Este documento trata sobre el análisis estructural de un proyecto de construcción. Describe conceptos como cargas muertas, cargas vivas, cargas de viento, combinaciones de cargas, y diafragmas. Explica cómo calcular y distribuir diferentes tipos de cargas que actuarán sobre la estructura propuesta.

1. ANALISIS ESTRUCTURAL
502549 CRISTIAN D. CARDENAS ROMERO
502753 WILSON GALVIS ROJAS
502809 LEONEL ORDUÑA CAMACHO

2. CARGAS MUERTAS
DEFINICION
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.
MASAS Y PESOS DE LOS MATERIALES
Al calculo de las cargas muertas se utilizan las densidades de masa reales en kg/m3
que al multiplicarlo por la gravedad se obtienen valores de peso en N/m 3.

3. CARGAS MINIMAS
Son cargas como fachadas, cielo rasos, cubierta de pisos, paredes, materiales almacenables. Se
aconseja utilizar pesos específicos que utiliza el fabricante.
ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES
ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES HORIZONTALES
Dimensiones verticales inferiores que los horizontales que se encuentran anclados o soportados
en la losa o cubierta de la edificación Para diseño se consideran cargas uniformes verticales por
unidad de área de superficie o proyección horizontal.
ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES VERICALES
Se encuentran soportados libremente a elementos verticales y anclados a las losas de entrepiso:
Fachadas, muros no estructurales, enchapes ornamentación arquitectónica etc. Para diseño se
consideran como cargas concentradas o distribuidas por unidad de superficie.

4. VALORES MÍNIMOS ALTERNATIVOS PARA CARGAS MUERTAS DE ELEMENTOS NO
ESTRUCTURALES
En edificaciones con alturas entre pisos terminados de 3m se pueden utilizar los valores mínimos de
carga muerta en Kn/m2 de área horizontal en planta según el tipo de ocupación que e le desee a la
estructuras.
EQUIPOS FIJOS
Se deben incluir la masa correspondiente a los equipos fijos que apoyen elementos estructurales
como: bombas hidráulicas, transformadores, equipos de aire acondicionado y ventilación y otros.

5. CARGAS VIVAS
DEFINICION
Son aquellas producidas por el uso y ocupación de la edificación y no deben incluir cargas
ambientales tales como viento y sismo. Para arreglos de fachas los trabajadores también hacen
parte de las cargas vivas.
CARGAS VIVAS EN LAS CUBIERTAS
Materiales, equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta
Causados por objetos móviles, materas, elementos de decoración y personas que tengan acceso a
ellas.

6. CARGAS VIVIAS REPARTIDAS UNIFORMEMENTE
Las cargas vivas que se utilicen en el diseño tienen que ser las máximas cargas que se esperan
ocurran en la edificación. No pueden ser menores que las cargas vivas mínimas.
EMPUJE EN PASAMANOS Y ANTEPECHOS
Las barandas, pasamanos de escaleras y balcones deben diseñarse para que resistan una fuerza
horizontal de 1.00 kN/m aplicada en la parte superior. Para viviendas unifamiliares la carga es de
0.4 kN/m y para coliseos y estadios no será mínima de 2.5 kN/m. Los sistemas de barreras para
vehículos deben diseñarse para resistir una carga de 30 kN/m aplicada en cualquier dirección a
sistema de barreras

7. CARGA PARCIAL
Se da cuando la luz de un elemento esta cargada parcialmente con la carga viva de diseño produciendo un efecto mas
desfavorable que si estuviera en su totalidad.
IMPACTO
Cuando la estructura esta sometida a cargas vivas de impacto, esta carga debe incrementarse para efectos de diseño
en los siguientes porcentajes:
• Soportes de Elevadores y Ascensores, ............................................................................. 100%
• Vigas de puentes grúas con cabina de operación y sus conexiones, ................................. 25%
• Vigas de puentes grúas operados por control remoto y sus conexiones, ........................... 10%
• Apoyos de maquinaria liviana, movida mediante motor eléctrico o por un eje, ................... 20%
• Apoyos de maquinaria de émbolo o movida por motor a pistón, no menos de ................... 50%
• Tensores que sirvan de apoyo a pisos o balcones suspendidos y escaleras, .................... 33%
REDUCCIÓN DE LA CARGA VIVA
REDUCCIÓN DE LA CARGA VIVA POR ÁREA AFERENTE
Área de influencia >= 35 m2 y carga viva entre (1.8-3) kN/m2 la carga se reduce con la ecuación:
Nota: *La carga reducida no puede ser menor que el 50% de la carga sin reducir en elementos que soporten 1 piso ni
de 40% en los que soporten 2.
• El área de influencia es el área de los paneles adyacentes al elemento considerado así:
VIGAS CENTALES Ai: De 2 paneles
VIGAS DE BORDE Ai:1 panel
COLUMNAS CENTRALES Ai:4 paneles
COLUMNAS DE BORDE Ai:2 paneles
CALOUMNAS DE ESQUINA Ai:1 panel
Para las estructuras de mas de 1 piso se suman las áreas.

8. REDUCCION POR NUMERO DE PISOS
En edificios de 5 pisos o mas la carga viva para diseño de columnas y cimentacion puede tomarse como
la suma de CV multiplicadas por el coeficiente r.
i=Numero de pisos donde se aplica r
n= Numero de pisos del edificio
PUENTES GRUA
En diseño de las vigas carrilera de estos puentes se toma en cuenta una FH equivalente a no menos del
20% de la suma de los pesos de la grúa y la carga a elevar colocada en la parte superior de los rieles.
EFECTOS DINAMICOS
Las edificaciones expuestas a excitaciones dinámicas como coliseos, estadios, etc., deben diseñarse de
manera que tengan frecuencias naturales verticales o superiores a 5Hz( P.N.V menores de 0,2 s)
CARGAS DE EMPOZAMIENTOS DE AGUA Y DE GRANIZO
En cubiertas se debe tener en cuenta ya que el empozamiento se forma por la obstrucción de los
drenajes de la cubierta el cual ocurre debido a residuos, hojas de arboles o granizo. La identificación del
empozamiento se identifica:
• Toda cubierta debe tener sistemas de excavación de excesos de agua como: Gárgolas, rebosaderos
u otros implementos que impidan empozaminetos.
• La carga de empozamiento de agua se identifica según el nivel de agua que pueda contener los
sistemas auxiliares de excavación.

9. CARGAS DE EMPOZAMIENTOS DE AGUA
• El diseño hidráulico de la edificación debe contener los sistemas de drenaje de la cubierta y los de
excavación de agua y este definirá el volumen que puede acumularse para después evacuar con el
auxiliar de excavación.
• Después del diseño hidráulico el estructural definirá las cargas causadas por el volumen del agua y su
distribución a los elementos estructurales de la cubierta para que estos no fallen en ningún sitio
CARGAS DE GRANIZO
• Se debe tener en cuenta esta carga en países que cuenten con mas de 2000 m de altura sobre el nivel
del mar o donde la autoridad lo exija. Donde se vaya a utilizar esta carga debe tener en cuenta un valor
de 1.0 kN/m2 y para cubiertas con inclinaciones de 15° reduce a 0,5 kN/m2
• BOGOTA 3 DE NOVIEMBRE DE 2007

10. CARGAS DE VIENTO
PROCEDIMIENTOS PERMITIDOS
Método 1: Procedimientos simplificados para los edificios que cumplan los requisitos que cumplan
con el sistema simplificado.

11. • METODO ANALITICO
• P=Presion de diseño
• G=Factor de ráfaga
• Gp=Coeficiente de presión externa
• qi=Presion para la velocidad
• Cpi= Producto coeficiente de presión interna

12. COMBINACIONES DE CARGA
• COMBINACIONES DE CARGA POR METODO DE ESFUERZOS DE TRABAJO O VERIFICACIONES DE ESTADO
LIMITE DE SERVICIO
Todos los elementos con excepción de la madera y guadua se diseñan por el método de la resistencia y por
lo tanto los materiales de la siguiente tabla no son aplicables a los materiales prescritos en el reglamento y
no se utiliza. Para esos casos se incluye el método de esfuerzos admisibles y se aplica según reglamento.

13. • COMBINACIONES MAYORADAS UTILIZANDO METODO DE LA RESISTENCIA
El diseño de las estructuras, sus componentes o cimentaciones deben hacerse de tal manera que
sus resistencias igualen o superen a las cargas mayoradas en las siguientes combinaciones:
NOTA
• Se permite reducir el valor a 0.5 de L, excepto en los lugares públicos de reuniones donde e L0
sea superior a 4.8 kN/m2.
• Cuando las cargas de viento no tengan direccionalidad se permite reducir a 1.3W en lugar de
1.6W
• Los efectos de impacto deben ser tenidos en cuenta en la carga viva L.
• El valor de H debe ser igualado cuando la combinación esta erguida a W y E y se debe incluir la
resistencia del diseño.

14. DIAFRAGMA
• Un diafragma es un elemento tridimensional
que recibe la solicitación en un “plano”
uniaxial que es uno de los de mayor rigidez.

15. • DIAFRAGMA RIGIDO
Un diafragma rígido es el que se considera que
solo se desplaza en dos direcciones que son las
de sus dimensiones grandes

16. • El diafragma flexible en cambio puede
curvearse.

17. • -El diafragma rígido al desplazarse puede
trasmitir el desplazamiento a otros elementos
como muros los cuales lo harán todos a la vez
y de igual forma.
• -El Diafragma flexible al curvearse tiene
diferentes desplazamientos, deformaciones y
rotaciones lo cual complica el análisis.
También al ser poco rígido no es capaz de
transmitir con eficiencia las solicitaciones.

18. • Cuando el diafragma es rígido todas las
transferencias de cargas ocurren en función de
las rigideces de los elementos portantes.

19. • cuando diafragma es flexible las deformaciones que ocurren
en el, no garantizan esa repartición que se logra de forma
periférica en los elementos verticales relativamente rígidos.

21. Movimientos sísmicos de diseño
se mantienen en el mismo nivel de probabilidad de excedencia (una
probabilidad de excedencia de 10% en un lapso de cincuenta años) pero
ahora se definen por medio de dos parámetros, Aa y Av, a diferencia del
Reglamento NSR-98 donde solo se definían por medio del parámetro Aa. La
razón para este cambio es una mejor descripción de los efectos de atenuación
de las ondas sísmicas en el territorio nacional tal como se ha establecido del
estudio de los registros acelerográficos obtenidos en sismos fuertes con
posterioridad a la última actualización de la NSR en 1998. El parámetro Aa
caracteriza los movimientos sísmicos del terreno causados por sismo
relativamente cercanos en el rango de períodos de vibración de las
edificaciones comprendido entre 0.1 y 0.5 s lo cual corresponde en general a
edificaciones entre uno y cinco pisos de altura. El parámetro Av caracteriza
los movimientos sísmicos de sismos fuertes ocurridos a distancia moderadas
a través de períodos de vibración de aproximadamente 1 s, lo cual
corresponde a edificaciones de 10 pisos o más.

22. ESPECTRO DE DISEÑO
a)Espectro de aceleraciones
b)Espectro de velocidades
c)Espectro de desplazamientos

23. Nomenclatura
• Sa = valor del espectro de aceleraciones de diseño para un período de
vibración dado. Máxima aceleración horizontal de diseño, expresada como
una fracción de la aceleración de la gravedad, para un sistema de un grado
de libertad con un período de vibración T .
• TC = período de vibración, en segundos, correspondiente a la transición
entre la zona de aceleración constante del espectro de diseño, para
períodos cortos, y la parte descendiente del mismo.
• TL = período de vibración, en segundos, correspondiente al inicio de la
zona de desplazamiento aproximadamente constante del espectro de
diseño, para períodos largos.
• Sv = valor del espectro de velocidades de diseño para un período de
vibración dado. Máxima velocidad horizontal de diseño, expresada en
m/s, para un sistema de un grado de libertad con un período de vibración
T.
• Sd = valor del espectro de desplazamientos de diseño para un período de
vibración dado. Máximo desplazamiento horizontal de diseño, expresado
en m, para un sistema de un grado de libertad con un período de vibración
T.

24. Espectro de aceleraciones
• La forma del espectro elástico de
aceleraciones, Sa expresada como fracción de
la gravedad, para un coeficiente de cinco por
ciento (5%) del amortiguamiento crítico, que
se debe utilizar en el diseño

26. Espectro de velocidades
• La forma del espectro elástico de velocidades
en m/s, para un coeficiente de cinco por
ciento (5%) del amortiguamiento crítico, que
se debe utilizar en el diseño.

28. Espectro de desplazamientos
• La forma del espectro elástico de
desplazamientos en m, para un coeficiente de
cinco por ciento (5%) del amortiguamiento
crítico, que se debe utilizar en el diseño

30. Métodos de análisis
• Se reconocen los siguientes métodos de análisis
del sistema de resistencia sísmica para efectos de
su diseño:
(a) Método de la fuerza horizontal equivalente,
(b) Métodos de análisis dinámico elástico
(c) Métodos de análisis dinámico inelástico
(d) Método de análisis no lineal estático de
plastificación progresiva

31. Nomenclatura
• Vs = cortante sísmico en la base, para las fuerzas sísmicas.
• M = masa total de la edificación — M debe ser igual a la masa total de la
estructura más la masa de aquellos elementos tales como muros
divisorios y particiones, equipos permanentes, tanques y sus contenidos,
etc.
• En depósitos o bodegas debe incluirse además un 25 por ciento de la masa
correspondiente a los elementos que causan la carga viva del piso.
• Fi , Fx = fuerzas sísmicas horizontales en los niveles i o x respectivamente.
• Cvx = coeficiente definido
• Vs = cortante sísmico en la base, para las fuerzas sísmicas.
• mi , mx = parte de M que está colocada en el nivel i o x respectivamente
• hi , hx = altura en metros, medida desde la base, del nivel i o x .

32. Método de la fuerza horizontal
equivalente
-El cortante sísmico en la base, Vs, equivalente a la
totalidad de los efectos inerciales horizontales
producidos por los movimientos sísmicos de diseño,
en la dirección en estudio, se obtiene por medio de
la siguiente ecuación:
Vs = Sa g M
El valor de Sa en la ecuación anterior corresponde
al valor de la aceleración, como fracción de la de la
gravedad, leída en el espectro sísmico.

33. - La fuerza sísmica horizontal, Fx , en cualquier nivel x ,
para la dirección en estudio, debe determinarse usando la
siguiente ecuación:
Donde k es un exponente relacionado con el período
fundamental, T , de la edificación de la siguiente manera:
(a) Para T menor o igual a 0.5 segundos, k = 1.0
(b) Para T entre 0.5 y 2.5 segundos, k =0.75 + 0.5T
(c) Para T mayor que 2.5 segundos, k =2.0

34. Método del análisis dinámico elástico
Debe utilizarse el método del análisis dinámico elástico en todas las
edificaciones que no estén cubiertas, incluyendo las siguientes:
(a) Edificaciones de más de 20 niveles o de más de 60 m de altura
(b) Edificaciones que tengan irregularidades verticales de los tipos
1aA, 1bA, 2A y 3.
(c) Edificaciones que tengan irregularidades
(d) Edificaciones de más de 5 niveles o de más de 20 m de
altura, localizadas en zonas de amenaza sísmica alta, que no tengan el
mismo sistema estructural en toda su altura
(e) Estructuras, regulares o irregulares, localizadas en sitios que tengan
un perfil de suelo D, E o F y que tengan un período mayor de 2TC. En
este caso el análisis debe incluir los efectos de interacción suelo-
estructura, cuando se realice un análisis de la estructura suponiéndola
empotrada en su base.

35. Método del análisis dinámico
inelástico
Puede utilizarse el método del análisis dinámico inelástico en aquellos casos
que a juicio del ingeniero diseñador, se presenten variaciones en la capacidad
de disipación de energía en el rango inelástico que solo sea posible identificar
por este procedimiento. Los diseños realizados por esta metodología deben
revisarse por dos profesionales, independientes del diseñador
estructural, que cumplan los requisitos de idoneidad requeridos para
revisores de diseños estructurales como lo prescribe la Ley 400 de
1997, quienes suscribirán un memorial en que se indique taxativamente que
los procedimientos empleados consultan las mejores metodologías que se
disponga sobre estos procedimientos y que la edificación así diseñada tiene
resistencia y expectativas de comportamiento similares a los de una
edificación diseñada por los otros métodos permitidos por el Reglamento, al
verse sometida a movimientos sísmicos de intensidad similar a los
movimientos sísmicos de diseño prescritos por este Reglamento. Este
memorial se anexará a los documentos aportados para obtener la
correspondiente licencia de construcción.

36. Método de análisis no lineal estático
de plastificación progresiva
Puede utilizarse el método del análisis no lineal
estático, conocido como procedimiento “push-over” o de
plastificación progresiva, en aquellos casos que a juicio
del ingeniero diseñador se desee evaluar la capacidad de
disipación de energía en el rango inelástico por este
procedimiento. Cuando se utilice este método de análisis
deben cumplirse los requisitos dados en el Apéndice A-3
y además se deben confrontar con otro de los métodos
de análisis permitidos por el Reglamento, utilizando en el
diseño lo más exigente.

37. Microzonificación sísmica
La microzonificación sísmica consiste en establecer zonas de suelos
con comportamiento similar durante un sismo, de manera que puedan
definirse allí, recomendaciones precisas para el diseño y construcción
de edificaciones sismo resistentes.
Para cada una de las zonas de Bogotá, además de especificarse la
fuerza sísmica posible, se identificarán los tipos de fenómenos
asociados que pueden desencadenarse a raíz del sismo, como son los
deslizamientos (frecuentes en nuestra ciudad) y la ampliación
exagerada del movimiento o la posibilidad de la licuación del suelo.
El estudio de microzonificación sísmica, sirve principalmente para
definir las zonas de respuesta sísmica y los parámetros sísmicos que
deben emplearse para adelantar los diseños estructurales de las
edificaciones en la ciudad, conforme a los requisitos contenidos en el
nuevo Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente.

38. Mapa
microzonificación
sísmica de bogotá