Primera Entrega Dinámica Estructural

Primera Entrega del Proyecto de Clase

Aider Ferney Vega Ordoñez

Daniel Felipe Alvarado Vazquez

Jeison Augusto Rodriguez Orduz

Juan Jose Gamboa Saucedo

Escuela de Ingeniería Civil

Facultad de Ingenierías Fisicomecánicas

Universidad Industrial de Santander

Dinámica Estructural

Dr. Oscar Javier Begambre Carrillo

27 de enero de 2022

Contenido

Lista de figuras, Lista de tablas. 3

Resumen. 4

Introducción y Justificación. 4

Objetivos generales y específicos. 4

Objetivo general: 4

Objetivos específicos: 4

Marco teórico. 5

Marco Jurídico y normativa: 5

Efectos de la radiación solar: 5

Ahorro energético en una edificación: 5

Clima tropical 6

Particularidades: 6

Desarrollo de la lista/trabajo. 7

Especificaciones del predimencionamiento: 9

Orientación del edificio. 12

Análisis de resultados. 17

Conclusiones y recomendaciones. 17

Bibliografía. 17

Anexos (actas) / Apéndices. 18

Acta 01 (Fecha 6 de enero de 2022) 18

Acta 02 (Fecha 8 de enero de 2022) 19

Lista de figuras, Lista de tablas.

Figura 1. Ubicación del Barrio San Alonso en el municipio de Bucaramanga 8

Figura 2. Vista en Planta de los Pisos 2, 3, 4 y 5 del Diseño Tentativo. 8

Figura 3. Vista Lateral del Diseño Tentativo del Edificio. 9

Figura 4. Vista 3D del Pórtico del Edifico. 9

Figura 5. Vista en Planta del Parqueadero. 10

Figura 6. Vista en Planta de los Pisos 2, 3, 4 y 5 10

Figura 7. Vista en Planta de las Escaleras. 11

Figura 8. Vista en Planta de la Terraza. 11

Figura 9. Vista 3D del edificio el 15 de Enero de 2022, 7:00 AM. 12

Figura 10. Vista 3D del edificio el 15 de Enero de 2022, 12:00 PM. 13

Figura 11. Vista 3D del edificio el 15 de Enero de 2022, 5:00 PM. 13

Figura 12. Vista 3D del edificio el 15 de Julio de 2022, 7:00 AM. 14

Figura 13. Vista 3D del edificio el 15 de Julio de 2022, 12:00 PM. 14

Figura 14. Vista 3D del edificio el 15 de Julio de 2022, 5:00 PM. 15

Figura 15. Vista 3D del edificio el 15 de Diciembre de 2022, 7:00 AM. 15

Figura 16. Vista 3D del edificio el 15 de Diciembre de 2022, 12:00 PM. 16

Figura 17. Vista 3D del edificio el 15 de Diciembre de 2022, 5:00 PM. 17

Resumen.

Este documente o informe contiene de manera detallada el predimensionamiento de una edificación. Explica algunos elementos normativos, sustrae conceptos importantes para orientar un edificio en el trópico.

Introducción y Justificación.

A finales del siglo XVIII, un siglo después de la aparición de la máquina de vapor, nacían las primeras industrias en Europa occidental, con ella el aprovechamiento de los recursos naturales, la aparición de la acumulación de capital y propiedad privada y el vertiginoso avance del mundo moderno; durante siglos, se pensó que los recursos naturales no escasearían y que su uso excesivo era necesario para el avance de la sociedad, puesto que no se contemplaba ni su escasez , ni su impacto sobre el medio ambiente y diferentes factores.

Una de las industrias que requiere mayor consumo de energía, y por ende, recursos no renovables (Gas, carbón y en general hidro carburos) para su desarrollo es la industria constructiva; hoy es innegable los efectos de estos exorbitantes consumos de energía en la construcción y mantenimiento de las infraestructuras, por ello, la preocupación de diferentes profesionales en reducir el impacto de la industria sobre el planeta, derivando en el esfuerzo de muchas naciones en crear mecanismos científicos y sostenibles para reducir del consumo de energía y minerales.

Esta primera etapa del proyecto busca aplicar conceptos de reducción de energía en el funcionamiento y mantenimiento de un edificio, desde la fase de predimencionamiento y cómo aprovechar la radiación del sol, sin que la exposición signifique un gasto de energía en el mantenimiento de este.

Objetivos generales y específicos.

Objetivo general:

Aplicar el método de la fuerza horizontal equivalente – FHE definido en la NSR-10 para determinar las derivas de una edificación residencial de 5 pisos.

Objetivos específicos:

1. Proponer una edificación residencial de 5 pisos y realizar su predimensionamiento.

2. Evaluar la solicitación sísmica a la que estará sometida.

3. Verificar las derivas de la edificación.

Marco teórico.

Marco Jurídico y normativa:

En Colombia, con el fin de cumplir a cabalidad los requisitos técnicos y jurídicos a la hora de diseñar un edificio, es necesario no hacer caso omiso a las recomendaciones del reglamento colombiano de construcción sismo resistente (NSR-10), que fue creado por la ley 400 de 1997 (NSR-10, 2017)

El reglamento ya mencionado contiene diversos títulos dedicados a aspectos constructivos, de diseño, remodelación, equipamiento a usar, etc. Haciendo énfasis en la etapa de diseño el reglamento contempla un proceso de diseño estructural para edificaciones nuevas y existentes. Dicho proceso en su primer paso requiere la “Definición del sistema estructural, dimensiones tentativas para evaluar preliminar mente las diferentes solicitaciones tales como: la masa de la estructura, las cargas muertas, las cargas vivas, los efectos sísmicos, y las fuerzas de viento” (NSR-10, 2017, Tabla A.1.3-1)

La normativa colombiana reconoce 4 métodos de análisis del sistema de resistencia sísmica para efectos de diseño, entre los cuales se encuentra el Método de fuerza horizontal equivalente o método FHE (NSR-10, 2017, A.3.4), y especifica cuando usarse en el capítulo A.3.

Efectos de la radiación solar:

Un material puede ser afectado por la radiación solar debido a la transmitancia, reflectancia o por absorbancia de radiación, esto depende de las propiedades, color o de interacciones del material con la radiación recibida (Villacís, 2015).

Dentro de las ciudades, los diferentes elementos de construcción (tejados, muros, placas, etc.) pueden reflejar o acumular radiación solar. La acumulación de calor crea un “efecto cañón” generado por las reflexiones horizontales en edificaciones altas. En zonas tropicales es fundamental los estudios hacia la radiación para así proteger las fachadas y las edificaciones de la radiación o para generar movimiento de las masas de aire debido al cambio de temperatura. (Villacís, 2015).

Ahorro energético en una edificación:

El concepto general de eficiencia energética de la US Green Building Council define: “El uso de menos energía para realizar la misma cantidad de trabajo. Cómo aprovechar al máximo el trabajo por unidad de energía es a menudo descrito como una medida de la intensidad energética. Sistema de medición común para edificios y barrios incluyen el uso de energía por pie cuadrado y el uso per cápita”

Los edificios, por lo general, son infraestructuras sin conceptos de optimización de energía claros, por lo que se gasta grandes cantidades de energía innecesaria tanto en su proceso constructivo como en su uso y mantenimiento. La generación de ventilación natural, el correcto aislamiento en los edificios, la simulación energética, y la supervisión y constante verificación de rendimiento son algunos ejemplos de estrategias para el aumento de la eficiencia energética (Villacís, 2015).

La eficiencia energética ha llevado a académicos y técnicos a la investigación constante, no solo para el ahorro de energía, también para, el confort de los lugares donde las temperaturas son muy altas (como en el trópico) y disminución de costos en la etapa constructiva y uso de las edificaciones. Un edificio con eficiencia energética casi nula (NZEB, Nearly zero energy building en inglés), es aquel “que tiene un rendimiento muy alto de eficiencia energética” (Villacís, 2015).

El parlamento y consejo europeo emitieron directivas para la reducción de gases efecto invernadero y sustancias contaminantes en 2012, dicha directiva debió entrar en vigor antes del 31 de diciembre del 2020 para edificaciones privadas y antes del 31 de diciembre del 2018 para las públicas (EL PAÍS, 2019), es decir, todos los países de la unión europea deben tener dentro de sus legislaciones políticas que obliguen a las constructoras a cumplir estándares de emisión y gasto de energía.

Clima tropical

El clima tropical se forma gracias a la combinación de diferentes características, factores y eventos meteorológicos. La zona trópica se encuentra entre 23° latitud norte y 23° latitud sur, esta zona se caracteriza por tener temperaturas medias mayores a 18°C los 12 meses del año, pese a esto el clima tropical no es árido; en esta región el ángulo de incidencia de la radiación es casi siempre perpendicular, lo cual explica sus altas temperaturas, gran evaporación y por consiguiente la alta humedad. La baja presión y la precipitación constante se debe al encuentro de vientos fríos y vientos cálidos

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