacuteREA M2
BARRIO VILLA JULIANA VILLAVICENCIO - META
SALON COMUNAL 38482
IacuteTEM DESCRIPCIOacuteN UND CANT VALOR UNIT
V TOTAL
1 PRELIMINARES
11 Descapote manual incluye retiro M2 38691 $ 685800 $ 265339449
12 localizacioacuten y replanteo arquitectura (incluye cartera y planos)
M2 38691 $ 367400 $ 142148897
VALOR PRELIMINARES $ 407488346
2 RELLENOS
21 Relleno material tamantildeo maacuteximo 2 compactacioacuten manual
M3 468 $ 6163900 $ 288470520
VALOR RELLENOS $ 288470520
3 EXCAVACIONES
31 Excavaciones secas en conglomerado manual incluye retiro
M3 11672 $ 4158100 $ 485318047
VALOR EXCAVACION $ 485318047
4 CIMENTACIOacuteN
41 Zapata de cimentacioacuten de concreto armado
M3 245760 $ 39333071 $ 966649553
42 Viga de cimentacioacuten concreto de 3000 psi
ML 24291 $ 6304600 $ 1531450386
VALOR CIMENTACION $ 2498099939
5 ESTRUCTURAS EN CONCRETO
51 Columnas 3535 de concreto de 3000 psi
ML 16640 $ 1478500 $ 246022400
52 Viga aeacuterea 2535 (3000psi) ML 18513 $ 4624600 $ 856152198
53 PLACA CONCRETO TANQUE (3000psi) E=15cm
M2 3549 $ 18607800 $ 660316391
VALOR ESTRUCUTRAS EN
CONCRETO $ 1762490989
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6 APARATOS SANITARIOS
61 Combo sanitario lavamanos e incrustaciones
UND 1300 $ 29406500 $ 382284500
62 Conjunto ducha y registro grival UND 500 $ 9370800 $ 46854000
63 Orinal de porcelana sanitaria UND 700 $ 49165072 $ 344155504
64 Tanque agua 500LT PVC incl conexioacuten 34 - 12
UND 100 $ 51632800 $ 51632800
VALOR PRELIMINARES $ 824926804
7 PISOS
71 Placa de contra piso E=12cm (3000psi)
M2 36032 $ 3343700 $ 1204801984
VALOR PRELIMINARES $ 1204801984
8 MAMPOSTERIA
81 Muros cara vista (bloque No5) M2 41320 $ 2935877 $ 1213109514
VALOR RELLENOS $ 1213109514
9 ESTRUCTURA METALICA
91 Correa metaacutelica en tubo rectangular 100x50x300 mm
Kg 144586 $ 377300 $ 545523733
92 Estructura metaacutelica ligera autoportante
M2 9117 $ 4134539 $ 376945921
VALOR RELLENOS $ 545523733
10 CUBIERTA
101 TEJA METALICA TERMOACUSTICA TIPO TECHOLINE
M2 32787 $ 4073500 $ 1335578445
VALOR PRELIMINARES $ 1335578445
VALOR COSTO DIRECTO $ 10565808321
ADMINISTRACION (18) $ 1901845498
IMPREVISTOS (1) $ 105658083
UTILIDAD (6) $ 633948499
VALOR TOTAL COSTOS INDIRECTOS $ 2641452080
VALOR TOTAL PROYECTO $ 13678442801
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102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA
PRESUPUESTO PLACA POLIDEPORTIVA CUBIERTA
Iacutetem Descripcioacuten UND CANT VALOR UNIT V TOTAL
1 Realizar obras preliminares
11 Localizacioacuten y replanteo msup2 928 $1707 $1584096
$1584096
2 Construir la cimentacioacuten
21 Descapote a maacutequina nivel 000 (inc retiro) e=30 cm
m3 278 $33350 $9284640
22 Conformacioacuten del terreno msup2 928 $7802 $7240256
23 Excavacioacuten manual (inc Retiro de sobrantes)
msup3 204 $42646 $8685396
24 Concreto de limpieza e= 005 m
msup2 167 $14493 $2415403
25 Concreto cicloacutepeo 210 kgcmsup2 (3000 psi) 6040
msup3 8 $303516 $2276370
26 Zapatas concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 51 $343101 $17369488
27 Vigas de cimentacioacuten en concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 13 $386306 $5159793
28 Micropilotes d= 030 m para malla contraimpacto
m 24 $62420 $1485596
29 Cantildeuela en concreto 175 kgcmsup2 (2500 psi)
m 64 $19859 $1270976
210 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi) para cimentacioacuten
kg 4064 $3020 $12272647
$67460565
3 Construir las estructuras en concreto y metaacutelicas
31 Columnas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 26 $673473 $17537237
32 Vigas aeacutereas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 9 $756198 $6860228
33 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 ( 60000 psi) para estructura
kg 10184 $3020 $30756671
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34
Cercha en celosiacutea seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas contravientos tensores soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8352 $8843 $73859841
35
Correas tipo PHR 305x80x20mm incluye suministro e instalacion anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8222 $8843 $72711081
36
Malla contra impacto seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas tensores soldadura pintura anticorrosiva de esmalte (2 manos)
msup2 150 $183314 $27497100
37
Porteriacutea muacuteltiple fija incluye malla 100 nylon color negra entrelazada y pintura en esmalte tres manos (Incluye suministro e instalacioacuten)
un 2 $2552000 $5104000
38
Suministro e instalacioacuten parales de voleibol (incluye parales 3 en tuberiacutea con malla 100 nylon y pintura en esmalte en la estructura metaacutelica
juego 1 $353800 $353800
$234679958
4 Instalar las redes hidrosanitarias
41 Accesorios
411 Bajantes en tuberiacutea PVC aguas lluvias D4
m 55 $30703 $1682524
412 Tragantes de cuacutepulas plaacutesticas 5x4
un 8 $15097 $120776
413 Tuberiacutea PVC corrugada 160 mm incluye accesorios excavacioacuten y relleno
m 24 $42185 $1012440
42 Cajas de inspeccioacuten y filtro
421 Caja de inspeccioacuten hmax=100 m de 60 cm x 60 cm
un 2 $495027 $990054
$3805794
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5 Instalar las redes eleacutectricas y afines
51 Salidas
511
Salida para laacutempara en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 12 $97493 $1169916
512
Derivacioacuten de luminaria desde salida eleacutectrica en cable encauchetado 3x16 awg con clavija aeacuterea con polo a tierra y cable encauchetado 3x16 awg desde luminaria con toma aeacuterea
un 12 $30200 $362400
513
Salida para toma monofaacutesica doble con polo a tierra para red normal en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 2 $73387 $146774
514 Salida para pulsador remoto de telerruptor en tubo conduit emt de 34 y cable 2x18 awg
un 4 $91747 $366988
52 Tableros y protecciones
521
Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 1x15 1x20 o 1x30 amperios
un 1 $22982 $22982
522 Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 2x20 o 2x30 amperios
un 4 $44982 $179928
523
Suministro montaje y conexioacuten de tablero minipragma de 12 circuitos para ubicar telerruptores
un 1 $301773 $301773
524
Suministro montaje y conexioacuten en caja minipragma de telerruptor bipolar de 16 amperios
un 4 $256157 $1024628
53 Acometidas y ductos
531
Suministro y tendido de acometida bifaacutesica en conductores 2 No8+1 No8+1 No 10 por tubo
m 54 $18631 $1006074
54 Luminarias
541
Suministro montaje y conexioacuten de laacutempara metal 400 w - 220 v by 150p 1xhp1-p400w-bu sgr p-wb+by150gr +
un 12 $431929 $5183148
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gc completa
55 Varios
551
Suministro y montaje de caja de paso metaacutelica de 10 cm x 10 cm para la iluminacioacuten de la cancha
un 4 $23989 $95956
552 Construccioacuten de caja en mamposteriacutea tipo alumbrado puacuteblico de 60 cm x 60 cm
un 1 $380682 $380682
56 Sistema de apantallamiento y puesta a tierra
561
Construccioacuten de caja de paso en mamposteriacutea de 30 cm x 30 cm para medicioacuten y mantenimiento del sistema de tierra y apantallamiento
un 4 $446980 $1787920
562
Suministro e hincada de varilla de cobre de 244 m x 58 para aterrizar la infraestructura de apantallamiento y la malla de puesta a tierra
un 5 $147211 $736055
563
Suministro y tendido de cable de cobre No 8 para polo a tierra incluye tubo PVC de 34
m 6 $29479 $176874
564
Suministro y tendido de cable de cobre No 20 desnudo para configurar sistema de apantallamiento malla a tierra y equipotenciar
m 248 $36339 $9012072
565 Suministro y colocacioacuten de barra captora para sistema apantallamiento
un 25 $137519 $3437975
566
Suministro y armado de soldadura tipo cadweld 120 g para empalmes del sistema de apantallamiento y puestas a tierra
un 34 $65134 $2214556
$27606701
6 Construir la placa
61 Relleno de material recebo compactado
msup3 205 $56472 $11556927
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62 Malla electrosoldada kg 3269 $3041 $9940592
63 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea deportiva
msup2 898 $56561 $50769154
64 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea perimetral
msup2 87 $51495 $4462145
$76728817
7 Construir las cubiertas e impermeabilizaciones
71
Teja arquitectoacutenica curva calibre 28 termoacuacutestica con acabado galvanizado con recubrimiento de zinc g60 (180 gm2)
msup2 908 $134237 $121892565
72
Canal en laacutemina galvanizada cal 20 desarrollo lt200lt=250 mm incluye soporte yo anclajes pintura wash primer anticorrosivo y pintura y esmalte para intemperie
m 66 $106072 $6979538
$128872103
8 Construir las graderiacuteas
81 Mamposteriacutea en bloque Ndeg 5 de arcilla
msup2 88 $33460 $2954009
82 Viga de confinamiento de 012 m x 012 m fc = 210 kgcmsup2 (3000 psi) para muros
m 0 $47734 $0
83 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi)
kg 242 $3020 $730057
84 Grafiles de acero 4 mm kg 62 $2704 $167105
85 Graderiacutea en concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 4 $839091 $3685288
86
Baranda graderiacutea seguacuten disentildeo incluye anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte
m 16 $175857 $2743369
87 Pantildeete liso interior impermeabilizado 14 incluye filos y dilataciones
msup2 0 $13633 $0
$10279829
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9 Pintar y demarcar elementos
91
Demarcacioacuten cancha de microfuacutetbol baloncesto y voleibol con pintura de traacutefico alto ancho 10 cm de acuerdo a los colores reglamentarios y al disentildeo
m 380 $5055 $1920900
$1920900
10 Dotar la placa polideportiva cubierta
101 Dotacioacuten deportiva de la placa polideportiva
glb 1 $4275000 $4275000
$4275000
Costo directo $ 557213764
Administracioacuten 18 $100298477
Imprevistos 1 $5572138
Utilidad 6 $33432826
Subtotal AIU 25 $139303441
Valor total del proyecto $696517205
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11 RESULTADOS E IMPACTOS
111 RESULTADOS ESPERADOS
Tabla 100 Tabla de resultados
Resultado Indicador Ndeg de documentos Objetivo Relacionado
Propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo y planos
1 Objetivo especiacutefico 1 2 y 3
Elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
1 Objetivo 4
Presupuesto de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
1 Objetivo 5
Fuente Propia
112 IMPACTOS Los impactos maacutes relevantes son en el aspecto social el aumento de la infraestructura con fines recreativos y comunitarios beneficia a la comunidad aumentando la praacutectica deportiva y el mejor aprovechamiento del tiempo libre el incentivo de poder desarrollar deportes en un lugar adecuado para la praacutectica y con dotacioacuten podriacutea disminuir el iacutendice de sedentarismo consumo de sustancias sicoactivas y obesidad ademaacutes de promover el comercio en el aacuterea
Tabla 101 Impactos
Fuente Propia
Aspecto Impacto Supuesto Plazo
Social Aumentar el iacutendice de la praacutectica deportiva en la comunidad
Infraestructura recreativa
Corto
Social
Mejor aprovechamiento del tiempo libre y disminuir el sedentarismo en la comunidad
Incentivar la praacutectica deportiva en el barrio
Mediano
Ambiental Mejoramiento del desarrollo socio ambiental
Respeto por las normativas ambientales
largo
Econoacutemico
Aumento de desarrollo socioeconoacutemico del barrio en las zonas aledantildeas al proyecto
Aumento de la infraestructura del
barrio Mediano
Teacutecnico Aporte en materia de propuestas de disentildeo
Disentildeo sismo resistente presupuesto
Mediano
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12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS
121 CONCLUSIONES
El disentildeo del saloacuten comunal y el polideportivo se realizoacute para satisfacer las
necesidades de la comunidad aprovechando el terreno dispuesto en el barrio villa Juliana destinado para actividades comunitarias equipamiento y actividades recreativas
Es necesario contar con espacios adecuados para realizar las actividades deportivas y de la comunidad en general esto conlleva a una mejor calidad de vida de los habitantes del barrio Villa Juliana y un mejor desarrollo social
Se optoacute por conservar el disentildeo de la placa deportiva tipo del DNP pues
este cumple con todas las especificaciones requeridas por COL JUEGOS ya que el terreno es lo suficientemente grande para que se pueda construir el proyecto en general al mantener el disentildeo original se realizoacute una verificacioacuten de la estructura mixta del poacutertico en concreto con celosiacutea metaacutelica donde se comprobaron que los iacutendices de sobre esfuerzo estuvieran en el rango adecuado de acuerdo con las condiciones del terreno y de la ubicacioacuten
El saloacuten comunal cuenta con un sistema estructural de poacuterticos de concreto
reforzado resistente a momentos pero para garantizar un espacio amplio donde se puedan realizar las reuniones y actividades de la comunidad donde se proyecta que podriacutean asistir hasta 300 personas fue necesario el uso de cerchas apoyadas sobre las columnas para sostener la cubierta y salvar las luces de 95 m entre las columnas
El costo total del proyecto es de $83330163301 (Ochocientos treinta y
tres millones trescientos unos mil seiscientos treinta y tres pesos colombianos) esto incluyendo los costos directos e indirectos de la obra (el AIU se determinoacute de acuerdo a los proyectos de la secretaria de vivienda en la gobernacioacuten del meta y la agencia de infraestructura del meta (AIM) El costo del saloacuten comunal incluye uacutenicamente la construccioacuten de la parte estructural edificacioacuten la mamposteriacutea no estructural y los aparatos sanitarios del saloacuten comunal
122 TRABAJOS FUTUROS
El presente trabajo de opcioacuten de grado estaacute enfocado en la aplicacioacuten en temaacuteticas de ingenieriacuteas partiendo de las necesidades de la comunidad del barrio Villa Juliana por lo tanto el siguiente paso es buscar el medio para poner en marcha la construccioacuten del saloacuten comunal y de la placa deportiva Una vez
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entregado los documentos y los planos a la comunidad depende de la gestioacuten de la misma para que las entidades encargadas empiecen con el traacutemite y revisioacuten de disentildeos posteriormente se efectuara el proceso de seleccioacuten del contratista y de la correspondiente interventoriacutea para que se ejecute el contrato de obra En el presente documento se hace el modelamiento de las estructuras teniendo en cuenta los criterios baacutesicos para el disentildeo de los distintos elementos que componen el saloacuten comunal y el polideportivo de manera que sirva como una base o fundamento para los estudiantes o personas interesadas que realicen trabajos similares de disentildeo modelacioacuten y presupuesto de estructuras similares
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CONTENIDO
1 INTRODUCCIOacuteN 13 2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA 14 3 JUSTIFICACIOacuteN 15 4 OBJETIVOS 16 41 OBJETIVO GENERAL 16 42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS 16 5 ALCANCE 17 6 MARCO DE REFERENCIA 18 61 MARCO TEOacuteRICO 18 611 Cargas 18 612 Carga Muerta 18 613 Carga Viva 18 614 Efectos dinaacutemicos 18 615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo 19 616 Carga de Sismo 19 617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural 20 62 MARCO CONCEPTUAL 21 621 Medidas de demarcacioacuten por deporte 21 622 Orientacioacuten y aacuterea 22 623 Graderiacuteas 22 624 Dotacioacuten 23 625 Baloncesto 25 626 Voleibol 26 63 ESTADO DEL ARTE 27 631 ANTECEDENTES 28 64 MARCO NORMATIVO 29 641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia 29 642 NSR-10 29 643 ACI 318-14 29 644 ANSIAISC 360-10 29 645 LEY 99 DE 1993 29 646 DECRETO 1807 30 647 Acuerdo No 287 DE 2015 30 65 MARCO GEOGRAacuteFICO 30 7 METODOLOGIacuteA 33 8 PRELIMINARES 36 9 PROPUESTA DE DISENtildeO 39 91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL 39 911 Generalidades 41 912 Metodologiacutea 42 913 Anaacutelisis estructural 43 914 Cargas 43 915 Cargas muertas y cargas vivas 45 916 Carga siacutesmica 45 917 Cargas de viento 49 918 Derivas 51 919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1 51 9110 Columnas 56 9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal 58
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9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten 62 9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 68 9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten 70 9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten 71 9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros 72 9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente 76 9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales 78 92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO 79 921 Generalidades 79 922 Metodologiacutea 80 923 Cargas 81 924 Carga Muerta y viva 83 925 Carga siacutesmica 83 926 Cargas de viento 87 927 Anaacutelisis estructural 89 928 Derivas 89 929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas 89 9210 Disentildeo de la cimentacioacuten 95 10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO 100 101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL 100 102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA 102 11 RESULTADOS E IMPACTOS 108 111 RESULTADOS ESPERADOS 108 112 IMPACTOS 108 12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS 109 121 CONCLUSIONES 109 122 TRABAJOS FUTUROS 109 13 BIBLIOGRAFIacuteA 111
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LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal 41 Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas 43 Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas 45 Tabla 4 Peso saloacuten comunal 45 Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 46 Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 46 Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 47 Tabla 8 Calculo irregularidad torsional 47 Tabla 9 Periodo fundamental 48 Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 48 Tabla 11 Fuerza siacutesmica 49 Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 49 Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento 49 Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento 50 Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga 50 Tabla 16 Carga de viento para teja y correas 51 Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1 52 Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1 52 Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1 53 Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE 53 Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1 54 Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 54 Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto 54 Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten 55 Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos 55 Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten 55 Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas 56 Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas 57 Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna 57 Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza 58 Tabla 31 Franjas centrales 59 Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central 59 Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central 60 Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas 60 Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas 61 Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso 61 Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 ) 62 Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 ) 63 Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo 63 Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1 64 Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1 64 Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1 64 Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1 64 Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1 65 Tabla 45 Resistencia al aplastamiento Z1 65 Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo Z1 65 Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1 65 Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1 66 Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto 67 Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2 67
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Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 68 Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2 68 Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 69 Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento 69 Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2 69 Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2 70 Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten 70 Tabla 58 Disentildeo de viga virtual 70 Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014) 71 Tabla 60 Altura miacutenima de desplante 71 Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1 71 Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1 72 Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del slaon comunal) 72 Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L 73 Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L 73 Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L 73 Tabla 67 Solicitaciones 74 Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales 75 Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural 76 Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas 76 Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 77 Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm 78 Tabla 75 Generalidades Polideportivo 79 Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas 81 Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas 83 Tabla 78 Peso Polideportivo 83 Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 84 Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 84 Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 85 Tabla 83 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 86 Tabla 84 Fuerza siacutesmica 86 Tabla 85 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 87 Tabla 86 Coeficientes fuerza de viento 87 Tabla 87 Datos para calculo Factor raacutefaga 88 Tabla 88 Carga de viento para teja y correas 89 Tabla 90 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 95 Tabla 91 Pre-Dimensionamiento Zapata Central 96 Tabla 92 Excentricidad y Presiones en el Suelo 96 Tabla 93 Verificaciones de la zapata ZP-1 97 Tabla 94 Verificacioacuten de cortante Bidireccional 97 Tabla 95 Direccioacuten larga y corta ZP-1 97 Tabla 96 Altura miacutenima de desplante ZP-1 97 Tabla 97 Longitud de desarrollo ZP-1 97 Tabla 98 Resistencia al aplastamiento ZP-1 97 Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo 98 Tabla 100 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo 98 Tabla 101 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba 99 Tabla 102 Tabla de resultados 108 Tabla 103 Impactos 108
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad 19 Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo 20 Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva 22 Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas 23 Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas 23 Figura 6 Malla contra impacto 24 Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral 26 Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional 30 Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental 31 Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal 31 Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario 32 Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 38 Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno 38 Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01) 40 Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03) 40 Figura 18 Configuracion general del modelo 42 Figura 19 Espectro de disentildeo 46 Figura 20 Planta de vigas aereas 51 Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 52 Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 53 Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1 55 Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas 56 Figura 25 Losa maciza en dos direcciones 58 Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02) 62 Figura 27 Diagrama zapata (Z1) 63 Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas de viento en la memoria de calculo del salon comunal) 66 Figura 29 Diagrama Zapata Z2 67 Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2) 68 Figura 31 Diagrama Viga Virtual 71 Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05) 74 Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Figura 34 modelo cercha 78 Figura 35 ver memoria de calculo 80 Figura 36 Espectro de disentildeo 84 Figura 37 Columna C-01 90 Figura 38 Viga V-01 91 Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01 91 Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo 92 Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta 92 Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica 93 Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento 93 Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas 94 Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica 94 Figura 46 Diagrama zapata ZP-1 96 Figura 47 Dimensiones de la zapata 97 Figura 48 esquema Zapata ZP-1 99
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1 INTRODUCCIOacuteN
Este proyecto de grado busca realizar el disentildeo de un saloacuten comunal y de un polideportivo que tenga la funcionalidad de canchas mixtas de baloncesto futbol y voleibol ademaacutes de los elementos de anclaje soporte graderiacuteas y cubierta como solucioacuten a la problemaacutetica social evidenciada en el barrio Villa Juliana en el municipio de Villavicencio Actualmente el barrio presenta bajos niveles de praacutecticas deportivas debido a que la legalizacioacuten del barrio se realizoacute el 26 de septiembre de 2018 por lo que NO cuenta con la infraestructura adecuada para deportes y recreacioacuten esta situacioacuten genera que la praacutectica del ejercicio se desarrolle en lugares adaptados e improvisados artesanalmente por la comunidad por lo tanto aumenta el riesgo de lesiones fiacutesicas seguacuten la organizacioacuten mundial de la salud (OMS) ldquoLas caiacutedas son un importante problema mundial de salud puacuteblica Se calcula que anualmente se producen 646 000 caiacutedas mortaleshellip Las lesiones relacionadas con las caiacutedas tienen un costo econoacutemico considerablerdquo [2] La comunidad cuenta con un saloacuten comunal pero este es demasiado pequentildeo por lo que al realizar las reuniones comunitarias deben hacerlo de forma improvisada y a la intemperie en el terreno donde han adaptado una cancha en piso de tierra para deportes y recreacioacuten El intereacutes primordial para adecuar los equipamientos local y comunitario donados por la comunidad es generar un espacio de recreacioacuten y disminuir las zonas identificadas como sitios inseguros donde seguacuten el documento teacutecnico de soporte realizado para la legalizacioacuten del barrio en el antildeo 2018 por UNHCR ACNUR y la corporacioacuten OPCION LEGAL [3] afirma que se presentan altos iacutendices de consumo de sustancias alucinoacutegenas en horas de la noche otro de los intereses es cumplir con las acciones de mejoramiento estipuladas en el documento teacutecnico antes mencionado en donde se deben realizar las acciones del plan de mejoramiento integral adoptados del acuerdo No 287 de 2015 del CONCEJO MUNICIPAL DE VILLAVICENCIO [4] en donde se especifican las acciones a desarrollar para los espacios puacuteblicos y equipamientos sociales seguacuten las necesidades de la poblacioacuten Debido a que la actividad fiacutesica es reconocida a nivel internacional como medios para el desarrollo humano econoacutemico y social y Seguacuten el artiacuteculo 52 de la constitucioacuten ldquoEl ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humanordquo [5]
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2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA
El barrio VILLA JULIANA se localiza al sur de Villavicencio en la comuna 8 Aunque desde el 4 de mayo de 1999 las primeras familias tomaron posesioacuten de los lotes que habiacutean negociado con la Asociacioacuten Empresa Solidaria De Vivienda hasta el antildeo 2018 se realizoacute el estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten de dicho barrio Seguacuten el estudio urbaniacutestico realizado por la alcaldiacutea municipal de Villavicencio [3] la poblacioacuten presenta bajos niveles de praacutectica deportiva y no hay incentivos para el deporte esto puede generar sedentarismo y verse reflejado en el incremento de la poblacioacuten con sobrepeso u obesidad Actualmente el lugar que se tiene adaptado para la praacutectica de deporte es una cancha de tierra sin equipamiento lo cual aumenta el riesgo de lesiones Por otro lado el desintereacutes en la praacutectica deportiva lleva a un inadecuado aprovechamiento del tiempo libre y de la calidad de vida de las personas esto sumado a que la tasa de desempleo dentro de la comunidad es del 24 y que el 33 de la poblacioacuten son viacutectimas del conflicto armado yo se encuentra en vulnerabilidad ademaacutes que 1128 de la poblacioacuten menor de 18 antildeos se encuentra desescolarizada muestra que gran parte de la poblacioacuten cuenta con mucho tiempo libre y ninguacuten lugar adecuado en donde puedan ocupar este tiempo por lo cual no sorprende que el estudio urbaniacutestico mencione que se identifica un alto consumo de sustancias alucinoacutegenas especialmente en las zonas donde no hay iluminacioacuten y en horarios nocturnos Ademaacutes aunque el asentamiento cuenta con una caseta comunal las actividades masivas no se pueden desarrollar en ella porque no es lo suficientemente amplia para todos los habitantes de la comunidad
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3 JUSTIFICACIOacuteN
El barrio Villa Juliana legalizado en el antildeo 2018 no cuenta con la infraestructura adecuada para la recreacioacuten en los lugares destinados por la comunidad como equipamiento local y comunitario destinados para un saloacuten comunal y espacio de recreacioacuten se encuentra una cancha de futbol en tierra que no cuenta con ninguna dotacioacuten al mismo tiempo este espacio se utiliza para desarrollar las actividades comunitarias una de las mayores preocupaciones es que se ha identificado esta zona como uno de sitios inseguros en el barrio presenta especial inquietud debido al aumento de consumo de sustancias alucinoacutegenas Este proyecto busca disponer de los equipamientos de la comunidad con el fin de realizar el disentildeo estructural de un polideportivo y un saloacuten comunal para el desarrollo de las actividades comunitarias de recreacioacuten y deporte con el fin de facilitar el proceso de gestioacuten para la financiacioacuten y construccioacuten del proyecto El gobierno debe ofrecer a sus ciudadanos bienestar al suministrar servicios como salud educacioacuten deporte cultura seguridad entre otras El deporte tiene un papel fundamental en la comunidad como motor de cambio social se ha convertido en una opcioacuten para el desarrollo profesional en los antildeos recientes por lo cual se debe impulsar como alternativa viable de desarrollo social econoacutemico y cultural el deporte no solo cubre las necesidades relacionadas con la praacutectica deportiva si no que ayuda de forma indirecta problemas de salud cultura y seguridad ldquoel
desarrollo de praacutecticas deportivas trae consigo haacutebitos de vida saludable ocupacioacuten del tiempo libre y desarrollo de plan de vida a traveacutes del deporte como esa herramienta que
permite trazar metas y alcanzarlasrdquo [10] De acuerdo con lo anterior el proyecto de la construccioacuten de un polideportivo con cancha muacuteltiple para futbol baacutesquet y voleibol pretende incrementar los niveles de praacutectica deportiva al brindar escenarios de acceso puacuteblico en buenas condiciones para la praacutectica deportiva y brinda opciones para ocupar el tiempo libre mejorando la calidad de vida de las personas y alejaacutendolas de praacutecticas nocivas como el consumo de sustancias alucinoacutegenas o la delincuencia Ademaacutes al proporcionar equipamiento comunitario (saloacuten comunal) se podraacuten realizar las reuniones de la junta de accioacuten comunitaria de manera eficiente donde puedan tomarse las decisiones con respecto al asentamiento que permitan un mejor desarrollo de la comunidad
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4 OBJETIVOS
41 OBJETIVO GENERAL
Realizar propuesta de disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal que cumplan con los lineamientos teacutecnicos estipulados en las normativas vigentes necesarias para la habilitacioacuten del equipamiento local y comunitario en el barrio VILLA JULIANA
42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS
Adaptar los espacios donados por la comunidad al disentildeo estructural del polideportivo y saloacuten comunal
Analizar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas de la zona destinada para el proyecto
Elaborar la propuesta de disentildeo arquitectoacutenico estructural y cimentacioacuten de las estructuras ademaacutes de realizar un modelo digital en un software de elementos finitos
Especificar los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo de las actividades deportivas
Elaborar presupuesto considerando la gestioacuten social propuesta en mano de obra no calificada dentro de la comunidad
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5 ALCANCE
Este proyecto tiene como objetivo entregar una propuesta de disentildeo estructural de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal en el barrio Villa Juliana para el desarrollo de actividades recreativas y comunitarias como solucioacuten a las problemaacuteticas sociales y como ayuda indirecta a problemas de salud cultura y seguridad A continuacioacuten se especifican el alcance de las actividades a realizar Analizar el terreno en donde se va a realizar el disentildeo del proyecto mediante el levantamiento topograacutefico estudio de suelo (apique) y revisioacuten de las acometidas eleacutectricas e hidraacuteulicas en el aacuterea mediante planos de los entes encargados Teniendo en cuenta los requerimientos de la comunidad la propuesta de disentildeo del saloacuten comunal debe incluir los siguientes paraacutemetros capacidad miacutenima de 300 personas sentadas cocina depoacutesito dos bantildeos una ducha y dos oficinas El disentildeo arquitectoacutenico del polideportivo se basa en el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo modificado seguacuten las solicitudes de la comunidad y condiciones del terreno Se realiza la revisioacuten del disentildeo sismo resistente mediante un modelo de cada una las estructuras en un Software de elementos finitos que cumpla con los lineamientos teacutecnicos establecidos por la NSR-10 Los elementos no estructurales contemplados para el desarrollo de los cinco deportes requieren una dotacioacuten miacutenima para el buen uso de las actividades por lo que se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten necesaria para cada actividad deportiva
Costo de la construccioacuten del proyecto de la propuesta de disentildeo planteada
Se realiza un anaacutelisis de presupuesto y cantidades de obra para el proceso constructivo
Entregables
Documento de propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo planos arquitectoacutenicos estructural
Documento de los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
Presupuesto del costo de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
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6 MARCO DE REFERENCIA
61 MARCO TEOacuteRICO
611 Cargas
A continuacioacuten se describen los distintos tipos de cargas que se deben considerar para el disentildeo del proyecto tipo ldquoPlaca Polideportiva Cubiertardquo del departamento nacional de planeacioacuten las cuales serviraacuten de base para el desarrollo de la propuesta de disentildeo del polideportivo
612 Carga Muerta
Hace referencia a las cargas de los elementos permanentes incluyendo el peso propio de la estructura los muros pisos cubiertas cielos rasos escaleras equipos fijos y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupacioacuten y uso de la edificacioacuten [6]
613 Carga Viva
Son aquellas producidas durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras estas no incluyen las cargas ambientales tales como viento y sismo Para las cubiertas se deben considerar
a) ldquoLos materiales equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta 2rdquo
b) ldquoLas causadas por objetos moacuteviles tales como materas u otros objetos decorativos y por las personas que tengan acceso a ellasrdquo [6]
614 Efectos dinaacutemicos
Cuando una edificacioacuten se encuentre expuesta a excitaciones dinaacutemicas producidas por el puacuteblico tales como coliseos estadios teatros gimnasios pistas de baile centros de reunioacuten o similares Se debe asegurar frecuencias naturales verticales iguales o superiores a 5Hz (periodos naturales verticales menores de 02s)
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615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo
El empozamiento de agua se debe a la obstruccioacuten en los sistemas de drenaje de la cubierta ldquoLa carga de empozamiento de agua Le se determina con base en el volumen de agua que es posible contener hasta que se alcance el nivel de los elementos del sistema auxiliar de evacuacioacuten del exceso de agua como se indica en B482 de la NSR-10rdquo [6] ldquoLas cargas de granizo G deben tenerse en cuenta en las regiones del paiacutes con maacutes de 2 000 metros de altura sobre el nivel del mar o en lugares de menor altura donde la autoridad municipal o distrital asiacute lo exijardquo [6]
616 Carga de Sismo
Se refiere a las cargas que se determinan mediante los espectros de disentildeo estos ya estaacuten definidos por la NSR-10 en cada zona del paiacutes Para determinar el espectro de disentildeo se debe establecer la zona de amenaza siacutesmica el tipo de perfil del suelo y varios coeficientes para poder determinar el espectro de aceleraciones expresado como fraccioacuten de la gravedad con un coeficiente de 5 del amortiguamiento criacutetico para el disentildeo
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad
Fuente [6]
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6161 Definicioacuten del tipo de suelo
Para determinar el tipo de suelo se evaluacutean los siguientes paraacutemetros medidos in situ de los 30m superiores del perfil la velocidad media de la onda de corte ( ) el
nuacutemero medio de golpes del SPT ( ) la resistencia al corte ( ) el iacutendice de
plasticidad (IP) y el contenido de agua (w) la clasificacioacuten se da en la siguiente tabla
Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo
Fuente [6]
617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural
La configuracioacuten estructural no estaacute definida simplemente por la forma exterior y tamantildeo de la estructura tambieacuten se deben tomar en cuenta su naturaleza dimensiones y la localizacioacuten de los elementos estructurales y no estructurales pues estos factores afectan el comportamiento ante las solicitaciones siacutesmicas
6171 Reduccioacuten del valor de R
Para las estructuras clasificadas como irregulares se debe reducir el coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R utilizado para el disentildeo de la siguiente manera
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Debido a irregularidades en planta 1
Debido a irregularidades en altura 2 Debido a ausencia de redundancia Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico definido para cada
sistema estructural y cada grado de capacidad de disipacioacuten de energiacutea del material estructural [6]
62 MARCO CONCEPTUAL
621 Medidas de demarcacioacuten por deporte
Coldeportes es la entidad encargada de avalar las medidas de las demarcaciones en las zonas de juego para los diferentes deportes en este proyecto se establecieron tres (3) futbol de saloacuten voleibol y baloncesto Lo que se busca es asegurar que se desarrollen de manera adecuada todas las actividades deportivas que se realicen en el polideportivo
6211 Futbol de saloacuten
Las medidas para el campo de juego de futbol de saloacuten son de 2810m x 17m desde el borde exterior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m de ancho en las liacuteneas laterales y en las liacuteneas de meta ademaacutes si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 80mm y ser de color amarillo
6212 Baloncesto
Las medidas para el campo de juego de Baloncesto son de 28m x 15m desde el borde interior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m alrededor de la cancha Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color blanco
6213 Voleibol
Las medidas para el campo de juego de voleibol son de 18m x 9m adicional a esto se debe dejar una zona libre de 3m de ancho alrededor de la cancha (para canchas recreativas y formativas) Las medidas estaacuten tomadas desde el borde exterior de la demarcacioacuten Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas)
1 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en planta simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de 2 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en altura simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de
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estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color verde De acuerdo lo anterior podemos establecer que el aacuterea de juego miacutenima para asegurar el apropiado desarrollo de actividades deportivas y que sea avalada por Coldeportes es de 32m x 21m adicionalmente a esto se deja una altura miacutenima de 7m para practica recreativa y formativa libre de cualquier obstaacuteculo (parte inferior de la cubierta vigas luminarias o cualquier elemento) en el espacio correspondiente al aacuterea de juego [6]
622 Orientacioacuten y aacuterea
La orientacioacuten del campo de juego debe ser en sentido norte-sur aunque se puede tomar una rotacioacuten maacutexima de 22deg hacia el nororiente o noroccidente al tener en cuenta la relacioacuten del sol y las condiciones climaacuteticas que se presenten en el lugar donde se proyecte el polideportivo
Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva
Fuente [6]
623 Graderiacuteas
Se disentildean de manera tal que todos los espectadores sentados disfruten de la adecuada visibilidad del aacuterea en que se desarrollen las actividades de praacutectica deportiva ldquoLa visibilidad se determina mediante el trazado de una liacutenea visual tomada desde el ojo del observador situado en uacuteltima fila de las graderiacuteas hasta un punto liacutemite del campo de juego situado en el piso Para que haya visibilidad la liacutenea deberaacute pasar por encima de las cabezas de los espectadoresrdquo [6]
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Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas
Fuente [6]
Lo maacutes recomendado es ubicar las graderiacuteas en el sector occidental para que el ocaso sea detraacutes de los espectadores
Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas
Fuente [6]
624 Dotacioacuten
Para el desarrollo adecuado de cada deporte se requiere una dotacioacuten de elementos especiacuteficos en lo relacionado con las redes y sus soportes Se debe
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considerar como parte de la construccioacuten la demarcacioacuten y los arcos de futbol de saloacuten integrados con los tableros de baloncesto A continuacioacuten se especificaraacuten los distintos elementos que son considerados dotacioacuten para el polideportivo y sus caracteriacutesticas de acuerdo con el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten
6241 Malla contra impacto (referencia IDRD)
Las mallas contra impacto se usan cuando se necesite proteger o aislar a los observadores las construcciones vecinas los transeuacutentes o equipamientos ubicados detraacutes de las liacuteneas de meta Malla contra impacto de 5m de altura para cancha muacuteltiple con entramado de tubo estructural de 3rdquo conforme a los planos estructurales incluye pintura anticorrosiva y dos manos de esmalte Esta malla contra impacto esta soportada sobre una viga de concreto hidraacuteulico de resistencia a la compresioacuten frsquoc=210kgcmsup2 (3000psi) de longitud 1530m y seccioacuten de 040m x 030m Se debe tener en cuenta que la viga sobresale a cada lado de la malla contra impacto 015m [6]
Figura 6 Malla contra impacto
Fuente [6]
6242 Fuacutetbol de saloacuten
Porteriacutea muacuteltiple fija Porteriacuteas para fuacutetbol de saloacuten elaboradas con tubo ovalado de aluminio de 120mm x 100mm en color blanco desmontables en 3 piezas (larguero y 2 postes) Los arcos estaacuten ubicados en el centro de cada liacutenea de meta estos consisten en dos (2) postes verticales en metal o madera pueden ser redondos o cuadrados de 8cm de diaacutemetro o lado Se unen por una viga similar ubicada en la parte superior
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Las medidas interiores entre los postes verticales seraacuten de 3m de largo y 2m de altura entre la viga horizontal y el piso Las redes seraacuten de nylon yute o alguacuten material sinteacutetico de mallas cuadradas que se sujetan a los postes y vigas y en la parte inferior por alguacuten soporte adecuado [6] El baloacuten contaraacute con las siguientes especificaciones una calibracioacuten de 9lb y para su condicioacuten aerodinaacutemica al ser lanzado desde de 2m de altura el primer bote no deberaacute pasar los 30 cm y el segundo no maacutes de 10 cm [7] El peso y la circunferencia variacutean de acuerdo al rango de edad para la categoriacutea masculina o femenina de 13 a 16 antildeos la circunferencia miacutenima es de 60cm y maacutexima es de 62cm con un peso que oscila entre 400g y 430g para las categoriacuteas menores de 12 antildeos la circunferencia miacutenima es de 53cm y maacutexima es de 55cm con un peso entre 320g y 350g
625 Baloncesto
6251 Soportes redes y balones
Para los tableros se pueden usar distintos materiales por ejemplo fibra de vidrio compuesta grafito acriacutelico vidrio acero y aluminio Sus medidas son 180 m x 105 m con un recuadro de 045 m x 059 m [6] Se requiere una (1) malla para cada aro estaacuten deben retener momentaacuteneamente el baloacuten despueacutes de atravesar el aro durante los eventos de competencia deportiva
En el reglamento publicado por la Federacioacuten Internacional de Baloncesto Zona de las Ameacutericas ndash FIBA se requiere contar con balones que cumplan condiciones de esfericidad en color anaranjado en cuero cuero sinteacutetico goma o material sinteacutetico [7]
Baloacuten Ndeg 5 las medidas son 69cm y 70cm de circunferencia peso entre 470g y 510g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles en ambos geacuteneros
Baloacuten Ndeg 6 las medidas son 72cm y 73cm de circunferencia peso entre 510g y 567g Este baloacuten puede utilizar para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores femeninos
Baloacuten Ndeg 7 Las medidas son 75cm y 78cm de circunferencia peso entre 567g y 650g Este baloacuten es utilizado para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores masculinos
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626 Voleibol
6261 Suministro e instalacioacuten de parales de voleibol
El proyecto tipo recomienda que los parales sean elaborados con tubo de 3rdquo pintados de blanco deben ser desmontables en dos (2) postes con ganchos de nylon antilesion para red y antenas guiacutea
Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral
Fuente [7]
El proyecto tipo estableces que la red debe medir 1m de ancho y 95m a 10m de largo la cual estaacute hecha de malla negra con cuadrados de 10cm y en el borde superior se cose en toda su extensioacuten una banda de 7 cm hecha en lona blanca En la parte inferior de la red hay otra banda horizontal de 5cm de ancho muy similar a la banda superior por cuyo interior se entrelaza una cuerda
El baloacuten debe ser esfeacuterico hecho con una cubierta de cuero flexible o cuero sinteacutetico con una caacutemara de caucho o material similar en su interior Su color puede ser uniforme y claro o una combinacioacuten de colores
Baloacuten infantil las medidas son 62cm a 64cm de circunferencia peso entre 240g y 260g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles de 6 a 12 antildeos en ambos geacuteneros
Baloacuten mayor las medidas son 65cm y 67cm de circunferencia peso entre 260g y 280g Este baloacuten puede utilizar en categoriacuteas de mayores de 12 antildeos en ambos geacuteneros
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63 ESTADO DEL ARTE
En la actualidad el ser humano ha adquirido mayor conciencia acerca de los beneficios de tener haacutebitos saludables como la actividad fiacutesica y el deporte que es asociada al bienestar fiacutesico sin embargo tambieacuten tiene una fuerte influencia en estados emocionales y seguacuten W Ramiacuterez S Vinaccia y G R Suaacuterez [8] La actividad deportiva en una poblacioacuten infanto-juvenil es fundamental y puede ayudar a disminuir patologiacuteas como dificultad en el aprendizaje hiperactividad depresioacuten y en algunos casos deficiencia mental y conducta disocial Seguacuten D A Camargo R E A Gomez J Ovalle O y R Rubiano [9] el deporte y la recreacioacuten son componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la salud y el movimiento humano Ademaacutes de la educacioacuten en valores a traveacutes del deporte para fomentar la auto estima y guiacuteas en donde se entendiendo el deporte como objeto para trabajar en la liacutenea de la no violencia [10] Por lo cual el ldquoampliar la cobertura yo mejorar la calidad de los escenarios deportivos con las condiciones requeridas para las praacutecticas deportivas y recreativasrdquo es uno de los objetivos en el plan de ordenamiento territorial [11] estos espacios debe estar adaptados para las personas en condiciones de discapacidad para aumentar la inclusioacuten e incentivar la praacutectica deportiva seguacuten M K Alvis G Y Nury A y N Tolosa [12] para las personas con discapacidad que logran o no realizar la educacioacuten formal realizar praacutecticas deportivas ayuda a mejorar sus capacidades individuales y aumenta su concentracioacuten en actividades diarias Los deportes impactan de forma positiva al ser humano en muchos aspectos uno de ellos es la relacioacuten directa con el funcionamiento cardiaco muscular e inmunoloacutegico por lo que seguacuten A Cordero D Masia y E Galve ldquoRealizar actividad
fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad cardiovascular y
mortalidadrdquo [13] En base a todo lo anterior y con el fin de promover la cultura deportiva y la recreacioacuten en los colombianos el Departamento Nacional de Planeacioacuten (DNP) realiza el proyecto tipo que contiene los aspectos estaacutendar metodoloacutegicos y teacutecnicos para la construccioacuten de una placa deportiva con cubierta orientado a solucionar el bajo iacutendice de praacutectica deportiva y el aprovechamiento del tiempo libre en actividades que los beneficie [6] el disentildeo de la cubierta es un factor importante para el disentildeo seguacuten Caacutendido Loacutepez ldquodesarrolla los espacios deportivos a
cubierto en un intento de explicar e interpretar la riqueza de matices y la complejidad del
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objeto arquitectoacutenicohellip Atreves de su forma poseen una voluntad de trascender y perdurar reflejo de las necesidades y aspiraciones de una eacutepocardquo [13]
631 ANTECEDENTES
ldquoCONSTRUCCIOacuteN Y DOTACIOacuteN DE UNA PLACA POLIDEPORTIVArdquo ldquoSe describe un modelo de Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivahellip para
Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportiva que consiste en construir un espacio bajo el cual se puedan desarrollar actividades como fuacutetbol de saloacuten voleibol o
baloncestordquo [6]
ldquoEL ESPACIO DEPORTIVO A CUBIERTO FORMA Y LUGARrdquo ldquodesarrolla los espacios deportivos a cubierto en un intento de explicar e interpretar la
riqueza de matices y la complejidad del objeto arquitectoacutenico y ello en la consideracioacuten de la idea de la totalidadrdquo [14] ldquoLA CULTURA FIacuteSICA Y EL DEPORTE FENOacuteMENOS SOCIALESrdquo ldquoPlantean los beneficios de las acciones que vinculan la actividad fiacutesica el deporte y la
recreacioacuten como componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la prevencioacuten ante diferentes riesgosrdquo [9] ldquoDETERMINANTES SOCIALES EN EL DEPORTE ADAPTADO EN LA ETAPA DE FORMACIOacuteN DEPORTIVA UN ENFOQUE CUANTITATIVOrdquo ldquoDeporte se ha adaptado no solo como un meacutetodo de integracioacuten social sino como una
necesidad involucrando la diversidad en el comportamiento social dentro de la
manifestacioacuten del bien individual que no podiacutea estar al margen del bien colectivordquo [12] ldquoEL IMPACTO DE LA ACTIVIDAD FIacuteSICA Y EL DEPORTE SOBRE LA SALUD LA COGNICIOacuteN LA SOCIALIZACIOacuteN Y EL RENDIMIENTO ACADEacuteMICO UNA REVISIOacuteN TEOacuteRICArdquo ldquoSe presenta una serie de investigaciones que hacen evidente los beneficios que el
deporte tiene en cuanto a procesos de socializacioacuten procesos mentales rendimiento
escolar y mejoramiento de la calidad de vida de las personas que lo practicanrdquo [8] ldquoEJERCICIO FIacuteSICO Y SALUDrdquo ldquoRealizar actividad fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por
semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad
cardiovascular y mortalidadrdquo [13] ldquoEDUCACION EN VALORES A TRAVEacuteS DEL DEPORTErdquo ldquoLas habilidades sociales y de comunicacioacuten que resultan problemaacuteticas se pueden entrenar mediante ejercicios que fomentan el desarrollo de autoestima aumento de la felicidad e integracioacutenrdquo [10]
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64 MARCO NORMATIVO
641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia
El ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humano El deporte y la recreacioacuten forman parte de la educacioacuten y constituyen gasto puacuteblico social Se reconoce el derecho de todas las personas a la recreacioacuten a la praacutectica del deporte y al aprovechamiento del tiempo libre El Estado fomentaraacute estas actividades e inspeccionaraacute vigilaraacute y controlaraacute las organizaciones deportivas y recreativas cuya estructura y propiedad deberaacuten ser democraacuteticas
642 NSR-10
Reglamento Colombiano de Construccioacuten Sismo Resistente Ley 400 de 1997 Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 modificado por el Decreto 092 del 17 de enero de 2011 Reglamento de vigencia en todo el territorio nacional
643 ACI 318-14
Este Reglamento proporciona los requisitos miacutenimos para los materiales el disentildeo construccioacuten y evaluacioacuten de la resistencia de miembros y sistemas de concreto estructural de cualquier estructura disentildeada y construida de acuerdo con los requisitos del reglamento general de construccioacuten
644 ANSIAISC 360-10
La Especificacioacuten estaacute basada en el uso pasado exitoso avances en el estado del conocimiento y cambios en la praacutectica de disentildeo La ldquoSpecification for Structural Steel Buildingsrdquo del American Institute of Steel Construction (AISC) provee un tratamiento integrado de los meacutetodos de Disentildeo por Tensiones Admisibles y del Disentildeo por Factores de Carga y Resistencia (LFRD) y reemplaza anteriores especificaciones Como se indica en el capiacutetulo B de la Especificacioacuten los disentildeos pueden hacerse con las provisiones de cualquiera de esos 2 meacutetodos de disentildeo
645 LEY 99 DE 1993
Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente se reordena el Sector Puacuteblico encargado de la gestioacuten y conservacioacuten del medio ambiente y los recursos
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naturales renovables se organiza el Sistema Nacional Ambiental SINA y se dictan otras disposiciones
646 DECRETO 1807
Por el cual se reglamenta el artiacuteculo 189 del Decreto Ley 019 de 2012 en lo relativo a la incorporacioacuten de la gestioacuten del riesgo en los planes de ordenamiento territorial y se dictan otras disposiciones
647 Acuerdo No 287 DE 2015
Por medio del cual se adopta el nuevo plan de ordenamiento territorial del municipio de Villavicencio y se dictan otras disposiciones Se trata de hacer de Villavicencio una ciudad planificada en la que todos sus habitantes tengan oportunidad de progresar proporcionando para ello espacios de participacioacuten e inclusioacuten social para consolidar a la ciudad como uno de los mayores centros generadores de desarrollo en el paiacutes
65 MARCO GEOGRAacuteFICO
El barrio Villa Juliana se localiza en el departamento del Meta al sur del municipio de Villavicencio en la Comuna 8 al cual se accede a traveacutes de la viacutea Villavicencio-acacias a 88 km del centro fundacional del municipio por el acceso al barrio porfiacutea por la carrera 43 a 18 Km hacia el sur de la comuna
Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional
Fuente [propia]
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental
Fuente [propia]
Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal
Fuente [Google Earth]
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Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario
Fuente [Google Earth]
El aacuterea en rojo es el barrio Villa Juliana este tiene una superficie de 9576981 m2 seguacuten levantamiento topograacutefico aportado por la secretaria de planeacioacuten de la alcaldiacutea de Villavicencio colinda con el asentamiento cambulos por el sur y sur occidente por el norte con la finca La Camelia accediendo por la carrera 43 desde la ciudadela Porfiacutea pasando el costado oriente por el asentamiento Villa del lago y por el costado occidente por la urbanizacioacuten La Maporita El aacuterea en verde es la reservada para equipamiento local y comunitario esta seriacutea el aacuterea destinada para la ejecucioacuten del proyecto el equipamiento local cuenta con un aacuterea de 145057 m2 y el equipamiento comunitario cuenta con un aacuterea de 19355 m2
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7 METODOLOGIacuteA
Inicialmente se obtiene toda la informacioacuten relacionada con el barrio Villa Juliana gracias al estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten del asentamiento humano Villa Juliana [3] se determina que la comunidad carece de varios aspectos importantes para un educado desarrollo social econoacutemico y cultural En este estudio se encuentra toda la informacioacuten correspondiente a la poblacioacuten equipamiento y demaacutes aspectos de la comunidad Para el correcto desarrollo del proyecto se tomoacute como base el proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten del cual se adoptoacute el disentildeo arquitectoacutenico que cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes [15] para este tipo de estructuras Una vez definidas las dimensiones y distribuciones de la estructura se debe realizar la evaluacioacuten de todas las solicitaciones que pueden afectar la estructura de acuerdo con el tiacutetulo B de la NSR-10 se deben considerar las solicitaciones provenientes del peso de los elementos permanentes en la construccioacuten los ocupantes y sus pertenencias efectos ambientales entre otras Estas son distintas a las fuerzas o efectos que aplica el sismo Despueacutes se determina el nivel de amenaza siacutesmica y los valores Aa y Av de acuerdo con el Tiacutetulo A de la NSR-10 Estos paraacutemetros sirven como base para definir el movimiento siacutesmico de disentildeo que se expresa por medio de un espectro elaacutestico de disentildeo ldquoEl Reglamento contempla descripciones alternativas del sismo de disentildeo ya sea a traveacutes de familias de acelerogramas o bien por medio de expresiones derivadas de estudios de microzonificacioacuten siacutesmica las cuales deben determinarse siguiendo los requisitos dados en el Capiacutetulo A2rdquo [1] Se caracteriza la estructura con respecto al sistema estructural de resistencia siacutesmica y se definen los materiales empleados que cumplan con las disposiciones de la NSR-10 para asiacute poder identificar la capacidad de disipacioacuten de energiacutea que se presenta Posterior a esto se debe definir el grado de irregularidad de acuerdo con el Capiacutetulo A3 del Reglamento (NSR-10) [1] Utilizando el Software de elementos finitos se analiza la estructura a partir de la geometriacutea cargas definidas anteriormente y considerando las diferentes condiciones y combinaciones determinadas en la NSR-10 Con el anaacutelisis se determina el comportamiento mecaacutenico de la estructura (desplazamientos deformaciones esfuerzos de flexioacuten corte axial y torsioacuten) al igual que las reacciones que se transmiten a la fundacioacuten Basaacutendose en los resultados se pude
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modificar el modelo inicial para conseguir una mejor alternativa tanto en seguridad como en economiacutea Se determinan las fuerzas siacutesmicas (Fs) que deben aplicarse a la estructura para lo cual deben usarse los movimientos siacutesmicos de disentildeo definidos anteriormente y posterior a esto realizar un anaacutelisis siacutesmico de la estructura de acuerdo con lo estipulado en el Capiacutetulo A3 de la NSR-10 [1] Una vez evaluados los desplazamientos horizontales se debe verificar que las derivas de disentildeo no excedan los liacutemites dados en el Capiacutetulo A6 de la NSR-10 en el caso de no cumplir con las derivas maacuteximas se debe rigidizar la estructura hasta que no se exceda el liacutemite Para finalizar con el disentildeo de las estructuras se analizan los resultados de las distintas solicitaciones y combinaciones para realizar el disentildeo de los elementos estructurales En este proyecto se requiere de unos elementos especiacuteficos para el correcto desarrollo de las actividades deportivas por esta razoacuten se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten para cada deporte basaacutendose en lo especificado por el proyecto tipo el cual cumple con los lineamientos establecidos en las normativas de cada deporte Una vez terminados los disentildeos de la infraestructura deportiva y comunitaria ademaacutes de especificar la dotacioacuten requerida se debe elaborar el presupuesto detallando las cantidades de materiales que se necesitan para la construccioacuten de la propuesta de disentildeo (superestructura y sub-estructura o cimentacioacuten) ajustaacutendola a los materiales disponibles en la regioacuten Por uacuteltimo se deben preparar revisar y aprobar los documentos definitivos de la propuesta de disentildeo como son las memorias de caacutelculo los planos de construccioacuten y el presupuesto de ambas estructuras
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8 PRELIMINARES
Por medio de la comunidad tuvimos acceso a los planos de la legalizacioacuten del barrio donde pudimos determinar el aacuterea que se teniacutea destinada para la construccioacuten del saloacuten comunal y del polideportivo posteriormente se realizoacute una visita al terreno para poder dimensionar y planear como seriacutea la distribucioacuten del espacio para el saloacuten comunal y para el polideportivo Adicionalmente se consultoacute con la entidad que necesitaban en el saloacuten comunal y en la placa deportiva Se acordoacute con la comunidad que el saloacuten comunal tendriacutea dos (02) oficinas una (01) cocina un (01) bantildeo interno para hombre un (01) bantildeo interno para mujeres un (01) deposito un (01) saloacuten para las reuniones de la comunidad un (01) bantildeo para hombres externo con duchas y vestidores un (01) bantildeo para mujeres externo con duchas y vestidores Para el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva se mostroacute a la comunidad el disentildeo del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten y se adoptoacute este disentildeo el cual cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes En la visita al lugar destinado para el saloacuten comunal y la placa deportiva se evidencio que el terreno era muy nivelado y no habiacutea grandes cambios en la topografiacutea debido a que ya se haba echo una nivelacioacuten del terreno para la cancha de tierra que se tiene para el desarrollo de la praacutectica deportiva de la comunidad
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Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
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Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno
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9 PROPUESTA DE DISENtildeO
Se realiza este trabajo de grado mediante la opcioacuten aplicaciones en temaacuteticas de ingenieriacutea civil para la Universidad Santo Tomas sede Villavicencio busca solucionar una problemaacutetica social manifestada por la comunidad en el barrio villa Juliana en la ciudad de Villavicencio dando como solucioacuten escenarios deportivos y comunitarios La propuesta de disentildeo del saloacuten comunal contempla la construccioacuten de un aacuterea de 38482 m2 que cuenta con espacios de almacenamiento cocina oficinas 2 bateriacuteas de bantildeos y un saloacuten de reunioacuten con capacidad de 300 personas se realiza el disentildeo arquitectoacutenico y estructural La propuesta de disentildeo del polideportivo contempla la construccioacuten de un aacuterea de 88275 m2 los disentildeos a los que se les realizo la revisioacuten fueron obtenidos del proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP denominado ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo [6] mediante los anexos teacutecnicos se realiza la revisioacuten del disentildeo seguacuten la regioacuten y anaacutelisis de solicitaciones propias de la zona todos los disentildeos el presupuesto de construccioacuten y dotacioacuten y planos del polideportivo exceptuando la cimentacioacuten pertenecen a los disentildeos del anexo teacutecnico del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo del DNP
91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL
De acuerdo con los requerimientos de la comunidad y las condiciones del terreno se disentildeoacute el saloacuten comunal con todos los espacios requeridos por la comunidad para realizar las actividades que se requieran asiacute como un espacio de bantildeos duchas y vestidores que puedan ser utilizados por los usuarios de la placa deportiva (ver planos ARQ 01 y ARQ 02)
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Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01)
Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03)
se realiza los caacutelculos y el anaacutelisis que cumplan con la norma sismo resistente colombiana NSR 10 de un saloacuten comunal con una (01) planta y una (01) cubierta ubicado en el barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio en el departamento del Meta
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911 Generalidades
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 38482
Aacuterea construida 1er piso (m2) 38482
Sistema estructural Poacuterticos en concreto reforzado
resistentes a momento
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos Si
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
30
Fuente Propia
9111 Descripcioacuten del proyecto
El proyecto contempla el disentildeo de un saloacuten comunal con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado con cubierta liviana soportada sobre perfiles metaacutelicos con una pendiente mayor a 15 grados La estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 18 Configuracion general del modelo
Fuente Propia
912 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el
procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y
CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1]
despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios geoteacutecnicos) y
realizar el disentildeo arquitectoacutenico se debe realizar el disentildeo estructural para lo cual
siguen los pasos de la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para
edificaciones nuevas y existentesrdquo [1]
Pre dimensionamiento y se define el tipo de sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de la estructura en un programa de elementos finitos
para determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
913 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del saloacuten comunal
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
914 Cargas
9141 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
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9142 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP 09D+09PP+10Ex+03Ey 09D+09PP+10Ex-03Ey 09D+09PP+10Ey+03Ex 09D+09PP+10Ey-03Ex 09D+09PP+16Wx 09D+09PP+16W(-x) 09D+09PP+16Wy 09D+09PP+16W(-y) 09D+09PP-10Ex+03Ey 09D+09PP-10Ex-03Ey 09D+09PP-10Ey+03Ex 09D+09PP-10Ey-03Ex 12D+12PP+10Ex+03Ey+10L 12D+12PP+10Ex-03Ey+10L 12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L 12D+12PP+16L+05Lr 12D+12PP+16Lr+08Wx 12D+12PP+16Lr+08W(-x) 12D+12PP+16Lr+08Wy 12D+12PP+16Lr+08W(-y) 12D+12PP+16Lr+10L 12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wx+10L+05Lr 12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wy+10L+05Lr 12D+12PP-10Ex+03Ey+10L 12D+12PP-10Ex-03Ey+10L 12D+12PP-10Ey+03Ex+10L 12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9143 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite de
resistencia
D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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915 Cargas muertas y cargas vivas
Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS
Teja Aluzinc + Anclajes 015 KNm2
Baldosa Ceraacutemica 08 KNm2
Luminarias 18 KN
Mamposteriacutea De Bloque De Arcilla (Pantildeetado En Ambas Caras)
2 KNm2
Muros Cortina De Vidrio Entramado Y Marco 050 KNm2
Placa De Tanque 360 KNm2
CARGAS VIVAS
Terraza Tanque 2 KNm2
Saloacuten Comunal 2 KNm2
Cubierta Liviana 05 KNm2
Tanque De Agua 1000 Lts 1000 KN
Aacuterea De Placa Sobre La Cual Se Apoya El Tanque De 1m3
1000 m2
Carga Uniforme Sobre Placa De Tanque 100 KNm2
Fuente Propia
916 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del saloacuten comunal (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva (ver Memoria de caacutelculo saloacuten comunal)
Tabla 4 Peso saloacuten comunal
Caacutelculo del peso del saloacuten comunal
MUROS VIGAS Y PLACA
Peso Total 122018 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9161 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 19 Espectro de disentildeo
Fuente Propia
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Ilustracioacuten 1 irregularidad torsional Fuente A3-1 NSR 10
9162 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea
INCOMPATIBILIDADES
ϕp = 090 Irregularidad en planta A12 [1]
Fuente Figura A3-1 NSR 10
ϕa = 100 Irregularidades en Altura Tipo
3A Geomeacutetrica [1] Sin irregularidad
ϕr = 075 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] En sistemas de poacutertico resistente a
momentos Ro = 70 DES
Fuente Propia
Tabla 8 Calculo irregularidad torsional DESPLAZ (m) 12DE+10L +10E
Piso 1 Tipo Riacutegido
A3-1 NSR 10
d prom (m) 00120
d max (m) 00120
Irregularidad torsional normal
o extrema
ϕp = NA (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
Fuente propia
1R = 021
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9163 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Tabla 9 Periodo fundamental T (s) F (Hz)
018 544
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 4
Ta = Ct hα 016
T lt CuTa Verificacioacuten
018 lt 0194 CUMPLE
Fuente Propia
9164 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
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Tabla 11 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 122018 123315 123315
917 Cargas de viento
Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 40 m Altura alero
h c 56 m Altura cumbrera
h m 48 m Altura media
L 242 m longitud estructura
B 249 m profundidad estructura
α gt 150 grados pendiente de techo
A techo 3411 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
A continuacioacuten se evaluacutea cada una de las paredes externas del saloacuten comunal para determinar la clasificacioacuten del cerramiento de la edificacioacuten El aacuterea total del techo es de 34112 m2 no tiene aberturas Ag de cada una de las paredes se calcula teniendo con la sumatoria del aacuterea gruesa de todas las paredes maacutes la sumatoria total de aacuterea total de techo menos la pared actual
Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento
Fuente Propia
Fuerza de viento procedimiento analiacutetico Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
CLASIFICACION DE CERRAMIENTO EDIFICACION PARCIALMENTE
ABIERTA
EDIFICACION DE BAJA ALTURA SI
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Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-
1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga Para estructuras riacutegidas el factor de efecto
de raacutefaga 085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
Gx 0880624121 Factor de efecto raacutefaga
Gy 086781881 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia
Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2 (ver memoria de caacutelculo)
9171 Carga de viento para teja y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 18 3 gt 05
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Tabla 16 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Ancho teja 05 m
Separacioacuten correas 18 m
Luz correas 42 m
A aferente teja 06 m Ancho efectivo teja
A aferente correa 18 m Ancho efectivo correa
A ef teja 11 m2 Aacuterea efectiva teja
A ef correa 75 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
teja -26 05
correas -22 04
Edificios bajos lt18m
P Presioacuten teja 07 KNm2
P succioacuten teja - 13 KNm2
P presioacuten correa 06 KNm2
P succioacuten correa -17 KNm2
Fuente Propia
918 Derivas
Las derivas maacuteximas son de 0231 Por lo tanto la estructura cumple con el criterio de
deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1] (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1
Figura 20 Planta de vigas aereas
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9191 Generalidades todos los ejes
Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1
Viga tipo 1 25X40
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 3595 Kn
Momento Mu (Knm) (-) 2573 Knm
Momento Mu (Knm) (+) 2341 Knm
Luz de viga 66 m
Hmin (L16) 041
Fy (Mpa) 420 Mpa
Fc (Mpa) 21 Mpa
λ (Concreto de peso normal) 1
B1 085
Fuente Propia
9192 Disentildeo a flexioacuten
Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Fuente Propia
Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1
As min 1 19836 mm2
As min 2 24240 mm2
b 025 m
h asum 035 m
d 029 m
d 005 m
Ф 09
Mn- 286
Mn+ 260
pmin 00033
Pmax 00135
P req- 00034
P req+ 00030
As- 2436 mm2
As+ 2208 mm2
Fuente Propia
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Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1
a 37459 mm a 3745882353
c 44069 mm c 4406920415
Pdisentildeo- 0005 Pdisentildeo+ 0005473141
ФMn- 40943 ФMn+ 4094267088
Chequeo CUMPLE Chequeo CUMPLE
Revisioacuten Ф 00168 Revisioacuten Ф 00168
Correccioacuten Ф 18834 PHI=09 Correccioacuten Ф 18834 PHI=09
Fuente Propia
9193 Disentildeo a cortante
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C11 [1] de la normativa vigente
Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE
Liacutemite de esfuerzos 458
bw (m) 025
h (m) 035
d 005
d (m) 029
fc (MPa) 21
Cortante maacuteximo Vu 1-1 (KN) 3595
fVc (KN) 3399
Vs (KN) 327
VultfVc Refuerzo a
cortante
VS gt 4 VC CUMPLE
s arranque (m) db = 38 531
s max 2 068
VS gt 033 x bW x d 13232
VS lt 066 x bW x d 26464
Av min (mm2)-1 24596
Av min (mm2)-2 3030
Fuente Propia
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9194 Disentildeo a torsioacuten
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C1151 [1] de la normativa vigente donde Acp es Aacuterea encerrada por el periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal de concreto y Pcp es el Periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal y para realizar el chequeo se utiliza la siguiente formula
Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1
Tu 357 Knm
Acp 87500 mm2
Pcp 120000
Chequeo Tu 182005228 Knm
Fuente Propia
9195 Calculo de las propiedades y revisioacuten de la seccioacuten de
concreto
Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 X1 0160475 mm
Y1 0260475 mm
Aoh 4179973 mm2
Ao 3552976678 mm2
d 290875 mm
Ph 8419 mm
Fuente Propia
Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto
Vu 3595000 N
Vc 4532052798 N
Ecuacioacuten 11-18 Del Aci 1256291283 Nmm2 273579769 Nmm2
Revisioacuten Cumple Seccioacuten
Fuente Propia
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9196 Refuerzos
Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten
Tn 476 Knm
Ѳ 45 Grados 0617369624
Ats 015949068 mm2mm para 1 rama de estribo
Avs 0026733842 mm2mm para 2 ramas de estribo
Fuente Propia
Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos
2At+Av 0345715203 mm2mm para 1 ramas de estribo
S estribos 38 0411 m
S max permisible 0105 m
Fuente Propia
Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten Al 1342752036 mm2
Min Al 2667001698 mm2
Fuente Propia
9197 Calculo de deflexiones para la viga con la mayor luz
Viga 025 X 035 Deflexioacuten 0002 M Deflexioacuten Permitida 0017833333 M
Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1
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9110 Columnas
91101 Revisioacuten de refuerzo de columnas elemento con el mayor
momento
Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas
91102 Flexioacuten y carga axial
Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas
Fy (MPa) 420
Es (Gpa) 200
fc (Mpa) 21
Ec (Gpa) 2154
d 030
Ndeg Barras 10
b (m) 035
h (m) 035
r (m) 004
a 014
A 00002
Lu (m) 365
k 1
r 0105
Mu sup (KNm) 2733
Mu inf (KNm) 2531
Pu (KN) 12307
Vu (KN) 145
Cm 060
Ig (m4) 00013
Ise (m4) 00001
EI1 (Pa) 2096674615
EI2 (Pa) 8287338453
Pcr 1 6213052808
Pcr 2 2455777882
L1 0601
L2 0603
Pu (KN) 12307
Mu 1526
Mu 2531
09
a= 166695060
b= 14126700
c= 2812222
0002039812
0082705951
As (mm) 122500
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Fuente Propia
91103 Cortante
Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas
s 1 00153
s 2 00060
Asmin (mm2) 4374
s min (m) 38 0592
Ash1 (mm) 1063
Ash2 (mm) 2411
d min (mm) 7
vc Mpa1 0764
vc Mpa2 0764
vc Mpa3 1375
vc Mpa 0764
Vc (KN) 62460
VultVc Ok
vs (KPa) -391512
s (m) d = 38 -0370
Fuente Propia
91104 Refuerzo
Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna
Ref Long
h (m) 365
Asmin 1225
As (mm2) 1791
995 1791
Asmax 4900
Ref Transv Z conf
s(m) 009
L Zconf 06 m
Ref Transv min
s (m) 010
Complemento si
Fuente Propia
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Ver detalles de las columnas en el plano E03 y E01
9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal
Con los datos obtenidos del anaacutelisis estructural se considera dimensionar la placa de fondo o contrapiso por medio de una losa maciza en dos direcciones
Figura 25 Losa maciza en dos direcciones
91111 Dimensionamiento de placa y avaluoacute de cargas
Espesor de placas macizas en dos direcciones sin vigas interiores determinado seguacuten las secciones C13 y C95 [1]
La 30 m
Lb 30 m
a = LbLa 100
Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza
Paneles exteriores sin aacutebacos
eMin sin vigas de borde 010 m
eMin con vigas de borde 009 m
paneles interiores sin aacutebacos 009 m
Paneles exteriores con aacutebacos
eMin sin vigas de borde 009 m
eMin con vigas de borde 008 m
paneles interiores con aacutebacos 008 m
e asumido 010 m
Carga de peso propio de Placas y estructuras encima (KNm2)
Peso propio losa 24 KNm2
Piso y alistado 10 KNm2
Muros eventuales 30 KNm2
D 64 KNm2
Carga viva 18 KNm2
Impacto 10 018 KNm2
L 20 KNm2
wu 838 KNm2
Fuente Propia
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Utilizando el procedimiento de la seccioacuten C139 ldquoLosas en dos direcciones apoyadas sobre muros o vigas riacutegidasrdquo [1] del Reglamento vigente (Meacutetodo de los Coeficientes) se divide el panel en consideracioacuten en cada direccioacuten en franjas Centrales cuyo ancho es la mitad del panel y medias franjas de columnas con un ancho igual a un cuarto del panel
91112 Franjas centrales
Tabla 31 Franjas centrales
Momentos negativos en los bordes (Tabla C139-1)
Caneg 0045
Cbneg 0045
Ma (negativo) 34 KNm
Mb (negativo) 34 KNm
Momentos positivos (Tablas C139-2 Y C139-3)
Ca D positivo 0018
Cb D positivo 0018
Ca L positivo 0027
Cb L positivo 0027
Ma (positivo carga muerta) 10 KNm
Ma (positivo carga viva) 05 KNm
Ma (positivo total) 15 KNm
Mb (positivo carga muerta) 10 KNm
Mb (positivo carga viva) 05 KNm
Mb (positivo total) 15 KNm
Fuente Propia
91113 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior Franja central
Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
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91114 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior Franja central
Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Fuente Propia
91115 Franjas de columnas
Los momentos en los bordes seraacuten 23 de los calculados en la franja central
Momentos negativos La 23 KNm Momentos positivos La 10 KNm Momentos negativos Lb 226
Momentos positivos Lb 101
91116 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior franja de columnas
Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas
Fuente Propia
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91117 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior franja de columnas
Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
91118 Cortante
Para el caacutelculo de las reacciones se utiliza la Tabla C139-4 [1] en donde para m=09 en el caso 2 el 60 de la carga se transmite en la direccioacuten de la luz menor y el 40 en la direccioacuten de la luz mayor
Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso V1 63 KN
V2 63 KN
Vd1 60 KN
Vd2 60 KN
Vu 91 KN
Ф 075 KN
Vc 4674 KN
ФVc 3506 KN
CUMPLE
Fuente Propia
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Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02)
9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten
Se realiza el disentildeo de dos tipos de zapatas centrales y esquineras ya que el terreno de la edificacioacuten es colindante con una finca las zapatas esquineras fueron disentildeadas con el meacutetodo calavera [16]
91121 Zapata Z-1 central
La zapata Z-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
91122 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
La zapata Z1 se utiliza en los Puntos 1 3 6 7 8 10 11 12 13 14 17 18 19 20 21 22 23 25 26 27 28 30 31 32 33
Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 )
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 936
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 94
Momento (KNm) 2-2 135
Momento (KNm) 3-3 168
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 1226
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN) 000
Carga maacutex horizontal Hu (KN) 1266
Momento (KNm) 2-2 198
Momento (KNm) 3-3 231
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
Concreto de peso normal No liviano 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 )
PS (KN) 936Kn
Peso de zapata (KN) 184Kn
Aacuterea de zapata (m2) 06m2
Zapata rectangular de L (m) 07m
A (m) 160m
B (m) 160m
Espesor t (m) 030m
Recubrimiento r (m) 0075m
d (m) 021m
Prof de cim 13m
Figura 27 Diagrama zapata (Z1)
Fuente Propia
Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0145
ey (m) 018
Relacioacuten exey 12
B recomendado 20
A6 03
B6 03
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 53 KNmsup2
q2 970 KNmsup2
q3 495 KNmsup2
q4 380 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 23 KNmsup2
q2 1273 KNmsup2
q3 607 KNmsup2
q4 495 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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91123 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1
Cortante Bidireccional Z1
Ancho de pedestal b c 035 m
Largo de pedestal l c 035 m
Lcd 2 11
V (d2) 867 Knm2
Vu (d2) 2380 Kn
Beta 10
Bo 22 m
065
Vc1 7146 Kn
Vc2 6687
Vc3 4624
Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1
Direccioacuten Larga
Lcd 04
V(d) 949
Vu(d) 714
φ 075
φc= 1963 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 04
V(d) 949 Knm2
Vu(d) 714 Kn
φ 075
φc= 1963 Kn
Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 16
B (m) 16
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
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Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 45 Resistencia al aplastamiento
Z1
Resistencia al aplastamiento
Pu 1226
φ 065
A1 012
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 24
raiacutez(A2A1) 44
Phi Pnb 28426 Kn
Fuente Propia
91124 Disentildeo a flexioacuten
Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta
Abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2
Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 02 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000156
Pasumido 000333
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras
90
separacioacuten 018 m 14 c018 en
la direccioacuten corta abajo- Son 9
Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2 Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09 Pmin 00033
Pdisentildeo 00016
Pasumido 00033
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 90
Separacioacuten 018 m 14 c018
en la direccioacuten larga abajo- Son 9
Fuente Propia
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Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1
Fuente Propia
Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas
de viento en la memoria de calculo del salon comunal)
91125 Zapata esquinera Z-2
La Zapata Z-2 se utiliza en los puntos 2 4 9 15 16 5 29 se realiza el disentildeo de la zapata cuadrada esquinera con vigas aeacutereas siguiendo el fundamento teoacuterico de Joseacute calavera [16] en el cual se supone que la zapata estaacute apoyada sobre Vigas virtuales en voladizo
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 0625 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 7056 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 60
Separacioacuten 028 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 6
Separacioacuten usada 025 m
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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Figura 29 Diagrama Zapata Z2
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
El procedimiento mediante el cual se determina las tenciones maacuteximas y miacutenimas es el siguiente
Se fijan las dimensiones de la zapata b h
Se determina el coeficiente de balasto K mediante la ecuacioacuten (1) en donde
f es el factor de correlacioacuten de aspecto de la zapata ecuacioacuten (2) y KL es el
moacutedulo de balasto lineal ecuacioacuten (3)
Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto
Ecuacioacuten (1) Ecuacioacuten (2) Ecuacioacuten (3)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
A continuacioacuten se encuentran las ecuaciones que se utilizan para calcular
la fuerza de traccioacuten T y las tensiones qmax y qmin la placa de la zapata estaacute
sometida a dos momentos maacuteximos que producen tracciones en la cara
superior e inferior
Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2
Ecuacioacuten (4) Ecuacioacuten (5) Ecuacioacuten (6)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2)
Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 b1 035 m
b2 035 m
P serv 6226 KN
Qa 200 KNm2
Momento 3-3 serv 1353 KNm
Momento 2-2 serv 1682 KNm
Pultimo 822 KN
Momento ultimo 3-3 205 KNm
Momento ultimo 2-2 2546 KNm
Fc 21 MPa
Fy 420 MPa
Columnas Laterales 20
Fuente Propia
Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2
Peso de Zapata 18432 Kn
Amin 040346 m2
B 16 m
L 16 m
Aacuterea Definitiva 256 m2
Espesor t 03 m
Altura de la Vcim h 03 m
Recubrimiento r 0075 m
d (m) 0225 m
Prof de cimentacioacuten 130 m
W 085 m
Fuente Propia
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Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 emax 027
emin 022
B6 027 m
L6 027 m
Moacutedulo de balasto K 05 nmm3
075
Bc (b2b1) 1
Ec 21538106 Mpa
Ic 1250520833 mm4
Kc 0176 nmm3
Ts 30647 Kn
Tu 40463 Kn
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
qsmax 60503 Knm2
qsmin 2537 Knm2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
qumax 69786 Knm2
qumin -6745 Knm2
qum 31520 Knm2
Fuente Propia
Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento
Ancho de columna bc 035 m
Largo de columna Lc 035 m
Vup 68130429 Kn
Bo 093 m
1
up 3273534126 Knm2
v 065
Vc1 9928914006 Knm2
Vc2 1704016323 Knm2
Vc3 1489337101 Knm2
Verificacioacuten CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2
Direccioacuten Larga y Corta
Vud 51693 Kn
ud 143593 Knm2
065
Vc 496446 Knm2 CUMPLE
Fuente Propia
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Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2
Refuerzo Parrilla superior e inferior
q prom 3152 Knm2
Mu 6993 Knm
Mn 7770 Knm
Fy 420 MPa
Fc 21 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d = r + barra 0075 m
d 0225 m
09
P min 00033
P disentildeo 00023
P asumido 00033
As 1188 mm2
Barra No 5
Cantidad de Barras 6
separacioacuten 024 m
15 c024 en la direccioacuten Corta y Larga Abajo - Son 6
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en el plano E01 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de los dos tipos de zapatas que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten
Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten
b 035
h 035
d 0275
Fc 21
Fy 420
C o T 6165 Kn
Tu 4046319494 Kn
Asreq 1070454893 mm2
Asmin 317625 mm2
Asdis 317625 mm2
Barras No 5
Cantidad 2
Fuente Propia
Tabla 58 Disentildeo de viga virtual b 03
h 03
d 0225
Fc 21
Fy 420
Mp 4303573333
P 0007389068
Asreq 4987620775 mm2
Asmin 22275 mm2
Asdis 4987620775 mm2
Barras No 5
Cantidad 3
Fuente Propia
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Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014)
A1 (m2) 01225
065
t (m) 03
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 (m2) 09025
raiz(A2A1) 27143
Factor 2
F aplastamiento (KN) 28426125
Fu (KN) 822
Fu lt F aplastamiento CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 60 Altura miacutenima de desplante
Put (KN) 0
B (m) 16
L (m) 16
sad (KNm2) 200
g (KNm3) 18
qu (KNm2) 0
FS 2 2
z (m) 0
Df (m) 130
Fuente Propia
Figura 31 Diagrama Viga Virtual
Ver cargas de servicio y Reacciones de servicio en la memoria de caacutelculo del saloacuten comunal
9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten
91151 CAacuteLCULO viga cimentacioacuten estructura de concreto - VC1
En el cortante maacuteximo se utiliza el 10 de la carga de la cimentacioacuten
Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1
Viga de Cimentacioacuten tipo 1 VC-1 30x30
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 1226
Momento Mu (KNm) 693
C oacute T (KN) 920
As min (mmsup2) 1103
Densidad del suelo (KNm3) 18
Profundidad de cimentacioacuten (m) 10
Wu o subpresioacuten (KNm) 378
Luz de viga (m) 413
Hmin (L30) 021
fy (Mpa) 420
fc (MPa) 21
Concreto de peso normal) 10
Fuente Propia
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91152 Disentildeo de cortante
Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1
bw (m) 030 bw gt 03h oacute 250mm
Espesor h (m) 030 Espesor
d 007 Recubrimiento
d (m) 022
fc (MPa) 21 Resistencia del concreto miacutenima
Vu 1-1 (KN) 2007
Vc (KN) 3659
Vs (KN) -1652 VS gt 05 Vc Si Vs mayor que 12 de Vc Ref cortante
VultVc CUMPLE Criterio para refuerzo de cortante
v u - v c (KN) -24625
s (m) db = 38 -057 Separacioacuten miacutenima Z C= -057 lt 030m
s (m) db = 14 -011
VS gt 033 x bW x d 13610 Espaciamiento maacuteximo es d4
VS lt 066 x bW x d 27220 Cumple
Av min (mm2)-1 -11469
Av min (mm2)-2 -14128
Fuente Propia
91153 disentildeo de momentos
Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del
slaon comunal) bw (m) 030
d (m) 022
As min (mm2)-1 18302
As min (mm2)-2 22365
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en los planos E01 y E02 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de las vigas de cimentacioacuten con sus respectivos despieces que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros
Se disentildea la loza maciza en donde va a estar ubicada el tanque elevado que tambieacuten serviraacute de zona de mantenimiento para la cubierta
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Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L
DATOS
Luz 36 m
Fc 21000 Knm2
Fy 420000 Knm2
D 44 Knm2
L 10 Knm2
DIMENSIONES
H placa L20 018
H asumido 015
Recubrimiento 003
Barras Numero 4
db 00127
d 01137
disentildeo para un ancho de 1 m
b 1m
CARGAS
D 44 Knm2
L 10 Knm2
Wu 2128 Knm2
Mu 344736 Knm
CUANTIA
φ 09
Rn max 8925
Rn 2965549985
P cuantiacutea 0007771349
Pmin 00033
Fuente Propia
91161 Refuerzo
Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L
Ref principal
As M2m 0000883214
As mm2m 883213864
Espaciamiento max 045 m C765
Acero suministrado
Barras No4
Aacuterea barra cu 129
Cantidad 7
Espaciamiento 014
Acero suministrado 903 OK
Fuente Propia
Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L
REFUERZO PRINCIPAL
Barra Diaacutemetro Aacuterea Cantidad Espaciamiento
No3 95 71 1243963189 008
No4 127 129 6846619101 014
No5 159 199 4438260623 022
No6 191 284 3109907972 032
No7 222 387 2282206367 043
No8 254 510 173179189 057
Fuente Propia
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Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05)
91162 Calculo de deflexiones losa maciza e=15cm
Posterior al disentildeo de la losa se realizoacute la verificacioacuten de la deflexioacuten maacutexima para que no superara lo permitido por la norma [1] asiacute como se muestra a continuacioacuten
Tabla 67 Solicitaciones
SOLICITACIONES
D 44 KNm2
L 10 KNm2
LUZ 36 m
e 015 m
Fc 21000 KNm2
Fy 420000 KNm2
Ec 2153810577 KNm2
Es 200000000 KNm2
deflexioacuten 0003610345
Ig 000028125
deflexioacuten maacutexima permitida 001
Fuente Propia Una vez calculada la deflexioacuten de la losa se obtuvo un valor de 000361 y siendo
l360=001 nuestra deflexioacuten maacutexima permitida por la norma seguacuten tabla C95
(b) Se cumple este requisito (ver detalles en los planos)
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9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Se realizoacute el disentildeo de la mamposteriacutea NO estructural teniendo en cuenta las siguientes condiciones por la ubicacioacuten del proyecto
Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Ubicacioacuten Villavicencio Meta
Aa 035
Av 03
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Uso residencial
Grupo de uso II
Coeficiente de importancia I 11
Perfil del suelo Tipo c
Fa 105
Fv 15
Grado de desempentildeo del elemento no estructural BUENO
T 017 seg
Fuente Propia Tomando en cuenta lo establecido en la norma se determinoacute que en el caso del saloacuten comunal son muros divisorios con las siguientes caracteriacutesticas encontradas en la tabla A95-1 [1] muros divisorios de con coeficiente de aplicacioacuten dinaacutemica ap = 10 grado de desempentildeo bueno y tipo de amarres y anclajes No duacutectiles
Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales
ap 1
Tipo de anclaje No duacutectil
Rp especiales 6
Rp duacutectiles 3
Rp no duacutectiles 15
Rp huacutemedos 05
Hn 600 m
Heq 45 m
Hx 4
Sa 101
As 040
ax 094325
Fuente Propia Definidas las caracteriacutesticas de la mamposteriacutea no estructural se procedioacute al caacutelculo de la fuerza siacutesmica de disentildeo y con esto se realizoacute el disentildeo correspondiente
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Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural
L Muro 585 m
H Muro 3 m
Peso muro 3159 Ton
Fp 099324225
Limite 0552825
Fp asumida 099324225 Ton
Momento PXL4 099324225 Tonm
Cortante 0496621125 Ton
Fuente Propia
91171 Dovelas
Se emplearaacuten dovelas de 15x15cm como se muestra a continuacioacuten
Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas
Revisioacuten de la flexioacuten
Fc 210 Kgcm2
Fy 4200 Kgcm2
c 75 cm4
I 421875 cm4
Ф 09
Fr 2608447814 Kgfcm2
M 1467251896 Kgfcm
M 014672519 Tonm
Numero de dovelas
6 Und
Separacioacuten 097 m
Revisioacuten del cortante
Barra 12
Aacuterea 129 cm2
Diaacutemetro 127 cm
M 99324225 Kgfcm
Inercia 0127698501 cm4
c 0635 cm
ά 4200 Kgfcm2
V 1689240009 Kgf
V 0168924001 Ton
Vtotal 1013544005 Ton
Vu 0496621125 Ton
Fuente Propia Una vez verificados todos los paraacutemetros se comprueba que cumplen con lo exigido con la normativa (Ver detalles constructivos en plano E05)
9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente
Se realizoacute el disentildeo de las correas metaacutelicas para la cubierta teniendo en cuenta lo siguiente
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91181 Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500
Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 b 50 mm ancho del elemento
h 150 mm altura del elemento
e 3 mm
E 200000 Mpa moacutedulo de elasticidad
Fy 350 Mpa esfuerzo liacutemite de fluencia
A 1141 mm2 Aacuterea del elemento
Zx 51430 mm3 Coeficiente momento plaacutestico
Zy 23490 mm3
Sx 39810 mm3
Sy 21060 mm3 Coeficiente momento elaacutestico
lx 2985500 mm4 Inercia en el eje deacutebil del elemento
ly 526500 mm4
rx 512 mm Radio de giro en el eje x
ry 215 mm Radio de giro en el eje y
J 1508000 mm4 Constante torsional
09 Coeficiente para elementos sometidos a flexioacuten
rts 3450560744 mm
Ho 144
L 415 m
Fuente Propia
Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm
Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm
Mactuante 332
Pendiente cub gt 15deg
Mx(Knm) 3206873743
My(Knm) 085927923
Fuente Propia
Ya asignada la seccioacuten que se usara se realizan las correspondientes revisiones para asegurar que cumple con todo lo requerido por la normativa
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Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm
Fuente Propia
Revisando la resistencia a momento de la correa con la anterior ecuacioacuten obtenemos 0314078686 este valor es inferior a 1 Por lo tanto cumple con lo requerido con la normativa al igual que los chequeos del liacutemite de la aleta y el alma (ver detalles en planos E03 y E04)
9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales
91191 Cercha cubierta
Es necesaria una cercha en la cubierta del saloacuten comunal debido a las grandes luces entre columnas ya que se requeriacutea espacios amplios donde se puedan reunir las personas en los eventos que se organicen en la edificacioacuten La cercha se encarga de soportar los elementos principales de la cubierta trabaja especialmente para las cargas verticales por ende no se ve muy afectada por las cargas siacutesmicas a la que esteacute sometida la estructura A continuacioacuten se presentan la condicioacuten maacutes criacutetica para la cercha donde se muestra el iacutendice de sobreesfuerzo de cada elemento estructural mediante una gama de colores si el elemento presenta falla en la imagen se evidencia que no hay ninguacuten elemento que este fallando o con sobreesfuerzo (ver detalles en planos)
Figura 34 modelo cercha
Descripcioacuten Tubo rectangular 150x50x3mm
Chequeo btf(Aleta) 1466666667
Chequeo Htw (Alma) 48
Limite Nsr-10 (Aleta) 2677312085
Limite Nsr-10 (Alma) 5784906469
CompactaNocompacto (Alma) Compacto
CompactaNo compacto (Aletas) Compacto
mnx 1620045 Knm
mny 739935 Knm
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92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO
921 Generalidades
Tabla 75 Generalidades Polideportivo
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 88275
Aacuterea construida 1er piso (m2) 88275
Sistema estructural
Poacuterticos en concreto reforzado resistentes a momento
Peacutendulo invertido
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos No
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
20
Fuente Propia
9211 Descripcioacuten del proyecto Polideportivo
El proyecto contempla la revisioacuten del disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple siguiendo las especificaciones del documento del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo [1] con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado - peacutendulo invertido la estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas con una cubierta liviana a dos aguas desarrollada en estructura metaacutelica a base de cerchas espaciales que soportan correas tubulares de laacutemina delgada Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 35 ver memoria de calculo
922 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar la revisioacuten del disentildeo de este proyecto se
basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO
DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL
REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios
geoteacutecnicos) y analizar el disentildeo arquitectoacutenico propuesto por el DNP y aprobado
por Coldeportes para ver si se ajusta al aacuterea y especificaciones del terreno se
debe realizar la revisioacuten del disentildeo estructural para lo cual se siguen los pasos de
la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para edificaciones nuevas y
existentesrdquo
Teniendo en cuenta el documento base del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo
[1] se obtiene los paraacutemetros de la estructura predimensionamiento y
sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de estructura en un programa de elementos finitos para
determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
923 Cargas
A continuacioacuten se describen los tipos de cargas que se deben tener en cuenta para este tipo de estructura
Carga Muerta
La carga muerta corresponde al peso propio de la estructura y peso de los demaacutes elementos que permanecen fijos durante la vida uacutetil
Carga Viva
La carga viva corresponde a cargas gravitacionales que pueden variar durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras y tienen naturaleza variable se debe considerarse en el disentildeo la existencia de las mismas para determinar las condiciones de disentildeo criacuteticas
9231 Caacutelculo de la carga siacutesmica
Para calcular el peso que inercialmente contribuye al efecto siacutesmico se consideran los pesos de la estructura desde la placa de cimentacioacuten hacia arriba es decir vigas columnas placas y demaacutes
Cargas de viento
Cada estructura estaacute sometida a acciones de viento estas cargas variacutean con respecto a la ubicacioacuten geograacutefica la altura sobre el nivel del terreno el terreno y algunos otros factores Las cargas suelen ser importantes que las cargas siacutesmicas en estructuras con gran altitud
9232 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
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W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
9233 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP
09D+09PP+10Ex+03Ey
09D+09PP+10Ex-03Ey
09D+09PP+10Ey+03Ex
09D+09PP+10Ey-03Ex
09D+09PP+16Wx
09D+09PP+16W(-x)
09D+09PP+16Wy
09D+09PP+16W(-y)
09D+09PP-10Ex+03Ey
09D+09PP-10Ex-03Ey
09D+09PP-10Ey+03Ex
09D+09PP-10Ey-03Ex
12D+12PP+10Ex+03Ey+10L
12D+12PP+10Ex-03Ey+10L
12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L
12D+12PP+16L+05Lr
12D+12PP+16Lr+08Wx
12D+12PP+16Lr+08W(-x)
12D+12PP+16Lr+08Wy
12D+12PP+16Lr+08W(-y)
12D+12PP+16Lr+10L
12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wx+10L+05Lr
12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wy+10L+05Lr
12D+12PP-10Ex+03Ey+10L
12D+12PP-10Ex-03Ey+10L
12D+12PP-10Ey+03Ex+10L
12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9234 Combinaciones de carga para condiciones de servicio D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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924 Carga Muerta y viva
Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS TEJA ALUZINC + ANCLAJES 015 Knm2
LUMINARIAS 18 Kn
CARGAS VIVAS
CANCHA MULTIJUEGO 2 KNm2
CUBIERTA LIVIANA 05 KNm2
Fuente Propia
925 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del Polideportivo (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva
Tabla 78 Peso Polideportivo
caacutelculo del peso edificacioacuten polideportivo
MUROS VIGAS Y PLACA
JOINT F1 F2 F3 M1 M2 M3
111 78486 577 127066 -107534 4668895 -5807
113 -78477 5769 127067 -107523 -4668425 5819
559 85765 -06 154782 14039 5019147 -07335
561 -85773 -06 154779 14039 -5019667 07378
671 85839 0563 154809 -12767 5023079 07215
673 -85847 0563 154806 -12763 -5023578 -07254
783 78396 -5734 127049 107367 4663685 59208
785 -78388 -5733 12705 10737 -4663244 -59322
Peso Total 112741 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9251 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 36 Espectro de disentildeo
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Por medio del programa de elementos finitos ETABS calculamos el centro de masa que se puede observar en la siguiente tabla
Piso X Y ex ey
1 132579 100245 005 005
En donde
X y Y son las coordenadas del centro de masa seguacuten los ejes
ex porcentaje de torsioacuten en el piso en X y ey Porcentaje de torsioacuten en el
piso en Y (excentricidad accidental)
9252 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea INCOMPATIBILIDADES
= 100 Irregularidad en planta Ver
anexo A12 [1] Sin irregularidad
= 100 Irregularidades en Altura Sin irregularidad
= 100 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] Sin irregularidad
DES
1 = 0143
9253 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura los valores Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Ilustracioacuten 2 ecuacioacuten periacuteodo fundamental de la edificacioacuten
Fuente ilustracioacuten (A42-1) NSR 10
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Ilustracioacuten 3 ecuacioacuten definida en A43-3 de la
NSR 10
Piso Peso (KN) hx hi Fi (KN) di (m) mdi^2 Fi di T (s) F (Hz)
1 112741 600 113939 00081 00074 91732 018 559
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 82 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 6
Ta = Ct hα 024
Tlt CuTa Verificacioacuten
018 lt 024 CUMPLE
Fuente Propia
9254 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
K 100 Para T menor o igual a 05 segundos k = 10 (A432)
Cvx 100
Tabla 83 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 112741 113939 113939
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926 Cargas de viento
Tabla 84 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 60 m Altura alero
h c 90 m Altura cumbrera
h m 75 m Altura media
L 330 m longitud estructura
B 268 m profundidad estructura
α 150 grados pendiente de techo
A techo 8828 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
9261 Fuerza de viento procedimiento analiacutetico
Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
Tabla 85 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
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Tabla 86 Datos para calculo Factor raacutefaga FACTOR DE RAFAGA G O Gf
Para estructuras riacutegidas el factor de efecto de raacutefaga
085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
ɛ 0333 Tabla B65-2
l 975 Tabla B65-2
zmin 90 m Tabla B65-2
Lz 94135215 Longitud integral a escala
Bx 72 m Longitud edificio
By 142 m Ancho edificio
h 48 m Altura media edificacioacuten
Qx 09248 Respuesta del entorno
Qy 09032 Respuesta del entorno
c 03 Tabla B65-2
Iz 03053 Intensidad de la turbulencia
gQ = gv 34 B658 NSR-2010
Gx 0875258244 Factor de efecto raacutefaga
Gy 0863533629 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2
9262 Carga de viento para tejas y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 3 3 gt 05
Para determinar las presiones netas de las correas se utiliza la figura B65-16B [1] y el Angulo de la cubierta del polideportivo es de 15deg
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Tabla 87 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Separacioacuten correas 20 m
Luz correas 90 m
A aferente teja 30 m Ancho efectivo teja
A ef correa 270 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
correas 17 -17
Edificios bajos lt18m
P presioacuten correa 09 KNm2
P succioacuten correa -09 KNm2
Fuente Propia
927 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del polideportivo
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
928 Derivas
En la siguiente Tabla se resumen las derivas obtenidas en las direcciones X y Y Las
derivas maacuteximas son de 0109( ver memoria de calculo) Por lo tanto la estructura
cumple con el criterio de deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1]
929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas
Se realiza la verificacioacuten del disentildeo del DNP placa deportiva para zona de amenaza siacutesmica alta de las vigas aeacutereas con dimensiones 03x06m vigas de cimentacioacuten de 03x045m columnas de 06x07m y cubierta mediante un modelo digital elaborado en el software de elementos finitos ETABS y SAP 2000 el disentildeo
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de esta estructura se realiza en concreto reforzado aporticada unida por medio de cerchas metaacutelica y correas Como se puede observar en las siguientes imaacutegenes la disposicioacuten de las vigas y las columnas del polideportivo cumple con la normativa vigente [17] se ingresan la carga de sismo carga muerta y la carga de viento como se muestra en las siguientes imaacutegenes en donde las vigas y las columnas requieren una cuantiacutea mayor a la cuantiacutea miacutenima de disentildeo sin embargo no sobrepasa la cuantiacutea maacutexima permitida
Figura 37 Columna C-01 Fuente Planos estructurales (plano E 005) DNP [1]
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Figura 38 Viga V-01
Fuente Planos estructurales (plano E 006) DNP [1]
Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01
Fuente Planos estructurales (plano E 003) DNP [1]
En la siguiente imagen se evidencia la asignacioacuten de la pseudo aceleracioacuten para elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia siacutesmica
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Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo
Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta
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Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica
Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento
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Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas
Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica
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9210 Disentildeo de la cimentacioacuten
92101 Zapata ZP-1 central
La zapata ZP-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
Tabla 88 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Cargas de Servicio
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 1560
Carga vigas de cimentacion 117
Carga pedestal 106
Carga Total servicio 45535
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 653
Momento (KNm) 2-2 558
Momento (KNm) 3-3 3893
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 3232
Momento (KNm) 2-2 773
Momento (KNm) 3-3 5550
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
l 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 89 Pre-Dimensionamiento Zapata Central
PS (KN) 4659 Kn
Peso de zapata (KN) 1560 Kn
Aacuterea de zapata (m2) 31 m2
Zapata rectangular de L (m) 18 m
A (m) 38 m
B (m) 38 m
Espesor t (m) 045 m
Recubrimiento r (m) 0075 m
d (m) 036 m
Prof de cim 15 m
Figura 46 Diagrama zapata ZP-1
Fuente Propia
Tabla 90 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0626
ey (m) 036
Relacioacuten exey 18
B recomendado 67
A6 06
B6 06
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 05 KNmsup2
q2 856 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 -568 KNmsup2
q2 1232 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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Tabla 91 Verificaciones de la zapata ZP-1
Tabla 92 Verificacioacuten de cortante Bidireccional
Figura 47 Dimensiones de la zapata
Cortante Bidireccional ZP-1
Ancho de pedestal b c 060 m
Largo de pedestal l c 070 m
Lcd 2 24
V (d2) 559 Knm2
Vu (d2) 12102 Kn
Beta 12
Bo 40 m
065
Vc1 19990 Kn
Vc2 20008
Vc3 14296
Tabla 93 Direccioacuten larga y corta ZP-1
Direccioacuten Larga
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Tabla 94 Altura miacutenima de desplante ZP-1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 38
B (m) 38
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
Tabla 95 Longitud de desarrollo ZP-1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 96 Resistencia al aplastamiento
ZP-1
Resistencia al aplastamiento
Pu 3232
φ 065
A1 042
Inclinacioacuten 1V-2H 09
A2 63
raiacutez(A2A1) 39
Phi Pnb 97461 Kn
Fuente Propia
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92102 Disentildeo a flexioacuten
Para determinar el aacuterea del acero se utiliza la siguiente ecuacioacuten
Tabla 97 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3840 knm
Mn 4267 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 04 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000212
Pasumido 000333
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras
230
separacioacuten 016 m 15 c016 en la direccioacuten corta
abajo- Son 23
Tabla 98 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3651 knm
Mn 4056 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 00020
Pasumido 00033
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras 23
Separacioacuten 016 m 15 c016
en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Fuente Propia
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Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Fuente Propia
Figura 48 esquema Zapata ZP-1
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 1600 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 28728 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 230
Separacioacuten 016 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Separacioacuten usada 025 m
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10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO
101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL
PROPUESTA DE DISENtildeO ESTRUCTURAL DE UN SALON COMUNAL Y DE UN
POLIDEPORTIVO TIPO CANCHA MUacuteLTIPLE UBICADOS EN EL BARRIO VILLA JULIANA DE LA CIUDAD DE VILLAVICENCIO
PROYECTO
CONSTRUCCION DE SALON COMUNAL EN EL BARRIO VILLAJULIANA EN VILLAVICENCIO - META
LOCALIZACIOacuteN EDIFICACION AacuteREA M2
BARRIO VILLA JULIANA VILLAVICENCIO - META
SALON COMUNAL 38482
IacuteTEM DESCRIPCIOacuteN UND CANT VALOR UNIT
V TOTAL
1 PRELIMINARES
11 Descapote manual incluye retiro M2 38691 $ 685800 $ 265339449
12 localizacioacuten y replanteo arquitectura (incluye cartera y planos)
M2 38691 $ 367400 $ 142148897
VALOR PRELIMINARES $ 407488346
2 RELLENOS
21 Relleno material tamantildeo maacuteximo 2 compactacioacuten manual
M3 468 $ 6163900 $ 288470520
VALOR RELLENOS $ 288470520
3 EXCAVACIONES
31 Excavaciones secas en conglomerado manual incluye retiro
M3 11672 $ 4158100 $ 485318047
VALOR EXCAVACION $ 485318047
4 CIMENTACIOacuteN
41 Zapata de cimentacioacuten de concreto armado
M3 245760 $ 39333071 $ 966649553
42 Viga de cimentacioacuten concreto de 3000 psi
ML 24291 $ 6304600 $ 1531450386
VALOR CIMENTACION $ 2498099939
5 ESTRUCTURAS EN CONCRETO
51 Columnas 3535 de concreto de 3000 psi
ML 16640 $ 1478500 $ 246022400
52 Viga aeacuterea 2535 (3000psi) ML 18513 $ 4624600 $ 856152198
53 PLACA CONCRETO TANQUE (3000psi) E=15cm
M2 3549 $ 18607800 $ 660316391
VALOR ESTRUCUTRAS EN
CONCRETO $ 1762490989
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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6 APARATOS SANITARIOS
61 Combo sanitario lavamanos e incrustaciones
UND 1300 $ 29406500 $ 382284500
62 Conjunto ducha y registro grival UND 500 $ 9370800 $ 46854000
63 Orinal de porcelana sanitaria UND 700 $ 49165072 $ 344155504
64 Tanque agua 500LT PVC incl conexioacuten 34 - 12
UND 100 $ 51632800 $ 51632800
VALOR PRELIMINARES $ 824926804
7 PISOS
71 Placa de contra piso E=12cm (3000psi)
M2 36032 $ 3343700 $ 1204801984
VALOR PRELIMINARES $ 1204801984
8 MAMPOSTERIA
81 Muros cara vista (bloque No5) M2 41320 $ 2935877 $ 1213109514
VALOR RELLENOS $ 1213109514
9 ESTRUCTURA METALICA
91 Correa metaacutelica en tubo rectangular 100x50x300 mm
Kg 144586 $ 377300 $ 545523733
92 Estructura metaacutelica ligera autoportante
M2 9117 $ 4134539 $ 376945921
VALOR RELLENOS $ 545523733
10 CUBIERTA
101 TEJA METALICA TERMOACUSTICA TIPO TECHOLINE
M2 32787 $ 4073500 $ 1335578445
VALOR PRELIMINARES $ 1335578445
VALOR COSTO DIRECTO $ 10565808321
ADMINISTRACION (18) $ 1901845498
IMPREVISTOS (1) $ 105658083
UTILIDAD (6) $ 633948499
VALOR TOTAL COSTOS INDIRECTOS $ 2641452080
VALOR TOTAL PROYECTO $ 13678442801
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102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA
PRESUPUESTO PLACA POLIDEPORTIVA CUBIERTA
Iacutetem Descripcioacuten UND CANT VALOR UNIT V TOTAL
1 Realizar obras preliminares
11 Localizacioacuten y replanteo msup2 928 $1707 $1584096
$1584096
2 Construir la cimentacioacuten
21 Descapote a maacutequina nivel 000 (inc retiro) e=30 cm
m3 278 $33350 $9284640
22 Conformacioacuten del terreno msup2 928 $7802 $7240256
23 Excavacioacuten manual (inc Retiro de sobrantes)
msup3 204 $42646 $8685396
24 Concreto de limpieza e= 005 m
msup2 167 $14493 $2415403
25 Concreto cicloacutepeo 210 kgcmsup2 (3000 psi) 6040
msup3 8 $303516 $2276370
26 Zapatas concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 51 $343101 $17369488
27 Vigas de cimentacioacuten en concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 13 $386306 $5159793
28 Micropilotes d= 030 m para malla contraimpacto
m 24 $62420 $1485596
29 Cantildeuela en concreto 175 kgcmsup2 (2500 psi)
m 64 $19859 $1270976
210 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi) para cimentacioacuten
kg 4064 $3020 $12272647
$67460565
3 Construir las estructuras en concreto y metaacutelicas
31 Columnas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 26 $673473 $17537237
32 Vigas aeacutereas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 9 $756198 $6860228
33 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 ( 60000 psi) para estructura
kg 10184 $3020 $30756671
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34
Cercha en celosiacutea seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas contravientos tensores soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8352 $8843 $73859841
35
Correas tipo PHR 305x80x20mm incluye suministro e instalacion anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8222 $8843 $72711081
36
Malla contra impacto seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas tensores soldadura pintura anticorrosiva de esmalte (2 manos)
msup2 150 $183314 $27497100
37
Porteriacutea muacuteltiple fija incluye malla 100 nylon color negra entrelazada y pintura en esmalte tres manos (Incluye suministro e instalacioacuten)
un 2 $2552000 $5104000
38
Suministro e instalacioacuten parales de voleibol (incluye parales 3 en tuberiacutea con malla 100 nylon y pintura en esmalte en la estructura metaacutelica
juego 1 $353800 $353800
$234679958
4 Instalar las redes hidrosanitarias
41 Accesorios
411 Bajantes en tuberiacutea PVC aguas lluvias D4
m 55 $30703 $1682524
412 Tragantes de cuacutepulas plaacutesticas 5x4
un 8 $15097 $120776
413 Tuberiacutea PVC corrugada 160 mm incluye accesorios excavacioacuten y relleno
m 24 $42185 $1012440
42 Cajas de inspeccioacuten y filtro
421 Caja de inspeccioacuten hmax=100 m de 60 cm x 60 cm
un 2 $495027 $990054
$3805794
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5 Instalar las redes eleacutectricas y afines
51 Salidas
511
Salida para laacutempara en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 12 $97493 $1169916
512
Derivacioacuten de luminaria desde salida eleacutectrica en cable encauchetado 3x16 awg con clavija aeacuterea con polo a tierra y cable encauchetado 3x16 awg desde luminaria con toma aeacuterea
un 12 $30200 $362400
513
Salida para toma monofaacutesica doble con polo a tierra para red normal en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 2 $73387 $146774
514 Salida para pulsador remoto de telerruptor en tubo conduit emt de 34 y cable 2x18 awg
un 4 $91747 $366988
52 Tableros y protecciones
521
Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 1x15 1x20 o 1x30 amperios
un 1 $22982 $22982
522 Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 2x20 o 2x30 amperios
un 4 $44982 $179928
523
Suministro montaje y conexioacuten de tablero minipragma de 12 circuitos para ubicar telerruptores
un 1 $301773 $301773
524
Suministro montaje y conexioacuten en caja minipragma de telerruptor bipolar de 16 amperios
un 4 $256157 $1024628
53 Acometidas y ductos
531
Suministro y tendido de acometida bifaacutesica en conductores 2 No8+1 No8+1 No 10 por tubo
m 54 $18631 $1006074
54 Luminarias
541
Suministro montaje y conexioacuten de laacutempara metal 400 w - 220 v by 150p 1xhp1-p400w-bu sgr p-wb+by150gr +
un 12 $431929 $5183148
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gc completa
55 Varios
551
Suministro y montaje de caja de paso metaacutelica de 10 cm x 10 cm para la iluminacioacuten de la cancha
un 4 $23989 $95956
552 Construccioacuten de caja en mamposteriacutea tipo alumbrado puacuteblico de 60 cm x 60 cm
un 1 $380682 $380682
56 Sistema de apantallamiento y puesta a tierra
561
Construccioacuten de caja de paso en mamposteriacutea de 30 cm x 30 cm para medicioacuten y mantenimiento del sistema de tierra y apantallamiento
un 4 $446980 $1787920
562
Suministro e hincada de varilla de cobre de 244 m x 58 para aterrizar la infraestructura de apantallamiento y la malla de puesta a tierra
un 5 $147211 $736055
563
Suministro y tendido de cable de cobre No 8 para polo a tierra incluye tubo PVC de 34
m 6 $29479 $176874
564
Suministro y tendido de cable de cobre No 20 desnudo para configurar sistema de apantallamiento malla a tierra y equipotenciar
m 248 $36339 $9012072
565 Suministro y colocacioacuten de barra captora para sistema apantallamiento
un 25 $137519 $3437975
566
Suministro y armado de soldadura tipo cadweld 120 g para empalmes del sistema de apantallamiento y puestas a tierra
un 34 $65134 $2214556
$27606701
6 Construir la placa
61 Relleno de material recebo compactado
msup3 205 $56472 $11556927
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62 Malla electrosoldada kg 3269 $3041 $9940592
63 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea deportiva
msup2 898 $56561 $50769154
64 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea perimetral
msup2 87 $51495 $4462145
$76728817
7 Construir las cubiertas e impermeabilizaciones
71
Teja arquitectoacutenica curva calibre 28 termoacuacutestica con acabado galvanizado con recubrimiento de zinc g60 (180 gm2)
msup2 908 $134237 $121892565
72
Canal en laacutemina galvanizada cal 20 desarrollo lt200lt=250 mm incluye soporte yo anclajes pintura wash primer anticorrosivo y pintura y esmalte para intemperie
m 66 $106072 $6979538
$128872103
8 Construir las graderiacuteas
81 Mamposteriacutea en bloque Ndeg 5 de arcilla
msup2 88 $33460 $2954009
82 Viga de confinamiento de 012 m x 012 m fc = 210 kgcmsup2 (3000 psi) para muros
m 0 $47734 $0
83 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi)
kg 242 $3020 $730057
84 Grafiles de acero 4 mm kg 62 $2704 $167105
85 Graderiacutea en concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 4 $839091 $3685288
86
Baranda graderiacutea seguacuten disentildeo incluye anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte
m 16 $175857 $2743369
87 Pantildeete liso interior impermeabilizado 14 incluye filos y dilataciones
msup2 0 $13633 $0
$10279829
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9 Pintar y demarcar elementos
91
Demarcacioacuten cancha de microfuacutetbol baloncesto y voleibol con pintura de traacutefico alto ancho 10 cm de acuerdo a los colores reglamentarios y al disentildeo
m 380 $5055 $1920900
$1920900
10 Dotar la placa polideportiva cubierta
101 Dotacioacuten deportiva de la placa polideportiva
glb 1 $4275000 $4275000
$4275000
Costo directo $ 557213764
Administracioacuten 18 $100298477
Imprevistos 1 $5572138
Utilidad 6 $33432826
Subtotal AIU 25 $139303441
Valor total del proyecto $696517205
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11 RESULTADOS E IMPACTOS
111 RESULTADOS ESPERADOS
Tabla 100 Tabla de resultados
Resultado Indicador Ndeg de documentos Objetivo Relacionado
Propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo y planos
1 Objetivo especiacutefico 1 2 y 3
Elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
1 Objetivo 4
Presupuesto de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
1 Objetivo 5
Fuente Propia
112 IMPACTOS Los impactos maacutes relevantes son en el aspecto social el aumento de la infraestructura con fines recreativos y comunitarios beneficia a la comunidad aumentando la praacutectica deportiva y el mejor aprovechamiento del tiempo libre el incentivo de poder desarrollar deportes en un lugar adecuado para la praacutectica y con dotacioacuten podriacutea disminuir el iacutendice de sedentarismo consumo de sustancias sicoactivas y obesidad ademaacutes de promover el comercio en el aacuterea
Tabla 101 Impactos
Fuente Propia
Aspecto Impacto Supuesto Plazo
Social Aumentar el iacutendice de la praacutectica deportiva en la comunidad
Infraestructura recreativa
Corto
Social
Mejor aprovechamiento del tiempo libre y disminuir el sedentarismo en la comunidad
Incentivar la praacutectica deportiva en el barrio
Mediano
Ambiental Mejoramiento del desarrollo socio ambiental
Respeto por las normativas ambientales
largo
Econoacutemico
Aumento de desarrollo socioeconoacutemico del barrio en las zonas aledantildeas al proyecto
Aumento de la infraestructura del
barrio Mediano
Teacutecnico Aporte en materia de propuestas de disentildeo
Disentildeo sismo resistente presupuesto
Mediano
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12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS
121 CONCLUSIONES
El disentildeo del saloacuten comunal y el polideportivo se realizoacute para satisfacer las
necesidades de la comunidad aprovechando el terreno dispuesto en el barrio villa Juliana destinado para actividades comunitarias equipamiento y actividades recreativas
Es necesario contar con espacios adecuados para realizar las actividades deportivas y de la comunidad en general esto conlleva a una mejor calidad de vida de los habitantes del barrio Villa Juliana y un mejor desarrollo social
Se optoacute por conservar el disentildeo de la placa deportiva tipo del DNP pues
este cumple con todas las especificaciones requeridas por COL JUEGOS ya que el terreno es lo suficientemente grande para que se pueda construir el proyecto en general al mantener el disentildeo original se realizoacute una verificacioacuten de la estructura mixta del poacutertico en concreto con celosiacutea metaacutelica donde se comprobaron que los iacutendices de sobre esfuerzo estuvieran en el rango adecuado de acuerdo con las condiciones del terreno y de la ubicacioacuten
El saloacuten comunal cuenta con un sistema estructural de poacuterticos de concreto
reforzado resistente a momentos pero para garantizar un espacio amplio donde se puedan realizar las reuniones y actividades de la comunidad donde se proyecta que podriacutean asistir hasta 300 personas fue necesario el uso de cerchas apoyadas sobre las columnas para sostener la cubierta y salvar las luces de 95 m entre las columnas
El costo total del proyecto es de $83330163301 (Ochocientos treinta y
tres millones trescientos unos mil seiscientos treinta y tres pesos colombianos) esto incluyendo los costos directos e indirectos de la obra (el AIU se determinoacute de acuerdo a los proyectos de la secretaria de vivienda en la gobernacioacuten del meta y la agencia de infraestructura del meta (AIM) El costo del saloacuten comunal incluye uacutenicamente la construccioacuten de la parte estructural edificacioacuten la mamposteriacutea no estructural y los aparatos sanitarios del saloacuten comunal
122 TRABAJOS FUTUROS
El presente trabajo de opcioacuten de grado estaacute enfocado en la aplicacioacuten en temaacuteticas de ingenieriacuteas partiendo de las necesidades de la comunidad del barrio Villa Juliana por lo tanto el siguiente paso es buscar el medio para poner en marcha la construccioacuten del saloacuten comunal y de la placa deportiva Una vez
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entregado los documentos y los planos a la comunidad depende de la gestioacuten de la misma para que las entidades encargadas empiecen con el traacutemite y revisioacuten de disentildeos posteriormente se efectuara el proceso de seleccioacuten del contratista y de la correspondiente interventoriacutea para que se ejecute el contrato de obra En el presente documento se hace el modelamiento de las estructuras teniendo en cuenta los criterios baacutesicos para el disentildeo de los distintos elementos que componen el saloacuten comunal y el polideportivo de manera que sirva como una base o fundamento para los estudiantes o personas interesadas que realicen trabajos similares de disentildeo modelacioacuten y presupuesto de estructuras similares
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13 BIBLIOGRAFIacuteA
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9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten 62 9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 68 9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten 70 9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten 71 9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros 72 9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente 76 9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales 78 92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO 79 921 Generalidades 79 922 Metodologiacutea 80 923 Cargas 81 924 Carga Muerta y viva 83 925 Carga siacutesmica 83 926 Cargas de viento 87 927 Anaacutelisis estructural 89 928 Derivas 89 929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas 89 9210 Disentildeo de la cimentacioacuten 95 10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO 100 101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL 100 102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA 102 11 RESULTADOS E IMPACTOS 108 111 RESULTADOS ESPERADOS 108 112 IMPACTOS 108 12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS 109 121 CONCLUSIONES 109 122 TRABAJOS FUTUROS 109 13 BIBLIOGRAFIacuteA 111
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LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal 41 Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas 43 Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas 45 Tabla 4 Peso saloacuten comunal 45 Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 46 Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 46 Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 47 Tabla 8 Calculo irregularidad torsional 47 Tabla 9 Periodo fundamental 48 Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 48 Tabla 11 Fuerza siacutesmica 49 Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 49 Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento 49 Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento 50 Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga 50 Tabla 16 Carga de viento para teja y correas 51 Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1 52 Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1 52 Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1 53 Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE 53 Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1 54 Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 54 Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto 54 Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten 55 Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos 55 Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten 55 Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas 56 Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas 57 Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna 57 Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza 58 Tabla 31 Franjas centrales 59 Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central 59 Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central 60 Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas 60 Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas 61 Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso 61 Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 ) 62 Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 ) 63 Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo 63 Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1 64 Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1 64 Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1 64 Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1 64 Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1 65 Tabla 45 Resistencia al aplastamiento Z1 65 Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo Z1 65 Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1 65 Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1 66 Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto 67 Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2 67
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Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 68 Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2 68 Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 69 Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento 69 Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2 69 Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2 70 Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten 70 Tabla 58 Disentildeo de viga virtual 70 Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014) 71 Tabla 60 Altura miacutenima de desplante 71 Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1 71 Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1 72 Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del slaon comunal) 72 Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L 73 Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L 73 Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L 73 Tabla 67 Solicitaciones 74 Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales 75 Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural 76 Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas 76 Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 77 Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm 78 Tabla 75 Generalidades Polideportivo 79 Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas 81 Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas 83 Tabla 78 Peso Polideportivo 83 Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 84 Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 84 Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 85 Tabla 83 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 86 Tabla 84 Fuerza siacutesmica 86 Tabla 85 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 87 Tabla 86 Coeficientes fuerza de viento 87 Tabla 87 Datos para calculo Factor raacutefaga 88 Tabla 88 Carga de viento para teja y correas 89 Tabla 90 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 95 Tabla 91 Pre-Dimensionamiento Zapata Central 96 Tabla 92 Excentricidad y Presiones en el Suelo 96 Tabla 93 Verificaciones de la zapata ZP-1 97 Tabla 94 Verificacioacuten de cortante Bidireccional 97 Tabla 95 Direccioacuten larga y corta ZP-1 97 Tabla 96 Altura miacutenima de desplante ZP-1 97 Tabla 97 Longitud de desarrollo ZP-1 97 Tabla 98 Resistencia al aplastamiento ZP-1 97 Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo 98 Tabla 100 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo 98 Tabla 101 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba 99 Tabla 102 Tabla de resultados 108 Tabla 103 Impactos 108
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad 19 Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo 20 Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva 22 Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas 23 Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas 23 Figura 6 Malla contra impacto 24 Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral 26 Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional 30 Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental 31 Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal 31 Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario 32 Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 38 Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno 38 Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01) 40 Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03) 40 Figura 18 Configuracion general del modelo 42 Figura 19 Espectro de disentildeo 46 Figura 20 Planta de vigas aereas 51 Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 52 Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 53 Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1 55 Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas 56 Figura 25 Losa maciza en dos direcciones 58 Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02) 62 Figura 27 Diagrama zapata (Z1) 63 Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas de viento en la memoria de calculo del salon comunal) 66 Figura 29 Diagrama Zapata Z2 67 Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2) 68 Figura 31 Diagrama Viga Virtual 71 Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05) 74 Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Figura 34 modelo cercha 78 Figura 35 ver memoria de calculo 80 Figura 36 Espectro de disentildeo 84 Figura 37 Columna C-01 90 Figura 38 Viga V-01 91 Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01 91 Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo 92 Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta 92 Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica 93 Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento 93 Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas 94 Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica 94 Figura 46 Diagrama zapata ZP-1 96 Figura 47 Dimensiones de la zapata 97 Figura 48 esquema Zapata ZP-1 99
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1 INTRODUCCIOacuteN
Este proyecto de grado busca realizar el disentildeo de un saloacuten comunal y de un polideportivo que tenga la funcionalidad de canchas mixtas de baloncesto futbol y voleibol ademaacutes de los elementos de anclaje soporte graderiacuteas y cubierta como solucioacuten a la problemaacutetica social evidenciada en el barrio Villa Juliana en el municipio de Villavicencio Actualmente el barrio presenta bajos niveles de praacutecticas deportivas debido a que la legalizacioacuten del barrio se realizoacute el 26 de septiembre de 2018 por lo que NO cuenta con la infraestructura adecuada para deportes y recreacioacuten esta situacioacuten genera que la praacutectica del ejercicio se desarrolle en lugares adaptados e improvisados artesanalmente por la comunidad por lo tanto aumenta el riesgo de lesiones fiacutesicas seguacuten la organizacioacuten mundial de la salud (OMS) ldquoLas caiacutedas son un importante problema mundial de salud puacuteblica Se calcula que anualmente se producen 646 000 caiacutedas mortaleshellip Las lesiones relacionadas con las caiacutedas tienen un costo econoacutemico considerablerdquo [2] La comunidad cuenta con un saloacuten comunal pero este es demasiado pequentildeo por lo que al realizar las reuniones comunitarias deben hacerlo de forma improvisada y a la intemperie en el terreno donde han adaptado una cancha en piso de tierra para deportes y recreacioacuten El intereacutes primordial para adecuar los equipamientos local y comunitario donados por la comunidad es generar un espacio de recreacioacuten y disminuir las zonas identificadas como sitios inseguros donde seguacuten el documento teacutecnico de soporte realizado para la legalizacioacuten del barrio en el antildeo 2018 por UNHCR ACNUR y la corporacioacuten OPCION LEGAL [3] afirma que se presentan altos iacutendices de consumo de sustancias alucinoacutegenas en horas de la noche otro de los intereses es cumplir con las acciones de mejoramiento estipuladas en el documento teacutecnico antes mencionado en donde se deben realizar las acciones del plan de mejoramiento integral adoptados del acuerdo No 287 de 2015 del CONCEJO MUNICIPAL DE VILLAVICENCIO [4] en donde se especifican las acciones a desarrollar para los espacios puacuteblicos y equipamientos sociales seguacuten las necesidades de la poblacioacuten Debido a que la actividad fiacutesica es reconocida a nivel internacional como medios para el desarrollo humano econoacutemico y social y Seguacuten el artiacuteculo 52 de la constitucioacuten ldquoEl ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humanordquo [5]
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2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA
El barrio VILLA JULIANA se localiza al sur de Villavicencio en la comuna 8 Aunque desde el 4 de mayo de 1999 las primeras familias tomaron posesioacuten de los lotes que habiacutean negociado con la Asociacioacuten Empresa Solidaria De Vivienda hasta el antildeo 2018 se realizoacute el estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten de dicho barrio Seguacuten el estudio urbaniacutestico realizado por la alcaldiacutea municipal de Villavicencio [3] la poblacioacuten presenta bajos niveles de praacutectica deportiva y no hay incentivos para el deporte esto puede generar sedentarismo y verse reflejado en el incremento de la poblacioacuten con sobrepeso u obesidad Actualmente el lugar que se tiene adaptado para la praacutectica de deporte es una cancha de tierra sin equipamiento lo cual aumenta el riesgo de lesiones Por otro lado el desintereacutes en la praacutectica deportiva lleva a un inadecuado aprovechamiento del tiempo libre y de la calidad de vida de las personas esto sumado a que la tasa de desempleo dentro de la comunidad es del 24 y que el 33 de la poblacioacuten son viacutectimas del conflicto armado yo se encuentra en vulnerabilidad ademaacutes que 1128 de la poblacioacuten menor de 18 antildeos se encuentra desescolarizada muestra que gran parte de la poblacioacuten cuenta con mucho tiempo libre y ninguacuten lugar adecuado en donde puedan ocupar este tiempo por lo cual no sorprende que el estudio urbaniacutestico mencione que se identifica un alto consumo de sustancias alucinoacutegenas especialmente en las zonas donde no hay iluminacioacuten y en horarios nocturnos Ademaacutes aunque el asentamiento cuenta con una caseta comunal las actividades masivas no se pueden desarrollar en ella porque no es lo suficientemente amplia para todos los habitantes de la comunidad
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3 JUSTIFICACIOacuteN
El barrio Villa Juliana legalizado en el antildeo 2018 no cuenta con la infraestructura adecuada para la recreacioacuten en los lugares destinados por la comunidad como equipamiento local y comunitario destinados para un saloacuten comunal y espacio de recreacioacuten se encuentra una cancha de futbol en tierra que no cuenta con ninguna dotacioacuten al mismo tiempo este espacio se utiliza para desarrollar las actividades comunitarias una de las mayores preocupaciones es que se ha identificado esta zona como uno de sitios inseguros en el barrio presenta especial inquietud debido al aumento de consumo de sustancias alucinoacutegenas Este proyecto busca disponer de los equipamientos de la comunidad con el fin de realizar el disentildeo estructural de un polideportivo y un saloacuten comunal para el desarrollo de las actividades comunitarias de recreacioacuten y deporte con el fin de facilitar el proceso de gestioacuten para la financiacioacuten y construccioacuten del proyecto El gobierno debe ofrecer a sus ciudadanos bienestar al suministrar servicios como salud educacioacuten deporte cultura seguridad entre otras El deporte tiene un papel fundamental en la comunidad como motor de cambio social se ha convertido en una opcioacuten para el desarrollo profesional en los antildeos recientes por lo cual se debe impulsar como alternativa viable de desarrollo social econoacutemico y cultural el deporte no solo cubre las necesidades relacionadas con la praacutectica deportiva si no que ayuda de forma indirecta problemas de salud cultura y seguridad ldquoel
desarrollo de praacutecticas deportivas trae consigo haacutebitos de vida saludable ocupacioacuten del tiempo libre y desarrollo de plan de vida a traveacutes del deporte como esa herramienta que
permite trazar metas y alcanzarlasrdquo [10] De acuerdo con lo anterior el proyecto de la construccioacuten de un polideportivo con cancha muacuteltiple para futbol baacutesquet y voleibol pretende incrementar los niveles de praacutectica deportiva al brindar escenarios de acceso puacuteblico en buenas condiciones para la praacutectica deportiva y brinda opciones para ocupar el tiempo libre mejorando la calidad de vida de las personas y alejaacutendolas de praacutecticas nocivas como el consumo de sustancias alucinoacutegenas o la delincuencia Ademaacutes al proporcionar equipamiento comunitario (saloacuten comunal) se podraacuten realizar las reuniones de la junta de accioacuten comunitaria de manera eficiente donde puedan tomarse las decisiones con respecto al asentamiento que permitan un mejor desarrollo de la comunidad
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4 OBJETIVOS
41 OBJETIVO GENERAL
Realizar propuesta de disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal que cumplan con los lineamientos teacutecnicos estipulados en las normativas vigentes necesarias para la habilitacioacuten del equipamiento local y comunitario en el barrio VILLA JULIANA
42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS
Adaptar los espacios donados por la comunidad al disentildeo estructural del polideportivo y saloacuten comunal
Analizar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas de la zona destinada para el proyecto
Elaborar la propuesta de disentildeo arquitectoacutenico estructural y cimentacioacuten de las estructuras ademaacutes de realizar un modelo digital en un software de elementos finitos
Especificar los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo de las actividades deportivas
Elaborar presupuesto considerando la gestioacuten social propuesta en mano de obra no calificada dentro de la comunidad
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5 ALCANCE
Este proyecto tiene como objetivo entregar una propuesta de disentildeo estructural de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal en el barrio Villa Juliana para el desarrollo de actividades recreativas y comunitarias como solucioacuten a las problemaacuteticas sociales y como ayuda indirecta a problemas de salud cultura y seguridad A continuacioacuten se especifican el alcance de las actividades a realizar Analizar el terreno en donde se va a realizar el disentildeo del proyecto mediante el levantamiento topograacutefico estudio de suelo (apique) y revisioacuten de las acometidas eleacutectricas e hidraacuteulicas en el aacuterea mediante planos de los entes encargados Teniendo en cuenta los requerimientos de la comunidad la propuesta de disentildeo del saloacuten comunal debe incluir los siguientes paraacutemetros capacidad miacutenima de 300 personas sentadas cocina depoacutesito dos bantildeos una ducha y dos oficinas El disentildeo arquitectoacutenico del polideportivo se basa en el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo modificado seguacuten las solicitudes de la comunidad y condiciones del terreno Se realiza la revisioacuten del disentildeo sismo resistente mediante un modelo de cada una las estructuras en un Software de elementos finitos que cumpla con los lineamientos teacutecnicos establecidos por la NSR-10 Los elementos no estructurales contemplados para el desarrollo de los cinco deportes requieren una dotacioacuten miacutenima para el buen uso de las actividades por lo que se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten necesaria para cada actividad deportiva
Costo de la construccioacuten del proyecto de la propuesta de disentildeo planteada
Se realiza un anaacutelisis de presupuesto y cantidades de obra para el proceso constructivo
Entregables
Documento de propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo planos arquitectoacutenicos estructural
Documento de los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
Presupuesto del costo de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
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6 MARCO DE REFERENCIA
61 MARCO TEOacuteRICO
611 Cargas
A continuacioacuten se describen los distintos tipos de cargas que se deben considerar para el disentildeo del proyecto tipo ldquoPlaca Polideportiva Cubiertardquo del departamento nacional de planeacioacuten las cuales serviraacuten de base para el desarrollo de la propuesta de disentildeo del polideportivo
612 Carga Muerta
Hace referencia a las cargas de los elementos permanentes incluyendo el peso propio de la estructura los muros pisos cubiertas cielos rasos escaleras equipos fijos y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupacioacuten y uso de la edificacioacuten [6]
613 Carga Viva
Son aquellas producidas durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras estas no incluyen las cargas ambientales tales como viento y sismo Para las cubiertas se deben considerar
a) ldquoLos materiales equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta 2rdquo
b) ldquoLas causadas por objetos moacuteviles tales como materas u otros objetos decorativos y por las personas que tengan acceso a ellasrdquo [6]
614 Efectos dinaacutemicos
Cuando una edificacioacuten se encuentre expuesta a excitaciones dinaacutemicas producidas por el puacuteblico tales como coliseos estadios teatros gimnasios pistas de baile centros de reunioacuten o similares Se debe asegurar frecuencias naturales verticales iguales o superiores a 5Hz (periodos naturales verticales menores de 02s)
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615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo
El empozamiento de agua se debe a la obstruccioacuten en los sistemas de drenaje de la cubierta ldquoLa carga de empozamiento de agua Le se determina con base en el volumen de agua que es posible contener hasta que se alcance el nivel de los elementos del sistema auxiliar de evacuacioacuten del exceso de agua como se indica en B482 de la NSR-10rdquo [6] ldquoLas cargas de granizo G deben tenerse en cuenta en las regiones del paiacutes con maacutes de 2 000 metros de altura sobre el nivel del mar o en lugares de menor altura donde la autoridad municipal o distrital asiacute lo exijardquo [6]
616 Carga de Sismo
Se refiere a las cargas que se determinan mediante los espectros de disentildeo estos ya estaacuten definidos por la NSR-10 en cada zona del paiacutes Para determinar el espectro de disentildeo se debe establecer la zona de amenaza siacutesmica el tipo de perfil del suelo y varios coeficientes para poder determinar el espectro de aceleraciones expresado como fraccioacuten de la gravedad con un coeficiente de 5 del amortiguamiento criacutetico para el disentildeo
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad
Fuente [6]
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6161 Definicioacuten del tipo de suelo
Para determinar el tipo de suelo se evaluacutean los siguientes paraacutemetros medidos in situ de los 30m superiores del perfil la velocidad media de la onda de corte ( ) el
nuacutemero medio de golpes del SPT ( ) la resistencia al corte ( ) el iacutendice de
plasticidad (IP) y el contenido de agua (w) la clasificacioacuten se da en la siguiente tabla
Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo
Fuente [6]
617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural
La configuracioacuten estructural no estaacute definida simplemente por la forma exterior y tamantildeo de la estructura tambieacuten se deben tomar en cuenta su naturaleza dimensiones y la localizacioacuten de los elementos estructurales y no estructurales pues estos factores afectan el comportamiento ante las solicitaciones siacutesmicas
6171 Reduccioacuten del valor de R
Para las estructuras clasificadas como irregulares se debe reducir el coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R utilizado para el disentildeo de la siguiente manera
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Debido a irregularidades en planta 1
Debido a irregularidades en altura 2 Debido a ausencia de redundancia Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico definido para cada
sistema estructural y cada grado de capacidad de disipacioacuten de energiacutea del material estructural [6]
62 MARCO CONCEPTUAL
621 Medidas de demarcacioacuten por deporte
Coldeportes es la entidad encargada de avalar las medidas de las demarcaciones en las zonas de juego para los diferentes deportes en este proyecto se establecieron tres (3) futbol de saloacuten voleibol y baloncesto Lo que se busca es asegurar que se desarrollen de manera adecuada todas las actividades deportivas que se realicen en el polideportivo
6211 Futbol de saloacuten
Las medidas para el campo de juego de futbol de saloacuten son de 2810m x 17m desde el borde exterior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m de ancho en las liacuteneas laterales y en las liacuteneas de meta ademaacutes si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 80mm y ser de color amarillo
6212 Baloncesto
Las medidas para el campo de juego de Baloncesto son de 28m x 15m desde el borde interior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m alrededor de la cancha Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color blanco
6213 Voleibol
Las medidas para el campo de juego de voleibol son de 18m x 9m adicional a esto se debe dejar una zona libre de 3m de ancho alrededor de la cancha (para canchas recreativas y formativas) Las medidas estaacuten tomadas desde el borde exterior de la demarcacioacuten Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas)
1 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en planta simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de 2 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en altura simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de
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estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color verde De acuerdo lo anterior podemos establecer que el aacuterea de juego miacutenima para asegurar el apropiado desarrollo de actividades deportivas y que sea avalada por Coldeportes es de 32m x 21m adicionalmente a esto se deja una altura miacutenima de 7m para practica recreativa y formativa libre de cualquier obstaacuteculo (parte inferior de la cubierta vigas luminarias o cualquier elemento) en el espacio correspondiente al aacuterea de juego [6]
622 Orientacioacuten y aacuterea
La orientacioacuten del campo de juego debe ser en sentido norte-sur aunque se puede tomar una rotacioacuten maacutexima de 22deg hacia el nororiente o noroccidente al tener en cuenta la relacioacuten del sol y las condiciones climaacuteticas que se presenten en el lugar donde se proyecte el polideportivo
Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva
Fuente [6]
623 Graderiacuteas
Se disentildean de manera tal que todos los espectadores sentados disfruten de la adecuada visibilidad del aacuterea en que se desarrollen las actividades de praacutectica deportiva ldquoLa visibilidad se determina mediante el trazado de una liacutenea visual tomada desde el ojo del observador situado en uacuteltima fila de las graderiacuteas hasta un punto liacutemite del campo de juego situado en el piso Para que haya visibilidad la liacutenea deberaacute pasar por encima de las cabezas de los espectadoresrdquo [6]
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Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas
Fuente [6]
Lo maacutes recomendado es ubicar las graderiacuteas en el sector occidental para que el ocaso sea detraacutes de los espectadores
Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas
Fuente [6]
624 Dotacioacuten
Para el desarrollo adecuado de cada deporte se requiere una dotacioacuten de elementos especiacuteficos en lo relacionado con las redes y sus soportes Se debe
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considerar como parte de la construccioacuten la demarcacioacuten y los arcos de futbol de saloacuten integrados con los tableros de baloncesto A continuacioacuten se especificaraacuten los distintos elementos que son considerados dotacioacuten para el polideportivo y sus caracteriacutesticas de acuerdo con el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten
6241 Malla contra impacto (referencia IDRD)
Las mallas contra impacto se usan cuando se necesite proteger o aislar a los observadores las construcciones vecinas los transeuacutentes o equipamientos ubicados detraacutes de las liacuteneas de meta Malla contra impacto de 5m de altura para cancha muacuteltiple con entramado de tubo estructural de 3rdquo conforme a los planos estructurales incluye pintura anticorrosiva y dos manos de esmalte Esta malla contra impacto esta soportada sobre una viga de concreto hidraacuteulico de resistencia a la compresioacuten frsquoc=210kgcmsup2 (3000psi) de longitud 1530m y seccioacuten de 040m x 030m Se debe tener en cuenta que la viga sobresale a cada lado de la malla contra impacto 015m [6]
Figura 6 Malla contra impacto
Fuente [6]
6242 Fuacutetbol de saloacuten
Porteriacutea muacuteltiple fija Porteriacuteas para fuacutetbol de saloacuten elaboradas con tubo ovalado de aluminio de 120mm x 100mm en color blanco desmontables en 3 piezas (larguero y 2 postes) Los arcos estaacuten ubicados en el centro de cada liacutenea de meta estos consisten en dos (2) postes verticales en metal o madera pueden ser redondos o cuadrados de 8cm de diaacutemetro o lado Se unen por una viga similar ubicada en la parte superior
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Las medidas interiores entre los postes verticales seraacuten de 3m de largo y 2m de altura entre la viga horizontal y el piso Las redes seraacuten de nylon yute o alguacuten material sinteacutetico de mallas cuadradas que se sujetan a los postes y vigas y en la parte inferior por alguacuten soporte adecuado [6] El baloacuten contaraacute con las siguientes especificaciones una calibracioacuten de 9lb y para su condicioacuten aerodinaacutemica al ser lanzado desde de 2m de altura el primer bote no deberaacute pasar los 30 cm y el segundo no maacutes de 10 cm [7] El peso y la circunferencia variacutean de acuerdo al rango de edad para la categoriacutea masculina o femenina de 13 a 16 antildeos la circunferencia miacutenima es de 60cm y maacutexima es de 62cm con un peso que oscila entre 400g y 430g para las categoriacuteas menores de 12 antildeos la circunferencia miacutenima es de 53cm y maacutexima es de 55cm con un peso entre 320g y 350g
625 Baloncesto
6251 Soportes redes y balones
Para los tableros se pueden usar distintos materiales por ejemplo fibra de vidrio compuesta grafito acriacutelico vidrio acero y aluminio Sus medidas son 180 m x 105 m con un recuadro de 045 m x 059 m [6] Se requiere una (1) malla para cada aro estaacuten deben retener momentaacuteneamente el baloacuten despueacutes de atravesar el aro durante los eventos de competencia deportiva
En el reglamento publicado por la Federacioacuten Internacional de Baloncesto Zona de las Ameacutericas ndash FIBA se requiere contar con balones que cumplan condiciones de esfericidad en color anaranjado en cuero cuero sinteacutetico goma o material sinteacutetico [7]
Baloacuten Ndeg 5 las medidas son 69cm y 70cm de circunferencia peso entre 470g y 510g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles en ambos geacuteneros
Baloacuten Ndeg 6 las medidas son 72cm y 73cm de circunferencia peso entre 510g y 567g Este baloacuten puede utilizar para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores femeninos
Baloacuten Ndeg 7 Las medidas son 75cm y 78cm de circunferencia peso entre 567g y 650g Este baloacuten es utilizado para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores masculinos
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626 Voleibol
6261 Suministro e instalacioacuten de parales de voleibol
El proyecto tipo recomienda que los parales sean elaborados con tubo de 3rdquo pintados de blanco deben ser desmontables en dos (2) postes con ganchos de nylon antilesion para red y antenas guiacutea
Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral
Fuente [7]
El proyecto tipo estableces que la red debe medir 1m de ancho y 95m a 10m de largo la cual estaacute hecha de malla negra con cuadrados de 10cm y en el borde superior se cose en toda su extensioacuten una banda de 7 cm hecha en lona blanca En la parte inferior de la red hay otra banda horizontal de 5cm de ancho muy similar a la banda superior por cuyo interior se entrelaza una cuerda
El baloacuten debe ser esfeacuterico hecho con una cubierta de cuero flexible o cuero sinteacutetico con una caacutemara de caucho o material similar en su interior Su color puede ser uniforme y claro o una combinacioacuten de colores
Baloacuten infantil las medidas son 62cm a 64cm de circunferencia peso entre 240g y 260g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles de 6 a 12 antildeos en ambos geacuteneros
Baloacuten mayor las medidas son 65cm y 67cm de circunferencia peso entre 260g y 280g Este baloacuten puede utilizar en categoriacuteas de mayores de 12 antildeos en ambos geacuteneros
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63 ESTADO DEL ARTE
En la actualidad el ser humano ha adquirido mayor conciencia acerca de los beneficios de tener haacutebitos saludables como la actividad fiacutesica y el deporte que es asociada al bienestar fiacutesico sin embargo tambieacuten tiene una fuerte influencia en estados emocionales y seguacuten W Ramiacuterez S Vinaccia y G R Suaacuterez [8] La actividad deportiva en una poblacioacuten infanto-juvenil es fundamental y puede ayudar a disminuir patologiacuteas como dificultad en el aprendizaje hiperactividad depresioacuten y en algunos casos deficiencia mental y conducta disocial Seguacuten D A Camargo R E A Gomez J Ovalle O y R Rubiano [9] el deporte y la recreacioacuten son componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la salud y el movimiento humano Ademaacutes de la educacioacuten en valores a traveacutes del deporte para fomentar la auto estima y guiacuteas en donde se entendiendo el deporte como objeto para trabajar en la liacutenea de la no violencia [10] Por lo cual el ldquoampliar la cobertura yo mejorar la calidad de los escenarios deportivos con las condiciones requeridas para las praacutecticas deportivas y recreativasrdquo es uno de los objetivos en el plan de ordenamiento territorial [11] estos espacios debe estar adaptados para las personas en condiciones de discapacidad para aumentar la inclusioacuten e incentivar la praacutectica deportiva seguacuten M K Alvis G Y Nury A y N Tolosa [12] para las personas con discapacidad que logran o no realizar la educacioacuten formal realizar praacutecticas deportivas ayuda a mejorar sus capacidades individuales y aumenta su concentracioacuten en actividades diarias Los deportes impactan de forma positiva al ser humano en muchos aspectos uno de ellos es la relacioacuten directa con el funcionamiento cardiaco muscular e inmunoloacutegico por lo que seguacuten A Cordero D Masia y E Galve ldquoRealizar actividad
fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad cardiovascular y
mortalidadrdquo [13] En base a todo lo anterior y con el fin de promover la cultura deportiva y la recreacioacuten en los colombianos el Departamento Nacional de Planeacioacuten (DNP) realiza el proyecto tipo que contiene los aspectos estaacutendar metodoloacutegicos y teacutecnicos para la construccioacuten de una placa deportiva con cubierta orientado a solucionar el bajo iacutendice de praacutectica deportiva y el aprovechamiento del tiempo libre en actividades que los beneficie [6] el disentildeo de la cubierta es un factor importante para el disentildeo seguacuten Caacutendido Loacutepez ldquodesarrolla los espacios deportivos a
cubierto en un intento de explicar e interpretar la riqueza de matices y la complejidad del
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objeto arquitectoacutenicohellip Atreves de su forma poseen una voluntad de trascender y perdurar reflejo de las necesidades y aspiraciones de una eacutepocardquo [13]
631 ANTECEDENTES
ldquoCONSTRUCCIOacuteN Y DOTACIOacuteN DE UNA PLACA POLIDEPORTIVArdquo ldquoSe describe un modelo de Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivahellip para
Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportiva que consiste en construir un espacio bajo el cual se puedan desarrollar actividades como fuacutetbol de saloacuten voleibol o
baloncestordquo [6]
ldquoEL ESPACIO DEPORTIVO A CUBIERTO FORMA Y LUGARrdquo ldquodesarrolla los espacios deportivos a cubierto en un intento de explicar e interpretar la
riqueza de matices y la complejidad del objeto arquitectoacutenico y ello en la consideracioacuten de la idea de la totalidadrdquo [14] ldquoLA CULTURA FIacuteSICA Y EL DEPORTE FENOacuteMENOS SOCIALESrdquo ldquoPlantean los beneficios de las acciones que vinculan la actividad fiacutesica el deporte y la
recreacioacuten como componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la prevencioacuten ante diferentes riesgosrdquo [9] ldquoDETERMINANTES SOCIALES EN EL DEPORTE ADAPTADO EN LA ETAPA DE FORMACIOacuteN DEPORTIVA UN ENFOQUE CUANTITATIVOrdquo ldquoDeporte se ha adaptado no solo como un meacutetodo de integracioacuten social sino como una
necesidad involucrando la diversidad en el comportamiento social dentro de la
manifestacioacuten del bien individual que no podiacutea estar al margen del bien colectivordquo [12] ldquoEL IMPACTO DE LA ACTIVIDAD FIacuteSICA Y EL DEPORTE SOBRE LA SALUD LA COGNICIOacuteN LA SOCIALIZACIOacuteN Y EL RENDIMIENTO ACADEacuteMICO UNA REVISIOacuteN TEOacuteRICArdquo ldquoSe presenta una serie de investigaciones que hacen evidente los beneficios que el
deporte tiene en cuanto a procesos de socializacioacuten procesos mentales rendimiento
escolar y mejoramiento de la calidad de vida de las personas que lo practicanrdquo [8] ldquoEJERCICIO FIacuteSICO Y SALUDrdquo ldquoRealizar actividad fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por
semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad
cardiovascular y mortalidadrdquo [13] ldquoEDUCACION EN VALORES A TRAVEacuteS DEL DEPORTErdquo ldquoLas habilidades sociales y de comunicacioacuten que resultan problemaacuteticas se pueden entrenar mediante ejercicios que fomentan el desarrollo de autoestima aumento de la felicidad e integracioacutenrdquo [10]
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64 MARCO NORMATIVO
641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia
El ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humano El deporte y la recreacioacuten forman parte de la educacioacuten y constituyen gasto puacuteblico social Se reconoce el derecho de todas las personas a la recreacioacuten a la praacutectica del deporte y al aprovechamiento del tiempo libre El Estado fomentaraacute estas actividades e inspeccionaraacute vigilaraacute y controlaraacute las organizaciones deportivas y recreativas cuya estructura y propiedad deberaacuten ser democraacuteticas
642 NSR-10
Reglamento Colombiano de Construccioacuten Sismo Resistente Ley 400 de 1997 Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 modificado por el Decreto 092 del 17 de enero de 2011 Reglamento de vigencia en todo el territorio nacional
643 ACI 318-14
Este Reglamento proporciona los requisitos miacutenimos para los materiales el disentildeo construccioacuten y evaluacioacuten de la resistencia de miembros y sistemas de concreto estructural de cualquier estructura disentildeada y construida de acuerdo con los requisitos del reglamento general de construccioacuten
644 ANSIAISC 360-10
La Especificacioacuten estaacute basada en el uso pasado exitoso avances en el estado del conocimiento y cambios en la praacutectica de disentildeo La ldquoSpecification for Structural Steel Buildingsrdquo del American Institute of Steel Construction (AISC) provee un tratamiento integrado de los meacutetodos de Disentildeo por Tensiones Admisibles y del Disentildeo por Factores de Carga y Resistencia (LFRD) y reemplaza anteriores especificaciones Como se indica en el capiacutetulo B de la Especificacioacuten los disentildeos pueden hacerse con las provisiones de cualquiera de esos 2 meacutetodos de disentildeo
645 LEY 99 DE 1993
Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente se reordena el Sector Puacuteblico encargado de la gestioacuten y conservacioacuten del medio ambiente y los recursos
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naturales renovables se organiza el Sistema Nacional Ambiental SINA y se dictan otras disposiciones
646 DECRETO 1807
Por el cual se reglamenta el artiacuteculo 189 del Decreto Ley 019 de 2012 en lo relativo a la incorporacioacuten de la gestioacuten del riesgo en los planes de ordenamiento territorial y se dictan otras disposiciones
647 Acuerdo No 287 DE 2015
Por medio del cual se adopta el nuevo plan de ordenamiento territorial del municipio de Villavicencio y se dictan otras disposiciones Se trata de hacer de Villavicencio una ciudad planificada en la que todos sus habitantes tengan oportunidad de progresar proporcionando para ello espacios de participacioacuten e inclusioacuten social para consolidar a la ciudad como uno de los mayores centros generadores de desarrollo en el paiacutes
65 MARCO GEOGRAacuteFICO
El barrio Villa Juliana se localiza en el departamento del Meta al sur del municipio de Villavicencio en la Comuna 8 al cual se accede a traveacutes de la viacutea Villavicencio-acacias a 88 km del centro fundacional del municipio por el acceso al barrio porfiacutea por la carrera 43 a 18 Km hacia el sur de la comuna
Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional
Fuente [propia]
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Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental
Fuente [propia]
Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal
Fuente [Google Earth]
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Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario
Fuente [Google Earth]
El aacuterea en rojo es el barrio Villa Juliana este tiene una superficie de 9576981 m2 seguacuten levantamiento topograacutefico aportado por la secretaria de planeacioacuten de la alcaldiacutea de Villavicencio colinda con el asentamiento cambulos por el sur y sur occidente por el norte con la finca La Camelia accediendo por la carrera 43 desde la ciudadela Porfiacutea pasando el costado oriente por el asentamiento Villa del lago y por el costado occidente por la urbanizacioacuten La Maporita El aacuterea en verde es la reservada para equipamiento local y comunitario esta seriacutea el aacuterea destinada para la ejecucioacuten del proyecto el equipamiento local cuenta con un aacuterea de 145057 m2 y el equipamiento comunitario cuenta con un aacuterea de 19355 m2
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7 METODOLOGIacuteA
Inicialmente se obtiene toda la informacioacuten relacionada con el barrio Villa Juliana gracias al estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten del asentamiento humano Villa Juliana [3] se determina que la comunidad carece de varios aspectos importantes para un educado desarrollo social econoacutemico y cultural En este estudio se encuentra toda la informacioacuten correspondiente a la poblacioacuten equipamiento y demaacutes aspectos de la comunidad Para el correcto desarrollo del proyecto se tomoacute como base el proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten del cual se adoptoacute el disentildeo arquitectoacutenico que cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes [15] para este tipo de estructuras Una vez definidas las dimensiones y distribuciones de la estructura se debe realizar la evaluacioacuten de todas las solicitaciones que pueden afectar la estructura de acuerdo con el tiacutetulo B de la NSR-10 se deben considerar las solicitaciones provenientes del peso de los elementos permanentes en la construccioacuten los ocupantes y sus pertenencias efectos ambientales entre otras Estas son distintas a las fuerzas o efectos que aplica el sismo Despueacutes se determina el nivel de amenaza siacutesmica y los valores Aa y Av de acuerdo con el Tiacutetulo A de la NSR-10 Estos paraacutemetros sirven como base para definir el movimiento siacutesmico de disentildeo que se expresa por medio de un espectro elaacutestico de disentildeo ldquoEl Reglamento contempla descripciones alternativas del sismo de disentildeo ya sea a traveacutes de familias de acelerogramas o bien por medio de expresiones derivadas de estudios de microzonificacioacuten siacutesmica las cuales deben determinarse siguiendo los requisitos dados en el Capiacutetulo A2rdquo [1] Se caracteriza la estructura con respecto al sistema estructural de resistencia siacutesmica y se definen los materiales empleados que cumplan con las disposiciones de la NSR-10 para asiacute poder identificar la capacidad de disipacioacuten de energiacutea que se presenta Posterior a esto se debe definir el grado de irregularidad de acuerdo con el Capiacutetulo A3 del Reglamento (NSR-10) [1] Utilizando el Software de elementos finitos se analiza la estructura a partir de la geometriacutea cargas definidas anteriormente y considerando las diferentes condiciones y combinaciones determinadas en la NSR-10 Con el anaacutelisis se determina el comportamiento mecaacutenico de la estructura (desplazamientos deformaciones esfuerzos de flexioacuten corte axial y torsioacuten) al igual que las reacciones que se transmiten a la fundacioacuten Basaacutendose en los resultados se pude
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modificar el modelo inicial para conseguir una mejor alternativa tanto en seguridad como en economiacutea Se determinan las fuerzas siacutesmicas (Fs) que deben aplicarse a la estructura para lo cual deben usarse los movimientos siacutesmicos de disentildeo definidos anteriormente y posterior a esto realizar un anaacutelisis siacutesmico de la estructura de acuerdo con lo estipulado en el Capiacutetulo A3 de la NSR-10 [1] Una vez evaluados los desplazamientos horizontales se debe verificar que las derivas de disentildeo no excedan los liacutemites dados en el Capiacutetulo A6 de la NSR-10 en el caso de no cumplir con las derivas maacuteximas se debe rigidizar la estructura hasta que no se exceda el liacutemite Para finalizar con el disentildeo de las estructuras se analizan los resultados de las distintas solicitaciones y combinaciones para realizar el disentildeo de los elementos estructurales En este proyecto se requiere de unos elementos especiacuteficos para el correcto desarrollo de las actividades deportivas por esta razoacuten se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten para cada deporte basaacutendose en lo especificado por el proyecto tipo el cual cumple con los lineamientos establecidos en las normativas de cada deporte Una vez terminados los disentildeos de la infraestructura deportiva y comunitaria ademaacutes de especificar la dotacioacuten requerida se debe elaborar el presupuesto detallando las cantidades de materiales que se necesitan para la construccioacuten de la propuesta de disentildeo (superestructura y sub-estructura o cimentacioacuten) ajustaacutendola a los materiales disponibles en la regioacuten Por uacuteltimo se deben preparar revisar y aprobar los documentos definitivos de la propuesta de disentildeo como son las memorias de caacutelculo los planos de construccioacuten y el presupuesto de ambas estructuras
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8 PRELIMINARES
Por medio de la comunidad tuvimos acceso a los planos de la legalizacioacuten del barrio donde pudimos determinar el aacuterea que se teniacutea destinada para la construccioacuten del saloacuten comunal y del polideportivo posteriormente se realizoacute una visita al terreno para poder dimensionar y planear como seriacutea la distribucioacuten del espacio para el saloacuten comunal y para el polideportivo Adicionalmente se consultoacute con la entidad que necesitaban en el saloacuten comunal y en la placa deportiva Se acordoacute con la comunidad que el saloacuten comunal tendriacutea dos (02) oficinas una (01) cocina un (01) bantildeo interno para hombre un (01) bantildeo interno para mujeres un (01) deposito un (01) saloacuten para las reuniones de la comunidad un (01) bantildeo para hombres externo con duchas y vestidores un (01) bantildeo para mujeres externo con duchas y vestidores Para el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva se mostroacute a la comunidad el disentildeo del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten y se adoptoacute este disentildeo el cual cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes En la visita al lugar destinado para el saloacuten comunal y la placa deportiva se evidencio que el terreno era muy nivelado y no habiacutea grandes cambios en la topografiacutea debido a que ya se haba echo una nivelacioacuten del terreno para la cancha de tierra que se tiene para el desarrollo de la praacutectica deportiva de la comunidad
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Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
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Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno
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9 PROPUESTA DE DISENtildeO
Se realiza este trabajo de grado mediante la opcioacuten aplicaciones en temaacuteticas de ingenieriacutea civil para la Universidad Santo Tomas sede Villavicencio busca solucionar una problemaacutetica social manifestada por la comunidad en el barrio villa Juliana en la ciudad de Villavicencio dando como solucioacuten escenarios deportivos y comunitarios La propuesta de disentildeo del saloacuten comunal contempla la construccioacuten de un aacuterea de 38482 m2 que cuenta con espacios de almacenamiento cocina oficinas 2 bateriacuteas de bantildeos y un saloacuten de reunioacuten con capacidad de 300 personas se realiza el disentildeo arquitectoacutenico y estructural La propuesta de disentildeo del polideportivo contempla la construccioacuten de un aacuterea de 88275 m2 los disentildeos a los que se les realizo la revisioacuten fueron obtenidos del proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP denominado ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo [6] mediante los anexos teacutecnicos se realiza la revisioacuten del disentildeo seguacuten la regioacuten y anaacutelisis de solicitaciones propias de la zona todos los disentildeos el presupuesto de construccioacuten y dotacioacuten y planos del polideportivo exceptuando la cimentacioacuten pertenecen a los disentildeos del anexo teacutecnico del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo del DNP
91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL
De acuerdo con los requerimientos de la comunidad y las condiciones del terreno se disentildeoacute el saloacuten comunal con todos los espacios requeridos por la comunidad para realizar las actividades que se requieran asiacute como un espacio de bantildeos duchas y vestidores que puedan ser utilizados por los usuarios de la placa deportiva (ver planos ARQ 01 y ARQ 02)
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Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01)
Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03)
se realiza los caacutelculos y el anaacutelisis que cumplan con la norma sismo resistente colombiana NSR 10 de un saloacuten comunal con una (01) planta y una (01) cubierta ubicado en el barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio en el departamento del Meta
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911 Generalidades
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 38482
Aacuterea construida 1er piso (m2) 38482
Sistema estructural Poacuterticos en concreto reforzado
resistentes a momento
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos Si
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
30
Fuente Propia
9111 Descripcioacuten del proyecto
El proyecto contempla el disentildeo de un saloacuten comunal con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado con cubierta liviana soportada sobre perfiles metaacutelicos con una pendiente mayor a 15 grados La estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 18 Configuracion general del modelo
Fuente Propia
912 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el
procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y
CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1]
despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios geoteacutecnicos) y
realizar el disentildeo arquitectoacutenico se debe realizar el disentildeo estructural para lo cual
siguen los pasos de la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para
edificaciones nuevas y existentesrdquo [1]
Pre dimensionamiento y se define el tipo de sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de la estructura en un programa de elementos finitos
para determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
913 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del saloacuten comunal
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
914 Cargas
9141 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
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9142 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP 09D+09PP+10Ex+03Ey 09D+09PP+10Ex-03Ey 09D+09PP+10Ey+03Ex 09D+09PP+10Ey-03Ex 09D+09PP+16Wx 09D+09PP+16W(-x) 09D+09PP+16Wy 09D+09PP+16W(-y) 09D+09PP-10Ex+03Ey 09D+09PP-10Ex-03Ey 09D+09PP-10Ey+03Ex 09D+09PP-10Ey-03Ex 12D+12PP+10Ex+03Ey+10L 12D+12PP+10Ex-03Ey+10L 12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L 12D+12PP+16L+05Lr 12D+12PP+16Lr+08Wx 12D+12PP+16Lr+08W(-x) 12D+12PP+16Lr+08Wy 12D+12PP+16Lr+08W(-y) 12D+12PP+16Lr+10L 12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wx+10L+05Lr 12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wy+10L+05Lr 12D+12PP-10Ex+03Ey+10L 12D+12PP-10Ex-03Ey+10L 12D+12PP-10Ey+03Ex+10L 12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9143 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite de
resistencia
D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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915 Cargas muertas y cargas vivas
Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS
Teja Aluzinc + Anclajes 015 KNm2
Baldosa Ceraacutemica 08 KNm2
Luminarias 18 KN
Mamposteriacutea De Bloque De Arcilla (Pantildeetado En Ambas Caras)
2 KNm2
Muros Cortina De Vidrio Entramado Y Marco 050 KNm2
Placa De Tanque 360 KNm2
CARGAS VIVAS
Terraza Tanque 2 KNm2
Saloacuten Comunal 2 KNm2
Cubierta Liviana 05 KNm2
Tanque De Agua 1000 Lts 1000 KN
Aacuterea De Placa Sobre La Cual Se Apoya El Tanque De 1m3
1000 m2
Carga Uniforme Sobre Placa De Tanque 100 KNm2
Fuente Propia
916 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del saloacuten comunal (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva (ver Memoria de caacutelculo saloacuten comunal)
Tabla 4 Peso saloacuten comunal
Caacutelculo del peso del saloacuten comunal
MUROS VIGAS Y PLACA
Peso Total 122018 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9161 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 19 Espectro de disentildeo
Fuente Propia
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Ilustracioacuten 1 irregularidad torsional Fuente A3-1 NSR 10
9162 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea
INCOMPATIBILIDADES
ϕp = 090 Irregularidad en planta A12 [1]
Fuente Figura A3-1 NSR 10
ϕa = 100 Irregularidades en Altura Tipo
3A Geomeacutetrica [1] Sin irregularidad
ϕr = 075 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] En sistemas de poacutertico resistente a
momentos Ro = 70 DES
Fuente Propia
Tabla 8 Calculo irregularidad torsional DESPLAZ (m) 12DE+10L +10E
Piso 1 Tipo Riacutegido
A3-1 NSR 10
d prom (m) 00120
d max (m) 00120
Irregularidad torsional normal
o extrema
ϕp = NA (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
Fuente propia
1R = 021
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9163 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Tabla 9 Periodo fundamental T (s) F (Hz)
018 544
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 4
Ta = Ct hα 016
T lt CuTa Verificacioacuten
018 lt 0194 CUMPLE
Fuente Propia
9164 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
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Tabla 11 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 122018 123315 123315
917 Cargas de viento
Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 40 m Altura alero
h c 56 m Altura cumbrera
h m 48 m Altura media
L 242 m longitud estructura
B 249 m profundidad estructura
α gt 150 grados pendiente de techo
A techo 3411 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
A continuacioacuten se evaluacutea cada una de las paredes externas del saloacuten comunal para determinar la clasificacioacuten del cerramiento de la edificacioacuten El aacuterea total del techo es de 34112 m2 no tiene aberturas Ag de cada una de las paredes se calcula teniendo con la sumatoria del aacuterea gruesa de todas las paredes maacutes la sumatoria total de aacuterea total de techo menos la pared actual
Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento
Fuente Propia
Fuerza de viento procedimiento analiacutetico Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
CLASIFICACION DE CERRAMIENTO EDIFICACION PARCIALMENTE
ABIERTA
EDIFICACION DE BAJA ALTURA SI
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Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-
1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga Para estructuras riacutegidas el factor de efecto
de raacutefaga 085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
Gx 0880624121 Factor de efecto raacutefaga
Gy 086781881 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia
Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2 (ver memoria de caacutelculo)
9171 Carga de viento para teja y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 18 3 gt 05
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Tabla 16 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Ancho teja 05 m
Separacioacuten correas 18 m
Luz correas 42 m
A aferente teja 06 m Ancho efectivo teja
A aferente correa 18 m Ancho efectivo correa
A ef teja 11 m2 Aacuterea efectiva teja
A ef correa 75 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
teja -26 05
correas -22 04
Edificios bajos lt18m
P Presioacuten teja 07 KNm2
P succioacuten teja - 13 KNm2
P presioacuten correa 06 KNm2
P succioacuten correa -17 KNm2
Fuente Propia
918 Derivas
Las derivas maacuteximas son de 0231 Por lo tanto la estructura cumple con el criterio de
deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1] (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1
Figura 20 Planta de vigas aereas
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9191 Generalidades todos los ejes
Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1
Viga tipo 1 25X40
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 3595 Kn
Momento Mu (Knm) (-) 2573 Knm
Momento Mu (Knm) (+) 2341 Knm
Luz de viga 66 m
Hmin (L16) 041
Fy (Mpa) 420 Mpa
Fc (Mpa) 21 Mpa
λ (Concreto de peso normal) 1
B1 085
Fuente Propia
9192 Disentildeo a flexioacuten
Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Fuente Propia
Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1
As min 1 19836 mm2
As min 2 24240 mm2
b 025 m
h asum 035 m
d 029 m
d 005 m
Ф 09
Mn- 286
Mn+ 260
pmin 00033
Pmax 00135
P req- 00034
P req+ 00030
As- 2436 mm2
As+ 2208 mm2
Fuente Propia
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Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1
a 37459 mm a 3745882353
c 44069 mm c 4406920415
Pdisentildeo- 0005 Pdisentildeo+ 0005473141
ФMn- 40943 ФMn+ 4094267088
Chequeo CUMPLE Chequeo CUMPLE
Revisioacuten Ф 00168 Revisioacuten Ф 00168
Correccioacuten Ф 18834 PHI=09 Correccioacuten Ф 18834 PHI=09
Fuente Propia
9193 Disentildeo a cortante
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C11 [1] de la normativa vigente
Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE
Liacutemite de esfuerzos 458
bw (m) 025
h (m) 035
d 005
d (m) 029
fc (MPa) 21
Cortante maacuteximo Vu 1-1 (KN) 3595
fVc (KN) 3399
Vs (KN) 327
VultfVc Refuerzo a
cortante
VS gt 4 VC CUMPLE
s arranque (m) db = 38 531
s max 2 068
VS gt 033 x bW x d 13232
VS lt 066 x bW x d 26464
Av min (mm2)-1 24596
Av min (mm2)-2 3030
Fuente Propia
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9194 Disentildeo a torsioacuten
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C1151 [1] de la normativa vigente donde Acp es Aacuterea encerrada por el periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal de concreto y Pcp es el Periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal y para realizar el chequeo se utiliza la siguiente formula
Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1
Tu 357 Knm
Acp 87500 mm2
Pcp 120000
Chequeo Tu 182005228 Knm
Fuente Propia
9195 Calculo de las propiedades y revisioacuten de la seccioacuten de
concreto
Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 X1 0160475 mm
Y1 0260475 mm
Aoh 4179973 mm2
Ao 3552976678 mm2
d 290875 mm
Ph 8419 mm
Fuente Propia
Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto
Vu 3595000 N
Vc 4532052798 N
Ecuacioacuten 11-18 Del Aci 1256291283 Nmm2 273579769 Nmm2
Revisioacuten Cumple Seccioacuten
Fuente Propia
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9196 Refuerzos
Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten
Tn 476 Knm
Ѳ 45 Grados 0617369624
Ats 015949068 mm2mm para 1 rama de estribo
Avs 0026733842 mm2mm para 2 ramas de estribo
Fuente Propia
Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos
2At+Av 0345715203 mm2mm para 1 ramas de estribo
S estribos 38 0411 m
S max permisible 0105 m
Fuente Propia
Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten Al 1342752036 mm2
Min Al 2667001698 mm2
Fuente Propia
9197 Calculo de deflexiones para la viga con la mayor luz
Viga 025 X 035 Deflexioacuten 0002 M Deflexioacuten Permitida 0017833333 M
Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1
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9110 Columnas
91101 Revisioacuten de refuerzo de columnas elemento con el mayor
momento
Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas
91102 Flexioacuten y carga axial
Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas
Fy (MPa) 420
Es (Gpa) 200
fc (Mpa) 21
Ec (Gpa) 2154
d 030
Ndeg Barras 10
b (m) 035
h (m) 035
r (m) 004
a 014
A 00002
Lu (m) 365
k 1
r 0105
Mu sup (KNm) 2733
Mu inf (KNm) 2531
Pu (KN) 12307
Vu (KN) 145
Cm 060
Ig (m4) 00013
Ise (m4) 00001
EI1 (Pa) 2096674615
EI2 (Pa) 8287338453
Pcr 1 6213052808
Pcr 2 2455777882
L1 0601
L2 0603
Pu (KN) 12307
Mu 1526
Mu 2531
09
a= 166695060
b= 14126700
c= 2812222
0002039812
0082705951
As (mm) 122500
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Fuente Propia
91103 Cortante
Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas
s 1 00153
s 2 00060
Asmin (mm2) 4374
s min (m) 38 0592
Ash1 (mm) 1063
Ash2 (mm) 2411
d min (mm) 7
vc Mpa1 0764
vc Mpa2 0764
vc Mpa3 1375
vc Mpa 0764
Vc (KN) 62460
VultVc Ok
vs (KPa) -391512
s (m) d = 38 -0370
Fuente Propia
91104 Refuerzo
Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna
Ref Long
h (m) 365
Asmin 1225
As (mm2) 1791
995 1791
Asmax 4900
Ref Transv Z conf
s(m) 009
L Zconf 06 m
Ref Transv min
s (m) 010
Complemento si
Fuente Propia
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Ver detalles de las columnas en el plano E03 y E01
9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal
Con los datos obtenidos del anaacutelisis estructural se considera dimensionar la placa de fondo o contrapiso por medio de una losa maciza en dos direcciones
Figura 25 Losa maciza en dos direcciones
91111 Dimensionamiento de placa y avaluoacute de cargas
Espesor de placas macizas en dos direcciones sin vigas interiores determinado seguacuten las secciones C13 y C95 [1]
La 30 m
Lb 30 m
a = LbLa 100
Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza
Paneles exteriores sin aacutebacos
eMin sin vigas de borde 010 m
eMin con vigas de borde 009 m
paneles interiores sin aacutebacos 009 m
Paneles exteriores con aacutebacos
eMin sin vigas de borde 009 m
eMin con vigas de borde 008 m
paneles interiores con aacutebacos 008 m
e asumido 010 m
Carga de peso propio de Placas y estructuras encima (KNm2)
Peso propio losa 24 KNm2
Piso y alistado 10 KNm2
Muros eventuales 30 KNm2
D 64 KNm2
Carga viva 18 KNm2
Impacto 10 018 KNm2
L 20 KNm2
wu 838 KNm2
Fuente Propia
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Utilizando el procedimiento de la seccioacuten C139 ldquoLosas en dos direcciones apoyadas sobre muros o vigas riacutegidasrdquo [1] del Reglamento vigente (Meacutetodo de los Coeficientes) se divide el panel en consideracioacuten en cada direccioacuten en franjas Centrales cuyo ancho es la mitad del panel y medias franjas de columnas con un ancho igual a un cuarto del panel
91112 Franjas centrales
Tabla 31 Franjas centrales
Momentos negativos en los bordes (Tabla C139-1)
Caneg 0045
Cbneg 0045
Ma (negativo) 34 KNm
Mb (negativo) 34 KNm
Momentos positivos (Tablas C139-2 Y C139-3)
Ca D positivo 0018
Cb D positivo 0018
Ca L positivo 0027
Cb L positivo 0027
Ma (positivo carga muerta) 10 KNm
Ma (positivo carga viva) 05 KNm
Ma (positivo total) 15 KNm
Mb (positivo carga muerta) 10 KNm
Mb (positivo carga viva) 05 KNm
Mb (positivo total) 15 KNm
Fuente Propia
91113 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior Franja central
Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
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91114 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior Franja central
Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Fuente Propia
91115 Franjas de columnas
Los momentos en los bordes seraacuten 23 de los calculados en la franja central
Momentos negativos La 23 KNm Momentos positivos La 10 KNm Momentos negativos Lb 226
Momentos positivos Lb 101
91116 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior franja de columnas
Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas
Fuente Propia
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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91117 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior franja de columnas
Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
91118 Cortante
Para el caacutelculo de las reacciones se utiliza la Tabla C139-4 [1] en donde para m=09 en el caso 2 el 60 de la carga se transmite en la direccioacuten de la luz menor y el 40 en la direccioacuten de la luz mayor
Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso V1 63 KN
V2 63 KN
Vd1 60 KN
Vd2 60 KN
Vu 91 KN
Ф 075 KN
Vc 4674 KN
ФVc 3506 KN
CUMPLE
Fuente Propia
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Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02)
9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten
Se realiza el disentildeo de dos tipos de zapatas centrales y esquineras ya que el terreno de la edificacioacuten es colindante con una finca las zapatas esquineras fueron disentildeadas con el meacutetodo calavera [16]
91121 Zapata Z-1 central
La zapata Z-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
91122 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
La zapata Z1 se utiliza en los Puntos 1 3 6 7 8 10 11 12 13 14 17 18 19 20 21 22 23 25 26 27 28 30 31 32 33
Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 )
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 936
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 94
Momento (KNm) 2-2 135
Momento (KNm) 3-3 168
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 1226
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN) 000
Carga maacutex horizontal Hu (KN) 1266
Momento (KNm) 2-2 198
Momento (KNm) 3-3 231
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
Concreto de peso normal No liviano 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 )
PS (KN) 936Kn
Peso de zapata (KN) 184Kn
Aacuterea de zapata (m2) 06m2
Zapata rectangular de L (m) 07m
A (m) 160m
B (m) 160m
Espesor t (m) 030m
Recubrimiento r (m) 0075m
d (m) 021m
Prof de cim 13m
Figura 27 Diagrama zapata (Z1)
Fuente Propia
Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0145
ey (m) 018
Relacioacuten exey 12
B recomendado 20
A6 03
B6 03
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 53 KNmsup2
q2 970 KNmsup2
q3 495 KNmsup2
q4 380 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 23 KNmsup2
q2 1273 KNmsup2
q3 607 KNmsup2
q4 495 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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91123 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1
Cortante Bidireccional Z1
Ancho de pedestal b c 035 m
Largo de pedestal l c 035 m
Lcd 2 11
V (d2) 867 Knm2
Vu (d2) 2380 Kn
Beta 10
Bo 22 m
065
Vc1 7146 Kn
Vc2 6687
Vc3 4624
Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1
Direccioacuten Larga
Lcd 04
V(d) 949
Vu(d) 714
φ 075
φc= 1963 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 04
V(d) 949 Knm2
Vu(d) 714 Kn
φ 075
φc= 1963 Kn
Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 16
B (m) 16
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
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Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 45 Resistencia al aplastamiento
Z1
Resistencia al aplastamiento
Pu 1226
φ 065
A1 012
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 24
raiacutez(A2A1) 44
Phi Pnb 28426 Kn
Fuente Propia
91124 Disentildeo a flexioacuten
Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta
Abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2
Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 02 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000156
Pasumido 000333
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras
90
separacioacuten 018 m 14 c018 en
la direccioacuten corta abajo- Son 9
Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2 Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09 Pmin 00033
Pdisentildeo 00016
Pasumido 00033
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 90
Separacioacuten 018 m 14 c018
en la direccioacuten larga abajo- Son 9
Fuente Propia
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Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1
Fuente Propia
Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas
de viento en la memoria de calculo del salon comunal)
91125 Zapata esquinera Z-2
La Zapata Z-2 se utiliza en los puntos 2 4 9 15 16 5 29 se realiza el disentildeo de la zapata cuadrada esquinera con vigas aeacutereas siguiendo el fundamento teoacuterico de Joseacute calavera [16] en el cual se supone que la zapata estaacute apoyada sobre Vigas virtuales en voladizo
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 0625 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 7056 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 60
Separacioacuten 028 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 6
Separacioacuten usada 025 m
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Figura 29 Diagrama Zapata Z2
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
El procedimiento mediante el cual se determina las tenciones maacuteximas y miacutenimas es el siguiente
Se fijan las dimensiones de la zapata b h
Se determina el coeficiente de balasto K mediante la ecuacioacuten (1) en donde
f es el factor de correlacioacuten de aspecto de la zapata ecuacioacuten (2) y KL es el
moacutedulo de balasto lineal ecuacioacuten (3)
Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto
Ecuacioacuten (1) Ecuacioacuten (2) Ecuacioacuten (3)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
A continuacioacuten se encuentran las ecuaciones que se utilizan para calcular
la fuerza de traccioacuten T y las tensiones qmax y qmin la placa de la zapata estaacute
sometida a dos momentos maacuteximos que producen tracciones en la cara
superior e inferior
Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2
Ecuacioacuten (4) Ecuacioacuten (5) Ecuacioacuten (6)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
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9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2)
Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 b1 035 m
b2 035 m
P serv 6226 KN
Qa 200 KNm2
Momento 3-3 serv 1353 KNm
Momento 2-2 serv 1682 KNm
Pultimo 822 KN
Momento ultimo 3-3 205 KNm
Momento ultimo 2-2 2546 KNm
Fc 21 MPa
Fy 420 MPa
Columnas Laterales 20
Fuente Propia
Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2
Peso de Zapata 18432 Kn
Amin 040346 m2
B 16 m
L 16 m
Aacuterea Definitiva 256 m2
Espesor t 03 m
Altura de la Vcim h 03 m
Recubrimiento r 0075 m
d (m) 0225 m
Prof de cimentacioacuten 130 m
W 085 m
Fuente Propia
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Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 emax 027
emin 022
B6 027 m
L6 027 m
Moacutedulo de balasto K 05 nmm3
075
Bc (b2b1) 1
Ec 21538106 Mpa
Ic 1250520833 mm4
Kc 0176 nmm3
Ts 30647 Kn
Tu 40463 Kn
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
qsmax 60503 Knm2
qsmin 2537 Knm2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
qumax 69786 Knm2
qumin -6745 Knm2
qum 31520 Knm2
Fuente Propia
Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento
Ancho de columna bc 035 m
Largo de columna Lc 035 m
Vup 68130429 Kn
Bo 093 m
1
up 3273534126 Knm2
v 065
Vc1 9928914006 Knm2
Vc2 1704016323 Knm2
Vc3 1489337101 Knm2
Verificacioacuten CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2
Direccioacuten Larga y Corta
Vud 51693 Kn
ud 143593 Knm2
065
Vc 496446 Knm2 CUMPLE
Fuente Propia
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Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2
Refuerzo Parrilla superior e inferior
q prom 3152 Knm2
Mu 6993 Knm
Mn 7770 Knm
Fy 420 MPa
Fc 21 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d = r + barra 0075 m
d 0225 m
09
P min 00033
P disentildeo 00023
P asumido 00033
As 1188 mm2
Barra No 5
Cantidad de Barras 6
separacioacuten 024 m
15 c024 en la direccioacuten Corta y Larga Abajo - Son 6
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en el plano E01 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de los dos tipos de zapatas que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten
Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten
b 035
h 035
d 0275
Fc 21
Fy 420
C o T 6165 Kn
Tu 4046319494 Kn
Asreq 1070454893 mm2
Asmin 317625 mm2
Asdis 317625 mm2
Barras No 5
Cantidad 2
Fuente Propia
Tabla 58 Disentildeo de viga virtual b 03
h 03
d 0225
Fc 21
Fy 420
Mp 4303573333
P 0007389068
Asreq 4987620775 mm2
Asmin 22275 mm2
Asdis 4987620775 mm2
Barras No 5
Cantidad 3
Fuente Propia
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Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014)
A1 (m2) 01225
065
t (m) 03
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 (m2) 09025
raiz(A2A1) 27143
Factor 2
F aplastamiento (KN) 28426125
Fu (KN) 822
Fu lt F aplastamiento CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 60 Altura miacutenima de desplante
Put (KN) 0
B (m) 16
L (m) 16
sad (KNm2) 200
g (KNm3) 18
qu (KNm2) 0
FS 2 2
z (m) 0
Df (m) 130
Fuente Propia
Figura 31 Diagrama Viga Virtual
Ver cargas de servicio y Reacciones de servicio en la memoria de caacutelculo del saloacuten comunal
9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten
91151 CAacuteLCULO viga cimentacioacuten estructura de concreto - VC1
En el cortante maacuteximo se utiliza el 10 de la carga de la cimentacioacuten
Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1
Viga de Cimentacioacuten tipo 1 VC-1 30x30
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 1226
Momento Mu (KNm) 693
C oacute T (KN) 920
As min (mmsup2) 1103
Densidad del suelo (KNm3) 18
Profundidad de cimentacioacuten (m) 10
Wu o subpresioacuten (KNm) 378
Luz de viga (m) 413
Hmin (L30) 021
fy (Mpa) 420
fc (MPa) 21
Concreto de peso normal) 10
Fuente Propia
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91152 Disentildeo de cortante
Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1
bw (m) 030 bw gt 03h oacute 250mm
Espesor h (m) 030 Espesor
d 007 Recubrimiento
d (m) 022
fc (MPa) 21 Resistencia del concreto miacutenima
Vu 1-1 (KN) 2007
Vc (KN) 3659
Vs (KN) -1652 VS gt 05 Vc Si Vs mayor que 12 de Vc Ref cortante
VultVc CUMPLE Criterio para refuerzo de cortante
v u - v c (KN) -24625
s (m) db = 38 -057 Separacioacuten miacutenima Z C= -057 lt 030m
s (m) db = 14 -011
VS gt 033 x bW x d 13610 Espaciamiento maacuteximo es d4
VS lt 066 x bW x d 27220 Cumple
Av min (mm2)-1 -11469
Av min (mm2)-2 -14128
Fuente Propia
91153 disentildeo de momentos
Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del
slaon comunal) bw (m) 030
d (m) 022
As min (mm2)-1 18302
As min (mm2)-2 22365
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en los planos E01 y E02 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de las vigas de cimentacioacuten con sus respectivos despieces que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros
Se disentildea la loza maciza en donde va a estar ubicada el tanque elevado que tambieacuten serviraacute de zona de mantenimiento para la cubierta
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Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L
DATOS
Luz 36 m
Fc 21000 Knm2
Fy 420000 Knm2
D 44 Knm2
L 10 Knm2
DIMENSIONES
H placa L20 018
H asumido 015
Recubrimiento 003
Barras Numero 4
db 00127
d 01137
disentildeo para un ancho de 1 m
b 1m
CARGAS
D 44 Knm2
L 10 Knm2
Wu 2128 Knm2
Mu 344736 Knm
CUANTIA
φ 09
Rn max 8925
Rn 2965549985
P cuantiacutea 0007771349
Pmin 00033
Fuente Propia
91161 Refuerzo
Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L
Ref principal
As M2m 0000883214
As mm2m 883213864
Espaciamiento max 045 m C765
Acero suministrado
Barras No4
Aacuterea barra cu 129
Cantidad 7
Espaciamiento 014
Acero suministrado 903 OK
Fuente Propia
Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L
REFUERZO PRINCIPAL
Barra Diaacutemetro Aacuterea Cantidad Espaciamiento
No3 95 71 1243963189 008
No4 127 129 6846619101 014
No5 159 199 4438260623 022
No6 191 284 3109907972 032
No7 222 387 2282206367 043
No8 254 510 173179189 057
Fuente Propia
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Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05)
91162 Calculo de deflexiones losa maciza e=15cm
Posterior al disentildeo de la losa se realizoacute la verificacioacuten de la deflexioacuten maacutexima para que no superara lo permitido por la norma [1] asiacute como se muestra a continuacioacuten
Tabla 67 Solicitaciones
SOLICITACIONES
D 44 KNm2
L 10 KNm2
LUZ 36 m
e 015 m
Fc 21000 KNm2
Fy 420000 KNm2
Ec 2153810577 KNm2
Es 200000000 KNm2
deflexioacuten 0003610345
Ig 000028125
deflexioacuten maacutexima permitida 001
Fuente Propia Una vez calculada la deflexioacuten de la losa se obtuvo un valor de 000361 y siendo
l360=001 nuestra deflexioacuten maacutexima permitida por la norma seguacuten tabla C95
(b) Se cumple este requisito (ver detalles en los planos)
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9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Se realizoacute el disentildeo de la mamposteriacutea NO estructural teniendo en cuenta las siguientes condiciones por la ubicacioacuten del proyecto
Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Ubicacioacuten Villavicencio Meta
Aa 035
Av 03
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Uso residencial
Grupo de uso II
Coeficiente de importancia I 11
Perfil del suelo Tipo c
Fa 105
Fv 15
Grado de desempentildeo del elemento no estructural BUENO
T 017 seg
Fuente Propia Tomando en cuenta lo establecido en la norma se determinoacute que en el caso del saloacuten comunal son muros divisorios con las siguientes caracteriacutesticas encontradas en la tabla A95-1 [1] muros divisorios de con coeficiente de aplicacioacuten dinaacutemica ap = 10 grado de desempentildeo bueno y tipo de amarres y anclajes No duacutectiles
Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales
ap 1
Tipo de anclaje No duacutectil
Rp especiales 6
Rp duacutectiles 3
Rp no duacutectiles 15
Rp huacutemedos 05
Hn 600 m
Heq 45 m
Hx 4
Sa 101
As 040
ax 094325
Fuente Propia Definidas las caracteriacutesticas de la mamposteriacutea no estructural se procedioacute al caacutelculo de la fuerza siacutesmica de disentildeo y con esto se realizoacute el disentildeo correspondiente
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Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural
L Muro 585 m
H Muro 3 m
Peso muro 3159 Ton
Fp 099324225
Limite 0552825
Fp asumida 099324225 Ton
Momento PXL4 099324225 Tonm
Cortante 0496621125 Ton
Fuente Propia
91171 Dovelas
Se emplearaacuten dovelas de 15x15cm como se muestra a continuacioacuten
Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas
Revisioacuten de la flexioacuten
Fc 210 Kgcm2
Fy 4200 Kgcm2
c 75 cm4
I 421875 cm4
Ф 09
Fr 2608447814 Kgfcm2
M 1467251896 Kgfcm
M 014672519 Tonm
Numero de dovelas
6 Und
Separacioacuten 097 m
Revisioacuten del cortante
Barra 12
Aacuterea 129 cm2
Diaacutemetro 127 cm
M 99324225 Kgfcm
Inercia 0127698501 cm4
c 0635 cm
ά 4200 Kgfcm2
V 1689240009 Kgf
V 0168924001 Ton
Vtotal 1013544005 Ton
Vu 0496621125 Ton
Fuente Propia Una vez verificados todos los paraacutemetros se comprueba que cumplen con lo exigido con la normativa (Ver detalles constructivos en plano E05)
9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente
Se realizoacute el disentildeo de las correas metaacutelicas para la cubierta teniendo en cuenta lo siguiente
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91181 Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500
Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 b 50 mm ancho del elemento
h 150 mm altura del elemento
e 3 mm
E 200000 Mpa moacutedulo de elasticidad
Fy 350 Mpa esfuerzo liacutemite de fluencia
A 1141 mm2 Aacuterea del elemento
Zx 51430 mm3 Coeficiente momento plaacutestico
Zy 23490 mm3
Sx 39810 mm3
Sy 21060 mm3 Coeficiente momento elaacutestico
lx 2985500 mm4 Inercia en el eje deacutebil del elemento
ly 526500 mm4
rx 512 mm Radio de giro en el eje x
ry 215 mm Radio de giro en el eje y
J 1508000 mm4 Constante torsional
09 Coeficiente para elementos sometidos a flexioacuten
rts 3450560744 mm
Ho 144
L 415 m
Fuente Propia
Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm
Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm
Mactuante 332
Pendiente cub gt 15deg
Mx(Knm) 3206873743
My(Knm) 085927923
Fuente Propia
Ya asignada la seccioacuten que se usara se realizan las correspondientes revisiones para asegurar que cumple con todo lo requerido por la normativa
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Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm
Fuente Propia
Revisando la resistencia a momento de la correa con la anterior ecuacioacuten obtenemos 0314078686 este valor es inferior a 1 Por lo tanto cumple con lo requerido con la normativa al igual que los chequeos del liacutemite de la aleta y el alma (ver detalles en planos E03 y E04)
9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales
91191 Cercha cubierta
Es necesaria una cercha en la cubierta del saloacuten comunal debido a las grandes luces entre columnas ya que se requeriacutea espacios amplios donde se puedan reunir las personas en los eventos que se organicen en la edificacioacuten La cercha se encarga de soportar los elementos principales de la cubierta trabaja especialmente para las cargas verticales por ende no se ve muy afectada por las cargas siacutesmicas a la que esteacute sometida la estructura A continuacioacuten se presentan la condicioacuten maacutes criacutetica para la cercha donde se muestra el iacutendice de sobreesfuerzo de cada elemento estructural mediante una gama de colores si el elemento presenta falla en la imagen se evidencia que no hay ninguacuten elemento que este fallando o con sobreesfuerzo (ver detalles en planos)
Figura 34 modelo cercha
Descripcioacuten Tubo rectangular 150x50x3mm
Chequeo btf(Aleta) 1466666667
Chequeo Htw (Alma) 48
Limite Nsr-10 (Aleta) 2677312085
Limite Nsr-10 (Alma) 5784906469
CompactaNocompacto (Alma) Compacto
CompactaNo compacto (Aletas) Compacto
mnx 1620045 Knm
mny 739935 Knm
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92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO
921 Generalidades
Tabla 75 Generalidades Polideportivo
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 88275
Aacuterea construida 1er piso (m2) 88275
Sistema estructural
Poacuterticos en concreto reforzado resistentes a momento
Peacutendulo invertido
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos No
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
20
Fuente Propia
9211 Descripcioacuten del proyecto Polideportivo
El proyecto contempla la revisioacuten del disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple siguiendo las especificaciones del documento del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo [1] con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado - peacutendulo invertido la estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas con una cubierta liviana a dos aguas desarrollada en estructura metaacutelica a base de cerchas espaciales que soportan correas tubulares de laacutemina delgada Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 35 ver memoria de calculo
922 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar la revisioacuten del disentildeo de este proyecto se
basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO
DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL
REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios
geoteacutecnicos) y analizar el disentildeo arquitectoacutenico propuesto por el DNP y aprobado
por Coldeportes para ver si se ajusta al aacuterea y especificaciones del terreno se
debe realizar la revisioacuten del disentildeo estructural para lo cual se siguen los pasos de
la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para edificaciones nuevas y
existentesrdquo
Teniendo en cuenta el documento base del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo
[1] se obtiene los paraacutemetros de la estructura predimensionamiento y
sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de estructura en un programa de elementos finitos para
determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
923 Cargas
A continuacioacuten se describen los tipos de cargas que se deben tener en cuenta para este tipo de estructura
Carga Muerta
La carga muerta corresponde al peso propio de la estructura y peso de los demaacutes elementos que permanecen fijos durante la vida uacutetil
Carga Viva
La carga viva corresponde a cargas gravitacionales que pueden variar durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras y tienen naturaleza variable se debe considerarse en el disentildeo la existencia de las mismas para determinar las condiciones de disentildeo criacuteticas
9231 Caacutelculo de la carga siacutesmica
Para calcular el peso que inercialmente contribuye al efecto siacutesmico se consideran los pesos de la estructura desde la placa de cimentacioacuten hacia arriba es decir vigas columnas placas y demaacutes
Cargas de viento
Cada estructura estaacute sometida a acciones de viento estas cargas variacutean con respecto a la ubicacioacuten geograacutefica la altura sobre el nivel del terreno el terreno y algunos otros factores Las cargas suelen ser importantes que las cargas siacutesmicas en estructuras con gran altitud
9232 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
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W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
9233 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP
09D+09PP+10Ex+03Ey
09D+09PP+10Ex-03Ey
09D+09PP+10Ey+03Ex
09D+09PP+10Ey-03Ex
09D+09PP+16Wx
09D+09PP+16W(-x)
09D+09PP+16Wy
09D+09PP+16W(-y)
09D+09PP-10Ex+03Ey
09D+09PP-10Ex-03Ey
09D+09PP-10Ey+03Ex
09D+09PP-10Ey-03Ex
12D+12PP+10Ex+03Ey+10L
12D+12PP+10Ex-03Ey+10L
12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L
12D+12PP+16L+05Lr
12D+12PP+16Lr+08Wx
12D+12PP+16Lr+08W(-x)
12D+12PP+16Lr+08Wy
12D+12PP+16Lr+08W(-y)
12D+12PP+16Lr+10L
12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wx+10L+05Lr
12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wy+10L+05Lr
12D+12PP-10Ex+03Ey+10L
12D+12PP-10Ex-03Ey+10L
12D+12PP-10Ey+03Ex+10L
12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9234 Combinaciones de carga para condiciones de servicio D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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924 Carga Muerta y viva
Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS TEJA ALUZINC + ANCLAJES 015 Knm2
LUMINARIAS 18 Kn
CARGAS VIVAS
CANCHA MULTIJUEGO 2 KNm2
CUBIERTA LIVIANA 05 KNm2
Fuente Propia
925 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del Polideportivo (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva
Tabla 78 Peso Polideportivo
caacutelculo del peso edificacioacuten polideportivo
MUROS VIGAS Y PLACA
JOINT F1 F2 F3 M1 M2 M3
111 78486 577 127066 -107534 4668895 -5807
113 -78477 5769 127067 -107523 -4668425 5819
559 85765 -06 154782 14039 5019147 -07335
561 -85773 -06 154779 14039 -5019667 07378
671 85839 0563 154809 -12767 5023079 07215
673 -85847 0563 154806 -12763 -5023578 -07254
783 78396 -5734 127049 107367 4663685 59208
785 -78388 -5733 12705 10737 -4663244 -59322
Peso Total 112741 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9251 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 36 Espectro de disentildeo
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Por medio del programa de elementos finitos ETABS calculamos el centro de masa que se puede observar en la siguiente tabla
Piso X Y ex ey
1 132579 100245 005 005
En donde
X y Y son las coordenadas del centro de masa seguacuten los ejes
ex porcentaje de torsioacuten en el piso en X y ey Porcentaje de torsioacuten en el
piso en Y (excentricidad accidental)
9252 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea INCOMPATIBILIDADES
= 100 Irregularidad en planta Ver
anexo A12 [1] Sin irregularidad
= 100 Irregularidades en Altura Sin irregularidad
= 100 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] Sin irregularidad
DES
1 = 0143
9253 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura los valores Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Ilustracioacuten 2 ecuacioacuten periacuteodo fundamental de la edificacioacuten
Fuente ilustracioacuten (A42-1) NSR 10
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Ilustracioacuten 3 ecuacioacuten definida en A43-3 de la
NSR 10
Piso Peso (KN) hx hi Fi (KN) di (m) mdi^2 Fi di T (s) F (Hz)
1 112741 600 113939 00081 00074 91732 018 559
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 82 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 6
Ta = Ct hα 024
Tlt CuTa Verificacioacuten
018 lt 024 CUMPLE
Fuente Propia
9254 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
K 100 Para T menor o igual a 05 segundos k = 10 (A432)
Cvx 100
Tabla 83 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 112741 113939 113939
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926 Cargas de viento
Tabla 84 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 60 m Altura alero
h c 90 m Altura cumbrera
h m 75 m Altura media
L 330 m longitud estructura
B 268 m profundidad estructura
α 150 grados pendiente de techo
A techo 8828 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
9261 Fuerza de viento procedimiento analiacutetico
Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
Tabla 85 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
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Tabla 86 Datos para calculo Factor raacutefaga FACTOR DE RAFAGA G O Gf
Para estructuras riacutegidas el factor de efecto de raacutefaga
085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
ɛ 0333 Tabla B65-2
l 975 Tabla B65-2
zmin 90 m Tabla B65-2
Lz 94135215 Longitud integral a escala
Bx 72 m Longitud edificio
By 142 m Ancho edificio
h 48 m Altura media edificacioacuten
Qx 09248 Respuesta del entorno
Qy 09032 Respuesta del entorno
c 03 Tabla B65-2
Iz 03053 Intensidad de la turbulencia
gQ = gv 34 B658 NSR-2010
Gx 0875258244 Factor de efecto raacutefaga
Gy 0863533629 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2
9262 Carga de viento para tejas y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 3 3 gt 05
Para determinar las presiones netas de las correas se utiliza la figura B65-16B [1] y el Angulo de la cubierta del polideportivo es de 15deg
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Tabla 87 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Separacioacuten correas 20 m
Luz correas 90 m
A aferente teja 30 m Ancho efectivo teja
A ef correa 270 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
correas 17 -17
Edificios bajos lt18m
P presioacuten correa 09 KNm2
P succioacuten correa -09 KNm2
Fuente Propia
927 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del polideportivo
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
928 Derivas
En la siguiente Tabla se resumen las derivas obtenidas en las direcciones X y Y Las
derivas maacuteximas son de 0109( ver memoria de calculo) Por lo tanto la estructura
cumple con el criterio de deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1]
929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas
Se realiza la verificacioacuten del disentildeo del DNP placa deportiva para zona de amenaza siacutesmica alta de las vigas aeacutereas con dimensiones 03x06m vigas de cimentacioacuten de 03x045m columnas de 06x07m y cubierta mediante un modelo digital elaborado en el software de elementos finitos ETABS y SAP 2000 el disentildeo
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de esta estructura se realiza en concreto reforzado aporticada unida por medio de cerchas metaacutelica y correas Como se puede observar en las siguientes imaacutegenes la disposicioacuten de las vigas y las columnas del polideportivo cumple con la normativa vigente [17] se ingresan la carga de sismo carga muerta y la carga de viento como se muestra en las siguientes imaacutegenes en donde las vigas y las columnas requieren una cuantiacutea mayor a la cuantiacutea miacutenima de disentildeo sin embargo no sobrepasa la cuantiacutea maacutexima permitida
Figura 37 Columna C-01 Fuente Planos estructurales (plano E 005) DNP [1]
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Figura 38 Viga V-01
Fuente Planos estructurales (plano E 006) DNP [1]
Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01
Fuente Planos estructurales (plano E 003) DNP [1]
En la siguiente imagen se evidencia la asignacioacuten de la pseudo aceleracioacuten para elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia siacutesmica
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Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo
Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta
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Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica
Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento
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Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas
Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica
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9210 Disentildeo de la cimentacioacuten
92101 Zapata ZP-1 central
La zapata ZP-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
Tabla 88 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Cargas de Servicio
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 1560
Carga vigas de cimentacion 117
Carga pedestal 106
Carga Total servicio 45535
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 653
Momento (KNm) 2-2 558
Momento (KNm) 3-3 3893
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 3232
Momento (KNm) 2-2 773
Momento (KNm) 3-3 5550
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
l 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 89 Pre-Dimensionamiento Zapata Central
PS (KN) 4659 Kn
Peso de zapata (KN) 1560 Kn
Aacuterea de zapata (m2) 31 m2
Zapata rectangular de L (m) 18 m
A (m) 38 m
B (m) 38 m
Espesor t (m) 045 m
Recubrimiento r (m) 0075 m
d (m) 036 m
Prof de cim 15 m
Figura 46 Diagrama zapata ZP-1
Fuente Propia
Tabla 90 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0626
ey (m) 036
Relacioacuten exey 18
B recomendado 67
A6 06
B6 06
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 05 KNmsup2
q2 856 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 -568 KNmsup2
q2 1232 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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Tabla 91 Verificaciones de la zapata ZP-1
Tabla 92 Verificacioacuten de cortante Bidireccional
Figura 47 Dimensiones de la zapata
Cortante Bidireccional ZP-1
Ancho de pedestal b c 060 m
Largo de pedestal l c 070 m
Lcd 2 24
V (d2) 559 Knm2
Vu (d2) 12102 Kn
Beta 12
Bo 40 m
065
Vc1 19990 Kn
Vc2 20008
Vc3 14296
Tabla 93 Direccioacuten larga y corta ZP-1
Direccioacuten Larga
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Tabla 94 Altura miacutenima de desplante ZP-1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 38
B (m) 38
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
Tabla 95 Longitud de desarrollo ZP-1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 96 Resistencia al aplastamiento
ZP-1
Resistencia al aplastamiento
Pu 3232
φ 065
A1 042
Inclinacioacuten 1V-2H 09
A2 63
raiacutez(A2A1) 39
Phi Pnb 97461 Kn
Fuente Propia
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92102 Disentildeo a flexioacuten
Para determinar el aacuterea del acero se utiliza la siguiente ecuacioacuten
Tabla 97 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3840 knm
Mn 4267 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 04 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000212
Pasumido 000333
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras
230
separacioacuten 016 m 15 c016 en la direccioacuten corta
abajo- Son 23
Tabla 98 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3651 knm
Mn 4056 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 00020
Pasumido 00033
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras 23
Separacioacuten 016 m 15 c016
en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Fuente Propia
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Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Fuente Propia
Figura 48 esquema Zapata ZP-1
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 1600 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 28728 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 230
Separacioacuten 016 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Separacioacuten usada 025 m
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10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO
101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL
PROPUESTA DE DISENtildeO ESTRUCTURAL DE UN SALON COMUNAL Y DE UN
POLIDEPORTIVO TIPO CANCHA MUacuteLTIPLE UBICADOS EN EL BARRIO VILLA JULIANA DE LA CIUDAD DE VILLAVICENCIO
PROYECTO
CONSTRUCCION DE SALON COMUNAL EN EL BARRIO VILLAJULIANA EN VILLAVICENCIO - META
LOCALIZACIOacuteN EDIFICACION AacuteREA M2
BARRIO VILLA JULIANA VILLAVICENCIO - META
SALON COMUNAL 38482
IacuteTEM DESCRIPCIOacuteN UND CANT VALOR UNIT
V TOTAL
1 PRELIMINARES
11 Descapote manual incluye retiro M2 38691 $ 685800 $ 265339449
12 localizacioacuten y replanteo arquitectura (incluye cartera y planos)
M2 38691 $ 367400 $ 142148897
VALOR PRELIMINARES $ 407488346
2 RELLENOS
21 Relleno material tamantildeo maacuteximo 2 compactacioacuten manual
M3 468 $ 6163900 $ 288470520
VALOR RELLENOS $ 288470520
3 EXCAVACIONES
31 Excavaciones secas en conglomerado manual incluye retiro
M3 11672 $ 4158100 $ 485318047
VALOR EXCAVACION $ 485318047
4 CIMENTACIOacuteN
41 Zapata de cimentacioacuten de concreto armado
M3 245760 $ 39333071 $ 966649553
42 Viga de cimentacioacuten concreto de 3000 psi
ML 24291 $ 6304600 $ 1531450386
VALOR CIMENTACION $ 2498099939
5 ESTRUCTURAS EN CONCRETO
51 Columnas 3535 de concreto de 3000 psi
ML 16640 $ 1478500 $ 246022400
52 Viga aeacuterea 2535 (3000psi) ML 18513 $ 4624600 $ 856152198
53 PLACA CONCRETO TANQUE (3000psi) E=15cm
M2 3549 $ 18607800 $ 660316391
VALOR ESTRUCUTRAS EN
CONCRETO $ 1762490989
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6 APARATOS SANITARIOS
61 Combo sanitario lavamanos e incrustaciones
UND 1300 $ 29406500 $ 382284500
62 Conjunto ducha y registro grival UND 500 $ 9370800 $ 46854000
63 Orinal de porcelana sanitaria UND 700 $ 49165072 $ 344155504
64 Tanque agua 500LT PVC incl conexioacuten 34 - 12
UND 100 $ 51632800 $ 51632800
VALOR PRELIMINARES $ 824926804
7 PISOS
71 Placa de contra piso E=12cm (3000psi)
M2 36032 $ 3343700 $ 1204801984
VALOR PRELIMINARES $ 1204801984
8 MAMPOSTERIA
81 Muros cara vista (bloque No5) M2 41320 $ 2935877 $ 1213109514
VALOR RELLENOS $ 1213109514
9 ESTRUCTURA METALICA
91 Correa metaacutelica en tubo rectangular 100x50x300 mm
Kg 144586 $ 377300 $ 545523733
92 Estructura metaacutelica ligera autoportante
M2 9117 $ 4134539 $ 376945921
VALOR RELLENOS $ 545523733
10 CUBIERTA
101 TEJA METALICA TERMOACUSTICA TIPO TECHOLINE
M2 32787 $ 4073500 $ 1335578445
VALOR PRELIMINARES $ 1335578445
VALOR COSTO DIRECTO $ 10565808321
ADMINISTRACION (18) $ 1901845498
IMPREVISTOS (1) $ 105658083
UTILIDAD (6) $ 633948499
VALOR TOTAL COSTOS INDIRECTOS $ 2641452080
VALOR TOTAL PROYECTO $ 13678442801
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102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA
PRESUPUESTO PLACA POLIDEPORTIVA CUBIERTA
Iacutetem Descripcioacuten UND CANT VALOR UNIT V TOTAL
1 Realizar obras preliminares
11 Localizacioacuten y replanteo msup2 928 $1707 $1584096
$1584096
2 Construir la cimentacioacuten
21 Descapote a maacutequina nivel 000 (inc retiro) e=30 cm
m3 278 $33350 $9284640
22 Conformacioacuten del terreno msup2 928 $7802 $7240256
23 Excavacioacuten manual (inc Retiro de sobrantes)
msup3 204 $42646 $8685396
24 Concreto de limpieza e= 005 m
msup2 167 $14493 $2415403
25 Concreto cicloacutepeo 210 kgcmsup2 (3000 psi) 6040
msup3 8 $303516 $2276370
26 Zapatas concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 51 $343101 $17369488
27 Vigas de cimentacioacuten en concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 13 $386306 $5159793
28 Micropilotes d= 030 m para malla contraimpacto
m 24 $62420 $1485596
29 Cantildeuela en concreto 175 kgcmsup2 (2500 psi)
m 64 $19859 $1270976
210 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi) para cimentacioacuten
kg 4064 $3020 $12272647
$67460565
3 Construir las estructuras en concreto y metaacutelicas
31 Columnas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 26 $673473 $17537237
32 Vigas aeacutereas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 9 $756198 $6860228
33 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 ( 60000 psi) para estructura
kg 10184 $3020 $30756671
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34
Cercha en celosiacutea seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas contravientos tensores soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8352 $8843 $73859841
35
Correas tipo PHR 305x80x20mm incluye suministro e instalacion anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8222 $8843 $72711081
36
Malla contra impacto seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas tensores soldadura pintura anticorrosiva de esmalte (2 manos)
msup2 150 $183314 $27497100
37
Porteriacutea muacuteltiple fija incluye malla 100 nylon color negra entrelazada y pintura en esmalte tres manos (Incluye suministro e instalacioacuten)
un 2 $2552000 $5104000
38
Suministro e instalacioacuten parales de voleibol (incluye parales 3 en tuberiacutea con malla 100 nylon y pintura en esmalte en la estructura metaacutelica
juego 1 $353800 $353800
$234679958
4 Instalar las redes hidrosanitarias
41 Accesorios
411 Bajantes en tuberiacutea PVC aguas lluvias D4
m 55 $30703 $1682524
412 Tragantes de cuacutepulas plaacutesticas 5x4
un 8 $15097 $120776
413 Tuberiacutea PVC corrugada 160 mm incluye accesorios excavacioacuten y relleno
m 24 $42185 $1012440
42 Cajas de inspeccioacuten y filtro
421 Caja de inspeccioacuten hmax=100 m de 60 cm x 60 cm
un 2 $495027 $990054
$3805794
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5 Instalar las redes eleacutectricas y afines
51 Salidas
511
Salida para laacutempara en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 12 $97493 $1169916
512
Derivacioacuten de luminaria desde salida eleacutectrica en cable encauchetado 3x16 awg con clavija aeacuterea con polo a tierra y cable encauchetado 3x16 awg desde luminaria con toma aeacuterea
un 12 $30200 $362400
513
Salida para toma monofaacutesica doble con polo a tierra para red normal en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 2 $73387 $146774
514 Salida para pulsador remoto de telerruptor en tubo conduit emt de 34 y cable 2x18 awg
un 4 $91747 $366988
52 Tableros y protecciones
521
Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 1x15 1x20 o 1x30 amperios
un 1 $22982 $22982
522 Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 2x20 o 2x30 amperios
un 4 $44982 $179928
523
Suministro montaje y conexioacuten de tablero minipragma de 12 circuitos para ubicar telerruptores
un 1 $301773 $301773
524
Suministro montaje y conexioacuten en caja minipragma de telerruptor bipolar de 16 amperios
un 4 $256157 $1024628
53 Acometidas y ductos
531
Suministro y tendido de acometida bifaacutesica en conductores 2 No8+1 No8+1 No 10 por tubo
m 54 $18631 $1006074
54 Luminarias
541
Suministro montaje y conexioacuten de laacutempara metal 400 w - 220 v by 150p 1xhp1-p400w-bu sgr p-wb+by150gr +
un 12 $431929 $5183148
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gc completa
55 Varios
551
Suministro y montaje de caja de paso metaacutelica de 10 cm x 10 cm para la iluminacioacuten de la cancha
un 4 $23989 $95956
552 Construccioacuten de caja en mamposteriacutea tipo alumbrado puacuteblico de 60 cm x 60 cm
un 1 $380682 $380682
56 Sistema de apantallamiento y puesta a tierra
561
Construccioacuten de caja de paso en mamposteriacutea de 30 cm x 30 cm para medicioacuten y mantenimiento del sistema de tierra y apantallamiento
un 4 $446980 $1787920
562
Suministro e hincada de varilla de cobre de 244 m x 58 para aterrizar la infraestructura de apantallamiento y la malla de puesta a tierra
un 5 $147211 $736055
563
Suministro y tendido de cable de cobre No 8 para polo a tierra incluye tubo PVC de 34
m 6 $29479 $176874
564
Suministro y tendido de cable de cobre No 20 desnudo para configurar sistema de apantallamiento malla a tierra y equipotenciar
m 248 $36339 $9012072
565 Suministro y colocacioacuten de barra captora para sistema apantallamiento
un 25 $137519 $3437975
566
Suministro y armado de soldadura tipo cadweld 120 g para empalmes del sistema de apantallamiento y puestas a tierra
un 34 $65134 $2214556
$27606701
6 Construir la placa
61 Relleno de material recebo compactado
msup3 205 $56472 $11556927
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62 Malla electrosoldada kg 3269 $3041 $9940592
63 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea deportiva
msup2 898 $56561 $50769154
64 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea perimetral
msup2 87 $51495 $4462145
$76728817
7 Construir las cubiertas e impermeabilizaciones
71
Teja arquitectoacutenica curva calibre 28 termoacuacutestica con acabado galvanizado con recubrimiento de zinc g60 (180 gm2)
msup2 908 $134237 $121892565
72
Canal en laacutemina galvanizada cal 20 desarrollo lt200lt=250 mm incluye soporte yo anclajes pintura wash primer anticorrosivo y pintura y esmalte para intemperie
m 66 $106072 $6979538
$128872103
8 Construir las graderiacuteas
81 Mamposteriacutea en bloque Ndeg 5 de arcilla
msup2 88 $33460 $2954009
82 Viga de confinamiento de 012 m x 012 m fc = 210 kgcmsup2 (3000 psi) para muros
m 0 $47734 $0
83 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi)
kg 242 $3020 $730057
84 Grafiles de acero 4 mm kg 62 $2704 $167105
85 Graderiacutea en concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 4 $839091 $3685288
86
Baranda graderiacutea seguacuten disentildeo incluye anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte
m 16 $175857 $2743369
87 Pantildeete liso interior impermeabilizado 14 incluye filos y dilataciones
msup2 0 $13633 $0
$10279829
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9 Pintar y demarcar elementos
91
Demarcacioacuten cancha de microfuacutetbol baloncesto y voleibol con pintura de traacutefico alto ancho 10 cm de acuerdo a los colores reglamentarios y al disentildeo
m 380 $5055 $1920900
$1920900
10 Dotar la placa polideportiva cubierta
101 Dotacioacuten deportiva de la placa polideportiva
glb 1 $4275000 $4275000
$4275000
Costo directo $ 557213764
Administracioacuten 18 $100298477
Imprevistos 1 $5572138
Utilidad 6 $33432826
Subtotal AIU 25 $139303441
Valor total del proyecto $696517205
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11 RESULTADOS E IMPACTOS
111 RESULTADOS ESPERADOS
Tabla 100 Tabla de resultados
Resultado Indicador Ndeg de documentos Objetivo Relacionado
Propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo y planos
1 Objetivo especiacutefico 1 2 y 3
Elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
1 Objetivo 4
Presupuesto de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
1 Objetivo 5
Fuente Propia
112 IMPACTOS Los impactos maacutes relevantes son en el aspecto social el aumento de la infraestructura con fines recreativos y comunitarios beneficia a la comunidad aumentando la praacutectica deportiva y el mejor aprovechamiento del tiempo libre el incentivo de poder desarrollar deportes en un lugar adecuado para la praacutectica y con dotacioacuten podriacutea disminuir el iacutendice de sedentarismo consumo de sustancias sicoactivas y obesidad ademaacutes de promover el comercio en el aacuterea
Tabla 101 Impactos
Fuente Propia
Aspecto Impacto Supuesto Plazo
Social Aumentar el iacutendice de la praacutectica deportiva en la comunidad
Infraestructura recreativa
Corto
Social
Mejor aprovechamiento del tiempo libre y disminuir el sedentarismo en la comunidad
Incentivar la praacutectica deportiva en el barrio
Mediano
Ambiental Mejoramiento del desarrollo socio ambiental
Respeto por las normativas ambientales
largo
Econoacutemico
Aumento de desarrollo socioeconoacutemico del barrio en las zonas aledantildeas al proyecto
Aumento de la infraestructura del
barrio Mediano
Teacutecnico Aporte en materia de propuestas de disentildeo
Disentildeo sismo resistente presupuesto
Mediano
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12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS
121 CONCLUSIONES
El disentildeo del saloacuten comunal y el polideportivo se realizoacute para satisfacer las
necesidades de la comunidad aprovechando el terreno dispuesto en el barrio villa Juliana destinado para actividades comunitarias equipamiento y actividades recreativas
Es necesario contar con espacios adecuados para realizar las actividades deportivas y de la comunidad en general esto conlleva a una mejor calidad de vida de los habitantes del barrio Villa Juliana y un mejor desarrollo social
Se optoacute por conservar el disentildeo de la placa deportiva tipo del DNP pues
este cumple con todas las especificaciones requeridas por COL JUEGOS ya que el terreno es lo suficientemente grande para que se pueda construir el proyecto en general al mantener el disentildeo original se realizoacute una verificacioacuten de la estructura mixta del poacutertico en concreto con celosiacutea metaacutelica donde se comprobaron que los iacutendices de sobre esfuerzo estuvieran en el rango adecuado de acuerdo con las condiciones del terreno y de la ubicacioacuten
El saloacuten comunal cuenta con un sistema estructural de poacuterticos de concreto
reforzado resistente a momentos pero para garantizar un espacio amplio donde se puedan realizar las reuniones y actividades de la comunidad donde se proyecta que podriacutean asistir hasta 300 personas fue necesario el uso de cerchas apoyadas sobre las columnas para sostener la cubierta y salvar las luces de 95 m entre las columnas
El costo total del proyecto es de $83330163301 (Ochocientos treinta y
tres millones trescientos unos mil seiscientos treinta y tres pesos colombianos) esto incluyendo los costos directos e indirectos de la obra (el AIU se determinoacute de acuerdo a los proyectos de la secretaria de vivienda en la gobernacioacuten del meta y la agencia de infraestructura del meta (AIM) El costo del saloacuten comunal incluye uacutenicamente la construccioacuten de la parte estructural edificacioacuten la mamposteriacutea no estructural y los aparatos sanitarios del saloacuten comunal
122 TRABAJOS FUTUROS
El presente trabajo de opcioacuten de grado estaacute enfocado en la aplicacioacuten en temaacuteticas de ingenieriacuteas partiendo de las necesidades de la comunidad del barrio Villa Juliana por lo tanto el siguiente paso es buscar el medio para poner en marcha la construccioacuten del saloacuten comunal y de la placa deportiva Una vez
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entregado los documentos y los planos a la comunidad depende de la gestioacuten de la misma para que las entidades encargadas empiecen con el traacutemite y revisioacuten de disentildeos posteriormente se efectuara el proceso de seleccioacuten del contratista y de la correspondiente interventoriacutea para que se ejecute el contrato de obra En el presente documento se hace el modelamiento de las estructuras teniendo en cuenta los criterios baacutesicos para el disentildeo de los distintos elementos que componen el saloacuten comunal y el polideportivo de manera que sirva como una base o fundamento para los estudiantes o personas interesadas que realicen trabajos similares de disentildeo modelacioacuten y presupuesto de estructuras similares
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LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal 41 Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas 43 Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas 45 Tabla 4 Peso saloacuten comunal 45 Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 46 Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 46 Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 47 Tabla 8 Calculo irregularidad torsional 47 Tabla 9 Periodo fundamental 48 Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 48 Tabla 11 Fuerza siacutesmica 49 Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 49 Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento 49 Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento 50 Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga 50 Tabla 16 Carga de viento para teja y correas 51 Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1 52 Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1 52 Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1 53 Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE 53 Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1 54 Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 54 Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto 54 Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten 55 Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos 55 Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten 55 Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas 56 Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas 57 Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna 57 Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza 58 Tabla 31 Franjas centrales 59 Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central 59 Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central 60 Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas 60 Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas 61 Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso 61 Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 ) 62 Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 ) 63 Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo 63 Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1 64 Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1 64 Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1 64 Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1 64 Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1 65 Tabla 45 Resistencia al aplastamiento Z1 65 Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo Z1 65 Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1 65 Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1 66 Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto 67 Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2 67
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Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 68 Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2 68 Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 69 Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento 69 Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2 69 Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2 70 Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten 70 Tabla 58 Disentildeo de viga virtual 70 Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014) 71 Tabla 60 Altura miacutenima de desplante 71 Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1 71 Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1 72 Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del slaon comunal) 72 Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L 73 Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L 73 Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L 73 Tabla 67 Solicitaciones 74 Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales 75 Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural 76 Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas 76 Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 77 Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm 78 Tabla 75 Generalidades Polideportivo 79 Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas 81 Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas 83 Tabla 78 Peso Polideportivo 83 Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 84 Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 84 Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 85 Tabla 83 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 86 Tabla 84 Fuerza siacutesmica 86 Tabla 85 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 87 Tabla 86 Coeficientes fuerza de viento 87 Tabla 87 Datos para calculo Factor raacutefaga 88 Tabla 88 Carga de viento para teja y correas 89 Tabla 90 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 95 Tabla 91 Pre-Dimensionamiento Zapata Central 96 Tabla 92 Excentricidad y Presiones en el Suelo 96 Tabla 93 Verificaciones de la zapata ZP-1 97 Tabla 94 Verificacioacuten de cortante Bidireccional 97 Tabla 95 Direccioacuten larga y corta ZP-1 97 Tabla 96 Altura miacutenima de desplante ZP-1 97 Tabla 97 Longitud de desarrollo ZP-1 97 Tabla 98 Resistencia al aplastamiento ZP-1 97 Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo 98 Tabla 100 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo 98 Tabla 101 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba 99 Tabla 102 Tabla de resultados 108 Tabla 103 Impactos 108
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad 19 Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo 20 Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva 22 Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas 23 Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas 23 Figura 6 Malla contra impacto 24 Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral 26 Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional 30 Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental 31 Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal 31 Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario 32 Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 38 Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno 38 Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01) 40 Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03) 40 Figura 18 Configuracion general del modelo 42 Figura 19 Espectro de disentildeo 46 Figura 20 Planta de vigas aereas 51 Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 52 Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 53 Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1 55 Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas 56 Figura 25 Losa maciza en dos direcciones 58 Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02) 62 Figura 27 Diagrama zapata (Z1) 63 Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas de viento en la memoria de calculo del salon comunal) 66 Figura 29 Diagrama Zapata Z2 67 Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2) 68 Figura 31 Diagrama Viga Virtual 71 Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05) 74 Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Figura 34 modelo cercha 78 Figura 35 ver memoria de calculo 80 Figura 36 Espectro de disentildeo 84 Figura 37 Columna C-01 90 Figura 38 Viga V-01 91 Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01 91 Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo 92 Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta 92 Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica 93 Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento 93 Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas 94 Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica 94 Figura 46 Diagrama zapata ZP-1 96 Figura 47 Dimensiones de la zapata 97 Figura 48 esquema Zapata ZP-1 99
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1 INTRODUCCIOacuteN
Este proyecto de grado busca realizar el disentildeo de un saloacuten comunal y de un polideportivo que tenga la funcionalidad de canchas mixtas de baloncesto futbol y voleibol ademaacutes de los elementos de anclaje soporte graderiacuteas y cubierta como solucioacuten a la problemaacutetica social evidenciada en el barrio Villa Juliana en el municipio de Villavicencio Actualmente el barrio presenta bajos niveles de praacutecticas deportivas debido a que la legalizacioacuten del barrio se realizoacute el 26 de septiembre de 2018 por lo que NO cuenta con la infraestructura adecuada para deportes y recreacioacuten esta situacioacuten genera que la praacutectica del ejercicio se desarrolle en lugares adaptados e improvisados artesanalmente por la comunidad por lo tanto aumenta el riesgo de lesiones fiacutesicas seguacuten la organizacioacuten mundial de la salud (OMS) ldquoLas caiacutedas son un importante problema mundial de salud puacuteblica Se calcula que anualmente se producen 646 000 caiacutedas mortaleshellip Las lesiones relacionadas con las caiacutedas tienen un costo econoacutemico considerablerdquo [2] La comunidad cuenta con un saloacuten comunal pero este es demasiado pequentildeo por lo que al realizar las reuniones comunitarias deben hacerlo de forma improvisada y a la intemperie en el terreno donde han adaptado una cancha en piso de tierra para deportes y recreacioacuten El intereacutes primordial para adecuar los equipamientos local y comunitario donados por la comunidad es generar un espacio de recreacioacuten y disminuir las zonas identificadas como sitios inseguros donde seguacuten el documento teacutecnico de soporte realizado para la legalizacioacuten del barrio en el antildeo 2018 por UNHCR ACNUR y la corporacioacuten OPCION LEGAL [3] afirma que se presentan altos iacutendices de consumo de sustancias alucinoacutegenas en horas de la noche otro de los intereses es cumplir con las acciones de mejoramiento estipuladas en el documento teacutecnico antes mencionado en donde se deben realizar las acciones del plan de mejoramiento integral adoptados del acuerdo No 287 de 2015 del CONCEJO MUNICIPAL DE VILLAVICENCIO [4] en donde se especifican las acciones a desarrollar para los espacios puacuteblicos y equipamientos sociales seguacuten las necesidades de la poblacioacuten Debido a que la actividad fiacutesica es reconocida a nivel internacional como medios para el desarrollo humano econoacutemico y social y Seguacuten el artiacuteculo 52 de la constitucioacuten ldquoEl ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humanordquo [5]
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2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA
El barrio VILLA JULIANA se localiza al sur de Villavicencio en la comuna 8 Aunque desde el 4 de mayo de 1999 las primeras familias tomaron posesioacuten de los lotes que habiacutean negociado con la Asociacioacuten Empresa Solidaria De Vivienda hasta el antildeo 2018 se realizoacute el estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten de dicho barrio Seguacuten el estudio urbaniacutestico realizado por la alcaldiacutea municipal de Villavicencio [3] la poblacioacuten presenta bajos niveles de praacutectica deportiva y no hay incentivos para el deporte esto puede generar sedentarismo y verse reflejado en el incremento de la poblacioacuten con sobrepeso u obesidad Actualmente el lugar que se tiene adaptado para la praacutectica de deporte es una cancha de tierra sin equipamiento lo cual aumenta el riesgo de lesiones Por otro lado el desintereacutes en la praacutectica deportiva lleva a un inadecuado aprovechamiento del tiempo libre y de la calidad de vida de las personas esto sumado a que la tasa de desempleo dentro de la comunidad es del 24 y que el 33 de la poblacioacuten son viacutectimas del conflicto armado yo se encuentra en vulnerabilidad ademaacutes que 1128 de la poblacioacuten menor de 18 antildeos se encuentra desescolarizada muestra que gran parte de la poblacioacuten cuenta con mucho tiempo libre y ninguacuten lugar adecuado en donde puedan ocupar este tiempo por lo cual no sorprende que el estudio urbaniacutestico mencione que se identifica un alto consumo de sustancias alucinoacutegenas especialmente en las zonas donde no hay iluminacioacuten y en horarios nocturnos Ademaacutes aunque el asentamiento cuenta con una caseta comunal las actividades masivas no se pueden desarrollar en ella porque no es lo suficientemente amplia para todos los habitantes de la comunidad
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3 JUSTIFICACIOacuteN
El barrio Villa Juliana legalizado en el antildeo 2018 no cuenta con la infraestructura adecuada para la recreacioacuten en los lugares destinados por la comunidad como equipamiento local y comunitario destinados para un saloacuten comunal y espacio de recreacioacuten se encuentra una cancha de futbol en tierra que no cuenta con ninguna dotacioacuten al mismo tiempo este espacio se utiliza para desarrollar las actividades comunitarias una de las mayores preocupaciones es que se ha identificado esta zona como uno de sitios inseguros en el barrio presenta especial inquietud debido al aumento de consumo de sustancias alucinoacutegenas Este proyecto busca disponer de los equipamientos de la comunidad con el fin de realizar el disentildeo estructural de un polideportivo y un saloacuten comunal para el desarrollo de las actividades comunitarias de recreacioacuten y deporte con el fin de facilitar el proceso de gestioacuten para la financiacioacuten y construccioacuten del proyecto El gobierno debe ofrecer a sus ciudadanos bienestar al suministrar servicios como salud educacioacuten deporte cultura seguridad entre otras El deporte tiene un papel fundamental en la comunidad como motor de cambio social se ha convertido en una opcioacuten para el desarrollo profesional en los antildeos recientes por lo cual se debe impulsar como alternativa viable de desarrollo social econoacutemico y cultural el deporte no solo cubre las necesidades relacionadas con la praacutectica deportiva si no que ayuda de forma indirecta problemas de salud cultura y seguridad ldquoel
desarrollo de praacutecticas deportivas trae consigo haacutebitos de vida saludable ocupacioacuten del tiempo libre y desarrollo de plan de vida a traveacutes del deporte como esa herramienta que
permite trazar metas y alcanzarlasrdquo [10] De acuerdo con lo anterior el proyecto de la construccioacuten de un polideportivo con cancha muacuteltiple para futbol baacutesquet y voleibol pretende incrementar los niveles de praacutectica deportiva al brindar escenarios de acceso puacuteblico en buenas condiciones para la praacutectica deportiva y brinda opciones para ocupar el tiempo libre mejorando la calidad de vida de las personas y alejaacutendolas de praacutecticas nocivas como el consumo de sustancias alucinoacutegenas o la delincuencia Ademaacutes al proporcionar equipamiento comunitario (saloacuten comunal) se podraacuten realizar las reuniones de la junta de accioacuten comunitaria de manera eficiente donde puedan tomarse las decisiones con respecto al asentamiento que permitan un mejor desarrollo de la comunidad
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4 OBJETIVOS
41 OBJETIVO GENERAL
Realizar propuesta de disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal que cumplan con los lineamientos teacutecnicos estipulados en las normativas vigentes necesarias para la habilitacioacuten del equipamiento local y comunitario en el barrio VILLA JULIANA
42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS
Adaptar los espacios donados por la comunidad al disentildeo estructural del polideportivo y saloacuten comunal
Analizar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas de la zona destinada para el proyecto
Elaborar la propuesta de disentildeo arquitectoacutenico estructural y cimentacioacuten de las estructuras ademaacutes de realizar un modelo digital en un software de elementos finitos
Especificar los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo de las actividades deportivas
Elaborar presupuesto considerando la gestioacuten social propuesta en mano de obra no calificada dentro de la comunidad
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5 ALCANCE
Este proyecto tiene como objetivo entregar una propuesta de disentildeo estructural de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal en el barrio Villa Juliana para el desarrollo de actividades recreativas y comunitarias como solucioacuten a las problemaacuteticas sociales y como ayuda indirecta a problemas de salud cultura y seguridad A continuacioacuten se especifican el alcance de las actividades a realizar Analizar el terreno en donde se va a realizar el disentildeo del proyecto mediante el levantamiento topograacutefico estudio de suelo (apique) y revisioacuten de las acometidas eleacutectricas e hidraacuteulicas en el aacuterea mediante planos de los entes encargados Teniendo en cuenta los requerimientos de la comunidad la propuesta de disentildeo del saloacuten comunal debe incluir los siguientes paraacutemetros capacidad miacutenima de 300 personas sentadas cocina depoacutesito dos bantildeos una ducha y dos oficinas El disentildeo arquitectoacutenico del polideportivo se basa en el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo modificado seguacuten las solicitudes de la comunidad y condiciones del terreno Se realiza la revisioacuten del disentildeo sismo resistente mediante un modelo de cada una las estructuras en un Software de elementos finitos que cumpla con los lineamientos teacutecnicos establecidos por la NSR-10 Los elementos no estructurales contemplados para el desarrollo de los cinco deportes requieren una dotacioacuten miacutenima para el buen uso de las actividades por lo que se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten necesaria para cada actividad deportiva
Costo de la construccioacuten del proyecto de la propuesta de disentildeo planteada
Se realiza un anaacutelisis de presupuesto y cantidades de obra para el proceso constructivo
Entregables
Documento de propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo planos arquitectoacutenicos estructural
Documento de los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
Presupuesto del costo de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
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6 MARCO DE REFERENCIA
61 MARCO TEOacuteRICO
611 Cargas
A continuacioacuten se describen los distintos tipos de cargas que se deben considerar para el disentildeo del proyecto tipo ldquoPlaca Polideportiva Cubiertardquo del departamento nacional de planeacioacuten las cuales serviraacuten de base para el desarrollo de la propuesta de disentildeo del polideportivo
612 Carga Muerta
Hace referencia a las cargas de los elementos permanentes incluyendo el peso propio de la estructura los muros pisos cubiertas cielos rasos escaleras equipos fijos y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupacioacuten y uso de la edificacioacuten [6]
613 Carga Viva
Son aquellas producidas durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras estas no incluyen las cargas ambientales tales como viento y sismo Para las cubiertas se deben considerar
a) ldquoLos materiales equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta 2rdquo
b) ldquoLas causadas por objetos moacuteviles tales como materas u otros objetos decorativos y por las personas que tengan acceso a ellasrdquo [6]
614 Efectos dinaacutemicos
Cuando una edificacioacuten se encuentre expuesta a excitaciones dinaacutemicas producidas por el puacuteblico tales como coliseos estadios teatros gimnasios pistas de baile centros de reunioacuten o similares Se debe asegurar frecuencias naturales verticales iguales o superiores a 5Hz (periodos naturales verticales menores de 02s)
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615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo
El empozamiento de agua se debe a la obstruccioacuten en los sistemas de drenaje de la cubierta ldquoLa carga de empozamiento de agua Le se determina con base en el volumen de agua que es posible contener hasta que se alcance el nivel de los elementos del sistema auxiliar de evacuacioacuten del exceso de agua como se indica en B482 de la NSR-10rdquo [6] ldquoLas cargas de granizo G deben tenerse en cuenta en las regiones del paiacutes con maacutes de 2 000 metros de altura sobre el nivel del mar o en lugares de menor altura donde la autoridad municipal o distrital asiacute lo exijardquo [6]
616 Carga de Sismo
Se refiere a las cargas que se determinan mediante los espectros de disentildeo estos ya estaacuten definidos por la NSR-10 en cada zona del paiacutes Para determinar el espectro de disentildeo se debe establecer la zona de amenaza siacutesmica el tipo de perfil del suelo y varios coeficientes para poder determinar el espectro de aceleraciones expresado como fraccioacuten de la gravedad con un coeficiente de 5 del amortiguamiento criacutetico para el disentildeo
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad
Fuente [6]
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6161 Definicioacuten del tipo de suelo
Para determinar el tipo de suelo se evaluacutean los siguientes paraacutemetros medidos in situ de los 30m superiores del perfil la velocidad media de la onda de corte ( ) el
nuacutemero medio de golpes del SPT ( ) la resistencia al corte ( ) el iacutendice de
plasticidad (IP) y el contenido de agua (w) la clasificacioacuten se da en la siguiente tabla
Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo
Fuente [6]
617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural
La configuracioacuten estructural no estaacute definida simplemente por la forma exterior y tamantildeo de la estructura tambieacuten se deben tomar en cuenta su naturaleza dimensiones y la localizacioacuten de los elementos estructurales y no estructurales pues estos factores afectan el comportamiento ante las solicitaciones siacutesmicas
6171 Reduccioacuten del valor de R
Para las estructuras clasificadas como irregulares se debe reducir el coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R utilizado para el disentildeo de la siguiente manera
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Debido a irregularidades en planta 1
Debido a irregularidades en altura 2 Debido a ausencia de redundancia Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico definido para cada
sistema estructural y cada grado de capacidad de disipacioacuten de energiacutea del material estructural [6]
62 MARCO CONCEPTUAL
621 Medidas de demarcacioacuten por deporte
Coldeportes es la entidad encargada de avalar las medidas de las demarcaciones en las zonas de juego para los diferentes deportes en este proyecto se establecieron tres (3) futbol de saloacuten voleibol y baloncesto Lo que se busca es asegurar que se desarrollen de manera adecuada todas las actividades deportivas que se realicen en el polideportivo
6211 Futbol de saloacuten
Las medidas para el campo de juego de futbol de saloacuten son de 2810m x 17m desde el borde exterior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m de ancho en las liacuteneas laterales y en las liacuteneas de meta ademaacutes si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 80mm y ser de color amarillo
6212 Baloncesto
Las medidas para el campo de juego de Baloncesto son de 28m x 15m desde el borde interior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m alrededor de la cancha Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color blanco
6213 Voleibol
Las medidas para el campo de juego de voleibol son de 18m x 9m adicional a esto se debe dejar una zona libre de 3m de ancho alrededor de la cancha (para canchas recreativas y formativas) Las medidas estaacuten tomadas desde el borde exterior de la demarcacioacuten Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas)
1 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en planta simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de 2 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en altura simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de
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estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color verde De acuerdo lo anterior podemos establecer que el aacuterea de juego miacutenima para asegurar el apropiado desarrollo de actividades deportivas y que sea avalada por Coldeportes es de 32m x 21m adicionalmente a esto se deja una altura miacutenima de 7m para practica recreativa y formativa libre de cualquier obstaacuteculo (parte inferior de la cubierta vigas luminarias o cualquier elemento) en el espacio correspondiente al aacuterea de juego [6]
622 Orientacioacuten y aacuterea
La orientacioacuten del campo de juego debe ser en sentido norte-sur aunque se puede tomar una rotacioacuten maacutexima de 22deg hacia el nororiente o noroccidente al tener en cuenta la relacioacuten del sol y las condiciones climaacuteticas que se presenten en el lugar donde se proyecte el polideportivo
Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva
Fuente [6]
623 Graderiacuteas
Se disentildean de manera tal que todos los espectadores sentados disfruten de la adecuada visibilidad del aacuterea en que se desarrollen las actividades de praacutectica deportiva ldquoLa visibilidad se determina mediante el trazado de una liacutenea visual tomada desde el ojo del observador situado en uacuteltima fila de las graderiacuteas hasta un punto liacutemite del campo de juego situado en el piso Para que haya visibilidad la liacutenea deberaacute pasar por encima de las cabezas de los espectadoresrdquo [6]
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Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas
Fuente [6]
Lo maacutes recomendado es ubicar las graderiacuteas en el sector occidental para que el ocaso sea detraacutes de los espectadores
Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas
Fuente [6]
624 Dotacioacuten
Para el desarrollo adecuado de cada deporte se requiere una dotacioacuten de elementos especiacuteficos en lo relacionado con las redes y sus soportes Se debe
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considerar como parte de la construccioacuten la demarcacioacuten y los arcos de futbol de saloacuten integrados con los tableros de baloncesto A continuacioacuten se especificaraacuten los distintos elementos que son considerados dotacioacuten para el polideportivo y sus caracteriacutesticas de acuerdo con el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten
6241 Malla contra impacto (referencia IDRD)
Las mallas contra impacto se usan cuando se necesite proteger o aislar a los observadores las construcciones vecinas los transeuacutentes o equipamientos ubicados detraacutes de las liacuteneas de meta Malla contra impacto de 5m de altura para cancha muacuteltiple con entramado de tubo estructural de 3rdquo conforme a los planos estructurales incluye pintura anticorrosiva y dos manos de esmalte Esta malla contra impacto esta soportada sobre una viga de concreto hidraacuteulico de resistencia a la compresioacuten frsquoc=210kgcmsup2 (3000psi) de longitud 1530m y seccioacuten de 040m x 030m Se debe tener en cuenta que la viga sobresale a cada lado de la malla contra impacto 015m [6]
Figura 6 Malla contra impacto
Fuente [6]
6242 Fuacutetbol de saloacuten
Porteriacutea muacuteltiple fija Porteriacuteas para fuacutetbol de saloacuten elaboradas con tubo ovalado de aluminio de 120mm x 100mm en color blanco desmontables en 3 piezas (larguero y 2 postes) Los arcos estaacuten ubicados en el centro de cada liacutenea de meta estos consisten en dos (2) postes verticales en metal o madera pueden ser redondos o cuadrados de 8cm de diaacutemetro o lado Se unen por una viga similar ubicada en la parte superior
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Las medidas interiores entre los postes verticales seraacuten de 3m de largo y 2m de altura entre la viga horizontal y el piso Las redes seraacuten de nylon yute o alguacuten material sinteacutetico de mallas cuadradas que se sujetan a los postes y vigas y en la parte inferior por alguacuten soporte adecuado [6] El baloacuten contaraacute con las siguientes especificaciones una calibracioacuten de 9lb y para su condicioacuten aerodinaacutemica al ser lanzado desde de 2m de altura el primer bote no deberaacute pasar los 30 cm y el segundo no maacutes de 10 cm [7] El peso y la circunferencia variacutean de acuerdo al rango de edad para la categoriacutea masculina o femenina de 13 a 16 antildeos la circunferencia miacutenima es de 60cm y maacutexima es de 62cm con un peso que oscila entre 400g y 430g para las categoriacuteas menores de 12 antildeos la circunferencia miacutenima es de 53cm y maacutexima es de 55cm con un peso entre 320g y 350g
625 Baloncesto
6251 Soportes redes y balones
Para los tableros se pueden usar distintos materiales por ejemplo fibra de vidrio compuesta grafito acriacutelico vidrio acero y aluminio Sus medidas son 180 m x 105 m con un recuadro de 045 m x 059 m [6] Se requiere una (1) malla para cada aro estaacuten deben retener momentaacuteneamente el baloacuten despueacutes de atravesar el aro durante los eventos de competencia deportiva
En el reglamento publicado por la Federacioacuten Internacional de Baloncesto Zona de las Ameacutericas ndash FIBA se requiere contar con balones que cumplan condiciones de esfericidad en color anaranjado en cuero cuero sinteacutetico goma o material sinteacutetico [7]
Baloacuten Ndeg 5 las medidas son 69cm y 70cm de circunferencia peso entre 470g y 510g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles en ambos geacuteneros
Baloacuten Ndeg 6 las medidas son 72cm y 73cm de circunferencia peso entre 510g y 567g Este baloacuten puede utilizar para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores femeninos
Baloacuten Ndeg 7 Las medidas son 75cm y 78cm de circunferencia peso entre 567g y 650g Este baloacuten es utilizado para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores masculinos
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626 Voleibol
6261 Suministro e instalacioacuten de parales de voleibol
El proyecto tipo recomienda que los parales sean elaborados con tubo de 3rdquo pintados de blanco deben ser desmontables en dos (2) postes con ganchos de nylon antilesion para red y antenas guiacutea
Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral
Fuente [7]
El proyecto tipo estableces que la red debe medir 1m de ancho y 95m a 10m de largo la cual estaacute hecha de malla negra con cuadrados de 10cm y en el borde superior se cose en toda su extensioacuten una banda de 7 cm hecha en lona blanca En la parte inferior de la red hay otra banda horizontal de 5cm de ancho muy similar a la banda superior por cuyo interior se entrelaza una cuerda
El baloacuten debe ser esfeacuterico hecho con una cubierta de cuero flexible o cuero sinteacutetico con una caacutemara de caucho o material similar en su interior Su color puede ser uniforme y claro o una combinacioacuten de colores
Baloacuten infantil las medidas son 62cm a 64cm de circunferencia peso entre 240g y 260g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles de 6 a 12 antildeos en ambos geacuteneros
Baloacuten mayor las medidas son 65cm y 67cm de circunferencia peso entre 260g y 280g Este baloacuten puede utilizar en categoriacuteas de mayores de 12 antildeos en ambos geacuteneros
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63 ESTADO DEL ARTE
En la actualidad el ser humano ha adquirido mayor conciencia acerca de los beneficios de tener haacutebitos saludables como la actividad fiacutesica y el deporte que es asociada al bienestar fiacutesico sin embargo tambieacuten tiene una fuerte influencia en estados emocionales y seguacuten W Ramiacuterez S Vinaccia y G R Suaacuterez [8] La actividad deportiva en una poblacioacuten infanto-juvenil es fundamental y puede ayudar a disminuir patologiacuteas como dificultad en el aprendizaje hiperactividad depresioacuten y en algunos casos deficiencia mental y conducta disocial Seguacuten D A Camargo R E A Gomez J Ovalle O y R Rubiano [9] el deporte y la recreacioacuten son componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la salud y el movimiento humano Ademaacutes de la educacioacuten en valores a traveacutes del deporte para fomentar la auto estima y guiacuteas en donde se entendiendo el deporte como objeto para trabajar en la liacutenea de la no violencia [10] Por lo cual el ldquoampliar la cobertura yo mejorar la calidad de los escenarios deportivos con las condiciones requeridas para las praacutecticas deportivas y recreativasrdquo es uno de los objetivos en el plan de ordenamiento territorial [11] estos espacios debe estar adaptados para las personas en condiciones de discapacidad para aumentar la inclusioacuten e incentivar la praacutectica deportiva seguacuten M K Alvis G Y Nury A y N Tolosa [12] para las personas con discapacidad que logran o no realizar la educacioacuten formal realizar praacutecticas deportivas ayuda a mejorar sus capacidades individuales y aumenta su concentracioacuten en actividades diarias Los deportes impactan de forma positiva al ser humano en muchos aspectos uno de ellos es la relacioacuten directa con el funcionamiento cardiaco muscular e inmunoloacutegico por lo que seguacuten A Cordero D Masia y E Galve ldquoRealizar actividad
fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad cardiovascular y
mortalidadrdquo [13] En base a todo lo anterior y con el fin de promover la cultura deportiva y la recreacioacuten en los colombianos el Departamento Nacional de Planeacioacuten (DNP) realiza el proyecto tipo que contiene los aspectos estaacutendar metodoloacutegicos y teacutecnicos para la construccioacuten de una placa deportiva con cubierta orientado a solucionar el bajo iacutendice de praacutectica deportiva y el aprovechamiento del tiempo libre en actividades que los beneficie [6] el disentildeo de la cubierta es un factor importante para el disentildeo seguacuten Caacutendido Loacutepez ldquodesarrolla los espacios deportivos a
cubierto en un intento de explicar e interpretar la riqueza de matices y la complejidad del
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objeto arquitectoacutenicohellip Atreves de su forma poseen una voluntad de trascender y perdurar reflejo de las necesidades y aspiraciones de una eacutepocardquo [13]
631 ANTECEDENTES
ldquoCONSTRUCCIOacuteN Y DOTACIOacuteN DE UNA PLACA POLIDEPORTIVArdquo ldquoSe describe un modelo de Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivahellip para
Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportiva que consiste en construir un espacio bajo el cual se puedan desarrollar actividades como fuacutetbol de saloacuten voleibol o
baloncestordquo [6]
ldquoEL ESPACIO DEPORTIVO A CUBIERTO FORMA Y LUGARrdquo ldquodesarrolla los espacios deportivos a cubierto en un intento de explicar e interpretar la
riqueza de matices y la complejidad del objeto arquitectoacutenico y ello en la consideracioacuten de la idea de la totalidadrdquo [14] ldquoLA CULTURA FIacuteSICA Y EL DEPORTE FENOacuteMENOS SOCIALESrdquo ldquoPlantean los beneficios de las acciones que vinculan la actividad fiacutesica el deporte y la
recreacioacuten como componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la prevencioacuten ante diferentes riesgosrdquo [9] ldquoDETERMINANTES SOCIALES EN EL DEPORTE ADAPTADO EN LA ETAPA DE FORMACIOacuteN DEPORTIVA UN ENFOQUE CUANTITATIVOrdquo ldquoDeporte se ha adaptado no solo como un meacutetodo de integracioacuten social sino como una
necesidad involucrando la diversidad en el comportamiento social dentro de la
manifestacioacuten del bien individual que no podiacutea estar al margen del bien colectivordquo [12] ldquoEL IMPACTO DE LA ACTIVIDAD FIacuteSICA Y EL DEPORTE SOBRE LA SALUD LA COGNICIOacuteN LA SOCIALIZACIOacuteN Y EL RENDIMIENTO ACADEacuteMICO UNA REVISIOacuteN TEOacuteRICArdquo ldquoSe presenta una serie de investigaciones que hacen evidente los beneficios que el
deporte tiene en cuanto a procesos de socializacioacuten procesos mentales rendimiento
escolar y mejoramiento de la calidad de vida de las personas que lo practicanrdquo [8] ldquoEJERCICIO FIacuteSICO Y SALUDrdquo ldquoRealizar actividad fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por
semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad
cardiovascular y mortalidadrdquo [13] ldquoEDUCACION EN VALORES A TRAVEacuteS DEL DEPORTErdquo ldquoLas habilidades sociales y de comunicacioacuten que resultan problemaacuteticas se pueden entrenar mediante ejercicios que fomentan el desarrollo de autoestima aumento de la felicidad e integracioacutenrdquo [10]
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64 MARCO NORMATIVO
641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia
El ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humano El deporte y la recreacioacuten forman parte de la educacioacuten y constituyen gasto puacuteblico social Se reconoce el derecho de todas las personas a la recreacioacuten a la praacutectica del deporte y al aprovechamiento del tiempo libre El Estado fomentaraacute estas actividades e inspeccionaraacute vigilaraacute y controlaraacute las organizaciones deportivas y recreativas cuya estructura y propiedad deberaacuten ser democraacuteticas
642 NSR-10
Reglamento Colombiano de Construccioacuten Sismo Resistente Ley 400 de 1997 Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 modificado por el Decreto 092 del 17 de enero de 2011 Reglamento de vigencia en todo el territorio nacional
643 ACI 318-14
Este Reglamento proporciona los requisitos miacutenimos para los materiales el disentildeo construccioacuten y evaluacioacuten de la resistencia de miembros y sistemas de concreto estructural de cualquier estructura disentildeada y construida de acuerdo con los requisitos del reglamento general de construccioacuten
644 ANSIAISC 360-10
La Especificacioacuten estaacute basada en el uso pasado exitoso avances en el estado del conocimiento y cambios en la praacutectica de disentildeo La ldquoSpecification for Structural Steel Buildingsrdquo del American Institute of Steel Construction (AISC) provee un tratamiento integrado de los meacutetodos de Disentildeo por Tensiones Admisibles y del Disentildeo por Factores de Carga y Resistencia (LFRD) y reemplaza anteriores especificaciones Como se indica en el capiacutetulo B de la Especificacioacuten los disentildeos pueden hacerse con las provisiones de cualquiera de esos 2 meacutetodos de disentildeo
645 LEY 99 DE 1993
Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente se reordena el Sector Puacuteblico encargado de la gestioacuten y conservacioacuten del medio ambiente y los recursos
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naturales renovables se organiza el Sistema Nacional Ambiental SINA y se dictan otras disposiciones
646 DECRETO 1807
Por el cual se reglamenta el artiacuteculo 189 del Decreto Ley 019 de 2012 en lo relativo a la incorporacioacuten de la gestioacuten del riesgo en los planes de ordenamiento territorial y se dictan otras disposiciones
647 Acuerdo No 287 DE 2015
Por medio del cual se adopta el nuevo plan de ordenamiento territorial del municipio de Villavicencio y se dictan otras disposiciones Se trata de hacer de Villavicencio una ciudad planificada en la que todos sus habitantes tengan oportunidad de progresar proporcionando para ello espacios de participacioacuten e inclusioacuten social para consolidar a la ciudad como uno de los mayores centros generadores de desarrollo en el paiacutes
65 MARCO GEOGRAacuteFICO
El barrio Villa Juliana se localiza en el departamento del Meta al sur del municipio de Villavicencio en la Comuna 8 al cual se accede a traveacutes de la viacutea Villavicencio-acacias a 88 km del centro fundacional del municipio por el acceso al barrio porfiacutea por la carrera 43 a 18 Km hacia el sur de la comuna
Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional
Fuente [propia]
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Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental
Fuente [propia]
Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal
Fuente [Google Earth]
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Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario
Fuente [Google Earth]
El aacuterea en rojo es el barrio Villa Juliana este tiene una superficie de 9576981 m2 seguacuten levantamiento topograacutefico aportado por la secretaria de planeacioacuten de la alcaldiacutea de Villavicencio colinda con el asentamiento cambulos por el sur y sur occidente por el norte con la finca La Camelia accediendo por la carrera 43 desde la ciudadela Porfiacutea pasando el costado oriente por el asentamiento Villa del lago y por el costado occidente por la urbanizacioacuten La Maporita El aacuterea en verde es la reservada para equipamiento local y comunitario esta seriacutea el aacuterea destinada para la ejecucioacuten del proyecto el equipamiento local cuenta con un aacuterea de 145057 m2 y el equipamiento comunitario cuenta con un aacuterea de 19355 m2
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7 METODOLOGIacuteA
Inicialmente se obtiene toda la informacioacuten relacionada con el barrio Villa Juliana gracias al estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten del asentamiento humano Villa Juliana [3] se determina que la comunidad carece de varios aspectos importantes para un educado desarrollo social econoacutemico y cultural En este estudio se encuentra toda la informacioacuten correspondiente a la poblacioacuten equipamiento y demaacutes aspectos de la comunidad Para el correcto desarrollo del proyecto se tomoacute como base el proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten del cual se adoptoacute el disentildeo arquitectoacutenico que cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes [15] para este tipo de estructuras Una vez definidas las dimensiones y distribuciones de la estructura se debe realizar la evaluacioacuten de todas las solicitaciones que pueden afectar la estructura de acuerdo con el tiacutetulo B de la NSR-10 se deben considerar las solicitaciones provenientes del peso de los elementos permanentes en la construccioacuten los ocupantes y sus pertenencias efectos ambientales entre otras Estas son distintas a las fuerzas o efectos que aplica el sismo Despueacutes se determina el nivel de amenaza siacutesmica y los valores Aa y Av de acuerdo con el Tiacutetulo A de la NSR-10 Estos paraacutemetros sirven como base para definir el movimiento siacutesmico de disentildeo que se expresa por medio de un espectro elaacutestico de disentildeo ldquoEl Reglamento contempla descripciones alternativas del sismo de disentildeo ya sea a traveacutes de familias de acelerogramas o bien por medio de expresiones derivadas de estudios de microzonificacioacuten siacutesmica las cuales deben determinarse siguiendo los requisitos dados en el Capiacutetulo A2rdquo [1] Se caracteriza la estructura con respecto al sistema estructural de resistencia siacutesmica y se definen los materiales empleados que cumplan con las disposiciones de la NSR-10 para asiacute poder identificar la capacidad de disipacioacuten de energiacutea que se presenta Posterior a esto se debe definir el grado de irregularidad de acuerdo con el Capiacutetulo A3 del Reglamento (NSR-10) [1] Utilizando el Software de elementos finitos se analiza la estructura a partir de la geometriacutea cargas definidas anteriormente y considerando las diferentes condiciones y combinaciones determinadas en la NSR-10 Con el anaacutelisis se determina el comportamiento mecaacutenico de la estructura (desplazamientos deformaciones esfuerzos de flexioacuten corte axial y torsioacuten) al igual que las reacciones que se transmiten a la fundacioacuten Basaacutendose en los resultados se pude
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modificar el modelo inicial para conseguir una mejor alternativa tanto en seguridad como en economiacutea Se determinan las fuerzas siacutesmicas (Fs) que deben aplicarse a la estructura para lo cual deben usarse los movimientos siacutesmicos de disentildeo definidos anteriormente y posterior a esto realizar un anaacutelisis siacutesmico de la estructura de acuerdo con lo estipulado en el Capiacutetulo A3 de la NSR-10 [1] Una vez evaluados los desplazamientos horizontales se debe verificar que las derivas de disentildeo no excedan los liacutemites dados en el Capiacutetulo A6 de la NSR-10 en el caso de no cumplir con las derivas maacuteximas se debe rigidizar la estructura hasta que no se exceda el liacutemite Para finalizar con el disentildeo de las estructuras se analizan los resultados de las distintas solicitaciones y combinaciones para realizar el disentildeo de los elementos estructurales En este proyecto se requiere de unos elementos especiacuteficos para el correcto desarrollo de las actividades deportivas por esta razoacuten se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten para cada deporte basaacutendose en lo especificado por el proyecto tipo el cual cumple con los lineamientos establecidos en las normativas de cada deporte Una vez terminados los disentildeos de la infraestructura deportiva y comunitaria ademaacutes de especificar la dotacioacuten requerida se debe elaborar el presupuesto detallando las cantidades de materiales que se necesitan para la construccioacuten de la propuesta de disentildeo (superestructura y sub-estructura o cimentacioacuten) ajustaacutendola a los materiales disponibles en la regioacuten Por uacuteltimo se deben preparar revisar y aprobar los documentos definitivos de la propuesta de disentildeo como son las memorias de caacutelculo los planos de construccioacuten y el presupuesto de ambas estructuras
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8 PRELIMINARES
Por medio de la comunidad tuvimos acceso a los planos de la legalizacioacuten del barrio donde pudimos determinar el aacuterea que se teniacutea destinada para la construccioacuten del saloacuten comunal y del polideportivo posteriormente se realizoacute una visita al terreno para poder dimensionar y planear como seriacutea la distribucioacuten del espacio para el saloacuten comunal y para el polideportivo Adicionalmente se consultoacute con la entidad que necesitaban en el saloacuten comunal y en la placa deportiva Se acordoacute con la comunidad que el saloacuten comunal tendriacutea dos (02) oficinas una (01) cocina un (01) bantildeo interno para hombre un (01) bantildeo interno para mujeres un (01) deposito un (01) saloacuten para las reuniones de la comunidad un (01) bantildeo para hombres externo con duchas y vestidores un (01) bantildeo para mujeres externo con duchas y vestidores Para el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva se mostroacute a la comunidad el disentildeo del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten y se adoptoacute este disentildeo el cual cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes En la visita al lugar destinado para el saloacuten comunal y la placa deportiva se evidencio que el terreno era muy nivelado y no habiacutea grandes cambios en la topografiacutea debido a que ya se haba echo una nivelacioacuten del terreno para la cancha de tierra que se tiene para el desarrollo de la praacutectica deportiva de la comunidad
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Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
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Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno
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9 PROPUESTA DE DISENtildeO
Se realiza este trabajo de grado mediante la opcioacuten aplicaciones en temaacuteticas de ingenieriacutea civil para la Universidad Santo Tomas sede Villavicencio busca solucionar una problemaacutetica social manifestada por la comunidad en el barrio villa Juliana en la ciudad de Villavicencio dando como solucioacuten escenarios deportivos y comunitarios La propuesta de disentildeo del saloacuten comunal contempla la construccioacuten de un aacuterea de 38482 m2 que cuenta con espacios de almacenamiento cocina oficinas 2 bateriacuteas de bantildeos y un saloacuten de reunioacuten con capacidad de 300 personas se realiza el disentildeo arquitectoacutenico y estructural La propuesta de disentildeo del polideportivo contempla la construccioacuten de un aacuterea de 88275 m2 los disentildeos a los que se les realizo la revisioacuten fueron obtenidos del proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP denominado ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo [6] mediante los anexos teacutecnicos se realiza la revisioacuten del disentildeo seguacuten la regioacuten y anaacutelisis de solicitaciones propias de la zona todos los disentildeos el presupuesto de construccioacuten y dotacioacuten y planos del polideportivo exceptuando la cimentacioacuten pertenecen a los disentildeos del anexo teacutecnico del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo del DNP
91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL
De acuerdo con los requerimientos de la comunidad y las condiciones del terreno se disentildeoacute el saloacuten comunal con todos los espacios requeridos por la comunidad para realizar las actividades que se requieran asiacute como un espacio de bantildeos duchas y vestidores que puedan ser utilizados por los usuarios de la placa deportiva (ver planos ARQ 01 y ARQ 02)
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Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01)
Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03)
se realiza los caacutelculos y el anaacutelisis que cumplan con la norma sismo resistente colombiana NSR 10 de un saloacuten comunal con una (01) planta y una (01) cubierta ubicado en el barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio en el departamento del Meta
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911 Generalidades
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 38482
Aacuterea construida 1er piso (m2) 38482
Sistema estructural Poacuterticos en concreto reforzado
resistentes a momento
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos Si
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
30
Fuente Propia
9111 Descripcioacuten del proyecto
El proyecto contempla el disentildeo de un saloacuten comunal con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado con cubierta liviana soportada sobre perfiles metaacutelicos con una pendiente mayor a 15 grados La estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 18 Configuracion general del modelo
Fuente Propia
912 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el
procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y
CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1]
despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios geoteacutecnicos) y
realizar el disentildeo arquitectoacutenico se debe realizar el disentildeo estructural para lo cual
siguen los pasos de la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para
edificaciones nuevas y existentesrdquo [1]
Pre dimensionamiento y se define el tipo de sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de la estructura en un programa de elementos finitos
para determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
913 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del saloacuten comunal
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
914 Cargas
9141 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
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9142 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP 09D+09PP+10Ex+03Ey 09D+09PP+10Ex-03Ey 09D+09PP+10Ey+03Ex 09D+09PP+10Ey-03Ex 09D+09PP+16Wx 09D+09PP+16W(-x) 09D+09PP+16Wy 09D+09PP+16W(-y) 09D+09PP-10Ex+03Ey 09D+09PP-10Ex-03Ey 09D+09PP-10Ey+03Ex 09D+09PP-10Ey-03Ex 12D+12PP+10Ex+03Ey+10L 12D+12PP+10Ex-03Ey+10L 12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L 12D+12PP+16L+05Lr 12D+12PP+16Lr+08Wx 12D+12PP+16Lr+08W(-x) 12D+12PP+16Lr+08Wy 12D+12PP+16Lr+08W(-y) 12D+12PP+16Lr+10L 12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wx+10L+05Lr 12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wy+10L+05Lr 12D+12PP-10Ex+03Ey+10L 12D+12PP-10Ex-03Ey+10L 12D+12PP-10Ey+03Ex+10L 12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9143 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite de
resistencia
D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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915 Cargas muertas y cargas vivas
Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS
Teja Aluzinc + Anclajes 015 KNm2
Baldosa Ceraacutemica 08 KNm2
Luminarias 18 KN
Mamposteriacutea De Bloque De Arcilla (Pantildeetado En Ambas Caras)
2 KNm2
Muros Cortina De Vidrio Entramado Y Marco 050 KNm2
Placa De Tanque 360 KNm2
CARGAS VIVAS
Terraza Tanque 2 KNm2
Saloacuten Comunal 2 KNm2
Cubierta Liviana 05 KNm2
Tanque De Agua 1000 Lts 1000 KN
Aacuterea De Placa Sobre La Cual Se Apoya El Tanque De 1m3
1000 m2
Carga Uniforme Sobre Placa De Tanque 100 KNm2
Fuente Propia
916 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del saloacuten comunal (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva (ver Memoria de caacutelculo saloacuten comunal)
Tabla 4 Peso saloacuten comunal
Caacutelculo del peso del saloacuten comunal
MUROS VIGAS Y PLACA
Peso Total 122018 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9161 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 19 Espectro de disentildeo
Fuente Propia
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Ilustracioacuten 1 irregularidad torsional Fuente A3-1 NSR 10
9162 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea
INCOMPATIBILIDADES
ϕp = 090 Irregularidad en planta A12 [1]
Fuente Figura A3-1 NSR 10
ϕa = 100 Irregularidades en Altura Tipo
3A Geomeacutetrica [1] Sin irregularidad
ϕr = 075 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] En sistemas de poacutertico resistente a
momentos Ro = 70 DES
Fuente Propia
Tabla 8 Calculo irregularidad torsional DESPLAZ (m) 12DE+10L +10E
Piso 1 Tipo Riacutegido
A3-1 NSR 10
d prom (m) 00120
d max (m) 00120
Irregularidad torsional normal
o extrema
ϕp = NA (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
Fuente propia
1R = 021
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9163 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Tabla 9 Periodo fundamental T (s) F (Hz)
018 544
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 4
Ta = Ct hα 016
T lt CuTa Verificacioacuten
018 lt 0194 CUMPLE
Fuente Propia
9164 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
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Tabla 11 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 122018 123315 123315
917 Cargas de viento
Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 40 m Altura alero
h c 56 m Altura cumbrera
h m 48 m Altura media
L 242 m longitud estructura
B 249 m profundidad estructura
α gt 150 grados pendiente de techo
A techo 3411 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
A continuacioacuten se evaluacutea cada una de las paredes externas del saloacuten comunal para determinar la clasificacioacuten del cerramiento de la edificacioacuten El aacuterea total del techo es de 34112 m2 no tiene aberturas Ag de cada una de las paredes se calcula teniendo con la sumatoria del aacuterea gruesa de todas las paredes maacutes la sumatoria total de aacuterea total de techo menos la pared actual
Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento
Fuente Propia
Fuerza de viento procedimiento analiacutetico Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
CLASIFICACION DE CERRAMIENTO EDIFICACION PARCIALMENTE
ABIERTA
EDIFICACION DE BAJA ALTURA SI
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Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-
1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga Para estructuras riacutegidas el factor de efecto
de raacutefaga 085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
Gx 0880624121 Factor de efecto raacutefaga
Gy 086781881 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia
Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2 (ver memoria de caacutelculo)
9171 Carga de viento para teja y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 18 3 gt 05
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Tabla 16 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Ancho teja 05 m
Separacioacuten correas 18 m
Luz correas 42 m
A aferente teja 06 m Ancho efectivo teja
A aferente correa 18 m Ancho efectivo correa
A ef teja 11 m2 Aacuterea efectiva teja
A ef correa 75 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
teja -26 05
correas -22 04
Edificios bajos lt18m
P Presioacuten teja 07 KNm2
P succioacuten teja - 13 KNm2
P presioacuten correa 06 KNm2
P succioacuten correa -17 KNm2
Fuente Propia
918 Derivas
Las derivas maacuteximas son de 0231 Por lo tanto la estructura cumple con el criterio de
deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1] (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1
Figura 20 Planta de vigas aereas
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9191 Generalidades todos los ejes
Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1
Viga tipo 1 25X40
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 3595 Kn
Momento Mu (Knm) (-) 2573 Knm
Momento Mu (Knm) (+) 2341 Knm
Luz de viga 66 m
Hmin (L16) 041
Fy (Mpa) 420 Mpa
Fc (Mpa) 21 Mpa
λ (Concreto de peso normal) 1
B1 085
Fuente Propia
9192 Disentildeo a flexioacuten
Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Fuente Propia
Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1
As min 1 19836 mm2
As min 2 24240 mm2
b 025 m
h asum 035 m
d 029 m
d 005 m
Ф 09
Mn- 286
Mn+ 260
pmin 00033
Pmax 00135
P req- 00034
P req+ 00030
As- 2436 mm2
As+ 2208 mm2
Fuente Propia
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Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1
a 37459 mm a 3745882353
c 44069 mm c 4406920415
Pdisentildeo- 0005 Pdisentildeo+ 0005473141
ФMn- 40943 ФMn+ 4094267088
Chequeo CUMPLE Chequeo CUMPLE
Revisioacuten Ф 00168 Revisioacuten Ф 00168
Correccioacuten Ф 18834 PHI=09 Correccioacuten Ф 18834 PHI=09
Fuente Propia
9193 Disentildeo a cortante
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C11 [1] de la normativa vigente
Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE
Liacutemite de esfuerzos 458
bw (m) 025
h (m) 035
d 005
d (m) 029
fc (MPa) 21
Cortante maacuteximo Vu 1-1 (KN) 3595
fVc (KN) 3399
Vs (KN) 327
VultfVc Refuerzo a
cortante
VS gt 4 VC CUMPLE
s arranque (m) db = 38 531
s max 2 068
VS gt 033 x bW x d 13232
VS lt 066 x bW x d 26464
Av min (mm2)-1 24596
Av min (mm2)-2 3030
Fuente Propia
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9194 Disentildeo a torsioacuten
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C1151 [1] de la normativa vigente donde Acp es Aacuterea encerrada por el periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal de concreto y Pcp es el Periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal y para realizar el chequeo se utiliza la siguiente formula
Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1
Tu 357 Knm
Acp 87500 mm2
Pcp 120000
Chequeo Tu 182005228 Knm
Fuente Propia
9195 Calculo de las propiedades y revisioacuten de la seccioacuten de
concreto
Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 X1 0160475 mm
Y1 0260475 mm
Aoh 4179973 mm2
Ao 3552976678 mm2
d 290875 mm
Ph 8419 mm
Fuente Propia
Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto
Vu 3595000 N
Vc 4532052798 N
Ecuacioacuten 11-18 Del Aci 1256291283 Nmm2 273579769 Nmm2
Revisioacuten Cumple Seccioacuten
Fuente Propia
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9196 Refuerzos
Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten
Tn 476 Knm
Ѳ 45 Grados 0617369624
Ats 015949068 mm2mm para 1 rama de estribo
Avs 0026733842 mm2mm para 2 ramas de estribo
Fuente Propia
Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos
2At+Av 0345715203 mm2mm para 1 ramas de estribo
S estribos 38 0411 m
S max permisible 0105 m
Fuente Propia
Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten Al 1342752036 mm2
Min Al 2667001698 mm2
Fuente Propia
9197 Calculo de deflexiones para la viga con la mayor luz
Viga 025 X 035 Deflexioacuten 0002 M Deflexioacuten Permitida 0017833333 M
Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1
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9110 Columnas
91101 Revisioacuten de refuerzo de columnas elemento con el mayor
momento
Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas
91102 Flexioacuten y carga axial
Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas
Fy (MPa) 420
Es (Gpa) 200
fc (Mpa) 21
Ec (Gpa) 2154
d 030
Ndeg Barras 10
b (m) 035
h (m) 035
r (m) 004
a 014
A 00002
Lu (m) 365
k 1
r 0105
Mu sup (KNm) 2733
Mu inf (KNm) 2531
Pu (KN) 12307
Vu (KN) 145
Cm 060
Ig (m4) 00013
Ise (m4) 00001
EI1 (Pa) 2096674615
EI2 (Pa) 8287338453
Pcr 1 6213052808
Pcr 2 2455777882
L1 0601
L2 0603
Pu (KN) 12307
Mu 1526
Mu 2531
09
a= 166695060
b= 14126700
c= 2812222
0002039812
0082705951
As (mm) 122500
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Fuente Propia
91103 Cortante
Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas
s 1 00153
s 2 00060
Asmin (mm2) 4374
s min (m) 38 0592
Ash1 (mm) 1063
Ash2 (mm) 2411
d min (mm) 7
vc Mpa1 0764
vc Mpa2 0764
vc Mpa3 1375
vc Mpa 0764
Vc (KN) 62460
VultVc Ok
vs (KPa) -391512
s (m) d = 38 -0370
Fuente Propia
91104 Refuerzo
Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna
Ref Long
h (m) 365
Asmin 1225
As (mm2) 1791
995 1791
Asmax 4900
Ref Transv Z conf
s(m) 009
L Zconf 06 m
Ref Transv min
s (m) 010
Complemento si
Fuente Propia
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Ver detalles de las columnas en el plano E03 y E01
9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal
Con los datos obtenidos del anaacutelisis estructural se considera dimensionar la placa de fondo o contrapiso por medio de una losa maciza en dos direcciones
Figura 25 Losa maciza en dos direcciones
91111 Dimensionamiento de placa y avaluoacute de cargas
Espesor de placas macizas en dos direcciones sin vigas interiores determinado seguacuten las secciones C13 y C95 [1]
La 30 m
Lb 30 m
a = LbLa 100
Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza
Paneles exteriores sin aacutebacos
eMin sin vigas de borde 010 m
eMin con vigas de borde 009 m
paneles interiores sin aacutebacos 009 m
Paneles exteriores con aacutebacos
eMin sin vigas de borde 009 m
eMin con vigas de borde 008 m
paneles interiores con aacutebacos 008 m
e asumido 010 m
Carga de peso propio de Placas y estructuras encima (KNm2)
Peso propio losa 24 KNm2
Piso y alistado 10 KNm2
Muros eventuales 30 KNm2
D 64 KNm2
Carga viva 18 KNm2
Impacto 10 018 KNm2
L 20 KNm2
wu 838 KNm2
Fuente Propia
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Utilizando el procedimiento de la seccioacuten C139 ldquoLosas en dos direcciones apoyadas sobre muros o vigas riacutegidasrdquo [1] del Reglamento vigente (Meacutetodo de los Coeficientes) se divide el panel en consideracioacuten en cada direccioacuten en franjas Centrales cuyo ancho es la mitad del panel y medias franjas de columnas con un ancho igual a un cuarto del panel
91112 Franjas centrales
Tabla 31 Franjas centrales
Momentos negativos en los bordes (Tabla C139-1)
Caneg 0045
Cbneg 0045
Ma (negativo) 34 KNm
Mb (negativo) 34 KNm
Momentos positivos (Tablas C139-2 Y C139-3)
Ca D positivo 0018
Cb D positivo 0018
Ca L positivo 0027
Cb L positivo 0027
Ma (positivo carga muerta) 10 KNm
Ma (positivo carga viva) 05 KNm
Ma (positivo total) 15 KNm
Mb (positivo carga muerta) 10 KNm
Mb (positivo carga viva) 05 KNm
Mb (positivo total) 15 KNm
Fuente Propia
91113 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior Franja central
Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
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91114 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior Franja central
Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Fuente Propia
91115 Franjas de columnas
Los momentos en los bordes seraacuten 23 de los calculados en la franja central
Momentos negativos La 23 KNm Momentos positivos La 10 KNm Momentos negativos Lb 226
Momentos positivos Lb 101
91116 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior franja de columnas
Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas
Fuente Propia
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91117 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior franja de columnas
Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
91118 Cortante
Para el caacutelculo de las reacciones se utiliza la Tabla C139-4 [1] en donde para m=09 en el caso 2 el 60 de la carga se transmite en la direccioacuten de la luz menor y el 40 en la direccioacuten de la luz mayor
Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso V1 63 KN
V2 63 KN
Vd1 60 KN
Vd2 60 KN
Vu 91 KN
Ф 075 KN
Vc 4674 KN
ФVc 3506 KN
CUMPLE
Fuente Propia
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Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02)
9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten
Se realiza el disentildeo de dos tipos de zapatas centrales y esquineras ya que el terreno de la edificacioacuten es colindante con una finca las zapatas esquineras fueron disentildeadas con el meacutetodo calavera [16]
91121 Zapata Z-1 central
La zapata Z-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
91122 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
La zapata Z1 se utiliza en los Puntos 1 3 6 7 8 10 11 12 13 14 17 18 19 20 21 22 23 25 26 27 28 30 31 32 33
Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 )
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 936
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 94
Momento (KNm) 2-2 135
Momento (KNm) 3-3 168
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 1226
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN) 000
Carga maacutex horizontal Hu (KN) 1266
Momento (KNm) 2-2 198
Momento (KNm) 3-3 231
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
Concreto de peso normal No liviano 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 )
PS (KN) 936Kn
Peso de zapata (KN) 184Kn
Aacuterea de zapata (m2) 06m2
Zapata rectangular de L (m) 07m
A (m) 160m
B (m) 160m
Espesor t (m) 030m
Recubrimiento r (m) 0075m
d (m) 021m
Prof de cim 13m
Figura 27 Diagrama zapata (Z1)
Fuente Propia
Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0145
ey (m) 018
Relacioacuten exey 12
B recomendado 20
A6 03
B6 03
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 53 KNmsup2
q2 970 KNmsup2
q3 495 KNmsup2
q4 380 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 23 KNmsup2
q2 1273 KNmsup2
q3 607 KNmsup2
q4 495 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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91123 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1
Cortante Bidireccional Z1
Ancho de pedestal b c 035 m
Largo de pedestal l c 035 m
Lcd 2 11
V (d2) 867 Knm2
Vu (d2) 2380 Kn
Beta 10
Bo 22 m
065
Vc1 7146 Kn
Vc2 6687
Vc3 4624
Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1
Direccioacuten Larga
Lcd 04
V(d) 949
Vu(d) 714
φ 075
φc= 1963 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 04
V(d) 949 Knm2
Vu(d) 714 Kn
φ 075
φc= 1963 Kn
Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 16
B (m) 16
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
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Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 45 Resistencia al aplastamiento
Z1
Resistencia al aplastamiento
Pu 1226
φ 065
A1 012
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 24
raiacutez(A2A1) 44
Phi Pnb 28426 Kn
Fuente Propia
91124 Disentildeo a flexioacuten
Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta
Abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2
Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 02 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000156
Pasumido 000333
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras
90
separacioacuten 018 m 14 c018 en
la direccioacuten corta abajo- Son 9
Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2 Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09 Pmin 00033
Pdisentildeo 00016
Pasumido 00033
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 90
Separacioacuten 018 m 14 c018
en la direccioacuten larga abajo- Son 9
Fuente Propia
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Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1
Fuente Propia
Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas
de viento en la memoria de calculo del salon comunal)
91125 Zapata esquinera Z-2
La Zapata Z-2 se utiliza en los puntos 2 4 9 15 16 5 29 se realiza el disentildeo de la zapata cuadrada esquinera con vigas aeacutereas siguiendo el fundamento teoacuterico de Joseacute calavera [16] en el cual se supone que la zapata estaacute apoyada sobre Vigas virtuales en voladizo
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 0625 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 7056 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 60
Separacioacuten 028 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 6
Separacioacuten usada 025 m
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Figura 29 Diagrama Zapata Z2
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
El procedimiento mediante el cual se determina las tenciones maacuteximas y miacutenimas es el siguiente
Se fijan las dimensiones de la zapata b h
Se determina el coeficiente de balasto K mediante la ecuacioacuten (1) en donde
f es el factor de correlacioacuten de aspecto de la zapata ecuacioacuten (2) y KL es el
moacutedulo de balasto lineal ecuacioacuten (3)
Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto
Ecuacioacuten (1) Ecuacioacuten (2) Ecuacioacuten (3)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
A continuacioacuten se encuentran las ecuaciones que se utilizan para calcular
la fuerza de traccioacuten T y las tensiones qmax y qmin la placa de la zapata estaacute
sometida a dos momentos maacuteximos que producen tracciones en la cara
superior e inferior
Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2
Ecuacioacuten (4) Ecuacioacuten (5) Ecuacioacuten (6)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
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9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2)
Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 b1 035 m
b2 035 m
P serv 6226 KN
Qa 200 KNm2
Momento 3-3 serv 1353 KNm
Momento 2-2 serv 1682 KNm
Pultimo 822 KN
Momento ultimo 3-3 205 KNm
Momento ultimo 2-2 2546 KNm
Fc 21 MPa
Fy 420 MPa
Columnas Laterales 20
Fuente Propia
Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2
Peso de Zapata 18432 Kn
Amin 040346 m2
B 16 m
L 16 m
Aacuterea Definitiva 256 m2
Espesor t 03 m
Altura de la Vcim h 03 m
Recubrimiento r 0075 m
d (m) 0225 m
Prof de cimentacioacuten 130 m
W 085 m
Fuente Propia
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Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 emax 027
emin 022
B6 027 m
L6 027 m
Moacutedulo de balasto K 05 nmm3
075
Bc (b2b1) 1
Ec 21538106 Mpa
Ic 1250520833 mm4
Kc 0176 nmm3
Ts 30647 Kn
Tu 40463 Kn
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
qsmax 60503 Knm2
qsmin 2537 Knm2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
qumax 69786 Knm2
qumin -6745 Knm2
qum 31520 Knm2
Fuente Propia
Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento
Ancho de columna bc 035 m
Largo de columna Lc 035 m
Vup 68130429 Kn
Bo 093 m
1
up 3273534126 Knm2
v 065
Vc1 9928914006 Knm2
Vc2 1704016323 Knm2
Vc3 1489337101 Knm2
Verificacioacuten CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2
Direccioacuten Larga y Corta
Vud 51693 Kn
ud 143593 Knm2
065
Vc 496446 Knm2 CUMPLE
Fuente Propia
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Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2
Refuerzo Parrilla superior e inferior
q prom 3152 Knm2
Mu 6993 Knm
Mn 7770 Knm
Fy 420 MPa
Fc 21 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d = r + barra 0075 m
d 0225 m
09
P min 00033
P disentildeo 00023
P asumido 00033
As 1188 mm2
Barra No 5
Cantidad de Barras 6
separacioacuten 024 m
15 c024 en la direccioacuten Corta y Larga Abajo - Son 6
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en el plano E01 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de los dos tipos de zapatas que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten
Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten
b 035
h 035
d 0275
Fc 21
Fy 420
C o T 6165 Kn
Tu 4046319494 Kn
Asreq 1070454893 mm2
Asmin 317625 mm2
Asdis 317625 mm2
Barras No 5
Cantidad 2
Fuente Propia
Tabla 58 Disentildeo de viga virtual b 03
h 03
d 0225
Fc 21
Fy 420
Mp 4303573333
P 0007389068
Asreq 4987620775 mm2
Asmin 22275 mm2
Asdis 4987620775 mm2
Barras No 5
Cantidad 3
Fuente Propia
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Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014)
A1 (m2) 01225
065
t (m) 03
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 (m2) 09025
raiz(A2A1) 27143
Factor 2
F aplastamiento (KN) 28426125
Fu (KN) 822
Fu lt F aplastamiento CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 60 Altura miacutenima de desplante
Put (KN) 0
B (m) 16
L (m) 16
sad (KNm2) 200
g (KNm3) 18
qu (KNm2) 0
FS 2 2
z (m) 0
Df (m) 130
Fuente Propia
Figura 31 Diagrama Viga Virtual
Ver cargas de servicio y Reacciones de servicio en la memoria de caacutelculo del saloacuten comunal
9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten
91151 CAacuteLCULO viga cimentacioacuten estructura de concreto - VC1
En el cortante maacuteximo se utiliza el 10 de la carga de la cimentacioacuten
Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1
Viga de Cimentacioacuten tipo 1 VC-1 30x30
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 1226
Momento Mu (KNm) 693
C oacute T (KN) 920
As min (mmsup2) 1103
Densidad del suelo (KNm3) 18
Profundidad de cimentacioacuten (m) 10
Wu o subpresioacuten (KNm) 378
Luz de viga (m) 413
Hmin (L30) 021
fy (Mpa) 420
fc (MPa) 21
Concreto de peso normal) 10
Fuente Propia
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91152 Disentildeo de cortante
Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1
bw (m) 030 bw gt 03h oacute 250mm
Espesor h (m) 030 Espesor
d 007 Recubrimiento
d (m) 022
fc (MPa) 21 Resistencia del concreto miacutenima
Vu 1-1 (KN) 2007
Vc (KN) 3659
Vs (KN) -1652 VS gt 05 Vc Si Vs mayor que 12 de Vc Ref cortante
VultVc CUMPLE Criterio para refuerzo de cortante
v u - v c (KN) -24625
s (m) db = 38 -057 Separacioacuten miacutenima Z C= -057 lt 030m
s (m) db = 14 -011
VS gt 033 x bW x d 13610 Espaciamiento maacuteximo es d4
VS lt 066 x bW x d 27220 Cumple
Av min (mm2)-1 -11469
Av min (mm2)-2 -14128
Fuente Propia
91153 disentildeo de momentos
Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del
slaon comunal) bw (m) 030
d (m) 022
As min (mm2)-1 18302
As min (mm2)-2 22365
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en los planos E01 y E02 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de las vigas de cimentacioacuten con sus respectivos despieces que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros
Se disentildea la loza maciza en donde va a estar ubicada el tanque elevado que tambieacuten serviraacute de zona de mantenimiento para la cubierta
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Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L
DATOS
Luz 36 m
Fc 21000 Knm2
Fy 420000 Knm2
D 44 Knm2
L 10 Knm2
DIMENSIONES
H placa L20 018
H asumido 015
Recubrimiento 003
Barras Numero 4
db 00127
d 01137
disentildeo para un ancho de 1 m
b 1m
CARGAS
D 44 Knm2
L 10 Knm2
Wu 2128 Knm2
Mu 344736 Knm
CUANTIA
φ 09
Rn max 8925
Rn 2965549985
P cuantiacutea 0007771349
Pmin 00033
Fuente Propia
91161 Refuerzo
Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L
Ref principal
As M2m 0000883214
As mm2m 883213864
Espaciamiento max 045 m C765
Acero suministrado
Barras No4
Aacuterea barra cu 129
Cantidad 7
Espaciamiento 014
Acero suministrado 903 OK
Fuente Propia
Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L
REFUERZO PRINCIPAL
Barra Diaacutemetro Aacuterea Cantidad Espaciamiento
No3 95 71 1243963189 008
No4 127 129 6846619101 014
No5 159 199 4438260623 022
No6 191 284 3109907972 032
No7 222 387 2282206367 043
No8 254 510 173179189 057
Fuente Propia
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Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05)
91162 Calculo de deflexiones losa maciza e=15cm
Posterior al disentildeo de la losa se realizoacute la verificacioacuten de la deflexioacuten maacutexima para que no superara lo permitido por la norma [1] asiacute como se muestra a continuacioacuten
Tabla 67 Solicitaciones
SOLICITACIONES
D 44 KNm2
L 10 KNm2
LUZ 36 m
e 015 m
Fc 21000 KNm2
Fy 420000 KNm2
Ec 2153810577 KNm2
Es 200000000 KNm2
deflexioacuten 0003610345
Ig 000028125
deflexioacuten maacutexima permitida 001
Fuente Propia Una vez calculada la deflexioacuten de la losa se obtuvo un valor de 000361 y siendo
l360=001 nuestra deflexioacuten maacutexima permitida por la norma seguacuten tabla C95
(b) Se cumple este requisito (ver detalles en los planos)
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9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Se realizoacute el disentildeo de la mamposteriacutea NO estructural teniendo en cuenta las siguientes condiciones por la ubicacioacuten del proyecto
Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Ubicacioacuten Villavicencio Meta
Aa 035
Av 03
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Uso residencial
Grupo de uso II
Coeficiente de importancia I 11
Perfil del suelo Tipo c
Fa 105
Fv 15
Grado de desempentildeo del elemento no estructural BUENO
T 017 seg
Fuente Propia Tomando en cuenta lo establecido en la norma se determinoacute que en el caso del saloacuten comunal son muros divisorios con las siguientes caracteriacutesticas encontradas en la tabla A95-1 [1] muros divisorios de con coeficiente de aplicacioacuten dinaacutemica ap = 10 grado de desempentildeo bueno y tipo de amarres y anclajes No duacutectiles
Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales
ap 1
Tipo de anclaje No duacutectil
Rp especiales 6
Rp duacutectiles 3
Rp no duacutectiles 15
Rp huacutemedos 05
Hn 600 m
Heq 45 m
Hx 4
Sa 101
As 040
ax 094325
Fuente Propia Definidas las caracteriacutesticas de la mamposteriacutea no estructural se procedioacute al caacutelculo de la fuerza siacutesmica de disentildeo y con esto se realizoacute el disentildeo correspondiente
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Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural
L Muro 585 m
H Muro 3 m
Peso muro 3159 Ton
Fp 099324225
Limite 0552825
Fp asumida 099324225 Ton
Momento PXL4 099324225 Tonm
Cortante 0496621125 Ton
Fuente Propia
91171 Dovelas
Se emplearaacuten dovelas de 15x15cm como se muestra a continuacioacuten
Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas
Revisioacuten de la flexioacuten
Fc 210 Kgcm2
Fy 4200 Kgcm2
c 75 cm4
I 421875 cm4
Ф 09
Fr 2608447814 Kgfcm2
M 1467251896 Kgfcm
M 014672519 Tonm
Numero de dovelas
6 Und
Separacioacuten 097 m
Revisioacuten del cortante
Barra 12
Aacuterea 129 cm2
Diaacutemetro 127 cm
M 99324225 Kgfcm
Inercia 0127698501 cm4
c 0635 cm
ά 4200 Kgfcm2
V 1689240009 Kgf
V 0168924001 Ton
Vtotal 1013544005 Ton
Vu 0496621125 Ton
Fuente Propia Una vez verificados todos los paraacutemetros se comprueba que cumplen con lo exigido con la normativa (Ver detalles constructivos en plano E05)
9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente
Se realizoacute el disentildeo de las correas metaacutelicas para la cubierta teniendo en cuenta lo siguiente
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91181 Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500
Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 b 50 mm ancho del elemento
h 150 mm altura del elemento
e 3 mm
E 200000 Mpa moacutedulo de elasticidad
Fy 350 Mpa esfuerzo liacutemite de fluencia
A 1141 mm2 Aacuterea del elemento
Zx 51430 mm3 Coeficiente momento plaacutestico
Zy 23490 mm3
Sx 39810 mm3
Sy 21060 mm3 Coeficiente momento elaacutestico
lx 2985500 mm4 Inercia en el eje deacutebil del elemento
ly 526500 mm4
rx 512 mm Radio de giro en el eje x
ry 215 mm Radio de giro en el eje y
J 1508000 mm4 Constante torsional
09 Coeficiente para elementos sometidos a flexioacuten
rts 3450560744 mm
Ho 144
L 415 m
Fuente Propia
Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm
Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm
Mactuante 332
Pendiente cub gt 15deg
Mx(Knm) 3206873743
My(Knm) 085927923
Fuente Propia
Ya asignada la seccioacuten que se usara se realizan las correspondientes revisiones para asegurar que cumple con todo lo requerido por la normativa
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Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm
Fuente Propia
Revisando la resistencia a momento de la correa con la anterior ecuacioacuten obtenemos 0314078686 este valor es inferior a 1 Por lo tanto cumple con lo requerido con la normativa al igual que los chequeos del liacutemite de la aleta y el alma (ver detalles en planos E03 y E04)
9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales
91191 Cercha cubierta
Es necesaria una cercha en la cubierta del saloacuten comunal debido a las grandes luces entre columnas ya que se requeriacutea espacios amplios donde se puedan reunir las personas en los eventos que se organicen en la edificacioacuten La cercha se encarga de soportar los elementos principales de la cubierta trabaja especialmente para las cargas verticales por ende no se ve muy afectada por las cargas siacutesmicas a la que esteacute sometida la estructura A continuacioacuten se presentan la condicioacuten maacutes criacutetica para la cercha donde se muestra el iacutendice de sobreesfuerzo de cada elemento estructural mediante una gama de colores si el elemento presenta falla en la imagen se evidencia que no hay ninguacuten elemento que este fallando o con sobreesfuerzo (ver detalles en planos)
Figura 34 modelo cercha
Descripcioacuten Tubo rectangular 150x50x3mm
Chequeo btf(Aleta) 1466666667
Chequeo Htw (Alma) 48
Limite Nsr-10 (Aleta) 2677312085
Limite Nsr-10 (Alma) 5784906469
CompactaNocompacto (Alma) Compacto
CompactaNo compacto (Aletas) Compacto
mnx 1620045 Knm
mny 739935 Knm
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92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO
921 Generalidades
Tabla 75 Generalidades Polideportivo
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 88275
Aacuterea construida 1er piso (m2) 88275
Sistema estructural
Poacuterticos en concreto reforzado resistentes a momento
Peacutendulo invertido
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos No
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
20
Fuente Propia
9211 Descripcioacuten del proyecto Polideportivo
El proyecto contempla la revisioacuten del disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple siguiendo las especificaciones del documento del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo [1] con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado - peacutendulo invertido la estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas con una cubierta liviana a dos aguas desarrollada en estructura metaacutelica a base de cerchas espaciales que soportan correas tubulares de laacutemina delgada Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 35 ver memoria de calculo
922 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar la revisioacuten del disentildeo de este proyecto se
basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO
DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL
REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios
geoteacutecnicos) y analizar el disentildeo arquitectoacutenico propuesto por el DNP y aprobado
por Coldeportes para ver si se ajusta al aacuterea y especificaciones del terreno se
debe realizar la revisioacuten del disentildeo estructural para lo cual se siguen los pasos de
la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para edificaciones nuevas y
existentesrdquo
Teniendo en cuenta el documento base del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo
[1] se obtiene los paraacutemetros de la estructura predimensionamiento y
sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de estructura en un programa de elementos finitos para
determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
923 Cargas
A continuacioacuten se describen los tipos de cargas que se deben tener en cuenta para este tipo de estructura
Carga Muerta
La carga muerta corresponde al peso propio de la estructura y peso de los demaacutes elementos que permanecen fijos durante la vida uacutetil
Carga Viva
La carga viva corresponde a cargas gravitacionales que pueden variar durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras y tienen naturaleza variable se debe considerarse en el disentildeo la existencia de las mismas para determinar las condiciones de disentildeo criacuteticas
9231 Caacutelculo de la carga siacutesmica
Para calcular el peso que inercialmente contribuye al efecto siacutesmico se consideran los pesos de la estructura desde la placa de cimentacioacuten hacia arriba es decir vigas columnas placas y demaacutes
Cargas de viento
Cada estructura estaacute sometida a acciones de viento estas cargas variacutean con respecto a la ubicacioacuten geograacutefica la altura sobre el nivel del terreno el terreno y algunos otros factores Las cargas suelen ser importantes que las cargas siacutesmicas en estructuras con gran altitud
9232 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
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W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
9233 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP
09D+09PP+10Ex+03Ey
09D+09PP+10Ex-03Ey
09D+09PP+10Ey+03Ex
09D+09PP+10Ey-03Ex
09D+09PP+16Wx
09D+09PP+16W(-x)
09D+09PP+16Wy
09D+09PP+16W(-y)
09D+09PP-10Ex+03Ey
09D+09PP-10Ex-03Ey
09D+09PP-10Ey+03Ex
09D+09PP-10Ey-03Ex
12D+12PP+10Ex+03Ey+10L
12D+12PP+10Ex-03Ey+10L
12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L
12D+12PP+16L+05Lr
12D+12PP+16Lr+08Wx
12D+12PP+16Lr+08W(-x)
12D+12PP+16Lr+08Wy
12D+12PP+16Lr+08W(-y)
12D+12PP+16Lr+10L
12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wx+10L+05Lr
12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wy+10L+05Lr
12D+12PP-10Ex+03Ey+10L
12D+12PP-10Ex-03Ey+10L
12D+12PP-10Ey+03Ex+10L
12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9234 Combinaciones de carga para condiciones de servicio D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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924 Carga Muerta y viva
Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS TEJA ALUZINC + ANCLAJES 015 Knm2
LUMINARIAS 18 Kn
CARGAS VIVAS
CANCHA MULTIJUEGO 2 KNm2
CUBIERTA LIVIANA 05 KNm2
Fuente Propia
925 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del Polideportivo (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva
Tabla 78 Peso Polideportivo
caacutelculo del peso edificacioacuten polideportivo
MUROS VIGAS Y PLACA
JOINT F1 F2 F3 M1 M2 M3
111 78486 577 127066 -107534 4668895 -5807
113 -78477 5769 127067 -107523 -4668425 5819
559 85765 -06 154782 14039 5019147 -07335
561 -85773 -06 154779 14039 -5019667 07378
671 85839 0563 154809 -12767 5023079 07215
673 -85847 0563 154806 -12763 -5023578 -07254
783 78396 -5734 127049 107367 4663685 59208
785 -78388 -5733 12705 10737 -4663244 -59322
Peso Total 112741 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9251 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 36 Espectro de disentildeo
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Por medio del programa de elementos finitos ETABS calculamos el centro de masa que se puede observar en la siguiente tabla
Piso X Y ex ey
1 132579 100245 005 005
En donde
X y Y son las coordenadas del centro de masa seguacuten los ejes
ex porcentaje de torsioacuten en el piso en X y ey Porcentaje de torsioacuten en el
piso en Y (excentricidad accidental)
9252 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea INCOMPATIBILIDADES
= 100 Irregularidad en planta Ver
anexo A12 [1] Sin irregularidad
= 100 Irregularidades en Altura Sin irregularidad
= 100 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] Sin irregularidad
DES
1 = 0143
9253 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura los valores Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Ilustracioacuten 2 ecuacioacuten periacuteodo fundamental de la edificacioacuten
Fuente ilustracioacuten (A42-1) NSR 10
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Ilustracioacuten 3 ecuacioacuten definida en A43-3 de la
NSR 10
Piso Peso (KN) hx hi Fi (KN) di (m) mdi^2 Fi di T (s) F (Hz)
1 112741 600 113939 00081 00074 91732 018 559
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 82 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 6
Ta = Ct hα 024
Tlt CuTa Verificacioacuten
018 lt 024 CUMPLE
Fuente Propia
9254 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
K 100 Para T menor o igual a 05 segundos k = 10 (A432)
Cvx 100
Tabla 83 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 112741 113939 113939
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926 Cargas de viento
Tabla 84 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 60 m Altura alero
h c 90 m Altura cumbrera
h m 75 m Altura media
L 330 m longitud estructura
B 268 m profundidad estructura
α 150 grados pendiente de techo
A techo 8828 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
9261 Fuerza de viento procedimiento analiacutetico
Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
Tabla 85 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
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Tabla 86 Datos para calculo Factor raacutefaga FACTOR DE RAFAGA G O Gf
Para estructuras riacutegidas el factor de efecto de raacutefaga
085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
ɛ 0333 Tabla B65-2
l 975 Tabla B65-2
zmin 90 m Tabla B65-2
Lz 94135215 Longitud integral a escala
Bx 72 m Longitud edificio
By 142 m Ancho edificio
h 48 m Altura media edificacioacuten
Qx 09248 Respuesta del entorno
Qy 09032 Respuesta del entorno
c 03 Tabla B65-2
Iz 03053 Intensidad de la turbulencia
gQ = gv 34 B658 NSR-2010
Gx 0875258244 Factor de efecto raacutefaga
Gy 0863533629 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2
9262 Carga de viento para tejas y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 3 3 gt 05
Para determinar las presiones netas de las correas se utiliza la figura B65-16B [1] y el Angulo de la cubierta del polideportivo es de 15deg
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Tabla 87 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Separacioacuten correas 20 m
Luz correas 90 m
A aferente teja 30 m Ancho efectivo teja
A ef correa 270 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
correas 17 -17
Edificios bajos lt18m
P presioacuten correa 09 KNm2
P succioacuten correa -09 KNm2
Fuente Propia
927 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del polideportivo
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
928 Derivas
En la siguiente Tabla se resumen las derivas obtenidas en las direcciones X y Y Las
derivas maacuteximas son de 0109( ver memoria de calculo) Por lo tanto la estructura
cumple con el criterio de deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1]
929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas
Se realiza la verificacioacuten del disentildeo del DNP placa deportiva para zona de amenaza siacutesmica alta de las vigas aeacutereas con dimensiones 03x06m vigas de cimentacioacuten de 03x045m columnas de 06x07m y cubierta mediante un modelo digital elaborado en el software de elementos finitos ETABS y SAP 2000 el disentildeo
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de esta estructura se realiza en concreto reforzado aporticada unida por medio de cerchas metaacutelica y correas Como se puede observar en las siguientes imaacutegenes la disposicioacuten de las vigas y las columnas del polideportivo cumple con la normativa vigente [17] se ingresan la carga de sismo carga muerta y la carga de viento como se muestra en las siguientes imaacutegenes en donde las vigas y las columnas requieren una cuantiacutea mayor a la cuantiacutea miacutenima de disentildeo sin embargo no sobrepasa la cuantiacutea maacutexima permitida
Figura 37 Columna C-01 Fuente Planos estructurales (plano E 005) DNP [1]
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Figura 38 Viga V-01
Fuente Planos estructurales (plano E 006) DNP [1]
Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01
Fuente Planos estructurales (plano E 003) DNP [1]
En la siguiente imagen se evidencia la asignacioacuten de la pseudo aceleracioacuten para elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia siacutesmica
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Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo
Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta
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Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica
Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento
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Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas
Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica
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9210 Disentildeo de la cimentacioacuten
92101 Zapata ZP-1 central
La zapata ZP-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
Tabla 88 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Cargas de Servicio
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 1560
Carga vigas de cimentacion 117
Carga pedestal 106
Carga Total servicio 45535
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 653
Momento (KNm) 2-2 558
Momento (KNm) 3-3 3893
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 3232
Momento (KNm) 2-2 773
Momento (KNm) 3-3 5550
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
l 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 89 Pre-Dimensionamiento Zapata Central
PS (KN) 4659 Kn
Peso de zapata (KN) 1560 Kn
Aacuterea de zapata (m2) 31 m2
Zapata rectangular de L (m) 18 m
A (m) 38 m
B (m) 38 m
Espesor t (m) 045 m
Recubrimiento r (m) 0075 m
d (m) 036 m
Prof de cim 15 m
Figura 46 Diagrama zapata ZP-1
Fuente Propia
Tabla 90 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0626
ey (m) 036
Relacioacuten exey 18
B recomendado 67
A6 06
B6 06
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 05 KNmsup2
q2 856 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 -568 KNmsup2
q2 1232 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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Tabla 91 Verificaciones de la zapata ZP-1
Tabla 92 Verificacioacuten de cortante Bidireccional
Figura 47 Dimensiones de la zapata
Cortante Bidireccional ZP-1
Ancho de pedestal b c 060 m
Largo de pedestal l c 070 m
Lcd 2 24
V (d2) 559 Knm2
Vu (d2) 12102 Kn
Beta 12
Bo 40 m
065
Vc1 19990 Kn
Vc2 20008
Vc3 14296
Tabla 93 Direccioacuten larga y corta ZP-1
Direccioacuten Larga
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Tabla 94 Altura miacutenima de desplante ZP-1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 38
B (m) 38
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
Tabla 95 Longitud de desarrollo ZP-1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 96 Resistencia al aplastamiento
ZP-1
Resistencia al aplastamiento
Pu 3232
φ 065
A1 042
Inclinacioacuten 1V-2H 09
A2 63
raiacutez(A2A1) 39
Phi Pnb 97461 Kn
Fuente Propia
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92102 Disentildeo a flexioacuten
Para determinar el aacuterea del acero se utiliza la siguiente ecuacioacuten
Tabla 97 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3840 knm
Mn 4267 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 04 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000212
Pasumido 000333
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras
230
separacioacuten 016 m 15 c016 en la direccioacuten corta
abajo- Son 23
Tabla 98 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3651 knm
Mn 4056 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 00020
Pasumido 00033
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras 23
Separacioacuten 016 m 15 c016
en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Fuente Propia
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Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Fuente Propia
Figura 48 esquema Zapata ZP-1
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 1600 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 28728 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 230
Separacioacuten 016 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Separacioacuten usada 025 m
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10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO
101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL
PROPUESTA DE DISENtildeO ESTRUCTURAL DE UN SALON COMUNAL Y DE UN
POLIDEPORTIVO TIPO CANCHA MUacuteLTIPLE UBICADOS EN EL BARRIO VILLA JULIANA DE LA CIUDAD DE VILLAVICENCIO
PROYECTO
CONSTRUCCION DE SALON COMUNAL EN EL BARRIO VILLAJULIANA EN VILLAVICENCIO - META
LOCALIZACIOacuteN EDIFICACION AacuteREA M2
BARRIO VILLA JULIANA VILLAVICENCIO - META
SALON COMUNAL 38482
IacuteTEM DESCRIPCIOacuteN UND CANT VALOR UNIT
V TOTAL
1 PRELIMINARES
11 Descapote manual incluye retiro M2 38691 $ 685800 $ 265339449
12 localizacioacuten y replanteo arquitectura (incluye cartera y planos)
M2 38691 $ 367400 $ 142148897
VALOR PRELIMINARES $ 407488346
2 RELLENOS
21 Relleno material tamantildeo maacuteximo 2 compactacioacuten manual
M3 468 $ 6163900 $ 288470520
VALOR RELLENOS $ 288470520
3 EXCAVACIONES
31 Excavaciones secas en conglomerado manual incluye retiro
M3 11672 $ 4158100 $ 485318047
VALOR EXCAVACION $ 485318047
4 CIMENTACIOacuteN
41 Zapata de cimentacioacuten de concreto armado
M3 245760 $ 39333071 $ 966649553
42 Viga de cimentacioacuten concreto de 3000 psi
ML 24291 $ 6304600 $ 1531450386
VALOR CIMENTACION $ 2498099939
5 ESTRUCTURAS EN CONCRETO
51 Columnas 3535 de concreto de 3000 psi
ML 16640 $ 1478500 $ 246022400
52 Viga aeacuterea 2535 (3000psi) ML 18513 $ 4624600 $ 856152198
53 PLACA CONCRETO TANQUE (3000psi) E=15cm
M2 3549 $ 18607800 $ 660316391
VALOR ESTRUCUTRAS EN
CONCRETO $ 1762490989
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6 APARATOS SANITARIOS
61 Combo sanitario lavamanos e incrustaciones
UND 1300 $ 29406500 $ 382284500
62 Conjunto ducha y registro grival UND 500 $ 9370800 $ 46854000
63 Orinal de porcelana sanitaria UND 700 $ 49165072 $ 344155504
64 Tanque agua 500LT PVC incl conexioacuten 34 - 12
UND 100 $ 51632800 $ 51632800
VALOR PRELIMINARES $ 824926804
7 PISOS
71 Placa de contra piso E=12cm (3000psi)
M2 36032 $ 3343700 $ 1204801984
VALOR PRELIMINARES $ 1204801984
8 MAMPOSTERIA
81 Muros cara vista (bloque No5) M2 41320 $ 2935877 $ 1213109514
VALOR RELLENOS $ 1213109514
9 ESTRUCTURA METALICA
91 Correa metaacutelica en tubo rectangular 100x50x300 mm
Kg 144586 $ 377300 $ 545523733
92 Estructura metaacutelica ligera autoportante
M2 9117 $ 4134539 $ 376945921
VALOR RELLENOS $ 545523733
10 CUBIERTA
101 TEJA METALICA TERMOACUSTICA TIPO TECHOLINE
M2 32787 $ 4073500 $ 1335578445
VALOR PRELIMINARES $ 1335578445
VALOR COSTO DIRECTO $ 10565808321
ADMINISTRACION (18) $ 1901845498
IMPREVISTOS (1) $ 105658083
UTILIDAD (6) $ 633948499
VALOR TOTAL COSTOS INDIRECTOS $ 2641452080
VALOR TOTAL PROYECTO $ 13678442801
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102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA
PRESUPUESTO PLACA POLIDEPORTIVA CUBIERTA
Iacutetem Descripcioacuten UND CANT VALOR UNIT V TOTAL
1 Realizar obras preliminares
11 Localizacioacuten y replanteo msup2 928 $1707 $1584096
$1584096
2 Construir la cimentacioacuten
21 Descapote a maacutequina nivel 000 (inc retiro) e=30 cm
m3 278 $33350 $9284640
22 Conformacioacuten del terreno msup2 928 $7802 $7240256
23 Excavacioacuten manual (inc Retiro de sobrantes)
msup3 204 $42646 $8685396
24 Concreto de limpieza e= 005 m
msup2 167 $14493 $2415403
25 Concreto cicloacutepeo 210 kgcmsup2 (3000 psi) 6040
msup3 8 $303516 $2276370
26 Zapatas concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 51 $343101 $17369488
27 Vigas de cimentacioacuten en concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 13 $386306 $5159793
28 Micropilotes d= 030 m para malla contraimpacto
m 24 $62420 $1485596
29 Cantildeuela en concreto 175 kgcmsup2 (2500 psi)
m 64 $19859 $1270976
210 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi) para cimentacioacuten
kg 4064 $3020 $12272647
$67460565
3 Construir las estructuras en concreto y metaacutelicas
31 Columnas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 26 $673473 $17537237
32 Vigas aeacutereas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 9 $756198 $6860228
33 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 ( 60000 psi) para estructura
kg 10184 $3020 $30756671
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34
Cercha en celosiacutea seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas contravientos tensores soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8352 $8843 $73859841
35
Correas tipo PHR 305x80x20mm incluye suministro e instalacion anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8222 $8843 $72711081
36
Malla contra impacto seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas tensores soldadura pintura anticorrosiva de esmalte (2 manos)
msup2 150 $183314 $27497100
37
Porteriacutea muacuteltiple fija incluye malla 100 nylon color negra entrelazada y pintura en esmalte tres manos (Incluye suministro e instalacioacuten)
un 2 $2552000 $5104000
38
Suministro e instalacioacuten parales de voleibol (incluye parales 3 en tuberiacutea con malla 100 nylon y pintura en esmalte en la estructura metaacutelica
juego 1 $353800 $353800
$234679958
4 Instalar las redes hidrosanitarias
41 Accesorios
411 Bajantes en tuberiacutea PVC aguas lluvias D4
m 55 $30703 $1682524
412 Tragantes de cuacutepulas plaacutesticas 5x4
un 8 $15097 $120776
413 Tuberiacutea PVC corrugada 160 mm incluye accesorios excavacioacuten y relleno
m 24 $42185 $1012440
42 Cajas de inspeccioacuten y filtro
421 Caja de inspeccioacuten hmax=100 m de 60 cm x 60 cm
un 2 $495027 $990054
$3805794
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5 Instalar las redes eleacutectricas y afines
51 Salidas
511
Salida para laacutempara en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 12 $97493 $1169916
512
Derivacioacuten de luminaria desde salida eleacutectrica en cable encauchetado 3x16 awg con clavija aeacuterea con polo a tierra y cable encauchetado 3x16 awg desde luminaria con toma aeacuterea
un 12 $30200 $362400
513
Salida para toma monofaacutesica doble con polo a tierra para red normal en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 2 $73387 $146774
514 Salida para pulsador remoto de telerruptor en tubo conduit emt de 34 y cable 2x18 awg
un 4 $91747 $366988
52 Tableros y protecciones
521
Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 1x15 1x20 o 1x30 amperios
un 1 $22982 $22982
522 Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 2x20 o 2x30 amperios
un 4 $44982 $179928
523
Suministro montaje y conexioacuten de tablero minipragma de 12 circuitos para ubicar telerruptores
un 1 $301773 $301773
524
Suministro montaje y conexioacuten en caja minipragma de telerruptor bipolar de 16 amperios
un 4 $256157 $1024628
53 Acometidas y ductos
531
Suministro y tendido de acometida bifaacutesica en conductores 2 No8+1 No8+1 No 10 por tubo
m 54 $18631 $1006074
54 Luminarias
541
Suministro montaje y conexioacuten de laacutempara metal 400 w - 220 v by 150p 1xhp1-p400w-bu sgr p-wb+by150gr +
un 12 $431929 $5183148
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gc completa
55 Varios
551
Suministro y montaje de caja de paso metaacutelica de 10 cm x 10 cm para la iluminacioacuten de la cancha
un 4 $23989 $95956
552 Construccioacuten de caja en mamposteriacutea tipo alumbrado puacuteblico de 60 cm x 60 cm
un 1 $380682 $380682
56 Sistema de apantallamiento y puesta a tierra
561
Construccioacuten de caja de paso en mamposteriacutea de 30 cm x 30 cm para medicioacuten y mantenimiento del sistema de tierra y apantallamiento
un 4 $446980 $1787920
562
Suministro e hincada de varilla de cobre de 244 m x 58 para aterrizar la infraestructura de apantallamiento y la malla de puesta a tierra
un 5 $147211 $736055
563
Suministro y tendido de cable de cobre No 8 para polo a tierra incluye tubo PVC de 34
m 6 $29479 $176874
564
Suministro y tendido de cable de cobre No 20 desnudo para configurar sistema de apantallamiento malla a tierra y equipotenciar
m 248 $36339 $9012072
565 Suministro y colocacioacuten de barra captora para sistema apantallamiento
un 25 $137519 $3437975
566
Suministro y armado de soldadura tipo cadweld 120 g para empalmes del sistema de apantallamiento y puestas a tierra
un 34 $65134 $2214556
$27606701
6 Construir la placa
61 Relleno de material recebo compactado
msup3 205 $56472 $11556927
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62 Malla electrosoldada kg 3269 $3041 $9940592
63 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea deportiva
msup2 898 $56561 $50769154
64 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea perimetral
msup2 87 $51495 $4462145
$76728817
7 Construir las cubiertas e impermeabilizaciones
71
Teja arquitectoacutenica curva calibre 28 termoacuacutestica con acabado galvanizado con recubrimiento de zinc g60 (180 gm2)
msup2 908 $134237 $121892565
72
Canal en laacutemina galvanizada cal 20 desarrollo lt200lt=250 mm incluye soporte yo anclajes pintura wash primer anticorrosivo y pintura y esmalte para intemperie
m 66 $106072 $6979538
$128872103
8 Construir las graderiacuteas
81 Mamposteriacutea en bloque Ndeg 5 de arcilla
msup2 88 $33460 $2954009
82 Viga de confinamiento de 012 m x 012 m fc = 210 kgcmsup2 (3000 psi) para muros
m 0 $47734 $0
83 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi)
kg 242 $3020 $730057
84 Grafiles de acero 4 mm kg 62 $2704 $167105
85 Graderiacutea en concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 4 $839091 $3685288
86
Baranda graderiacutea seguacuten disentildeo incluye anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte
m 16 $175857 $2743369
87 Pantildeete liso interior impermeabilizado 14 incluye filos y dilataciones
msup2 0 $13633 $0
$10279829
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9 Pintar y demarcar elementos
91
Demarcacioacuten cancha de microfuacutetbol baloncesto y voleibol con pintura de traacutefico alto ancho 10 cm de acuerdo a los colores reglamentarios y al disentildeo
m 380 $5055 $1920900
$1920900
10 Dotar la placa polideportiva cubierta
101 Dotacioacuten deportiva de la placa polideportiva
glb 1 $4275000 $4275000
$4275000
Costo directo $ 557213764
Administracioacuten 18 $100298477
Imprevistos 1 $5572138
Utilidad 6 $33432826
Subtotal AIU 25 $139303441
Valor total del proyecto $696517205
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11 RESULTADOS E IMPACTOS
111 RESULTADOS ESPERADOS
Tabla 100 Tabla de resultados
Resultado Indicador Ndeg de documentos Objetivo Relacionado
Propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo y planos
1 Objetivo especiacutefico 1 2 y 3
Elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
1 Objetivo 4
Presupuesto de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
1 Objetivo 5
Fuente Propia
112 IMPACTOS Los impactos maacutes relevantes son en el aspecto social el aumento de la infraestructura con fines recreativos y comunitarios beneficia a la comunidad aumentando la praacutectica deportiva y el mejor aprovechamiento del tiempo libre el incentivo de poder desarrollar deportes en un lugar adecuado para la praacutectica y con dotacioacuten podriacutea disminuir el iacutendice de sedentarismo consumo de sustancias sicoactivas y obesidad ademaacutes de promover el comercio en el aacuterea
Tabla 101 Impactos
Fuente Propia
Aspecto Impacto Supuesto Plazo
Social Aumentar el iacutendice de la praacutectica deportiva en la comunidad
Infraestructura recreativa
Corto
Social
Mejor aprovechamiento del tiempo libre y disminuir el sedentarismo en la comunidad
Incentivar la praacutectica deportiva en el barrio
Mediano
Ambiental Mejoramiento del desarrollo socio ambiental
Respeto por las normativas ambientales
largo
Econoacutemico
Aumento de desarrollo socioeconoacutemico del barrio en las zonas aledantildeas al proyecto
Aumento de la infraestructura del
barrio Mediano
Teacutecnico Aporte en materia de propuestas de disentildeo
Disentildeo sismo resistente presupuesto
Mediano
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12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS
121 CONCLUSIONES
El disentildeo del saloacuten comunal y el polideportivo se realizoacute para satisfacer las
necesidades de la comunidad aprovechando el terreno dispuesto en el barrio villa Juliana destinado para actividades comunitarias equipamiento y actividades recreativas
Es necesario contar con espacios adecuados para realizar las actividades deportivas y de la comunidad en general esto conlleva a una mejor calidad de vida de los habitantes del barrio Villa Juliana y un mejor desarrollo social
Se optoacute por conservar el disentildeo de la placa deportiva tipo del DNP pues
este cumple con todas las especificaciones requeridas por COL JUEGOS ya que el terreno es lo suficientemente grande para que se pueda construir el proyecto en general al mantener el disentildeo original se realizoacute una verificacioacuten de la estructura mixta del poacutertico en concreto con celosiacutea metaacutelica donde se comprobaron que los iacutendices de sobre esfuerzo estuvieran en el rango adecuado de acuerdo con las condiciones del terreno y de la ubicacioacuten
El saloacuten comunal cuenta con un sistema estructural de poacuterticos de concreto
reforzado resistente a momentos pero para garantizar un espacio amplio donde se puedan realizar las reuniones y actividades de la comunidad donde se proyecta que podriacutean asistir hasta 300 personas fue necesario el uso de cerchas apoyadas sobre las columnas para sostener la cubierta y salvar las luces de 95 m entre las columnas
El costo total del proyecto es de $83330163301 (Ochocientos treinta y
tres millones trescientos unos mil seiscientos treinta y tres pesos colombianos) esto incluyendo los costos directos e indirectos de la obra (el AIU se determinoacute de acuerdo a los proyectos de la secretaria de vivienda en la gobernacioacuten del meta y la agencia de infraestructura del meta (AIM) El costo del saloacuten comunal incluye uacutenicamente la construccioacuten de la parte estructural edificacioacuten la mamposteriacutea no estructural y los aparatos sanitarios del saloacuten comunal
122 TRABAJOS FUTUROS
El presente trabajo de opcioacuten de grado estaacute enfocado en la aplicacioacuten en temaacuteticas de ingenieriacuteas partiendo de las necesidades de la comunidad del barrio Villa Juliana por lo tanto el siguiente paso es buscar el medio para poner en marcha la construccioacuten del saloacuten comunal y de la placa deportiva Una vez
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entregado los documentos y los planos a la comunidad depende de la gestioacuten de la misma para que las entidades encargadas empiecen con el traacutemite y revisioacuten de disentildeos posteriormente se efectuara el proceso de seleccioacuten del contratista y de la correspondiente interventoriacutea para que se ejecute el contrato de obra En el presente documento se hace el modelamiento de las estructuras teniendo en cuenta los criterios baacutesicos para el disentildeo de los distintos elementos que componen el saloacuten comunal y el polideportivo de manera que sirva como una base o fundamento para los estudiantes o personas interesadas que realicen trabajos similares de disentildeo modelacioacuten y presupuesto de estructuras similares
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Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 68 Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2 68 Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 69 Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento 69 Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2 69 Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2 70 Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten 70 Tabla 58 Disentildeo de viga virtual 70 Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014) 71 Tabla 60 Altura miacutenima de desplante 71 Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1 71 Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1 72 Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del slaon comunal) 72 Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L 73 Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L 73 Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L 73 Tabla 67 Solicitaciones 74 Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural 75 Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales 75 Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural 76 Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas 76 Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 77 Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm 78 Tabla 75 Generalidades Polideportivo 79 Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas 81 Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas 83 Tabla 78 Peso Polideportivo 83 Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente 84 Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo 84 Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea 85 Tabla 83 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa 86 Tabla 84 Fuerza siacutesmica 86 Tabla 85 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA 87 Tabla 86 Coeficientes fuerza de viento 87 Tabla 87 Datos para calculo Factor raacutefaga 88 Tabla 88 Carga de viento para teja y correas 89 Tabla 90 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo 95 Tabla 91 Pre-Dimensionamiento Zapata Central 96 Tabla 92 Excentricidad y Presiones en el Suelo 96 Tabla 93 Verificaciones de la zapata ZP-1 97 Tabla 94 Verificacioacuten de cortante Bidireccional 97 Tabla 95 Direccioacuten larga y corta ZP-1 97 Tabla 96 Altura miacutenima de desplante ZP-1 97 Tabla 97 Longitud de desarrollo ZP-1 97 Tabla 98 Resistencia al aplastamiento ZP-1 97 Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo 98 Tabla 100 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo 98 Tabla 101 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba 99 Tabla 102 Tabla de resultados 108 Tabla 103 Impactos 108
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad 19 Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo 20 Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva 22 Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas 23 Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas 23 Figura 6 Malla contra impacto 24 Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral 26 Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional 30 Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental 31 Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal 31 Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario 32 Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 38 Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno 38 Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01) 40 Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03) 40 Figura 18 Configuracion general del modelo 42 Figura 19 Espectro de disentildeo 46 Figura 20 Planta de vigas aereas 51 Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 52 Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 53 Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1 55 Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas 56 Figura 25 Losa maciza en dos direcciones 58 Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02) 62 Figura 27 Diagrama zapata (Z1) 63 Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas de viento en la memoria de calculo del salon comunal) 66 Figura 29 Diagrama Zapata Z2 67 Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2) 68 Figura 31 Diagrama Viga Virtual 71 Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05) 74 Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Figura 34 modelo cercha 78 Figura 35 ver memoria de calculo 80 Figura 36 Espectro de disentildeo 84 Figura 37 Columna C-01 90 Figura 38 Viga V-01 91 Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01 91 Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo 92 Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta 92 Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica 93 Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento 93 Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas 94 Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica 94 Figura 46 Diagrama zapata ZP-1 96 Figura 47 Dimensiones de la zapata 97 Figura 48 esquema Zapata ZP-1 99
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1 INTRODUCCIOacuteN
Este proyecto de grado busca realizar el disentildeo de un saloacuten comunal y de un polideportivo que tenga la funcionalidad de canchas mixtas de baloncesto futbol y voleibol ademaacutes de los elementos de anclaje soporte graderiacuteas y cubierta como solucioacuten a la problemaacutetica social evidenciada en el barrio Villa Juliana en el municipio de Villavicencio Actualmente el barrio presenta bajos niveles de praacutecticas deportivas debido a que la legalizacioacuten del barrio se realizoacute el 26 de septiembre de 2018 por lo que NO cuenta con la infraestructura adecuada para deportes y recreacioacuten esta situacioacuten genera que la praacutectica del ejercicio se desarrolle en lugares adaptados e improvisados artesanalmente por la comunidad por lo tanto aumenta el riesgo de lesiones fiacutesicas seguacuten la organizacioacuten mundial de la salud (OMS) ldquoLas caiacutedas son un importante problema mundial de salud puacuteblica Se calcula que anualmente se producen 646 000 caiacutedas mortaleshellip Las lesiones relacionadas con las caiacutedas tienen un costo econoacutemico considerablerdquo [2] La comunidad cuenta con un saloacuten comunal pero este es demasiado pequentildeo por lo que al realizar las reuniones comunitarias deben hacerlo de forma improvisada y a la intemperie en el terreno donde han adaptado una cancha en piso de tierra para deportes y recreacioacuten El intereacutes primordial para adecuar los equipamientos local y comunitario donados por la comunidad es generar un espacio de recreacioacuten y disminuir las zonas identificadas como sitios inseguros donde seguacuten el documento teacutecnico de soporte realizado para la legalizacioacuten del barrio en el antildeo 2018 por UNHCR ACNUR y la corporacioacuten OPCION LEGAL [3] afirma que se presentan altos iacutendices de consumo de sustancias alucinoacutegenas en horas de la noche otro de los intereses es cumplir con las acciones de mejoramiento estipuladas en el documento teacutecnico antes mencionado en donde se deben realizar las acciones del plan de mejoramiento integral adoptados del acuerdo No 287 de 2015 del CONCEJO MUNICIPAL DE VILLAVICENCIO [4] en donde se especifican las acciones a desarrollar para los espacios puacuteblicos y equipamientos sociales seguacuten las necesidades de la poblacioacuten Debido a que la actividad fiacutesica es reconocida a nivel internacional como medios para el desarrollo humano econoacutemico y social y Seguacuten el artiacuteculo 52 de la constitucioacuten ldquoEl ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humanordquo [5]
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2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA
El barrio VILLA JULIANA se localiza al sur de Villavicencio en la comuna 8 Aunque desde el 4 de mayo de 1999 las primeras familias tomaron posesioacuten de los lotes que habiacutean negociado con la Asociacioacuten Empresa Solidaria De Vivienda hasta el antildeo 2018 se realizoacute el estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten de dicho barrio Seguacuten el estudio urbaniacutestico realizado por la alcaldiacutea municipal de Villavicencio [3] la poblacioacuten presenta bajos niveles de praacutectica deportiva y no hay incentivos para el deporte esto puede generar sedentarismo y verse reflejado en el incremento de la poblacioacuten con sobrepeso u obesidad Actualmente el lugar que se tiene adaptado para la praacutectica de deporte es una cancha de tierra sin equipamiento lo cual aumenta el riesgo de lesiones Por otro lado el desintereacutes en la praacutectica deportiva lleva a un inadecuado aprovechamiento del tiempo libre y de la calidad de vida de las personas esto sumado a que la tasa de desempleo dentro de la comunidad es del 24 y que el 33 de la poblacioacuten son viacutectimas del conflicto armado yo se encuentra en vulnerabilidad ademaacutes que 1128 de la poblacioacuten menor de 18 antildeos se encuentra desescolarizada muestra que gran parte de la poblacioacuten cuenta con mucho tiempo libre y ninguacuten lugar adecuado en donde puedan ocupar este tiempo por lo cual no sorprende que el estudio urbaniacutestico mencione que se identifica un alto consumo de sustancias alucinoacutegenas especialmente en las zonas donde no hay iluminacioacuten y en horarios nocturnos Ademaacutes aunque el asentamiento cuenta con una caseta comunal las actividades masivas no se pueden desarrollar en ella porque no es lo suficientemente amplia para todos los habitantes de la comunidad
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3 JUSTIFICACIOacuteN
El barrio Villa Juliana legalizado en el antildeo 2018 no cuenta con la infraestructura adecuada para la recreacioacuten en los lugares destinados por la comunidad como equipamiento local y comunitario destinados para un saloacuten comunal y espacio de recreacioacuten se encuentra una cancha de futbol en tierra que no cuenta con ninguna dotacioacuten al mismo tiempo este espacio se utiliza para desarrollar las actividades comunitarias una de las mayores preocupaciones es que se ha identificado esta zona como uno de sitios inseguros en el barrio presenta especial inquietud debido al aumento de consumo de sustancias alucinoacutegenas Este proyecto busca disponer de los equipamientos de la comunidad con el fin de realizar el disentildeo estructural de un polideportivo y un saloacuten comunal para el desarrollo de las actividades comunitarias de recreacioacuten y deporte con el fin de facilitar el proceso de gestioacuten para la financiacioacuten y construccioacuten del proyecto El gobierno debe ofrecer a sus ciudadanos bienestar al suministrar servicios como salud educacioacuten deporte cultura seguridad entre otras El deporte tiene un papel fundamental en la comunidad como motor de cambio social se ha convertido en una opcioacuten para el desarrollo profesional en los antildeos recientes por lo cual se debe impulsar como alternativa viable de desarrollo social econoacutemico y cultural el deporte no solo cubre las necesidades relacionadas con la praacutectica deportiva si no que ayuda de forma indirecta problemas de salud cultura y seguridad ldquoel
desarrollo de praacutecticas deportivas trae consigo haacutebitos de vida saludable ocupacioacuten del tiempo libre y desarrollo de plan de vida a traveacutes del deporte como esa herramienta que
permite trazar metas y alcanzarlasrdquo [10] De acuerdo con lo anterior el proyecto de la construccioacuten de un polideportivo con cancha muacuteltiple para futbol baacutesquet y voleibol pretende incrementar los niveles de praacutectica deportiva al brindar escenarios de acceso puacuteblico en buenas condiciones para la praacutectica deportiva y brinda opciones para ocupar el tiempo libre mejorando la calidad de vida de las personas y alejaacutendolas de praacutecticas nocivas como el consumo de sustancias alucinoacutegenas o la delincuencia Ademaacutes al proporcionar equipamiento comunitario (saloacuten comunal) se podraacuten realizar las reuniones de la junta de accioacuten comunitaria de manera eficiente donde puedan tomarse las decisiones con respecto al asentamiento que permitan un mejor desarrollo de la comunidad
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4 OBJETIVOS
41 OBJETIVO GENERAL
Realizar propuesta de disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal que cumplan con los lineamientos teacutecnicos estipulados en las normativas vigentes necesarias para la habilitacioacuten del equipamiento local y comunitario en el barrio VILLA JULIANA
42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS
Adaptar los espacios donados por la comunidad al disentildeo estructural del polideportivo y saloacuten comunal
Analizar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas de la zona destinada para el proyecto
Elaborar la propuesta de disentildeo arquitectoacutenico estructural y cimentacioacuten de las estructuras ademaacutes de realizar un modelo digital en un software de elementos finitos
Especificar los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo de las actividades deportivas
Elaborar presupuesto considerando la gestioacuten social propuesta en mano de obra no calificada dentro de la comunidad
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5 ALCANCE
Este proyecto tiene como objetivo entregar una propuesta de disentildeo estructural de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal en el barrio Villa Juliana para el desarrollo de actividades recreativas y comunitarias como solucioacuten a las problemaacuteticas sociales y como ayuda indirecta a problemas de salud cultura y seguridad A continuacioacuten se especifican el alcance de las actividades a realizar Analizar el terreno en donde se va a realizar el disentildeo del proyecto mediante el levantamiento topograacutefico estudio de suelo (apique) y revisioacuten de las acometidas eleacutectricas e hidraacuteulicas en el aacuterea mediante planos de los entes encargados Teniendo en cuenta los requerimientos de la comunidad la propuesta de disentildeo del saloacuten comunal debe incluir los siguientes paraacutemetros capacidad miacutenima de 300 personas sentadas cocina depoacutesito dos bantildeos una ducha y dos oficinas El disentildeo arquitectoacutenico del polideportivo se basa en el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo modificado seguacuten las solicitudes de la comunidad y condiciones del terreno Se realiza la revisioacuten del disentildeo sismo resistente mediante un modelo de cada una las estructuras en un Software de elementos finitos que cumpla con los lineamientos teacutecnicos establecidos por la NSR-10 Los elementos no estructurales contemplados para el desarrollo de los cinco deportes requieren una dotacioacuten miacutenima para el buen uso de las actividades por lo que se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten necesaria para cada actividad deportiva
Costo de la construccioacuten del proyecto de la propuesta de disentildeo planteada
Se realiza un anaacutelisis de presupuesto y cantidades de obra para el proceso constructivo
Entregables
Documento de propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo planos arquitectoacutenicos estructural
Documento de los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
Presupuesto del costo de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
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6 MARCO DE REFERENCIA
61 MARCO TEOacuteRICO
611 Cargas
A continuacioacuten se describen los distintos tipos de cargas que se deben considerar para el disentildeo del proyecto tipo ldquoPlaca Polideportiva Cubiertardquo del departamento nacional de planeacioacuten las cuales serviraacuten de base para el desarrollo de la propuesta de disentildeo del polideportivo
612 Carga Muerta
Hace referencia a las cargas de los elementos permanentes incluyendo el peso propio de la estructura los muros pisos cubiertas cielos rasos escaleras equipos fijos y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupacioacuten y uso de la edificacioacuten [6]
613 Carga Viva
Son aquellas producidas durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras estas no incluyen las cargas ambientales tales como viento y sismo Para las cubiertas se deben considerar
a) ldquoLos materiales equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta 2rdquo
b) ldquoLas causadas por objetos moacuteviles tales como materas u otros objetos decorativos y por las personas que tengan acceso a ellasrdquo [6]
614 Efectos dinaacutemicos
Cuando una edificacioacuten se encuentre expuesta a excitaciones dinaacutemicas producidas por el puacuteblico tales como coliseos estadios teatros gimnasios pistas de baile centros de reunioacuten o similares Se debe asegurar frecuencias naturales verticales iguales o superiores a 5Hz (periodos naturales verticales menores de 02s)
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615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo
El empozamiento de agua se debe a la obstruccioacuten en los sistemas de drenaje de la cubierta ldquoLa carga de empozamiento de agua Le se determina con base en el volumen de agua que es posible contener hasta que se alcance el nivel de los elementos del sistema auxiliar de evacuacioacuten del exceso de agua como se indica en B482 de la NSR-10rdquo [6] ldquoLas cargas de granizo G deben tenerse en cuenta en las regiones del paiacutes con maacutes de 2 000 metros de altura sobre el nivel del mar o en lugares de menor altura donde la autoridad municipal o distrital asiacute lo exijardquo [6]
616 Carga de Sismo
Se refiere a las cargas que se determinan mediante los espectros de disentildeo estos ya estaacuten definidos por la NSR-10 en cada zona del paiacutes Para determinar el espectro de disentildeo se debe establecer la zona de amenaza siacutesmica el tipo de perfil del suelo y varios coeficientes para poder determinar el espectro de aceleraciones expresado como fraccioacuten de la gravedad con un coeficiente de 5 del amortiguamiento criacutetico para el disentildeo
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad
Fuente [6]
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6161 Definicioacuten del tipo de suelo
Para determinar el tipo de suelo se evaluacutean los siguientes paraacutemetros medidos in situ de los 30m superiores del perfil la velocidad media de la onda de corte ( ) el
nuacutemero medio de golpes del SPT ( ) la resistencia al corte ( ) el iacutendice de
plasticidad (IP) y el contenido de agua (w) la clasificacioacuten se da en la siguiente tabla
Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo
Fuente [6]
617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural
La configuracioacuten estructural no estaacute definida simplemente por la forma exterior y tamantildeo de la estructura tambieacuten se deben tomar en cuenta su naturaleza dimensiones y la localizacioacuten de los elementos estructurales y no estructurales pues estos factores afectan el comportamiento ante las solicitaciones siacutesmicas
6171 Reduccioacuten del valor de R
Para las estructuras clasificadas como irregulares se debe reducir el coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R utilizado para el disentildeo de la siguiente manera
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Debido a irregularidades en planta 1
Debido a irregularidades en altura 2 Debido a ausencia de redundancia Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico definido para cada
sistema estructural y cada grado de capacidad de disipacioacuten de energiacutea del material estructural [6]
62 MARCO CONCEPTUAL
621 Medidas de demarcacioacuten por deporte
Coldeportes es la entidad encargada de avalar las medidas de las demarcaciones en las zonas de juego para los diferentes deportes en este proyecto se establecieron tres (3) futbol de saloacuten voleibol y baloncesto Lo que se busca es asegurar que se desarrollen de manera adecuada todas las actividades deportivas que se realicen en el polideportivo
6211 Futbol de saloacuten
Las medidas para el campo de juego de futbol de saloacuten son de 2810m x 17m desde el borde exterior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m de ancho en las liacuteneas laterales y en las liacuteneas de meta ademaacutes si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 80mm y ser de color amarillo
6212 Baloncesto
Las medidas para el campo de juego de Baloncesto son de 28m x 15m desde el borde interior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m alrededor de la cancha Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color blanco
6213 Voleibol
Las medidas para el campo de juego de voleibol son de 18m x 9m adicional a esto se debe dejar una zona libre de 3m de ancho alrededor de la cancha (para canchas recreativas y formativas) Las medidas estaacuten tomadas desde el borde exterior de la demarcacioacuten Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas)
1 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en planta simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de 2 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en altura simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de
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estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color verde De acuerdo lo anterior podemos establecer que el aacuterea de juego miacutenima para asegurar el apropiado desarrollo de actividades deportivas y que sea avalada por Coldeportes es de 32m x 21m adicionalmente a esto se deja una altura miacutenima de 7m para practica recreativa y formativa libre de cualquier obstaacuteculo (parte inferior de la cubierta vigas luminarias o cualquier elemento) en el espacio correspondiente al aacuterea de juego [6]
622 Orientacioacuten y aacuterea
La orientacioacuten del campo de juego debe ser en sentido norte-sur aunque se puede tomar una rotacioacuten maacutexima de 22deg hacia el nororiente o noroccidente al tener en cuenta la relacioacuten del sol y las condiciones climaacuteticas que se presenten en el lugar donde se proyecte el polideportivo
Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva
Fuente [6]
623 Graderiacuteas
Se disentildean de manera tal que todos los espectadores sentados disfruten de la adecuada visibilidad del aacuterea en que se desarrollen las actividades de praacutectica deportiva ldquoLa visibilidad se determina mediante el trazado de una liacutenea visual tomada desde el ojo del observador situado en uacuteltima fila de las graderiacuteas hasta un punto liacutemite del campo de juego situado en el piso Para que haya visibilidad la liacutenea deberaacute pasar por encima de las cabezas de los espectadoresrdquo [6]
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Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas
Fuente [6]
Lo maacutes recomendado es ubicar las graderiacuteas en el sector occidental para que el ocaso sea detraacutes de los espectadores
Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas
Fuente [6]
624 Dotacioacuten
Para el desarrollo adecuado de cada deporte se requiere una dotacioacuten de elementos especiacuteficos en lo relacionado con las redes y sus soportes Se debe
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considerar como parte de la construccioacuten la demarcacioacuten y los arcos de futbol de saloacuten integrados con los tableros de baloncesto A continuacioacuten se especificaraacuten los distintos elementos que son considerados dotacioacuten para el polideportivo y sus caracteriacutesticas de acuerdo con el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten
6241 Malla contra impacto (referencia IDRD)
Las mallas contra impacto se usan cuando se necesite proteger o aislar a los observadores las construcciones vecinas los transeuacutentes o equipamientos ubicados detraacutes de las liacuteneas de meta Malla contra impacto de 5m de altura para cancha muacuteltiple con entramado de tubo estructural de 3rdquo conforme a los planos estructurales incluye pintura anticorrosiva y dos manos de esmalte Esta malla contra impacto esta soportada sobre una viga de concreto hidraacuteulico de resistencia a la compresioacuten frsquoc=210kgcmsup2 (3000psi) de longitud 1530m y seccioacuten de 040m x 030m Se debe tener en cuenta que la viga sobresale a cada lado de la malla contra impacto 015m [6]
Figura 6 Malla contra impacto
Fuente [6]
6242 Fuacutetbol de saloacuten
Porteriacutea muacuteltiple fija Porteriacuteas para fuacutetbol de saloacuten elaboradas con tubo ovalado de aluminio de 120mm x 100mm en color blanco desmontables en 3 piezas (larguero y 2 postes) Los arcos estaacuten ubicados en el centro de cada liacutenea de meta estos consisten en dos (2) postes verticales en metal o madera pueden ser redondos o cuadrados de 8cm de diaacutemetro o lado Se unen por una viga similar ubicada en la parte superior
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Las medidas interiores entre los postes verticales seraacuten de 3m de largo y 2m de altura entre la viga horizontal y el piso Las redes seraacuten de nylon yute o alguacuten material sinteacutetico de mallas cuadradas que se sujetan a los postes y vigas y en la parte inferior por alguacuten soporte adecuado [6] El baloacuten contaraacute con las siguientes especificaciones una calibracioacuten de 9lb y para su condicioacuten aerodinaacutemica al ser lanzado desde de 2m de altura el primer bote no deberaacute pasar los 30 cm y el segundo no maacutes de 10 cm [7] El peso y la circunferencia variacutean de acuerdo al rango de edad para la categoriacutea masculina o femenina de 13 a 16 antildeos la circunferencia miacutenima es de 60cm y maacutexima es de 62cm con un peso que oscila entre 400g y 430g para las categoriacuteas menores de 12 antildeos la circunferencia miacutenima es de 53cm y maacutexima es de 55cm con un peso entre 320g y 350g
625 Baloncesto
6251 Soportes redes y balones
Para los tableros se pueden usar distintos materiales por ejemplo fibra de vidrio compuesta grafito acriacutelico vidrio acero y aluminio Sus medidas son 180 m x 105 m con un recuadro de 045 m x 059 m [6] Se requiere una (1) malla para cada aro estaacuten deben retener momentaacuteneamente el baloacuten despueacutes de atravesar el aro durante los eventos de competencia deportiva
En el reglamento publicado por la Federacioacuten Internacional de Baloncesto Zona de las Ameacutericas ndash FIBA se requiere contar con balones que cumplan condiciones de esfericidad en color anaranjado en cuero cuero sinteacutetico goma o material sinteacutetico [7]
Baloacuten Ndeg 5 las medidas son 69cm y 70cm de circunferencia peso entre 470g y 510g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles en ambos geacuteneros
Baloacuten Ndeg 6 las medidas son 72cm y 73cm de circunferencia peso entre 510g y 567g Este baloacuten puede utilizar para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores femeninos
Baloacuten Ndeg 7 Las medidas son 75cm y 78cm de circunferencia peso entre 567g y 650g Este baloacuten es utilizado para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores masculinos
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626 Voleibol
6261 Suministro e instalacioacuten de parales de voleibol
El proyecto tipo recomienda que los parales sean elaborados con tubo de 3rdquo pintados de blanco deben ser desmontables en dos (2) postes con ganchos de nylon antilesion para red y antenas guiacutea
Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral
Fuente [7]
El proyecto tipo estableces que la red debe medir 1m de ancho y 95m a 10m de largo la cual estaacute hecha de malla negra con cuadrados de 10cm y en el borde superior se cose en toda su extensioacuten una banda de 7 cm hecha en lona blanca En la parte inferior de la red hay otra banda horizontal de 5cm de ancho muy similar a la banda superior por cuyo interior se entrelaza una cuerda
El baloacuten debe ser esfeacuterico hecho con una cubierta de cuero flexible o cuero sinteacutetico con una caacutemara de caucho o material similar en su interior Su color puede ser uniforme y claro o una combinacioacuten de colores
Baloacuten infantil las medidas son 62cm a 64cm de circunferencia peso entre 240g y 260g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles de 6 a 12 antildeos en ambos geacuteneros
Baloacuten mayor las medidas son 65cm y 67cm de circunferencia peso entre 260g y 280g Este baloacuten puede utilizar en categoriacuteas de mayores de 12 antildeos en ambos geacuteneros
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63 ESTADO DEL ARTE
En la actualidad el ser humano ha adquirido mayor conciencia acerca de los beneficios de tener haacutebitos saludables como la actividad fiacutesica y el deporte que es asociada al bienestar fiacutesico sin embargo tambieacuten tiene una fuerte influencia en estados emocionales y seguacuten W Ramiacuterez S Vinaccia y G R Suaacuterez [8] La actividad deportiva en una poblacioacuten infanto-juvenil es fundamental y puede ayudar a disminuir patologiacuteas como dificultad en el aprendizaje hiperactividad depresioacuten y en algunos casos deficiencia mental y conducta disocial Seguacuten D A Camargo R E A Gomez J Ovalle O y R Rubiano [9] el deporte y la recreacioacuten son componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la salud y el movimiento humano Ademaacutes de la educacioacuten en valores a traveacutes del deporte para fomentar la auto estima y guiacuteas en donde se entendiendo el deporte como objeto para trabajar en la liacutenea de la no violencia [10] Por lo cual el ldquoampliar la cobertura yo mejorar la calidad de los escenarios deportivos con las condiciones requeridas para las praacutecticas deportivas y recreativasrdquo es uno de los objetivos en el plan de ordenamiento territorial [11] estos espacios debe estar adaptados para las personas en condiciones de discapacidad para aumentar la inclusioacuten e incentivar la praacutectica deportiva seguacuten M K Alvis G Y Nury A y N Tolosa [12] para las personas con discapacidad que logran o no realizar la educacioacuten formal realizar praacutecticas deportivas ayuda a mejorar sus capacidades individuales y aumenta su concentracioacuten en actividades diarias Los deportes impactan de forma positiva al ser humano en muchos aspectos uno de ellos es la relacioacuten directa con el funcionamiento cardiaco muscular e inmunoloacutegico por lo que seguacuten A Cordero D Masia y E Galve ldquoRealizar actividad
fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad cardiovascular y
mortalidadrdquo [13] En base a todo lo anterior y con el fin de promover la cultura deportiva y la recreacioacuten en los colombianos el Departamento Nacional de Planeacioacuten (DNP) realiza el proyecto tipo que contiene los aspectos estaacutendar metodoloacutegicos y teacutecnicos para la construccioacuten de una placa deportiva con cubierta orientado a solucionar el bajo iacutendice de praacutectica deportiva y el aprovechamiento del tiempo libre en actividades que los beneficie [6] el disentildeo de la cubierta es un factor importante para el disentildeo seguacuten Caacutendido Loacutepez ldquodesarrolla los espacios deportivos a
cubierto en un intento de explicar e interpretar la riqueza de matices y la complejidad del
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objeto arquitectoacutenicohellip Atreves de su forma poseen una voluntad de trascender y perdurar reflejo de las necesidades y aspiraciones de una eacutepocardquo [13]
631 ANTECEDENTES
ldquoCONSTRUCCIOacuteN Y DOTACIOacuteN DE UNA PLACA POLIDEPORTIVArdquo ldquoSe describe un modelo de Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivahellip para
Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportiva que consiste en construir un espacio bajo el cual se puedan desarrollar actividades como fuacutetbol de saloacuten voleibol o
baloncestordquo [6]
ldquoEL ESPACIO DEPORTIVO A CUBIERTO FORMA Y LUGARrdquo ldquodesarrolla los espacios deportivos a cubierto en un intento de explicar e interpretar la
riqueza de matices y la complejidad del objeto arquitectoacutenico y ello en la consideracioacuten de la idea de la totalidadrdquo [14] ldquoLA CULTURA FIacuteSICA Y EL DEPORTE FENOacuteMENOS SOCIALESrdquo ldquoPlantean los beneficios de las acciones que vinculan la actividad fiacutesica el deporte y la
recreacioacuten como componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la prevencioacuten ante diferentes riesgosrdquo [9] ldquoDETERMINANTES SOCIALES EN EL DEPORTE ADAPTADO EN LA ETAPA DE FORMACIOacuteN DEPORTIVA UN ENFOQUE CUANTITATIVOrdquo ldquoDeporte se ha adaptado no solo como un meacutetodo de integracioacuten social sino como una
necesidad involucrando la diversidad en el comportamiento social dentro de la
manifestacioacuten del bien individual que no podiacutea estar al margen del bien colectivordquo [12] ldquoEL IMPACTO DE LA ACTIVIDAD FIacuteSICA Y EL DEPORTE SOBRE LA SALUD LA COGNICIOacuteN LA SOCIALIZACIOacuteN Y EL RENDIMIENTO ACADEacuteMICO UNA REVISIOacuteN TEOacuteRICArdquo ldquoSe presenta una serie de investigaciones que hacen evidente los beneficios que el
deporte tiene en cuanto a procesos de socializacioacuten procesos mentales rendimiento
escolar y mejoramiento de la calidad de vida de las personas que lo practicanrdquo [8] ldquoEJERCICIO FIacuteSICO Y SALUDrdquo ldquoRealizar actividad fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por
semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad
cardiovascular y mortalidadrdquo [13] ldquoEDUCACION EN VALORES A TRAVEacuteS DEL DEPORTErdquo ldquoLas habilidades sociales y de comunicacioacuten que resultan problemaacuteticas se pueden entrenar mediante ejercicios que fomentan el desarrollo de autoestima aumento de la felicidad e integracioacutenrdquo [10]
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64 MARCO NORMATIVO
641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia
El ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humano El deporte y la recreacioacuten forman parte de la educacioacuten y constituyen gasto puacuteblico social Se reconoce el derecho de todas las personas a la recreacioacuten a la praacutectica del deporte y al aprovechamiento del tiempo libre El Estado fomentaraacute estas actividades e inspeccionaraacute vigilaraacute y controlaraacute las organizaciones deportivas y recreativas cuya estructura y propiedad deberaacuten ser democraacuteticas
642 NSR-10
Reglamento Colombiano de Construccioacuten Sismo Resistente Ley 400 de 1997 Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 modificado por el Decreto 092 del 17 de enero de 2011 Reglamento de vigencia en todo el territorio nacional
643 ACI 318-14
Este Reglamento proporciona los requisitos miacutenimos para los materiales el disentildeo construccioacuten y evaluacioacuten de la resistencia de miembros y sistemas de concreto estructural de cualquier estructura disentildeada y construida de acuerdo con los requisitos del reglamento general de construccioacuten
644 ANSIAISC 360-10
La Especificacioacuten estaacute basada en el uso pasado exitoso avances en el estado del conocimiento y cambios en la praacutectica de disentildeo La ldquoSpecification for Structural Steel Buildingsrdquo del American Institute of Steel Construction (AISC) provee un tratamiento integrado de los meacutetodos de Disentildeo por Tensiones Admisibles y del Disentildeo por Factores de Carga y Resistencia (LFRD) y reemplaza anteriores especificaciones Como se indica en el capiacutetulo B de la Especificacioacuten los disentildeos pueden hacerse con las provisiones de cualquiera de esos 2 meacutetodos de disentildeo
645 LEY 99 DE 1993
Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente se reordena el Sector Puacuteblico encargado de la gestioacuten y conservacioacuten del medio ambiente y los recursos
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naturales renovables se organiza el Sistema Nacional Ambiental SINA y se dictan otras disposiciones
646 DECRETO 1807
Por el cual se reglamenta el artiacuteculo 189 del Decreto Ley 019 de 2012 en lo relativo a la incorporacioacuten de la gestioacuten del riesgo en los planes de ordenamiento territorial y se dictan otras disposiciones
647 Acuerdo No 287 DE 2015
Por medio del cual se adopta el nuevo plan de ordenamiento territorial del municipio de Villavicencio y se dictan otras disposiciones Se trata de hacer de Villavicencio una ciudad planificada en la que todos sus habitantes tengan oportunidad de progresar proporcionando para ello espacios de participacioacuten e inclusioacuten social para consolidar a la ciudad como uno de los mayores centros generadores de desarrollo en el paiacutes
65 MARCO GEOGRAacuteFICO
El barrio Villa Juliana se localiza en el departamento del Meta al sur del municipio de Villavicencio en la Comuna 8 al cual se accede a traveacutes de la viacutea Villavicencio-acacias a 88 km del centro fundacional del municipio por el acceso al barrio porfiacutea por la carrera 43 a 18 Km hacia el sur de la comuna
Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional
Fuente [propia]
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Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental
Fuente [propia]
Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal
Fuente [Google Earth]
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Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario
Fuente [Google Earth]
El aacuterea en rojo es el barrio Villa Juliana este tiene una superficie de 9576981 m2 seguacuten levantamiento topograacutefico aportado por la secretaria de planeacioacuten de la alcaldiacutea de Villavicencio colinda con el asentamiento cambulos por el sur y sur occidente por el norte con la finca La Camelia accediendo por la carrera 43 desde la ciudadela Porfiacutea pasando el costado oriente por el asentamiento Villa del lago y por el costado occidente por la urbanizacioacuten La Maporita El aacuterea en verde es la reservada para equipamiento local y comunitario esta seriacutea el aacuterea destinada para la ejecucioacuten del proyecto el equipamiento local cuenta con un aacuterea de 145057 m2 y el equipamiento comunitario cuenta con un aacuterea de 19355 m2
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7 METODOLOGIacuteA
Inicialmente se obtiene toda la informacioacuten relacionada con el barrio Villa Juliana gracias al estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten del asentamiento humano Villa Juliana [3] se determina que la comunidad carece de varios aspectos importantes para un educado desarrollo social econoacutemico y cultural En este estudio se encuentra toda la informacioacuten correspondiente a la poblacioacuten equipamiento y demaacutes aspectos de la comunidad Para el correcto desarrollo del proyecto se tomoacute como base el proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten del cual se adoptoacute el disentildeo arquitectoacutenico que cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes [15] para este tipo de estructuras Una vez definidas las dimensiones y distribuciones de la estructura se debe realizar la evaluacioacuten de todas las solicitaciones que pueden afectar la estructura de acuerdo con el tiacutetulo B de la NSR-10 se deben considerar las solicitaciones provenientes del peso de los elementos permanentes en la construccioacuten los ocupantes y sus pertenencias efectos ambientales entre otras Estas son distintas a las fuerzas o efectos que aplica el sismo Despueacutes se determina el nivel de amenaza siacutesmica y los valores Aa y Av de acuerdo con el Tiacutetulo A de la NSR-10 Estos paraacutemetros sirven como base para definir el movimiento siacutesmico de disentildeo que se expresa por medio de un espectro elaacutestico de disentildeo ldquoEl Reglamento contempla descripciones alternativas del sismo de disentildeo ya sea a traveacutes de familias de acelerogramas o bien por medio de expresiones derivadas de estudios de microzonificacioacuten siacutesmica las cuales deben determinarse siguiendo los requisitos dados en el Capiacutetulo A2rdquo [1] Se caracteriza la estructura con respecto al sistema estructural de resistencia siacutesmica y se definen los materiales empleados que cumplan con las disposiciones de la NSR-10 para asiacute poder identificar la capacidad de disipacioacuten de energiacutea que se presenta Posterior a esto se debe definir el grado de irregularidad de acuerdo con el Capiacutetulo A3 del Reglamento (NSR-10) [1] Utilizando el Software de elementos finitos se analiza la estructura a partir de la geometriacutea cargas definidas anteriormente y considerando las diferentes condiciones y combinaciones determinadas en la NSR-10 Con el anaacutelisis se determina el comportamiento mecaacutenico de la estructura (desplazamientos deformaciones esfuerzos de flexioacuten corte axial y torsioacuten) al igual que las reacciones que se transmiten a la fundacioacuten Basaacutendose en los resultados se pude
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modificar el modelo inicial para conseguir una mejor alternativa tanto en seguridad como en economiacutea Se determinan las fuerzas siacutesmicas (Fs) que deben aplicarse a la estructura para lo cual deben usarse los movimientos siacutesmicos de disentildeo definidos anteriormente y posterior a esto realizar un anaacutelisis siacutesmico de la estructura de acuerdo con lo estipulado en el Capiacutetulo A3 de la NSR-10 [1] Una vez evaluados los desplazamientos horizontales se debe verificar que las derivas de disentildeo no excedan los liacutemites dados en el Capiacutetulo A6 de la NSR-10 en el caso de no cumplir con las derivas maacuteximas se debe rigidizar la estructura hasta que no se exceda el liacutemite Para finalizar con el disentildeo de las estructuras se analizan los resultados de las distintas solicitaciones y combinaciones para realizar el disentildeo de los elementos estructurales En este proyecto se requiere de unos elementos especiacuteficos para el correcto desarrollo de las actividades deportivas por esta razoacuten se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten para cada deporte basaacutendose en lo especificado por el proyecto tipo el cual cumple con los lineamientos establecidos en las normativas de cada deporte Una vez terminados los disentildeos de la infraestructura deportiva y comunitaria ademaacutes de especificar la dotacioacuten requerida se debe elaborar el presupuesto detallando las cantidades de materiales que se necesitan para la construccioacuten de la propuesta de disentildeo (superestructura y sub-estructura o cimentacioacuten) ajustaacutendola a los materiales disponibles en la regioacuten Por uacuteltimo se deben preparar revisar y aprobar los documentos definitivos de la propuesta de disentildeo como son las memorias de caacutelculo los planos de construccioacuten y el presupuesto de ambas estructuras
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8 PRELIMINARES
Por medio de la comunidad tuvimos acceso a los planos de la legalizacioacuten del barrio donde pudimos determinar el aacuterea que se teniacutea destinada para la construccioacuten del saloacuten comunal y del polideportivo posteriormente se realizoacute una visita al terreno para poder dimensionar y planear como seriacutea la distribucioacuten del espacio para el saloacuten comunal y para el polideportivo Adicionalmente se consultoacute con la entidad que necesitaban en el saloacuten comunal y en la placa deportiva Se acordoacute con la comunidad que el saloacuten comunal tendriacutea dos (02) oficinas una (01) cocina un (01) bantildeo interno para hombre un (01) bantildeo interno para mujeres un (01) deposito un (01) saloacuten para las reuniones de la comunidad un (01) bantildeo para hombres externo con duchas y vestidores un (01) bantildeo para mujeres externo con duchas y vestidores Para el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva se mostroacute a la comunidad el disentildeo del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten y se adoptoacute este disentildeo el cual cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes En la visita al lugar destinado para el saloacuten comunal y la placa deportiva se evidencio que el terreno era muy nivelado y no habiacutea grandes cambios en la topografiacutea debido a que ya se haba echo una nivelacioacuten del terreno para la cancha de tierra que se tiene para el desarrollo de la praacutectica deportiva de la comunidad
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Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
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Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno
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9 PROPUESTA DE DISENtildeO
Se realiza este trabajo de grado mediante la opcioacuten aplicaciones en temaacuteticas de ingenieriacutea civil para la Universidad Santo Tomas sede Villavicencio busca solucionar una problemaacutetica social manifestada por la comunidad en el barrio villa Juliana en la ciudad de Villavicencio dando como solucioacuten escenarios deportivos y comunitarios La propuesta de disentildeo del saloacuten comunal contempla la construccioacuten de un aacuterea de 38482 m2 que cuenta con espacios de almacenamiento cocina oficinas 2 bateriacuteas de bantildeos y un saloacuten de reunioacuten con capacidad de 300 personas se realiza el disentildeo arquitectoacutenico y estructural La propuesta de disentildeo del polideportivo contempla la construccioacuten de un aacuterea de 88275 m2 los disentildeos a los que se les realizo la revisioacuten fueron obtenidos del proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP denominado ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo [6] mediante los anexos teacutecnicos se realiza la revisioacuten del disentildeo seguacuten la regioacuten y anaacutelisis de solicitaciones propias de la zona todos los disentildeos el presupuesto de construccioacuten y dotacioacuten y planos del polideportivo exceptuando la cimentacioacuten pertenecen a los disentildeos del anexo teacutecnico del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo del DNP
91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL
De acuerdo con los requerimientos de la comunidad y las condiciones del terreno se disentildeoacute el saloacuten comunal con todos los espacios requeridos por la comunidad para realizar las actividades que se requieran asiacute como un espacio de bantildeos duchas y vestidores que puedan ser utilizados por los usuarios de la placa deportiva (ver planos ARQ 01 y ARQ 02)
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Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01)
Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03)
se realiza los caacutelculos y el anaacutelisis que cumplan con la norma sismo resistente colombiana NSR 10 de un saloacuten comunal con una (01) planta y una (01) cubierta ubicado en el barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio en el departamento del Meta
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911 Generalidades
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 38482
Aacuterea construida 1er piso (m2) 38482
Sistema estructural Poacuterticos en concreto reforzado
resistentes a momento
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos Si
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
30
Fuente Propia
9111 Descripcioacuten del proyecto
El proyecto contempla el disentildeo de un saloacuten comunal con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado con cubierta liviana soportada sobre perfiles metaacutelicos con una pendiente mayor a 15 grados La estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 18 Configuracion general del modelo
Fuente Propia
912 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el
procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y
CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1]
despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios geoteacutecnicos) y
realizar el disentildeo arquitectoacutenico se debe realizar el disentildeo estructural para lo cual
siguen los pasos de la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para
edificaciones nuevas y existentesrdquo [1]
Pre dimensionamiento y se define el tipo de sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de la estructura en un programa de elementos finitos
para determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
913 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del saloacuten comunal
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
914 Cargas
9141 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
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9142 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP 09D+09PP+10Ex+03Ey 09D+09PP+10Ex-03Ey 09D+09PP+10Ey+03Ex 09D+09PP+10Ey-03Ex 09D+09PP+16Wx 09D+09PP+16W(-x) 09D+09PP+16Wy 09D+09PP+16W(-y) 09D+09PP-10Ex+03Ey 09D+09PP-10Ex-03Ey 09D+09PP-10Ey+03Ex 09D+09PP-10Ey-03Ex 12D+12PP+10Ex+03Ey+10L 12D+12PP+10Ex-03Ey+10L 12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L 12D+12PP+16L+05Lr 12D+12PP+16Lr+08Wx 12D+12PP+16Lr+08W(-x) 12D+12PP+16Lr+08Wy 12D+12PP+16Lr+08W(-y) 12D+12PP+16Lr+10L 12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wx+10L+05Lr 12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wy+10L+05Lr 12D+12PP-10Ex+03Ey+10L 12D+12PP-10Ex-03Ey+10L 12D+12PP-10Ey+03Ex+10L 12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9143 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite de
resistencia
D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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915 Cargas muertas y cargas vivas
Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS
Teja Aluzinc + Anclajes 015 KNm2
Baldosa Ceraacutemica 08 KNm2
Luminarias 18 KN
Mamposteriacutea De Bloque De Arcilla (Pantildeetado En Ambas Caras)
2 KNm2
Muros Cortina De Vidrio Entramado Y Marco 050 KNm2
Placa De Tanque 360 KNm2
CARGAS VIVAS
Terraza Tanque 2 KNm2
Saloacuten Comunal 2 KNm2
Cubierta Liviana 05 KNm2
Tanque De Agua 1000 Lts 1000 KN
Aacuterea De Placa Sobre La Cual Se Apoya El Tanque De 1m3
1000 m2
Carga Uniforme Sobre Placa De Tanque 100 KNm2
Fuente Propia
916 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del saloacuten comunal (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva (ver Memoria de caacutelculo saloacuten comunal)
Tabla 4 Peso saloacuten comunal
Caacutelculo del peso del saloacuten comunal
MUROS VIGAS Y PLACA
Peso Total 122018 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9161 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 19 Espectro de disentildeo
Fuente Propia
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Ilustracioacuten 1 irregularidad torsional Fuente A3-1 NSR 10
9162 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea
INCOMPATIBILIDADES
ϕp = 090 Irregularidad en planta A12 [1]
Fuente Figura A3-1 NSR 10
ϕa = 100 Irregularidades en Altura Tipo
3A Geomeacutetrica [1] Sin irregularidad
ϕr = 075 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] En sistemas de poacutertico resistente a
momentos Ro = 70 DES
Fuente Propia
Tabla 8 Calculo irregularidad torsional DESPLAZ (m) 12DE+10L +10E
Piso 1 Tipo Riacutegido
A3-1 NSR 10
d prom (m) 00120
d max (m) 00120
Irregularidad torsional normal
o extrema
ϕp = NA (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
Fuente propia
1R = 021
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9163 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Tabla 9 Periodo fundamental T (s) F (Hz)
018 544
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 4
Ta = Ct hα 016
T lt CuTa Verificacioacuten
018 lt 0194 CUMPLE
Fuente Propia
9164 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
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Tabla 11 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 122018 123315 123315
917 Cargas de viento
Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 40 m Altura alero
h c 56 m Altura cumbrera
h m 48 m Altura media
L 242 m longitud estructura
B 249 m profundidad estructura
α gt 150 grados pendiente de techo
A techo 3411 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
A continuacioacuten se evaluacutea cada una de las paredes externas del saloacuten comunal para determinar la clasificacioacuten del cerramiento de la edificacioacuten El aacuterea total del techo es de 34112 m2 no tiene aberturas Ag de cada una de las paredes se calcula teniendo con la sumatoria del aacuterea gruesa de todas las paredes maacutes la sumatoria total de aacuterea total de techo menos la pared actual
Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento
Fuente Propia
Fuerza de viento procedimiento analiacutetico Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
CLASIFICACION DE CERRAMIENTO EDIFICACION PARCIALMENTE
ABIERTA
EDIFICACION DE BAJA ALTURA SI
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Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-
1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga Para estructuras riacutegidas el factor de efecto
de raacutefaga 085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
Gx 0880624121 Factor de efecto raacutefaga
Gy 086781881 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia
Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2 (ver memoria de caacutelculo)
9171 Carga de viento para teja y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 18 3 gt 05
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Tabla 16 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Ancho teja 05 m
Separacioacuten correas 18 m
Luz correas 42 m
A aferente teja 06 m Ancho efectivo teja
A aferente correa 18 m Ancho efectivo correa
A ef teja 11 m2 Aacuterea efectiva teja
A ef correa 75 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
teja -26 05
correas -22 04
Edificios bajos lt18m
P Presioacuten teja 07 KNm2
P succioacuten teja - 13 KNm2
P presioacuten correa 06 KNm2
P succioacuten correa -17 KNm2
Fuente Propia
918 Derivas
Las derivas maacuteximas son de 0231 Por lo tanto la estructura cumple con el criterio de
deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1] (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1
Figura 20 Planta de vigas aereas
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9191 Generalidades todos los ejes
Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1
Viga tipo 1 25X40
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 3595 Kn
Momento Mu (Knm) (-) 2573 Knm
Momento Mu (Knm) (+) 2341 Knm
Luz de viga 66 m
Hmin (L16) 041
Fy (Mpa) 420 Mpa
Fc (Mpa) 21 Mpa
λ (Concreto de peso normal) 1
B1 085
Fuente Propia
9192 Disentildeo a flexioacuten
Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Fuente Propia
Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1
As min 1 19836 mm2
As min 2 24240 mm2
b 025 m
h asum 035 m
d 029 m
d 005 m
Ф 09
Mn- 286
Mn+ 260
pmin 00033
Pmax 00135
P req- 00034
P req+ 00030
As- 2436 mm2
As+ 2208 mm2
Fuente Propia
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Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1
a 37459 mm a 3745882353
c 44069 mm c 4406920415
Pdisentildeo- 0005 Pdisentildeo+ 0005473141
ФMn- 40943 ФMn+ 4094267088
Chequeo CUMPLE Chequeo CUMPLE
Revisioacuten Ф 00168 Revisioacuten Ф 00168
Correccioacuten Ф 18834 PHI=09 Correccioacuten Ф 18834 PHI=09
Fuente Propia
9193 Disentildeo a cortante
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C11 [1] de la normativa vigente
Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE
Liacutemite de esfuerzos 458
bw (m) 025
h (m) 035
d 005
d (m) 029
fc (MPa) 21
Cortante maacuteximo Vu 1-1 (KN) 3595
fVc (KN) 3399
Vs (KN) 327
VultfVc Refuerzo a
cortante
VS gt 4 VC CUMPLE
s arranque (m) db = 38 531
s max 2 068
VS gt 033 x bW x d 13232
VS lt 066 x bW x d 26464
Av min (mm2)-1 24596
Av min (mm2)-2 3030
Fuente Propia
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9194 Disentildeo a torsioacuten
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C1151 [1] de la normativa vigente donde Acp es Aacuterea encerrada por el periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal de concreto y Pcp es el Periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal y para realizar el chequeo se utiliza la siguiente formula
Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1
Tu 357 Knm
Acp 87500 mm2
Pcp 120000
Chequeo Tu 182005228 Knm
Fuente Propia
9195 Calculo de las propiedades y revisioacuten de la seccioacuten de
concreto
Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 X1 0160475 mm
Y1 0260475 mm
Aoh 4179973 mm2
Ao 3552976678 mm2
d 290875 mm
Ph 8419 mm
Fuente Propia
Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto
Vu 3595000 N
Vc 4532052798 N
Ecuacioacuten 11-18 Del Aci 1256291283 Nmm2 273579769 Nmm2
Revisioacuten Cumple Seccioacuten
Fuente Propia
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9196 Refuerzos
Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten
Tn 476 Knm
Ѳ 45 Grados 0617369624
Ats 015949068 mm2mm para 1 rama de estribo
Avs 0026733842 mm2mm para 2 ramas de estribo
Fuente Propia
Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos
2At+Av 0345715203 mm2mm para 1 ramas de estribo
S estribos 38 0411 m
S max permisible 0105 m
Fuente Propia
Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten Al 1342752036 mm2
Min Al 2667001698 mm2
Fuente Propia
9197 Calculo de deflexiones para la viga con la mayor luz
Viga 025 X 035 Deflexioacuten 0002 M Deflexioacuten Permitida 0017833333 M
Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1
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9110 Columnas
91101 Revisioacuten de refuerzo de columnas elemento con el mayor
momento
Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas
91102 Flexioacuten y carga axial
Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas
Fy (MPa) 420
Es (Gpa) 200
fc (Mpa) 21
Ec (Gpa) 2154
d 030
Ndeg Barras 10
b (m) 035
h (m) 035
r (m) 004
a 014
A 00002
Lu (m) 365
k 1
r 0105
Mu sup (KNm) 2733
Mu inf (KNm) 2531
Pu (KN) 12307
Vu (KN) 145
Cm 060
Ig (m4) 00013
Ise (m4) 00001
EI1 (Pa) 2096674615
EI2 (Pa) 8287338453
Pcr 1 6213052808
Pcr 2 2455777882
L1 0601
L2 0603
Pu (KN) 12307
Mu 1526
Mu 2531
09
a= 166695060
b= 14126700
c= 2812222
0002039812
0082705951
As (mm) 122500
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Fuente Propia
91103 Cortante
Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas
s 1 00153
s 2 00060
Asmin (mm2) 4374
s min (m) 38 0592
Ash1 (mm) 1063
Ash2 (mm) 2411
d min (mm) 7
vc Mpa1 0764
vc Mpa2 0764
vc Mpa3 1375
vc Mpa 0764
Vc (KN) 62460
VultVc Ok
vs (KPa) -391512
s (m) d = 38 -0370
Fuente Propia
91104 Refuerzo
Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna
Ref Long
h (m) 365
Asmin 1225
As (mm2) 1791
995 1791
Asmax 4900
Ref Transv Z conf
s(m) 009
L Zconf 06 m
Ref Transv min
s (m) 010
Complemento si
Fuente Propia
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Ver detalles de las columnas en el plano E03 y E01
9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal
Con los datos obtenidos del anaacutelisis estructural se considera dimensionar la placa de fondo o contrapiso por medio de una losa maciza en dos direcciones
Figura 25 Losa maciza en dos direcciones
91111 Dimensionamiento de placa y avaluoacute de cargas
Espesor de placas macizas en dos direcciones sin vigas interiores determinado seguacuten las secciones C13 y C95 [1]
La 30 m
Lb 30 m
a = LbLa 100
Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza
Paneles exteriores sin aacutebacos
eMin sin vigas de borde 010 m
eMin con vigas de borde 009 m
paneles interiores sin aacutebacos 009 m
Paneles exteriores con aacutebacos
eMin sin vigas de borde 009 m
eMin con vigas de borde 008 m
paneles interiores con aacutebacos 008 m
e asumido 010 m
Carga de peso propio de Placas y estructuras encima (KNm2)
Peso propio losa 24 KNm2
Piso y alistado 10 KNm2
Muros eventuales 30 KNm2
D 64 KNm2
Carga viva 18 KNm2
Impacto 10 018 KNm2
L 20 KNm2
wu 838 KNm2
Fuente Propia
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Utilizando el procedimiento de la seccioacuten C139 ldquoLosas en dos direcciones apoyadas sobre muros o vigas riacutegidasrdquo [1] del Reglamento vigente (Meacutetodo de los Coeficientes) se divide el panel en consideracioacuten en cada direccioacuten en franjas Centrales cuyo ancho es la mitad del panel y medias franjas de columnas con un ancho igual a un cuarto del panel
91112 Franjas centrales
Tabla 31 Franjas centrales
Momentos negativos en los bordes (Tabla C139-1)
Caneg 0045
Cbneg 0045
Ma (negativo) 34 KNm
Mb (negativo) 34 KNm
Momentos positivos (Tablas C139-2 Y C139-3)
Ca D positivo 0018
Cb D positivo 0018
Ca L positivo 0027
Cb L positivo 0027
Ma (positivo carga muerta) 10 KNm
Ma (positivo carga viva) 05 KNm
Ma (positivo total) 15 KNm
Mb (positivo carga muerta) 10 KNm
Mb (positivo carga viva) 05 KNm
Mb (positivo total) 15 KNm
Fuente Propia
91113 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior Franja central
Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
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91114 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior Franja central
Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Fuente Propia
91115 Franjas de columnas
Los momentos en los bordes seraacuten 23 de los calculados en la franja central
Momentos negativos La 23 KNm Momentos positivos La 10 KNm Momentos negativos Lb 226
Momentos positivos Lb 101
91116 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior franja de columnas
Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas
Fuente Propia
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91117 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior franja de columnas
Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
91118 Cortante
Para el caacutelculo de las reacciones se utiliza la Tabla C139-4 [1] en donde para m=09 en el caso 2 el 60 de la carga se transmite en la direccioacuten de la luz menor y el 40 en la direccioacuten de la luz mayor
Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso V1 63 KN
V2 63 KN
Vd1 60 KN
Vd2 60 KN
Vu 91 KN
Ф 075 KN
Vc 4674 KN
ФVc 3506 KN
CUMPLE
Fuente Propia
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Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02)
9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten
Se realiza el disentildeo de dos tipos de zapatas centrales y esquineras ya que el terreno de la edificacioacuten es colindante con una finca las zapatas esquineras fueron disentildeadas con el meacutetodo calavera [16]
91121 Zapata Z-1 central
La zapata Z-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
91122 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
La zapata Z1 se utiliza en los Puntos 1 3 6 7 8 10 11 12 13 14 17 18 19 20 21 22 23 25 26 27 28 30 31 32 33
Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 )
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 936
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 94
Momento (KNm) 2-2 135
Momento (KNm) 3-3 168
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 1226
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN) 000
Carga maacutex horizontal Hu (KN) 1266
Momento (KNm) 2-2 198
Momento (KNm) 3-3 231
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
Concreto de peso normal No liviano 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 )
PS (KN) 936Kn
Peso de zapata (KN) 184Kn
Aacuterea de zapata (m2) 06m2
Zapata rectangular de L (m) 07m
A (m) 160m
B (m) 160m
Espesor t (m) 030m
Recubrimiento r (m) 0075m
d (m) 021m
Prof de cim 13m
Figura 27 Diagrama zapata (Z1)
Fuente Propia
Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0145
ey (m) 018
Relacioacuten exey 12
B recomendado 20
A6 03
B6 03
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 53 KNmsup2
q2 970 KNmsup2
q3 495 KNmsup2
q4 380 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 23 KNmsup2
q2 1273 KNmsup2
q3 607 KNmsup2
q4 495 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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91123 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1
Cortante Bidireccional Z1
Ancho de pedestal b c 035 m
Largo de pedestal l c 035 m
Lcd 2 11
V (d2) 867 Knm2
Vu (d2) 2380 Kn
Beta 10
Bo 22 m
065
Vc1 7146 Kn
Vc2 6687
Vc3 4624
Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1
Direccioacuten Larga
Lcd 04
V(d) 949
Vu(d) 714
φ 075
φc= 1963 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 04
V(d) 949 Knm2
Vu(d) 714 Kn
φ 075
φc= 1963 Kn
Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 16
B (m) 16
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
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Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 45 Resistencia al aplastamiento
Z1
Resistencia al aplastamiento
Pu 1226
φ 065
A1 012
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 24
raiacutez(A2A1) 44
Phi Pnb 28426 Kn
Fuente Propia
91124 Disentildeo a flexioacuten
Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta
Abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2
Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 02 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000156
Pasumido 000333
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras
90
separacioacuten 018 m 14 c018 en
la direccioacuten corta abajo- Son 9
Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2 Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09 Pmin 00033
Pdisentildeo 00016
Pasumido 00033
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 90
Separacioacuten 018 m 14 c018
en la direccioacuten larga abajo- Son 9
Fuente Propia
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Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1
Fuente Propia
Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas
de viento en la memoria de calculo del salon comunal)
91125 Zapata esquinera Z-2
La Zapata Z-2 se utiliza en los puntos 2 4 9 15 16 5 29 se realiza el disentildeo de la zapata cuadrada esquinera con vigas aeacutereas siguiendo el fundamento teoacuterico de Joseacute calavera [16] en el cual se supone que la zapata estaacute apoyada sobre Vigas virtuales en voladizo
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 0625 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 7056 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 60
Separacioacuten 028 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 6
Separacioacuten usada 025 m
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Figura 29 Diagrama Zapata Z2
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
El procedimiento mediante el cual se determina las tenciones maacuteximas y miacutenimas es el siguiente
Se fijan las dimensiones de la zapata b h
Se determina el coeficiente de balasto K mediante la ecuacioacuten (1) en donde
f es el factor de correlacioacuten de aspecto de la zapata ecuacioacuten (2) y KL es el
moacutedulo de balasto lineal ecuacioacuten (3)
Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto
Ecuacioacuten (1) Ecuacioacuten (2) Ecuacioacuten (3)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
A continuacioacuten se encuentran las ecuaciones que se utilizan para calcular
la fuerza de traccioacuten T y las tensiones qmax y qmin la placa de la zapata estaacute
sometida a dos momentos maacuteximos que producen tracciones en la cara
superior e inferior
Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2
Ecuacioacuten (4) Ecuacioacuten (5) Ecuacioacuten (6)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
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9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2)
Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 b1 035 m
b2 035 m
P serv 6226 KN
Qa 200 KNm2
Momento 3-3 serv 1353 KNm
Momento 2-2 serv 1682 KNm
Pultimo 822 KN
Momento ultimo 3-3 205 KNm
Momento ultimo 2-2 2546 KNm
Fc 21 MPa
Fy 420 MPa
Columnas Laterales 20
Fuente Propia
Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2
Peso de Zapata 18432 Kn
Amin 040346 m2
B 16 m
L 16 m
Aacuterea Definitiva 256 m2
Espesor t 03 m
Altura de la Vcim h 03 m
Recubrimiento r 0075 m
d (m) 0225 m
Prof de cimentacioacuten 130 m
W 085 m
Fuente Propia
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Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 emax 027
emin 022
B6 027 m
L6 027 m
Moacutedulo de balasto K 05 nmm3
075
Bc (b2b1) 1
Ec 21538106 Mpa
Ic 1250520833 mm4
Kc 0176 nmm3
Ts 30647 Kn
Tu 40463 Kn
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
qsmax 60503 Knm2
qsmin 2537 Knm2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
qumax 69786 Knm2
qumin -6745 Knm2
qum 31520 Knm2
Fuente Propia
Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento
Ancho de columna bc 035 m
Largo de columna Lc 035 m
Vup 68130429 Kn
Bo 093 m
1
up 3273534126 Knm2
v 065
Vc1 9928914006 Knm2
Vc2 1704016323 Knm2
Vc3 1489337101 Knm2
Verificacioacuten CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2
Direccioacuten Larga y Corta
Vud 51693 Kn
ud 143593 Knm2
065
Vc 496446 Knm2 CUMPLE
Fuente Propia
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Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2
Refuerzo Parrilla superior e inferior
q prom 3152 Knm2
Mu 6993 Knm
Mn 7770 Knm
Fy 420 MPa
Fc 21 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d = r + barra 0075 m
d 0225 m
09
P min 00033
P disentildeo 00023
P asumido 00033
As 1188 mm2
Barra No 5
Cantidad de Barras 6
separacioacuten 024 m
15 c024 en la direccioacuten Corta y Larga Abajo - Son 6
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en el plano E01 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de los dos tipos de zapatas que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten
Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten
b 035
h 035
d 0275
Fc 21
Fy 420
C o T 6165 Kn
Tu 4046319494 Kn
Asreq 1070454893 mm2
Asmin 317625 mm2
Asdis 317625 mm2
Barras No 5
Cantidad 2
Fuente Propia
Tabla 58 Disentildeo de viga virtual b 03
h 03
d 0225
Fc 21
Fy 420
Mp 4303573333
P 0007389068
Asreq 4987620775 mm2
Asmin 22275 mm2
Asdis 4987620775 mm2
Barras No 5
Cantidad 3
Fuente Propia
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Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014)
A1 (m2) 01225
065
t (m) 03
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 (m2) 09025
raiz(A2A1) 27143
Factor 2
F aplastamiento (KN) 28426125
Fu (KN) 822
Fu lt F aplastamiento CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 60 Altura miacutenima de desplante
Put (KN) 0
B (m) 16
L (m) 16
sad (KNm2) 200
g (KNm3) 18
qu (KNm2) 0
FS 2 2
z (m) 0
Df (m) 130
Fuente Propia
Figura 31 Diagrama Viga Virtual
Ver cargas de servicio y Reacciones de servicio en la memoria de caacutelculo del saloacuten comunal
9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten
91151 CAacuteLCULO viga cimentacioacuten estructura de concreto - VC1
En el cortante maacuteximo se utiliza el 10 de la carga de la cimentacioacuten
Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1
Viga de Cimentacioacuten tipo 1 VC-1 30x30
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 1226
Momento Mu (KNm) 693
C oacute T (KN) 920
As min (mmsup2) 1103
Densidad del suelo (KNm3) 18
Profundidad de cimentacioacuten (m) 10
Wu o subpresioacuten (KNm) 378
Luz de viga (m) 413
Hmin (L30) 021
fy (Mpa) 420
fc (MPa) 21
Concreto de peso normal) 10
Fuente Propia
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91152 Disentildeo de cortante
Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1
bw (m) 030 bw gt 03h oacute 250mm
Espesor h (m) 030 Espesor
d 007 Recubrimiento
d (m) 022
fc (MPa) 21 Resistencia del concreto miacutenima
Vu 1-1 (KN) 2007
Vc (KN) 3659
Vs (KN) -1652 VS gt 05 Vc Si Vs mayor que 12 de Vc Ref cortante
VultVc CUMPLE Criterio para refuerzo de cortante
v u - v c (KN) -24625
s (m) db = 38 -057 Separacioacuten miacutenima Z C= -057 lt 030m
s (m) db = 14 -011
VS gt 033 x bW x d 13610 Espaciamiento maacuteximo es d4
VS lt 066 x bW x d 27220 Cumple
Av min (mm2)-1 -11469
Av min (mm2)-2 -14128
Fuente Propia
91153 disentildeo de momentos
Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del
slaon comunal) bw (m) 030
d (m) 022
As min (mm2)-1 18302
As min (mm2)-2 22365
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en los planos E01 y E02 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de las vigas de cimentacioacuten con sus respectivos despieces que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros
Se disentildea la loza maciza en donde va a estar ubicada el tanque elevado que tambieacuten serviraacute de zona de mantenimiento para la cubierta
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Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L
DATOS
Luz 36 m
Fc 21000 Knm2
Fy 420000 Knm2
D 44 Knm2
L 10 Knm2
DIMENSIONES
H placa L20 018
H asumido 015
Recubrimiento 003
Barras Numero 4
db 00127
d 01137
disentildeo para un ancho de 1 m
b 1m
CARGAS
D 44 Knm2
L 10 Knm2
Wu 2128 Knm2
Mu 344736 Knm
CUANTIA
φ 09
Rn max 8925
Rn 2965549985
P cuantiacutea 0007771349
Pmin 00033
Fuente Propia
91161 Refuerzo
Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L
Ref principal
As M2m 0000883214
As mm2m 883213864
Espaciamiento max 045 m C765
Acero suministrado
Barras No4
Aacuterea barra cu 129
Cantidad 7
Espaciamiento 014
Acero suministrado 903 OK
Fuente Propia
Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L
REFUERZO PRINCIPAL
Barra Diaacutemetro Aacuterea Cantidad Espaciamiento
No3 95 71 1243963189 008
No4 127 129 6846619101 014
No5 159 199 4438260623 022
No6 191 284 3109907972 032
No7 222 387 2282206367 043
No8 254 510 173179189 057
Fuente Propia
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Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05)
91162 Calculo de deflexiones losa maciza e=15cm
Posterior al disentildeo de la losa se realizoacute la verificacioacuten de la deflexioacuten maacutexima para que no superara lo permitido por la norma [1] asiacute como se muestra a continuacioacuten
Tabla 67 Solicitaciones
SOLICITACIONES
D 44 KNm2
L 10 KNm2
LUZ 36 m
e 015 m
Fc 21000 KNm2
Fy 420000 KNm2
Ec 2153810577 KNm2
Es 200000000 KNm2
deflexioacuten 0003610345
Ig 000028125
deflexioacuten maacutexima permitida 001
Fuente Propia Una vez calculada la deflexioacuten de la losa se obtuvo un valor de 000361 y siendo
l360=001 nuestra deflexioacuten maacutexima permitida por la norma seguacuten tabla C95
(b) Se cumple este requisito (ver detalles en los planos)
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9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Se realizoacute el disentildeo de la mamposteriacutea NO estructural teniendo en cuenta las siguientes condiciones por la ubicacioacuten del proyecto
Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Ubicacioacuten Villavicencio Meta
Aa 035
Av 03
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Uso residencial
Grupo de uso II
Coeficiente de importancia I 11
Perfil del suelo Tipo c
Fa 105
Fv 15
Grado de desempentildeo del elemento no estructural BUENO
T 017 seg
Fuente Propia Tomando en cuenta lo establecido en la norma se determinoacute que en el caso del saloacuten comunal son muros divisorios con las siguientes caracteriacutesticas encontradas en la tabla A95-1 [1] muros divisorios de con coeficiente de aplicacioacuten dinaacutemica ap = 10 grado de desempentildeo bueno y tipo de amarres y anclajes No duacutectiles
Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales
ap 1
Tipo de anclaje No duacutectil
Rp especiales 6
Rp duacutectiles 3
Rp no duacutectiles 15
Rp huacutemedos 05
Hn 600 m
Heq 45 m
Hx 4
Sa 101
As 040
ax 094325
Fuente Propia Definidas las caracteriacutesticas de la mamposteriacutea no estructural se procedioacute al caacutelculo de la fuerza siacutesmica de disentildeo y con esto se realizoacute el disentildeo correspondiente
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Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural
L Muro 585 m
H Muro 3 m
Peso muro 3159 Ton
Fp 099324225
Limite 0552825
Fp asumida 099324225 Ton
Momento PXL4 099324225 Tonm
Cortante 0496621125 Ton
Fuente Propia
91171 Dovelas
Se emplearaacuten dovelas de 15x15cm como se muestra a continuacioacuten
Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas
Revisioacuten de la flexioacuten
Fc 210 Kgcm2
Fy 4200 Kgcm2
c 75 cm4
I 421875 cm4
Ф 09
Fr 2608447814 Kgfcm2
M 1467251896 Kgfcm
M 014672519 Tonm
Numero de dovelas
6 Und
Separacioacuten 097 m
Revisioacuten del cortante
Barra 12
Aacuterea 129 cm2
Diaacutemetro 127 cm
M 99324225 Kgfcm
Inercia 0127698501 cm4
c 0635 cm
ά 4200 Kgfcm2
V 1689240009 Kgf
V 0168924001 Ton
Vtotal 1013544005 Ton
Vu 0496621125 Ton
Fuente Propia Una vez verificados todos los paraacutemetros se comprueba que cumplen con lo exigido con la normativa (Ver detalles constructivos en plano E05)
9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente
Se realizoacute el disentildeo de las correas metaacutelicas para la cubierta teniendo en cuenta lo siguiente
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91181 Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500
Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 b 50 mm ancho del elemento
h 150 mm altura del elemento
e 3 mm
E 200000 Mpa moacutedulo de elasticidad
Fy 350 Mpa esfuerzo liacutemite de fluencia
A 1141 mm2 Aacuterea del elemento
Zx 51430 mm3 Coeficiente momento plaacutestico
Zy 23490 mm3
Sx 39810 mm3
Sy 21060 mm3 Coeficiente momento elaacutestico
lx 2985500 mm4 Inercia en el eje deacutebil del elemento
ly 526500 mm4
rx 512 mm Radio de giro en el eje x
ry 215 mm Radio de giro en el eje y
J 1508000 mm4 Constante torsional
09 Coeficiente para elementos sometidos a flexioacuten
rts 3450560744 mm
Ho 144
L 415 m
Fuente Propia
Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm
Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm
Mactuante 332
Pendiente cub gt 15deg
Mx(Knm) 3206873743
My(Knm) 085927923
Fuente Propia
Ya asignada la seccioacuten que se usara se realizan las correspondientes revisiones para asegurar que cumple con todo lo requerido por la normativa
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Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm
Fuente Propia
Revisando la resistencia a momento de la correa con la anterior ecuacioacuten obtenemos 0314078686 este valor es inferior a 1 Por lo tanto cumple con lo requerido con la normativa al igual que los chequeos del liacutemite de la aleta y el alma (ver detalles en planos E03 y E04)
9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales
91191 Cercha cubierta
Es necesaria una cercha en la cubierta del saloacuten comunal debido a las grandes luces entre columnas ya que se requeriacutea espacios amplios donde se puedan reunir las personas en los eventos que se organicen en la edificacioacuten La cercha se encarga de soportar los elementos principales de la cubierta trabaja especialmente para las cargas verticales por ende no se ve muy afectada por las cargas siacutesmicas a la que esteacute sometida la estructura A continuacioacuten se presentan la condicioacuten maacutes criacutetica para la cercha donde se muestra el iacutendice de sobreesfuerzo de cada elemento estructural mediante una gama de colores si el elemento presenta falla en la imagen se evidencia que no hay ninguacuten elemento que este fallando o con sobreesfuerzo (ver detalles en planos)
Figura 34 modelo cercha
Descripcioacuten Tubo rectangular 150x50x3mm
Chequeo btf(Aleta) 1466666667
Chequeo Htw (Alma) 48
Limite Nsr-10 (Aleta) 2677312085
Limite Nsr-10 (Alma) 5784906469
CompactaNocompacto (Alma) Compacto
CompactaNo compacto (Aletas) Compacto
mnx 1620045 Knm
mny 739935 Knm
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92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO
921 Generalidades
Tabla 75 Generalidades Polideportivo
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 88275
Aacuterea construida 1er piso (m2) 88275
Sistema estructural
Poacuterticos en concreto reforzado resistentes a momento
Peacutendulo invertido
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos No
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
20
Fuente Propia
9211 Descripcioacuten del proyecto Polideportivo
El proyecto contempla la revisioacuten del disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple siguiendo las especificaciones del documento del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo [1] con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado - peacutendulo invertido la estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas con una cubierta liviana a dos aguas desarrollada en estructura metaacutelica a base de cerchas espaciales que soportan correas tubulares de laacutemina delgada Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 35 ver memoria de calculo
922 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar la revisioacuten del disentildeo de este proyecto se
basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO
DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL
REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios
geoteacutecnicos) y analizar el disentildeo arquitectoacutenico propuesto por el DNP y aprobado
por Coldeportes para ver si se ajusta al aacuterea y especificaciones del terreno se
debe realizar la revisioacuten del disentildeo estructural para lo cual se siguen los pasos de
la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para edificaciones nuevas y
existentesrdquo
Teniendo en cuenta el documento base del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo
[1] se obtiene los paraacutemetros de la estructura predimensionamiento y
sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de estructura en un programa de elementos finitos para
determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
923 Cargas
A continuacioacuten se describen los tipos de cargas que se deben tener en cuenta para este tipo de estructura
Carga Muerta
La carga muerta corresponde al peso propio de la estructura y peso de los demaacutes elementos que permanecen fijos durante la vida uacutetil
Carga Viva
La carga viva corresponde a cargas gravitacionales que pueden variar durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras y tienen naturaleza variable se debe considerarse en el disentildeo la existencia de las mismas para determinar las condiciones de disentildeo criacuteticas
9231 Caacutelculo de la carga siacutesmica
Para calcular el peso que inercialmente contribuye al efecto siacutesmico se consideran los pesos de la estructura desde la placa de cimentacioacuten hacia arriba es decir vigas columnas placas y demaacutes
Cargas de viento
Cada estructura estaacute sometida a acciones de viento estas cargas variacutean con respecto a la ubicacioacuten geograacutefica la altura sobre el nivel del terreno el terreno y algunos otros factores Las cargas suelen ser importantes que las cargas siacutesmicas en estructuras con gran altitud
9232 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
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W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
9233 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP
09D+09PP+10Ex+03Ey
09D+09PP+10Ex-03Ey
09D+09PP+10Ey+03Ex
09D+09PP+10Ey-03Ex
09D+09PP+16Wx
09D+09PP+16W(-x)
09D+09PP+16Wy
09D+09PP+16W(-y)
09D+09PP-10Ex+03Ey
09D+09PP-10Ex-03Ey
09D+09PP-10Ey+03Ex
09D+09PP-10Ey-03Ex
12D+12PP+10Ex+03Ey+10L
12D+12PP+10Ex-03Ey+10L
12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L
12D+12PP+16L+05Lr
12D+12PP+16Lr+08Wx
12D+12PP+16Lr+08W(-x)
12D+12PP+16Lr+08Wy
12D+12PP+16Lr+08W(-y)
12D+12PP+16Lr+10L
12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wx+10L+05Lr
12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wy+10L+05Lr
12D+12PP-10Ex+03Ey+10L
12D+12PP-10Ex-03Ey+10L
12D+12PP-10Ey+03Ex+10L
12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9234 Combinaciones de carga para condiciones de servicio D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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924 Carga Muerta y viva
Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS TEJA ALUZINC + ANCLAJES 015 Knm2
LUMINARIAS 18 Kn
CARGAS VIVAS
CANCHA MULTIJUEGO 2 KNm2
CUBIERTA LIVIANA 05 KNm2
Fuente Propia
925 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del Polideportivo (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva
Tabla 78 Peso Polideportivo
caacutelculo del peso edificacioacuten polideportivo
MUROS VIGAS Y PLACA
JOINT F1 F2 F3 M1 M2 M3
111 78486 577 127066 -107534 4668895 -5807
113 -78477 5769 127067 -107523 -4668425 5819
559 85765 -06 154782 14039 5019147 -07335
561 -85773 -06 154779 14039 -5019667 07378
671 85839 0563 154809 -12767 5023079 07215
673 -85847 0563 154806 -12763 -5023578 -07254
783 78396 -5734 127049 107367 4663685 59208
785 -78388 -5733 12705 10737 -4663244 -59322
Peso Total 112741 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9251 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 36 Espectro de disentildeo
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Por medio del programa de elementos finitos ETABS calculamos el centro de masa que se puede observar en la siguiente tabla
Piso X Y ex ey
1 132579 100245 005 005
En donde
X y Y son las coordenadas del centro de masa seguacuten los ejes
ex porcentaje de torsioacuten en el piso en X y ey Porcentaje de torsioacuten en el
piso en Y (excentricidad accidental)
9252 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea INCOMPATIBILIDADES
= 100 Irregularidad en planta Ver
anexo A12 [1] Sin irregularidad
= 100 Irregularidades en Altura Sin irregularidad
= 100 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] Sin irregularidad
DES
1 = 0143
9253 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura los valores Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Ilustracioacuten 2 ecuacioacuten periacuteodo fundamental de la edificacioacuten
Fuente ilustracioacuten (A42-1) NSR 10
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Ilustracioacuten 3 ecuacioacuten definida en A43-3 de la
NSR 10
Piso Peso (KN) hx hi Fi (KN) di (m) mdi^2 Fi di T (s) F (Hz)
1 112741 600 113939 00081 00074 91732 018 559
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 82 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 6
Ta = Ct hα 024
Tlt CuTa Verificacioacuten
018 lt 024 CUMPLE
Fuente Propia
9254 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
K 100 Para T menor o igual a 05 segundos k = 10 (A432)
Cvx 100
Tabla 83 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 112741 113939 113939
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926 Cargas de viento
Tabla 84 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 60 m Altura alero
h c 90 m Altura cumbrera
h m 75 m Altura media
L 330 m longitud estructura
B 268 m profundidad estructura
α 150 grados pendiente de techo
A techo 8828 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
9261 Fuerza de viento procedimiento analiacutetico
Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
Tabla 85 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
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Tabla 86 Datos para calculo Factor raacutefaga FACTOR DE RAFAGA G O Gf
Para estructuras riacutegidas el factor de efecto de raacutefaga
085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
ɛ 0333 Tabla B65-2
l 975 Tabla B65-2
zmin 90 m Tabla B65-2
Lz 94135215 Longitud integral a escala
Bx 72 m Longitud edificio
By 142 m Ancho edificio
h 48 m Altura media edificacioacuten
Qx 09248 Respuesta del entorno
Qy 09032 Respuesta del entorno
c 03 Tabla B65-2
Iz 03053 Intensidad de la turbulencia
gQ = gv 34 B658 NSR-2010
Gx 0875258244 Factor de efecto raacutefaga
Gy 0863533629 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2
9262 Carga de viento para tejas y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 3 3 gt 05
Para determinar las presiones netas de las correas se utiliza la figura B65-16B [1] y el Angulo de la cubierta del polideportivo es de 15deg
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Tabla 87 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Separacioacuten correas 20 m
Luz correas 90 m
A aferente teja 30 m Ancho efectivo teja
A ef correa 270 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
correas 17 -17
Edificios bajos lt18m
P presioacuten correa 09 KNm2
P succioacuten correa -09 KNm2
Fuente Propia
927 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del polideportivo
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
928 Derivas
En la siguiente Tabla se resumen las derivas obtenidas en las direcciones X y Y Las
derivas maacuteximas son de 0109( ver memoria de calculo) Por lo tanto la estructura
cumple con el criterio de deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1]
929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas
Se realiza la verificacioacuten del disentildeo del DNP placa deportiva para zona de amenaza siacutesmica alta de las vigas aeacutereas con dimensiones 03x06m vigas de cimentacioacuten de 03x045m columnas de 06x07m y cubierta mediante un modelo digital elaborado en el software de elementos finitos ETABS y SAP 2000 el disentildeo
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de esta estructura se realiza en concreto reforzado aporticada unida por medio de cerchas metaacutelica y correas Como se puede observar en las siguientes imaacutegenes la disposicioacuten de las vigas y las columnas del polideportivo cumple con la normativa vigente [17] se ingresan la carga de sismo carga muerta y la carga de viento como se muestra en las siguientes imaacutegenes en donde las vigas y las columnas requieren una cuantiacutea mayor a la cuantiacutea miacutenima de disentildeo sin embargo no sobrepasa la cuantiacutea maacutexima permitida
Figura 37 Columna C-01 Fuente Planos estructurales (plano E 005) DNP [1]
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Figura 38 Viga V-01
Fuente Planos estructurales (plano E 006) DNP [1]
Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01
Fuente Planos estructurales (plano E 003) DNP [1]
En la siguiente imagen se evidencia la asignacioacuten de la pseudo aceleracioacuten para elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia siacutesmica
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Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo
Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta
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Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica
Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento
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Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas
Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica
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9210 Disentildeo de la cimentacioacuten
92101 Zapata ZP-1 central
La zapata ZP-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
Tabla 88 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Cargas de Servicio
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 1560
Carga vigas de cimentacion 117
Carga pedestal 106
Carga Total servicio 45535
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 653
Momento (KNm) 2-2 558
Momento (KNm) 3-3 3893
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 3232
Momento (KNm) 2-2 773
Momento (KNm) 3-3 5550
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
l 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 89 Pre-Dimensionamiento Zapata Central
PS (KN) 4659 Kn
Peso de zapata (KN) 1560 Kn
Aacuterea de zapata (m2) 31 m2
Zapata rectangular de L (m) 18 m
A (m) 38 m
B (m) 38 m
Espesor t (m) 045 m
Recubrimiento r (m) 0075 m
d (m) 036 m
Prof de cim 15 m
Figura 46 Diagrama zapata ZP-1
Fuente Propia
Tabla 90 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0626
ey (m) 036
Relacioacuten exey 18
B recomendado 67
A6 06
B6 06
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 05 KNmsup2
q2 856 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 -568 KNmsup2
q2 1232 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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Tabla 91 Verificaciones de la zapata ZP-1
Tabla 92 Verificacioacuten de cortante Bidireccional
Figura 47 Dimensiones de la zapata
Cortante Bidireccional ZP-1
Ancho de pedestal b c 060 m
Largo de pedestal l c 070 m
Lcd 2 24
V (d2) 559 Knm2
Vu (d2) 12102 Kn
Beta 12
Bo 40 m
065
Vc1 19990 Kn
Vc2 20008
Vc3 14296
Tabla 93 Direccioacuten larga y corta ZP-1
Direccioacuten Larga
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Tabla 94 Altura miacutenima de desplante ZP-1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 38
B (m) 38
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
Tabla 95 Longitud de desarrollo ZP-1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 96 Resistencia al aplastamiento
ZP-1
Resistencia al aplastamiento
Pu 3232
φ 065
A1 042
Inclinacioacuten 1V-2H 09
A2 63
raiacutez(A2A1) 39
Phi Pnb 97461 Kn
Fuente Propia
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92102 Disentildeo a flexioacuten
Para determinar el aacuterea del acero se utiliza la siguiente ecuacioacuten
Tabla 97 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3840 knm
Mn 4267 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 04 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000212
Pasumido 000333
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras
230
separacioacuten 016 m 15 c016 en la direccioacuten corta
abajo- Son 23
Tabla 98 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3651 knm
Mn 4056 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 00020
Pasumido 00033
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras 23
Separacioacuten 016 m 15 c016
en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Fuente Propia
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Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Fuente Propia
Figura 48 esquema Zapata ZP-1
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 1600 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 28728 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 230
Separacioacuten 016 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Separacioacuten usada 025 m
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10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO
101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL
PROPUESTA DE DISENtildeO ESTRUCTURAL DE UN SALON COMUNAL Y DE UN
POLIDEPORTIVO TIPO CANCHA MUacuteLTIPLE UBICADOS EN EL BARRIO VILLA JULIANA DE LA CIUDAD DE VILLAVICENCIO
PROYECTO
CONSTRUCCION DE SALON COMUNAL EN EL BARRIO VILLAJULIANA EN VILLAVICENCIO - META
LOCALIZACIOacuteN EDIFICACION AacuteREA M2
BARRIO VILLA JULIANA VILLAVICENCIO - META
SALON COMUNAL 38482
IacuteTEM DESCRIPCIOacuteN UND CANT VALOR UNIT
V TOTAL
1 PRELIMINARES
11 Descapote manual incluye retiro M2 38691 $ 685800 $ 265339449
12 localizacioacuten y replanteo arquitectura (incluye cartera y planos)
M2 38691 $ 367400 $ 142148897
VALOR PRELIMINARES $ 407488346
2 RELLENOS
21 Relleno material tamantildeo maacuteximo 2 compactacioacuten manual
M3 468 $ 6163900 $ 288470520
VALOR RELLENOS $ 288470520
3 EXCAVACIONES
31 Excavaciones secas en conglomerado manual incluye retiro
M3 11672 $ 4158100 $ 485318047
VALOR EXCAVACION $ 485318047
4 CIMENTACIOacuteN
41 Zapata de cimentacioacuten de concreto armado
M3 245760 $ 39333071 $ 966649553
42 Viga de cimentacioacuten concreto de 3000 psi
ML 24291 $ 6304600 $ 1531450386
VALOR CIMENTACION $ 2498099939
5 ESTRUCTURAS EN CONCRETO
51 Columnas 3535 de concreto de 3000 psi
ML 16640 $ 1478500 $ 246022400
52 Viga aeacuterea 2535 (3000psi) ML 18513 $ 4624600 $ 856152198
53 PLACA CONCRETO TANQUE (3000psi) E=15cm
M2 3549 $ 18607800 $ 660316391
VALOR ESTRUCUTRAS EN
CONCRETO $ 1762490989
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6 APARATOS SANITARIOS
61 Combo sanitario lavamanos e incrustaciones
UND 1300 $ 29406500 $ 382284500
62 Conjunto ducha y registro grival UND 500 $ 9370800 $ 46854000
63 Orinal de porcelana sanitaria UND 700 $ 49165072 $ 344155504
64 Tanque agua 500LT PVC incl conexioacuten 34 - 12
UND 100 $ 51632800 $ 51632800
VALOR PRELIMINARES $ 824926804
7 PISOS
71 Placa de contra piso E=12cm (3000psi)
M2 36032 $ 3343700 $ 1204801984
VALOR PRELIMINARES $ 1204801984
8 MAMPOSTERIA
81 Muros cara vista (bloque No5) M2 41320 $ 2935877 $ 1213109514
VALOR RELLENOS $ 1213109514
9 ESTRUCTURA METALICA
91 Correa metaacutelica en tubo rectangular 100x50x300 mm
Kg 144586 $ 377300 $ 545523733
92 Estructura metaacutelica ligera autoportante
M2 9117 $ 4134539 $ 376945921
VALOR RELLENOS $ 545523733
10 CUBIERTA
101 TEJA METALICA TERMOACUSTICA TIPO TECHOLINE
M2 32787 $ 4073500 $ 1335578445
VALOR PRELIMINARES $ 1335578445
VALOR COSTO DIRECTO $ 10565808321
ADMINISTRACION (18) $ 1901845498
IMPREVISTOS (1) $ 105658083
UTILIDAD (6) $ 633948499
VALOR TOTAL COSTOS INDIRECTOS $ 2641452080
VALOR TOTAL PROYECTO $ 13678442801
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA
PRESUPUESTO PLACA POLIDEPORTIVA CUBIERTA
Iacutetem Descripcioacuten UND CANT VALOR UNIT V TOTAL
1 Realizar obras preliminares
11 Localizacioacuten y replanteo msup2 928 $1707 $1584096
$1584096
2 Construir la cimentacioacuten
21 Descapote a maacutequina nivel 000 (inc retiro) e=30 cm
m3 278 $33350 $9284640
22 Conformacioacuten del terreno msup2 928 $7802 $7240256
23 Excavacioacuten manual (inc Retiro de sobrantes)
msup3 204 $42646 $8685396
24 Concreto de limpieza e= 005 m
msup2 167 $14493 $2415403
25 Concreto cicloacutepeo 210 kgcmsup2 (3000 psi) 6040
msup3 8 $303516 $2276370
26 Zapatas concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 51 $343101 $17369488
27 Vigas de cimentacioacuten en concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 13 $386306 $5159793
28 Micropilotes d= 030 m para malla contraimpacto
m 24 $62420 $1485596
29 Cantildeuela en concreto 175 kgcmsup2 (2500 psi)
m 64 $19859 $1270976
210 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi) para cimentacioacuten
kg 4064 $3020 $12272647
$67460565
3 Construir las estructuras en concreto y metaacutelicas
31 Columnas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 26 $673473 $17537237
32 Vigas aeacutereas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 9 $756198 $6860228
33 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 ( 60000 psi) para estructura
kg 10184 $3020 $30756671
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34
Cercha en celosiacutea seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas contravientos tensores soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8352 $8843 $73859841
35
Correas tipo PHR 305x80x20mm incluye suministro e instalacion anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8222 $8843 $72711081
36
Malla contra impacto seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas tensores soldadura pintura anticorrosiva de esmalte (2 manos)
msup2 150 $183314 $27497100
37
Porteriacutea muacuteltiple fija incluye malla 100 nylon color negra entrelazada y pintura en esmalte tres manos (Incluye suministro e instalacioacuten)
un 2 $2552000 $5104000
38
Suministro e instalacioacuten parales de voleibol (incluye parales 3 en tuberiacutea con malla 100 nylon y pintura en esmalte en la estructura metaacutelica
juego 1 $353800 $353800
$234679958
4 Instalar las redes hidrosanitarias
41 Accesorios
411 Bajantes en tuberiacutea PVC aguas lluvias D4
m 55 $30703 $1682524
412 Tragantes de cuacutepulas plaacutesticas 5x4
un 8 $15097 $120776
413 Tuberiacutea PVC corrugada 160 mm incluye accesorios excavacioacuten y relleno
m 24 $42185 $1012440
42 Cajas de inspeccioacuten y filtro
421 Caja de inspeccioacuten hmax=100 m de 60 cm x 60 cm
un 2 $495027 $990054
$3805794
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5 Instalar las redes eleacutectricas y afines
51 Salidas
511
Salida para laacutempara en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 12 $97493 $1169916
512
Derivacioacuten de luminaria desde salida eleacutectrica en cable encauchetado 3x16 awg con clavija aeacuterea con polo a tierra y cable encauchetado 3x16 awg desde luminaria con toma aeacuterea
un 12 $30200 $362400
513
Salida para toma monofaacutesica doble con polo a tierra para red normal en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 2 $73387 $146774
514 Salida para pulsador remoto de telerruptor en tubo conduit emt de 34 y cable 2x18 awg
un 4 $91747 $366988
52 Tableros y protecciones
521
Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 1x15 1x20 o 1x30 amperios
un 1 $22982 $22982
522 Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 2x20 o 2x30 amperios
un 4 $44982 $179928
523
Suministro montaje y conexioacuten de tablero minipragma de 12 circuitos para ubicar telerruptores
un 1 $301773 $301773
524
Suministro montaje y conexioacuten en caja minipragma de telerruptor bipolar de 16 amperios
un 4 $256157 $1024628
53 Acometidas y ductos
531
Suministro y tendido de acometida bifaacutesica en conductores 2 No8+1 No8+1 No 10 por tubo
m 54 $18631 $1006074
54 Luminarias
541
Suministro montaje y conexioacuten de laacutempara metal 400 w - 220 v by 150p 1xhp1-p400w-bu sgr p-wb+by150gr +
un 12 $431929 $5183148
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gc completa
55 Varios
551
Suministro y montaje de caja de paso metaacutelica de 10 cm x 10 cm para la iluminacioacuten de la cancha
un 4 $23989 $95956
552 Construccioacuten de caja en mamposteriacutea tipo alumbrado puacuteblico de 60 cm x 60 cm
un 1 $380682 $380682
56 Sistema de apantallamiento y puesta a tierra
561
Construccioacuten de caja de paso en mamposteriacutea de 30 cm x 30 cm para medicioacuten y mantenimiento del sistema de tierra y apantallamiento
un 4 $446980 $1787920
562
Suministro e hincada de varilla de cobre de 244 m x 58 para aterrizar la infraestructura de apantallamiento y la malla de puesta a tierra
un 5 $147211 $736055
563
Suministro y tendido de cable de cobre No 8 para polo a tierra incluye tubo PVC de 34
m 6 $29479 $176874
564
Suministro y tendido de cable de cobre No 20 desnudo para configurar sistema de apantallamiento malla a tierra y equipotenciar
m 248 $36339 $9012072
565 Suministro y colocacioacuten de barra captora para sistema apantallamiento
un 25 $137519 $3437975
566
Suministro y armado de soldadura tipo cadweld 120 g para empalmes del sistema de apantallamiento y puestas a tierra
un 34 $65134 $2214556
$27606701
6 Construir la placa
61 Relleno de material recebo compactado
msup3 205 $56472 $11556927
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62 Malla electrosoldada kg 3269 $3041 $9940592
63 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea deportiva
msup2 898 $56561 $50769154
64 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea perimetral
msup2 87 $51495 $4462145
$76728817
7 Construir las cubiertas e impermeabilizaciones
71
Teja arquitectoacutenica curva calibre 28 termoacuacutestica con acabado galvanizado con recubrimiento de zinc g60 (180 gm2)
msup2 908 $134237 $121892565
72
Canal en laacutemina galvanizada cal 20 desarrollo lt200lt=250 mm incluye soporte yo anclajes pintura wash primer anticorrosivo y pintura y esmalte para intemperie
m 66 $106072 $6979538
$128872103
8 Construir las graderiacuteas
81 Mamposteriacutea en bloque Ndeg 5 de arcilla
msup2 88 $33460 $2954009
82 Viga de confinamiento de 012 m x 012 m fc = 210 kgcmsup2 (3000 psi) para muros
m 0 $47734 $0
83 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi)
kg 242 $3020 $730057
84 Grafiles de acero 4 mm kg 62 $2704 $167105
85 Graderiacutea en concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 4 $839091 $3685288
86
Baranda graderiacutea seguacuten disentildeo incluye anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte
m 16 $175857 $2743369
87 Pantildeete liso interior impermeabilizado 14 incluye filos y dilataciones
msup2 0 $13633 $0
$10279829
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9 Pintar y demarcar elementos
91
Demarcacioacuten cancha de microfuacutetbol baloncesto y voleibol con pintura de traacutefico alto ancho 10 cm de acuerdo a los colores reglamentarios y al disentildeo
m 380 $5055 $1920900
$1920900
10 Dotar la placa polideportiva cubierta
101 Dotacioacuten deportiva de la placa polideportiva
glb 1 $4275000 $4275000
$4275000
Costo directo $ 557213764
Administracioacuten 18 $100298477
Imprevistos 1 $5572138
Utilidad 6 $33432826
Subtotal AIU 25 $139303441
Valor total del proyecto $696517205
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11 RESULTADOS E IMPACTOS
111 RESULTADOS ESPERADOS
Tabla 100 Tabla de resultados
Resultado Indicador Ndeg de documentos Objetivo Relacionado
Propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo y planos
1 Objetivo especiacutefico 1 2 y 3
Elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
1 Objetivo 4
Presupuesto de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
1 Objetivo 5
Fuente Propia
112 IMPACTOS Los impactos maacutes relevantes son en el aspecto social el aumento de la infraestructura con fines recreativos y comunitarios beneficia a la comunidad aumentando la praacutectica deportiva y el mejor aprovechamiento del tiempo libre el incentivo de poder desarrollar deportes en un lugar adecuado para la praacutectica y con dotacioacuten podriacutea disminuir el iacutendice de sedentarismo consumo de sustancias sicoactivas y obesidad ademaacutes de promover el comercio en el aacuterea
Tabla 101 Impactos
Fuente Propia
Aspecto Impacto Supuesto Plazo
Social Aumentar el iacutendice de la praacutectica deportiva en la comunidad
Infraestructura recreativa
Corto
Social
Mejor aprovechamiento del tiempo libre y disminuir el sedentarismo en la comunidad
Incentivar la praacutectica deportiva en el barrio
Mediano
Ambiental Mejoramiento del desarrollo socio ambiental
Respeto por las normativas ambientales
largo
Econoacutemico
Aumento de desarrollo socioeconoacutemico del barrio en las zonas aledantildeas al proyecto
Aumento de la infraestructura del
barrio Mediano
Teacutecnico Aporte en materia de propuestas de disentildeo
Disentildeo sismo resistente presupuesto
Mediano
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12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS
121 CONCLUSIONES
El disentildeo del saloacuten comunal y el polideportivo se realizoacute para satisfacer las
necesidades de la comunidad aprovechando el terreno dispuesto en el barrio villa Juliana destinado para actividades comunitarias equipamiento y actividades recreativas
Es necesario contar con espacios adecuados para realizar las actividades deportivas y de la comunidad en general esto conlleva a una mejor calidad de vida de los habitantes del barrio Villa Juliana y un mejor desarrollo social
Se optoacute por conservar el disentildeo de la placa deportiva tipo del DNP pues
este cumple con todas las especificaciones requeridas por COL JUEGOS ya que el terreno es lo suficientemente grande para que se pueda construir el proyecto en general al mantener el disentildeo original se realizoacute una verificacioacuten de la estructura mixta del poacutertico en concreto con celosiacutea metaacutelica donde se comprobaron que los iacutendices de sobre esfuerzo estuvieran en el rango adecuado de acuerdo con las condiciones del terreno y de la ubicacioacuten
El saloacuten comunal cuenta con un sistema estructural de poacuterticos de concreto
reforzado resistente a momentos pero para garantizar un espacio amplio donde se puedan realizar las reuniones y actividades de la comunidad donde se proyecta que podriacutean asistir hasta 300 personas fue necesario el uso de cerchas apoyadas sobre las columnas para sostener la cubierta y salvar las luces de 95 m entre las columnas
El costo total del proyecto es de $83330163301 (Ochocientos treinta y
tres millones trescientos unos mil seiscientos treinta y tres pesos colombianos) esto incluyendo los costos directos e indirectos de la obra (el AIU se determinoacute de acuerdo a los proyectos de la secretaria de vivienda en la gobernacioacuten del meta y la agencia de infraestructura del meta (AIM) El costo del saloacuten comunal incluye uacutenicamente la construccioacuten de la parte estructural edificacioacuten la mamposteriacutea no estructural y los aparatos sanitarios del saloacuten comunal
122 TRABAJOS FUTUROS
El presente trabajo de opcioacuten de grado estaacute enfocado en la aplicacioacuten en temaacuteticas de ingenieriacuteas partiendo de las necesidades de la comunidad del barrio Villa Juliana por lo tanto el siguiente paso es buscar el medio para poner en marcha la construccioacuten del saloacuten comunal y de la placa deportiva Una vez
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entregado los documentos y los planos a la comunidad depende de la gestioacuten de la misma para que las entidades encargadas empiecen con el traacutemite y revisioacuten de disentildeos posteriormente se efectuara el proceso de seleccioacuten del contratista y de la correspondiente interventoriacutea para que se ejecute el contrato de obra En el presente documento se hace el modelamiento de las estructuras teniendo en cuenta los criterios baacutesicos para el disentildeo de los distintos elementos que componen el saloacuten comunal y el polideportivo de manera que sirva como una base o fundamento para los estudiantes o personas interesadas que realicen trabajos similares de disentildeo modelacioacuten y presupuesto de estructuras similares
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13 BIBLIOGRAFIacuteA
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad 19 Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo 20 Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva 22 Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas 23 Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas 23 Figura 6 Malla contra impacto 24 Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral 26 Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional 30 Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental 31 Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal 31 Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario 32 Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 37 Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva 38 Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno 38 Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01) 40 Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03) 40 Figura 18 Configuracion general del modelo 42 Figura 19 Espectro de disentildeo 46 Figura 20 Planta de vigas aereas 51 Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 52 Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03) 53 Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1 55 Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas 56 Figura 25 Losa maciza en dos direcciones 58 Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02) 62 Figura 27 Diagrama zapata (Z1) 63 Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas de viento en la memoria de calculo del salon comunal) 66 Figura 29 Diagrama Zapata Z2 67 Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2) 68 Figura 31 Diagrama Viga Virtual 71 Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05) 74 Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm 77 Figura 34 modelo cercha 78 Figura 35 ver memoria de calculo 80 Figura 36 Espectro de disentildeo 84 Figura 37 Columna C-01 90 Figura 38 Viga V-01 91 Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01 91 Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo 92 Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta 92 Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica 93 Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento 93 Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas 94 Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica 94 Figura 46 Diagrama zapata ZP-1 96 Figura 47 Dimensiones de la zapata 97 Figura 48 esquema Zapata ZP-1 99
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1 INTRODUCCIOacuteN
Este proyecto de grado busca realizar el disentildeo de un saloacuten comunal y de un polideportivo que tenga la funcionalidad de canchas mixtas de baloncesto futbol y voleibol ademaacutes de los elementos de anclaje soporte graderiacuteas y cubierta como solucioacuten a la problemaacutetica social evidenciada en el barrio Villa Juliana en el municipio de Villavicencio Actualmente el barrio presenta bajos niveles de praacutecticas deportivas debido a que la legalizacioacuten del barrio se realizoacute el 26 de septiembre de 2018 por lo que NO cuenta con la infraestructura adecuada para deportes y recreacioacuten esta situacioacuten genera que la praacutectica del ejercicio se desarrolle en lugares adaptados e improvisados artesanalmente por la comunidad por lo tanto aumenta el riesgo de lesiones fiacutesicas seguacuten la organizacioacuten mundial de la salud (OMS) ldquoLas caiacutedas son un importante problema mundial de salud puacuteblica Se calcula que anualmente se producen 646 000 caiacutedas mortaleshellip Las lesiones relacionadas con las caiacutedas tienen un costo econoacutemico considerablerdquo [2] La comunidad cuenta con un saloacuten comunal pero este es demasiado pequentildeo por lo que al realizar las reuniones comunitarias deben hacerlo de forma improvisada y a la intemperie en el terreno donde han adaptado una cancha en piso de tierra para deportes y recreacioacuten El intereacutes primordial para adecuar los equipamientos local y comunitario donados por la comunidad es generar un espacio de recreacioacuten y disminuir las zonas identificadas como sitios inseguros donde seguacuten el documento teacutecnico de soporte realizado para la legalizacioacuten del barrio en el antildeo 2018 por UNHCR ACNUR y la corporacioacuten OPCION LEGAL [3] afirma que se presentan altos iacutendices de consumo de sustancias alucinoacutegenas en horas de la noche otro de los intereses es cumplir con las acciones de mejoramiento estipuladas en el documento teacutecnico antes mencionado en donde se deben realizar las acciones del plan de mejoramiento integral adoptados del acuerdo No 287 de 2015 del CONCEJO MUNICIPAL DE VILLAVICENCIO [4] en donde se especifican las acciones a desarrollar para los espacios puacuteblicos y equipamientos sociales seguacuten las necesidades de la poblacioacuten Debido a que la actividad fiacutesica es reconocida a nivel internacional como medios para el desarrollo humano econoacutemico y social y Seguacuten el artiacuteculo 52 de la constitucioacuten ldquoEl ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humanordquo [5]
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2 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA
El barrio VILLA JULIANA se localiza al sur de Villavicencio en la comuna 8 Aunque desde el 4 de mayo de 1999 las primeras familias tomaron posesioacuten de los lotes que habiacutean negociado con la Asociacioacuten Empresa Solidaria De Vivienda hasta el antildeo 2018 se realizoacute el estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten de dicho barrio Seguacuten el estudio urbaniacutestico realizado por la alcaldiacutea municipal de Villavicencio [3] la poblacioacuten presenta bajos niveles de praacutectica deportiva y no hay incentivos para el deporte esto puede generar sedentarismo y verse reflejado en el incremento de la poblacioacuten con sobrepeso u obesidad Actualmente el lugar que se tiene adaptado para la praacutectica de deporte es una cancha de tierra sin equipamiento lo cual aumenta el riesgo de lesiones Por otro lado el desintereacutes en la praacutectica deportiva lleva a un inadecuado aprovechamiento del tiempo libre y de la calidad de vida de las personas esto sumado a que la tasa de desempleo dentro de la comunidad es del 24 y que el 33 de la poblacioacuten son viacutectimas del conflicto armado yo se encuentra en vulnerabilidad ademaacutes que 1128 de la poblacioacuten menor de 18 antildeos se encuentra desescolarizada muestra que gran parte de la poblacioacuten cuenta con mucho tiempo libre y ninguacuten lugar adecuado en donde puedan ocupar este tiempo por lo cual no sorprende que el estudio urbaniacutestico mencione que se identifica un alto consumo de sustancias alucinoacutegenas especialmente en las zonas donde no hay iluminacioacuten y en horarios nocturnos Ademaacutes aunque el asentamiento cuenta con una caseta comunal las actividades masivas no se pueden desarrollar en ella porque no es lo suficientemente amplia para todos los habitantes de la comunidad
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3 JUSTIFICACIOacuteN
El barrio Villa Juliana legalizado en el antildeo 2018 no cuenta con la infraestructura adecuada para la recreacioacuten en los lugares destinados por la comunidad como equipamiento local y comunitario destinados para un saloacuten comunal y espacio de recreacioacuten se encuentra una cancha de futbol en tierra que no cuenta con ninguna dotacioacuten al mismo tiempo este espacio se utiliza para desarrollar las actividades comunitarias una de las mayores preocupaciones es que se ha identificado esta zona como uno de sitios inseguros en el barrio presenta especial inquietud debido al aumento de consumo de sustancias alucinoacutegenas Este proyecto busca disponer de los equipamientos de la comunidad con el fin de realizar el disentildeo estructural de un polideportivo y un saloacuten comunal para el desarrollo de las actividades comunitarias de recreacioacuten y deporte con el fin de facilitar el proceso de gestioacuten para la financiacioacuten y construccioacuten del proyecto El gobierno debe ofrecer a sus ciudadanos bienestar al suministrar servicios como salud educacioacuten deporte cultura seguridad entre otras El deporte tiene un papel fundamental en la comunidad como motor de cambio social se ha convertido en una opcioacuten para el desarrollo profesional en los antildeos recientes por lo cual se debe impulsar como alternativa viable de desarrollo social econoacutemico y cultural el deporte no solo cubre las necesidades relacionadas con la praacutectica deportiva si no que ayuda de forma indirecta problemas de salud cultura y seguridad ldquoel
desarrollo de praacutecticas deportivas trae consigo haacutebitos de vida saludable ocupacioacuten del tiempo libre y desarrollo de plan de vida a traveacutes del deporte como esa herramienta que
permite trazar metas y alcanzarlasrdquo [10] De acuerdo con lo anterior el proyecto de la construccioacuten de un polideportivo con cancha muacuteltiple para futbol baacutesquet y voleibol pretende incrementar los niveles de praacutectica deportiva al brindar escenarios de acceso puacuteblico en buenas condiciones para la praacutectica deportiva y brinda opciones para ocupar el tiempo libre mejorando la calidad de vida de las personas y alejaacutendolas de praacutecticas nocivas como el consumo de sustancias alucinoacutegenas o la delincuencia Ademaacutes al proporcionar equipamiento comunitario (saloacuten comunal) se podraacuten realizar las reuniones de la junta de accioacuten comunitaria de manera eficiente donde puedan tomarse las decisiones con respecto al asentamiento que permitan un mejor desarrollo de la comunidad
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4 OBJETIVOS
41 OBJETIVO GENERAL
Realizar propuesta de disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal que cumplan con los lineamientos teacutecnicos estipulados en las normativas vigentes necesarias para la habilitacioacuten del equipamiento local y comunitario en el barrio VILLA JULIANA
42 OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS
Adaptar los espacios donados por la comunidad al disentildeo estructural del polideportivo y saloacuten comunal
Analizar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas de la zona destinada para el proyecto
Elaborar la propuesta de disentildeo arquitectoacutenico estructural y cimentacioacuten de las estructuras ademaacutes de realizar un modelo digital en un software de elementos finitos
Especificar los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo de las actividades deportivas
Elaborar presupuesto considerando la gestioacuten social propuesta en mano de obra no calificada dentro de la comunidad
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5 ALCANCE
Este proyecto tiene como objetivo entregar una propuesta de disentildeo estructural de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple y un saloacuten comunal en el barrio Villa Juliana para el desarrollo de actividades recreativas y comunitarias como solucioacuten a las problemaacuteticas sociales y como ayuda indirecta a problemas de salud cultura y seguridad A continuacioacuten se especifican el alcance de las actividades a realizar Analizar el terreno en donde se va a realizar el disentildeo del proyecto mediante el levantamiento topograacutefico estudio de suelo (apique) y revisioacuten de las acometidas eleacutectricas e hidraacuteulicas en el aacuterea mediante planos de los entes encargados Teniendo en cuenta los requerimientos de la comunidad la propuesta de disentildeo del saloacuten comunal debe incluir los siguientes paraacutemetros capacidad miacutenima de 300 personas sentadas cocina depoacutesito dos bantildeos una ducha y dos oficinas El disentildeo arquitectoacutenico del polideportivo se basa en el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo modificado seguacuten las solicitudes de la comunidad y condiciones del terreno Se realiza la revisioacuten del disentildeo sismo resistente mediante un modelo de cada una las estructuras en un Software de elementos finitos que cumpla con los lineamientos teacutecnicos establecidos por la NSR-10 Los elementos no estructurales contemplados para el desarrollo de los cinco deportes requieren una dotacioacuten miacutenima para el buen uso de las actividades por lo que se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten necesaria para cada actividad deportiva
Costo de la construccioacuten del proyecto de la propuesta de disentildeo planteada
Se realiza un anaacutelisis de presupuesto y cantidades de obra para el proceso constructivo
Entregables
Documento de propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo planos arquitectoacutenicos estructural
Documento de los elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
Presupuesto del costo de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
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6 MARCO DE REFERENCIA
61 MARCO TEOacuteRICO
611 Cargas
A continuacioacuten se describen los distintos tipos de cargas que se deben considerar para el disentildeo del proyecto tipo ldquoPlaca Polideportiva Cubiertardquo del departamento nacional de planeacioacuten las cuales serviraacuten de base para el desarrollo de la propuesta de disentildeo del polideportivo
612 Carga Muerta
Hace referencia a las cargas de los elementos permanentes incluyendo el peso propio de la estructura los muros pisos cubiertas cielos rasos escaleras equipos fijos y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupacioacuten y uso de la edificacioacuten [6]
613 Carga Viva
Son aquellas producidas durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras estas no incluyen las cargas ambientales tales como viento y sismo Para las cubiertas se deben considerar
a) ldquoLos materiales equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta 2rdquo
b) ldquoLas causadas por objetos moacuteviles tales como materas u otros objetos decorativos y por las personas que tengan acceso a ellasrdquo [6]
614 Efectos dinaacutemicos
Cuando una edificacioacuten se encuentre expuesta a excitaciones dinaacutemicas producidas por el puacuteblico tales como coliseos estadios teatros gimnasios pistas de baile centros de reunioacuten o similares Se debe asegurar frecuencias naturales verticales iguales o superiores a 5Hz (periodos naturales verticales menores de 02s)
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615 Cargas Empozamiento de Agua y de Granizo
El empozamiento de agua se debe a la obstruccioacuten en los sistemas de drenaje de la cubierta ldquoLa carga de empozamiento de agua Le se determina con base en el volumen de agua que es posible contener hasta que se alcance el nivel de los elementos del sistema auxiliar de evacuacioacuten del exceso de agua como se indica en B482 de la NSR-10rdquo [6] ldquoLas cargas de granizo G deben tenerse en cuenta en las regiones del paiacutes con maacutes de 2 000 metros de altura sobre el nivel del mar o en lugares de menor altura donde la autoridad municipal o distrital asiacute lo exijardquo [6]
616 Carga de Sismo
Se refiere a las cargas que se determinan mediante los espectros de disentildeo estos ya estaacuten definidos por la NSR-10 en cada zona del paiacutes Para determinar el espectro de disentildeo se debe establecer la zona de amenaza siacutesmica el tipo de perfil del suelo y varios coeficientes para poder determinar el espectro de aceleraciones expresado como fraccioacuten de la gravedad con un coeficiente de 5 del amortiguamiento criacutetico para el disentildeo
Figura 1 Espectro Elastico de Aceleraciones de Disentildeo Como Fraccion de Gravedad
Fuente [6]
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6161 Definicioacuten del tipo de suelo
Para determinar el tipo de suelo se evaluacutean los siguientes paraacutemetros medidos in situ de los 30m superiores del perfil la velocidad media de la onda de corte ( ) el
nuacutemero medio de golpes del SPT ( ) la resistencia al corte ( ) el iacutendice de
plasticidad (IP) y el contenido de agua (w) la clasificacioacuten se da en la siguiente tabla
Figura 2 Clasificacion de los Perfiles de Suelo
Fuente [6]
617 Definicioacuten de la configuracioacuten estructural
La configuracioacuten estructural no estaacute definida simplemente por la forma exterior y tamantildeo de la estructura tambieacuten se deben tomar en cuenta su naturaleza dimensiones y la localizacioacuten de los elementos estructurales y no estructurales pues estos factores afectan el comportamiento ante las solicitaciones siacutesmicas
6171 Reduccioacuten del valor de R
Para las estructuras clasificadas como irregulares se debe reducir el coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R utilizado para el disentildeo de la siguiente manera
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Debido a irregularidades en planta 1
Debido a irregularidades en altura 2 Debido a ausencia de redundancia Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico definido para cada
sistema estructural y cada grado de capacidad de disipacioacuten de energiacutea del material estructural [6]
62 MARCO CONCEPTUAL
621 Medidas de demarcacioacuten por deporte
Coldeportes es la entidad encargada de avalar las medidas de las demarcaciones en las zonas de juego para los diferentes deportes en este proyecto se establecieron tres (3) futbol de saloacuten voleibol y baloncesto Lo que se busca es asegurar que se desarrollen de manera adecuada todas las actividades deportivas que se realicen en el polideportivo
6211 Futbol de saloacuten
Las medidas para el campo de juego de futbol de saloacuten son de 2810m x 17m desde el borde exterior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m de ancho en las liacuteneas laterales y en las liacuteneas de meta ademaacutes si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 80mm y ser de color amarillo
6212 Baloncesto
Las medidas para el campo de juego de Baloncesto son de 28m x 15m desde el borde interior de la demarcacioacuten Se establece una franja de seguridad de 2m alrededor de la cancha Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas) estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color blanco
6213 Voleibol
Las medidas para el campo de juego de voleibol son de 18m x 9m adicional a esto se debe dejar una zona libre de 3m de ancho alrededor de la cancha (para canchas recreativas y formativas) Las medidas estaacuten tomadas desde el borde exterior de la demarcacioacuten Si se proyectan zonas para espectadores (graderiacuteas)
1 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en planta simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de 2 Cuando una edificacioacuten tiene varios tipos de irregularidad en altura simultaacuteneamente se aplicaraacute el menor valor de
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estas se deben separar del aacuterea de juego con la mayor demarcacioacuten para que no exista riesgo de lesiones en los jugadores Todas las liacuteneas deben tener un ancho de 5 cm y ser de color verde De acuerdo lo anterior podemos establecer que el aacuterea de juego miacutenima para asegurar el apropiado desarrollo de actividades deportivas y que sea avalada por Coldeportes es de 32m x 21m adicionalmente a esto se deja una altura miacutenima de 7m para practica recreativa y formativa libre de cualquier obstaacuteculo (parte inferior de la cubierta vigas luminarias o cualquier elemento) en el espacio correspondiente al aacuterea de juego [6]
622 Orientacioacuten y aacuterea
La orientacioacuten del campo de juego debe ser en sentido norte-sur aunque se puede tomar una rotacioacuten maacutexima de 22deg hacia el nororiente o noroccidente al tener en cuenta la relacioacuten del sol y las condiciones climaacuteticas que se presenten en el lugar donde se proyecte el polideportivo
Figura 3 Orientacioacuten del eje longitudinal la placa polideportiva
Fuente [6]
623 Graderiacuteas
Se disentildean de manera tal que todos los espectadores sentados disfruten de la adecuada visibilidad del aacuterea en que se desarrollen las actividades de praacutectica deportiva ldquoLa visibilidad se determina mediante el trazado de una liacutenea visual tomada desde el ojo del observador situado en uacuteltima fila de las graderiacuteas hasta un punto liacutemite del campo de juego situado en el piso Para que haya visibilidad la liacutenea deberaacute pasar por encima de las cabezas de los espectadoresrdquo [6]
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Figura 4 Esquema de configuracioacuten para graderiacuteas
Fuente [6]
Lo maacutes recomendado es ubicar las graderiacuteas en el sector occidental para que el ocaso sea detraacutes de los espectadores
Figura 5 Esquema de ubicacioacuten de graderiacuteas
Fuente [6]
624 Dotacioacuten
Para el desarrollo adecuado de cada deporte se requiere una dotacioacuten de elementos especiacuteficos en lo relacionado con las redes y sus soportes Se debe
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considerar como parte de la construccioacuten la demarcacioacuten y los arcos de futbol de saloacuten integrados con los tableros de baloncesto A continuacioacuten se especificaraacuten los distintos elementos que son considerados dotacioacuten para el polideportivo y sus caracteriacutesticas de acuerdo con el proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten
6241 Malla contra impacto (referencia IDRD)
Las mallas contra impacto se usan cuando se necesite proteger o aislar a los observadores las construcciones vecinas los transeuacutentes o equipamientos ubicados detraacutes de las liacuteneas de meta Malla contra impacto de 5m de altura para cancha muacuteltiple con entramado de tubo estructural de 3rdquo conforme a los planos estructurales incluye pintura anticorrosiva y dos manos de esmalte Esta malla contra impacto esta soportada sobre una viga de concreto hidraacuteulico de resistencia a la compresioacuten frsquoc=210kgcmsup2 (3000psi) de longitud 1530m y seccioacuten de 040m x 030m Se debe tener en cuenta que la viga sobresale a cada lado de la malla contra impacto 015m [6]
Figura 6 Malla contra impacto
Fuente [6]
6242 Fuacutetbol de saloacuten
Porteriacutea muacuteltiple fija Porteriacuteas para fuacutetbol de saloacuten elaboradas con tubo ovalado de aluminio de 120mm x 100mm en color blanco desmontables en 3 piezas (larguero y 2 postes) Los arcos estaacuten ubicados en el centro de cada liacutenea de meta estos consisten en dos (2) postes verticales en metal o madera pueden ser redondos o cuadrados de 8cm de diaacutemetro o lado Se unen por una viga similar ubicada en la parte superior
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Las medidas interiores entre los postes verticales seraacuten de 3m de largo y 2m de altura entre la viga horizontal y el piso Las redes seraacuten de nylon yute o alguacuten material sinteacutetico de mallas cuadradas que se sujetan a los postes y vigas y en la parte inferior por alguacuten soporte adecuado [6] El baloacuten contaraacute con las siguientes especificaciones una calibracioacuten de 9lb y para su condicioacuten aerodinaacutemica al ser lanzado desde de 2m de altura el primer bote no deberaacute pasar los 30 cm y el segundo no maacutes de 10 cm [7] El peso y la circunferencia variacutean de acuerdo al rango de edad para la categoriacutea masculina o femenina de 13 a 16 antildeos la circunferencia miacutenima es de 60cm y maacutexima es de 62cm con un peso que oscila entre 400g y 430g para las categoriacuteas menores de 12 antildeos la circunferencia miacutenima es de 53cm y maacutexima es de 55cm con un peso entre 320g y 350g
625 Baloncesto
6251 Soportes redes y balones
Para los tableros se pueden usar distintos materiales por ejemplo fibra de vidrio compuesta grafito acriacutelico vidrio acero y aluminio Sus medidas son 180 m x 105 m con un recuadro de 045 m x 059 m [6] Se requiere una (1) malla para cada aro estaacuten deben retener momentaacuteneamente el baloacuten despueacutes de atravesar el aro durante los eventos de competencia deportiva
En el reglamento publicado por la Federacioacuten Internacional de Baloncesto Zona de las Ameacutericas ndash FIBA se requiere contar con balones que cumplan condiciones de esfericidad en color anaranjado en cuero cuero sinteacutetico goma o material sinteacutetico [7]
Baloacuten Ndeg 5 las medidas son 69cm y 70cm de circunferencia peso entre 470g y 510g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles en ambos geacuteneros
Baloacuten Ndeg 6 las medidas son 72cm y 73cm de circunferencia peso entre 510g y 567g Este baloacuten puede utilizar para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores femeninos
Baloacuten Ndeg 7 Las medidas son 75cm y 78cm de circunferencia peso entre 567g y 650g Este baloacuten es utilizado para adolescentes (14 a 18 antildeos) y mayores masculinos
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626 Voleibol
6261 Suministro e instalacioacuten de parales de voleibol
El proyecto tipo recomienda que los parales sean elaborados con tubo de 3rdquo pintados de blanco deben ser desmontables en dos (2) postes con ganchos de nylon antilesion para red y antenas guiacutea
Figura 7 Esquema de configuracioacuten de malla y poste en cancha de voleibolndashvista lateral
Fuente [7]
El proyecto tipo estableces que la red debe medir 1m de ancho y 95m a 10m de largo la cual estaacute hecha de malla negra con cuadrados de 10cm y en el borde superior se cose en toda su extensioacuten una banda de 7 cm hecha en lona blanca En la parte inferior de la red hay otra banda horizontal de 5cm de ancho muy similar a la banda superior por cuyo interior se entrelaza una cuerda
El baloacuten debe ser esfeacuterico hecho con una cubierta de cuero flexible o cuero sinteacutetico con una caacutemara de caucho o material similar en su interior Su color puede ser uniforme y claro o una combinacioacuten de colores
Baloacuten infantil las medidas son 62cm a 64cm de circunferencia peso entre 240g y 260g Este baloacuten se puede utilizar en categoriacuteas infantiles de 6 a 12 antildeos en ambos geacuteneros
Baloacuten mayor las medidas son 65cm y 67cm de circunferencia peso entre 260g y 280g Este baloacuten puede utilizar en categoriacuteas de mayores de 12 antildeos en ambos geacuteneros
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63 ESTADO DEL ARTE
En la actualidad el ser humano ha adquirido mayor conciencia acerca de los beneficios de tener haacutebitos saludables como la actividad fiacutesica y el deporte que es asociada al bienestar fiacutesico sin embargo tambieacuten tiene una fuerte influencia en estados emocionales y seguacuten W Ramiacuterez S Vinaccia y G R Suaacuterez [8] La actividad deportiva en una poblacioacuten infanto-juvenil es fundamental y puede ayudar a disminuir patologiacuteas como dificultad en el aprendizaje hiperactividad depresioacuten y en algunos casos deficiencia mental y conducta disocial Seguacuten D A Camargo R E A Gomez J Ovalle O y R Rubiano [9] el deporte y la recreacioacuten son componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la salud y el movimiento humano Ademaacutes de la educacioacuten en valores a traveacutes del deporte para fomentar la auto estima y guiacuteas en donde se entendiendo el deporte como objeto para trabajar en la liacutenea de la no violencia [10] Por lo cual el ldquoampliar la cobertura yo mejorar la calidad de los escenarios deportivos con las condiciones requeridas para las praacutecticas deportivas y recreativasrdquo es uno de los objetivos en el plan de ordenamiento territorial [11] estos espacios debe estar adaptados para las personas en condiciones de discapacidad para aumentar la inclusioacuten e incentivar la praacutectica deportiva seguacuten M K Alvis G Y Nury A y N Tolosa [12] para las personas con discapacidad que logran o no realizar la educacioacuten formal realizar praacutecticas deportivas ayuda a mejorar sus capacidades individuales y aumenta su concentracioacuten en actividades diarias Los deportes impactan de forma positiva al ser humano en muchos aspectos uno de ellos es la relacioacuten directa con el funcionamiento cardiaco muscular e inmunoloacutegico por lo que seguacuten A Cordero D Masia y E Galve ldquoRealizar actividad
fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad cardiovascular y
mortalidadrdquo [13] En base a todo lo anterior y con el fin de promover la cultura deportiva y la recreacioacuten en los colombianos el Departamento Nacional de Planeacioacuten (DNP) realiza el proyecto tipo que contiene los aspectos estaacutendar metodoloacutegicos y teacutecnicos para la construccioacuten de una placa deportiva con cubierta orientado a solucionar el bajo iacutendice de praacutectica deportiva y el aprovechamiento del tiempo libre en actividades que los beneficie [6] el disentildeo de la cubierta es un factor importante para el disentildeo seguacuten Caacutendido Loacutepez ldquodesarrolla los espacios deportivos a
cubierto en un intento de explicar e interpretar la riqueza de matices y la complejidad del
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objeto arquitectoacutenicohellip Atreves de su forma poseen una voluntad de trascender y perdurar reflejo de las necesidades y aspiraciones de una eacutepocardquo [13]
631 ANTECEDENTES
ldquoCONSTRUCCIOacuteN Y DOTACIOacuteN DE UNA PLACA POLIDEPORTIVArdquo ldquoSe describe un modelo de Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivahellip para
Construccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportiva que consiste en construir un espacio bajo el cual se puedan desarrollar actividades como fuacutetbol de saloacuten voleibol o
baloncestordquo [6]
ldquoEL ESPACIO DEPORTIVO A CUBIERTO FORMA Y LUGARrdquo ldquodesarrolla los espacios deportivos a cubierto en un intento de explicar e interpretar la
riqueza de matices y la complejidad del objeto arquitectoacutenico y ello en la consideracioacuten de la idea de la totalidadrdquo [14] ldquoLA CULTURA FIacuteSICA Y EL DEPORTE FENOacuteMENOS SOCIALESrdquo ldquoPlantean los beneficios de las acciones que vinculan la actividad fiacutesica el deporte y la
recreacioacuten como componentes del sistema de proteccioacuten social el cual busca mejorar la calidad de vida de la poblacioacuten mediante la prevencioacuten ante diferentes riesgosrdquo [9] ldquoDETERMINANTES SOCIALES EN EL DEPORTE ADAPTADO EN LA ETAPA DE FORMACIOacuteN DEPORTIVA UN ENFOQUE CUANTITATIVOrdquo ldquoDeporte se ha adaptado no solo como un meacutetodo de integracioacuten social sino como una
necesidad involucrando la diversidad en el comportamiento social dentro de la
manifestacioacuten del bien individual que no podiacutea estar al margen del bien colectivordquo [12] ldquoEL IMPACTO DE LA ACTIVIDAD FIacuteSICA Y EL DEPORTE SOBRE LA SALUD LA COGNICIOacuteN LA SOCIALIZACIOacuteN Y EL RENDIMIENTO ACADEacuteMICO UNA REVISIOacuteN TEOacuteRICArdquo ldquoSe presenta una serie de investigaciones que hacen evidente los beneficios que el
deporte tiene en cuanto a procesos de socializacioacuten procesos mentales rendimiento
escolar y mejoramiento de la calidad de vida de las personas que lo practicanrdquo [8] ldquoEJERCICIO FIacuteSICO Y SALUDrdquo ldquoRealizar actividad fiacutesica de intensidad moderada durante un miacutenimo de 30 min 5 diacuteas por
semana o de intensidad alta durante un miacutenimo de 20 min 3 diacuteas por semana mejora la capacidad funcional y se asocia a reducciones en la incidencia de enfermedad
cardiovascular y mortalidadrdquo [13] ldquoEDUCACION EN VALORES A TRAVEacuteS DEL DEPORTErdquo ldquoLas habilidades sociales y de comunicacioacuten que resultan problemaacuteticas se pueden entrenar mediante ejercicios que fomentan el desarrollo de autoestima aumento de la felicidad e integracioacutenrdquo [10]
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64 MARCO NORMATIVO
641 ARTIacuteCULO 52 De La Constitucioacuten Poliacutetica De Colombia
El ejercicio del deporte sus manifestaciones recreativas competitivas y autoacutectonas tienen como funcioacuten la formacioacuten integral de las personas preservar y desarrollar una mejor salud en el ser humano El deporte y la recreacioacuten forman parte de la educacioacuten y constituyen gasto puacuteblico social Se reconoce el derecho de todas las personas a la recreacioacuten a la praacutectica del deporte y al aprovechamiento del tiempo libre El Estado fomentaraacute estas actividades e inspeccionaraacute vigilaraacute y controlaraacute las organizaciones deportivas y recreativas cuya estructura y propiedad deberaacuten ser democraacuteticas
642 NSR-10
Reglamento Colombiano de Construccioacuten Sismo Resistente Ley 400 de 1997 Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 modificado por el Decreto 092 del 17 de enero de 2011 Reglamento de vigencia en todo el territorio nacional
643 ACI 318-14
Este Reglamento proporciona los requisitos miacutenimos para los materiales el disentildeo construccioacuten y evaluacioacuten de la resistencia de miembros y sistemas de concreto estructural de cualquier estructura disentildeada y construida de acuerdo con los requisitos del reglamento general de construccioacuten
644 ANSIAISC 360-10
La Especificacioacuten estaacute basada en el uso pasado exitoso avances en el estado del conocimiento y cambios en la praacutectica de disentildeo La ldquoSpecification for Structural Steel Buildingsrdquo del American Institute of Steel Construction (AISC) provee un tratamiento integrado de los meacutetodos de Disentildeo por Tensiones Admisibles y del Disentildeo por Factores de Carga y Resistencia (LFRD) y reemplaza anteriores especificaciones Como se indica en el capiacutetulo B de la Especificacioacuten los disentildeos pueden hacerse con las provisiones de cualquiera de esos 2 meacutetodos de disentildeo
645 LEY 99 DE 1993
Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente se reordena el Sector Puacuteblico encargado de la gestioacuten y conservacioacuten del medio ambiente y los recursos
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naturales renovables se organiza el Sistema Nacional Ambiental SINA y se dictan otras disposiciones
646 DECRETO 1807
Por el cual se reglamenta el artiacuteculo 189 del Decreto Ley 019 de 2012 en lo relativo a la incorporacioacuten de la gestioacuten del riesgo en los planes de ordenamiento territorial y se dictan otras disposiciones
647 Acuerdo No 287 DE 2015
Por medio del cual se adopta el nuevo plan de ordenamiento territorial del municipio de Villavicencio y se dictan otras disposiciones Se trata de hacer de Villavicencio una ciudad planificada en la que todos sus habitantes tengan oportunidad de progresar proporcionando para ello espacios de participacioacuten e inclusioacuten social para consolidar a la ciudad como uno de los mayores centros generadores de desarrollo en el paiacutes
65 MARCO GEOGRAacuteFICO
El barrio Villa Juliana se localiza en el departamento del Meta al sur del municipio de Villavicencio en la Comuna 8 al cual se accede a traveacutes de la viacutea Villavicencio-acacias a 88 km del centro fundacional del municipio por el acceso al barrio porfiacutea por la carrera 43 a 18 Km hacia el sur de la comuna
Figura 8 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel nacional
Fuente [propia]
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Figura 9 Ubicacioacuten geograacutefica a nivel departamental
Fuente [propia]
Figura 10 Ubicacioacuten del barrio y equipamiento a nivel municipal
Fuente [Google Earth]
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Figura 11 Ubicacioacuten del equipamiento local y comunitario
Fuente [Google Earth]
El aacuterea en rojo es el barrio Villa Juliana este tiene una superficie de 9576981 m2 seguacuten levantamiento topograacutefico aportado por la secretaria de planeacioacuten de la alcaldiacutea de Villavicencio colinda con el asentamiento cambulos por el sur y sur occidente por el norte con la finca La Camelia accediendo por la carrera 43 desde la ciudadela Porfiacutea pasando el costado oriente por el asentamiento Villa del lago y por el costado occidente por la urbanizacioacuten La Maporita El aacuterea en verde es la reservada para equipamiento local y comunitario esta seriacutea el aacuterea destinada para la ejecucioacuten del proyecto el equipamiento local cuenta con un aacuterea de 145057 m2 y el equipamiento comunitario cuenta con un aacuterea de 19355 m2
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7 METODOLOGIacuteA
Inicialmente se obtiene toda la informacioacuten relacionada con el barrio Villa Juliana gracias al estudio urbaniacutestico para la legalizacioacuten del asentamiento humano Villa Juliana [3] se determina que la comunidad carece de varios aspectos importantes para un educado desarrollo social econoacutemico y cultural En este estudio se encuentra toda la informacioacuten correspondiente a la poblacioacuten equipamiento y demaacutes aspectos de la comunidad Para el correcto desarrollo del proyecto se tomoacute como base el proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten del cual se adoptoacute el disentildeo arquitectoacutenico que cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes [15] para este tipo de estructuras Una vez definidas las dimensiones y distribuciones de la estructura se debe realizar la evaluacioacuten de todas las solicitaciones que pueden afectar la estructura de acuerdo con el tiacutetulo B de la NSR-10 se deben considerar las solicitaciones provenientes del peso de los elementos permanentes en la construccioacuten los ocupantes y sus pertenencias efectos ambientales entre otras Estas son distintas a las fuerzas o efectos que aplica el sismo Despueacutes se determina el nivel de amenaza siacutesmica y los valores Aa y Av de acuerdo con el Tiacutetulo A de la NSR-10 Estos paraacutemetros sirven como base para definir el movimiento siacutesmico de disentildeo que se expresa por medio de un espectro elaacutestico de disentildeo ldquoEl Reglamento contempla descripciones alternativas del sismo de disentildeo ya sea a traveacutes de familias de acelerogramas o bien por medio de expresiones derivadas de estudios de microzonificacioacuten siacutesmica las cuales deben determinarse siguiendo los requisitos dados en el Capiacutetulo A2rdquo [1] Se caracteriza la estructura con respecto al sistema estructural de resistencia siacutesmica y se definen los materiales empleados que cumplan con las disposiciones de la NSR-10 para asiacute poder identificar la capacidad de disipacioacuten de energiacutea que se presenta Posterior a esto se debe definir el grado de irregularidad de acuerdo con el Capiacutetulo A3 del Reglamento (NSR-10) [1] Utilizando el Software de elementos finitos se analiza la estructura a partir de la geometriacutea cargas definidas anteriormente y considerando las diferentes condiciones y combinaciones determinadas en la NSR-10 Con el anaacutelisis se determina el comportamiento mecaacutenico de la estructura (desplazamientos deformaciones esfuerzos de flexioacuten corte axial y torsioacuten) al igual que las reacciones que se transmiten a la fundacioacuten Basaacutendose en los resultados se pude
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modificar el modelo inicial para conseguir una mejor alternativa tanto en seguridad como en economiacutea Se determinan las fuerzas siacutesmicas (Fs) que deben aplicarse a la estructura para lo cual deben usarse los movimientos siacutesmicos de disentildeo definidos anteriormente y posterior a esto realizar un anaacutelisis siacutesmico de la estructura de acuerdo con lo estipulado en el Capiacutetulo A3 de la NSR-10 [1] Una vez evaluados los desplazamientos horizontales se debe verificar que las derivas de disentildeo no excedan los liacutemites dados en el Capiacutetulo A6 de la NSR-10 en el caso de no cumplir con las derivas maacuteximas se debe rigidizar la estructura hasta que no se exceda el liacutemite Para finalizar con el disentildeo de las estructuras se analizan los resultados de las distintas solicitaciones y combinaciones para realizar el disentildeo de los elementos estructurales En este proyecto se requiere de unos elementos especiacuteficos para el correcto desarrollo de las actividades deportivas por esta razoacuten se realiza un anaacutelisis de la dotacioacuten para cada deporte basaacutendose en lo especificado por el proyecto tipo el cual cumple con los lineamientos establecidos en las normativas de cada deporte Una vez terminados los disentildeos de la infraestructura deportiva y comunitaria ademaacutes de especificar la dotacioacuten requerida se debe elaborar el presupuesto detallando las cantidades de materiales que se necesitan para la construccioacuten de la propuesta de disentildeo (superestructura y sub-estructura o cimentacioacuten) ajustaacutendola a los materiales disponibles en la regioacuten Por uacuteltimo se deben preparar revisar y aprobar los documentos definitivos de la propuesta de disentildeo como son las memorias de caacutelculo los planos de construccioacuten y el presupuesto de ambas estructuras
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8 PRELIMINARES
Por medio de la comunidad tuvimos acceso a los planos de la legalizacioacuten del barrio donde pudimos determinar el aacuterea que se teniacutea destinada para la construccioacuten del saloacuten comunal y del polideportivo posteriormente se realizoacute una visita al terreno para poder dimensionar y planear como seriacutea la distribucioacuten del espacio para el saloacuten comunal y para el polideportivo Adicionalmente se consultoacute con la entidad que necesitaban en el saloacuten comunal y en la placa deportiva Se acordoacute con la comunidad que el saloacuten comunal tendriacutea dos (02) oficinas una (01) cocina un (01) bantildeo interno para hombre un (01) bantildeo interno para mujeres un (01) deposito un (01) saloacuten para las reuniones de la comunidad un (01) bantildeo para hombres externo con duchas y vestidores un (01) bantildeo para mujeres externo con duchas y vestidores Para el disentildeo arquitectoacutenico de la placa deportiva se mostroacute a la comunidad el disentildeo del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de una placa polideportivardquo del departamento nacional de planeacioacuten y se adoptoacute este disentildeo el cual cumple con los paraacutemetros miacutenimos establecidos por Coldeportes En la visita al lugar destinado para el saloacuten comunal y la placa deportiva se evidencio que el terreno era muy nivelado y no habiacutea grandes cambios en la topografiacutea debido a que ya se haba echo una nivelacioacuten del terreno para la cancha de tierra que se tiene para el desarrollo de la praacutectica deportiva de la comunidad
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Figura 12 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 13 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
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Figura 14 terremo disponible para salon comunal y placa deportiva
Fuente propia
Figura 15 Ronda de Cantildeo del terreno
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9 PROPUESTA DE DISENtildeO
Se realiza este trabajo de grado mediante la opcioacuten aplicaciones en temaacuteticas de ingenieriacutea civil para la Universidad Santo Tomas sede Villavicencio busca solucionar una problemaacutetica social manifestada por la comunidad en el barrio villa Juliana en la ciudad de Villavicencio dando como solucioacuten escenarios deportivos y comunitarios La propuesta de disentildeo del saloacuten comunal contempla la construccioacuten de un aacuterea de 38482 m2 que cuenta con espacios de almacenamiento cocina oficinas 2 bateriacuteas de bantildeos y un saloacuten de reunioacuten con capacidad de 300 personas se realiza el disentildeo arquitectoacutenico y estructural La propuesta de disentildeo del polideportivo contempla la construccioacuten de un aacuterea de 88275 m2 los disentildeos a los que se les realizo la revisioacuten fueron obtenidos del proyecto tipo del departamento nacional de planeacioacuten DNP denominado ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo [6] mediante los anexos teacutecnicos se realiza la revisioacuten del disentildeo seguacuten la regioacuten y anaacutelisis de solicitaciones propias de la zona todos los disentildeos el presupuesto de construccioacuten y dotacioacuten y planos del polideportivo exceptuando la cimentacioacuten pertenecen a los disentildeos del anexo teacutecnico del proyecto tipo ldquoConstruccioacuten y dotacioacuten de placa polideportiva cubiertardquo del DNP
91 PROPUESTA DE DISENtildeO DEL SALOacuteN COMUNAL
De acuerdo con los requerimientos de la comunidad y las condiciones del terreno se disentildeoacute el saloacuten comunal con todos los espacios requeridos por la comunidad para realizar las actividades que se requieran asiacute como un espacio de bantildeos duchas y vestidores que puedan ser utilizados por los usuarios de la placa deportiva (ver planos ARQ 01 y ARQ 02)
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Figura 16 Planta arqutectonica del salon comunal (ver plano ARQ 01)
Figura 17 Fachadas principales del salon comunal (ver plano ARQ 03)
se realiza los caacutelculos y el anaacutelisis que cumplan con la norma sismo resistente colombiana NSR 10 de un saloacuten comunal con una (01) planta y una (01) cubierta ubicado en el barrio Villa Juliana en la ciudad de Villavicencio en el departamento del Meta
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911 Generalidades
Tabla 1 Generalidades Saloacuten comunal
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 38482
Aacuterea construida 1er piso (m2) 38482
Sistema estructural Poacuterticos en concreto reforzado
resistentes a momento
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos Si
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
30
Fuente Propia
9111 Descripcioacuten del proyecto
El proyecto contempla el disentildeo de un saloacuten comunal con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado con cubierta liviana soportada sobre perfiles metaacutelicos con una pendiente mayor a 15 grados La estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 18 Configuracion general del modelo
Fuente Propia
912 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar el disentildeo de este proyecto se basoacute en el
procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO DE DISENtildeO Y
CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL REGLAMENTOrdquo [1]
despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios geoteacutecnicos) y
realizar el disentildeo arquitectoacutenico se debe realizar el disentildeo estructural para lo cual
siguen los pasos de la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para
edificaciones nuevas y existentesrdquo [1]
Pre dimensionamiento y se define el tipo de sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de la estructura en un programa de elementos finitos
para determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
913 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del saloacuten comunal
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
914 Cargas
9141 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 2 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
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9142 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP 09D+09PP+10Ex+03Ey 09D+09PP+10Ex-03Ey 09D+09PP+10Ey+03Ex 09D+09PP+10Ey-03Ex 09D+09PP+16Wx 09D+09PP+16W(-x) 09D+09PP+16Wy 09D+09PP+16W(-y) 09D+09PP-10Ex+03Ey 09D+09PP-10Ex-03Ey 09D+09PP-10Ey+03Ex 09D+09PP-10Ey-03Ex 12D+12PP+10Ex+03Ey+10L 12D+12PP+10Ex-03Ey+10L 12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L 12D+12PP+16L+05Lr 12D+12PP+16Lr+08Wx 12D+12PP+16Lr+08W(-x) 12D+12PP+16Lr+08Wy 12D+12PP+16Lr+08W(-y) 12D+12PP+16Lr+10L 12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wx+10L+05Lr 12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr 12D+12PP+16Wy+10L+05Lr 12D+12PP-10Ex+03Ey+10L 12D+12PP-10Ex-03Ey+10L 12D+12PP-10Ey+03Ex+10L 12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9143 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite de
resistencia
D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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915 Cargas muertas y cargas vivas
Tabla 3 saloacuten comunal Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS
Teja Aluzinc + Anclajes 015 KNm2
Baldosa Ceraacutemica 08 KNm2
Luminarias 18 KN
Mamposteriacutea De Bloque De Arcilla (Pantildeetado En Ambas Caras)
2 KNm2
Muros Cortina De Vidrio Entramado Y Marco 050 KNm2
Placa De Tanque 360 KNm2
CARGAS VIVAS
Terraza Tanque 2 KNm2
Saloacuten Comunal 2 KNm2
Cubierta Liviana 05 KNm2
Tanque De Agua 1000 Lts 1000 KN
Aacuterea De Placa Sobre La Cual Se Apoya El Tanque De 1m3
1000 m2
Carga Uniforme Sobre Placa De Tanque 100 KNm2
Fuente Propia
916 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del saloacuten comunal (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva (ver Memoria de caacutelculo saloacuten comunal)
Tabla 4 Peso saloacuten comunal
Caacutelculo del peso del saloacuten comunal
MUROS VIGAS Y PLACA
Peso Total 122018 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 5 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9161 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 6 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 19 Espectro de disentildeo
Fuente Propia
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Ilustracioacuten 1 irregularidad torsional Fuente A3-1 NSR 10
9162 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 7 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea
INCOMPATIBILIDADES
ϕp = 090 Irregularidad en planta A12 [1]
Fuente Figura A3-1 NSR 10
ϕa = 100 Irregularidades en Altura Tipo
3A Geomeacutetrica [1] Sin irregularidad
ϕr = 075 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] En sistemas de poacutertico resistente a
momentos Ro = 70 DES
Fuente Propia
Tabla 8 Calculo irregularidad torsional DESPLAZ (m) 12DE+10L +10E
Piso 1 Tipo Riacutegido
A3-1 NSR 10
d prom (m) 00120
d max (m) 00120
Irregularidad torsional normal
o extrema
ϕp = NA (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
Fuente propia
1R = 021
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9163 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Tabla 9 Periodo fundamental T (s) F (Hz)
018 544
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 10 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 4
Ta = Ct hα 016
T lt CuTa Verificacioacuten
018 lt 0194 CUMPLE
Fuente Propia
9164 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
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Tabla 11 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 122018 123315 123315
917 Cargas de viento
Tabla 12 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 40 m Altura alero
h c 56 m Altura cumbrera
h m 48 m Altura media
L 242 m longitud estructura
B 249 m profundidad estructura
α gt 150 grados pendiente de techo
A techo 3411 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
A continuacioacuten se evaluacutea cada una de las paredes externas del saloacuten comunal para determinar la clasificacioacuten del cerramiento de la edificacioacuten El aacuterea total del techo es de 34112 m2 no tiene aberturas Ag de cada una de las paredes se calcula teniendo con la sumatoria del aacuterea gruesa de todas las paredes maacutes la sumatoria total de aacuterea total de techo menos la pared actual
Tabla 13 Resumen Evaluacioacuten de las paredes y clasificacioacuten de cerramiento
Fuente Propia
Fuerza de viento procedimiento analiacutetico Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
CLASIFICACION DE CERRAMIENTO EDIFICACION PARCIALMENTE
ABIERTA
EDIFICACION DE BAJA ALTURA SI
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Tabla 14 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-
1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
Tabla 15 Datos para calculo Factor raacutefaga Para estructuras riacutegidas el factor de efecto
de raacutefaga 085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
Gx 0880624121 Factor de efecto raacutefaga
Gy 086781881 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia
Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2 (ver memoria de caacutelculo)
9171 Carga de viento para teja y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 18 3 gt 05
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Tabla 16 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Ancho teja 05 m
Separacioacuten correas 18 m
Luz correas 42 m
A aferente teja 06 m Ancho efectivo teja
A aferente correa 18 m Ancho efectivo correa
A ef teja 11 m2 Aacuterea efectiva teja
A ef correa 75 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
teja -26 05
correas -22 04
Edificios bajos lt18m
P Presioacuten teja 07 KNm2
P succioacuten teja - 13 KNm2
P presioacuten correa 06 KNm2
P succioacuten correa -17 KNm2
Fuente Propia
918 Derivas
Las derivas maacuteximas son de 0231 Por lo tanto la estructura cumple con el criterio de
deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1] (ver memoria de caacutelculo del saloacuten comunal)
919 Calculo de vigas aeacutereas Va-1
Figura 20 Planta de vigas aereas
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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9191 Generalidades todos los ejes
Tabla 17 Generalidades Viga cimentacioacuten Va-1
Viga tipo 1 25X40
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 3595 Kn
Momento Mu (Knm) (-) 2573 Knm
Momento Mu (Knm) (+) 2341 Knm
Luz de viga 66 m
Hmin (L16) 041
Fy (Mpa) 420 Mpa
Fc (Mpa) 21 Mpa
λ (Concreto de peso normal) 1
B1 085
Fuente Propia
9192 Disentildeo a flexioacuten
Figura 21 Diagrama disentildeo a flexioacuten Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Fuente Propia
Tabla 18 Cargas y Materiales Va-1
As min 1 19836 mm2
As min 2 24240 mm2
b 025 m
h asum 035 m
d 029 m
d 005 m
Ф 09
Mn- 286
Mn+ 260
pmin 00033
Pmax 00135
P req- 00034
P req+ 00030
As- 2436 mm2
As+ 2208 mm2
Fuente Propia
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Figura 22 Despiece refuerzo Va-1 (ver detalles en el plano E02 y E03)
Tabla 19 Datos disentildeo a flexioacuten Va-1
a 37459 mm a 3745882353
c 44069 mm c 4406920415
Pdisentildeo- 0005 Pdisentildeo+ 0005473141
ФMn- 40943 ФMn+ 4094267088
Chequeo CUMPLE Chequeo CUMPLE
Revisioacuten Ф 00168 Revisioacuten Ф 00168
Correccioacuten Ф 18834 PHI=09 Correccioacuten Ф 18834 PHI=09
Fuente Propia
9193 Disentildeo a cortante
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C11 [1] de la normativa vigente
Tabla 20 DISENtildeO A CORTANTE
Liacutemite de esfuerzos 458
bw (m) 025
h (m) 035
d 005
d (m) 029
fc (MPa) 21
Cortante maacuteximo Vu 1-1 (KN) 3595
fVc (KN) 3399
Vs (KN) 327
VultfVc Refuerzo a
cortante
VS gt 4 VC CUMPLE
s arranque (m) db = 38 531
s max 2 068
VS gt 033 x bW x d 13232
VS lt 066 x bW x d 26464
Av min (mm2)-1 24596
Av min (mm2)-2 3030
Fuente Propia
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9194 Disentildeo a torsioacuten
El disentildeo a cortante se realiza teniendo en cuanta la seccioacuten C1151 [1] de la normativa vigente donde Acp es Aacuterea encerrada por el periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal de concreto y Pcp es el Periacutemetro exterior de la seccioacuten transversal y para realizar el chequeo se utiliza la siguiente formula
Tabla 21 Disentildeo a Torsioacuten y chequeo Va-1
Tu 357 Knm
Acp 87500 mm2
Pcp 120000
Chequeo Tu 182005228 Knm
Fuente Propia
9195 Calculo de las propiedades y revisioacuten de la seccioacuten de
concreto
Tabla 22 propiedades de la seccioacuten Va-1 X1 0160475 mm
Y1 0260475 mm
Aoh 4179973 mm2
Ao 3552976678 mm2
d 290875 mm
Ph 8419 mm
Fuente Propia
Tabla 23 revisioacuten de la seccioacuten de concreto
Vu 3595000 N
Vc 4532052798 N
Ecuacioacuten 11-18 Del Aci 1256291283 Nmm2 273579769 Nmm2
Revisioacuten Cumple Seccioacuten
Fuente Propia
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9196 Refuerzos
Tabla 24 Refuerzo transversal requerido por torsioacuten
Tn 476 Knm
Ѳ 45 Grados 0617369624
Ats 015949068 mm2mm para 1 rama de estribo
Avs 0026733842 mm2mm para 2 ramas de estribo
Fuente Propia
Tabla 25 Seleccioacuten de los estribos
2At+Av 0345715203 mm2mm para 1 ramas de estribo
S estribos 38 0411 m
S max permisible 0105 m
Fuente Propia
Tabla 26 Refuerzo longitudinal por torsioacuten Al 1342752036 mm2
Min Al 2667001698 mm2
Fuente Propia
9197 Calculo de deflexiones para la viga con la mayor luz
Viga 025 X 035 Deflexioacuten 0002 M Deflexioacuten Permitida 0017833333 M
Figura 23 Diagrama de cortante momento y deflexion de la viga Va-1
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9110 Columnas
91101 Revisioacuten de refuerzo de columnas elemento con el mayor
momento
Figura 24 Diagrama de interaccioacuten de columnas
91102 Flexioacuten y carga axial
Tabla 27 revisioacuten de disentildeo a Flexioacuten y carga axial columnas
Fy (MPa) 420
Es (Gpa) 200
fc (Mpa) 21
Ec (Gpa) 2154
d 030
Ndeg Barras 10
b (m) 035
h (m) 035
r (m) 004
a 014
A 00002
Lu (m) 365
k 1
r 0105
Mu sup (KNm) 2733
Mu inf (KNm) 2531
Pu (KN) 12307
Vu (KN) 145
Cm 060
Ig (m4) 00013
Ise (m4) 00001
EI1 (Pa) 2096674615
EI2 (Pa) 8287338453
Pcr 1 6213052808
Pcr 2 2455777882
L1 0601
L2 0603
Pu (KN) 12307
Mu 1526
Mu 2531
09
a= 166695060
b= 14126700
c= 2812222
0002039812
0082705951
As (mm) 122500
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Fuente Propia
91103 Cortante
Tabla 28 revisioacuten cortante Columnas
s 1 00153
s 2 00060
Asmin (mm2) 4374
s min (m) 38 0592
Ash1 (mm) 1063
Ash2 (mm) 2411
d min (mm) 7
vc Mpa1 0764
vc Mpa2 0764
vc Mpa3 1375
vc Mpa 0764
Vc (KN) 62460
VultVc Ok
vs (KPa) -391512
s (m) d = 38 -0370
Fuente Propia
91104 Refuerzo
Tabla 29 Refuerzo y diagrama Columna
Ref Long
h (m) 365
Asmin 1225
As (mm2) 1791
995 1791
Asmax 4900
Ref Transv Z conf
s(m) 009
L Zconf 06 m
Ref Transv min
s (m) 010
Complemento si
Fuente Propia
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Ver detalles de las columnas en el plano E03 y E01
9111 Caacutelculo de placa de contrapiso saloacuten comunal
Con los datos obtenidos del anaacutelisis estructural se considera dimensionar la placa de fondo o contrapiso por medio de una losa maciza en dos direcciones
Figura 25 Losa maciza en dos direcciones
91111 Dimensionamiento de placa y avaluoacute de cargas
Espesor de placas macizas en dos direcciones sin vigas interiores determinado seguacuten las secciones C13 y C95 [1]
La 30 m
Lb 30 m
a = LbLa 100
Tabla 30 Espesor miacutenimo y Cargas losa maciza
Paneles exteriores sin aacutebacos
eMin sin vigas de borde 010 m
eMin con vigas de borde 009 m
paneles interiores sin aacutebacos 009 m
Paneles exteriores con aacutebacos
eMin sin vigas de borde 009 m
eMin con vigas de borde 008 m
paneles interiores con aacutebacos 008 m
e asumido 010 m
Carga de peso propio de Placas y estructuras encima (KNm2)
Peso propio losa 24 KNm2
Piso y alistado 10 KNm2
Muros eventuales 30 KNm2
D 64 KNm2
Carga viva 18 KNm2
Impacto 10 018 KNm2
L 20 KNm2
wu 838 KNm2
Fuente Propia
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Utilizando el procedimiento de la seccioacuten C139 ldquoLosas en dos direcciones apoyadas sobre muros o vigas riacutegidasrdquo [1] del Reglamento vigente (Meacutetodo de los Coeficientes) se divide el panel en consideracioacuten en cada direccioacuten en franjas Centrales cuyo ancho es la mitad del panel y medias franjas de columnas con un ancho igual a un cuarto del panel
91112 Franjas centrales
Tabla 31 Franjas centrales
Momentos negativos en los bordes (Tabla C139-1)
Caneg 0045
Cbneg 0045
Ma (negativo) 34 KNm
Mb (negativo) 34 KNm
Momentos positivos (Tablas C139-2 Y C139-3)
Ca D positivo 0018
Cb D positivo 0018
Ca L positivo 0027
Cb L positivo 0027
Ma (positivo carga muerta) 10 KNm
Ma (positivo carga viva) 05 KNm
Ma (positivo total) 15 KNm
Mb (positivo carga muerta) 10 KNm
Mb (positivo carga viva) 05 KNm
Mb (positivo total) 15 KNm
Fuente Propia
91113 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior Franja central
Tabla 32 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 34 KNm
Mu 51 KNm
Mn 57 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000392
pmin 000200
pdisentildeo 000392
As 2353 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
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91114 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior Franja central
Tabla 33 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja central
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 15 KNm
Mu 23 KNm
Mn 25 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000171
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 500
Cantidad de barras 100
Separacioacuten 092 m
Fuente Propia
91115 Franjas de columnas
Los momentos en los bordes seraacuten 23 de los calculados en la franja central
Momentos negativos La 23 KNm Momentos positivos La 10 KNm Momentos negativos Lb 226
Momentos positivos Lb 101
91116 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo superior franja de columnas
Tabla 34 Disentildeo Flexioacuten refuerzo superior franja de columnas
Fuente Propia
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91117 Disentildeo a flexioacuten Refuerzo inferior franja de columnas
Tabla 35 Disentildeo Flexioacuten refuerzo inferior franja de columnas
Direccioacuten La
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Direccioacuten Lb
fc 210 MPA
Fy 4200 MPA
M 10 KNm
Mu 15 KNm
Mn 17 KNm
b 10 m
d 006 m
p 000113
pmin 000200
pdisentildeo 000200
As 1200 mm2
Barra No 300
Cantidad de barras 200
Separacioacuten 046 m
Fuente Propia
91118 Cortante
Para el caacutelculo de las reacciones se utiliza la Tabla C139-4 [1] en donde para m=09 en el caso 2 el 60 de la carga se transmite en la direccioacuten de la luz menor y el 40 en la direccioacuten de la luz mayor
Tabla 36 Calculo de cortante Placa Contrapiso V1 63 KN
V2 63 KN
Vd1 60 KN
Vd2 60 KN
Vu 91 KN
Ф 075 KN
Vc 4674 KN
ФVc 3506 KN
CUMPLE
Fuente Propia
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Figura 26 Diagrama de refuerzo placa (ver etalles en el plano E02)
9112 Disentildeo de zapatas de cimentacioacuten
Se realiza el disentildeo de dos tipos de zapatas centrales y esquineras ya que el terreno de la edificacioacuten es colindante con una finca las zapatas esquineras fueron disentildeadas con el meacutetodo calavera [16]
91121 Zapata Z-1 central
La zapata Z-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
91122 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
La zapata Z1 se utiliza en los Puntos 1 3 6 7 8 10 11 12 13 14 17 18 19 20 21 22 23 25 26 27 28 30 31 32 33
Tabla 37 Cargas de Servicio Zapata Central ( Z1 )
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 936
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 94
Momento (KNm) 2-2 135
Momento (KNm) 3-3 168
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 1226
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN) 000
Carga maacutex horizontal Hu (KN) 1266
Momento (KNm) 2-2 198
Momento (KNm) 3-3 231
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
Concreto de peso normal No liviano 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 38 Pre-Dimensionamiento Zapata Central ( Z1 )
PS (KN) 936Kn
Peso de zapata (KN) 184Kn
Aacuterea de zapata (m2) 06m2
Zapata rectangular de L (m) 07m
A (m) 160m
B (m) 160m
Espesor t (m) 030m
Recubrimiento r (m) 0075m
d (m) 021m
Prof de cim 13m
Figura 27 Diagrama zapata (Z1)
Fuente Propia
Tabla 39 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0145
ey (m) 018
Relacioacuten exey 12
B recomendado 20
A6 03
B6 03
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 53 KNmsup2
q2 970 KNmsup2
q3 495 KNmsup2
q4 380 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 23 KNmsup2
q2 1273 KNmsup2
q3 607 KNmsup2
q4 495 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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91123 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 40 Verificaciones de la zapata Z1
Tabla 41 Verificacioacuten de cortante Bidireccional Z1
Cortante Bidireccional Z1
Ancho de pedestal b c 035 m
Largo de pedestal l c 035 m
Lcd 2 11
V (d2) 867 Knm2
Vu (d2) 2380 Kn
Beta 10
Bo 22 m
065
Vc1 7146 Kn
Vc2 6687
Vc3 4624
Tabla 42 Direccioacuten larga y corta Z1
Direccioacuten Larga
Lcd 04
V(d) 949
Vu(d) 714
φ 075
φc= 1963 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 04
V(d) 949 Knm2
Vu(d) 714 Kn
φ 075
φc= 1963 Kn
Tabla 43 Altura miacutenima de desplante Z1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 16
B (m) 16
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
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Tabla 44 Longitud de desarrollo Z1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 45 Resistencia al aplastamiento
Z1
Resistencia al aplastamiento
Pu 1226
φ 065
A1 012
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 24
raiacutez(A2A1) 44
Phi Pnb 28426 Kn
Fuente Propia
91124 Disentildeo a flexioacuten
Tabla 46 Refuerzo Direccioacuten corta
Abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2
Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 02 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000156
Pasumido 000333
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras
90
separacioacuten 018 m 14 c018 en
la direccioacuten corta abajo- Son 9
Tabla 47 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo Z1
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 06 m
σf 785 Knm2 Mu 408 knm
Mn 453 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09 Pmin 00033
Pdisentildeo 00016
Pasumido 00033
As 11189 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 90
Separacioacuten 018 m 14 c018
en la direccioacuten larga abajo- Son 9
Fuente Propia
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Tabla 48 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba Z1
Fuente Propia
Figura 28 Esquema final de la zapata 1 (Z1) (ver plano E01) (ver reacciones para cargas
de viento en la memoria de calculo del salon comunal)
91125 Zapata esquinera Z-2
La Zapata Z-2 se utiliza en los puntos 2 4 9 15 16 5 29 se realiza el disentildeo de la zapata cuadrada esquinera con vigas aeacutereas siguiendo el fundamento teoacuterico de Joseacute calavera [16] en el cual se supone que la zapata estaacute apoyada sobre Vigas virtuales en voladizo
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 0625 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d=r+fbarra 01 m
d 021 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 7056 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 60
Separacioacuten 028 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 6
Separacioacuten usada 025 m
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Figura 29 Diagrama Zapata Z2
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
El procedimiento mediante el cual se determina las tenciones maacuteximas y miacutenimas es el siguiente
Se fijan las dimensiones de la zapata b h
Se determina el coeficiente de balasto K mediante la ecuacioacuten (1) en donde
f es el factor de correlacioacuten de aspecto de la zapata ecuacioacuten (2) y KL es el
moacutedulo de balasto lineal ecuacioacuten (3)
Tabla 49 Ecuaciones Coeficiente de balasto
Ecuacioacuten (1) Ecuacioacuten (2) Ecuacioacuten (3)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
A continuacioacuten se encuentran las ecuaciones que se utilizan para calcular
la fuerza de traccioacuten T y las tensiones qmax y qmin la placa de la zapata estaacute
sometida a dos momentos maacuteximos que producen tracciones en la cara
superior e inferior
Tabla 50 Ecuaciones Fuerza de traccioacuten y tensiones de la zapata Z2
Ecuacioacuten (4) Ecuacioacuten (5) Ecuacioacuten (6)
Fuente DISENtildeO DE ESTRUCTURAS DE CIMENTACIONDE
ACUERDO A NSR-10 Figura 30 y 31 [18]
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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9113 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Figura 30 Diagrama Zapata esquinera (Z2)
Tabla 51 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo Z2 b1 035 m
b2 035 m
P serv 6226 KN
Qa 200 KNm2
Momento 3-3 serv 1353 KNm
Momento 2-2 serv 1682 KNm
Pultimo 822 KN
Momento ultimo 3-3 205 KNm
Momento ultimo 2-2 2546 KNm
Fc 21 MPa
Fy 420 MPa
Columnas Laterales 20
Fuente Propia
Tabla 52 Pre-Dimensionamiento Z2
Peso de Zapata 18432 Kn
Amin 040346 m2
B 16 m
L 16 m
Aacuterea Definitiva 256 m2
Espesor t 03 m
Altura de la Vcim h 03 m
Recubrimiento r 0075 m
d (m) 0225 m
Prof de cimentacioacuten 130 m
W 085 m
Fuente Propia
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Tabla 53 Excentricidad y Presiones en el Suelo Z2 emax 027
emin 022
B6 027 m
L6 027 m
Moacutedulo de balasto K 05 nmm3
075
Bc (b2b1) 1
Ec 21538106 Mpa
Ic 1250520833 mm4
Kc 0176 nmm3
Ts 30647 Kn
Tu 40463 Kn
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
qsmax 60503 Knm2
qsmin 2537 Knm2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
qumax 69786 Knm2
qumin -6745 Knm2
qum 31520 Knm2
Fuente Propia
Tabla 54 Verificacioacuten del Punzonamiento
Ancho de columna bc 035 m
Largo de columna Lc 035 m
Vup 68130429 Kn
Bo 093 m
1
up 3273534126 Knm2
v 065
Vc1 9928914006 Knm2
Vc2 1704016323 Knm2
Vc3 1489337101 Knm2
Verificacioacuten CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 55 Cortante Unidireccional Z2
Direccioacuten Larga y Corta
Vud 51693 Kn
ud 143593 Knm2
065
Vc 496446 Knm2 CUMPLE
Fuente Propia
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Tabla 56 Disentildeo a flexioacuten Z2
Refuerzo Parrilla superior e inferior
q prom 3152 Knm2
Mu 6993 Knm
Mn 7770 Knm
Fy 420 MPa
Fc 21 MPa
b 16 m
h=t 03 m
d = r + barra 0075 m
d 0225 m
09
P min 00033
P disentildeo 00023
P asumido 00033
As 1188 mm2
Barra No 5
Cantidad de Barras 6
separacioacuten 024 m
15 c024 en la direccioacuten Corta y Larga Abajo - Son 6
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en el plano E01 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de los dos tipos de zapatas que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9114 Disentildeo de viga cimentacioacuten
Tabla 57 Disentildeo Viga de cimentacioacuten
b 035
h 035
d 0275
Fc 21
Fy 420
C o T 6165 Kn
Tu 4046319494 Kn
Asreq 1070454893 mm2
Asmin 317625 mm2
Asdis 317625 mm2
Barras No 5
Cantidad 2
Fuente Propia
Tabla 58 Disentildeo de viga virtual b 03
h 03
d 0225
Fc 21
Fy 420
Mp 4303573333
P 0007389068
Asreq 4987620775 mm2
Asmin 22275 mm2
Asdis 4987620775 mm2
Barras No 5
Cantidad 3
Fuente Propia
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Tabla 59 932 Aplastamiento (NSR-10 C1014)
A1 (m2) 01225
065
t (m) 03
Inclinacioacuten 1V-2H 06
A2 (m2) 09025
raiz(A2A1) 27143
Factor 2
F aplastamiento (KN) 28426125
Fu (KN) 822
Fu lt F aplastamiento CUMPLE
Fuente Propia
Tabla 60 Altura miacutenima de desplante
Put (KN) 0
B (m) 16
L (m) 16
sad (KNm2) 200
g (KNm3) 18
qu (KNm2) 0
FS 2 2
z (m) 0
Df (m) 130
Fuente Propia
Figura 31 Diagrama Viga Virtual
Ver cargas de servicio y Reacciones de servicio en la memoria de caacutelculo del saloacuten comunal
9115 Caacutelculo de vigas de cimentacioacuten
91151 CAacuteLCULO viga cimentacioacuten estructura de concreto - VC1
En el cortante maacuteximo se utiliza el 10 de la carga de la cimentacioacuten
Tabla 61 Generalidades Viga cimentacioacuten Vc-1
Viga de Cimentacioacuten tipo 1 VC-1 30x30
Cortante maacutexima Vu = Pu (KN) 1226
Momento Mu (KNm) 693
C oacute T (KN) 920
As min (mmsup2) 1103
Densidad del suelo (KNm3) 18
Profundidad de cimentacioacuten (m) 10
Wu o subpresioacuten (KNm) 378
Luz de viga (m) 413
Hmin (L30) 021
fy (Mpa) 420
fc (MPa) 21
Concreto de peso normal) 10
Fuente Propia
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91152 Disentildeo de cortante
Tabla 62 Disentildeo de cortante Vc-1
bw (m) 030 bw gt 03h oacute 250mm
Espesor h (m) 030 Espesor
d 007 Recubrimiento
d (m) 022
fc (MPa) 21 Resistencia del concreto miacutenima
Vu 1-1 (KN) 2007
Vc (KN) 3659
Vs (KN) -1652 VS gt 05 Vc Si Vs mayor que 12 de Vc Ref cortante
VultVc CUMPLE Criterio para refuerzo de cortante
v u - v c (KN) -24625
s (m) db = 38 -057 Separacioacuten miacutenima Z C= -057 lt 030m
s (m) db = 14 -011
VS gt 033 x bW x d 13610 Espaciamiento maacuteximo es d4
VS lt 066 x bW x d 27220 Cumple
Av min (mm2)-1 -11469
Av min (mm2)-2 -14128
Fuente Propia
91153 disentildeo de momentos
Tabla 63 Aacuterea de acero miacutenimo Vc-1 (ver especificaciones en la memoria de calculo del
slaon comunal) bw (m) 030
d (m) 022
As min (mm2)-1 18302
As min (mm2)-2 22365
Fuente Propia
Ver detalles estructurales en los planos E01 y E02 donde se encuentran representadas todas las especificaciones del disentildeo de las vigas de cimentacioacuten con sus respectivos despieces que cumplen con las solicitaciones requeridas por la estructura y terreno
9116 Losa maciza en una direccioacuten placa de tanque 1000 litros
Se disentildea la loza maciza en donde va a estar ubicada el tanque elevado que tambieacuten serviraacute de zona de mantenimiento para la cubierta
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Tabla 64 Placa para tanque de 1000 L
DATOS
Luz 36 m
Fc 21000 Knm2
Fy 420000 Knm2
D 44 Knm2
L 10 Knm2
DIMENSIONES
H placa L20 018
H asumido 015
Recubrimiento 003
Barras Numero 4
db 00127
d 01137
disentildeo para un ancho de 1 m
b 1m
CARGAS
D 44 Knm2
L 10 Knm2
Wu 2128 Knm2
Mu 344736 Knm
CUANTIA
φ 09
Rn max 8925
Rn 2965549985
P cuantiacutea 0007771349
Pmin 00033
Fuente Propia
91161 Refuerzo
Tabla 65 Determinacioacuten de Aacuterea de acero Loza maciza para Tanque 1000 L
Ref principal
As M2m 0000883214
As mm2m 883213864
Espaciamiento max 045 m C765
Acero suministrado
Barras No4
Aacuterea barra cu 129
Cantidad 7
Espaciamiento 014
Acero suministrado 903 OK
Fuente Propia
Tabla 66 Acero de refuerzo Loza maciza para Tanque de 1000 L
REFUERZO PRINCIPAL
Barra Diaacutemetro Aacuterea Cantidad Espaciamiento
No3 95 71 1243963189 008
No4 127 129 6846619101 014
No5 159 199 4438260623 022
No6 191 284 3109907972 032
No7 222 387 2282206367 043
No8 254 510 173179189 057
Fuente Propia
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Figura 32 Despiece losa maciza para tanque de 1000 L (ver palno E05)
91162 Calculo de deflexiones losa maciza e=15cm
Posterior al disentildeo de la losa se realizoacute la verificacioacuten de la deflexioacuten maacutexima para que no superara lo permitido por la norma [1] asiacute como se muestra a continuacioacuten
Tabla 67 Solicitaciones
SOLICITACIONES
D 44 KNm2
L 10 KNm2
LUZ 36 m
e 015 m
Fc 21000 KNm2
Fy 420000 KNm2
Ec 2153810577 KNm2
Es 200000000 KNm2
deflexioacuten 0003610345
Ig 000028125
deflexioacuten maacutexima permitida 001
Fuente Propia Una vez calculada la deflexioacuten de la losa se obtuvo un valor de 000361 y siendo
l360=001 nuestra deflexioacuten maacutexima permitida por la norma seguacuten tabla C95
(b) Se cumple este requisito (ver detalles en los planos)
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9117 Disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Se realizoacute el disentildeo de la mamposteriacutea NO estructural teniendo en cuenta las siguientes condiciones por la ubicacioacuten del proyecto
Tabla 68 Generalidades del disentildeo de mamposteriacutea no estructural
Ubicacioacuten Villavicencio Meta
Aa 035
Av 03
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Uso residencial
Grupo de uso II
Coeficiente de importancia I 11
Perfil del suelo Tipo c
Fa 105
Fv 15
Grado de desempentildeo del elemento no estructural BUENO
T 017 seg
Fuente Propia Tomando en cuenta lo establecido en la norma se determinoacute que en el caso del saloacuten comunal son muros divisorios con las siguientes caracteriacutesticas encontradas en la tabla A95-1 [1] muros divisorios de con coeficiente de aplicacioacuten dinaacutemica ap = 10 grado de desempentildeo bueno y tipo de amarres y anclajes No duacutectiles
Tabla 69 Caracteriacutesticas elementos no estructurales
ap 1
Tipo de anclaje No duacutectil
Rp especiales 6
Rp duacutectiles 3
Rp no duacutectiles 15
Rp huacutemedos 05
Hn 600 m
Heq 45 m
Hx 4
Sa 101
As 040
ax 094325
Fuente Propia Definidas las caracteriacutesticas de la mamposteriacutea no estructural se procedioacute al caacutelculo de la fuerza siacutesmica de disentildeo y con esto se realizoacute el disentildeo correspondiente
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Tabla 70 Fuerza siacutesmica mamposteriacutea no estructural
L Muro 585 m
H Muro 3 m
Peso muro 3159 Ton
Fp 099324225
Limite 0552825
Fp asumida 099324225 Ton
Momento PXL4 099324225 Tonm
Cortante 0496621125 Ton
Fuente Propia
91171 Dovelas
Se emplearaacuten dovelas de 15x15cm como se muestra a continuacioacuten
Tabla 71 Revisioacuten disentildeo Flexioacuten y cortante de las Dovelas
Revisioacuten de la flexioacuten
Fc 210 Kgcm2
Fy 4200 Kgcm2
c 75 cm4
I 421875 cm4
Ф 09
Fr 2608447814 Kgfcm2
M 1467251896 Kgfcm
M 014672519 Tonm
Numero de dovelas
6 Und
Separacioacuten 097 m
Revisioacuten del cortante
Barra 12
Aacuterea 129 cm2
Diaacutemetro 127 cm
M 99324225 Kgfcm
Inercia 0127698501 cm4
c 0635 cm
ά 4200 Kgfcm2
V 1689240009 Kgf
V 0168924001 Ton
Vtotal 1013544005 Ton
Vu 0496621125 Ton
Fuente Propia Una vez verificados todos los paraacutemetros se comprueba que cumplen con lo exigido con la normativa (Ver detalles constructivos en plano E05)
9118 Disentildeo de elementos a flexioacuten no arriostrados lateralmente
Se realizoacute el disentildeo de las correas metaacutelicas para la cubierta teniendo en cuenta lo siguiente
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91181 Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500
Tabla 72 Generalidades del Tubo rectangular 150x50x3mm ASTM A500 b 50 mm ancho del elemento
h 150 mm altura del elemento
e 3 mm
E 200000 Mpa moacutedulo de elasticidad
Fy 350 Mpa esfuerzo liacutemite de fluencia
A 1141 mm2 Aacuterea del elemento
Zx 51430 mm3 Coeficiente momento plaacutestico
Zy 23490 mm3
Sx 39810 mm3
Sy 21060 mm3 Coeficiente momento elaacutestico
lx 2985500 mm4 Inercia en el eje deacutebil del elemento
ly 526500 mm4
rx 512 mm Radio de giro en el eje x
ry 215 mm Radio de giro en el eje y
J 1508000 mm4 Constante torsional
09 Coeficiente para elementos sometidos a flexioacuten
rts 3450560744 mm
Ho 144
L 415 m
Fuente Propia
Figura 33 Representacioacuten graacutefica del tubo rectangular 150x50x3 mm
Tabla 73 Momentos de tubo rectangular 150x50x3 mm
Mactuante 332
Pendiente cub gt 15deg
Mx(Knm) 3206873743
My(Knm) 085927923
Fuente Propia
Ya asignada la seccioacuten que se usara se realizan las correspondientes revisiones para asegurar que cumple con todo lo requerido por la normativa
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Tabla 74 Revisioacuten tubo 150x50x3 mm
Fuente Propia
Revisando la resistencia a momento de la correa con la anterior ecuacioacuten obtenemos 0314078686 este valor es inferior a 1 Por lo tanto cumple con lo requerido con la normativa al igual que los chequeos del liacutemite de la aleta y el alma (ver detalles en planos E03 y E04)
9119 Disentildeo elementos metaacutelicos estructurales
91191 Cercha cubierta
Es necesaria una cercha en la cubierta del saloacuten comunal debido a las grandes luces entre columnas ya que se requeriacutea espacios amplios donde se puedan reunir las personas en los eventos que se organicen en la edificacioacuten La cercha se encarga de soportar los elementos principales de la cubierta trabaja especialmente para las cargas verticales por ende no se ve muy afectada por las cargas siacutesmicas a la que esteacute sometida la estructura A continuacioacuten se presentan la condicioacuten maacutes criacutetica para la cercha donde se muestra el iacutendice de sobreesfuerzo de cada elemento estructural mediante una gama de colores si el elemento presenta falla en la imagen se evidencia que no hay ninguacuten elemento que este fallando o con sobreesfuerzo (ver detalles en planos)
Figura 34 modelo cercha
Descripcioacuten Tubo rectangular 150x50x3mm
Chequeo btf(Aleta) 1466666667
Chequeo Htw (Alma) 48
Limite Nsr-10 (Aleta) 2677312085
Limite Nsr-10 (Alma) 5784906469
CompactaNocompacto (Alma) Compacto
CompactaNo compacto (Aletas) Compacto
mnx 1620045 Knm
mny 739935 Knm
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92 PROPUESTA DE DISENtildeO POLIDEPORTIVO
921 Generalidades
Tabla 75 Generalidades Polideportivo
Localizacioacuten Villavicencio-Meta
Norma de Disentildeo NSR-10
Tipo de ocupacioacuten Grupo II Estructuras de Ocupacioacuten Especial
Nuacutemero de Pisos 1
Aacuterea construida (m2) 88275
Aacuterea construida 1er piso (m2) 88275
Sistema estructural
Poacuterticos en concreto reforzado resistentes a momento
Peacutendulo invertido
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal Equivalente
Sistema de Disentildeo Estado Limite de Resistencia
Diafragmas riacutegidos No
Pendiente terreno 0
Capacidad portante del suelo (KNm2) 200
Profundidad de cimentacioacuten 12 m
Suelo altamente compresible No
Sistema de disipacioacuten de energiacutea DES
Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea R0
7
Coeficiente de sobreresistencia para disentildeo de conexiones Ωo
20
Fuente Propia
9211 Descripcioacuten del proyecto Polideportivo
El proyecto contempla la revisioacuten del disentildeo de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple siguiendo las especificaciones del documento del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo [1] con sistema estructural en poacutertico de concreto reforzado - peacutendulo invertido la estructura propuesta en general se conforma por columnas vigas y cimentacioacuten superficial de zapatas con una cubierta liviana a dos aguas desarrollada en estructura metaacutelica a base de cerchas espaciales que soportan correas tubulares de laacutemina delgada Estas configuraciones se generan en computador tal como se muestra en la siguiente figura
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Figura 35 ver memoria de calculo
922 Metodologiacutea
La metodologiacutea empleada para realizar la revisioacuten del disentildeo de este proyecto se
basoacute en el procedimiento establecido en A13 de la NSR-10 ldquoPROCEDIMIENTO
DE DISENtildeO Y CONSTRUCCIOacuteN DE EDIFICACIONES DE ACUERDO CON EL
REGLAMENTOrdquo [1] despueacutes de conocer el tipo de suelo (informe de los estudios
geoteacutecnicos) y analizar el disentildeo arquitectoacutenico propuesto por el DNP y aprobado
por Coldeportes para ver si se ajusta al aacuterea y especificaciones del terreno se
debe realizar la revisioacuten del disentildeo estructural para lo cual se siguen los pasos de
la Tabla A13 -1 ldquoProcedimiento de disentildeo estructural para edificaciones nuevas y
existentesrdquo
Teniendo en cuenta el documento base del DNP ldquoPlaca deportiva cubiertardquo
[1] se obtiene los paraacutemetros de la estructura predimensionamiento y
sistema estructural
Evaluacioacuten de las solicitaciones definitivas de la estructura como cargas
gravitacionales y horizontales con el fin de determinar los efectos siacutesmicos
y definir el espectro de disentildeo siacutesmico
Elaborar el modelo de estructura en un programa de elementos finitos para
determinar las secciones requeridas para los elementos estructurales
Determinar el grado de irregularidad que se puedan presentar en la
estructura tanto en planta como en altura o de ausencia de redundancia
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Obtener los desplazamientos maacuteximos que se presentaraacuten en la estructura
y las fuerzas internas que se derivan de ellos
Estudiar y analizar los resultados obtenidos para asiacute hacer el disentildeo
detallado de cada uno de los elementos estructurales conforme al grado de
disipacioacuten de energiacutea establecido
923 Cargas
A continuacioacuten se describen los tipos de cargas que se deben tener en cuenta para este tipo de estructura
Carga Muerta
La carga muerta corresponde al peso propio de la estructura y peso de los demaacutes elementos que permanecen fijos durante la vida uacutetil
Carga Viva
La carga viva corresponde a cargas gravitacionales que pueden variar durante la construccioacuten mantenimiento y operacioacuten de las estructuras y tienen naturaleza variable se debe considerarse en el disentildeo la existencia de las mismas para determinar las condiciones de disentildeo criacuteticas
9231 Caacutelculo de la carga siacutesmica
Para calcular el peso que inercialmente contribuye al efecto siacutesmico se consideran los pesos de la estructura desde la placa de cimentacioacuten hacia arriba es decir vigas columnas placas y demaacutes
Cargas de viento
Cada estructura estaacute sometida a acciones de viento estas cargas variacutean con respecto a la ubicacioacuten geograacutefica la altura sobre el nivel del terreno el terreno y algunos otros factores Las cargas suelen ser importantes que las cargas siacutesmicas en estructuras con gran altitud
9232 Combinaciones de Carga
Las combinaciones que se usaron para realizar el anaacutelisis de las estructuras en concreto para los meacutetodos estado liacutemite de servicio y estado liacutemite de resistencia se especifican a continuacioacuten Los coeficientes utilizados en las combinaciones son los siguientes
Tabla 76 Coeficientes de las combinaciones de cargas D carga muerta distinta al peso propio
PP carga muerta correspondiente al peso propio
L caga viva
L r carga viva de cubierta
E x carga siacutesmica en direccioacuten x
E y carga siacutesmica en direccioacuten y
W x carga eoacutelica en direccioacuten positiva x
W (-x) carga eoacutelica en direccioacuten negativa x
W y carga eoacutelica en direccioacuten positiva y
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W (-y) carga eoacutelica en direccioacuten negativa y
9233 Combinaciones de carga para el meacutetodo del estado liacutemite
de resistencia 14D+14PP
09D+09PP+10Ex+03Ey
09D+09PP+10Ex-03Ey
09D+09PP+10Ey+03Ex
09D+09PP+10Ey-03Ex
09D+09PP+16Wx
09D+09PP+16W(-x)
09D+09PP+16Wy
09D+09PP+16W(-y)
09D+09PP-10Ex+03Ey
09D+09PP-10Ex-03Ey
09D+09PP-10Ey+03Ex
09D+09PP-10Ey-03Ex
12D+12PP+10Ex+03Ey+10L
12D+12PP+10Ex-03Ey+10L
12D+12PP+10Ey+03Ex+10L
12D+12PP+10Ey-03Ex+10L
12D+12PP+16L+05Lr
12D+12PP+16Lr+08Wx
12D+12PP+16Lr+08W(-x)
12D+12PP+16Lr+08Wy
12D+12PP+16Lr+08W(-y)
12D+12PP+16Lr+10L
12D+12PP+16W(-x)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wx+10L+05Lr
12D+12PP+16W(-y)+10L+05Lr
12D+12PP+16Wy+10L+05Lr
12D+12PP-10Ex+03Ey+10L
12D+12PP-10Ex-03Ey+10L
12D+12PP-10Ey+03Ex+10L
12D+12PP-10Ey-03Ex+10L
9234 Combinaciones de carga para condiciones de servicio D+PP+W(-y)
D+PP+Wy
D+PP+W(-x)
D+PP+Wx
D+PP+Lr
D+PP+L
D+PP+07Ey
D+PP+07Ex
D+PP+075Wy+075L+075Lr
D+PP+075W(-y)+075L+075Lr
D+PP+075Wx+075L+075Lr
D+PP+075W(-x)+075L+075Lr
D+PP+075L+075Lr
D+PP+075Ey+075L+075Lr
D+PP+07507Ex+075L+075Lr
D+PP
06D+06PP+W(-y)
06D+06PP+Wy
06D+06PP+W(-x)
06D+06PP+Wx
06D+06PP+07Ey
06D+06PP+07Ex
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924 Carga Muerta y viva
Tabla 77 Polideportivo Cargas muertas y cargas vivas
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO B
CARGAS MUERTAS TEJA ALUZINC + ANCLAJES 015 Knm2
LUMINARIAS 18 Kn
CARGAS VIVAS
CANCHA MULTIJUEGO 2 KNm2
CUBIERTA LIVIANA 05 KNm2
Fuente Propia
925 Carga siacutesmica
Se calcula el peso del Polideportivo (muros vigas y placa) se realiza con una combinacioacuten de carga que tiene 100 de peso propio 25 carga muerta y 25 de carga viva
Tabla 78 Peso Polideportivo
caacutelculo del peso edificacioacuten polideportivo
MUROS VIGAS Y PLACA
JOINT F1 F2 F3 M1 M2 M3
111 78486 577 127066 -107534 4668895 -5807
113 -78477 5769 127067 -107523 -4668425 5819
559 85765 -06 154782 14039 5019147 -07335
561 -85773 -06 154779 14039 -5019667 07378
671 85839 0563 154809 -12767 5023079 07215
673 -85847 0563 154806 -12763 -5023578 -07254
783 78396 -5734 127049 107367 4663685 59208
785 -78388 -5733 12705 10737 -4663244 -59322
Peso Total 112741 KN
Fuente Propia
En la siguiente tabla se relaciona los paraacutemetros que pueden encontrar en la NSR-10 TITULO A y TITULO B los cuales se utilizan para realizar el anaacutelisis la fuerza horizontal equivalente
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Tabla 79 saloacuten comunal Paraacutemetros fuerza horizontal equivalente
CUADRO DE CARGAS NSR-10 TITULO A
Meacutetodo de Anaacutelisis Fuerza Horizontal
Equivalente
Zona de amenaza siacutesmica Alta
Tipo de Perfil C
Grupo de usos Grupo de uso II - Edificaciones de ocupacioacuten Especial
Fa 105
Fv 15
Coeficiente de importancia I 11
Sistema DES
Aa 035
Av 030
Fuente Propia
9251 Espectro de disentildeo
Este permite conocer las posibles fuerzas siacutesmicas que pueden afectar el movimiento horizontal para lo cual se consideran los paraacutemetros criacuteticos utilizados para una zona de amenaza siacutesmica ALTA con un perfil de suelo TIPO C
Tabla 80 Ecuaciones y liacutemites para el espectro de disentildeo
To = 0122 Tc = 0588 TL = 3600
Fuente Propia
Figura 36 Espectro de disentildeo
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Por medio del programa de elementos finitos ETABS calculamos el centro de masa que se puede observar en la siguiente tabla
Piso X Y ex ey
1 132579 100245 005 005
En donde
X y Y son las coordenadas del centro de masa seguacuten los ejes
ex porcentaje de torsioacuten en el piso en X y ey Porcentaje de torsioacuten en el
piso en Y (excentricidad accidental)
9252 Coeficiente de capacidad de disipacioacuten de energiacutea (R)
El R se calcula multiplicando los coeficientes de irregularidades en planta e irregularidad en altura que se puedan presentar en la estructura y la capacidad de disipacioacuten de energiacutea baacutesico (Ro) para el sistema estructural Los cuales se relacionan en la siguiente tabla con el fin de calcular los efectos siacutesmicos sobre la estructura para una zona de amenaza siacutesmica ALTA
Tabla 81 Irregularidades Coeficiente de disipacioacuten de energiacutea INCOMPATIBILIDADES
= 100 Irregularidad en planta Ver
anexo A12 [1] Sin irregularidad
= 100 Irregularidades en Altura Sin irregularidad
= 100 Irregularidad por ausencia de
redundancia A338 [1] Sin irregularidad
DES
1 = 0143
9253 Calculo del periodo fundamental
El valor del periacuteodo fundamental de la edificacioacuten (T) debe obtenerse a partir de las propiedades de su sistema de resistencia siacutesmica en la direccioacuten bajo consideracioacuten de acuerdo con los principios de la dinaacutemica estructural utilizando un modelo matemaacutetico linealmente elaacutestico de la estructura los valores Este requisito puede suplirse por medio del uso de la siguiente ecuacioacuten
Ilustracioacuten 2 ecuacioacuten periacuteodo fundamental de la edificacioacuten
Fuente ilustracioacuten (A42-1) NSR 10
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Ilustracioacuten 3 ecuacioacuten definida en A43-3 de la
NSR 10
Piso Peso (KN) hx hi Fi (KN) di (m) mdi^2 Fi di T (s) F (Hz)
1 112741 600 113939 00081 00074 91732 018 559
Para realizar la verificacioacuten del periodo fundamental (T) calculamos el coeficiente CU y periodo aproximado (Ta) donde el valor de T no puede exceder CuTa
Para calcular el periodo aproximado se toman los paraacutemetros de Ct y α de la tabla
A42-1 [1] Tabla 82 periodo aproximado y verificacioacuten T lt CuTa
Cu = 1-75 ndash 12 AV FV Verificacioacuten CUMPLE
121 CU gt 12
Ct 0047
α 09
h 6
Ta = Ct hα 024
Tlt CuTa Verificacioacuten
018 lt 024 CUMPLE
Fuente Propia
9254 Fuerzas siacutesmicas horizontales equivalentes
La aplicacioacuten de las cargas se hace mediante la utilizacioacuten de un centro de gravedad en la estructura y la creacioacuten de diafragmas riacutegidos en el modelo
K 100 Para T menor o igual a 05 segundos k = 10 (A432)
Cvx 100
Tabla 83 Fuerza siacutesmica
Piso Sa Vs Peso Total (KN) Vs F siacutesmica (KN)
1 101 100 112741 113939 113939
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926 Cargas de viento
Tabla 84 DIMENSIONES GENERALES DE LA ESTRUCTURA
h a 60 m Altura alero
h c 90 m Altura cumbrera
h m 75 m Altura media
L 330 m longitud estructura
B 268 m profundidad estructura
α 150 grados pendiente de techo
A techo 8828 m2 aacuterea total de techo
Fuente Propia
9261 Fuerza de viento procedimiento analiacutetico
Para realizar el procedimiento de disentildeo para la fuerza de viento se debe determinar La velocidad baacutesica del viento (V) teniendo en cuenta que Villavicencio se encuentra ubicado dentro de la regioacuten 4 el factor de direccionalidad del viento (Kd) El factor de importancia para las cargas de viento (I) la categoriacutea de rugosidad del terreno los coeficientes de exposicioacuten los efectos topograacuteficos (kzt) el factor de raacutefaga (G)
Tabla 85 Coeficientes fuerza de viento
Coeficiente Norma [1]
V 150 kmh figura B64-1
Kd 085 tabla B65-4
I 100 Tabla B65-1
la rugosidad del terreno
B B6562
Zg 3658 figura B65 -2
α 70
Altura sobre el terreno hZ
9 m figura B65 -3
Kz 07
K1 k2 k3 0 Figura B65-1
kzt 1 B6572
Fuente Propia
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Tabla 86 Datos para calculo Factor raacutefaga FACTOR DE RAFAGA G O Gf
Para estructuras riacutegidas el factor de efecto de raacutefaga
085
Periodo fundamental 017 s
Frecuencia 58 Hz
Riacutegido si
Gp 085
ɛ 0333 Tabla B65-2
l 975 Tabla B65-2
zmin 90 m Tabla B65-2
Lz 94135215 Longitud integral a escala
Bx 72 m Longitud edificio
By 142 m Ancho edificio
h 48 m Altura media edificacioacuten
Qx 09248 Respuesta del entorno
Qy 09032 Respuesta del entorno
c 03 Tabla B65-2
Iz 03053 Intensidad de la turbulencia
gQ = gv 34 B658 NSR-2010
Gx 0875258244 Factor de efecto raacutefaga
Gy 0863533629 Factor de efecto raacutefaga
Fuente Propia Se determina el coeficiente de presioacuten interna GCpi en la clasificacioacuten de las edificaciones parcialmente cerrados el valor es de 055 y -055 y Presioacuten por velocidad a h media qh = 6309 Nm2
9262 Carga de viento para tejas y correas
Se toman los valores criacuteticos (luz maacutes maacutexima) para realizar el anaacutelisis de la carga de viento para la teja y las correas para calcular el aacuterea efectiva de la teja se toma el mayor valor entre el ancho de la correa y la separacioacuten de dividido 3 por lo que
A aferente teja = 3 3 gt 05
Para determinar las presiones netas de las correas se utiliza la figura B65-16B [1] y el Angulo de la cubierta del polideportivo es de 15deg
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Tabla 87 Carga de viento para teja y correas
Carga de viento para teja y correas
Separacioacuten correas 20 m
Luz correas 90 m
A aferente teja 30 m Ancho efectivo teja
A ef correa 270 m2 Aacuterea efectiva correa
Coeficiente Gcp Edificios de altura lt 18m
correas 17 -17
Edificios bajos lt18m
P presioacuten correa 09 KNm2
P succioacuten correa -09 KNm2
Fuente Propia
927 Anaacutelisis estructural
El anaacutelisis estructural se desarrolla en el software de elementos finitos SAP 2000 y ETABS que cuentan con una interfaz de graacuteficos 3D orientado a objetos Se realiza dimensionamiento la modelacioacuten y anaacutelisis estructural del polideportivo
Mediante el modelo tridimensional se definen las propiedades de las secciones de cada elemento estructural que hace parte de resistencia siacutesmica (vigas y columnas) se realiza el evaluoacute de cargas y se ingresan los datos geoteacutecnicos para analizar y calcular el cortante basal Se idealiza los elementos asiacute
Elementos tipo Membrana Losas
Apoyos Empotrados en la base (seguacuten lo permitido por la NSR 10)
928 Derivas
En la siguiente Tabla se resumen las derivas obtenidas en las direcciones X y Y Las
derivas maacuteximas son de 0109( ver memoria de calculo) Por lo tanto la estructura
cumple con el criterio de deriva exigido por la norma NSR-10 definido en la Tabla A64-1 [1]
929 Verificacioacuten del disentildeo de Vigas y columnas
Se realiza la verificacioacuten del disentildeo del DNP placa deportiva para zona de amenaza siacutesmica alta de las vigas aeacutereas con dimensiones 03x06m vigas de cimentacioacuten de 03x045m columnas de 06x07m y cubierta mediante un modelo digital elaborado en el software de elementos finitos ETABS y SAP 2000 el disentildeo
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de esta estructura se realiza en concreto reforzado aporticada unida por medio de cerchas metaacutelica y correas Como se puede observar en las siguientes imaacutegenes la disposicioacuten de las vigas y las columnas del polideportivo cumple con la normativa vigente [17] se ingresan la carga de sismo carga muerta y la carga de viento como se muestra en las siguientes imaacutegenes en donde las vigas y las columnas requieren una cuantiacutea mayor a la cuantiacutea miacutenima de disentildeo sin embargo no sobrepasa la cuantiacutea maacutexima permitida
Figura 37 Columna C-01 Fuente Planos estructurales (plano E 005) DNP [1]
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Figura 38 Viga V-01
Fuente Planos estructurales (plano E 006) DNP [1]
Figura 39 Viga de Cimentacion Vc-01
Fuente Planos estructurales (plano E 003) DNP [1]
En la siguiente imagen se evidencia la asignacioacuten de la pseudo aceleracioacuten para elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia siacutesmica
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Figura 40 asignacioacuten pseudo aceleracioacuten al modelo
Figura 41 Asignacioacuten de la carga muerta
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Figura 42 Cargas de cercha a sistema de resistencia siacutesmica
Figura 43 Asignacioacuten de la carga neta de viento
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Figura 44 Porcentaje Refuerzo Longitudinal Columnas
Figura 45 Porcentaje Refuerzo Cercha metalica
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9210 Disentildeo de la cimentacioacuten
92101 Zapata ZP-1 central
La zapata ZP-1 es una zapata central conceacutentrica aislada sometida solo a carga axial teniendo en cuenta las cargas de servicio de la seccioacuten B231 [1] se realiza el dimensionamiento de la zapata que sea compatible con la capacidad admisible del suelo
Tabla 88 Cargas Materiales y Capacidad del Suelo
Cargas de Servicio
Carga maacutex Col compresioacuten Ps (KN) 1560
Carga vigas de cimentacion 117
Carga pedestal 106
Carga Total servicio 45535
Carga maacutex Col traccioacuten Pst (KN) 00
Carga maacutex horizontal Hs (KN) 653
Momento (KNm) 2-2 558
Momento (KNm) 3-3 3893
Cargas Mayoradas
Carga maacutex Col compresioacuten Pu (KN) 3232
Momento (KNm) 2-2 773
Momento (KNm) 3-3 5550
ad (KNm2)FS 2000
fc (MPa) 210
l 10
Columnas exceacutentricas 400
Fuente Propia
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Tabla 89 Pre-Dimensionamiento Zapata Central
PS (KN) 4659 Kn
Peso de zapata (KN) 1560 Kn
Aacuterea de zapata (m2) 31 m2
Zapata rectangular de L (m) 18 m
A (m) 38 m
B (m) 38 m
Espesor t (m) 045 m
Recubrimiento r (m) 0075 m
d (m) 036 m
Prof de cim 15 m
Figura 46 Diagrama zapata ZP-1
Fuente Propia
Tabla 90 Excentricidad y Presiones en el Suelo
ex (m) 0626
ey (m) 036
Relacioacuten exey 18
B recomendado 67
A6 06
B6 06
Presiones bajo la zapata para cargas de Servicio
q1 05 KNmsup2
q2 856 KNmsup2
Presiones bajo la zapata para cargas Ultimas
q1 -568 KNmsup2
q2 1232 KNmsup2
Presiones sobre la zapata para carga de Traccioacuten
qmin1 00 KNmsup2
qmax1 00 KNmsup2
qmin2 00 KNmsup2
qmax2 00 KNmsup2
Fuente Propia
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Tabla 91 Verificaciones de la zapata ZP-1
Tabla 92 Verificacioacuten de cortante Bidireccional
Figura 47 Dimensiones de la zapata
Cortante Bidireccional ZP-1
Ancho de pedestal b c 060 m
Largo de pedestal l c 070 m
Lcd 2 24
V (d2) 559 Knm2
Vu (d2) 12102 Kn
Beta 12
Bo 40 m
065
Vc1 19990 Kn
Vc2 20008
Vc3 14296
Tabla 93 Direccioacuten larga y corta ZP-1
Direccioacuten Larga
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Direccioacuten corta
Lcd 12
V(d) 6414
Vu(d) 4165
φ 075
φc= 7993 Kn
Tabla 94 Altura miacutenima de desplante ZP-1
Altura miacutenima de desplante
Carga maacutex Col traccioacuten Put (KN)
00
A (m) 38
B (m) 38
σad (KNm2) 2000
ϒ (KNm3) 180 Knm3
qu (KNm2) 00
FS 20
z (m) 00
Df (m) 10
Tabla 95 Longitud de desarrollo ZP-1
Longitud de desarrollo
ldc1 035 m
ldc2 029 m
ldc3 035 m
Tabla 96 Resistencia al aplastamiento
ZP-1
Resistencia al aplastamiento
Pu 3232
φ 065
A1 042
Inclinacioacuten 1V-2H 09
A2 63
raiacutez(A2A1) 39
Phi Pnb 97461 Kn
Fuente Propia
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92102 Disentildeo a flexioacuten
Para determinar el aacuterea del acero se utiliza la siguiente ecuacioacuten
Tabla 97 Refuerzo Direccioacuten corta Abajo
Refuerzo Direccioacuten Corta Abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3840 knm
Mn 4267 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 04 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 000212
Pasumido 000333
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras
230
separacioacuten 016 m 15 c016 en la direccioacuten corta
abajo- Son 23
Tabla 98 Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Refuerzo Direccioacuten Largo abajo
Lv 16 m
σf 474 Knm2
Mu 3651 knm
Mn 4056 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00033
Pdisentildeo 00020
Pasumido 00033
As 45554 mm2
Barra No 50
Cantidad de Barras 23
Separacioacuten 016 m 15 c016
en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Fuente Propia
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Tabla 99 Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Fuente Propia
Figura 48 esquema Zapata ZP-1
Refuerzo Direccioacuten Larga y corta arriba
Lv 1600 m
σf 00 Knm2 Mu 00 knm
Mn 00 knm
Fy 4200 MPa
Fc 210 MPa
b 38 m
h=t 05 m
d=r+fbarra 01 m
d 036 m
φ 09
Pmin 00021
Pdisentildeo 000000
Pasumido 000210
As 28728 mm2
Barra No 40
Cantidad de Barras 230
Separacioacuten 016 m 14 c025en la direccioacuten larga abajo- Son 23
Separacioacuten usada 025 m
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10 ELABORACION DEL PRESUPUESTO
101 PRESUPUESTO DEL SALON COMUNAL
PROPUESTA DE DISENtildeO ESTRUCTURAL DE UN SALON COMUNAL Y DE UN
POLIDEPORTIVO TIPO CANCHA MUacuteLTIPLE UBICADOS EN EL BARRIO VILLA JULIANA DE LA CIUDAD DE VILLAVICENCIO
PROYECTO
CONSTRUCCION DE SALON COMUNAL EN EL BARRIO VILLAJULIANA EN VILLAVICENCIO - META
LOCALIZACIOacuteN EDIFICACION AacuteREA M2
BARRIO VILLA JULIANA VILLAVICENCIO - META
SALON COMUNAL 38482
IacuteTEM DESCRIPCIOacuteN UND CANT VALOR UNIT
V TOTAL
1 PRELIMINARES
11 Descapote manual incluye retiro M2 38691 $ 685800 $ 265339449
12 localizacioacuten y replanteo arquitectura (incluye cartera y planos)
M2 38691 $ 367400 $ 142148897
VALOR PRELIMINARES $ 407488346
2 RELLENOS
21 Relleno material tamantildeo maacuteximo 2 compactacioacuten manual
M3 468 $ 6163900 $ 288470520
VALOR RELLENOS $ 288470520
3 EXCAVACIONES
31 Excavaciones secas en conglomerado manual incluye retiro
M3 11672 $ 4158100 $ 485318047
VALOR EXCAVACION $ 485318047
4 CIMENTACIOacuteN
41 Zapata de cimentacioacuten de concreto armado
M3 245760 $ 39333071 $ 966649553
42 Viga de cimentacioacuten concreto de 3000 psi
ML 24291 $ 6304600 $ 1531450386
VALOR CIMENTACION $ 2498099939
5 ESTRUCTURAS EN CONCRETO
51 Columnas 3535 de concreto de 3000 psi
ML 16640 $ 1478500 $ 246022400
52 Viga aeacuterea 2535 (3000psi) ML 18513 $ 4624600 $ 856152198
53 PLACA CONCRETO TANQUE (3000psi) E=15cm
M2 3549 $ 18607800 $ 660316391
VALOR ESTRUCUTRAS EN
CONCRETO $ 1762490989
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6 APARATOS SANITARIOS
61 Combo sanitario lavamanos e incrustaciones
UND 1300 $ 29406500 $ 382284500
62 Conjunto ducha y registro grival UND 500 $ 9370800 $ 46854000
63 Orinal de porcelana sanitaria UND 700 $ 49165072 $ 344155504
64 Tanque agua 500LT PVC incl conexioacuten 34 - 12
UND 100 $ 51632800 $ 51632800
VALOR PRELIMINARES $ 824926804
7 PISOS
71 Placa de contra piso E=12cm (3000psi)
M2 36032 $ 3343700 $ 1204801984
VALOR PRELIMINARES $ 1204801984
8 MAMPOSTERIA
81 Muros cara vista (bloque No5) M2 41320 $ 2935877 $ 1213109514
VALOR RELLENOS $ 1213109514
9 ESTRUCTURA METALICA
91 Correa metaacutelica en tubo rectangular 100x50x300 mm
Kg 144586 $ 377300 $ 545523733
92 Estructura metaacutelica ligera autoportante
M2 9117 $ 4134539 $ 376945921
VALOR RELLENOS $ 545523733
10 CUBIERTA
101 TEJA METALICA TERMOACUSTICA TIPO TECHOLINE
M2 32787 $ 4073500 $ 1335578445
VALOR PRELIMINARES $ 1335578445
VALOR COSTO DIRECTO $ 10565808321
ADMINISTRACION (18) $ 1901845498
IMPREVISTOS (1) $ 105658083
UTILIDAD (6) $ 633948499
VALOR TOTAL COSTOS INDIRECTOS $ 2641452080
VALOR TOTAL PROYECTO $ 13678442801
Propuesta de disentildeo estructural de un saloacuten comunal y de un polideportivo tipo cancha muacuteltiple ubicados en el barrio villa juliana de la ciudad de Villavicencio
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102 PRESUPUESTO PLACA DEPORTIVA
PRESUPUESTO PLACA POLIDEPORTIVA CUBIERTA
Iacutetem Descripcioacuten UND CANT VALOR UNIT V TOTAL
1 Realizar obras preliminares
11 Localizacioacuten y replanteo msup2 928 $1707 $1584096
$1584096
2 Construir la cimentacioacuten
21 Descapote a maacutequina nivel 000 (inc retiro) e=30 cm
m3 278 $33350 $9284640
22 Conformacioacuten del terreno msup2 928 $7802 $7240256
23 Excavacioacuten manual (inc Retiro de sobrantes)
msup3 204 $42646 $8685396
24 Concreto de limpieza e= 005 m
msup2 167 $14493 $2415403
25 Concreto cicloacutepeo 210 kgcmsup2 (3000 psi) 6040
msup3 8 $303516 $2276370
26 Zapatas concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 51 $343101 $17369488
27 Vigas de cimentacioacuten en concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 13 $386306 $5159793
28 Micropilotes d= 030 m para malla contraimpacto
m 24 $62420 $1485596
29 Cantildeuela en concreto 175 kgcmsup2 (2500 psi)
m 64 $19859 $1270976
210 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi) para cimentacioacuten
kg 4064 $3020 $12272647
$67460565
3 Construir las estructuras en concreto y metaacutelicas
31 Columnas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 26 $673473 $17537237
32 Vigas aeacutereas en concreto de 280 kgcmsup2 (4000 psi)
msup3 9 $756198 $6860228
33 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 ( 60000 psi) para estructura
kg 10184 $3020 $30756671
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34
Cercha en celosiacutea seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas contravientos tensores soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8352 $8843 $73859841
35
Correas tipo PHR 305x80x20mm incluye suministro e instalacion anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte (2 manos)
kg 8222 $8843 $72711081
36
Malla contra impacto seguacuten disentildeo estructural incluye suministro e instalacioacuten de anclajes platinas tensores soldadura pintura anticorrosiva de esmalte (2 manos)
msup2 150 $183314 $27497100
37
Porteriacutea muacuteltiple fija incluye malla 100 nylon color negra entrelazada y pintura en esmalte tres manos (Incluye suministro e instalacioacuten)
un 2 $2552000 $5104000
38
Suministro e instalacioacuten parales de voleibol (incluye parales 3 en tuberiacutea con malla 100 nylon y pintura en esmalte en la estructura metaacutelica
juego 1 $353800 $353800
$234679958
4 Instalar las redes hidrosanitarias
41 Accesorios
411 Bajantes en tuberiacutea PVC aguas lluvias D4
m 55 $30703 $1682524
412 Tragantes de cuacutepulas plaacutesticas 5x4
un 8 $15097 $120776
413 Tuberiacutea PVC corrugada 160 mm incluye accesorios excavacioacuten y relleno
m 24 $42185 $1012440
42 Cajas de inspeccioacuten y filtro
421 Caja de inspeccioacuten hmax=100 m de 60 cm x 60 cm
un 2 $495027 $990054
$3805794
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5 Instalar las redes eleacutectricas y afines
51 Salidas
511
Salida para laacutempara en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 12 $97493 $1169916
512
Derivacioacuten de luminaria desde salida eleacutectrica en cable encauchetado 3x16 awg con clavija aeacuterea con polo a tierra y cable encauchetado 3x16 awg desde luminaria con toma aeacuterea
un 12 $30200 $362400
513
Salida para toma monofaacutesica doble con polo a tierra para red normal en tubo conduit emt de 34 y conductores de cobre 2n12awg thhn
un 2 $73387 $146774
514 Salida para pulsador remoto de telerruptor en tubo conduit emt de 34 y cable 2x18 awg
un 4 $91747 $366988
52 Tableros y protecciones
521
Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 1x15 1x20 o 1x30 amperios
un 1 $22982 $22982
522 Suministro montaje y conexioacuten de automaacutetico tipo riel de 2x20 o 2x30 amperios
un 4 $44982 $179928
523
Suministro montaje y conexioacuten de tablero minipragma de 12 circuitos para ubicar telerruptores
un 1 $301773 $301773
524
Suministro montaje y conexioacuten en caja minipragma de telerruptor bipolar de 16 amperios
un 4 $256157 $1024628
53 Acometidas y ductos
531
Suministro y tendido de acometida bifaacutesica en conductores 2 No8+1 No8+1 No 10 por tubo
m 54 $18631 $1006074
54 Luminarias
541
Suministro montaje y conexioacuten de laacutempara metal 400 w - 220 v by 150p 1xhp1-p400w-bu sgr p-wb+by150gr +
un 12 $431929 $5183148
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gc completa
55 Varios
551
Suministro y montaje de caja de paso metaacutelica de 10 cm x 10 cm para la iluminacioacuten de la cancha
un 4 $23989 $95956
552 Construccioacuten de caja en mamposteriacutea tipo alumbrado puacuteblico de 60 cm x 60 cm
un 1 $380682 $380682
56 Sistema de apantallamiento y puesta a tierra
561
Construccioacuten de caja de paso en mamposteriacutea de 30 cm x 30 cm para medicioacuten y mantenimiento del sistema de tierra y apantallamiento
un 4 $446980 $1787920
562
Suministro e hincada de varilla de cobre de 244 m x 58 para aterrizar la infraestructura de apantallamiento y la malla de puesta a tierra
un 5 $147211 $736055
563
Suministro y tendido de cable de cobre No 8 para polo a tierra incluye tubo PVC de 34
m 6 $29479 $176874
564
Suministro y tendido de cable de cobre No 20 desnudo para configurar sistema de apantallamiento malla a tierra y equipotenciar
m 248 $36339 $9012072
565 Suministro y colocacioacuten de barra captora para sistema apantallamiento
un 25 $137519 $3437975
566
Suministro y armado de soldadura tipo cadweld 120 g para empalmes del sistema de apantallamiento y puestas a tierra
un 34 $65134 $2214556
$27606701
6 Construir la placa
61 Relleno de material recebo compactado
msup3 205 $56472 $11556927
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62 Malla electrosoldada kg 3269 $3041 $9940592
63 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea deportiva
msup2 898 $56561 $50769154
64 Placa contrapiso de e=010 m concreto 210 kgcmsup2 (3000 psi) aacuterea perimetral
msup2 87 $51495 $4462145
$76728817
7 Construir las cubiertas e impermeabilizaciones
71
Teja arquitectoacutenica curva calibre 28 termoacuacutestica con acabado galvanizado con recubrimiento de zinc g60 (180 gm2)
msup2 908 $134237 $121892565
72
Canal en laacutemina galvanizada cal 20 desarrollo lt200lt=250 mm incluye soporte yo anclajes pintura wash primer anticorrosivo y pintura y esmalte para intemperie
m 66 $106072 $6979538
$128872103
8 Construir las graderiacuteas
81 Mamposteriacutea en bloque Ndeg 5 de arcilla
msup2 88 $33460 $2954009
82 Viga de confinamiento de 012 m x 012 m fc = 210 kgcmsup2 (3000 psi) para muros
m 0 $47734 $0
83 Acero de refuerzo 4200 kgcmsup2 (60000 psi)
kg 242 $3020 $730057
84 Grafiles de acero 4 mm kg 62 $2704 $167105
85 Graderiacutea en concreto de 210 kgcmsup2 (3000 psi)
msup3 4 $839091 $3685288
86
Baranda graderiacutea seguacuten disentildeo incluye anclajes platinas soldadura pintura anticorrosiva y esmalte
m 16 $175857 $2743369
87 Pantildeete liso interior impermeabilizado 14 incluye filos y dilataciones
msup2 0 $13633 $0
$10279829
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9 Pintar y demarcar elementos
91
Demarcacioacuten cancha de microfuacutetbol baloncesto y voleibol con pintura de traacutefico alto ancho 10 cm de acuerdo a los colores reglamentarios y al disentildeo
m 380 $5055 $1920900
$1920900
10 Dotar la placa polideportiva cubierta
101 Dotacioacuten deportiva de la placa polideportiva
glb 1 $4275000 $4275000
$4275000
Costo directo $ 557213764
Administracioacuten 18 $100298477
Imprevistos 1 $5572138
Utilidad 6 $33432826
Subtotal AIU 25 $139303441
Valor total del proyecto $696517205
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11 RESULTADOS E IMPACTOS
111 RESULTADOS ESPERADOS
Tabla 100 Tabla de resultados
Resultado Indicador Ndeg de documentos Objetivo Relacionado
Propuesta de disentildeo con memorias de caacutelculo y planos
1 Objetivo especiacutefico 1 2 y 3
Elementos no estructurales necesarios para el desarrollo adecuado de los deportes
1 Objetivo 4
Presupuesto de la construccioacuten de la propuesta de disentildeo planteada
1 Objetivo 5
Fuente Propia
112 IMPACTOS Los impactos maacutes relevantes son en el aspecto social el aumento de la infraestructura con fines recreativos y comunitarios beneficia a la comunidad aumentando la praacutectica deportiva y el mejor aprovechamiento del tiempo libre el incentivo de poder desarrollar deportes en un lugar adecuado para la praacutectica y con dotacioacuten podriacutea disminuir el iacutendice de sedentarismo consumo de sustancias sicoactivas y obesidad ademaacutes de promover el comercio en el aacuterea
Tabla 101 Impactos
Fuente Propia
Aspecto Impacto Supuesto Plazo
Social Aumentar el iacutendice de la praacutectica deportiva en la comunidad
Infraestructura recreativa
Corto
Social
Mejor aprovechamiento del tiempo libre y disminuir el sedentarismo en la comunidad
Incentivar la praacutectica deportiva en el barrio
Mediano
Ambiental Mejoramiento del desarrollo socio ambiental
Respeto por las normativas ambientales
largo
Econoacutemico
Aumento de desarrollo socioeconoacutemico del barrio en las zonas aledantildeas al proyecto
Aumento de la infraestructura del
barrio Mediano
Teacutecnico Aporte en materia de propuestas de disentildeo
Disentildeo sismo resistente presupuesto
Mediano
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12 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS
121 CONCLUSIONES
El disentildeo del saloacuten comunal y el polideportivo se realizoacute para satisfacer las
necesidades de la comunidad aprovechando el terreno dispuesto en el barrio villa Juliana destinado para actividades comunitarias equipamiento y actividades recreativas
Es necesario contar con espacios adecuados para realizar las actividades deportivas y de la comunidad en general esto conlleva a una mejor calidad de vida de los habitantes del barrio Villa Juliana y un mejor desarrollo social
Se optoacute por conservar el disentildeo de la placa deportiva tipo del DNP pues
este cumple con todas las especificaciones requeridas por COL JUEGOS ya que el terreno es lo suficientemente grande para que se pueda construir el proyecto en general al mantener el disentildeo original se realizoacute una verificacioacuten de la estructura mixta del poacutertico en concreto con celosiacutea metaacutelica donde se comprobaron que los iacutendices de sobre esfuerzo estuvieran en el rango adecuado de acuerdo con las condiciones del terreno y de la ubicacioacuten
El saloacuten comunal cuenta con un sistema estructural de poacuterticos de concreto
reforzado resistente a momentos pero para garantizar un espacio amplio donde se puedan realizar las reuniones y actividades de la comunidad donde se proyecta que podriacutean asistir hasta 300 personas fue necesario el uso de cerchas apoyadas sobre las columnas para sostener la cubierta y salvar las luces de 95 m entre las columnas
El costo total del proyecto es de $83330163301 (Ochocientos treinta y
tres millones trescientos unos mil seiscientos treinta y tres pesos colombianos) esto incluyendo los costos directos e indirectos de la obra (el AIU se determinoacute de acuerdo a los proyectos de la secretaria de vivienda en la gobernacioacuten del meta y la agencia de infraestructura del meta (AIM) El costo del saloacuten comunal incluye uacutenicamente la construccioacuten de la parte estructural edificacioacuten la mamposteriacutea no estructural y los aparatos sanitarios del saloacuten comunal
122 TRABAJOS FUTUROS
El presente trabajo de opcioacuten de grado estaacute enfocado en la aplicacioacuten en temaacuteticas de ingenieriacuteas partiendo de las necesidades de la comunidad del barrio Villa Juliana por lo tanto el siguiente paso es buscar el medio para poner en marcha la construccioacuten del saloacuten comunal y de la placa deportiva Una vez
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entregado los documentos y los planos a la comunidad depende de la gestioacuten de la misma para que las entidades encargadas empiecen con el traacutemite y revisioacuten de disentildeos posteriormente se efectuara el proceso de seleccioacuten del contratista y de la correspondiente interventoriacutea para que se ejecute el contrato de obra En el presente documento se hace el modelamiento de las estructuras teniendo en cuenta los criterios baacutesicos para el disentildeo de los distintos elementos que componen el saloacuten comunal y el polideportivo de manera que sirva como una base o fundamento para los estudiantes o personas interesadas que realicen trabajos similares de disentildeo modelacioacuten y presupuesto de estructuras similares
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