PREDISEÑO ESTRUCTURAL, ELÉCTRICO E HIDROSANITARIA DE LAS AMPLIACIONES DE LOS COLEGIOS POLICARPA SALAVARRIETA Y RAFAEL POMBO.EN EL MUNICIPIO DE SOPO (CUNDINAMARCA).
SINDY FERNANDA VILLADA CAJICA JUAN GABRIEL ALBA MARTINEZ
FUNDACION UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA FACULTAD INGENIERIA CIVIL PROGRAMA INGENIERIA CIVIL 2014
PREDISEÑO ESTRUCTURAL, ELÉCTRICO E HIDROSANITARIA DE LAS AMPLIACIONES DE LOS COLEGIOS POLICARPA SALAVARRIETA Y RAFAEL POMBO.EN EL MUNICIPIO DE SOPO (CUNDINAMARCA).
SINDY FERNANDA VILLADA CAJICA JUAN GABRIEL ALBA MARTINEZ
TRABAJO DE TESIS PARA CONSEGUIR EL TITULO DE INGENIERO CIVIL
DIRECTOR JONATHAN ESTUPIÑAN INGENIERO CIVIL
FUNDACION UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA FACULTAD INGENIERIA CIVIL PROGRAMA INGENIERIA CIVIL 2014
Nota de aceptaci贸n: ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________
Firma del presidente del jurado ___________________________ Firma del jurado ___________________________
Firma del jurado
___________________________
Bogot谩 DC, Junio de 2014
DEDICATORIA
Dedicamos esta tesis a nuestros padres que han sabido formarnos con buenos sentimientos, hábitos y valores las cuales nos han ayudado a salir adelante en los momentos más difíciles. Del mismo modo a nuestras familias porque nos han dado la fuerza para poder llegar a alcanzar el título de ingenieros civiles.
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AGRADECIMIENTOS
A nuestros padres que con su demostración de padres ejemplares nos han enseñado a nunca desfallecer ni a rendirnos ante nada y siempre perseverar atreves de sus sabios consejos. A la universidad la cual nos formó para poder llegar al título de ingenieros civiles. Al ingeniero Estupiñan por toda la colaboración brindada, durante la elaboración del proyecto. Y a toda la gente que nos brindó su ayuda para la construcción de este proyecto.
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TABLA DE CONTENIDO Pág. INTRODUCCION…………………………………………………………………....…15 1. IDENTIFICACION Y PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA……………….16 1.1 FORMULACION DEL PROBLEMA………………………….……….16 1.2 DELIMITACION DEL PROBLEMA……………………………….…..16 2. JUSTIFICACION………………………………………………………………..17 3. OBJETIVOS……………………………………………………………………..18 3.1 OBJETIVO GENERAL…………………………………………………18 3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS…………………………………………..18 4. ANTECEDENTES(estado del arte)..……………………………………..…...19 5. METODOLOGIA………………………………………………………………....20 6. LOCALIZACION Y DESCRIPCION DE LA ZONA AFECTADA………...…21 6.1 DEPARTAMENTO DE CUNDINAMARCA…………………………..22 6.2 MUNICIPIO DE SOPO……………………………………………...….22 6.3 DELIMITACIÓN GEOGRÁFICA………………………………………22 6.4 CLIMATOLOGÍA………………………………………………………...22 6.5 ALTIMETRÍA…………………………………………………………….23 6.6 USO DEL SUELO………………………………………………………23 6.7 Zonas de Uso Comercial (AC)………………………………………..23 6.7.1 Zonas de Uso Industrial………………………………………………....23 6.7.2 Uso de Equipamiento Colectivo………………………………………..23 6.7.3 Zonas de Uso Múltiple (AUM)………………………………………….23 6.8 COBERTURA VEGETAL………………………………………………23 7. DESCRIPCION GENERAL DE LOS COLEGIOS…………………………..24 7.1 COLEGIO RAFAEL POMBO………………………………………….24 7.2 COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA………………………..…25 8. TOPOGRAFIA…………………………………………………………………..26 8.1 COLEGIO RAFAEL POMBO………………………….…………...….26 6
8.2 COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA……………………...…...26 9. GEOLOGIA………………………………………………………………….…..26 9.1 COLEGIO RAFAEL POMBO………………………………….……...26 9.2 COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA………………………..…27 10. EXPLORACION GEOTECNICA…………………………………………..….27 10.1 COLEGIO RAFAEL POMBO…………………………………………29 10.1.1 ANÁLISIS GEOTÉCNICOS………………………………………….…29 10.2 COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA…………………….….....29 10.2.1 ANALISIS GEOTECNICO……………………………………...…….…30 11. CONDICIONES ARQUITECTONICAS DEL PROYECTO……………..….31 11.1 COLEGIO RAFAEL POMBO…………………………………………31 11.2 COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA……………………….….32 12. DISEÑO ESTRUCTURAL……………………………………………….…...33 12.1 FACTORES FÍSICOS Y AMBIENTALES………………………....…33 12.1.1 ejes urbanos circulantes…………………………………………….….33 12.1.2 Colindancias……………………………………………………-…...….33 12.1.3 Afectaciones………………………………………………………….….33 12.1.4 infraestructura de servicios públicos……………………………….....33 12.2 ARQUITECTURA Y USO DE LA EDIFICACIÓN………………….33 12.3 CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA Y DEL MATERIAL EMPLEADO………………………………………………………….....34 12.4 CARGAS DE LA ESTRUCTURA………………………………….....35 12.4.1 carga muertas………………………………………………………..…..35 12.4.2 Carga viva……………………………………………………………..…36 12.4.3 Fuerzas Sísmicas- Análisis Dinámico Elástico………………………38 12.4.3.1 movimientos sísmicos de diseño. (Movimiento sísmico de umbral de daño)……………………………………...…….39 12.5 DETERMINACIÓN DE LA DERIVADA DE ENTREPISO…….……43 12.6 DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES…………………...44 12.6.1 configuración estructura……………………………………………...…45 12.6.2 Capacidad de disipación de energía……………………………..…....45 12.6.2.1 irregularidades del sistema………………………….…....46 12.7 CONCEPTOS BÁSICOS DE DISEÑO……………………………....48 12.7.1 Estado limite……………………………………………………………..48 12.8 DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES…………………...49 7
12.9 ANÁLISIS DE LA ESTRUCTURA COLEGIO RAFAEL POMBO ….51 12.10 ANÁLISIS DE LA ESTRUCTURA COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA…………………………………………………..…….71 13. DISEÑO DE LA RED DE AGUA POTABLE……………………………….....90 13.1 INFORMACION GENERAL……………………………………………90 13.2 DISEÑO HIDRAULICO COLEGIO RAFAEL POMBO……….……...95 13.3 DISEÑO HIDRAULICO COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA100 14. DISEÑO DEL SISTEMA DE RED SANITARIA……………………………..107 14.1 INFORMACION GENERAL…………………………………………...107 14.2 DISEÑO SANITARIO COLEGIO RAFAEL POMBO………………..118 14.3 DISEÑO SANITARIO COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA...119 15. DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUAS LLUVIAS……………………………..121 15.1 INFORMACION GENERAL…………………………………………...121 15.2 DISEÑO A.LL COLEGIO RAFAEL POMBO………………………...123 15.3 DISEÑO A.LL COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA…………125 16. DISEÑO ELECTRICO…………………………………………………………127 16.1 INFORMACION GENERAL…………………………………………...127 16.2 DISEÑO ELECTRICO COLEGIO RAFAEL POMBO……………....132 16.3 DISEÑO ELECTRICO COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA..136 17. PRESUPUESTOS………………………………………………………..……140 17.1 PRESUPUESTO COLEGIO RAFAEL POMBO…………………….140 17.2 PRESUPUESTO COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA……..142 18. CONCLUSIONES………………………………………………………...........146 19. BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………147 20. INFOGRAFIA…………………………………………………………………...148
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LISTA DE FIGURAS Pág.
FIGURA 01: ubicación de sopo en Cundinamarca………………………………….21 FIGURA 02: sopo Cundinamarca……………………………………………………...21 FIGURA 03: localización colegio Rafael Pombo…………………………………….24 FIGURA 04. Localización colegio Policarpa Salavarrieta………………………..…26 FIGURA 05: Ubicación De Sondeos Rafael Pombo………………………...………27 FIGURA 06: esquema arquitectónico 1 piso Rafael Pombo………………………..31 FIGURA 07: esquema arquitectónico 2 piso Rafael Pombo………………………...31 FIGURA 08: esquema arquitectónico 1 piso Policarpa Salavarrieta………………32 FIGURA 09: esquema arquitectónico 2 piso Policarpa Salavarrieta…………...….32 FIGURA 10: requisitos especiales para edificación de concreto reforzado……….50 FIGURA 11: corte de placa Rafael Pombo……………………………………………51 FIGURA 12: apoyo simple………………………………………………………….…..53 FIGURA 13: un apoyo continúo…………………………………………………...…...53 FIGURA 14: ambos apoyos continuos……………………………………………......53 FIGURA 15: voladizo……………………………………………………………..……..54 FIGURA 16: Dimensiones de la placa aligerada de 2 piso Rafael Pombo………..55 FIGURA 17: Dimensiones de la placa aligerada de 2 piso Rafael Pombo………..55 FIGURA 18: vista del eje B visto en elevación Rafael Pombo……………………..67 FIGURA 19: vista del eje 1 visto en elevación Rafael Pombo……………….…..…68 FIGURA 20: vista de planta del piso 2.Rafael Pombo………………………………68 FIGURA 21: corte de placa Policarpa Salavarrieta……………………………...…..71 9
FIGURA 22: apoyo simple……………………………………………………….…....73 FIGURA 23: un apoyo continúo………………………………………………………73 FIGURA 24: ambos apoyos continuos………………………………………………73 FIGURA 25: Dimensiones de la placa aligerada de 2 piso Policarpa Salavarrieta……………………………………………………………………………..75 FIGURA 26: vista del eje 3 visto en elevación Policarpa Salavarrieta…………...87 FIGURA 27: vista del eje 1 visto en elevación Policarpa Salavarrieta………...…88 FIGURA 28: vista de planta del piso 2.Policarpa Salavarrieta………….…………88 FIGURA 29: columna de ventilación y ventilación de alivio………….…………...113 FIGURA 30: Terminal de ventilación………………………………………………..115 FIGURA 31: Método Para La Instalación De Inodoros Manteniendo La Ventilación Verticalmente Elevada…………………………………………………….………...117 FIGURA 32: Corte transversal RAFAEL POMBO…………………………...……123 FIGURA 33: Corte transversal POLICARPA SALAVARRIETA……………….....125
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LISTA DE TABLAS Pág. TABLA 01. Sondeos realizados Rafael Pombo………………………………………27 Tabla 02: Resultados De Ensayo Rafael Pombo………………………………….....28 Tabla 03. Sondeos Realizados Policarpa Salavarrieta………………………………29 TABLA 04: masa de los materiales…………………………………………………….35 TABLA 05: valores mínimos alternativos de carga muerta de elementos no estructurales cuando no se efectúe un análisis más detallado……………………..36 TABLA 06: cargas vivas mínimas uniformemente distribuidas………………….….37 TABLA 07: cargas mínimas en cubiertas……………………………………….…….38 TABLA 08: valores de a_d para las ciudades cáptales de departamento…………42 TABLA 09: valor del coeficiente de importancia………………………………...…...43 TABLA 10: derivas máximas como porcentaje de h_pi……………………………..44 TABLA 11: sistema estructural de pórticos resistente a momentos…………….…47 TABLA 12: coeficientes de reducción de carga………………………………….…..49 TABLA 13: espesor mínimo de losa………………………………………………..….52 TABLA14: determinación del centro de masa primar nivel…………………………61 TABLA 15: espesor mínimo de losa………………………………………………..….72 TABLA 16: determinación del centro de masa primar nivel………………………...80 TABLA 17: unidades de consumo de aparatos………………………………………90 TABLA 18: unidades de consumo en función del diámetro…………………………91 TABLA 19: FLAMANT ½” de diámetro………………………………………………...93 TABLA 20: FLAMANT ¾” de diámetro………………………………………………...93 TABLA 21: FLAMANT 1” de diámetro………………………………………………....94 11
TABLA 22: FLAMANT1 ½” de diámetro……………………………………………….94 TABLA 23: FLAMANT 2” de diámetro…………………………………………………95 TABLA 24: unidades de desagüe de aparatos sanitario…………………………...108 TABLA 25: carga máxima de unidades y longitud máxima de tubos de desagüe…………………………………………………………………………………109 TABLA 26: diámetros requeridos para tubos de ventilación………………………112 TABLA 27: Diámetros Mínimos Para Ventilación Individual……………………….113 TABLA 28: dimensionamiento de desagües principales de cubierta, ramales y bajantes de aguas lluvias……………………………………………………………..122 TABLA 29: definición de la dimensiones de la tubería horizontal de aguas lluvias……………………………………………………………………………………122 TABLA 30: código de colores para cables…………………………………………..127 TABLA 31: carga máxima de una toma……………………………………………...128 TABLA 32: número máximo de conductores y alambres en tubo conduit rígido de PVC…………………………………………………………………………………..….129 TABLA 33: requerimientos para iluminación………………………………………..130 TABLA 34: niveles de iluminación aceptados para diferentes áreas y actividades……………………………………………………………………………....132 TABLA 35: capacidad de corriente de cable………………………………………...133
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LISTA DE ANEXOS
ANEXO A: Planos Arquitectónicos ANEXO B: Planos Hidráulicos ANEXO C: Planos Sanitarios ANEXO D: Planos Eléctricos ANEXO E: Planos Estructurales
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RESUMEN
La necesidad de dotar a los habitantes del municipio de Sopo Cundinamarca de nuevos espacios públicos, equipamientos colectivos y renovar los existentes para mejorar la convivencia y el desarrollo cultural, se crea la necesidad de implementar programas como lo son; construyamos infraestructura para todas y todos, con el que se quiere ampliar, diseñar, construir y realizar mantenimiento de espacios públicos. Con este proyecto lo que se quiere lograr es: presentar el pre diseño estructurar eléctrico e hidrosanitario de los colegios Policarpa Salavarrieta y Rafael Pombo. Con la entrega de estos pre diseños estructurales eléctricos y hidrosanitarios lo que se quiere lograr es cumplir con una necesidad generada por la población del municipio, y que finalmente sea beneficioso a futuro, mejorando la calidad de vida de los habitantes. PALABRAS CLAVES: infraestructura, eléctrico, hidrosanitario, necesidad.
ABSTRACT
The need to provide the inhabitants of the town of Sopo Cundinamarca new public spaces, community facilities and renovate existing ones to improve coexistence and cultural development, the need to implement programs such as create, build infrastructure for everyone, with which you want to extend, designing, building and servicing of public spaces. This project is to be achieved is to present the design pre and power structure of schools Policarpa hidrosanitario Salvarrieta and Rafael Pombo. With the delivery of these pre plumbing electrical and structural designs achieve what you want is to meet a need generated by the population of the municipality, and ultimately be beneficial for the future, improving the quality of life for residents. KEYWORDS: infrastructure, electric, hydro, need.
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INTRODUCCION
El presente proyecto tiene como fin realizar el pre diseño estructurar, eléctrico e hidrosanitario de los colegios Rafael Pombo y Policarpa Salavarrieta, con este lo que se quiere lograr es cumplir una necesidad propia de los habitantes del municipio de Sopo Cundinamarca, con proyectos propios de la alcaldía como lo es; construyamos infraestructura para todas y para todos, que quiere mejorar las condiciones de vida de su población, fomentando la convivencia y desarrollo cultural. El colegio Policarpa Salavarrieta está conformado con un comedor público Una edificación de dos pisos, la cual está conformada por 7 salones de clases, y dos estructuras de un solo piso con dos salones cada uno, tiene canchas de baloncesto y zonas verdes. El colegio Rafael Pombo está conformado con una estructura de dos pisos en la que se encuentra ubicado el auditorio, la rectoría, sala de profesores, coordinación y psicología. Cuenta con otra estructura de dos pisos en la cual se encuentran ubicados 10 salones de clase. Una estructura en la que se encuentra la sala de sistemas y el comedor. Cuenta con una cancha de basquetbol, una cancha de voleibol, una cancha de futbol y una pista de atletismo.
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1. IDENTIFICACION Y PLATEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 FORMULACION DEL PROBLEMA El municipio de Sopo (Cundinamarca) ha tenido un crecimiento en la población. Este aumento de la población ha provocado que el grupo estudiantil del colegio Rafael Pombo sea mayor y que la infraestructura existente no sea apta para que los estudiantes tengan una buena comodidad física y un buen aprendizaje. En el colegio Policarpa Salavarrieta actualmente no está funcionando como institución educativa primaria, ya que los estudiantes que pertenecían a esta institución fueron reasignados al colegio CEIS por motivos de hacinamiento. Por este motivo esta infraestructura está siendo utilizada por otras entidades como lo son: • SENA (servicio nacional de aprendizaje): está siendo utilizado para dar cursos presenciales técnicos desde octubre del 2009. • Estación de bomberos: porque esta institución no cuenta con la infraestructura necesaria para su funcionamiento.
1.2 DELIMITACIONES DEL PROBLEMA Este proyecto tiene como finalidad la realización del prediseño estructural, hidrosanitario y eléctrico para la ampliación de los colegios POLICARCA SALAVARRIETA Y RAFAEL POMBO. • La ampliación en el colegio RAFAEL POMBO consistirá en hacer una estructura de dos niveles. En el primer nivel quedarán dos laboratorios y en el segundo nivel habrá dos salones de clase. • La ampliación para el colegio POLICARCA SALAVARRIETA consistirá en hacer una estructura de dos niveles en la que quedaran cuatro salones de clase y una batería de baños.
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2. JUSTIFICACION
La motivación que tenemos para este proyecto es el de generar una solución al problema de hacinamiento que existe en los dos colegios. Dando cumplimiento a los objetivos y metas planteados en el plan de desarrollo, especialmente en el sector educativo y teniendo en cuenta el mejoramiento y las condiciones que favorezcan la calidad de la educación en el área urbana y rural del municipio de sopo. La ampliación de los colegios POLICARPA SALAVARRIETA y RAFAEL POMBO, es una obra necesaria para la comunidad estudiantil que pertenece a estas dos instituciones. La finalidad de estas ampliaciones es otorgar mejores instalaciones a los estudiantes para que ellos se sientan más cómodos y en un ambiente más agradable al momento de tener clase. Además la ampliación para en el colegio POLICARPA SALAVARRIETA generara que hagan mas cursos lúdicos y que el SENA ofrezca más cursos técnicos presenciales. El colegio RAFAEL POMBO contara con dos salones para laboratorios, lo que permitirá a los estudiantes tener una mejor preparación práctica.
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3. OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL Realizar el pre-diseño estructural, eléctrico e hidrosanitario de las ampliaciones de los colegios Policarpa Salavarrieta y Rafael Pombo, ubicados en el municipio de sopo (CUNDINAMARCA). 3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS • Recopilar información existente de los colegios POLICARCA SALAVARRIETA y RAFAEL POMBO como lo pueden ser estudio de suelos y planos arquitectónicos para saber qué acciones se pueden realizar. • Realizar la descripción y el paso a paso en la elaboración de los prediseños estructurales e hidrosanitarios de los colegios POLICARPA SALAVARRIETA y RAFAEL POMBO. •
Realizar el análisis y diseño de la estructura utilizando el programa ETABS.
• Plasmar los prediseños estructurales, hidrosanitarios y eléctricos en hojas de cálculo y planos. • Elaborar el presupuesto para saber un precio estimado en la ejecución de la obra si en algún momento se quieren utilizar estos prediseños
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4. ANTECEDENTES(estado del arte)
El colegio CEIS nace el 26 de enero de 2004, bajo el modelo de administración de la caja colombiana de subsidio familiar, con una política de inclusión social que buscaba brindar a la población infantil y juvenil una educación integral de calidad para el desarrollo de sus capacidades físicas y mentales. Esta estructura está constituida por cuatro (4) módulos; dos de ellos cuentan con 8 salones cada uno en los otros módulos se encuentra la rectoría, sala de sistemas, sala de ingles, comedor comunitario, en estas mismas torres se encuentra una batería de baños con la capacidad 15 puntos sanitarios, esta estructura tubo unas especificaciones técnicas que se rigieron por: normas colombianas de diseño y construcciones sismo resistente (nsr-98). En el año 2011 se realizó la ampliación de este colegio con el fin de albergar a la población estudiantil que comprende la primera infancia, esta estructura cuenta con 4 salones, y su construcción fue relazada según las normas colombianas de diseño y construcciones sismo resistente (nsr-98).
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5. METODOLOGIA
Para llevar a cabo el prediseño eléctrico, estructura e hidrosanitario de las ampliaciones de los colegios POLICARPA SALAVARRIETA Y RAFAEL POMBO es necesario realizar las siguientes actividades. a)
Recopilar y analizar la información básica para conocer el proyecto.
b) Revisar las experiencias e investigaciones relacionadas con instituciones educativas. c) Hacer un reconocimiento en los colegios mediante visitas y registros fotográficos, los cuales nos permitirá saber el proceso constructivo que sea necesario seguir, la visita servirá para conocer los puntos hidráulicos, sanitarios y eléctricos más cercanos a la ampliación para hacer una derivación de estos puntos hacia la nueva obra. Estipular los horarios de trabajo ya que con esta renovación se va a generar ruido, polvo e incomodidad en la comunidad educativa. Para el prediseño de la estructura en concreto se utilizara el programa ETABS (Programa de Análisis Tridimensional Extendido y diseño de Edificaciones), este programa es ideal para el análisis y diseño de edificaciones, al igual que el SAP2000 se puede realizar para el análisis de estructuras complejas pero también tiene opciones extras que simplifican el diseño de edificaciones, como por ejemplo; calculo automático de fuerzas sísmicas, sus excentricidades y aplicación en el centro de masas, masas del edificio a partir de los casos de carga elegidos, etc.
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6. LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE AFECTACIÓN
FIGURA 01: ubicación de sopo en Cundinamarca
FIGURA 02: sopo Cundinamarca
21 HTTP://SOPO-CUNDINAMARCA.GOV.CO/INFORMACION_GENERAL.SHTML
6.1 Departamento de Cundinamarca Está en el centro de Colombia, sobre la cordillera oriental. Limita al Norte con el departamento de Boyacá: al sur con el departamento de Tolima, Huila y meta; al Este con Boyacá y Meta y al occidente con los departamentos de Caldas y Tolima, de los cuales la separa el rio Magdalena. Cuenta con una superficie de 24,210 Km², con una población de 2´280.037 habitantes (no incluye la población de Bogotá D.C.), su capital es Bogotá D.C., cuenta con 115 municipios, las principales ciudades de Cundinamarca son; Girardot, Zipaquirá, Fusagasugá y Facatativá. 6.2 Municipio de Sopo El municipio de Sopo se encuentra ubicado en el centro del departamento de Cundinamarca y se encuentra localizado a 39 Km por la autopista norte de Bogotá D.C. El casco urbano del municipio se ubica entre los 4° 54´ 50´´ de latitud norte y a los 73° 53´ 06´´ de longitud oeste. A la cabecera municipal de sopo, se accede por la autopista norte, también se puede ingresar al municipio por el oriente por la vía Bogotá, calera, salitre y sopo. Cuenta con una extensión total de 111.5 Km², con una extensión urbana de; 1.06 Km², y una extensión rural de 110.04 Km². Cuenta con una población de 25.053 personas, el cual representa el 0.98% de la población del departamento. 6.3 Delimitación geográfica El municipio de sopo Cundinamarca se encuentra delimitado, por los siguientes limites. Al oriente con el municipio de Guasca. Al occidente con los municipio de Cajica y Chía. Al norte con el municipio de Tocancipa. Y al sur con el municipio de la calera. 6.4 Climatología La temperatura promedio en el municipio de sopo oscila entre 12 C°, con bajas de hasta 0 C°, en las noches y madrugadas.
22 HTTP://SOPO-CUNDINAMARCA.GOV.CO/INFORMACION_GENERAL.SHTML
6.5 Altimetría La altitud de la cabecera municipal es de 2650 m.s.n.m. (metros sobre el nivel del mar). En mayo de mil 1999 se fundó el parque natural y ecológico Pionono, localizado en el cerro más alto del municipio, este cerro presenta alturas que varían desde los 2800 m.s.n.m. hasta su altura máxima que es de 3250 m.s.n.m. 6.6 Uso del suelo El uso se comprende como el empleo o utilización de una cosa para un fin determinado, en este caso se entiende como la destinación asignada al suelo, de acuerdo a las actividades que se pueden desarrollar. El suelo del municipio de sopo está conformado según el POT de la siguiente manera. 6.6.1 Zonas de Uso Comercial (AC) Comprenden áreas, inmuebles o parte de inmuebles destinados al uso comercial o de intercambio de bienes y servicios. De acuerdo con las características y cubrimiento del establecimiento comercial. 6.6.2 Zonas de Uso Industrial Comprenden áreas, inmuebles o parte de inmuebles destinados al uso comercial o de transformación de materias primas o a la elaboración, ensamblaje y manufactura de productos. 6.6.3 Uso de Equipamiento Colectivo Son aquellas áreas, inmuebles o parte de inmuebles destinados a la prestación de ciertos tipos de servicios colectivos necesarios para el funcionamiento de la sociedad. 6.6.4 Zonas de Uso Múltiple (AUM) Son zonas que, por las características del proceso urbano y por su localización dentro de la zona urbana, constituyen sectores de atracción de la actividad citadina y por tanto presentan una mezcla de diferentes usos, con predominio de alguno de ellos, especialmente el comercial. 6.7 cobertura vegetal En la zona de Reserva Forestal, en general, encontramos un bosque montano bajo seco, con su flora característica, zona de subpáramos con manchones densos de vegetación, bosque alto andino, bosques de encenillos de gran envergadura en húmedo y exuberante paisaje, en asocio de típica flora como: gaqueocucharo, chite o escobo, raque, chaque o roso, chusque, mora silvestre, 23 HTTP://SOPO-CUNDINAMARCA.GOV.CO/INFORMACION_GENERAL.SHTML
ciro, manzano, uva camarona, uva de anís, retamo, romero, hayuelo, cordoncillo, helechos y briofitas tales como musgos y hepáticas que constituyen zonas importantes de la superficie del suelo en su función de esponja. 7. DESCRIPCION GENERAL DE LOS COLEGIOS 7.1 COLEGIO RAFAEL POMBO El lote donde se encuentra ubicada la Institución Educativa Rafael Pombo, se localiza en el costado sur del parque Jaime Duque, al costado izquierdo de la vía que se comunica con la Autopista Bogotá-Tunja. La zona donde se ubica la institución corresponde a una topografía de pendiente nula, y en el área del lote se localizan estructuras de dos niveles o pisos, rodeadas de zona verde.
COLEGIO RAFAEL POMBO
FIGURA 03: localización colegio Rafael Pombo
24 ESTUDIO DE SUELOS ALCALDIA MUNICIPAL DE SOPO SEDE INSTITUCION SENA ESCUELA POLICARPA SALAVARRIETA Y RAFAEL POMBO. INGERCIVIL LTDA
(Condiciones actuales de la institución)
7.2 COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA El predio donde se encuentra ubicada la sede del SENA es el colegio Policarpa Salaverriera, el cual se encuentra en el costado sur del parque principal, frente a las conchas sintéticas del colegio cooperativo comercial de sopo. Cuenta con una topografía moderada, y en el lote de estudio se encuentra localizada una estructura de dos plantas, y una de una planta la cual corresponde al objeto de estudios de este proyecto.
25 ESTUDIO DE SUELOS ALCALDIA MUNICIPAL DE SOPO SEDE INSTITUCION SENA ESCUELA POLICARPA SALAVARRIETA Y RAFAEL POMBO. INGERCIVIL LTDA
Sede SENA Policarpa Salavarrieta
FIGURA 04. Localización colegio Policarpa Salavarrieta 8. TOPOGRAFIA 8.1 COLEGIO RAFAEL POMBO La edificación del Colegio se encuentra localizada en una zona de pendiente nula, donde no se observan cambios abruptos en la topografía del terreno. 8.2 COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA
La edificación del Colegio se encuentra localizada en una zona de pendiente nula, donde no se observan cambios abruptos en la topografía del terreno. 9. GEOLOGIA 9.1 COLEGIO RAFAEL POMBO Con base al mapa geológico de Colombia, elaborado por parte del INGEOMINAS del año 2007, la zona donde se localiza la institución educativa corresponde a sector de depósitos lacustres en límites con una formación cretácica. Los depósitos lacustres identificados como Q1-L (en mapa zona habana clara) se caracterizan por presencia arcillas, turbas, arcillas arenosas con niveles delgados de gravas y con algunas estructuras locales con capas de diatomitas. La formación de periodo cretácico e identificado como K1-K6-Stm (en mapa zona verde) se caracteriza por presentar materiales tales como shales, calcitas, 26 ESTUDIO DE SUELOS ALCALDIA MUNICIPAL DE SOPO SEDE INSTITUCION SENA ESCUELA POLICARPA SALAVARRIETA Y RAFAEL POMBO. INGERCIVIL LTDA
fosforiotas, cherts y cuarzoarenitas. Tiene un predominio de facies al norte del cocuy, con facies más arenosas al sur 9.2 COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA Según el mapa geológico de INGEOMINAS del año 2004, para la sabana de Bogotá D.C. la zona donde se ubica el colegio Policarpa Salavarrieta es un sector fluviolacustres identificados como Stft2, conos de deyección caracterizadas por la presencia de gravas y bloques de composición heterogenias, con matrices de arenas, limos y arcillas. Depósitos cuaternarios indefinidos. Las rocas intermedias se caracterizan por la presencia de limonitas y arcillolitas; con índice geológico de resistencia buena (GSI: 50-60%). Son generadores de materiales de construcción 10. EXPLORACION GEOTECNICA 10.1
COLEGIO RAFAEL POMBO
Para la exploración del suelo existente en el área del colegio RAFAEL POMBO se realizaron tres sondeos los cuales nos arrojaron los siguientes datos: TABLA 01. Sondeos realizados Rafael Pombo
Sondeo Sondeo Sondeo
NUMERO
PROFUNDIDAD(m)
N
O
SM-01 SM-02 SM-03
6 6 6
4°56´33.43” 4°56´33.22” 4°56´32.99”
73°57´40.15” 73°57´40.30” 73°57´40.50”
FIGURA 05: Ubicación De Sondeos Rafael Pombo 27 ESTUDIO DE SUELOS ALCALDIA MUNICIPAL DE SOPO SEDE INSTITUCION SENA ESCUELA POLICARPA SALAVARRIETA Y RAFAEL POMBO. INGERCIVIL LTDA
Se elaboraron los registros de perforación, describiendo el perfil estratigráfico, basado en las características observadas de los materiales que constituyen el subsuelo durante la ejecución de los sondeos, las cuales se ajustaron con los resultados de los ensayos de laboratorio. A las muestras obtenidas en los sondeos se les realizaron los siguientes estudios:
Contenido de humedad Porcentaje de fracción fina Limite plástico Limite liquido Peso unitario Comprensión inconfinada (resistencia al corte)
Al realizarse los sondeos con barreno.Se identifica una capa vegetal inicialmente, compuesto por un limo orgánico con raíces de un espesor máximo de 1.00 m. al profundizarse un poco más se encuentra un depósito lacustre, capa de arcillas, el cual corresponde a arcillas de color gris oscuro, cambiando su tonalidad a un gris oscuro verdoso al final del estrato, es decir a una profundidad promedio de 3.50 m. Estas arcilla presentan humedad y consistencia media alta, pero en muestras más superficiales la consistencia es baja y su humedad es alta. Luego de los 3.50 hasta el final de las exploraciones de los sondeos, es decir 6.00m, se presenta una arena color gris oscuro cambiando a un gris habano a mayores profundidades. Su humedad es alta y compacidad media a baja. En los sondeos realizados para el presente estudio se reportó la presencia de nivel freático en el sondeo SM-01 a una profundidad de 2.00m, sondeo SM-02 a 1.70m. En el sondeo SM-03 no se registra nivel freático.
Tabla 02: Resultados De Ensayo Rafael Pombo
ENSAYO Límite de Atterberg(líquido y plástico) Humedal natural Peso unitario Comprensión inconfinada Contenido de lavado sobre tamiz n°200
CANTIDAD 6 7 8 2 11
28 ESTUDIO DE SUELOS ALCALDIA MUNICIPAL DE SOPO SEDE INSTITUCION SENA ESCUELA POLICARPA SALAVARRIETA Y RAFAEL POMBO. INGERCIVIL LTDA
10.1.1 ANÁLISIS GEOTÉCNICOS CONDICIONES DE CIMENTACIÓN Para modelar el sistema de cimentación se tuvo en cuenta lo siguiente: 1. Los suelos existentes presentan resistencia media, asociados a suelos de origen lacustre. 2. En general los suelos encontrados presentan compresibilidad media y por tanto se debe efectuar un chequeo con zapatas 3. La solución de cimentación será de tipo superficial, teniendo en cuenta la magnitud de las cargas que se trasladarán y las características de los suelos presentes en el sitio. 4. Los análisis se efectuaron en condiciones no drenadas por ser la condición más crítica. 5. El nivel freático será considerado a nivel de cimentación. 6. Se considera zapatas simples cuadradas desde con dimensión de B de 1.00 m hasta 3.00 m 10.2
COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA
Según el informe final presentado por INGERCIVIL LTDA (INGENIERIA, GEOTECTIA Y RIESGOS LTDA) a la alcaldía municipal de Sopo Cundinamarca, se da a conocer que los trabajos de campo, consiste en reconocer e inspeccionar el lote realizando sondeos. Con los sondeos realizados se analizaran y se llevara a cabo la selección de muestas, a si programar y ejecutar los ensayos de laboratorio para realizar la clasificación de los suelos encontrados para determinar la resistencia geotectica de los mismos. Tabla 03. Sondeos Realizados Policarpa Salavarrieta
TIPO
NUMERO
PROFUNDIDAD(m)
N
O
Sondeo Sondeo Sondeo
SM-01 SM-02 SM-03
6 6 6
4°54´22,51” 4°54´22,35” 4°54´22,50”
73°56´26,08” 73°56´26,60” 73°57´26,34”
29 ESTUDIO DE SUELOS ALCALDIA MUNICIPAL DE SOPO SEDE INSTITUCION SENA ESCUELA POLICARPA SALAVARRIETA Y RAFAEL POMBO. INGERCIVIL LTDA
Durante la ejecución de los sondeos se elaboraron los registros de perforación, describiendo el perfil estratigráfico, basado en las características observadas de los materiales que constituyen el subsuelo. A las muestras obtenidas en los sondeos se les realizaron los siguientes estudios:
Límites de Attrberg (líquido y plástico). Humedad natural. Peso unitario. Compresión Incofinada. Contenido de lavado sobre Tamiz N° 200. Consolidación. Corte directo.
Al realizar la exportación con barreno. Se identificó una capa de relleno de gran espesor, con presencia de limos de baja humedad, junto a gravas y arenas. Esta capa de relleno tiene una profundidad de 2,70 m, con una buena resistencia; registrando de 10/44 golpes/pies. También se encontró arcillas limosas de color muy oscuro, con tonalidades gris oscuras y en algunas gris claro verdoso. Las arcillas se extienden desde 2,70m a 6,00m, estas arcillas presentan arcillas con humedad baja y consistencia muy baja, con resistencia baja entre 2 y 7 golpes/pies. 10.2.1 ANALISIS GEOTECNICO
Los suelos existentes presentan resistencia media, asociados a suelos de origen fluvio lacustre. En general los suelos encontrados presentan compresibilidad media y por tanto de debe efectuar un chequeo con zapatas La solución de cimentación será de tipo superficial, teniendo en cuenta la magnitud de las cargas que se trasladaran y las características de los suelos presentes en el sitio. Los análisis se efectuaron en condiciones no drenadas por ser la condición mas critica. El nivel freático será considerado a nivel de cimentación. Se considera zapatas simples cuadradas con dimensiones de B desde 1.00 m hanta 3.00 m
30 ESTUDIO DE SUELOS ALCALDIA MUNICIPAL DE SOPO SEDE INSTITUCION SENA ESCUELA POLICARPA SALAVARRIETA Y RAFAEL POMBO. INGERCIVIL LTDA
11. CONDICIONES ARQUITECTONICAS DEL PROYECTO 11.1
COLEGIO RAFAEL POMBO
El edificio planteado para desarrollarse en el área de estudio, comprende una estructura de 2 pisos o niveles, y cuyas dimensiones son de 22,42m de largo por 8,9m de ancho. Estará compuesto por cuatro salones. En los cuales en el primer nivel quedaran 2 de ellos y se utilizaran como laboratorios. Cada laboratorio tiene 9 puestos de trabajo y un área de servicio de 56 m2. Para el segundo nivel habrán 2 salones de clase con un área optima de 56 m2. El esquema arquitectónico se presenta en la figura
FIGURA 06: esquema arquitectónico 1 piso Rafael Pombo
FIGURA 07: esquema arquitectónico 2 piso Rafael Pombo
31 ESTUDIO DE SUELOS ALCALDIA MUNICIPAL DE SOPO SEDE INSTITUCION SENA ESCUELA POLICARPA SALAVARRIETA Y RAFAEL POMBO. INGERCIVIL LTDA
11.2
COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA
El edificio planteado para desarrollarse en el área de estudio, comprende una estructura de dos pisos o niveles, y cuyas dimensiones son de 21,6m de largo por 6,9m de ancho. El primer nivel estará compuesto por dos salones cada uno de 7,4m de luz en tre ejes de muros y columnas, para un área de 46,5m2 y a lo ancho los mismos 6,9m, pero con una luz entre ejes de columnas de 6,4m. adicional se presenta un espacio para batería de baños de un largo de 6,5m y de ancho de 6,9. El esquema arquitectónico se presenta en la siguiente figura.
FIGURA 08: esquema arquitectónico 1 piso Policarpa Salavarrieta
FIGURA 09: esquema arquitectónico 2 piso Policarpa Salavarrieta
ESTUDIO DE SUELOS ALCALDIA MUNICIPAL DE SOPO SEDE INSTITUCION SENA ESCUELA POLICARPA SALAVARRIETA Y RAFAEL POMBO. INGERCIVIL LTDA
32 ESTUDIO DE SUELOS ALCALDIA MUNICIPAL DE SOPO SEDE INSTITUCION SENA ESCUELA POLICARPA SALAVARRIETA Y RAFAEL POMBO. INGERCIVIL LTDA
12. DISEÑO ESTRUCTURAL
12.1
FACTORES FÍSICOS Y AMBIENTALES:
Son aquellos factores determinantes del entorno inmediato del predio en el que se realizara el proyecto y las características externas que lo afectan. De la ampliación del colegio se espera una acertada respuesta a las condiciones urbanas en las que se encuentra. 12.1.1 ejes urbanos circulantes: Es preciso verificar el estado de las vías vehiculares y peatonales, también las zonas verdes y ejes urbanos que nos permitan ver la afectación de la estructura en la comunidad. 12.1.2 colindancias: Se tiene que realizar un estudio adecuado de los predios o instalación que se encuentren alrededor de la estructura a desarrollar para no causar afectaciones a la hora de realizar la estructura. 12.1.3 Afectaciones: Es importante revisar el estado del predio, que este no presente ninguna afectación por agentes ajenos a al ambiente como lo son vías ferias alternas, líneas de transmisión de energía eléctrica, rondas de rio, canales de agua etc. de tal manera que al afectarse el terreno con los aislamientos correspondientes, no disminuya el índice establecido de área de terreno por alumno. 12.1.4 infraestructura de servicios públicos. Es de suma importancia verificar la existencia de servicios públicos como lo es; el agua potable, energía eléctrica, telecomunicaciones y gas natural.
12.2
ARQUITECTURA Y USO DE LA EDIFICACIÓN
Toda edificación con uso educativo, con características arquitectónicas que no deben ser interpretadas como algo rígido, pues es a partir de este cada institución deberá interpretar sus necesidades de espacios y áreas de acuerdo con los lineamientos, planteados por el ministerio de educación, con capacidad para albergar a un gran número de personas, sin perder la importancia que toda construcción de esta categoría tiene para la comunidad. Estas estructuras deben tener un estudio de desempeño frente a un evento sísmico, en un municipio como Sopó (Cundinamarca, Colombia) ubicada en una zona de intermedia amenaza sísmica, para estas edificaciones institucionales es necesario realizar esfuerzos 33 NSR-10 EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE . TITULO A
grandes para dar cumplimiento a los requisitos de diseños mínimos, para salvaguardar la vida de todas la comunidad ya que es un bien común. En la realización de un diseño estructural se debe seguir un proceso individual donde un ingeniero debe planificar junto con un arquitecto, los espacios, accesos, vanos, altura de pisos, tamaño de los elementos estructurales, economía y proceso constructivo que garantice los requisitos de diseño. En este proceso se hacen necesario cumplir tres etapas fundamentales como lo son.
Definición de las prioridades. Una edificación de uso institucional, es construida para subsanar una necesidad. La comunidad debe ser informada de los atributos propios de la institución, como su funcionalidad, su estética y su economía.
Desarrollo del concepto del proyecto. Para desarrollar un proyecto hay conjuntó de documentos mediante los cuales se define el diseño de una construcción (anteproyecto) antes de ser realizada, de acuerdo a estos se da cumplimiento al proyecto y viabilidad, dando soluciones a las comunidades que se vean envueltas en dicha construcción.
Diseño final de los sistemas. Después que el concepto ha sido desarrollado y su sistema estructural definido, se da paso a los cálculos de los elementos proporcionados para resistir las cargas, los planos definitivos y la posibilidad que la edificación pueda ser realizada.
12.3 CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA Y DEL MATERIAL EMPLEADO. El sistema de resistencia sísmica de la edificación debe clasificarse dentro de uno de los sistemas estructurales dados en A.3.2 el sistema de muros de cargas, sistema combinado, sistema de pórtico, o sistema dual. Esta norma demarca limitaciones en el empleo de un sistema estructural de resistencia sísmica en función de la zona de amenaza sísmica donde se encuentra localizada la estructura, con el tipo de material estructural que se desea emplear en dicha edificación (concreto estructural, mampostería estructural, estructura metálica, o madera) dependiendo como se disponga los materiales en los elementos estructurales y respondiendo adecuadamente ante movimientos sísmicos como se espera por medio de su capacidad de disipar energía. 34 NSR-10 EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE . TITULO A
12.4
CARGAS DE LA ESTRUCTURA
El termino carga se entiende como la acción directa de una fuerza concentrada ó distribuida sobre un elemento estructural. en el presente documentó se presentaran las principales cargas que estarán descritas en el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10), solo se dan a conocer las cargas que se hacen necesarias para el desarrollo de este proyecto como lo son: cargas vivas, cargas muertas y fuerzas sísmicas. 12.4.1 carga muertas La carga muerta se entiende como el peso de todos los elementos estructurales basados en las dimensiones de los diseños (peso propio) y el peso permanente de materiales o elementos tales como: muros, pisos, cubiertas, cielos rasos, escaleras equipos fijos y todas aquellas cargas que no son causadas por esfuerzos ajenos a su ocupación y uso de la edificación. Los valores de las cargas para cada uno de los elementos esta dado en el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10), sección B.3.2. (Masas y pesos de los materiales). A continuación se muestra la tabla utilizada. TABLA 04: masa de los materiales
35 NSR-10 EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE . TITULO B
La carga muerta deducida por elementos horizontales no estructurales, como lo son los muros divisorios, y divisiones de materiales tradicionales, formaletas permanentes para losas, viguetas, mortero de afinado de pisos, relleno de pisos, acabados en general, rellenos en cubiertas, etc. Se tienen que evaluar estas cargas para cada piso y se puede utilizar como carga distribuida en cada placa. Si se hace dicho análisis, y este debe figurar en la memoria de cálculo, debe estar especificado en los planos puede utilizarse los siguientes valores dados por el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10), sección B.3.2. (Valores mínimos alternativos de carga muerta de elementos no estructurales cuando no se efectúe un análisis más detallado). A continuación se muestra la tabla utilizada. TABLA 05: valores mínimos alternativos de carga muerta de elementos no estructurales cuando no se efectúe un análisis más detallado
12.4.2 Carga viva Se entiende como carga viva a toda aquella carga no permanente producida por materiales, personas en permanente movimos, o elementos ajenos a la estructura. Para hacer un poco más fácil el cálculo de estas cargas se expresan como cargas uniformes aplicadas sobre el área de la edificación. Las cargas vivas que se utilizan el diseño estructural deben ser las máximas cargas que se esperan que 36 NSR-10 EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE . TITULO B
ocurran en la edificación debido al uso que este va a tener y está determinado por una porción sostenida de uso diario y una parte variable. Las cargas vivas presentadas en la norma tienen la intención de presentar la suma máxima de todas las cargas que puedan ocurren en una área pequeña durante la vida útil del edificio, a continuación presentamos Los valores de las cargas para cada uno de los elementos dado en el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10), sección B.3.2. (Cargas vivas mínimas uniformemente distribuidas). A continuación se muestra la tabla utilizada. TABLA 06: cargas vivas mínimas uniformemente distribuidas
En particular, el proyecto de grado es para dos colegios, por lo cual se hace necesario utilizar como carga viva mínima 2.0 KN/m².
37 NSR-10 EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE . TITULO B
TABLA 07: cargas mínimas en cubiertas
Para tener en cuenta se en el diseño de cubierta, las cargas vivas no deben ser mayores a la carga producida por la cubierta, y si la cubierta tiene carga mixta la carga propia esta debe ser igual a la carga viva de toda la edificación. Si la carga viva tiene un impacto considerable sobre la estructura se hace necesario, incrementarse para efectos de diseño los porcentajes son los siguientes: a. Soportes de elevadores y ascensores, ..……………………………100% b. Vigas de puentes grúas con cabinas de operación y sus confecciones, ……………………………………………………………..25% c. Vigas de puentes grúas operados por control remoto y sus conexiones, ……………………………………………………………….10% d. Apoyo de maquinaria liviana, movida mediante motor eléctrico o por un eje, …………………………………………………………………...20% e. Apoyo de maquinaria de embolo o movido por motor o pistón, no menos de, …………………………………………………………………..50% f. Tensores que sirvan de apoyo a pisos o balcones suspendidos y escaleras, .………………………………………………………………….33%
12.4.3 Fuerzas Sísmicas- Análisis Dinámico Elástico. Las cargas dinámicas también pueden ser aproximadas a cargas estáticas equivalentes (Fuerza Horizontal Equivalente). Las edificaciones pueden utilizar este procedimiento, pero también se puede utilizar un análisis modal o dinámico (análisis dinámico elástico).
38 NSR-10 EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE . TITULO A Y B
En el proyecto que se está realizando se utilizara un análisis dinámico elástico, del cual se realizara una pequeña descripción. Para el análisis estructural ante la presunta presencia de un movimiento sísmico se debe tener en cuenta todos los grados de liberación necesarios para representar todos los posibles modos de deformación y las fuerzas de inercias significativas que se pueden generales. Bajo la presunción de un comportamiento elástico, existen muchos programas basado en el método de elemento finito, que nos facilita el análisis dinámico con cualquier distribución de masas. El modelo temático de la estructura debe describir la descripción especial de la masa y la rigidez, de tal manera que sea pertinente para calcular las características relevantes de las respuestas estructurales de la estructura. Las estructuras expuestas a grandes cargas dinámicas producidas por agentes ajenos como lo son el público tales como; estadios, coliseos, teatros, gimnasios, pistas de bailes, centro de reuniones, colegios y similares se debe predeterminar para el diseño que sus frecuencias naturales deben ser superiores a 5 Hz (en periodos naturales no mayores a 0,2 Seg) para vibraciones verticales. 12.4.3.1 movimientos sísmicos de diseño. (Movimiento sísmico de umbral de daño) Se deben definir los movimientos sísmicos de diseño, pero en el lugar donde se realizara la estructura, de acuerdo a los requerimientos del capítulo A.2 del Reglamento Colombiano De Construcción Sismo Resistente (NSR-10), teniendo en cuenta: a. Amenaza sísmica del lugar o región donde se realizara la estructura, que se encuentra expresada atreves de los parámetros Aa, el cual representa la aceleración horizontal pico efectiva del sismo de diseño y de pende de la ubicación de la estructura. b. Las características del suelo existente en el lugar de edificación mediante la identificación de su estratificación atreves de un coeficiente de sitio (S). c. Identificar la importancia de construcción o edificación en la comunidad que se ve directamente afectada con la realización de esta, con posterioridad a la ocurrencia de sismos a través de in coeficiente de importancia (I). Los movimientos sísmicos de diseño se expresa por medio de un espectro elástico de diseño. El reglamento comprende descripciones alternativas de sismo de diseño, ya sea atreves de familias de acelerografia, o bien por medio de 39 NSR-10 EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE . TITULO A
expresiones derivadas de estudios de microzonofrafia sísmica, los cuales están dados por los requisitos dados en el capítulo A.2. Los códigos símicos de diseño estructural se plantean como un problema para asignar resistencia los elementos, con el fin que sean capaces de resistir a un sistema de esfuerzos laterales. Controlar el diseño de daño debe ser un objeto de las nuevas metodologías propuestas para el diseño de estructuras sismoresistente. Recientemente se han presentados índices de daño para tal efecto, los cuales a su vez, son función de los desplazamientos máximo y de fatiga que presenta el material. Algunos trabajos han mostrado que los desplazamiento inelásticos de la estructura pueden ser calculados a partir de los desplazamientos que experimentan la estructura si oscilación siempre en el rango elástico, si el periodo de la estructura: T es igual o mayor que el periodo característico del movimiento del suelo: Tg. Esta similitud es independiente de la resistencia del suelo. La forma del espectro elástico de aceraciones para un coeficiente de amortiguamiento crítico de (2%), según el titulo A.12 del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10), que se debe utilizar en el diseño, para estructuras se muestra en la siguiente figura:
GRAFICA 01: Espectro Elástico De Diseño Fuente: Reglamento Colombiano De Construcción Sismo Resistente de 2010 (NSR-10) numeral A.12-13-1
40 NSR-10 EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE . TITULO A
Dónde: T(s) = periodo de estructura (segundos). Sad(g) = valor de espectro de diseño como porcentaje de la gravedad (9,81 m/s²) A continuación se observaran las ecuaciones necesarias y los límites para desarrollar la gráfica de espectro de aceleraciones horizontales elástico de lumbrar de daño diseño:
El periodo de estructura está entre cero (o) y
El periodo de estructura está entre
y
El periodo de estructura está entre
=0.5 y
El periodo de la estructura es mayor a
=0.5
= 2.4
= 2.4
A continuación se define los parámetros utilizados para el espectro de espectro de diseño y en qué consiste: Nivel de amenaza sísmica y el valores de Consisten en localizar el lugar donde se encuentra el proyecto en el capítulo A.12 del Reglamento Colombiano De Construcción Sismo Resistente, y determinar el nivel de amenaza sísmica del lugar de acuerdo con el valor del parámetro . Los niveles de amenaza sísmica son: alta, intermedia o baja. Como las edificación está localizada en el municipio de Sopo Cundinamarca el valor es:
Colegio Policarpa Salavarrieta.
41 NSR-10 EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE . TITULO A
municipio
Código municipio
Sopo
25758
Entonces
es
valor
0.15
más
0.20
importante
Zona de amenaza sísmica intermedia 0.09
o
el
que
vamos
0.05
a
utilizar
es:
Colegio Rafael Pombo.
municipio
Código municipio
Sopo
25758
Entonces
es
valor
Zona de amenaza sísmica 0.15
más
0.20
importante
intermedia
o
el
que
0.09
vamos
0.05
a
utilizar
es:
Para este proyecto se toma un para la ciudad capital correspondiente que en este caso sería la ciudad de Bogotá, véase en la siguiente tabla:
TABLA 08: valores de
para las ciudades cáptales de departamento.
Fuente: Reglamento Colombiano De Construcción Sismo Resistente de 2010 (NSR-10) numeral A.12-2-2
42 NSR-10 EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE . TITULO A
Obtención del coeficiente de importancia (Uso) de la estructura del valor de I. En esta especificación lo que se quiere lograr es definir cuál es el uso que se le va a dar a la estructura, este proyecto se identifica en el grupo III – edificaciones de atención a la comunidad; este grupo comprende todas las construcciones que son indispensables para atender catástrofes naturales también, emergencias garantizando la salud y bienestar de la comunidad, acepto las estructuras que se encuentran en el grupo IV. Este grupo debe incluir: a. Estaciones de bomberos, defensa civil, policía, cuarteles de las fuerzas armadas, y sedes de las oficinas de prevención y atención de desastres. b. Garajes de vehículos de emergencia. c. Estructuras y equipos de centros de atención de emergencias, d. Guarderías, escuelas, colegios, universidades y otros centros de enseñanza. e. Aquellas del grupo II para las que el propietario desee contar con seguridad adicional. f. Aquellas otras que la administración municipal, distrital, departamental o nacional designe como. El coeficiente de importancia que continuación:
se obtiene de la tabla que se muestra a
TABLA 09: valor del coeficiente de importancia.
Fuente: Reglamento Colombiano De Construcción Sismo Resistente de 2010 (NSR-10) numeral A.2.5-1
En este caso particular es 1.25, este coeficiente se tiene que tener en cuenta cuando se esté desarrollando el diseño de la edificación, cuando se esté realizando el análisis sísmico de la estructura. 12.5
determinación de la derivada de entrepiso
La derivada máxima en cualquier punto del piso de la estructura, se deduce como la diferencia entre los desplazamientos horizontales totales, máximo en el punto 43 NSR-10 EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE . TITULO A
del piso y los desplazamientos horizontales totales máximos en un punto localizado en el mismo eje vertical en el piso, por medio de la siguiente ecuación:
El cálculo de la derivada para cualquier punto del piso se puede verificar solamente en todos los ejes verticales de columnas y en los puntos localizados en los bordes de los muros estructurales. Las derivadas máximas evaluadas en cualquier punto de la estructura, determinada de acuerdo con lo establecido anteriormente, no se puede exceder los límites establecidos por el Reglamento Colombiano De Construcción Sismo Resistente de 2010 (NSR-10): TABLA 10: derivas máximas como porcentaje de
Fuente: Reglamento Colombiano De Construcción Sismo Resistente de 2010 (NSR-10) numeral A.12.5-1
12.6
diseño de elementos estructurales
Ya realizado el análisis de las derivadas de la estructura, se debe saber cuáles son las cargas de mayo ración que se deben introducir al modelo, para de esta manera saber cuáles son las cargas vivas, muertas y de sismo que se aplicaran, de esta manera las cargas de sismo se deben reducir por el coeficiente de disipación de energía, y en el espectro de diseño se debe introducir el coeficiente de importancia que se trabaja en este proyecto es: I =1.25 44 NSR-10 EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE . TITULO A
12.6.1 configuración estructura Cuando se diseñó sísmicamente una edificación, se tiene que tener en cuenta diferentes aspectos de diseño como lo son. El grado de irregularidad del sistema estructural, la determinación del cortante sísmico en la base y su distribución de alturas en el edificio, estos aspectos están dador por el Reglamento Colombiano De Construcción Sismo Resistente de 2010 (NSR-10) numeral A.3.1.1. La configuración estructurar de la edificación, no la forma únicamente, su tamaño o su aspecto exterior sino la naturaleza de sus dimensiones, y la localización de los elementos estructurales, que afectan el comportamiento de la edificación ante los especificaciones sísmicas de diseño. 12.6.2 Capacidad de disipación de energía La capacidad de disipar energía se entiende o se comprende mejor como: dos sistemas dinámicos compuesto por elementos estructurales que tienen la misma rigidez; uno de ellos es totalmente elástico mientras que el otro responde inelásticamente en la siguiente figura se muestra su comportamiento:
GRAFICA 02: Capacidad De Disipar Energía.
El valor que corresponde al nivel máximo de desplazamiento al que llegara el sistema elástico. A este nivel de desplazamiento corresponde a la fuerza . Se dice que este nivel de fuerza es el nivel minimo que se requiere del sistema para que este responda al rango elástico. 45 NSR-10 EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE . TITULO A
se entiende donde la fuerza de fluencia, empieza a tener una fuerza constante en el rango elástico de la estructura. Para obtener el coeficiente de reducción de resistencia
por medio de :
De la ecuación anterior se tiene que: y
Temiendo en cuenta lo anterior es válido afirmar que la capacidad de disipación de energía de un sistema elástico consiste es la capacidad que tiene el sistema para reducir la fuerza solicitada de un valor que tendrá el sistema si permanece elástico , y un valor de fluencia . El sub índice o, indica que este coeficiente , esta siendo determinado para un sistema de un grado de libertad y está asociado directamente este coeficiente con el coeficiente R que se obtiene en el Reglamento Colombiano De Construcción Sismo Resistente de 2010 (NSR-10), que se emplea para varios grados de libertad. 12.6.2.1 irregularidades del sistema Cuando una estructura se clasifica como irregular, el valor del coeficiente de capacidad de disipación de energía R que se utiliza en el diseño sísmico de la estructura, se obtiene multiplicando Φp (irregularidad en planta) y Φa (irregularidades en alturas):
En este proyecto de grado se utilizara el sistema combinado, en donde los pórticos y los muros resisten cargas verticales y horizontales. En la siguiente tabla se muestra los valores de .
46 NSR-10 EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE . TITULO A
TABLA 11: sistema estructural de pórticos resistente a momentos
Fuente: Reglamento Colombiano De Construcción Sismo Resistente de 2010 (NSR-10) numeral A.3-3.
Por lo anterior se determina que el valor de diseñando es: 7.0.
para la edificación que se está
Irregularidades de planta Una edificación se considera irregular cuando ocurren unos de los siguientes casos que se nombran a continuación:
Irregularidad torsional. Retrocesos excesivos en las esquinas. Discontinuidades en el diafragma. Desplazamientos del plano de acción de elementos verticales. Sistemas no paralelos.
Irregularidades en altura Una edificación se considera irregular en altura cuando se presenta los siguientes casos:
Piso flexible(irregularidades en rigidez) Irregularidad en la distribución de la masa. Irregularidades geométricas. Desplazamiento dentro del plan de acción. Piso débil – discontinuidad en la resistencia.
47 NSR-10 EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE . TITULO A
12.7
Conceptos Básicos De Diseño
12.7.1 Estado limite Se entiende por estado límite cuando una estructura o elemento estructural se convierte en inadecuada para el uso, se entiendo como el estado límite de la estructura. Los estados límites de diseños comúnmente usados son: Estado límite de servicio. Se entiendo como la interrupción de la estructura, se presenta poca probabilidad de ocurrencia. Son criterios que gobiernan el uso normal y durabilidad. Una estructura puede llegar al límite de servicio cuando:
Deflexiones excesivas para el uso normal de la estructura, que conllevan a fisuras permanentes y excesivas. Desplazamiento excesivo aunque no implique perdida de equilibrio. Daños locales como corrosión y ataques químicos al concreto. Vibraciones excesivas producidas por elementos móviles o cargas cíclicas. Daño evidente en la construcción. Estado límite de resistencia o estado limite último: incluye el colapso de la estructura. Se puede llegar a este estado, en los siguientes casos:
Las fuerzas mayora das sean mayores a la resistencia de diseño de la estructura. Perdida de equilibrio en algunos sectores o toda la estructura debido a la desgracian de la resistencia. Transformación de la estructura en el mecanismo y por consiguiente la inestabilidad de la estructura. Falta de integridad debido a la falta de amarres adecuados. Fatiga de la estructura y fractura de elementos debidos a ciclos repetitivos de esfuerzo. Estados especiales de carga: donde el daño y colapso de la estructura se incluyen simultáneamente. combinación de cargas. Las combinaciones de cargas son utilizadas para calcular la resistencia requerida según el Reglamento Colombiano De Construcción Sismo Resistente de 2010 (NSR-10). Todas las combinaciones de cargas aplicables deben ser evaluadas:
1.4 (D+F)
48 NSR-10 EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE . TITULO A
1.2 (D+F+T) + 1.6 (L+H) + 0.5 ( ó G ó ) 1.2D +1.6 ( ó G ó ) + (L ó 0.8w) 1.2D+ 1.6W + 1.0L + 0.5 ( ó G ó ) 1.2D + 1.3E + 1.0L 0.9D + 1.6W +1.6H 0.9D + 1.0E + 1.6H Los coeficientes se defienden con D para cargas muertas, L para cargas vivas, H cargas debido al empuje del suelo ó presión hidrostática, E para cargas de sismo, y W para viento. La combinación de carga tiene como fin el evaluó de cargas en dos direcciones, por esto es tan importante revisar las cargas producidas por viento. Los factores de reducción de carga son principalmente los que están presentes en la siguiente tabla. TABLA 12: coeficientes de reducción de carga
12.8
diseño de elementos estructurales
El diseño propio de elementos estructúrales se realizan de acuerdo a los requisitos propios del sistema de resistencia sísmica y del material estructural utilizado, los elementos estructurales deben diseñarse y detallarse de acuerdo a los requisitos propios del grado de disipación de energía que está estipulado en el capitulo A.3 de la NSR-10. Con base en este título se entiende que las columnas son elementos estructurales destinados a soportal principalmente cargas axiales en compresión o en tensión, fuerzas cortantes y momentos flexores. Las vigas son las encargadas de absorber tantas fuerzas cortantes como momentos flexores y tensores. Los muros se entiende que tienen las mismas características de las columnas con la posibilidad adicional de resistir momentos tensores. La losa tiene como función de transmitir las fuerzas gravitacionales hacia los elementos resistentes tales como columnas, vigas y muros distribuyendo las fuerzas. 49 NSR-10 EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE . TITULO A
viguetas
La vigueta es un elemento estructural que forma parte de la losa nervada que funcione principalmente a flexión. Un sistema de viguetas consiste en una serie de viguetas paralelas apoyadas sobre vigas maestras. Las vigas maestras se colocan en la línea o eje de la columna, conservando la distancia entre ellas.
FIGURA 10: requisitos especiales para edificación de concreto reforzado Fuente: requisitos especiales para edificaciones de concreto reforzado, Pag.69.
Vigas
Las vigas se entienden como elemento estructural utilizadas para que soporten los momentos flectores, acompañado de cargas axiales, y fuerzas cortantes. Las vigas son elementos estructurales no homogéneos, porque están compuestas de dos materiales diferentes (concreto y acero, trabajando fundamentalmente a flexión aunque se presenta en cualquier sección transversal fuerzas internas normales a la sección que corresponde a los esfuerzos de flexión.
columnas
Las columnas son elementos verticales sometidos a cargas de compresión, pero también resiste una flexión simultánea, es decir, momentos flexores con respecto a dos ejes principalmente de la sección transversal. Esta flexión biaxial, se debe al hecho de que la columna forma parte del pórtico monolítico, en donde la columna 50 http://www.udistrital.edu.co/files/contratacion/ciudadela-ir/estandaresBasicosEscolares.pdf http://repository.upb.edu.co:8080/jspui/bitstream/123456789/339/1/digital_16393.pdf
sea externa o interna soportan los elementos transmitidos por los apoyos de las vigas principales y segundarias.
Muros
Los muros en concreto son elementos muy eficientes para absorber efectos sísmicos en las edificaciones, por su rigidez y capacidad a cargas laterales. El comportamiento de los muros difiere de forma importante dependiendo de su relación altura total a longitud (H/L).
12.9
ANÁLISIS DE LA ESTRUCTURA COLEGIO RAFAEL POMBO
En este capítulo se detallaran los pasos a seguir para el análisis de la estructura y la introducción el programa de análisis estructural con en el que se harán los diseños ETABS Norlinear v9.7.2. Cargas Aplicadas A La Estructura. En este punto se desarrollaran el análisis de cargas muertas en placa, vigas columnas etc. La carga muerta cubre todas las cargas de elementos permanentes de construcción incluyendo su estructura, los muros, pisos, cubiertas, cielos rasos, escaleras, equipos fijos, y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupación y uso de la edificación. Análisis de cargas vertical es para losa aligerada:
FIGURA 11: corte de placa Rafael Pombo
51 http://www.udistrital.edu.co/files/contratacion/ciudadela-ir/estandaresBasicosEscolares.pdf http://repository.upb.edu.co:8080/jspui/bitstream/123456789/339/1/digital_16393.pdf
Espesor Mínimo De La Losa. Se determina por medio de la tabla se muestra en el reglamento Colombia no de construcción sismo resistente NSR-10 título c 9.5 por medio de la tabla que se refiere a las losas no pre esforzadas en una dirección y no sostienen muros divisores y particiones frágiles susceptibles de dañarse debido a deflexiones grandes. Con las ecuaciones de estas tablas se garantiza cumplir con las deflexiones de la losa:
TABLA 13: espesor mínimo de losa
Fuente: Reglamento Colombia no de construcción sismo resistente NSR-10 título c 9.5 Dónde: = es la luz libre más larga medida de apoyo a apoyo en cualquier dirección X o Y. La altura total de la losa está dada por la luz libre más larga que se observar los planos arquitectónicos. Según losa poyos sobre los cuales se encuentra la luz as larga, varia la ecuación para verificar el espesor mínimo de la losa, sin olvidar el caso crítico del voladizo:
52
FIGURA 12: apoyo simple
=
= 0,50 mts.
FIGURA 13: un apoyo continĂşo
=
= 0,46 mts.
FIGURA 14: ambos apoyos continuos.
=
= 0,40 mts.
53
FIGURA 15: voladizo
=
= 0,44 mts.
De lo anterior, se observa un espesor de losa de 50 cm, para cumplir con todas las especificaciones establecidas, pro por las cargas aplicadas a ala estructura se hace necesario subir el espesor de la losa a 70cm.
VIGUETAS, LOSAS Y CASETONES DE LA PLACA ALIGERADA.
VIGUETAS
De acuerdo al reglamento colombiano de sismo resistencia NSR-10 título C 8.13.3 nos explica que la separación máxima entre nervios, no debe ser mayor a 2,5 veces el espesor total de la losa sin exceder 1,2. El ancho de la vigueta empleada para la placa es de 12 cm, con esto se da cumplimiento a los requisitos expuestos en la norma. En cuanto a la altura libre de la viga, se tiene para los entrepisos la siguiente. H < 5 . bw Dónde: h = H – (els + eli) h = 0,70 –(0,05 + 0.03) h = 0,63 0,63m < 5 . 0,10m 54
0,63 < 0,5m
LOSETA SUPERIOR
Siguiendo la norma NSR-10 título C 8.13.5.2. el espesor de la loseta superior vaciada en sitio debe ser mayor de 45mm y no menor de 1/20 la distancia libre entre nervios se asumirá un espesor para la loseta superior de 50mm o 5 cm. 0.05m>0,045m
RIOSTRAS:
Se emplearon riostras o viguetas transversales de repartición en todas las placas. Se colocaran con el fin de arrostriar la losa en este sentido. Las riostras deben ser perpendiculares de las viguetas de diseño. La separación libra máxima de la riostra, debe ser 10 veces el espesor total de la losa sin superar los 4,0m. A continuación se observan las dimensiones de la placa aligerada del proyecto:
FIGURA 16: Dimensiones de la placa aligerada de 2 piso Rafael Pombo
FIGURA 17: Dimensiones de la placa aligerada de 2 piso
55
Con estas dimensiones establecidas, se realizaran los detalles de las plantas estructurales de la edificación: (ver anexo E planos estructurales)
CARGA DE PLACA
Carga muerta
La carga muerta cubre todas las cargas de elementos permanentes de construcción incluyendo su estructura, los muros, pisos, cubiertas, cielos razos, escaleras, equipos fijos, y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupación y uso de la edificación. La carga muerta causada por las fachadas de la edificación debe evaluarse como una carga por metro lineal sobre el borde del elemento estructural de soporte al borde de la losa.
carga viva
Las cargas vivas son aquellas cargas producidas por el uso y ocupación de la edificación y no deben incluir cargas ambientales tales como viento, agua y sismo. Las cargas vivas en la cubierta son aquellas causadas por: Los materiales, equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta. b. Las causadas por objetos móviles, tales como materas u otros objetos decorativos, y por las personas que tengan acceso a ellas. Carga Muerta Acabados (piso): 0,06x2.2 T/m³ = 0.132 T/m² Casetones de Guadua: Viguetas: (0.13x0.65x2.4T/m³x1)/1 = 0.203 T/m² Loseta Inferior: 0x2.4 T/m³ = 0.000 T/m² Loseta Superior: 0.05x2.4 T/m³ = 0.120 T/m² Muros Divisorios = 0.215 T/m² Subtotal Carga Muerta: = 0.67 T/m² Carga Viva: Carga Última de Diseño:
= 0.20 T/m² (1.2 x 0.671 + 1.6 x 0.2)
= 1.13 T/m²
Nota: El peso propio de vigas y columnas es asumido por el programa de 56
diseño.
Cubierta
Carga Muerta Peso propio de Acabados: Casetones de Guadua: Viguetas: Loseta Inferior: Loseta Superior: Muros Divisorios
0,05x2.2 T/m³
= 0.110 T/m²
(0.13x0.6x2.4T/m³x1)/1 0,03x2.4 T/m³ 0.05x2.4 T/m³
= 0.035 T/m² = 0.187 T/m² = 0.072 T/m² = 0.120 T/m² = 0.215 T/m²
Subtotal Carga Muerta: Carga Viva: Carga Última de Diseño:
= 0.180 T/m² (1.2 x 0.74 + 1.6 x 0.18)
Carga Muerta Peso propio de la teja: Peso estructura metálica y/o cielo raso tanque de reserva
= 1.176 T/m²
= 0.02 T/m² = 0.03 T/m² = 0.87 T/m² Subtotal Carga Muerta:
Carga Viva: Carga Última de Diseño:
= 0.740 T/m²
= 0.92 T/m² = 0.050 T/m²
(1.2 x 0.92 + 1.6 x 0.05)
= 1.184 T/m²
Nota 1.- La carga viva de la cubierta no debe ser menor que el máximo valor de las cargas vivas usadas en el resto de la edificación, y cuando esta tenga uso mixto, tal carga debe ser la mayor de las cargas vivas correspondientes a los diferentes usos. ESPESOR EQUIVALENTE
57
El espesor equivalente se usa en el análisis del modelo y representa la carga muerta traducida en espesor de concreto, que es tomado en cuenta por el modelo en el análisis sísmico. Entrepiso Tipo.- Losa Aligerada Antepechos 0.01 T/m² Divisiones livianas 0.05 T/m² Acabados (Cielo Raso) 0.09 T/m² Peso propio 0.32 T/m² Carga muerta: 0.48 T/m² Espesor equivalente 0.20 m
Carga muerta aplicada = 0.35 T/m²
Entrepiso 2.- Losa Aligerada Antepechos Divisiones livianas Acabados (Cielo Raso) Peso propio Carga muerta: Espesor equivalente
0.01 T/m² 0.05 T/m² 0.09 T/m² 0.38 T/m² 0.53 T/m² 0.22 m
Carga muerta aplicada = 0.36 T/m²
Entrepiso 3.- Losa Maciza Antepechos Divisiones livianas Acabados (Cielo Raso) Peso propio Carga muerta: Espesor equivalente
Cubierta.- Teja Liviana Acabados (Cielo Raso) Peso propio Carga muerta: Espesor equivalente
0.01 T/m² 0.05 T/m² 0.09 T/m² 0.24 T/m² 0.39 T/m² 0.16 m
0.09 T/m² 0.05 T/m² 0.14 T/m² 0.06 m
58
Carga muerta aplicada = 0.33 T/m²
Carga muerta aplicada = 0.870 T/m²
Evaluó de cargas o resumen de cargas gravitacionales de diseño.
PLACA ENTREPISO TIPO 2 Carga muerta.Placa aligerada Antepechos Divisiones Livianas Cielo raso Total Carga muerta (D):
= 0.67 T/m² = 0.01 T/m² = 0.05 T/m² = 0.09 T/m² = 0.83 T/m²
Carga Viva.Uso: Educativo Total Carga viva (L): PLACA ENTREPISO 2
= 0.20 T/m²
Carga muerta.Placa aligerada Antepechos Divisiones Livianas Cielo raso Total Carga muerta (D):
= 0.74 T/m² = 0.01 T/m² = 0.05 T/m² = 0.09 T/m² = 0.89 T/m²
Carga Viva.Uso: Oficinas Total Carga viva (L):
= 0.20 T/m²
CUBIERTA.- Teja Liviana Carga muerta.Cubierta Liviana Cielo raso tanque de reserva 59
= 0.02 T/m² = 0.03 T/m² = 0.87 T/m²
Total Carga muerta (D):
= 0.92 T/m²
Carga Viva.Uso: Cubierta Total Carga viva (L):
= 0.05 T/m²
ANÁLISIS SÍSMICO En esta parte del proyecto se tiene que entrar a avaluar diferentes o calcular deferentes aspectos como lo son:
centro de rigidez de la estructura.
En este punto se encontraran las masas del diafragma regido de la edificación. Se debe calcular para cada uno de los niveles de la estructura, en el ejemplo especifico de este diseño se realizará por medio del programa ETABS nonlinear v9.7.2. A continuación se señalaran los pasos necesarios para obtener las propiedades de este punto específico de la estructura:
se selecciona los nodos que se van a evaluar. Después de esto se selecciona asign. Después joint/point. Se va a diaphragms y rigid. Luego se selecciona con clik derecho sobre el centro y de y este muestra el centro de rigidez que se va a estudiar. En la siguiente tabla, se observan los resultados obtenidos para la plantat del segundo piso, en el anexo, se observaran los cálculos para los otros niveles de la estructura.
60
TABLA14: determinación del centro de masa primar nivel.
Area (Mts) 51,6524
X 13,935
y 4,98
Ax 719,77694
Ay 257,228952
Movimiento sísmico de diseño.
Parámetros sísmicos: Zona de Amenaza Sísmica: Zona: Intermedia Aa: 0.15 Av: 0.20 Efectos Locales: Tipo de perfil de suelo: Fa: Fv:
1.6 2
Coeficiente de Importancia: Grupo de Uso= Coeficiente Importancia= Espectro de diseño
61
iii 1,25
GRAFICA 03: Fuente- Reglamento Colombiano De Construcci贸n Sismo Resistente de 2010 (NSR10) numeral A.12-13-1
Espectro de aceleraci贸n: TO= TC= TL=
0.17 s 0.80 s 4.80 s
Sa= Sa= Sa=
0.75 0.75 0.13
Espectro de aceleraci贸n de umbral de da帽o T(s)
Sa (g)
T(s)
Sa (g)
0.000
0.050
2.850
0.066
0.050
0.070
2.950
0.064
0.100
0.090
3.050
0.061
0.150
0.110
3.150
0.060
0.200
0.130
3.250
0.058
0.250
0.150
3.350
0.056
0.300
0.150
3.450
0.054
0.350
0.150
3.550
0.053
0.400
0.150
3.650
0.051
62
0.450
0.150
3.750
0.050
0.500
0.150
3.850
0.049
0.550
0.150
3.950
0.047
0.600
0.150
4.050
0.046
0.650
0.150
4.150
0.045
0.700
0.150
4.250
0.044
0.750
0.150
4.350
0.043
0.800
0.150
4.450
0.042
0.850
0.150
4.550
0.041
0.900
0.150
4.650
0.040
0.950
0.150
4.750
0.039
1.000
0.150
4.850
0.039
1.050
0.150
4.950
0.038
1.100
0.150
5.050
0.037
1.150
0.150
5.150
0.036
1.200
0.150
5.250
0.036
1.250
0.150
5.350
0.035
1.350
0.139
5.450
0.034
1.450
0.129
5.550
0.034
1.550
0.121
5.650
0.033
1.650
0.114
5.750
0.033
1.750
0.107
5.850
0.032
1.850
0.101
5.950
0.032
63
1.950
0.096
6.000
0.031
2.050
0.091
6.100
0.031
2.150
0.087
6.200
0.029
2.250
0.083
6.300
0.028
2.350
0.080
6.400
0.027
2.450
0.077
6.500
0.027
2.550
0.074
6.600
0.026
2.650
0.071
6.700
0.025
2.750
0.068
6.800
0.024
GRAFICA 04: espectro de aceleración
Requisitos generales de diseño sísmico resistente Sistema estructural de resistencia sísmica: Ro 7.00 1.00 p 1.00 a 1.00 1.00 64
PORTICOS DE CONCRETO
R
7.00
Configuraci贸n estructural de la edificaci贸n Irregularidades en planta
Irregularidades de altura
Combinaci贸n de cargas Combinaciones adoptadas x x x
Nomenclatura.Peso propio (PP) Carga Muerta (D) Carga Viva (L) 65
Carga Viva de Cubierta (Lr) Carga por empuje lateral (H) Carga de Granizo (G) Carga y presion de fluidos (F) Carga por empozamieto (Le) Carga por temperatura (T) Carga por viento (W) Fuerza Sismica en X (SismoX) Fuerza Sismica en Y (SismoY)
x
X X X
Combinación de cargas para diseño 1/R= 0.18 0.30*(1/R) = Combinación DIS1 DIS2 DIS3 DIS4 DIS5 DIS6 DIS7 DIS8 DIS9 DIS10 DIS11 DIS12 DIS13 DIS14 DIS15
PP 1.4 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
D 1.4 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
L
Lr
F H
1.6 1.6 1.6 1.0 1.0 1.0
G
Le T
W
Sismo X
Sismo Y
0.5
1.6
1.6 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
0.5
0.8 0.8 0.8 1.6 1.6 1.6 0.18 -0.18
Combinación de carga para diseño Combinación DIS16 DIS17 DIS18
PP 1.2 1.2 0.9
D 1.2 1.2 0.9
L 1.0 1.0
Lr F H G Le T
W
1.6 66
Sismo X
Sismo Y 0.18 -0.18
DIS19 DIS20 DIS21 DIS22
0.9 0.9 0.9 0.9
1.6 1.6 1.6 1.6
0.18 -0.18 0.18 -0.18
Combinación de carga para dimensiones de la cimentación Combinación CIM1 CIM2 CIM3 CIM4 CIM5 CIM6 CIM7 CIM8
PP 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
D
L
1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
1.0
Lr F H
G
Le T W SismoX
SismoY
1.0 0.75
0.75
0.13 -0.13 0.13 -0.13
Resultados dados por ETBS A continuación mostraremos referente al área del esfuerzo de acero del esfuerzo (acero) en los diferentes elementos estructurales que conforman nuestra estructura, dados por ETABS después que el ha realizado el análisis con nuestras cargas vivas y muertas y nuestras fuerzas sísmicas.
FIGURA 18: vista del eje B visto en elevación Rafael Pombo
67
FIGURA 19: vista del eje 1 visto en elevaci贸n Rafael Pombo
FIGURA 20: vista de planta del piso 2.Rafael Pombo
68
12.6 diseño de elementos estructurales 12.6.1. Diseño de viguetas La metodología utilizada es la siguiente: Datos para el diseño Altura de diseño de la viga(H) = 65cm Ancho del elemento estructural = 13cm Resistencia nominal del concreto a compresión f´c= 21Mpa Resistencia nominal del concreto a comprensión fy=420 Mpa Altura efectiva (d) Diseño de VIG1
=13,44 Ρ= Ρ=
√ √
= 1,49E-03
pmin
69
pmin =
=
= 0,0058
pmax= 0,016
DISEÑO DE LA ESCALERA COLEGIO RAFAEL POMBO
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
≈ 0,14mts
=
Evaluó de cargas
Carga muerta Losa maciza = 0,14 * 24 * 1 =3,4 Peldaños = 24 * (
* 10 =
Alistado de piso= 10 * 0,01 * 22 = 1,76 Granito = 10 * 0,005 * 22 + 11 * 0,005 * 22 = 1,87 Cielo raso = 0,02 * 22 = 0,24KN Carga viva
7,14
Ρ=
[
√
] 70
11
ρ = 0,0098 As = ρ * b * d As =0.0098 * 11 * 100 = 10,78 6 N° 5 4 N° 4 = 11,36
12.10 ANÁLISIS DE SALAVARRIETA
LA
ESTRUCTURA(COLEGIO
POLICARPA
En este capítulo se detallaran los pasos a seguir para el análisis de la estructura y la introducción el programa de análisis estructural con en el que se harán los diseños ETABS Norlinear v9.7.2. Cargas aplicadas a la estructura En este punto se desarrollaran el análisis de cargas muertas en placa, vigas columnas etc. La carga muerta cubre todas las cargas de elementos permanentes de construcción incluyendo su estructura, los muros, pisos, cubiertas, cielos rasos, escaleras, equipos fijos, y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupación y uso de la edificación. Análisis de cargas vertical es para losa aligerada
FIGURA 21: corte de placa Policarpa Salavarrieta
71
Espesor mínimo de la losa. Se determina por medio de la tabla se muestra en el reglamento Colombia no de construcción sismo resistente NSR-10 título c 9.5 por medio de la tabla que se refiere a las losas no pre esforzadas en una dirección y no sostienen muros divisores y particiones frágiles susceptibles de dañarse debido a deflexiones grandes. Con las ecuaciones de estas tablas se garantiza cumplir con las deflexiones de la losa:
TABLA 15: espesor mínimo de losa
Fuente: Reglamento Colombia no de construcción sismo resistente NSR-10 título c 9.5 Dónde: = es la luz libre más larga medida de apoyo a apoyo en cualquier dirección X o Y. La altura total de la losa está dada por la luz libre más larga que se observar los planos arquitectónicos. Según losa poyos sobre los cuales se encuentra la luz as larga, varia la ecuación para verificar el espesor mínimo de la losa, sin olvidar el caso crítico del voladizo:
72
FIGURA 22: apoyo simple
=
= 0,66 mts.
FIGURA 23: un apoyo continĂşo
=
= 0,57 mts.
FIGURA 24: ambos apoyos continuos
=
= 0,48 mts. 73
De lo anterior, se observa un espesor de losa de 50 cm, para cumplir con todas las especificaciones establecidas, pro por las cargas aplicadas a ala estructura se hace necesario subir el espesor de la losa a 70cm.
VIGUETAS, LOSAS Y CASETONES DE LA PLACA ALIGERADA.
Viguetas
De acuerdo al reglamento colombiano de sismo resistencia NSR-10 título C 8.13.3 nos explica que la separación máxima entre nervios, no debe ser mayor a 2,5 veces el espesor total de la losa sin exceder 1,2. El ancho de la vigueta empleada para la placa es de 12 cm, con esto se da cumplimiento a los requisitos expuestos en la norma. En cuanto a la altura libre de la viga, se tiene para los entrepisos la siguiente. H < 5 . bw Dónde: h = H – (els + eli) h = 0,50 –(0,05 + 0.03) h = 0,43 0,43m < 5 . 0,10m 0,43 < 0,5m
Loseta superior
Siguiendo la norma NSR-10 título C 8.13.5.2. el espesor de la loseta superior vaciada en sitio debe ser mayor de 45mm y no menor de 1/20 la distancia libre entre nervios se asumirá un espesor para la loseta superior de 50mm o 5 cm. 0.05m>0,045m
Riostras: Se emplearon riostras o viguetas transversales de repartición en todas las placas. 74
Se colocaran con el fin de arrostriar la losa en este sentido. Las riostras deben ser perpendiculares de las viguetas de diseño. La separación libra máxima de la riostra, debe ser 10 veces el espesor total de la losa sin superar los 4,0m. A continuación se observan las dimensiones de la placa aligerada del proyecto:
FIGURA 25: Dimensiones de la placa aligerada de 2 piso Policarpa Salavarrieta
Con estas dimensiones establecidas, se realizaran los detalles de las plantas estructurales de la edificación. (ver anexo E planos estructurales)
CARGA DE PLACA
Carga muerta
La carga muerta cubre todas las cargas de elementos permanentes de construcción incluyendo su estructura, los muros, pisos, cubiertas, cielos rasos, escaleras, equipos fijos, y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupación y uso de la edificación. La carga muerta causada por las fachadas de la edificación debe evaluarse como una carga por metro lineal sobre el borde del elemento estructural de soporte al borde de la losa.
Carga viva
Las cargas vivas son aquellas cargas producidas por el uso y ocupación de la edificación y no deben incluir cargas ambientales tales como viento, agua y sismo. Las cargas vivas en la cubierta son aquellas causadas por:
Los materiales, equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta. 75
b. Las causadas por objetos móviles, tales como materas u otros objetos decorativos, y por las personas que tengan acceso a ellas.. Carga Muerta Acabados (piso): Casetones de Guadua: Viguetas: Loseta Inferior: Loseta Superior: Muros Divisorios
0.06x2.2 T/m³
= 0.132 T/m²
(0.13x0.45x2.4T/m³x1)/1 0x2.4 T/m³ 0.05x2.4 T/m³
= 0.140 T/m² = 0.000 T/m² = 0.120 T/m² = 0.215 T/m²
Subtotal Carga Muerta: Carga Viva: Carga Última de Diseño: (1.2 x 0.608 + 1.6 x 0.2)
= 0.61 T/m² = 0.20 T/m² = 1.05 T/m²
Nota: El peso propio de vigas y columnas es asumido por el programa de diseño. CUBIERTA Carga Muerta Peso propio de Acabados: Casetones de Guadua: Viguetas: Loseta Inferior: Loseta Superior: Muros Divisorios
0.05x2.2 T/m³ (0.13x0.6x2.4T/m³x1)/1 0.03x2.4 T/m³ 0.05x2.4 T/m³ Subtotal Carga Muerta:
Carga Viva: Carga Última de Diseño: (1.2 x 0.74 + 1.6 x 0.18) Carga Muerta Peso propio de la teja: Peso estructura metalica y/o cielo raso tanque de reserva Subtotal Carga 76
= 0.110 T/m² = 0.035 T/m² = 0.187 T/m² = 0.072 T/m² = 0.120 T/m² = 0.215 T/m² = 0.740 T/m²
= 0.180 T/m² = 1.176 T/m²
= 0.02 T/m² = 0.03 T/m² = 2.63 T/m² = 2.68 T/m²
Muerta: Carga Viva: Carga Última de Diseño:
= 0.050 T/m² (1.2 x 2.675 + 1.6 x 0.05)
= 3.290 T/m²
Carga Muerta Peso propio de la teja:
= 0.02 T/m²
Peso estructura metálica y/o cielo raso
= 0.03 T/m²
tanque de reserva
= 2.63 T/m² Subtotal Carga Muerta:
Carga Viva: Carga Última de Diseño:
= 2.68 T/m² = 0.050 T/m²
(1.2 x 2.675 + 1.6 x 0.05)
= 3.290 T/m²
Nota 1.- La carga viva de la cubierta no debe ser menor que el máximo valor de las cargas vivas usadas en el resto de la edificación, y cuando esta tenga uso mixto, tal carga debe ser la mayor de las cargas vivas correspondientes a los diferentes usos. Espesor equivalente El espesor equivalente se usa en el análisis del modelo y representa la carga muerta traducida en espesor de concreto, que es tomado en cuenta por el modelo en el análisis sísmico.
Entrepiso Tipo.- Losa Aligerada Antepechos 0.01 T/m² Divisiones livianas 0.05 T/m² Acabados (Cielo Raso) 0.09 T/m² Peso propio 0.32 T/m² Carga muerta: 0.48 T/m² Espesor equivalente 0.20 m
77
Carga muerta aplicada = 0.35 T/m²
Entrepiso 2.- Losa Aligerada Antepechos Divisiones livianas Acabados (Cielo Raso) Peso propio Carga muerta: Espesor equivalente
0.01 T/m² 0.05 T/m² 0.09 T/m² 0.38 T/m² 0.53 T/m² 0.22 m
Carga muerta aplicada = 0.36 T/m²
Entrepiso 3.- Losa Maciza Antepechos Divisiones livianas Acabados (Cielo Raso) Peso propio Carga muerta: Espesor equivalente
Cubierta.- Teja Liviana Acabados (Cielo Raso) Peso propio Carga muerta: Espesor equivalente
0.01 T/m² 0.05 T/m² 0.09 T/m² 0.24 T/m² 0.39 T/m² 0.16 m
0.09 T/m² 0.05 T/m² 0.14 T/m² 0.06 m
Carga muerta aplicada = 0.33 T/m²
Carga muerta aplicada = 0.870 T/m²
Evaluó de cargas o resumen de cargas gravitacionales de diseño.
PLACA ENTREPISO TIPO Carga muerta.Placa aligerada Antepechos Divisiones Livianas Cielo raso Total Carga muerta (D):
= 0.67 T/m² = 0.01 T/m² = 0.05 T/m² = 0.09 T/m² = 0.83 T/m²
Carga Viva.78
Uso: Educativo Total Carga viva (L):
= 0.20 T/m²
PLACA ENTREPISO 2 Carga muerta.Placa aligerada Antepechos Divisiones Livianas Cielo raso Total Carga muerta (D):
= 0.74 T/m² = 0.01 T/m² = 0.05 T/m² = 0.09 T/m² = 0.89 T/m²
Carga Viva.Uso: Oficinas Total Carga viva (L):
= 0.20 T/m²
CUBIERTA.- Teja Liviana Carga muerta.Cubierta Liviana Cielo raso tanque de reserva Total Carga muerta (D):
= 0.02 T/m² = 0.03 T/m² = 0.87 T/m² = 0.92 T/m²
Carga Viva.Uso: Cubierta Total Carga viva (L):
= 0.05 T/m²
ANÁLISIS SÍSMICO En esta parte del proyecto se tiene que entrar a avaluar diferentes o calcular deferentes aspectos como lo son: Centro de rigidez de la estructura. 79
En este punto se encontraran las masas del diafragma regido de la edificación. Se debe calcular para cada uno de los niveles de la estructura, en el ejemplo especifico de este diseño se realizara por medio del programa ETABS nonlinear v9.7.2. A continuación se señalaran los pasos necesarios para obtener las propiedades de este punto específico de la estructura:
se selecciona los nodos que se van a evaluar. Después de esto se selecciona asign. Después joint/point. Se va a diaphragms y rigid. Luego se selecciona con clik derecho sobre el centro y de y este muestra el centro de rigidez que se va a estudiar. En la siguiente tabla, se observan los resultados obtenidos para la plantat del segundo piso, en el anexo, se observaran los cálculos para los otros niveles de la estructura.
TABLA 16: determinación del centro de masa primar nivel.
Área (Mts) 10,4475
x 13,415
y 5,705
Ax 140,1432125
Ay 59.6029875
Movimiento sísmico de diseño. Parámetros sísmicos: Zona de Amenaza Sísmica: Zona: Intermedia Aa: 0.15 80
Av:
0.20
Tipo de perfil de suelo: Fa: Fv:
1.6 2
Efectos Locales:
Coeficiente de Importancia: Grupo de Uso= Coeficiente Importancia=
iii 1,25
Espectro de dise帽o
GRAFICA 05: Fuente Reglamento Colombiano De Construcci贸n Sismo Resistente de 2010 (NSR10) numeral A.12-13-1
T(s)
Sa (g)
T(s)
Sa (g)
0.000
0.050
2.850
0.066
0.050
0.070
2.950
0.064
0.100
0.090
3.050
0.061
81
0.150
0.110
3.150
0.060
0.200
0.130
3.250
0.058
0.250
0.150
3.350
0.056
0.300
0.150
3.450
0.054
0.350
0.150
3.550
0.053
0.400
0.150
3.650
0.051
0.450
0.150
3.750
0.050
0.500
0.150
3.850
0.049
0.550
0.150
3.950
0.047
0.600
0.150
4.050
0.046
0.650
0.150
4.150
0.045
0.700
0.150
4.250
0.044
0.750
0.150
4.350
0.043
0.800
0.150
4.450
0.042
0.850
0.150
4.550
0.041
0.900
0.150
4.650
0.040
0.950
0.150
4.750
0.039
1.000
0.150
4.850
0.039
1.050
0.150
4.950
0.038
1.100
0.150
5.050
0.037
1.150
0.150
5.150
0.036
1.200
0.150
5.250
0.036
1.250
0.150
5.350
0.035
82
1.350
0.139
5.450
0.034
1.450
0.129
5.550
0.034
1.550
0.121
5.650
0.033
1.650
0.114
5.750
0.033
1.750
0.107
5.850
0.032
1.850
0.101
5.950
0.032
1.950
0.096
6.000
0.031
2.050
0.091
6.100
0.031
2.150
0.087
6.200
0.029
2.250
0.083
6.300
0.028
2.350
0.080
6.400
0.027
2.450
0.077
6.500
0.027
2.550
0.074
6.600
0.026
2.650
0.071
6.700
0.025
2.750
0.068
6.800
0.024
Espectro de aceleraci贸n:
TC= TL=
0.17 s 0.80 s 4.80 s
Sa= Sa= Sa=
83
0.75 0.75 0.13
Espectro de aceleraci贸n de umbral de da帽o
GRAFICA 06: espectro de aceleraci贸n
84
Requisitos generales de diseño sísmico resistente
Sistema estructural de resistencia sísmica: Ro 7.00 1.00 p 1.00 a 1.00 1.00 R 7.00
PORTICOS DE CONCRETO
Configuración estructural de la edificación
Combinación de cargas Combinaciones adoptadas x x x
Nomenclatura.Peso propio (PP) Carga Muerta (D) Carga Viva (L) Carga Viva de Cubierta (Lr) Carga por empuje lateral (H) Carga de Granizo (G) Carga y presion de fluidos (F) Carga por empozamieto (Le) Carga por temperatura (T) Carga por viento (W)
x
X 85
Fuerza Sismica en X (SismoX) Fuerza Sismica en Y (SismoY)
X X
Combinación de cargas para diseño 1/R=
0.18
0.30*(1/R)= Combinación PP DIS1 1.4 DIS2 1.2 DIS3 1.2 DIS4 1.2 DIS5 1.2 DIS6 1.2 DIS7 1.2 DIS8 1.2 DIS9 1.2 DIS10 1.2 DIS11 1.2 DIS12 1.2 DIS13 1.2 DIS14 1.2 DIS15 1.2
D 1.4 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
L
Lr F H
1.6 1.6 1.6 1.0 1.0 1.0
G
Le T
W
SismoX SismoY
0.5
1.6
1.6 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
0.5
0.8 0.8 0.8 1.6 1.6 1.6 0.18 -0.18
Combinación de carga para diseño Combinación DIS16 DIS17 DIS18 DIS19 DIS20 DIS21 DIS22
PP 1.2 1.2 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9
D 1.2 1.2 0.9
L 1.0 1.0
Lr F H G Le T
W
1.6 1.6 1.6 1.6 1.6
Combinación de carga para dimensiones de la cimentación 86
SismoX SismoY 0.18 -0.18 0.18 -0.18 0.18 -0.18
Combinación CIM1 CIM2 CIM3 CIM4 CIM5 CIM6 CIM7 CIM8
PP 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
D
L
1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
1.0
Lr F H
G
Le T W SismoX
SismoY
1.0 0.75
0.75
0.13 -0.13 0.13 -0.13
Resultados dados por ETBS A continuación mostraremos referente al área del esfuerzo de acero del esfuerzo (acero) en los diferentes elementos estructurales que conforman nuestra estructura, dados por ETABS después que el ha realizado el análisis con nuestras cargas vivas y muertas y nuestras fuerzas sísmicas.
FIGURA 26: vista del eje 3 visto en elevación Policarpa Salavarrieta
87
FIGURA 27: vista del eje 1 visto en elevaci贸n Policarpa Salavarrieta
FIGURA 28: vista de planta del piso 2.Policarpa Salavarrieta
88
DISEÑO DE LA ESCALERA COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA
11
10
9
8
7
1
2
3
4
5
≈ 0,17mts
=
Evaluó de cargas
Carga muerta Losa maciza = 0,14 * 24 * 1,50 =6,12 Peldaños = 24 * (
* 10 = 3,64
Acabados = 1,6 * 1,50 *2,4 = 12,16 Descanso = 24* 1,50 * 0,17 = 6,48
Carga viva 21,84
Ρ=
[
√
]
Mu=36,84
ρ = 0,0034
Mu=31,93
ρ = 0,0029 89
6
As = ρ * b * d As =0.0034 * 14 * 150 = 7,14 4 N° 5 = 7 , 14
13. DISEÑO DE LA RED DE AGUA POTABLE 13.1
INFORMACION GENERAL
El sistema de distribución de agua para el edificio debe diseñarse de manera que abastezca los aparatos y equipos con la mínima cantidad de agua necesaria para obtener un funcionamiento que satisfaga los requisitos de salubridad con presiones y velocidades adecuadas. La velocidad máxima de diseño debe ser de 2m/s para tubería de diámetro inferior a 76.2 m; para diámetros de 76.2 mm o mayores, la velocidad máxima debe ser de 2.5 m/s. Para estimar la demanda del suministro de agua de los diferentes aparatos sanitarios, expresada en unidades de consumo bajo diversas condiciones de servicio, se debe considerar la siguiente tabla:
TABLA 17: unidades de consumo de aparatos
PUBLICO
PRIVADO
APARATOS
ducha o tina bidet o lavamanos lavaplatos lavaplatos eléctrico lavadora inodoro con fluxómetro
FRIA
CALIENTE
TOTAL
FRIA
CALIENTE
TOTAL
2
2
3
1.5
1.5
2
0.75
0.75
1
1.5
1.5
2
2
2
3
3 10
3
5
2
3
10
6
6
90 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
inodoro de tanque orinal de fluxómetro orinal de tanque lavamanos de llave fregadero uso oficial
5
5
10
10
3
3
2
2
4
4
3
3
1
1
Para los equipos o aparatos no especificados en la tabla anterior, se debe utilizar el caudal de operación especificado por el fabricante, el cual se suma al caudal establecido según el conteo de unidades de los otros aparatos del sistema. Cuando no exista esta especificación el número estimado de unidades será el establecido en la tabla siguiente: TABLA 18: unidades de consumo en función del diámetro DIAMETRO DE LA TUBERIA DE ALIMENTACION DEL APARATO menor que
1,91 cm (3/4 de pulgada) 1,91 cm (3/4 de pulgada) 2,54 cm (1 pulgada) 3,16 cm (1 1/4 pulgadas) 3,81 cm (1 1/2 pulgadas) 5,06 cm (2 pulgadas) 6,35 cm (2 1/2 pulgadas) 7,62 cm (3 pulgadas)
UNIDADES DE CONSUMO 2 3 6 9 14 22 35 50
La tubería de suministro de agua deberá proveerse de un registro o una válvula de paso, ubicado a continuación del medidor y dentro de la propiedad, de manera que pueda cerrarse el suministro al edificio. Los edificios de cuatro o más plantas, las tuberías de distribución de agua, en tramos verticales, deberán instalarse en conductos especialmente provistos para tal fin; sus dimensione serán tales que permitan la
91 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
instalación, revisión, reparación o remoción. Estos ductos serán independientes de los empleados para cualquier otro tipo de ductos de instalaciones no hidráulicas. Se permitirá la colocación, en mismo conducto vertical, de las tuberías de aguas negras y lluvias y la línea, pero si existe una separación mínima de 20cm entre ellas. En los edificios de más de cuatro pisos, las tuberías verticales de suministro y distribución deberán estar previstas en su parte interior con una llave de compuerta que permita aislarlas del servicio, y de un dispositivo para vaciarlas. Las tuberías horizontales de suministro de agua en los pisos más elevados de la estructura deben instalarse con pendiente hacia la tubería vertical de suministro. Siempre que sea posible, se instalaran grifos de purga en los puntos bajos de las tuberías horizontales de la planta baja o del sótano del edificio. La tubería de suministro para los aparatos y equipos que pertenecen a un mismo conjunto sanitario; estará equipada con una o mas válvulas para cerrar el suministro de agua a los aparatos y equipos individuales o al conjunto sanitario servido, sin interferir el suministro a otros conjuntos sanitarios. En los edificios multifamiliares, la tubería de suministro de agua estará equipada con una o más válvulas para cerrar el suministro de agua de un apartamento, sin interferir el de los otros apartamentos o locales del edificio. Las unidades de control estarán localizadas en el interior de las unidades de habitación y serán fácilmente accesibles. Para sacar los diámetros de la tubería hidráulica se deberán utilizar la siguientes tablas FLAMANT:
92 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
TABLA 19: tabla de FLAMANT ½” de diámetro
TABLA 20: tabla de FLAMANT ¾” de diámetro
93 INSTALACIONES HIDRAULICAS SABITARIAS Y DE GAS EN EDIFICACIONES- RAFAEL PEREZ CARMONA
TABLA 21: tabla de FLAMANT 1” de diámetro
TABLA 22: tabla de FLAMANT 1 ½” de diámetro
94 INSTALACIONES HIDRAULICAS SABITARIAS Y DE GAS EN EDIFICACIONES- RAFAEL PEREZ CARMONA
TABLA 23: tabla de FLAMANT 2” de diámetro
13.2
DISEÑO HIDRAULICO COLEGIO RAFAEL POMBO
La ampliación que se realizara en el colegio RAFAEL POMBO consistirá en hacer 2 plantas. En el primer piso quedaran 2 salones los cuales serán utilizados como laboratorios con un área útil cada uno de 56m2 y en el segundo piso abran 2 salones que serán utilizados como aulas de clase con un área útil cada uno de 56m2 en los cuales se alojaran en cada salón 30 estudiantes por aula. Los laboratorios cuentan cada uno con tres mesas de trabajo de medidas iguales (3.85x0.9m). En cada una de estas mesas se tienen 3 puestos de trabajo, ósea que en total se tendría 9 puestos de trabajo por laboratorio. Para cada de uno de estos puestos de trabajo se debe dejar un punto hidráulico, punto sanitario y un punto de gas. Para la adecuación de dicho colegio se instalaran en la zona de los laboratorios un total de:
18 puntos hidráulicos A.F 18 puntos sanitarios 18 puntos de gas
95 INSTALACIONES HIDRAULICAS SABITARIAS Y DE GAS EN EDIFICACIONES- RAFAEL PEREZ CARMONA
CONSUMO TOTAL DIARIO
Para calcular le cantidad de estudiantes se debe tener en cuenta el numero de estudiante s que van a utilizar estos laboratorios. Como se observa en los planos arquitectónicos se alojaran en esta estructura 60 estudiantes. Numero total de estudiantes será 60
Consumo total diario por persona en una institución educativa en de 50 L/día
CTD laboratorio= # de estudiantes x # de laboratorios x 50 L/día CTD laboratorio = 60 estudiantes x 50 L/día CTD laboratorio = 3000 L/día SERVICIOS GENERALES: Se considerara un consumo para servicios generales igual a 1.5 L/m2. Para estos servicios generales se deberá tener en cuenta las áreas aprovechables de los 2 salones y los 2 laboratorios para poder sacar un consumo total de dichos servicios. Considencialmente el área aprovechable para los salones y los laboratorios es la misma 56 m 2. A lo que se puede llegar que el área total será 224 m 2. Entonces el consumo será: 334 m2 x 1.5 L/m2 = 501 L
Por ultimo se sacara el volumen total diario, el cual será la sumatoria entre el consumo total de los laboratorios y los servicios generales. VTD= 3000L + 336L = 3501L = 3.5 m3 Para el volumen anteriormente calculado se va a utilizar un tanque plástico de 3000 litros
CAUDAL DE LA ACOMETIDA
Para obtener dicho caudal se debe utilizar la siguiente formula:
96
Q= caudal de acometida VTD= volumen total diario TC= tempo de consumo Q = 3501 L 4HORAS X 3600 Q = 0,24 L/seg Luego de tener este resultado se tendrá que buscar este caudal en las tablas de FLAMANT para averiguar que diámetro de tubería se deberá utilizar. La tabla nos arroja que debemos utilizar un diámetro igual a ½” ya que con este diámetro la velocidad no supera los 2 m/s. CAUDAL (L/s) 0.23
VELOCIDAD (m/s) 1,89
DIAMETRO (pulgadas) ½
ASIGNACION DE CAUDALES POR APARATO Y DIAMETRO DE DISEÑO
Para la asignación de caudales y diámetros debemos utilizar las tablas de FLAMANT y la tabla numero 3 la cual nos va a describir el diámetro de la tubería por aparato. Cuando se estén utilizando las tablas de FLAMANT se tiene que tener en cuenta la velocidad antes de escoger el diámetro de la tubería, ya que esta velocidad no puede superar los 2m/s. A continuación se encontrara las tablas en las cuales describirán las unidades, diámetros, velocidad y caudales en los tramos de la red de suministro para la grifería de los laboratorios.
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS CAUDAL VELOCIDAD DIAMETRO COEFICIENTE UNIDAD (L/S) (m/s) (pulgadas) FRICCION 2 4 6 8
0,13 0,22 0,32 0,44
1,03 1,73 1,12 1,54
1/2" 1/2" 3/4" 3/4" 97
0,098 0,249 0,069 0,121
10 12 16 22 32 38 44
0,5 0,57 0,76 0,95 1,32 1,51 0,71
1,75 1,99 1,49 1,87 1,16 1,33 1,49
3/4" 3/4" 1" 1" 1 1/2" 1 1/2" 1 1/2"
0,151 0,189 0,08 0,118 0,031 0,039 0,043
Las siguientes tablas describen los diámetros que se obtuvieron utilizando las tablas de FLAMAT. La red de suministro está dividida en 25 tramos. Nota: ver plano hidráulico para ver la distribución de los tramos
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 1 UNIDAD CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
2 0,13 1,03 1/2" 0,098
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 2
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 3
UNIDAD CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
UNIDAD CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
4 0,22 1,73 1/2" 0,249
6 0,32 1,12 3/4" 0,069
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 4 UNIDAD 10 CAUDAL (L/S) 0,5 VELOCIDAD 1,75 (m/s) DIAMETRO 3/4" (pulgadas) COEFICIENTE 0,151 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 5 UNIDAD 2 CAUDAL (L/S) 0,13 VELOCIDAD 1,03 (m/s) DIAMETRO 1/2" (pulgadas) COEFICIENTE 0,098 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 6 UNIDAD 4 CAUDAL (L/S) 0,22 VELOCIDAD 1,73 (m/s) DIAMETRO 1/2" (pulgadas) COEFICIENTE 0,249 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 7 UNIDAD 6 CAUDAL (L/S) 0,32 VELOCIDAD 1,12 (m/s) DIAMETRO 3/4" (pulgadas) COEFICIENTE 0,069 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 8 UNIDAD 16 CAUDAL (L/S) 0,76 VELOCIDAD 1,49 (m/s) DIAMETRO 1" (pulgadas) COEFICIENTE 0,08 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 9 UNIDAD 2 CAUDAL (L/S) 0,13 VELOCIDAD 1,03 (m/s) DIAMETRO 1/2" (pulgadas) COEFICIENTE 0,098 FRICCION
98
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 10 UNIDAD 4 CAUDAL (L/S) 0,22 VELOCIDAD 1,73 (m/s) DIAMETRO 1/2" (pulgadas) COEFICIENTE 0,249 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 11 UNIDAD 6 CAUDAL (L/S) 0,32 VELOCIDAD 1,12 (m/s) DIAMETRO 3/4" (pulgadas) COEFICIENTE 0,069 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 12 UNIDAD 22 CAUDAL (L/S) 0,95 VELOCIDAD 1,87 (m/s) DIAMETRO 1" (pulgadas) COEFICIENTE 0,118 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 13 UNIDAD 2 CAUDAL (L/S) 0,13 VELOCIDAD 1,03 (m/s) DIAMETRO 1/2" (pulgadas) COEFICIENTE 0,098 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 14 UNIDAD 4 CAUDAL (L/S) 0,22 VELOCIDAD 1,73 (m/s) DIAMETRO 1/2" (pulgadas) COEFICIENTE 0,249 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 15 UNIDAD 6 CAUDAL (L/S) 0,32 VELOCIDAD 1,12 (m/s) DIAMETRO 3/4" (pulgadas) COEFICIENTE 0,069 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 16 UNIDAD 10 CAUDAL (L/S) 0,5 VELOCIDAD 1,75 (m/s) DIAMETRO 3/4" (pulgadas) COEFICIENTE 0,151 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 17 UNIDAD 32 CAUDAL (L/S) 1,32 VELOCIDAD 1,16 (m/s) DIAMETRO 1 1/2" (pulgadas) COEFICIENTE 0,031 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 18 UNIDAD 2 CAUDAL (L/S) 0,13 VELOCIDAD 1,03 (m/s) DIAMETRO 1/2" (pulgadas) COEFICIENTE 0,098 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 19 UNIDAD 4 CAUDAL (L/S) 0,22 VELOCIDAD 1,73 (m/s) DIAMETRO 1/2" (pulgadas) COEFICIENTE 0,249 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 20 UNIDAD 6 CAUDAL (L/S) 0,32 VELOCIDAD 1,12 (m/s) DIAMETRO 3/4" (pulgadas) COEFICIENTE 0,069 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 21 UNIDAD 38 CAUDAL (L/S) 1,51 VELOCIDAD 1,33 (m/s) DIAMETRO 1 1/2" (pulgadas) COEFICIENTE 0,039 FRICCION
99
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 22 UNIDAD 2 CAUDAL (L/S) 0,13 VELOCIDAD 1,03 (m/s) DIAMETRO 1/2" (pulgadas) COEFICIENTE 0,098 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 23 UNIDAD 4 CAUDAL (L/S) 0,22 VELOCIDAD 1,73 (m/s) DIAMETRO 1/2" (pulgadas) COEFICIENTE 0,249 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 24 UNIDAD 6 CAUDAL (L/S) 0,32 VELOCIDAD 1,12 (m/s) DIAMETRO 3/4" (pulgadas) COEFICIENTE 0,069 FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 25 UNIDAD 44 CAUDAL (L/S) 0,71 VELOCIDAD 1,49 (m/s) DIAMETRO 1 1/2" (pulgadas) COEFICIENTE .043 FRICCION
13.3
DISEÑO HIDRAULICO COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA
La ampliación que se realizara en el colegio POLICARPA SALAVARRIETA consiste en una estructura de 2 niveles o pisos. En el primer piso hay cuatro espacios planteados en los planos arquitectónicos, dos de estos espacios serán utilizados para baños(hombre y mujeres); el baño de mujeres consta de 4 sanitarios tipo fluxómetro, un lavamanos de 4 salidas hidráulicas y un lavamanos de 2 salidas hidráulicas. El baño de hombre consta de 3 orinales tipo fluxómetro, 2 sanitarios tipo fluxómetro, un lavamanos con cuatro salidas hidráulicas y otro lavamanos con 2 salidas hidráulicas. También hay un baño para incapacitados, el cual cuenta con un sanitario tipo fluxómetro y un lavamanos. Además existe un cuarto de servicio el cual está dotado con un fregadero para traperos. Los otros dos espacios serán utilizados como salones de clase, los cuales alojaran 30 estudiantes por salón. En segundo nivel o piso quedaran 2 salones de clase un de estos tiene un área igual a 59,4m2 en el cual se alojaran 32 estudiantes y el otro salón se alojaran 48 estudiantes con un área igual a 76,8m2.
100
Consumo Total Diario
Esta batería de baños será calculada con la cantidad de estudiantes que se alojaran en la ampliación del colegio, ósea que se va a tener un total de 200 estudiantes. Consumo total diario por persona en una institución educativa en de 50 L/día CTD laboratorio= # de estudiantes x # de laboratorios x 50 L/día CTD laboratorio = 200 estudiantes x 50 L/día CTD laboratorio = 10000 L/día SERVICIOS GENERALES: Se considerara un consumo para servicios generales igual a 1.5 L/m2. Para estos servicios generales se deberá tener en cuenta las áreas aprovechables de los 2 salones y los 2 laboratorios para poder sacar un consumo total de dichos servicios. Considencialmente el área aprovechable para los salones y los laboratorios es la misma 56 m 2. A lo que se puede llegar que el área total será 304 m2. Entonces el consumo será: 304 m2 x 1.5 L/m2 = 456 L
Por último se sacara el volumen total diario, el cual será la sumatoria entre el consumo total de los laboratorios y los servicios generales. VTD= 10000L + 456L = 10456L = 10,5 m3
Para el volumen anteriormente calculado se va a utilizar dos tanques plásticos de 5000 litros
Caudal De La Acometida
Para obtener dicho caudal se debe utilizar la siguiente formula:
Q= caudal de acometida 101
VTD= volumen total diario TC= tempo de consumo Q = 10456 L 6HORAS X 3600 Q = 0,48 L/seg Luego de tener este resultado se tendrá que buscar este caudal en las tablas de FLAMANT para averiguar que diámetro de tubería se deberá utilizar. La tabla nos arroja que debemos utilizar un diámetro igual a ¾”, no se puede utilizar el de ½” ya con este diámetro la velocidad supera los 2 m/s CAUDAL (L/s) 0.48
VELOCIDAD (m/s) 1,68
DIAMETRO (pulgadas) ¾”
ASIGNACION DE CAUDALES POR APARATO Y DIAMETRO DE DISEÑO
Para la asignación de caudales y diámetros debemos utilizar las tablas de FLAMANT y la tabla numero 3 la cual nos va a describir el diámetro de la tubería por aparato. Cuando se estén utilizando las tablas de FLAMANT se tiene que tener en cuenta la velocidad antes de escoger el diámetro de la tubería, ya que esta velocidad no puede superar los 2m/s. A continuación se encontrara las tablas en las cuales describirán las unidades, diámetros, velocidad y caudales en los tramos de la red de suministro para las salidas hidráulicas de los sanitarios, orinales, lavamanos y fregadero.
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS PARA BAÑOS CAUDAL VELOCIDAD DIAMETRO COEFICIENTE UNIDAD (L/S) (m/s) (pulgadas) FRICCION 2 4 6
0,13 0,22 0,32
1,03 1,73 1,12
1/2" 1/2" 3/4" 102
0,098 0,249 0,069
8 10 12 14 16 22 24 32 34 36 38 44 46 48 50 52 54 56 58 60 70 72 126
0,44 0,5 0,57 0,66 0,76 0,95 0,96 1,32 1,38 1,45 1,51 0,71 1,77 1,9 1,92 1,94 1,96 1,98 2 2,02 2,21 2,23 3,09
1,54 1,75 1,99 1,3 1,49 1,87 1,05 1,16 1,2 1,27 1,33 1,49 1,55 1,56 1,68 1,7 1,72 1,74 1,75 1,77 1,94 1,96 1,53
3/4" 3/4" 3/4" 1" 1" 1" 1 1/2" 1 1/2" 1 1/2" 1 1/2" 1 1/2" 1 1/2" 1 1/2" 1 1/2" 1 1/2" 1 1/2" 1 1/2" 1 1/2" 1 1/2" 1 1/2" 1 1/2" 1 1/2" 2"
0,121 0,151 0,189 0,064 0,08 0,118 0,02 0,031 0,033 0,036 0,039 0,043 0,051 0,058 0,06 0,061 0,062 0,063 0,063 0,065 0,076 0,077 0,044
Las siguientes tablas describen los diámetros que se obtuvieron utilizando las tablas de FLAMAT. La red de suministro está dividida en 45 tramos. Nota: ver plano hidráulico para ver la distribución de los tramos
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 1
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 2
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 3
UNIDAD
10
UNIDAD
2
UNIDAD
CAUDAL (L/S)
0,5
CAUDAL (L/S)
0,13
CAUDAL (L/S)
VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
1,75 3/4" 0,151
VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
103
1,03 1/2" 0,098
VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
12 0,57 1,99 3/4" 0,189
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 4 UNIDAD 10 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
0,5
CAUDAL (L/S)
0,95
1,75
VELOCIDAD (m/s)
1,87
3/4" 0,151
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 7 UNIDAD 24 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
0,96 1,05 1 1/2" 0,02
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 10 UNIDAD 2 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
0,13 1,03 1/2" 0,098
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 13 UNIDAD 46 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 5 UNIDAD 22
DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
1" 0,118
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 8 UNIDAD 10 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
0,5 1,75 3/4" 0,151
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 11 UNIDAD 36 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
1,45 1,27 3/4" 0,036
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 14 UNIDAD 2
1,77
CAUDAL (L/S)
0,13
1,55
VELOCIDAD (m/s)
1,03
1 1/2" 0,051
DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
104
1/2" 0,098
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 6 UNIDAD 2 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
0,13 1,03 1/2" 0,098
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 9 UNIDAD 34 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
1,38 1,2 1 1/2" 0,033
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 12 UNIDAD 10 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
0,5 1,75 3/4" 0,151
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 15 UNIDAD 56 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
1,98 1,71 1 1/2" 0,063
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 16 UNIDAD 2 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
0,13
CAUDAL (L/S)
2
1,03
VELOCIDAD (m/s)
1,75
1/2" 0,098
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 19 UNIDAD 60 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
1 1/2" 0,063
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 20 UNIDAD 2 CAUDAL (L/S)
0,13
1,77
VELOCIDAD (m/s)
1,03
1 1/2" 0,065
0,5 1,75 3/4" 0,151
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 25 UNIDAD 10 CAUDAL (L/S)
DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
2,02
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 22 UNIDAD 10 CAUDAL (L/S)
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 17 UNIDAD 58
DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
0,13 1,03 1/2" 0,098
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 26 UNIDAD 22 CAUDAL (L/S)
1,75
VELOCIDAD (m/s)
0,151
0,098
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 23 UNIDAD 2
0,5
3/4"
1/2"
DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
105
0,95 1,87 1" 0,118
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 18 UNIDAD 2 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
0,13 1,03 1/2" 0,098
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 21 UNIDAD 62 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
2,06 1,8 1 1/2" 0.067
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 24 UNIDAD 12 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
0,57 1,99 3/4" 0,189
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 27 UNIDAD 2 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
0,13 1,03 1/2" 0,098
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 28 UNIDAD 24 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
1,05
CAUDAL (L/S)
0,5
0,92
VELOCIDAD (m/s)
1,75
1 1/2" 0,02
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 31 UNIDAD 10 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
0,5 1,75 3/4" 0,151
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 34 UNIDAD 46 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
1,77 1,55 1 1/2" 0,051
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 37 UNIDAD 2 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 29 UNIDAD 10
DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
0,71 1,49 1 1/2" 0,043
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 35 UNIDAD 10 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
0,5 1,75 3/4" 0,151
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 38 UNIDAD 58 CAUDAL (L/S)
1,03
VELOCIDAD (m/s)
0,098
0,151
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 32 UNIDAD 44
0,13
1/2"
3/4"
DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
106
2 1,75 1 1/2" 0,063
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 30 UNIDAD 34 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
1,38 1,2 1 1/2" 0,033
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 33 UNIDAD 2 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
0,13 1,03 1/2" 0,098
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 36 UNIDAD 56 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
1,98 1,71 1 1/2" 0,063
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 39 UNIDAD 2 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
0,13 1,03 1/2" 0,098
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 40 UNIDAD 60 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
2,02 1,77
VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
CAUDAL (L/S)
0,5
VELOCIDAD (m/s)
1,75
DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
1 1/2" 0,065
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 43 UNIDAD 2 CAUDAL (L/S)
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 41 UNIDAD 10
CAUDAL (L/S)
1,03
VELOCIDAD (m/s)
0,098
0,151
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 44 UNIDAD 72
0,13
1/2"
3/4"
DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
2,23 1,96 1 1/2" 0,077
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 42 UNIDAD 70 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
2,21 1,94 1 1/2" 0,076
ASIGNACION DE CAUDALES Y DIAMETROS TRAMO 45 UNIDAD 126 CAUDAL (L/S) VELOCIDAD (m/s) DIAMETRO (pulgadas) COEFICIENTE FRICCION
3,09 1,53 2" 0,044
14. DISEÑO DEL SISTEMA DE RED SANITARIA 14.1
INFORMACION GENERAL
MATERIALES
La tubería de desagüe debe de ser de materiales aprobados con un diámetro interno liso y uniforme, fabricadas para tal fin y que cumplan con las especificaciones establecidas en la norma técnica para cada material. La instalación de la tubería de desagüe, cualquiera que sea el material, debe ser conforme con las especificaciones y recomendaciones del fabricante y del diseñador, y de acuerdo con el tipo de descarga. Las uniones de las tuberías subterráneas deben ser de tipo mecánico o con sello elastómero. Todos los accesorios deben ser de materiales aprobados, con diámetro interno liso y uniforme, del mismo diámetro de la tubería, deben ser compatibles con el tipo de tubería utilizado y mantener la misma pendiente de la tubería.
107 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
TABLA 24: unidades de desague de aparatos sanitario
APARATO
DIAMETRO EN PULGADAS
UNIDADES DE DESCARGA
Bañera o tina Bidet Ducha Ducha publica Fregaderos Inodoro Inodoro fluxómetro Lavaplatos Lavadora Lavaplatos con triturador Fuente de agua potable Lavamanos Orinal Orinal fluxómetro Orinal de pared Baño completo Baño con fluxómetro
1-1/2-2 1-1/2 2 2 1-1/2 3-4 4 2 2 2 1 1-1/2-2 ½ 1-1/2 3 2 4 4
2-3 1 2 3 2 1-3 10 2 2 3 1-2 1-2 2 10 2 3 6
DIAMETROS MINIMOS PARA TUBERIA DE DESAGÜE
Los diámetros mínimos para la tubería de desagüe, tanto verticales como horizontales se deben determinar a partir del número total de unidades de aparatos para desagüe de aparatos conectados a dicha red. En el caso de tubos de desagües verticales, además del total de unidades de descarga, se debe considerar la longitud, conforme a lo indicado en la tabla 6: Esta tabla indica el número máximo de unidades de descarga de aparatos permitido en tuberías de desagüe verticales u horizontales en edificios y la longitud máxima de tubos de desagüe vertical.
108 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
TABLA 25:carga maxima de unidades y longitud maxima de tubos de desague
PENDIENTE DE LA TUBERIA SANITARIA HORIZONTAL
La pendiente de la tubería sanitaria debe ser tal que garantice su capacidad para evacuar el caudal de diseño, con una velocidad comprendida entre 0,6m/s y 5m/s. REQUISITOS DEL DESAGUE DE AGUAS NEGRAS
Toda edificación debe estar conectada a un sistema de alcantarillado público o privado. Cuando no se cuente con una red de alcantarillado, se deberá conectar a un sistema aprobado de tratamiento de aguas resídales.
DAÑOS AL SISTEMA DE ALCANTARILLADO
No se permite descargar cenizas, escombros sólidos, trapos, líquidos o gases inflamables, venenosos o explosivos, aceites, grasas o cualquier cosa que pueda causar daño al sistema de alcantarillado, a través de aparatos sanitarios, cajas de inspección, conexiones domiciliarias, desagüe de aguas lluvias, sumideros, pozos de inspección o cualquier otro drenaje que esté conectado al sistema. No se permite la conexión de aguas lluvias superficiales o aguas subterráneas a ningún sistema de aguas negras.
109 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
Ningún sistema séptico o fosa de infiltración podrá conectarse al sistema de alcantarillado. Los efluentes provenientes de trituradores comerciales de comida no deben ser conectados al sistema de alcantarillado, a menos que se realice un pretratamiento de efluentes industriales aprobados por la autoridad ambiental competente. Los residuos provenientes de tanques de aguas negras y los lodos de pozos sépticos no podrán verterse al sistema de alcantarillado.
ACCESORIOS NO PERMITIDOS
No es permitido el uso de doble yee o doble tee, conectadas a ramales horizontales. Los tubos desagües o tubos de ventilación no deben ser perforados o enroscados con el propósito de hacerles conexiones. No se debe hacer ninguna conexión a un codo de inodoro, casquillos de inodoro o artefactos similares. Los tubos de ventilación no deben ser utilizados como desagüe y viceversa, tampoco se deben conectar ramales sin ventilar en una sola bajante. Los accesorios, aparatos sanitarios, conexiones de tubería, instrumentos o dispositivos que funcionen por gravedad deben ofrecer la menos resistencia al flujo. La unión entre partes de distinto material se deben hacer en sitios de fácil acceso. Todas las tuberías, accesorios y válvulas deben estar instalados de una manera correcta en relación con la dirección del flujo.
PROTECCION DE TUBERIAS, MATERIALES Y ESTRUCTURAS
Toda tubería que pase por debajo de paredes, o a través de ellas, debe estar protegida contra la rotura. Toda tubería que pase a través de escoria u otros materiales corrosivos, o por debajo de estos debe estar protegida de la corrosión exterior. Se deben tomar las medidas necesarias para la extensión de tuberías de agua caliente. Los espacios alrededor de la tubería que atraviesan pisos en cemento o cimentaciones del suelo deben ser sellados.
110 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
Las tuberías de un sistema de fontanería deben ser instaladas de tal manera que estas y sus conexiones no estén sometidas a excesos de presión, y se deben tomar las medidas para la expansión, contracción y el asentamiento estructural de la edificación. Las tuberías no deben estar empotradas directamente en cemento o en mampostería. De igual forma, los miembros estructurales de una edificación no deben ser debilitados o dañados debido a cortes o ranuras por defectos en la instalación del sistema de fontanería. La tubería enterrada por debajo del nivel de cimentación deben instalarse por fuera de su cono de presión (45°). Todas las tuberías que estén sujetas a la corrosión, erosión o daño mecánico deben ser protegidas. Todos los pasos de las tuberías a través de pisos, placas o paredes resistentes al fuego deben ser protegidas de tal manera que no sufran daño en caso de incendio. Impermeabilización de aberturas-pasos en cubierta. Los pasos a nivel del techo, alrededor de tubos, conductos u otros accesorios, así como las aberturas de pared exteriores deben ser impermeabilizados. La contrachapa o tapa juntas(alfajía de la cubierta) no deben restringir el área transversal interior requerida para la ventilación. Los tubos de plástico y de cobre que van por el entramado hasta 25,4 mm de este deben estar sostenida por grapas de acero de calibre 18, como mínimo.
VENTILACION VENTILACIONES REQUERIDAS
Cada sifón de aparato sanitario, excepto cuando se indique lo contrario en esta norma, debe ser protegido contra sifonaje o reflujo, y se debe asegurar el flujo del aire a lo largo de todas las partes del sistema de desagüe por medio de tubos de ventilación instalados de acuerdo con los requisitos de este numeral y otros de esta norma.
111 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
VENTILACION NO REQUERIDAS
Los tubos de ventilación pueden ser omitidos en un interceptor cuando dicho interceptor actúa como un tanque Sedimentador primario y se descarga a través de un tubo de desagüe horizontal indirecto en un interceptor secundario. El segundo interceptor debe ser ventilado y provisto de sifón de manera apropiada. Cuando la ubicación y construcción de equipos de barras de servicio de bares, fuentes de soda y mostradores haga imposible la instalación de ventilación, los sifones que sirven a dichos equipos deben descargarse por medio de tubos de desagüe indirectos en un sifón de piso u otro receptor aprobado.
DIAMETRO DE LOS TUBOS DE VENTILACION
El diámetro del tubo de ventilación principal se determinara por su longitud total, el diámetro de la bajante de aguas residuales correspondiente y por el total de unidades de descarga ventiladas, de acuerdo con la siguiente tabla: TABLA 26: diámetros requeridos para tubos de ventilación
El diámetro de un tubo de ventilación individual no debe ser menor de 38mm ni menor que la mitad del diámetro del desagüe al cual está conectado
112 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
NOTA: un tramo que no exceda 1/3 de la longitud total permitida de cualquier tubo de ventilación se puede instalar en una posición horizontal. Cuando el tamaño de las ventilaciones es aumentado en un diámetro por toda su longitud, las limitaciones de longitud estipuladas en la tabla anterior no se aplican.
Todo aparato sanitario conectado a un ramal horizontal de desagüe; aguas debajo de un sanitario, debe ser ventilado de forma individual. Los diámetros mínimos para la ventilación individual se establecen de acuerdo con la siguiente tabla. TABLA 27: Diámetros Mínimos Para Ventilación Individual
TIPO DE APARATO Lavamanos, lavaplatos, lavadero de ropa, sanitario, bañera, bidé de piso sanitario
DIAMETRO MINIMO PARA VENTILACION INDIVIDUAL EN mm(pulgadas) 38(1 ½”) 51(2)
El diámetro y longitud de los circuitos de ventilación deben calcularse conforme tabla 7, dicho diámetro no debe ser menor a la mitad del diámetro del ramal horizontal de desagüe correspondiente ni menor a 38 mm (véase la siguiente figura).
FIGURA 29: Columna De Ventilacion Y Ventilacion De Alivio
113 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
Para cumplir con los requisitos de ventilación, toda bajante aguas residuales debe prolongarse hasta el exterior por encima de la descarga más alta, con tubería del mismo diámetro.
PENDIENTES Y CONEXIONES DE VENTILACION Las tuberías de ventilación deben instalarse con pendiente hacia la respectiva tubería de desagüe a la que sirven. Cuando se conectan ramales de ventilación a un tallo de ventilación no deben existir pandeos, contrapendientes o conexión en U las cuales se produzcan acumulaciones de condensados que obstruyan o reduzcan el área efectiva de la tubería de ventilación. Cuando se ventila una tubería de desagüe horizontal, la batea del tubo de ventilación debe iniciar por encima del eje del tubo de desagüe. Los tubos de ventilación tendrán una pendiente uniforme mínima del 1% en forma tal que el agua pudiera condensarse en ellos, escurra a un colector o bajante de desagüe. Los tramos horizontales de la tubería de ventilación deben instalarse a una altura mínima de 150 mm por encima de la línea de rebose de la pieza sanitaria más alta ventilada por esta tubería. Todos los tubos de ventilación deben prolongarse por encima de la cubierta de la edificación, sin disminuir su diámetro original, o pueden ser reconectados a un tubo de ventilación o al de ventilación de aguas residuales de diámetro apropiado. La boca de salida del tubo de ventilación o de un tubo de aguas residuales no debe estar por debajo del nivel del rebose del sifón, excepto en el caso de inodoros y aparatos similares. Dos aparatos sanitarios pueden ser ventilados por un tubo común vertical, cuando cada uno de estos aparatos drena independientemente a una conexión doble con aberturas de entrada al mismo nivel. TERMINAL DE VENTILACION Cada bajante de ventilación o tubo de ventilación debe prolongarse al exterior sin disminuir su diámetro, debe extenderse mínimo 0,15 m por 114 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
encima del nivel de cubierta o edificación, y debe estar retirado mínimo 0,3 m de cualquier superficie vertical.(véase la siguiente figura).
FIGURA 30: Terminal de ventilacion
Toda terminal de ventilación localizado a menos de 0,3 m de cualquier ventana que se pueda abrir, puerta, abertura, toma de aire o conducto de ventilación, o localizado a menos de 1 m del lindero, excepto los parámetros de las vías públicas, debe finalizarse a una distancia mínima de 0,3 m por encima de cualquier ventana que se pueda abrir, puerta, abertura, toma de aire o conducto de ventilación (véase figura anterior). Los tubos de ventilación deben extenderse independientemente o en combinación, en su diámetro requerido, a no menos de 150mm sobre la cubierta de la edificación o del muro cortafuego. Cualquier tubería de ventilación que está dentro de los 3 m perimetrales a una zona con acceso público, debe sobresalir como mínimo 2,1 m por encima de la misma y debe estar debidamente asegurada para garantizar su rigidez. En todos lo cruces de terminales de ventilación con estructuras de cubierta debe garantizarse una adecuada impermeabilidad. Granizo. Donde exista la posibilidad de granizada el tubo de ventilación se debe terminar 0,3 m por encima del nivel máximo de acumulación posible.
115 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
VENTILACIONES HUMEDAS Las ventilaciones húmedas se limitan a los tubos verticales de desagües que reciben la descarga de un sifón o de uno o dos aparatos sanitarios y que también sirven para ventilar hasta 4 aparatos sanitarios. Todos los aparatos sanitarios ventilados de esta manera deben estar en el mismo piso. El diámetro de la tubería de ventilación común se debe establecer a partir de la suma de las unidades de aparatos servidas, pero en ningún caso debe ser más pequeño que el diámetro mínimo que se requiere para cualquiera de los aparatos sanitarios servidos.
SISTEMAS COMBINADOS DE DESAGUES Y VENTILACION Los sistemas combinados de desagües y ventilación son sistemas que solo cuentan con la ventilación correspondiente a la extensión de la bajante de desagüe, y se permiten solamente cuando las condiciones estructurales o arquitectónicas impiden la instalación de los sistemas convencionales. Los planos y especificaciones para sistemas combinados de desagüe y ventilación deben será apropiados previamente por la entidad competente. Los sistemas combinados de desagüe y ventilación deben estar previstos de un tubo o tubos de ventilación adecuados para asegurar la circulación libre de aire. Cualquier ramal con longitud mayor a 4,6 m debe ventilar de manera independiente. El área mínima de la sección transversal de cualquier tubería de ventilación, instalada en un sistema combinada de desagüe y ventilación, debe ser por lo menos el 25% del área del tubo de desagüe servido, y su diámetro no menor a 51 mm. La conexión de ventilación debe estar aguas abajo del aparato sanitario más alejado. Tanto los colectores como los sifones de los sistemas combinados de desagües y ventilación deben ser por lo menos dos diámetros nominales más grandes que los diámetros requeridos (diámetros mínimos par desagüe), y por lo menos dos diámetros nominales, o 51 mm, mayores que cualquier desagüe o conexión de aparatos sanitario. No se debe utilizar los tramos verticales de desagüe como ventilación, excepto los tramos de conexión entre la salida de los aparatos sanitarios y su sifón. Dichos tramos verticales o conexiones deben ser tan cortos como sea posible, y de ninguna manera debe exceder los 0,6 m. 116 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
FIGURA 31: Método Para La Instalación De Inodoros Manteniendo La Ventilación Verticalmente Elevada
Se puede obviar la instalación de adaptadores de limpieza en cualquier ramal de ventilación húmeda que sirva un solo sifón, cuando la conexión o ramal terminal del aparato sanitario sea como mínimo de 51mm de diámetro y se 117 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
permita el fácil acceso para limpieza a través del sifón. En todo sistema combinado de desagüe y ventilación se debe instalar un adaptador de limpieza de fácil acceso. No se deben instalar inodoros u orinales en un sistema combinado. Se pueden conectar a este sistema, de manera convencional por medio de tubos de desagüe y ventilación de tamaño adecuado, otros aparatos sanitarios de uno, dos o tres unidades, ubicados lejos del sistema sanitario pero cerca de un sistema combinado de desagüe y ventilación, con tal que el aumento a los siguientes dos diámetros nominales, este basado en la carga total de unidades de aparatos conectados al sistema.
14.2
DISEÑO SANITARIO COLEGIO RAFAEL POMBO
Para el diseño de los desagües para este colegio Rafael Pombo se tienen 22 salidas de aguas residuales, las cuales constan de 18 puntos de trabajos de los laboratorios, 4 puntos desaguados por los plateros y dos sifones de piso(uno por laboratorio) Lo primero que se debe hacer para dicho diseño es mirar que aparatos necesitan desagüe. Luego de tener eso se deberá utilizar la tabla # 5, la cual nos va describir las unidades de descarga y los diámetros de la tubería que debemos utilizar para cada uno de los aparatos. Al tener dichas unidades de descarga se deberá calcular un total de unidades el cual nos arrojara diámetro de tubería, velocidad de flujo y caudal. Para este diseño no se deberán otros cálculos ya que los laboratorios quedaran en el primer piso y no abran bajantes de aguas residuales de la segunda planta. Para la elaboración de la red sanitaria de los laboratorios se tienen 22 puntos de plateros y 2 sifones de piso. Para estas 24 salidas se aguas servidas se utilizara accesorios y tubería en 2”. Teniendo en cuenta que al ir aumentando los aparatos en los tramos de la tubería también se aumentara el diámetro de la tubería a 3”.
aparato
cantidad
unidades
lavaplatos
22
2
118 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
Total unidades 44
Diámetro tubería 2”
pendiente 1%
unidades 40 44 45
Caudal (l/s) 2,91 3,03 3,06
Velocidad m/s
diámetro 3” 3” 3”
0,66
El tubo colector para estos desagües será de 3” conduciendo todas estas aguas a una caja de inspección nueva, para luego unirse a una caja existente la cual después de pasar po esta ira a desaguar a el alcantarillado. Para los desagües de los puestos de trabajo y los plateros se deberá tener mucho cuidado con los líquidos que se van a vacear por estas tuberías, ya que al ser un laboratorio de clase utilizaran químicos, que al desaguarlos por la tubería generara que se corroa la tubería y asimismo que estas aguas no se transporten hacia su recolección. Lo que se podría hacer para no tener problemas con dicha corrosión de la tubería es informar al grupo estudiantil que va estar utilizando estos laboratorios la prohibición de evacuar sustancias químicas por estos desagües. También se podría informar a los estudiantes por medio de señales informativas para que no hagan mal uso de estos desagües.
14.3
DISEÑO DESAGÜE COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA
El colegio Policarpa Salavarrieta cuenta con una batería de baños. La cual cuenta con un baño para hombres y otro para mujeres. En el baño de hombres hay 3 orinales y 2 sanitarios tipo fluxómetro y 6 lavamanos. Para el baño de mujeres se tiene 4 inodoros tipo fluxómetro y 6 lavamanos. Además hay un baño para incapacitados el cual cuenta con un inodoro tipo fluxómetro y un lavamanos. Al lado de este baño de incapacitados hay un cuarto de lavado el cual solo cuenta con un fregadero de traperos
APARATO Orinal fluxómetro Inodoro fluxómetro lavamanos
UNIDAD DE DESCARGA 8 8 2
119
DIAMETRO 3” 4” 2”
APARATO lavamanos Orinal fluxómetro Inodoro fluxómetro
CANTIDAD UNIDAD 6 2 3 8 2 8 Aparatos baño de hombres
UNIDAD TOTAL 12 24 16
APARATO lavamanos Inodoro fluxómetro
CANTIDAD UNIDAD 6 2 4 8 Aparatos baño de mujeres
UNIDAD TOTAL 12 32
APARATO lavamanos Inodoro fluxómetro
CANTIDAD UNIDAD 1 2 1 8 Baño incapacitados
UNIDAD TOTAL 2 8
APARATO fregadero
CANTIDAD UNIDAD 1 2 Cuarto de lavado
UNIDAD TOTAL 2
UNIDAD CAUDAL 108 4,34 Cuadro resumen del total de unidades Por recomendación se deberá utilizar un tubo de 6” para no tener problemas de taponamiento en la tubería. CAUDAL 34,95 49,42
VELOCIDAD 1,08 1,54
DIAMETRO 6” 6%
PENDIENTE 0,5% 1%
Para cada uno de estos baños se construirá una caja de inspección, la cual se encargara de que sedimentes algunos sólidos. Lo recomendable es que se les haga un buen mantenimiento de dichas cajas. La tubería que sale de estas cajas será con diámetro igual a 6”el cual se unirá a una caja ya existente, para luego desaguar hacia el alcantarillado de la calle.
120
15. DISEÑO DEL SISTEMA DE DESAGUE DE AGUAS LLUVIA
GENERALIDADES Superficies expuestas a la lluvia
Toda la escorrentía superficial de las aguas lluvias que caen a un predio construido debe ser encauzado por un sistema de desagüe para aguas lluvia. A. A la cuneta de la vía o a cauces naturales. B. Al alcantarillado de aguas lluvias o combinado según sea el caso, previa autorización de autoridad administrativa.
Las aguas lluvias o las aguas negras nunca se deben mezclar dentro del predio, solamente a partir de la caja maestra de inspección cuando el colector final es combinado. No debe desaguar aguas lluvias a un sistema de aguas negras diseñado exclusivamente para este fin. El sistema de redes de aguas lluvias instaladas en una edificación debe ser de materiales aprobados y que cumplan con las normas técnicas correspondientes, y se deben instalar de acuerdo con las especificaciones del fabricante. Cuando, por variaciones de temperatura o condiciones físicas, se prevean dilataciones o contracciones, se deben instalar juntas de expansión.
Desagüe de cubiertas
Todas las áreas de cubierta de un edificio deben ser evacuadas por la red de desagües de aguas lluvias. Para el cálculo de caudales de sistema de aguas lluvias de considerar una precipitación obtenida a partir de las curvas de intensidad-frecuentes propias de la zona, para un periodo de retorno mínimo de 15 años y una duración de 30 min, suministradas por la entidad correspondiente. Para definir las dimensiones de los desagües principales se deben utilizar las siguientes tablas:
121 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
TABLA 28: dimensionamiento de desag端es principales de cubierta, ramales y bajantes de aguas lluvias
TABLA 29: definicion de la dimensiones de la tuberia horizontal de aguas lluvias
122 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
BAJANTES COLECTORES Y CONEXIONES Los desagües de aguas lluvias no deben ser usados para ningún otro propósito. Protección de bajantes. Las bajantes expuestas a sufrir deterioro por mal trato o daño deberán protegerse adecuadamente. Desagüe de aguas lluvias combinado con desagüe de aguas negras. NOTA: Los sistemas de desagües de aguas negras y de aguas lluvias deben estar totalmente separados dentro de la construcción y hasta la caja final de conexión al alcantarillado combinado.
15.1
DISEÑO DE AGUAS LLUVIA RAFAEL POMBO
La cubierta del colegio Rafael Pombo esta dibujada en los planos arquitectónicos a una sola agua y con una pendiente igual a 8%. Tiene un área de recolección de 110 m2 y una canal rectangular con un desarrollo de .76m.
FIGURA 32 Corte transversa RAFAEL POMBO
123 NTC-1500 CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA
Este diseño de recolección de aguas lluvias se hará con una intensidad de lluvia de 100 mm/h/m2. DIAMETRO EN PULGADAS
50
2 2.5 3 4 5 6 8 C
130 240 400 850 1570 2450 5300 0,0139
INTENSIDAD DE LA LLUVIA EN mm/h 75 100 125 150 85 160 270 570 1050 1650 3500 0,0208
65 120 200 425 800 1200 2600 0,0278
50 95 160 340 640 980 2120 0,0347
40 80 135 285 535 835 1760 0,047
200 30 60 100 210 400 625 1300 0,0556
El coeficiente que se va a utilizar para la intensidad de lluvia que se tiene es de 0,0278. Con este coeficiente y el área de la cubierta se determinara el caudal que se debe evacuar. Q=0,0278l/s/m2 x 110m2 Q=3,06 l/s
Se utilizaran 3 bajantes de 4” de diámetro para desaguar estos 3.06L/s. de lo que se concluya que cada bajante estará encargada de evacuar 1.02 l/s. asimismo se utilizara la canal que está planteada en planos. Se plantean 3 bajantes para tener una buena velocidad del flujo a desaguar. Esta agua lluvia se conducirá con un colector de 4”, el cual se conectara a una caja de aguas residuales, para luego desaguar a sistema de alcantarillado del municipio. COLECTOR PLUVIAL tramo 1a2 2a3 3a4
propia 36,6 36,6 36,6
area caudal (l/s) acumulada 36,6 1,02 73,2 2,04 110 3,06
124
pendiente 1% 1% 1%
dimension m pul 9,29 4 9,29 4 20 4
15.2
DISEÑO DE AGUAS LLUVIA POLICARPA SALAVARRIETA
La cubierta del colegio Policarpa Salavarrieta esta dibujada en los planos arquitectónicos a una sola agua y con una pendiente igual a 6%. Tiene un área de recolección de 142,2 m2 y una canal rectangular con un desarrollo de .8m. Este diseño de recolección de aguas lluvias se hará con una intensidad de lluvia de 100 mm/h/m2.
FIGURA 33: Corte transversal POLICARPA SALAVARRIETA
125
Proyección horizontal en m2 de área servida. Calculo de bajantes de aguas lluvia
El coeficiente que se va a utilizar para la intensidad de lluvia que se tiene es de 0,0278. Con este coeficiente y el área de la cubierta se determinara el caudal que se debe evacuar. Q=0,0278 l/s/m2 x142,2m2 Q=3,95 l/s Se utilizaran 4 bajantes de 4” de diámetro para desaguar estos 4 L/s. asimismo se utilizara la canal que está planteada en planos. Se plantean 4 bajantes para tener una buena velocidad del flujo a desaguar. Esta agua lluvia se conducirá con un colector de 4”, el cual se conectara a una caja de aguas residuales, para luego desaguar a sistema de alcantarillado del municipio.
tramo 1a2 2a3 3a4 4a5
propia 33,2 32,6 39,2 37,2
COLECTOR PLUVIAL area caudal (l/s) pendiente acumulada 33,2 0,92 1% 65,8 1,83 1% 105 2,92 1% 142,2 3,95 1%
126
dimension m pul 6,3 4 4,49 4 5,25 4 5,3 4
16. DISEÑO ELECTRICO Los elementos eléctricos usados para todas las instalaciones eléctricas tendrán que cumplir con la norma RETIE y la norma NTC 2025 para tener un instalación segura que cumpla los reglamentos de seguridad. CONDUCTORES Los conductores a instalar serán de cobre de tipo THHN ya que van a conducir corriente desde la acometida, parcial y la derivación final del circuito como la dice en la NTC 2050 110-5 esto e estable ce con el fin de disminuir la resistencia en los conductores para no tener pérdidas en el transporte de la corriente. También cumplirán el código de colores esto con el fin de reducir accidentes a la hora de identificar los componentes del circuito como la nombra el reglamento de la RETIE, teniendo en cuenta que la energía para suministrar a la instalación se deriva de un trasformador trifásico se tomaran los colores de la fase de color amarillo, rojo, azul según lo dije la norma RETIE en el apartado 11.4 Código de colores para conductores. Para los hilos del neutro y la tierra se establecerá según la tabla de la norma RETIE Tabla 13. Código de colores para conductores TABLA 30: código de colores para cables
127 RETIE (Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas) Y LA NORMA NTC 2025
Puesta a tierra Todo sistema electico debe de constar con un sistema con polo ha tierra para decir las tenciones de paso o contacto con tenciones que superen las soportadas por una persona como permitir a los equipos eléctricos despejar rápidamente la fallas eléctricas. ARTÍCULO 15º. PUESTAS A TIERRA Todas las conexiones del conector y la varilla deben realizarse con soldadura exotérmica para tener menor resistencia para mejorar la conducción según lo dice el código RETIE con una varilla de mínimo 2,4m de longitud como la dice artículo 15-3 norma retire. Cuadro de cargas
Las tomas que se instalaran tienen una capacidad de 15 Amp la carga máxima en amperios se de 12 Amp según dice la norma NTC 2050 en la tabla 2010-21.b).2). Carga máxima de una toma corriente para artefactos con cordón y clavija TABLA 31: carga máxima de una toma
Corriente nominal circuito (A) 15 o 20 20 30
Capacidad de corriente del tomacorriente (A) 15 20 30
Carga máxima(A) 12 16 24
Delo cual ningún valor supera el valor de 12 Amp por toma para la protección de los accesorios y de la misma red electica Calculo de acometidas Las cargas calculadas en el cuadro de cargas y la capacidad de corriente máxima nunca pueden se mayor a la capacidad de corriente del alimentador. En ningún caso al carga calculada para el alimentador es menor a la suma de las cargas conectas ya que si llegara a pasar tendíamos una saturación de corriente produciendo calentamiento en los conductores y daños del mismo tal como lo establece la norma ntc 2050 220-10 128 RETIE (Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas) Y LA NORMA NTC 2025
Protección de breaker Todos los conductores se deben proteger contra sobre corriente esta protección debe de ir según su capacidad de corriente tal como se especifica en el NTC artículo 310-15, esto se hace para en caso de cortos prevenir incendios provocados en los conductores y el daño de los aparatos Canalización La canalización se realizara con tuvo PVC conduit de ¾ y ½ para empotrar el cual es un ducto cerrado según la norma ntc 2050 Capitulo 3
TABLA 32: número máximo de conductores y alambres en tubo conduit rígido de PVC
129 RETIE (Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas) Y LA NORMA NTC 2025
Es recomendable dejar el 40 % de la canalización ampliaciones o conexiones futuras.
libre para posibles
ILUMINACIÓN La iluminación es un elemento importante ya que de esta depende tener mejor visión y poder bajar los riesgos en sitios peligrosos como escaleras pero ayuda a que la visión no se esfuerce a la hora de visualizar un texto por lo cual el diseño cumple con los medios requerimientos de iluminación dados en la tabla 26 de la norma RETIE. TABLA 33: requerimientos para iluminación
130 RETIE (Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas) Y LA NORMA NTC 2025
131 RETIE (Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas) Y LA NORMA NTC 2025
TABLA 34: niveles de iluminacion aceptados para diferentes areas y actividades
El diseño cumple con los requerimientos de la norma retire establecidos en el artículo 16.2 instalación de sistemas iluminación Se usara bombillas tipo t8 de 4w la cual genera 500 lumex en salones y pasillos con el fin de generar una óptima iluminación y confort para generar un mejor ambiente de estudio 16.1
DISEÑO ELECTRICO COLEGIO RAFAEL POMBO
Para el colegio Rafael Pombo se tiene una acometida trifásica, la cual tiene un contador eléctrico con una capacidad de 20 hasta 100 amperios y un cableado que llega a un tablero principal en #8. Como primera medida para el diseño eléctrico se debe hacer un cuadro de cargas, de modo que dio cuadro nos va a describir el amperaje de los aparatos eléctricos que se van a conectar a la acometida existente. Este cuadro se hace con el fin de saber si la carga eléctrica que está contratada para este colegio es suficiente para la nueva red que se desea instalar. En el caso que la carga no hubiese alcanzado porque el contador no soporte los nuevas conexiones eléctricas, se tendría que contactar a la empresa encargada de suministrar la electricidad, para que estos aumenten la carga de la acometida para dicho colegio. La red eléctrica para este colegio va a contar con tomas de trabajo e iluminación. Para las tomas de trabajo e iluminación se usara un cable #12 AWG, con breaker(tacos) de 15 y 20 amperios. Las tomas que se van a instalar están diseñadas para conectar celulares, video bean, computadores etc. NO se deberán 132 RETIE (Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas) Y LA NORMA NTC 2025
conectar aparatos que superen un consumo de 20 amperios, ya que si se conectan se saltara el breaker y además se empezara a sulfatar o dañar el cableado. Esta red eléctrica contara con 6 circuitos: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Tomas de trabajo primer piso Tomas de trabajo primer piso Tomas de trabajo segundo piso Iluminación y pasillos Iluminación 2 Iluminación 1
La protección que se tendrá para esta red será la misma tierra que está instalada en el contador existente.
TABLA 35: capacidad de corriente de cable
133
N 1 2 3 4 5 6
NOMBRE DESCRICION CIRCUITO TOMAS DE ELEMENTOS EN TRABAJO 1 PISO GENERAL TOMAS DE ELEMENTOS EN TRABAJO 1 PISO GENERAL TOMAS DE ELEMENTOS EN TRABAJO 2 PISO GENERAL ILUMINACION LAMPARA T8 40W PASILLOS ILUMINACION 2 LAMPARA T8 40W ILUMINACION 1 LAMPARA T8 40W
CUADRO DE CARGAS CORRIENTE POTENCIA UNITARIA UNITARIA
CANTIDAD VOLTAJE
POTENCIA CORRIENTE BREAKER CABLE (wats) TOTAL TOTAL
18
120
1
180
3240
18
15 AMP 12 AWG
18
120
1
180
3240
18
15 AMP 12 AWG
8
120
1
180
1440
8
15 AMP 12 AWG
11
120
0,3
40
440
3,7
20 AMP 12 AWG
12 12
120 120
0,3 0,3
40 40 TOTAL
480 480 9320
4 4 55,7
20 AMP 12 AWG 20 AMP 12 AWG
PARCIAL ELECTRICA ACOMERTIDA ELECRICA PROTECCION BREAKER DE PIN MONO POTENCIA TOTAL DEL SITEMA
CORRIENTE TOTAL (AMP) 55,6 65
CABLE 6 AWG 6 AWG 63 AMP
7800
w
La ducteria que se va a utilizar para esta red eléctrica será conduit de ¾”. Para esta ducteria se deberá ocupar un máximo del tubo del 40%, esto para conexiones futuras y además para que los cables que están conducidos por este no sufran de recalentamiento. Esta ducteria deberá ir empotrada en placa y/o muros.
ESPACIO DE DUCTERIA ILUMINACION 1 PISO Circuito
Cable
Cantidad de cables
Diametro* mm
6
12 AWG
3
3,25
8,30
24,89
fase,neutro, tierra
4
12 AWG
2
3,25
8,30
16,59
fase,neutro
134
Area por Total Grupo cable mm2 mm2
Descripcion
tipo de ducto: area de ducto max ocupacion del ducto ocupacion de ducto
pvc electrico 3/4 conduit 326,85 mm2 40% 34,52%
ESPACIO DE DUCTERIA ILUMINACION 2 PISO Circuito
Cable
Cantidad
Diametro* mm
5,00
12 AWG
3
3,25
8,30
24,89
4,00
12 AWG
2
3,25
8,30
16,59
0
0,00
0,00
0,00
tipo de ducto:
Area por Total Grupo Descripcion cable mm2 mm2 fase,neutro, tierra fase,neutro, tierra
pvc electrico 3/4 conduit
area de ducto 326,85 mm2 max ocupacion del ducto ocupacion de ducto
40% 34,52%
ESPACIO DE DUCTERIA TOMAS DE TRABAJO 2 PISO Circuito
Cable
Cantidad
Diametro* mm
3,00
12AWG
3
3,25
135
Area por Total Grupo Descripcion cable mm2 mm2 8,30
24,89
fase,neutro, tierra
tipo de ducto:
pvc electrico 3/4 conduit
area de ducto 326,85 mm2 max ocupacion del ducto ocupacion de ducto
40% 34,52%
ESPACIO DE DUCTERIA TOMAS DE TRABAJO 1 PISO Circuito
Cable
Cantidad
Diametro* mm
Area por cable mm2
2,00
12 AWG
3
3,25
8,30
24,89
1,00
12 AWG
2
3,25
8,30
16,59
tipo de ducto: area de ducto max ocupacion del ducto ocupacion de ducto
16.2
Total Grupo Descripcion mm2 fase,neutro, tierra fase,neutro, tierra
pvc electrico 3/4 conduit 326,85 mm2 40% 34,52%
DISEÑO ELECTRICO COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA
Para el colegio Policarpa Salavarrieta se tiene una acometida trifásica, la cual tiene un contador eléctrico con una capacidad de 10 hasta 100 amperios y un cableado que llega a un tablero principal en #8. Como primera medida para el diseño eléctrico se debe hacer un cuadro de cargas, de modo que dio cuadro nos va a describir el amperaje de los aparatos eléctricos que se van a conectar a la acometida existente. Este cuadro se hace con el fin de saber si la carga eléctrica que está contratada para este colegio es suficiente para la nueva red que se desea instalar. En el caso que la carga no hubiese alcanzado porque el contador no soporte los nuevas conexiones eléctricas, se tendría que contactar a la
136
empresa encargada de suministrar la electricidad, para que estos aumenten la carga de la acometida para dicho colegio. La red eléctrica para el colegio Policarpa Salavarrieta va a contar con tomas de trabajo e iluminación. Para las tomas de trabajo e iluminación se usara un cable #12 AWG, con breaker(tacos) de 15 y 20 amperios. Las tomas que se van a instalar están diseñadas para conectar celulares, video bean, computadores etc. NO se deberán conectar aparatos que superen un consumo de 20 amperios, ya que si se conectan se saltara el breaker y además se empezara a sulfatar o dañar el cableado. La elección del cable para los circuitos se deberá elegir dependiendo los aparatos que se desean conectar a la red. Ver tabla 30 CUADRO DE CARGAS N 1 2 3 4
5 6
NOMBRE CIRCUITO ILUMINACION 2 PISO ILUMINACION 1 PISO ILUMINCION 1 PISO TOMA CORRIENTE 1 PISO TOMA CORRIENTE 2 PISO RESERVA
DESCRICION
CANTIDAD
VOLTAJE
CORRIENTE UNITARIA
POTENCIA UNITARIA
POTENCIA TOTAL
LAMPARA T8 40W
15
120
0,33
40
600
5
15 AMP
12 AWG
LAMPARA T8 40W
17
120
0,33
40
680
5,67
15 AMP
12 AWG
LAMPARA T8 40W
10
120
0,33
40
400
3,33
15 AMP
12 AWG
ELEMENTOS ENGENERAL
8
120
1,9
180
1440
15,2
20 AMP
12 AWG
ELEMENTORA EN GENERAL
7
120
1,9
180
1260
13,3
20 AMP
12 AWG
0
0
0
0
0
0
0
0
PARCIAL ACOMERTIDA PROTECCION BREAKER DE POTENCIA TOTAL DEL SITEMA
0 TOTAL
CORRIENTE TOTAL 42,5AMP 42,5 AMP
4380
CORRIENTE BREAKER TOTAL
CABLE
42,5
CABLE 8AWG 8 AWG 50 AMP
6000
w
La ducteria que se va a utilizar para esta red eléctrica será conduit de ¾” y ½”. Para esta ducteria se deberá ocupar un máximo del tubo del 40%, esto para conexiones futuras y además para que los cables que están conducidos por este 137
no sufran de recalentamiento. Esta ducteria deberรก ir empotrada en placa y/o muros. ESPACIO DE DUCTERIA ILUMINACION 1 PISO Circuito
Cable
Cantidad
Diametro* mm
Area por cable mm2
Total Grupo mm2
2
12 AWG
3
3,25
8,30
24,89
3
12 AWG
2
3,25
8,30
16,59
tipo de ducto: area de ducto: max ocupacion del ducto 40% ocupacion de ducto
Descripcion fase,neutro, tierra fase,neutro
pvc electrico 3/4 conduit 326,85 mm2
40%
32,52%
ESPACIO DE DUCTERIA ILUMINACION 2 PISO Circuito
Cable
Cantidad
Diametro* mm
1,00
12 AWG
3
3,25 tipo de ducto: area de ducto max ocupacion del ducto 40% ocupacion de ducto
Area por Total Grupo Descripcion cable mm2 mm2 8,30
pvc electrico 1/2 conduit 181,42mm2
40%
37,30%
138
24,89
fase,neutro, tierra
ESPACIO DE DUCTERIA TOMAS DE TRABAJO 2 PISO Circuito
Cable
Cantidad
Diametro* mm
5,00
12AWG
3
3,25
tipo de ducto: area de ducto:
Area por Total Grupo Descripcion cable mm2 mm2 8,30
24,89
fase,neutro, tierra
pvc electrico 1/2 conduit 181,42 mm2
max ocupacion del ducto
40%
ocupacion de ducto
37,30%
TOMAS DE TRABAJO 1 PISO Circuito
Cable
Cantidad
Diametro* mm
4,00
12 AWG
3
7,07
tipo de ducto: area de ducto:
pvc electrico 1/2 conduit 181,42 mm2
max ocupacion del ducto
40%
ocupacion de ducto
37,30%
139
Area por Total Grupo cable mm2 mm2 24,89
67,69
17. PRESUPUESTO 17.1
Información general.
El presupuesto de obra ayuda a conocer los costos totales más aproximados de todo lo que conlleva la construcción de una edificación, es decir, calcula y cotiza todo lo relacionado al precios unitarios generado por los datos que nos proporciona el Proyecto. En otras palabras, se conoce la cantidad de todos los materiales y servicios necesarios para así poder controlar, distribuir y cuidar de manera más responsable tu presupuesto. Beneficios de un presupuesto de obra.
Evitas gastos innecesarios, como comprar a precios o cantidades elevadas y desperdiciar recursos. Conocer el valor más aproximado para construir un proyecto antes empezar con la obra. Planificar y controlar en relación a los gastos efectuados. Ahorrar, porque al comprar al mayoreo los materiales y servicios son más económicos. Poder detectar estafas o alzas en los precios del material y servicios.
Los precios unitarios que se utilizaron para hacer este presupuesto fueron sacados de La lista de precios construcción, urbanismo y vías 2014 (precios ICCU) Nota: el presupuesto realizado,es de las cantidades que se dedujeron de los diseños de este proyecto. 17.2
PRESUPUESTO COLEGIO RAFAEL POMBO
COLEGIO RAFAEL POMBO ITEM
DESCRIPCION
1
UNIDAD
CANTIDAD
VR/ UNIT.
VR/TOTAL
PRELIMINARES
1,1
campamento de 9 m2
und
1
$
925.960,00
$
925.960,00
1,2
cerca en tela verde H=2,10
ml
36
$
63.831,00
$
2.297.916,00
140
1,3 1,4 1,5 1,6
descapote manual y retiro localización y replanteo de cimientos con elementos de precisión replanteo manual de cimientos retiro de sobrantes a una distancia de 5 Km
2 2,1
m2
199,6
$
4.635,00
$
925.146,00
m2
199,6
$
8.583,00
$
1.713.166,80
m2
209
$
2.984,00
$
623.656,00
m2
300
$
7.755,00
$
2.326.500,00
CIMENTACION base agregado pétreo
m2
100
$
67.407,00
$
6.740.700,00
2,2
vigas de amarre
m3
16
$
522.562,00
$
8.360.992,00
2,3
zapatas en concreto de 3500Psi
m3
28
$
486.766,00
$
13.629.448,00
3 3,1 4 4,1 4,2
DESAGUES E INSTALACIONES SUBTERRANEAS caja de inspección de 80x80 cm
und
2
ESTRUCTURAS EN CONCRETO Casetón en lona de m2 12,91 0,8x0,35 columnas de 3500Psi m3 7,6
$
268.260,00
$
536.520,00
$
33.574,00
$
433.440,34
$
650.411,00
$
4.943.123,60
4,3
entrepiso vigueta placa
m3
28
$
78.951,00
$
2.210.628,00
4,4
placa flotante 0.9 estructuras 35000Psi
m3
22,9
$
228.605,00
$
5.235.054,50
4,5
viga aérea 35000Psi
m3
28
$
682.919,00
$
19.121.732,00
5
MAMPOSTERIA
5,1
muros em bloque N°5 E=12m
ml
465
$
32.407,00
$
15.069.255,00
5,2
anclaje3/8"
und
78
$
11.016,00
$
859.248,00
6
CUBIERTA
6,1
afinado cubierta placa en mortero
m2
199,5
$
2.126,00
$
424.137,00
6,2
teja fibrocemento N°4
und
35
$
20.071,00
$
702.485,00
6,3
canal pvc raingo
ml
19
$
59.178,00
$
1.124.382,00
6,5
estructura metálica para teja fibrocemento
m2
199,5
$
46.141,00
$
9.205.129,50
7
MORTERO Y CONCRETO
7,1
concreto de 35000Psi
m3
24
$
325.237,00
$
7.805.688,00
7,2
mortero seco
m2
35
$
175.241,00
$
6.133.435,00
8
INSTALACIONES HIDROSANITARIAS
8,1
acometida de 3/4" 5m
und
1
$
212.559,00
$
212.559,00
8,2
bajante aguas lluvias 4"
ml
20
$
26.616,00
$
532.320,00
141
8,3
conexión de tanque elevado en pvc
und
1
$
177.127,00
$
177.127,00
8,4
punto hidráulico en pvc 1/2"
und
22
$
66.695,00
$
1.467.290,00
8,5
salida sanitaria en pvc 2"
und
22
$
52.927,00
$
1.164.394,00
8,6
red de suministro 1/2"
ml
70
$
9.939,00
$
695.730,00
8,7
red de suministro 3/4"
ml
10
$
13.986,00
$
139.860,00
8,8
red de suministro 1"
ml
10
$
11.285,00
$
112.850,00
8,9
red de suministro 1 1/2"
ml
20
$
13.986,00
$
279.720,00
8.10
registros 1/2"
und
22
$
47.884,00
$
1.053.448,00
8.11
registros 1 1/2"
und
1
$
137.221,00
$
137.221,00
8.12
red sanitaria 2"
ml
60
$
20.104,00
$
1.206.240,00
8.13
red sanitaria 3"
ml
20
$
27.885,00
$
557.700,00
8.14
red sanitaria 4"
ml
30
$
37.837,00
$
2.081.035,00
9
INSTALACIONES ELECTRICAS
9,1
acometida aérea 10 m pvc
und
1
$
289.621,00
$
289.621,00
9,2
tablero parcial 12 circuitos incluya tacos de 30amp
und
1
$
425.991,00
$
425.991,00
9,3
salida toma pvc completa
und
67
$
44.426,00
$
2.976.542,00
9,4
tubería pvc conduit 3/4"
ml
70
$
3.712,00
$
259.840,00
9,5
línea a tierra tablero(varilla cooper well)
und
1
$
217.014,00
$
217.014,00
9,6
tubería pvc conduit 1/2"
ml
50
$
2.811,00
$
140.550,00
$
125.474.794,74
TOTAL
17,3 PRESUPUESTO COLEGIO POLICARPA SALAVARRIETA
POLICARPA SALAVARRIETA ITEM
DESCRIPCION
1
UNIDAD
CANTIDAD
VR/ UNIT.
VR/TOTAL
PRELIMINARES $ 925.960,00 $ 1.276.620,00 $ 576.130,50
1,1
campamento de 9 m2
und
1
$ 925.960,00
1,2
cerca en tela verde H=2,10
ml
20
$
63.831,00
1,3
descapote manual y retiro
m3
124,3
$
4.635,00
1,4
localización y replanteo de cimientos con elementos de precisión
m2
124,3
$
8.583,00
$ 1.066.866,90
1,5
demolición placa maciza
m2
124,6
$
32.439,00
$ 4.041.899,40
142
1,6 1,7
replanteo manual de cimientos retiro de sobrantes a una distancia de 5 Km
2
m2
100
$
2.984,00
m2
157
$
7.755,00
67.407,00
CIMENTACION
2,1
base agregado pétreo
m2
130,8
$
2,2
vigas de amarre
m3
18,1
$ 522.562,00
2,3
zapatas en concreto de 3500Psi
m3
60
$ 486.766,00
3
$ 8.816.835,60 $ 9.458.372,20 $ 29.205.960,00
ESTRUCTURAS EN CONCRETO
3.1
Casetón en lona de 0,8x0,35
m2
70
3.2
columnas de 3500Psi
m3
15,12
3.3
entrepiso vigueta placa
m3
78
3.4
placa flotante 0.9 estructuras 35000Psi
m3
18,7
$ 228.605,00
3.5
viga aérea 35000Psi
m3
18,1
$ 682.919,00
4
$
33.574,00
$ 650.411,00 $
78.051,00
$ 2.350.180,00 $ 9.834.214,32 $ 6.087.978,00 $ 4.274.913,50 $ 12.360.833,90
MAMPOSTERIA
4.1
muros en bloque N°5 E=12m
M2
380
$
32.407,00
4.2
anclaje3/8"
und
89
$
11.016,00
5
$ 12.314.660,00 $ 980.424,00
CUBIERTAS
5.1
afinado cubierta placa en mortero
m2
124,9
$
21.268,00
5.2
teja fibrocemento N°4
und
30
$
20.071,00
5.3
canal pvc raingo
ml
23
$
59.178,00
5.4
estructura metálica para teja fibrocemento
m2
44,2
$
46.141,00
6
$ 2.656.373,20 $ 602.130,00 $ 1.124.382,00 $ 2.039.432,20
MORTERO Y CONCRETO
6.1
concreto de 35000Psi
m3
30
$ 325.237,00
6.2
mortero seco
m2
27
$ 175.241,00
7
$ 298.400,00 $ 1.217.535,00
$ 9.757.110,00 $ 4.731.507,00
INSTALACIONES HIDROSANITARIAS
7.1
acometida de 3/4" 5m
und
1
$ 212.559,00
7.2
bajante aguas lluvias 4"
ml
35
$
7.3
conexión de tanque elevado en pvc
und
2
$ 177.127,00
143
26.616,00
$ 212.559,00 $ 931.560,00 $ 354.254,00
7.4
instalación de aparatos sanitarios
und
10
$
34.929,00
7.5
punto hidráulico en pvc 1/2"
und
14
$
66.695,00
7.6
punto hidráulico en pvc 3/4"
und
10
$
51.989,00
7.7
salida sanitaria en pvc 2"
und
16
$
52.927,00
7.8
salida sanitaria en pvc 3"
und
3
$
66.185,00
7.9
salida sanitaria en pvc 4"
und
7
$
70.799,00
7.10
red de suministro 1/2"
ml
21
$
9.939,00
7.11
red de suministro 3/4"
ml
50
$
13.986,00
7.12
red de suministro 1"
ml
2
$
11.285,00
7.13
red de suministro 1 1/2"
ml
10
$
13.986,00
7.14
red de suministro 2"
ml
19
$
26.016,00
7.15
registros 1/2"
und
14
$
47.884,00
7.16
registros 3/4"
und
10
$
60.958,00
7.17
registros 2"
und
1
$ 224.291,00
7.18
red sanitaria 2"
ml
30
$
20.104,00
7.19
reventilacion 2"
ml
20
$
14.020,00
7.20
red sanitaria 3"
ml
7
$
27.885,00
7.21
red sanitaria 4"
ml
55
$
37.837,00
7.22
red sanitaria 6"
ml
30
$
70.688,00
8
INSTALACIONES ELECTRICAS
8.1
acometida aérea 10 m pvc
und
1
$ 289.621,00
8.2
tablero parcial 12 circuitos incluya tacos de 30a
und
1
$ 425.991,00
8.3
salida toma pvc completa
und
52
$
44.426,00
8.4
tubería pvc conduit 3/4"
ml
80
$
3.712,00
8.5
línea a tierra tablero(varilla cooper well)
und
1
$ 217.014,00
8.6
tubería pvc conduit 1/2"
ml
60
$
9
$ 349.290,00 $ 933.730,00 $ 519.890,00 $ 846.832,00 $ 198.555,00 $ 495.593,00 $ 208.719,00 $ 699.300,00 $ 22.570,00 $ 139.860,00 $ 494.304,00 $ 670.376,00 $ 609.580,00 $ 224.291,00 $ 603.120,00 $ 280.400,00 $ 195.195,00 $ 2.081.035,00 $ 2.120.640,00
DESAGUES E INSTALACIONES SUBTERRANEAS
144
2.811,00
$ 289.621,00 $ 425.991,00 $ 2.310.152,00 $ 296.960,00 $ 217.014,00 $ 168.660,00
9.1
caja de inspeccion de 80x80 cm
un
3
$ 268.260,00
TOTAL
145
$ 804.780,00
$ 143.703.548,72
18. CONCLUSIONES
Este proyecto al ser una institución educativa se hace necesario realizarlos diseños de sismo de acuerdo al titilo A.12 utilizando es umbral de daño ya que esta estructuras deben tener la capacidad de soportar un sismo y mantenerse en pie. Para correcto funcionamiento de esta estructura es necesario que los planos arquitectónicos sean modificados, y los elementos en problema sean cambiados a las dimensiones recomendadas en este proyecto, o se evalúen otras alternativas de solución. En el diseño de esta estructura se tomó el peso de los tanques de reserva como una carga distribuida teniendo una cubierta capaz de soportar este tanque. Para le ejecución de esta obra se debe tener muy en cuenta las jornadas estudiantiles. Ya que estas jornadas no se pueden alterar. Se deberá pensar para trabajar en las vacaciones de los estudiantes o hacer jornadas de trabajo para que no se atrasen los estudiantes en su aprendizaje y los constructores en la ejecución. Con estos diseños lo que se busca es tratar de tener un estimado para los diseños definitivos estructurales, hidráulicos, sanitarios y eléctricos para las dos instituciones. Con este proyecto la comunidad directamente beneficiada es la estudiantil ya que van a tener mejores aulas de estudio, haciendo con esto que su educación sea más agradable y por consiguiente mejor.
146
19. BIBLIOGRAFIA
INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS ICONTEC. Código colombiano de fontanería norma Icontec 1500 norma reguladora de diseño y construcción de las redes interiores de abastecimiento y remoción de aguas. PÉREZ CARMONA RAFAEL. Ing. instalaciones hidráulicas sanitarias y de gas para edificaciones. ASCOTPLO ediciones segunda edición PÉREZ CARMONA RAFAEL. Ing. Agua, desagües y gas para edificaciones. Diseño y construcción ECOE ediciones quinta edición. NSR – 10 TITULO A, B Y C ICONTEC. Instituto colombiano de normas técnicas. JORGE SEGURA FRANCO. Diseños de concret
147
20. INFOGRAFIA
ACODAL http://www.acodal.com/inicio.htm RAS 2000 http://editorial.dca.ulpgc.es/servicios/1_saneamiento/tema%205%20saneam iento.pdf http://www.mineducacion.gov.co/1621/articles-96894_Archivo_pdf.pdf http://www.unipamplona.edu.co/unipamplona/portalIG/home_15/recursos/01 _general/documentos/16042010/normas_icontec_1486_ua.pdf Gobernación de Cundinamarca- lista de precios construcción, urbanismo y vías 2014 pdf
148