informe de pasantías
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Informe de pasantias. ULA.TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
MÉRIDA - VENEZUELA
INFORME DE PASANTÍAS REALIZADAS EN LA
EMPRESA CONSTRUCTORA LA COLONIA C.A.
Trabajo presentado como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Civil
Autor: Br. Alejandro Andres Santiago Manrique.
Tutor Académico: Prof. Alix T. Moncada M.
Tutor Industrial: Ing. José G. Torres.
Mérida, julio de 2015
1
CAPÍTULO 1
INTRODUCCIÓN
Las pasantías industriales son un requisito para optar al título de ingeniero civil,
con las cuales se busca consolidar la formación académica del estudiante en el
campo laboral. Además de ser un requisito complementario, es un contacto directo
con el ambiente laboral que creará y dotará al futuro ingeniero de un sin fin de
herramientas, para tener un criterio ético propio en su desenvolvimiento
profesional.
Constructora La Colonia C.A., empresa escogida para desarrollar el proceso de
pasantías, es una compañía de ingeniería especializada que abarca una amplia
gama de aspectos de la ingeniería civil enfocada principalmente en el desarrollo y
asesoramiento de proyectos, ejecución de obras estructurales y optimización de
proyectos.
Todo esto representa una oportunidad significativa para que el alumno afiance
conocimientos en distintas materias teóricas adquiridas durante la formación
profesional, ya sea en la parte de diseño de estructuras, realización de cómputos,
presupuesto, planeamiento y proyección de obras.
El presente informe tiene como principal objetivo el desarrollo específico de todas
las actividades realizadas durante el período de pasantías, en las cuales se logró
abarcar una importante cantidad de los conocimientos adquiridos durante el
pregrado.
En un principio se muestra en forma clara y concisa la importancia y los objetivos
del proceso de pasantías. Igualmente se presenta una breve descripción de la
empresa en la cual se desarrollan las mismas.
2
Posteriormente, se procede a la descripción de las actividades ejecutadas, las
cuales están divididas entre las actividades realizadas en el diseño y control de
estructuras o trabajo ejecutado en la oficina y las actividades desarrolladas en
campo.
Por último, se entrega un balance de la experiencia obtenida y los resultados
logrados.
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CAPÍTULO 2
PROCESO DE PASANTÍAS
2.1. OBJETIVO GENERAL
Desarrollar actividades que permitan aplicar y reforzar los conocimientos teórico-
prácticos obtenidos durante la etapa de pregrado, en condiciones laborales reales
y bajo la supervisión de profesionales de la ingeniería civil, como complemento a
la formación intelectual y personal brindada por la universidad.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Conocer las normas y procedimientos que deben cumplirse para llevar a
cabo los proyectos.
- Realizar la planificación y distribución de trabajo correspondiente a
cualquier tipo de tarea junto con personal capacitado para entregar
resultados positivos.
- Supervisar las actividades realizadas, procesos, personal y equipos
empleados en la ejecución de la obra.
- Evaluar la calidad de los materiales y elementos de la obra, realizando a su
vez los respectivos ensayos y pruebas de laboratorio con la correcta
interpretación de resultados.
4
- Participar en la solución de los problemas reales que se presentan en el
desarrollo de proyectos y obras, mediante la aplicación de los
conocimientos teórico-prácticos adquiridos en la universidad.
- Revisar, comprender, elaborar y digitalizar correctamente planos para dar
cabida a los trabajos de ingeniería civil.
- Analizar y diseñar diversidad de proyectos de obras civiles.
- Inculcar la importancia y la responsabilidad de tomas de decisiones a
problemas de manera certera y eficiente.
- Desarrollar habilidades en el manejo de software como herramientas para
la realización de proyectos de ingeniería civil.
- Elaborar cómputos métricos de proyectos de diferentes tipos y
envergaduras.
- Buscar alternativas constructivas que se adapten a la situación actual del
país.
5
CAPÍTULO 3
DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA
3.1. NOMBRE OFICIAL DE LA EMPRESA
Constructora La Colonia C.A.
3.2. UBICACIÓN DE LA EMPRESA
Urbanización Vega Bolivariana, carretera principal, casa Nº 4-1, Santo Domingo,
Municipio Cardenal Quintero del Estado Mérida.
3.3. OBJETIVOS Y ÚLTIMAS OBRAS EJECUTADAS
Constructora La Colonia C.A. es una empresa dedicada a la elaboración de
proyectos y la ejecución de obras civiles, integrada por un equipo de trabajo
comprometido en satisfacer las necesidades de sus clientes.
Es una de las principales empresas en el Municipio Cardenal Quintero y siempre
busca estar a la vanguardia en diseños, métodos y materiales empleados en la
elaboración de obras civiles.
Como principales objetivos tiene:
6
- Mantener un portafolio de obras de carácter público y privado orientadas a
maximizar el desarrollo de infraestructura nacional y crecimiento de la
empresa.
- Asesorar y planear proyectos de obras civiles desde su diseño hasta la
ejecución de los mismos.
- Ser una opción para llevar a cabo el mantenimiento de todo tipo de
estructuras, parques, jardines y reforestaciones.
- Prestar servicio de alquiler de maquinaria de todo tipo y equipos
relacionados al área de la construcción.
- Presupuestar de manera óptima obras civiles para obtener la adjudicación
de las mismas bien sea de carácter público o privado.
- Promoción, construcción y ventas de desarrollos habitacionales de
cualquier clase.
- Levantamientos topográficos, movimientos de tierra, pavimentación de
vialidad, apertura y consolidación de vías agrícolas.
- Venta de materiales para la construcción.
A continuación se presentan las obras y proyectos en los que ha participado
desde el año 2014:
- Construcción del complejo deportivo Hugo Chávez. Municipio Cardenal
Quintero.
7
- Construcción de cancha en la urbanización Antonio José de Sucre.
Municipio Cardenal Quintero.
- Construcción de aguas servidas en el sector Casa de Teja. Consejo
comunal Casa de Teja.
- Construcción de anexo de usos múltiples y salas de baño en la cancha Las
Piedras. Municipio Cardenal Quintero.
- Ampliación de escuela estadal El Baho. Municipio Cardenal Quintero.
- Construcción de la sede Centro Integral de Seguridad y Justicia, Santo
Domingo. Municipio Cardenal Quintero.
- Construcción de pavimento rígido en el sector La Faltiquera. Municipio
Cardenal Quintero.
- Diseño de posada Eurostate. Privado.
- Diseño de vivienda unifamiliar aislada en La Faltiquera. Privado.
- Ampliación de vivienda unifamiliar El Viejito. Privado.
- Asesoramiento habitacional Rosati Parra. Privado.
- Diseño posada La Placita. Privado.
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3.4. MISIÓN
Planear, proyectar y ejecutar eficazmente la mayor cantidad de obras civiles para
entes públicos y privados, con menor costo, en menor tiempo y con mayor
calidad.
3.5. VISIÓN
Ser una alternativa eficiente en el desarrollo de estructuras públicas y privadas en
el territorio nacional, aunque especialmente en el paramo merideño, con
excelentes referencias de eficacia y profesionalismo por parte de los entes
contratantes.
3.6. ESTRUCTURA ORGANIZATIVA DE LA EMPRESA
La empresa cuenta con empleados con años de experiencia en el ejercicio de la
ingeniería civil y todo lo que ello conlleva. A continuación se presenta la Figura 3.1
que muestra un esquema general del organigrama manejado por la empresa para
el servicio de sus actividades.
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Figura 3.1. Estructura organizacional Constructora La Colonia C.A.
10
CAPÍTULO 4
DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES RELACIONADAS CON EL
DISEÑO Y CONTROL DE ESTRUCTURAS
4.1. OBRA: CENTRO INTEGRAL DE SEGURIDAD Y JUSTICIA, SANTO
DOMINGO, ESTADO MÉRIDA
4.1.1. Conocimiento general de la obra incluyendo planos
estructurales, arquitectónicos y de instalaciones
Se dió acceso a todo el material relacionado con la obra, a partir del cual se logró
conocer las características a nivel de arquitectura, estructurales e instalaciones
más resaltantes.
La obra se encuentra ubicada en la avenida Urdaneta, sector el Bisum, frente a la
plaza Bolívar de Santo Domingo. El proyecto corresponde a la construcción de la
primera etapa del edificio que servirá de sede a diferentes entes públicos que
hacen vida en el municipio Cardenal Quintero, entre los cuales destacan: policía,
notaria pública, tribunal civil, tribunal agrario, defensoría de la mujer, sistema de
protección de niños, niñas y adolescentes, prefectura civil, IPOSTEL, entre otros.
Es una edificación de tres niveles, dispuesta con pórticos de acero y fundaciones
de concreto (zapatas, pedestales y vigas de riostra). Se plantea dos niveles de
losa con encofrado colaborante y a nivel de techo se utilizará machihembrado y
teja.
Para los perfiles de acero se seleccionaron tubulares tipo ECO, cuadrados para
columnas y rectangulares para vigas. Las columnas deben ser rellenas con
11
concreto de f´c = 210 kg/cm2 y serán unidas al sistema de fundaciones por medio
de una placa base que conecta al pedestal.
Las conexiones entre las vigas y columnas serán a base de planchas de acero y
soldadura.
El sistema de fundaciones es de zapatas aisladas directamente superficiales con
una cota de asiento mínimo de 1.5 m por debajo de la superficie del terreno. Se
cuenta con 6 tipos distintos de zapatas.
Las instalaciones de aguas residuales cumplen con los requerimientos de
diámetro según la pieza sanitaria. La edificación cuenta con un sistema
hidroneumático para la distribución del agua en cada punto sanitario y con una red
con calentador para hacer llegar agua caliente a las duchas dispuestas en la
estructura.
Todo el sistema tiene su respectiva ventilación, sin embargo, se recomendó la
revisión que permita la optimización de materiales, pues cuenta con un número
importante de subientes de ventilación.
4.1.2. Control en el corte de perfiles para las columnas y vigas de
carga
A pesar de que el maestro soldador contaba con los planos necesarios para
realizar el trabajo de corte de los perfiles con las dimensiones establecidas, se
pidió elaborar un cuadro resumen en el cual se indicaran las alturas exactas y la
ubicación de cada perfil para, así, evitar cualquier tipo de inconvenientes y facilitar
el trabajo.
12
Para la elaboración de dicho cuadro se revisaron los pórticos estructurales en los
planos facilitados y en el programa de dibujo AUTOCAD, en planta, se anotaron
las distintas alturas que debería llevar la columna, obteniendo así un detalle en
planta de la ubicación y altura de cada perfil.
De cada perfil de 12 m, al ser cortado, se obtiene un sobrante considerable. Se
planteó empalmar estos sobrantes para obtener un elemento utilizable y evitar
tanto desperdicio. Se recomendó que dichos empalmes quedaran en el tercio
central de la luz libre de la columna y se les añadió unas placas de acero
(encamisado) que permitieran reforzar la unión entre los elementos. En la Figura
4.1 se muestra la ubicación de las columnas y en un lado se observa la longitud
que debe alcanzar las mismas.
Las vigas de carga para el nivel 1 serán perfiles ECO de 200x70 y ECO 260x90.
Para optimizar el material comprado se generó la Tabla 4.1 que indica las
dimensiones a las que debían ser cortados los 2 perfiles de 12 m ECO 200x70 y
los 15 perfiles de 12 m ECO 260x90 con los que se contaba.
Tabla 4.1. Valores de corte de las viga de carga
Perfil Nº Corte 1 (m) Corte 2 (m) Corte 3 (m) Sobrante (m)
ECO 200x70 1 3.475 4.325 - 4.20
ECO 200x70 1 4.325 3.825 3.825 0.025
ECO 260x90 7 4.325 3.825 3.825 0.025
ECO 260x90 4 4.325 3.475 3.475 0.725
ECO 260x90 2 4.325 4.325 1.36 1.99
ECO 260x90 1 2.02 1.92 - 8.06
Según estos resultados no era necesario cortar 1 perfil ECO 260x90.
13
Figura 4.1. Ubicación en planta y longitud total de las columnas
44
43
2,2
5
1
2
3
2'
3,65 4,5 4,5 4 420,65
A B C D E FC' D'
32,2
5
5
6
7
8
9
4'
44
44
44
44
,25
4
7.50
7.50
7.00
7.00
7.00
7.00
7.00
7.00
7.00
7.50 7.50 7.50 7.50
7.50
7.50
7.50
7.50
8.45
8.45
8.45
8.45
7.65
8.45 8.45 8.45
8.45
8.45
8.45
10.95
10.95
10.95
11.80
11.80
11.80
11.98
11.98
11.98
10.95 11.80 11.98
10.95
10.95
10.95
10.95
7.65
7.65
7.65
7.65
7.65
7.65
3.55
3.55
3.55 3.55
3.55 3.55
14
4.1.3 Chequeo de cómputos métricos
Por seguridad en la compra de material, se pidió el chequeo de cantidades para la
escalera principal, paredes de la planta baja e instalaciones sanitarias de toda la
edificación.
A los cómputos realizados se le asignó un exceso del 10 %, el cual representa los
desperdicios por transporte, manipulación y colocación de los materiales.
La Tabla 4.2 presenta el resumen de los cómputos métricos realizados.
4.1.4. Chequeo de cordón de soldadura para la unión entre la placa
base y la columna
La empresa solicitó verificar la posibilidad de cambiar el cordón de soldadura (a
filete) de 8 mm con electrodo E70xx a electrodo E60xx.
Revisando las recomendaciones y especificaciones establecidas por UNICON
para el proceso de soldadura de perfiles ECO (ASTM A 500) se obtuvo que:
- Los electrodos seleccionados deben ser E70xx o equivalentes.
- Se podrá utilizar cualquier electrodo con denominación superior a E70xx. El
criterio que prevalece es que la resistencia de la junta debe ser igual o
superior a la del metal base. En este caso, el perfil 175x175 y la placa base
de 20 mm.
Con base en estas consideraciones, fue descartado el empleo de electrodos
E60xx para el cordón definitivo de unión. Sin embargo, se podrán emplear para el
punteo de los perfiles y su instalación inicial.
15
Tabla 4.2. Cómputos métricos
Nº DESCRIPCIÓN MEDICIONES AUXILIARES
(m) (m2) (m3) (kg/m) (kg) CANT. LARGO ANCHO ALTO
1 Acero 3/8” para zapata tipo
F1. 14 1.25 19.25 0.559 10.76
2 Concreto f´c = 210 Kg/cm2 para el asiento de zapatas
1 1.15 1.15 0.3
0.4364
3 Acero 3/8” para pedestal de
zapata tipo F1. 11 1.2 14.52 0.559 8.12
4 Acero 1/2" para pedestal de
fundación tipo F1. 6 1.6 10.56 0.994 10.50
5 Concreto f´c = 210 Kg/cm2
para pedestal 1 0.3 0.3 1.6
0.1584
6 Concreto f´c = 210 Kg/cm2
para dentellón base de escalera
1 2.7 0.5 0.4
0.594
7 Columnas Eco 175x175 para
apoyo de escalera 1 1.7 1.87 28.300 52.92
8 Vigas Eco 180x65 de
escalera 2 1.25 2.75 14.300 39.33
9 Vigas Eco 140x60 de
escalera 186.91
10
Colocación de paredes, bloque de e = 15 cm
474.01
11 Colocación de paredes, bloque de e = 10 cm
533.46
16
Tabla 4.2. Cómputos métricos (continuación)
Nº DESCRIPCIÓN MEDICIONES AUXILIARES
(m) (m2) (m3) (kg/m) (kg) CANT. LARGO ANCHO ALTO
12 Colocación de paredes
rellenas reforzadas, bloque de e = 15 cm
71.825
13
Tubería para agua clara PAVCO de 3/4" diámetro para agua fría
116.4
14 Tubería para agua clara
PAVCO de 1” diámetro para agua fría
88.253
15 Tubería para agua clara
PAVCO de 2” diámetro para agua fría
144.8
16 Tubería agua clara PAVCO de 1” diámetro para agua
caliente
84.7
17 Tubería para agua residual
PVC de 2” diámetro 109.4
18 Tubería agua residual PVC
de 4” diámetro 104.2
19 Tubería agua residual PVC
de 6” diámetro 50.49
20 Tubería de ventilación PVC
de 2” diámetro 91.5
17
Considerando la información obtenida se solicitó el alquiler de maquinaria para
soldar con la capacidad de fundir los electrodos E70xx, pues la empresa no
contaba con ese equipo.
4.1.5. Modificación del envigado de la losa del primer nivel
El proyecto contempla losas macizas de concreto que se diseñaron mediante el
uso de encofrado colaborante de calibre 20 y una longitud de lámina de 5.10 m,
apoyadas en correas ECO 120x60, armadas en dirección Y y separadas 1.68 m.
Debido a la dificultad que se presenta en el país para la adquisición de materiales
para la construcción, no fue posible encontrar las láminas de acero galvanizado
con las dimensiones ya expuestas. Se lograron conseguir láminas de igual calibre
pero una longitud de 6.10 m.
Esto genera cambios en las disposiciones iniciales de las correas, pues deben
adaptarse a la longitud que presentan las láminas disponibles en el mercado. Por
ello, se generó un nuevo plano de envigado en donde la nueva separación de las
correas se determinó bajo los siguientes criterios que el manual de instalación de
LOSACERO recomienda:
- Deben dejarse 10 cm de solape a lo largo de las láminas.
- El solape debe ser sobre una correa.
- Las láminas no pueden quedar en voladizo.
Por otra parte, la separación de las correas no puede ser mayor a la propuesta
inicialmente, pues el área tributaria que se le asignaría es mayor y puede
ocasionar que las mismas fallen.
18
En el nuevo plano de envigado, las correas están separadas cada 1.5 m y el
mismo satisface todos los criterios expuestos anteriormente. Este puede
observarse en la Figura 4.2 que se presenta a continuación.
4.1.4. Diseño de mezcla de concreto f´c = 210 kg/cm2 para columnas
Se pidió establecer la dosificación para un concreto de f´c = 210 kg/cm2 que será
usado para el llenado de las columnas compuestas por perfiles ECO 175x175. Los
materiales a emplear son piedra picada con tamaño máximo de 1” y arena natural.
La mezcla será preparada en obra con un trompo mezclador.
En el diseño se tomaron todos los requerimientos establecidos en la Norma
COVENIN 1753-2003 “Proyecto y construcción de obras en concreto estructural”,
la cual, en el capítulo 5 estipula los criterios y procedimientos para dosificar,
mezclar y vaciar el concreto.
Según Febres (2006), es conocido que la resistencia de una mezcla de concreto
presenta variaciones debidas a la variación normal de los elementos que la
compone. Esta dispersión depende del grado de control que se haya ejercido
durante los procesos de almacenamiento, dosificación, mezclado, transporte,
vibrado y curado de las mezclas.
La norma COVENIN 1753:2003 fija con base en este criterio una dosificación que
exceda la resistencia especificada en el proyecto. Para ello, si no se conocen las
desviaciones estándar que representen el control de calidad al que se somete la
mezcla en obra, se podrá emplear la Tabla 4.3, tomada de la Norma COVENIN
1753-2003, en la cual se puede estimar la resistencia requerida partiendo del
control de calidad estimado a emplear.
19
Figura 4.2. Nuevo envigado de la losa del primer nivel
CORREAS: ECO 120x60
1,2
1,3
1,48
0,36
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
0,57
0,7
20
Considerando que para la preparación del concreto, la dosificación será
volumétrica con cuñetes de 18 l de capacidad, se selecciona un control de calidad
aceptable.
Tabla 4.3. Resistencia promedio a la compresión requerida f´cr cuando no se
disponen de datos de desviación estándar
Resistencia
especificada a
la compresión
f´c (kg/cm2)
Resistencia promedio a la compresión requerida f´cr (kg/cm2)
Control de
calidad Excelente Aceptable Sin control
Menor de 210 f´c + 45 f´c + 80 f´c + 130
De 210 a 350 f´c + 60 f´c + 95 f´c + 170
Más de 350 f´c + 75 f´c + 110 f´c + 210
Así se obtiene:
f´cr = f´c + 95 = (210 + 95) kg/cm2 = 305 kg/cm2
La ley de Abrams o relación agua/cemento establece una correlación entre la
resistencia de un concreto y la relación agua/cemento utilizada en la preparación
del mismo. Para nuestro país la relación fue adaptada en función de los tipos de
materiales y técnicas empleadas. Si se desea obtener la relación agua/ cemento a
los 28 días se puede emplear la ecuación 4.1.
∝ = 3.147 − 0.4625 𝐿𝑛 𝑅 (4.1)
21
en la cual:
α = relación agua-cemento
R = resistencia promedio a la compresión a los 28 días.
Así,
∝ = 3.147 − 0.4625 𝐿𝑛 305 = 0.50 (4.1)
La relación agua-cemento no fue corregida, pues los materiales considerados para
el diseño son los mismos de la mezcla patrón para la cual fue desarrollada el
método. Sin embargo, se realizó el ajuste según las condiciones de servicio, para
lo cual se empleó la Tabla 4.4, tomada de la Norma COVENIN 1753-2003.
Tabla 4.4. Máximos valores de α para distintas condiciones de servicio o
ambientales
Posible tipo de daño Condiciones α máxima
Deterioro de concreto
y/o corrosión de las
armaduras
Atmósfera común 0.75
Litoral 0.6
Alta humedad relativa 0.55
En contacto con agua no
corrosiva 0.55
En contacto directo con agua
marina o por salpicadura 0.4
Deterioro por
deslavado o
permeabilidad
Elementos delgados 0.45
Concreto en masa 0.65
Considerando atmósfera común se tiene que αmax = 0.75, por lo que la relación
obtenida anteriormente es válida.
22
Una vez verificada la relación agua/cemento, se establece un asentamiento
deseado para la mezcla. Para ello se emplea la Tabla 4.5, recomendada por
Febres (2006), que tiene los valores usuales para diferentes piezas que
normalmente se ejecutan en concreto.
Tabla 4.5. Valores usuales de asentamiento
ELEMENTO ASENTAMIENTO (cm)
Prefabricados 0-6
Fundaciones ciclópeas 3-8
Pedestales y muros de fundación armados 4-8
Pavimentos 5-8
Losas, vigas, columnas, muros de corte 6-11
Paredes estructurales delgadas 10-18
Concreto transportado por bombeo 6-18
Concreto superplastificado Mayor de 18
Se tomó un valor de asentamiento de 9 cm, pues se desea una mezcla con una
alta trabajabilidad.
Basándose en la relación triangular que relaciona la trabajabilidad con la relación
agua-cemento es posible calcular el contenido de cemento necesario. Esta
relación triangular se expresa en nuestro país con la ecuación 4.2.
𝐶 =117.2 𝑇0.16
∝1.3 (4.2)
donde:
C = Contenido de cemento en kg/m3.
T = Relación de trabajabilidad en cm.
Así,
23
𝐶 =117.2 (9)0.16
0.51.3= 410.15 𝑘𝑔/𝑚3 (4.2)
El valor del contenido de cemento no fue corregido, pues los materiales
considerados para el diseño son los mismos de la mezcla patrón para la cual fue
desarrollado el método. Sin embargo, se verificó si cumple con la dosis mínima,
según las condiciones de servicio, recomendada por la Tabla 4.6, tomada de la
Norma COVENIN 1753-2003.
Tabla 4.6. Dosis mínima de cemento para diversas condiciones de servicio
Condiciones de servicio Dosis de cemento (kg/m3)
En ambientes agresivos, marinos o en
concretos sometidos a desgaste 350
En cualquier otra circunstancia excepto
concretos masivos de represa 270
Considerando que el concreto se encontrara en una atmósfera normal sin sufrir
ningún tipo de desgaste, la dosis establecida supera la mínima de 270 kg/m3.
La relación agua/cemento también puede definirse por la ecuación 4.3 a partir de
la cual se puede definir la cantidad de agua necesaria para la dosis de cemento ya
establecida.
∝=𝐴
𝐶 (4.3)
donde:
A = Contenido de agua.
Así,
∝=𝐴
𝐶 → 𝐴 =∝ 𝐶 = 0.5 ∗ 410.15
𝑘𝑔
𝑚3= 205.08 𝑘𝑔/𝑚3 (4.3)
24
Tomando como base la elaboración de 1000 l de concreto, se tiene la ecuación
4.4, que establece la relación entre todos los componentes de la mezcla.
𝑃𝑐𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜
𝑃. 𝐸. 𝑐𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜+
𝑃𝑎𝑔𝑢𝑎
𝑃. 𝐸. 𝑎𝑔𝑢𝑎+
𝑃𝐴𝐺
𝑃. 𝐸. 𝐴𝐺+
𝑃𝐴𝐹
𝑃. 𝐸. 𝐴𝐹+ 𝑉𝑎𝑖𝑟𝑒 = 1000 (4.4)
en la cual:
Pcemento = peso del concreto para 1 m3 de mezcla.
P.E.cemento = peso específico del cemento.
Pagua = peso del agua para 1 m3 de mezcla.
P.E.agua = peso específico del agua.
PAG = peso del agregado grueso.
P.E.AG = peso específico del agregado grueso.
PAF = peso del agregado fino.
P.E. AF = peso específico del agregado fino.
Vaire = Volumen de aire atrapado en la mezcla, definido por la ecuación 4.5.
𝑉𝑎𝑖𝑟𝑒 =𝐶
𝑇𝑀 (4.5)
donde:
TM = El tamaño máximo de los agregados en milímetros.
C = Contenido de cemento en kg/m3.
Vaire = Volumen de aire atrapado en litros.
Así,
𝑉𝑎𝑖𝑟𝑒 =410.15 𝑘𝑔/𝑚3
25.4 𝑚𝑚= 16.15 𝑙 (4.5)
25
Según Porrero (2009), para los agregados los pesos específicos más usuales
oscilan de 2.5 a 2.7 kg/l. Sin embargo, la poca variabilidad de sus valores permite
en la mayoría de los casos suponer una densidad promedio de 2.65 kg/l, tanto
para agregado fino como grueso, en el caso venezolano.
Según Febres (2006), si no hay información al respecto, para efectos del diseño
de mezclas y considerando que el cemento es soluble en agua, se recomienda
tomar valores entre 3.25 y 3.30 kg/l.
Así,
410.15 𝑘𝑔
3.30 𝑘𝑔/𝑙+
205.08
1 𝑘𝑔/𝑙+
𝑃𝐴𝐺
2.65+
𝑃𝐴𝐹
2.65+ 16.15 = 1000 (4.4)
Según Febres (2006), cuando se preparan mezclas de concreto, se debe buscar
que los agregados que se vayan a utilizar sean proporcionados correctamente. La
relación que debe existir entre la proporción de agregados se conoce como ß y
está definida por la ecuación 4.6.
𝛽 =𝑃𝐴𝐹
𝑃𝐴𝐹 + 𝑃𝐴𝐺 (4.6)
Según Febres (2006), respecto al rango de ß, si se tiene un valor alto se produce
concretos poco propensos a la segregación, apropiados para la colocación por
bombeo, buena colocación en sitios difíciles, pero también consumos mayores de
cemento. Considerando la dificultad que puede presentar el llenado de la columna
y la probabilidad latente de segregación de la mezcla se seleccionó un valor de
ß = 0.52, el cual es un valor alto y que según lo expuesto, se adapta a las
necesidades de la mezcla. Por lo tanto,
26
0.52 =𝑃𝐴𝐹
𝑃𝐴𝐹 + 𝑃𝐴𝐺 (4.6)
Resolviendo el sistema de ecuaciones con dos incógnitas generado por las
ecuaciones 4.4 y 4.6 se obtiene:
PAF = 902.0 kg
PAG = 832.6 kg
Realizando el chequeo de los pesos para 1 m3, tomando en cuenta que 1 m3 pesa
estadísticamente 2400 kg.
Pcemento………………………………………………………………………...410.15 kg
Pagua…………………………………………………………………………….205.08 kg
PAF……………………………………………………………………………….902.05 kg
PAG………………………………………………………………………………...832.6 kg
Total…..………………………………………………………………………….2350.6 kg
Es un peso bastante aproximado al estadístico, así bien el diseño es válido y se
procede a establecer la dosificación para 1 paca de cemento de 42.5 kg y un
control de medición con cuñetes de 18 l.
Para 1 paca de cemento:
410.15 𝑘𝑔
42.5 𝑘𝑔= 9.65 𝑝𝑎𝑐𝑎𝑠
Pcemento (1 paca) = 42.5 kg
Pagua = 205.08 l / 9.65 pacas = 21.24 l
PAF = 902.05 kg / 9.65 pacas = 93.47 kg
PAG = 832.6 kg / 9.65 pacas = 86.30 kg
27
Según Porrero (2009), los valores usuales son: el peso unitario suelto para los
agregados gruesos se encuentra alrededor de los 1400 a 1500 kg/m3 y de 1500 a
1600 kg/m3 para agregados finos. Así la dosificación en volumen para los
agregados será:
PAF = 93.47 kg / 1.55 kg/l = 60.33 l
PAG = 86.30 kg / 1.44 kg/l = 59.50 l
Con esto, ya es posible establecer la dosificación definitiva para 1 paca de
cemento y un control de medición con cuñetes de 18 l.
Pcemento (1 paca) = 42.5 kg.
Pagua = 21.24 l / 18 l = 1.18 cuñetes = 1 ¼ cuñetes.
PAF = 60.33 l / 18 l = 3.35 cuñetes = 3 ½ cuñetes.
PAG = 59.50 l / 18 l = 3.30 cuñetes = 3 ½ cuñetes.
4.2. OBRA: PROYECTO POSADA TURÍSTICA EUROSTATE
4.2.1. Análisis de la disposición estructural y dibujo de pórticos
El proyecto emplazado en la avenida Bolívar, pasos arriba del Parque mirador EL
Cerrito, Santo Domingo, contempla la ampliación de las instalaciones ya
existentes, con una unidad de tres niveles que comprende siete habitaciones con
su respectivo baño, áreas de recepción, servicio, salas de estar, cocina, oficina
para la administración, un depósito y un local comercial.
28
Las disposiciones arquitectónicas plantean el diseño de pórticos de acero que
permitan soportar losas de tabelón para los entrepisos y una cubierta de
machihembrado a nivel de techo.
Revisando la disposición estructural propuesta, se planteó incluir un sistema de
columnas que permitiesen el soporte del nivel intermedio propuesto, el cual por
encontrarse a una altura diferente de las losas nivel uno y dos no contaba con el
elemento de apoyo para sus vigas. A su vez, se añadió una columna y un muro
que permitiese el apoyo de las escaleras principales.
Planteado esto, se desglosaron los diferentes pórticos con la ayuda de las
fachadas, trabajo que requería especial atención por la diversidad de formas y
pendientes establecidas para los techos.
4.2.2. Modelado de la estructura en el programa de análisis estructural
SAP2000
El modelado se realizó en el programa SAP2000, versión 14.2.4, partiendo de los
pórticos ya planteados. En la Figura 4.3 se presenta el modelo desarrollado.
4.2.3. Definición de materiales y análisis de carga
Para los elementos a diseñar en concreto se plantea un concreto con f`c = 210
kg/cm2 y peso específico 2500 kg/m3.
Para los elementos a diseñar en acero se usará acero A500 grado C, para los
perfiles tubulares, con las siguientes características:
Límite de fluencia: 3515 kg/cm2.
Límite a la tracción: 4360 kg/cm2.
29
Figura 4.3. Modelo desarrollado
30
Para los perfiles de tipo IPN, se usará acero A36, cuyas características son:
Límite de fluencia: 2530 kg/cm2.
Límite a la tracción: 4080 kg/cm2.
Análisis de carga:
Los valores para el análisis de carga fueron tomados de la Norma COVENIN 2002-
88: “Criterios y acciones mínimas para el proyecto de edificaciones”.
a) Techo:
Carga permanente:
- Teja + mortero……………………..………………………………....…100 kg/m2
- Manto asfáltico en una sola capa, reforzada interiormente
y con acabado exterior (2 cm)……………………………….…………...…3 kg/m2
- Machihembrado (madera de alta resistencia)
0.02 m * 1100 kg/m3.………………………………………………………...22 kg/m2
Sub Total………………………………………………...………....…..125 kg/m2
- CP = 125 kg/m2 * 0.6 m (ancho tributario) ………….….………..…..75 kg/m(l)
- Tira de madera = 0.03 m * 0.04 m * 1100 kg/m3……………..…...1.32 kg/m(l)
Total……………………………………………………………........... 77 kg/m(l)
donde CP es la carga permanente.
Considerando el caso más desfavorable, se tomó un ancho tributario de 0.6 m,
para evitar que la madera no trabaje como elemento estructural, ya que la misma
podría pandearse, puesto que se desconoce el tipo de madera a colocar.
31
Carga variable:
Vivienda unifamiliar (posada) - techo: p ˃ 15% = 50 kg/m2.
CV = 50 kg/m2 * 0.60 m = 30 kg/m(l)
donde CV es la carga variable.
b) Entrepiso:
Carga permanente:
- Loseta: 0.08 m x 2400 kg/m3……………………………...…...…..…192 kg/m2
- Tabelón (8x20x60) (Alfarería Alfatuy, C.A.)… ……..…………...........54 kg/m2
- Granito artificial con un espesor total de 5 cm………………………100 kg/m2
- Friso de cemento y cal (2 cm)…….……………………………….....…38 kg/m2
- Tabiquería………………………………………………………………..300 kg/m2
Total……………………………………………………………………..684 kg/m2
CP = 684 kg/m2 * 0.60 m = 410.4 kg/ml
Carga variable:
Vivienda multifamiliar- posada (habitaciones-pasillos internos):………….175 kg/m2
CV = 175 kg/m2 * 0.60 m = 105 kg/ml
32
c) Escaleras:
Carga permanente:
- Granito artificial con un espesor total de 0.025 m…………………....50 kg/m2
- Losa = 0.05 m * 2400 kg/m3…...………………………...…………….120 kg/m2
- Friso de cemento y cal (2 cm)…………………………………………..38 kg/m2
- Pasamanos…………………………………………………………….....30 kg/m2
Total……………………………………………………………………..238 kg/m2
CP = 238 kg/m2 * 0.50 m = 119 kg/ml
Carga variable:
Vivienda multifamiliar-posada (escalera):…………………………………..300 kg/m2
CV = 300 kg/m2 * 0.50 m = 150 kg/ml
d) Jardineras:
Carga permanente:
- Loseta: 0.08 m x 2400 kg/m3……………………………...…...…..….192 kg/m2
- Tabelón (8x20x60) (Alfarería Alfatuy, C.A.)… ……..…………...........54 kg/m2
- Tabiquería………………………………………………………………..164 kg/m2
- Peso tierra mojada 0.30m * 2000 kg/m3..........................................600 kg/m2
Total……………………………...…………………………………….1010 kg/m2
CP = 1010 kg/m2 * 0.60 m = 606 kg/ml
33
Carga variable:
Vivienda multifamiliar-habitaciones:…………………………………………175 kg/m2
CV = 175 kg/m2 * 0.60 m = 105 kg/ml
4.2.4. Predimensionado de la estructura
El cálculo de la estructura de acero se realizará por medio del método de factores
de carga y resistencia (LRFD). A partir de éste y de consideraciones técnicas
como, por ejemplo, la instalación de una losa de tabelón, es posible establecer
perfiles que permitan establecer una estructura preliminar.
El predimensionado de vigas y correas se realizará considerando estos elementos
como simplemente apoyados. Según Scheuren (2011), el momento máximo que se
produce en una viga simplemente apoyada y con una carga distribuida viene dado
por la ecuación 4.7, que se presenta a continuación:
𝑀 =𝑊𝐿2
8 (4.7)
donde:
M = momento máximo en una viga simplemente apoyada.
W = carga distribuida aplicada en la viga.
L = luz libre entre apoyos.
Para determinar la carga distribuida aplicada sobre la viga se usó la ecuación 4.8:
𝑊 = 𝐶𝑉 + 𝐶𝑃 𝐴𝑡 (4.8)
34
en la cual:
W = carga distribuida aplicada en la viga.
CV = carga variable aplicada (expresada por metro cuadrados).
CP = carga permanente aplicada (expresada por metro cuadrados).
At = ancho tributario.
Según Sarmiento (2001), la relación entre el momento y el esfuerzo máximo de
flexión a tracción o compresión, en una sección transversal, para un estado de
fluencia inicial, viene dado por la ecuación 4.9. A partir de esta ecuación, se obtiene
el módulo de sección que permite encontrar el perfil que satisface las necesidades
requeridas:
𝑀 = 𝑆𝑥 𝑓𝑏 (4.9)
siendo:
M = momento máximo en una viga simplemente apoyada.
Sx = módulo de sección.
fb = esfuerzo de fluencia multiplicado por un factor de seguridad (0.6 para vigas).
El predimensionado de columnas se realiza calculando el área tributaria más
grande, que aplica sobre una de ellas, con la ecuación 4.10:
𝐴𝑡 = 𝐿𝑥 𝐿𝑦 (4.10)
donde:
At = área tributaria del nivel.
Lx = longitud total en el eje x.
Ly = longitud total en el eje y.
Para determinar la carga axial por nivel se usó la ecuación 4.11:
35
𝑃𝑖 = 𝐴𝑡𝑖 𝐶𝑉 + 𝐶𝑃 (4.11)
en la cual:
Pi = Carga axial en el nivel i.
At = área tributaria del nivel i.
CV = carga variable aplicada (expresada por metro cuadrados).
CP = carga permanente aplicada (expresada por metro cuadrados).
La carga axial total se determinó a partir de la ecuación 4.12:
𝑃𝑡 = 𝑃𝑖 (4.12)
𝑛
𝑖=𝑜
siendo:
Pt = carga axial total.
Pi = Carga axial en el nivel i.
Según Sarmiento (2001), la relación entre la carga y el área del perfil sometido a
compresión debe estar dentro del rango elástico. Esto se expresa en la ecuación
4.13, a partir de la cual se puede obtener el área necesaria para seleccionar un
perfil.
𝑓𝑏 =𝑃𝑡
𝐴 (4.13)
donde:
fb = esfuerzo de fluencia multiplicado por un factor de seguridad (0.2 para
columnas).
A = área del perfil.
Pt = carga axial total.
36
a) Correas de entrepiso:
Cálculo de la carga distribuida aplicada en la correa:
W = (684 kg/m2 + 175 kg/m2) * 0.6 m = 859 kg/m2 * 0.6 m = 515.4 kg/m (4.8)
Cálculo del momento máximo en una viga simplemente apoyada:
𝑀 =𝑊𝐿2
8=
515.4 𝑘𝑔/𝑚 ∗ (4.27 𝑚)2
8= 1175 𝑘𝑔. 𝑚 (4.7)
Cálculo del módulo de sección:
𝑓𝑏 =𝑀
𝑆𝑥→ 𝑆𝑥 =
𝑀
𝑓𝑏=
117500 𝑘𝑔. 𝑐𝑚
0.6 ∗ 2530 kg/cm2= 77 𝑐𝑚3 (4.9)
A partir del cálculo, se toma un perfil IPN 140 (Sx = 81.9 cm3).
b) Correas de techo:
Cálculo de la carga distribuida aplicada en la correa:
W = (129 kg/m2 + 175 kg/m2) * 0.6 m = 304 kg/m2 * 0.6 m = 182.4 kg/m (4.8)
Cálculo del momento máximo en una viga simplemente apoyada:
𝑀 =𝑊𝐿2
8=
182.4 𝑘𝑔/𝑚 (4.27 𝑚)2
8= 416 𝑘𝑔. 𝑚 (4.7)
37
Cálculo del módulo de sección:
𝑓𝑏 =𝑀
𝑆𝑥→ 𝑆𝑥 =
𝑀
𝑓𝑏=
41600 𝑘𝑔. 𝑐𝑚
0.6 ∗ 3515 kg/cm2= 20 𝑐𝑚3 (4.9)
Por lo tanto, se toma un perfil ECO 120x60 (Sx = 26.6 cm3).
c) Vigas de entrepiso:
Cálculo de la carga distribuida aplicada en la viga:
W = (684 kg/m2 + 175 kg/m2) * 2.80 m = 859 kg/m2 * 2.80 m = 2405.2 kg/m (4.8)
Cálculo del momento máximo en una viga simplemente apoyada:
𝑀 =𝑊𝐿2
8=
2405.2 𝑘𝑔/𝑚 (4.95 𝑚)2
8= 7367 𝑘𝑔. 𝑚 (4.7)
Cálculo del módulo de sección:
𝑓𝑏 =𝑀
𝑆𝑥→ 𝑆𝑥 =
𝑀
𝑓𝑏=
736700 𝑘𝑔. 𝑐𝑚
0.6 ∗ 3515 kg/cm2= 349 𝑐𝑚3 (4.9)
A partir del cálculo, se toma un perfil ECO 300x100 (Sx = 357 cm3).
d) Vigas de carga-techo:
Cálculo de la carga distribuida aplicada en la viga:
W = (129 kg/m2 + 175 kg/m2) * 2.80 m = 304 kg/m2 * 2.80 m = 851.2 kg/m (4.8)
38
Cálculo del momento máximo en una viga simplemente apoyada:
𝑀 =𝑊𝐿2
8=
851.2 𝑘𝑔/𝑚 (4.95 𝑚)2
8= 2607 𝑘𝑔. 𝑚 (4.7)
Cálculo del módulo de sección:
𝑓𝑏 =𝑀
𝑆𝑥→ 𝑆𝑥 =
𝑀
𝑓𝑏=
260700 𝑘𝑔. 𝑐𝑚
0.6 ∗ 3515 kg/cm2= 124 𝑐𝑚3 (4.9)
Por lo tanto, se propone un perfil ECO 220x90 (Sx = 142 cm3).
e) Vigas de escalera:
Cálculo de la carga distribuida aplicada en la viga:
W = (238 kg/m2 + 300 kg/m2) * 0.5m = 538 kg/m2 * 0.5m = 269 kg/m (4.8)
Cálculo del momento máximo en una viga simplemente apoyada:
𝑀 =𝑊𝐿2
8=
269 𝑘𝑔/𝑚 (3.05 𝑚)2
8= 313 𝑘𝑔. 𝑚 (4.7)
Cálculo del módulo de sección:
𝑓𝑏 =𝑀
𝑆𝑥→ 𝑆𝑥 =
𝑀
𝑓𝑏=
31300 𝑘𝑔. 𝑐𝑚
0.6 ∗ 3515 kg/cm2= 14 𝑐𝑚3 (4.9)
Por lo tanto, se propone un perfil ECO 100x40 (Sx = 14 cm3).
39
f) Columnas:
Cálculo del área tributaria:
At = Lx . Ly = (2 + 2.48) m * (2.14 + 0.66) m = 4.48 m * 2.80 m = 12.54 m2 (4.10)
Cálculo de la carga axial por nivel:
- Entrepiso:
P = 12.54 m2 (684 kg/m2 + 175 kg/m2) = 12.54 m2 * 859 kg/m2 = 10772 kg (4.11)
- Techo:
P = 12.54 m2 (129 kg/m2 + 175 kg/m2) = 12.54m2 * 304 kg/m2 = 3813 kg (4.11)
Cálculo de la carga axial total:
Pt = 2 * 10772 kg + 3813 kg = 25357 kg (4.12)
Cálculo del área necesaria para soportar solicitud:
𝑓𝑏 =𝑃𝑡
𝐴→ 𝐴 =
𝑃𝑡
𝑓𝑏=
25357 𝑘𝑔
0.2 ∗ 3515 𝑘𝑔/𝑐𝑚2= 36 𝑐𝑚2 (4.13)
Considerando el cálculo, se propone un perfil ECO 175x175 (36 cm2).
Todos estos resultados se asignaron al modelo construido en SAP 2000.
40
4.2.5. Análisis sísmico
Para el análisis sísmico se tomaron en cuenta todos los requerimientos y
recomendaciones establecidos en la Norma COVENIN para edificaciones
sismorresistentes vigente en el país.
El análisis estructural realizado fue dinámico modal espectral y como soporte para
la elaboración del espectro se empleó el programa: Spectrum Free. Como
parámetros sísmicos se definieron:
a) Zona sísmica:
La estructura que se está diseñando se construirá en la población de Santo
Domingo, Municipio Cardenal Quintero en el Estado Mérida, la cual corresponde a
una zona sísmica 5, peligro sísmico elevado y una aceleración de diseño de suelo
(Ao) de 0.3 g.
b) Tipo de suelo:
Dado que no se contó con un estudio de suelos, se empleó la Tabla 5.1 de la
Norma Venezolana para edificaciones sismorresistentes. Se consideró un suelo de
mala calidad: suelo blando/suelto y para la profundidad (H) a la cual se consigue
material cuya velocidad de onda de corte (Vs) es mayor de 500 m/s se tomó menor
de 15 m. A partir de esta información se obtuvo un suelo de forma espectral S2 y
un factor de corrección del coeficiente de aceleración horizontal (φ) igual a 0.90.
c) Tipo de uso:
Se considera la estructura de tipo B2 por ser una edificación de uso público de baja
ocupación y que servirá principalmente como hotel. Con ello se obtuvo un factor de
importancia (α) igual a 1.
41
d) Nivel de diseño:
El nivel de diseño será de 3, que corresponde a una estructura de tipo B2 y
emplazada en zona sísmica 5. El nivel de diseño 3 requiere la aplicación de todos
los requisitos establecidos en la norma sismorresistente.
e) Tipo de estructura:
Tipificada como estructura tipo I (aporticada), la estructura es capaz de resistir la
totalidad de las acciones sísmicas mediante las deformaciones de sus vigas y
columnas. Esto, junto a un nivel de diseño de 3, genera un factor de respuesta (R)
de 6.
A partir de toda esta información fue posible generar un espectro de diseño, el cual
se presenta en la Figura 4.4.
Figura 4.4. Resumen de los parámetros sísmicos y grafico del espectro de diseño
asignado al modelo construido en SAP2000
42
Luego de haber realizado el análisis sísmico y generar una estructura segura,
capaz de resistir las solicitudes establecidas, se deben realizar los respectivos
chequeos de fuerzas y desplazamientos que den garantía de lo diseñado. Los
resultados de los pórticos se pueden revisar en los anexos dispuestos en este
trabajo.
4.2.6. Chequeo del corte basal
La Tabla 4.7 muestra el resumen del cálculo del peso del edificio, incluyendo el 25
% de la carga variable que estipula la norma que debe considerarse para una
estructura de este tipo.
Tabla 4.7. Peso del edificio
ELEMENTO PESO (kg)
Losa de techo 39480
Losas de entrepiso 232258
Columnas 5429
Vigas 5149
Escaleras 555
Muro 507
Total 283378
A continuación se realiza el cálculo del corte basal según las consideraciones del
método estático equivalente, tomando la ecuación de la norma para edificaciones
sismorresistentes, dada por:
Vo = μ Ad W (4.14)
en la cual:
Vo = Corte Basal
Ad = Ordenada del espectro de diseño definida según el capítulo 7.2 de la norma
para edificaciones sismorresistentes
W = Peso del edificio incluyendo el 25% de la carga viva
43
μ = El mayor de los valores obtenidos de las ecuaciones 4.15 y 4.16,
𝜇 = 1.4𝑁 + 9
2𝑁 + 12 (4.15)
𝜇 = 0,80 +1
20 𝑇
𝑇∗− 1 (4.16)
donde:
N = Número de pisos
T = Periodo fundamental de la estructura
T* = Periodo dado según el tipo de suelo
A partir de la ecuación 4.17 se puede obtener el periodo fundamental de la
estructura en base a relaciones empíricas.
Ta = Ct hn0.75 (4.17)
donde:
Ta = Periodo fundamental de la edificación estimado en base a relaciones
empíricas, en segundos
Ct = 0.08 para edificios de acero
hn = Altura del edificio, en metros
Así,
Ta = 0.08*10.800.75 = 0.476 seg (4.17)
El periodo fundamental que define el corte, que la norma exige comparar, estará
definido por la ecuación 4.18.
T = 1.6 Ta (4.18)
Así,
T = 1.6 (0.476) = 0.762 seg (4.18)
Con este periodo se busca la ordenada correspondiente de Ad en el espectro de
diseño generado. Se obtuvo que Ad = 0.10776.
44
Cálculo de μ:
𝜇 = 1.44 + 9
(2 ∗ 4) + 12= 0,910 (4.15)
𝜇 = 0,80 +1
20 0,762
0,7− 1 = 0,804 (4.16)
Se toma μ = 0.910 por ser el mayor valor obtenido.
Cálculo del corte basal a través de la ecuación 4.14:
Vo = 0.910*0.10776*283378 = 27788.5 kg (4.14)
En la Figura 4.5 se pueden apreciar los valores de corte basal que arroja el
programa y que son superiores al obtenido en el cálculo anterior, por lo que el corte
basal se verifica y el modelo es válido.
Figura 4.5. Corte basal generado por el análisis del programa SAP2000
4.2.7. Control de derivas
Considerando que la edificación es del grupo B2 y que puede sufrir daños por
deformaciones excesivas, el valor máximo de las derivas calculadas según el
capítulo 10 “Control de los desplazamientos” de la Norma COVENIN para
edificaciones sismorresistentes es 0.018 o 1.8%. En dicho capítulo está definida la
45
ecuación que permite calcular los desplazamientos totales de un determinado nivel,
dada por:
∆𝑖 = 0.8 𝑅 ∆𝑒𝑖 (4.19)
en la cual:
Δi = Desplazamiento lateral total del nivel i
R = Factor de reducción
Δei = Desplazamiento lateral del nivel i calculado para las fuerzas de diseño
El valor Δei se obtiene del programa a partir del grafico de la estructura deformada
que genera el sismo en la dirección que se desea analizar.
El valor de la deriva se obtiene a partir de la diferencia de los desplazamientos
laterales obtenidos entre dos niveles consecutivos. Esto está expresado en la
ecuación 4.20:
𝛿 = ∆𝑖 − ∆𝑖−1 (4.20)
donde:
δ = Deriva
La verificación del cumplimento del valor límite de desplazamientos, se realiza a
partir de la ecuación 4.21.
𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 ≥𝛿
𝑖 − 𝑖−1 4.21
en la cual:
𝑖 − 𝑖−1 = Separación entre dos niveles consecutivos.
Las derivas fueron chequeadas en los pórticos más alejados del centro de rigideces
y en aquéllos en los que por la configuración de la estructura se generaba mayor
torsión. A continuación se presentan las Tablas 4.8 y 4.9 que muestran el chequeo
de las derivas en los pórticos en sentido X e Y, respectivamente. En dichas tablas
se puede constatar que las derivas máximas generadas en la estructura son
menores a las máximas permitidas.
46
Tabla 4.8. Control de derivas en los pórticos en sentido X
Pórtico 1 h (m) Δe (m) Δ (m) Δ (m) δ/(hi – hi-1) Límite Observación
T 10.50 0.0157 0.07536 0.02016 0.005
0.018
Cumple
N2 6.25 0.0115 0.05520 0.01824 0.007 Cumple
N1 3.50 0.0077 0.03696 0.03696 0.011 Cumple
Pórtico 3
T 10.50 0.0147 0.07056 0.01680 0.004
0.018
Cumple
N2 6.25 0.0112 0.05376 0.01872 0.007 Cumple
N1 3.50 0.0073 0.03504 0.03504 0.010 Cumple
Ni 2.20 0.0048 0.02304 0.02304 0.010 Cumple
Pórtico 4
T 10.50 0.0146 0.07008 0.01776 0.004
0.018
Cumple
N2 6.25 0.0109 0.05232 0.01872 0.007 Cumple
N1 3.50 0.0070 0.03360 0.01440 0.011 Cumple
Ni 2.20 0.0040 0.01920 0.01920 0.009 Cumple
Tabla 4.9. Control de derivas en los pórticos en sentido Y
Pórtico A h (m) Δe (m) Δ (m) Δ (m) δ/(hi – hi-1) Límite Observación
T 10.50 0.0088 0.04224 0.01344 0.003
0.018
Cumple
N2 6.35 0.0060 0.02880 0.01392 0.005 Cumple
N1 3.60 0.0031 0.01488 0.01488 0.004 Cumple
Pórtico B
T 10.50 0.009 0.04320 0.01392 0.003
0.018
Cumple
N2 6.35 0.0061 0.02928 0.01440 0.005 Cumple
N1 3.60 0.0031 0.01488 0.01488 0.004 Cumple
Pórtico E
T 10.50 0.0065 0.03120 0.00816 0.002
0.018
Cumple
N2 6.35 0.0048 0.02304 0.00816 0.003 Cumple
N1 3.60 0.0031 0.01488 0.01488 0.004 Cumple
Pórtico G
T 10.50 0.0069 0.03312 0.01248 0.003
0.018
Cumple
N2 6.35 0.0043 0.02064 0.00576 0.002 Cumple
N1 3.60 0.0031 0.01488 0.01200 0.009 Cumple
Ni 2.20 0.0006 0.00288 0.00288 0.001 Cumple
47
4.2.8. Cálculo de fundaciones
El sistema de fundaciones adoptado fue el de fundaciones directas superficiales,
zapatas aisladas fundadas a una cota de asiento mínima de 1.5 m por debajo de la
superficie del suelo conformada del terreno. Dado que no se contó con un estudio
de suelo se asumió una resistencia admisible del suelo para diseño de fundaciones
de 1.5 kg/cm2.
El diseño de las fundaciones se realizó por el método de los esfuerzos últimos y se
emplearon las cargas de servicio, por lo que fue necesario generar nuevos casos
de cargas al programa que permitiera evaluar estos escenarios. Estos nuevos
casos de carga se visualizan en las ecuaciones 4.22, 4.23, 4.24 y 4.25.
𝐶𝑃 + 𝐶𝑉 +𝑆𝑥
1.6 (4.22)
𝐶𝑃 + 𝐶𝑉 −𝑆𝑥
1.6 (4.23)
𝐶𝑃 + 𝐶𝑉 +𝑆𝑦
1.6 (4.24)
𝐶𝑃 + 𝐶𝑉 −𝑆𝑦
1.6 (4.25)
en las cuales:
Sx = Sismo en la dirección X.
Sy = Sismo en la dirección Y.
Se evaluó para cada nuevo caso de carga cuáles eran las reacciones más
desfavorables. Las zapatas fueron separadas en grupos dependiendo de su
ubicación en planta: centrales, excéntricas y esquineras. Las máximas
solicitaciones obtenidas en los empotramientos del modelo se pueden observar en
la Tabla 4.10.
48
Tabla 4.10. Reacciones de diseño para cada tipo de zapata
Centrales Caso 4.22 Caso 4.23 Caso 4.24 Caso 4.25
P (kg) 18388 18381 17775 17734
Mx (kgm) 289 108 425 -408
My (kgm) -496 -673 -332 -304
Excéntricas
P (kg) 26471 26612 19928 19975
Mx (kgm) 283 282 434 421
My (kgm) -541 -511 -222 -210
Esquineras
P (kg) 10527 10584 21298 21272
Mx (kgm) 130 129 252 -212
My (kgm) -602 -606 -452 -412
Para el diseño de las fundaciones se hizo uso del software IP3-fundaciones, el cual
permite el cálculo de las mismas de forma rápida y efectiva. El factor de carga
última se puede obtener por medio de la ecuación 4.26 que se muestra a
continuación.
𝐹𝐶 =1.2 𝐶𝑃 + 1.6 𝐶𝑉
𝐶𝑃 + 𝐶𝑉 (4.26)
en la cual:
FC = Factor de carga última.
Considerando que hay varios valores para carga permanente y variable, se
determinó un promedio aritmético de las mismas para ser usado en el cálculo del
factor de carga última. En la Tabla 4.11 se observan los valores de las cargas y el
promedio obtenido de las mismas.
49
Tabla 4.11. Resumen de cargas y promedio
CP (kg/m2) CV (kg/m2)
Entrepiso 684 175
Escalera 238 300
Techo 129 50
Jardineras 1010 175
Promedio 515.3 175
Así,
𝐹𝐶 =1.2 ∗ 515.3 + 1.6 ∗ 175
515.3 + 175= 1.30 (4.26)
Completado el diseño se muestran en las Figuras 4.6, 4.7 y 4.8 las dimensiones y
el acero de refuerzo obtenidos para cada tipo de zapata.
Figura 4.6. Resultados del cálculo para una zapata tipo centrada
50
Figura 4.7. Resultados del cálculo para una zapata tipo esquinera
Figura 4.8. Resultados del cálculo para una zapata tipo excéntrica
51
4.3. OBRA: PROYECTO VIVIENDA UNIFAMILIAR AISLADA LA FALTIQUERA
4.3.1 Descripción del proyecto y análisis estructural
El proyecto emplazado en el sector La Faltiquera, parroquia Santo Domingo,
contempla la construcción de una vivienda unifamiliar de dos niveles e incluye: tres
habitaciones, tres baños, área de servicio, espacio de sala-cocina-comedor y un
depósito.
Las disposiciones arquitectónicas plantean el diseño de pórticos de acero que
permitan soportar una cubierta de machihembrado a nivel de techo y una losa de
entrepiso aún por definir. Por ello, se pidió el predimensionado de las correas
considerando realizar una losa de tabelón con perfiles: IPN, ECO T o doble
angulares de alas iguales, o realizar una losa con encofrado colaborante con
perfiles tubulares ECO.
Se realizó el análisis para el armado de las correas, el cual arrojó que deberán
disponerse en sentido Y, donde la máxima luz libre a la cual estarán sujetas será
de 3 m.
4.3.2 Definición de los materiales y análisis de carga
Para los elementos a diseñar en acero se usará acero A500 grado C, para los
perfiles tubulares y perfil ECO T, con las siguientes características:
Límite de fluencia: 3515 kg/cm2.
Límite a la tracción: 4360 kg/cm2.
52
Para los perfiles de tipo IPN y perfiles angulares, se usará acero A36, cuyas
características son:
Límite de fluencia: 2530 kg/cm2.
Límite a la tracción: 4080 kg/cm2.
Análisis de carga:
Los valores para el análisis de carga fueron tomados de la Norma COVENIN 2002-
88: “Criterios y acciones mínimas para el proyecto de edificaciones”. Para el peso
de la tabiquería se redujo un tercio de lo recomendado por la norma, pues al revisar
la disposición de la tabiquería en la losa, la gran mayoría se encontraba
directamente sobre vigas.
a) Losa de tabelón:
Carga permanente:
- Loseta: 0.08 m x 2400 kg/m3……………………………...…...…..…192 kg/m2
- Tabelón (6x20x60) (Alfarería Alfatuy, C.A.)… ……..…………...........35 kg/m2
- Granito artificial con un espesor total de 5 cm………………………100 kg/m2
- Friso de cemento y cal (2 cm)…….……………………………….....…38 kg/m2
- Tabiquería………………………………………………………………..100 kg/m2
Total……………………………………………………………………..465 kg/m2
CP = 465 kg/m2 * 0.60 m = 279 kg/ml
53
Carga variable:
Vivienda unifamiliar…………………………………………………………….175 kg/m2
CV = 175 kg/m2 * 0.60 m = 105 kg/ml
b) Losa de encofrado colaborante:
Carga permanente:
- Loseta: 0.08 m x 2400 kg/m3……………………………...…...…..…192 kg/m2
- Lámina de losacero calibre 22………………...……..…………............8 kg/m2
- Granito artificial con un espesor total de 5 cm………………………100 kg/m2
- Friso de cemento y cal (2 cm)…….……………………………….....…38 kg/m2
- Tabiquería………………………………………………………………..100 kg/m2
Total……………………………………………….……………………..438 kg/m2
CP = 438 kg/m2 * 1.5 m = 657 kg/ml
Carga variable:
Vivienda unifamiliar…………………………………………………………….175 kg/m2
CV = 175 kg/m2 * 1.5 m = 262.5 kg/ml
54
4.3.3 Predimensionado de correas de entrepiso
a) Losa de tabelón:
Cálculo de la carga distribuida aplicada en la correa:
W = (465 kg/m2 + 175 kg/m2) * 0.6 m = 640 kg/m2 * 0.6 m = 384 kg/m (4.8)
Cálculo del momento máximo en una viga simplemente apoyada:
𝑀 =𝑊𝐿2
8=
384 𝑘𝑔/𝑚 ∗ (3 𝑚)2
8= 432 𝑘𝑔. 𝑚 (4.7)
Cálculo del módulo de sección para perfil IPN y doble angular:
𝑓𝑏 =𝑀
𝑆𝑥→ 𝑆𝑥 =
𝑀
𝑓𝑏=
43200 𝑘𝑔. 𝑐𝑚
0.6 ∗ 2530 kg/cm2= 28.5 𝑐𝑚3 (4.9)
A partir del cálculo, se toma:
- Perfil IPN 100 (Sx = 34.2 cm3).
- Perfil doble de alas iguales 100x8x100 (Sx = 39.9 cm3).
Cálculo del módulo de sección para perfil ECO T:
𝑓𝑏 =𝑀
𝑆𝑥→ 𝑆𝑥 =
𝑀
𝑓𝑏=
43200 𝑘𝑔. 𝑐𝑚
0.6 ∗ 3515 kg/cm2= 20.5 𝑐𝑚3 (4.9)
A partir del cálculo se tiene que el perfil ECO T 100, por sí solo, no chequea, pero
considerando la sección mixta que resulta del perfil junto a la losa, se genera un Sx
= 30.9 cm3, el cual es aceptable.
55
b) Losa de encofrado colaborante:
Cálculo de la carga distribuida aplicada en la correa:
W = (438 kg/m2 + 175 kg/m2) * 0.6 m = 613 kg/m2 * 1.5 m = 919.5 kg/m (4.8)
Cálculo del momento máximo en una viga simplemente apoyada:
𝑀 =𝑊𝐿2
8=
919.5 𝑘𝑔/𝑚 ∗ (3 𝑚)2
8= 1034.4 𝑘𝑔. 𝑚 (4.7)
Cálculo del módulo de sección:
𝑓𝑏 =𝑀
𝑆𝑥→ 𝑆𝑥 =
𝑀
𝑓𝑏=
103440 𝑘𝑔. 𝑐𝑚
0.6 ∗ 3515 kg/cm2= 49.0 𝑐𝑚3 (4.9)
A partir del cálculo, se toma un perfil ECO 160 (Sx = 56.2 cm3).
4.4. OBRA: CONSTRUCCIÓN DE CAFETÍN DEL COMPLEJO DEPORTIVO
“COMANDANTE HUGO CHÁVEZ”
4.4.1. Descripción de la obra
La obra corresponde a la modernización del complejo deportivo “Comandante Hugo
Chávez” ubicado en el Sector el Bisum de Santo Domingo. La obra contempla la
construcción del cafetín con todas las áreas que para su funcionamiento requiere:
cocina, depósito, área de servicio y baño. Como anexo llevará un nivel superior,
cuyo uso será el depósito para material deportivo que requieran los entrenadores y
demás usuarios del complejo.
56
Se adoptó un sistema de fundaciones aisladas de concreto dispuestas a 1.5 m de
profundidad. El proyecto plantea la construcción de pórticos de acero con perfiles
ECO de sección cuadrada para las columnas y perfiles ECO de sección rectangular
para las vigas y correas. Se dispuso de una losa de tipo losacero para el nivel de
entrepiso y de machihembrado y teja para la cubierta de techo.
4.4.2. Cómputos métricos de estructura de acero
Se solicitó la realización de los cómputos de toda la estructura de acero y con ellos
la lista de compra de los materiales requeridos. A continuación, se presenta la
Tabla 4.12 que muestra el resumen de los cómputos métricos y cuyo resultado está
expresado en kg, pues es la unidad de medida que establecen las partidas.
Posteriormente, se muestra la Tabla 4.13, la cual es el resumen de la lista de
compra necesaria para todo el material correspondiente a la estructura de acero.
Tabla 4.12. Cómputos métricos para la estructura de acero
CANTIDAD ELEMENTO ɣ (kg/m) H (m) W (kg) Wtotal (kg)
2.0 Columna ECO
120x120 14.1 5.3 149.9
410.6 2.0 Columna ECO
120x120 14.1 6.1 173.1
2.0 Columna ECO
120x120 14.1 3.1 87.7
2.0 Viga de carga ECO
180x65 14.5 4.6 134.1 134.1
1.0 Viga de carga ECO
220x90 20.7 4.6 96.1 96.1
2.0 Viga de carga ECO
140x60 8.9 5.2 93.2 93.2
2.0 Viga de amarre ECO
120x60 6.7 6.4 85.8
300.2
5.0 Correa ECO 120x60 6.7 6.4 214.4
2.0 Viga de amarre ECO
80x40 3.9 4.2 32.7
196.5
10.0 Correa ECO 80x40 3.9 4.2 163.8
57
donde:
ɣ = peso del perfil por unidad de longitud.
H = longitud del perfil.
W = peso del perfil.
Tabla 4.13. Lista de compra para la estructura de acero
ELEMENTO Nº de tubos de 12 m
ECO 120x120 3
ECO 180x65 1
ECO 220x90 1
ECO 140x60 1
ECO 120x60 6
ECO 80x40 6
4.5. OBRA: PROYECTO VIVIENDA UNIFAMILIAR SÁNCHEZ
4.5.1 Descripción del proyecto y análisis estructural
El proyecto se encuentra emplazado en la urbanización Antonio José de Sucre, de
Santo Domingo, municipio Cardenal Quintero del estado Mérida y obedece a un
cliente de carácter privado.
Contempla la construcción de una vivienda de tres niveles, dentro de la cual habrá
hasta once puestos de estacionamiento, depósito de importantes dimensiones para
material agrícola, lavandería, salón de fiestas con todas las áreas para su uso, área
de sala-cocina-comedor, sala de juegos, cuatro habitaciones con sus respectivos
baños y un estudio.
58
Aunado a todo lo anterior, contará con una terraza recreacional, la cual por la
disposición estructural se adoptó diseñarla como un módulo separado de la
estructura principal.
Se planteó un sistema de fundaciones aisladas de concreto con una cota de
fundación de 1.5 m. La estructura se planteó con pórticos de acero, con perfiles de
tipo ECO cuadrados para las columnas y rectangulares para las vigas.
La losa se propuso de losacero o similar. La losa del primer y segundo nivel
contempla toda el área de construcción, mientras que la del último nivel contempla
un pequeño paño en donde irá el estudio. Para la cubierta de techo, se planteó una
cubierta de machihembrado y teja.
4.5.2. Elaboración de listas para la compra de material de la estructura
El cliente solicitó la lista para la compra de materiales de toda la infraestructura y la
superestructura para él ir comprando parte del material y tener una idea de los
posibles costos que conllevará la construcción del proyecto.
Dicha lista se elaboró con el criterio de generar la menor cantidad de desperdicios
posible en los materiales de acero, mientras que se realizó un incremento de 10 %
en los volúmenes de concreto.
A continuación se presentan las Tablas 4.14 y 4.15 con las cantidades para la
compra de los materiales con los que se debe contar para la construcción de los
distintos elementos estructurales.
59
Tabla 4.14. Lista de compras para la infraestructura
PIEZA CANT. TIPO/UNIDAD
Cabillas de 1/2`` para zapatas 73 12 m
Cabillas de 1/2`` para pedestal 46 12 m
Cabillas de 3/8`` para pedestal 52 12 m
Cabillas de 1/2`` para viga de riostra 71 12 m
Cabillas de 3/8`` para viga de riostra 125 12 m
Concreto f´c = 210 kg/cm2 para zapatas, pedestal y vigas de riostra
34.31 m3
Tabla 4.15. Lista de compras para la superestructura
PIEZA CANT. TIPO/UNIDAD
Columnas 120x120 4 12 m
Columnas 155x155 22 12 m
Lámina de losacero para losa h = 2.4 m 3 6.10x0.8 m calibre 22
Lámina de losacero para losa h = 3.4 m 40 6.10x0.8 m calibre 22
Lámina de losacero para losa h = 6.02 m 47 6.10x0.8 m calibre 22
Lámina de losacero para losa h = 8.32 m 6 6.10x0.8 m calibre 22
Lámina de losacero para losa terraza 15 6.10x0.8 m calibre 22
Concreto 210 para losa h = 2.4 m 1.1 m3
Concreto 210 para losa h = 3.4 m 16.16 m3
Concreto 210 para losa h = 6.02 m 15.11 m3
60
Tabla 4.15. Lista de compras para la superestructura (continuación)
Concreto 210 para losa h = 8.32 m 1.89 m3
Concreto 210 para losa terraza 5.85 m3
Área de losa de machihembrado 290.76 m2
Vigas eco 100x40 11 12 m
Vigas eco 120x60 85 12 m
Vigas eco 140x60 27 12 m
Vigas eco 160x65 1 12 m
1 6 m
Vigas eco 200x70 2 12 m
Vigas eco 220x90 7 12 m
Vigas eco 260x90 7 12 m
1 6 m
Placa base anexo (80 mm) 13 0.20x0.20 m
Placa base edf. ppal. (140 mm) 26 0.20x0.20 m
Pernos para placa base de anexo 40 0.3 m
Área de placa para conexión de anexo (120 mm)
2.02 m2
Área de placa para conexión edf ppal. (120 mm)
11.52 m2
61
CAPÍTULO 5
ACTIVIDADES DESARROLLADAS EN CAMPO
5.1. OBRA: CENTRO INTEGRAL DE SEGURIDAD Y JUSTICIA, SANTO
DOMINGO, ESTADO MÉRIDA
5.1.1. Reconocimiento del avance de la obra, actividades en ejecución
y conocimiento del personal
Al momento de llegada a la obra se pudo observar el avance casi total a nivel de
fundaciones-pedestales, donde solo quedaban por ejecutar las zapatas
correspondientes al área que rodea la escalera principal.
Habían sido vaciadas la mitad de las vigas de riostra, pues no se contaba con la
disponibilidad a nivel de encofrado ni de equipo para realizar un solo vaciado.
Según la información dada, para dicho vaciado se empleó un aditivo acelerante
(Sikaset) que permite, según lo expuesto en su ficha técnica:
- Obtener concreto con altas resistencias a temprana edad.
- Acelerar los fraguados inicial y final del concreto.
- Colocar concreto en clima frío.
- Desencofrar rápidamente un elemento o estructura.
- Dar rápido uso a una estructura.
En la obra se encontraba una cuadrilla de herrería encargada de la instalación de
las placas bases en nodos faltantes y del corte e instalación de perfiles para las
columnas y las vigas. También se encontraba una cuadrilla de carpintería
encargada de la preparación e instalación de los encofrados y, por último, una
cuadrilla de cabilleros instalando detalles puntuales en armaduras.
62
5.1.2 Control de calidad en el vaciado de las vigas de riostra
El vaciado de las vigas de riostra se realizó el día jueves 26 de febrero de 2015. Se
contaba con dos trompos mezcladores, cuatro carretillas, un vibrador de concreto y
herramientas como palas y cuñetes para medidas. En la Figura 5.1 se observan
parte de las herramientas empleadas en el vaciado:
Figura 5.1. Maquinaria y herramientas dispuestas para el vaciado
El diseño de mezcla asignado era:
- 1 ½ cuñetes de agua (cuñete de 18 litros).
- 1 saco de cemento de 42.5 kg.
- 5 cuñetes de piedra picada.
- 15 paladas de arena (equivalentes a 3 cuñetes).
- 170 ml de Sikaset.
Se usó cemento tipo III para altas resistencias iniciales y aunado a él se empleó
SIKA como aditivo acelerante que, además, permitiera darle uso rápido a la
63
estructura. La piedra picada procedía de la planta picadora ubicada en la ciudad de
Barinas, mientras que la arena tenía como origen el saque del río Aracay, a
escasos 10 km de la obra. En las Figuras 5.2, 5.3, 5.4 y 5.5 se pueden apreciar los
materiales y algunas de sus especificaciones técnicas.
Figura 5.2. Cemento empleado en la elaboración del concreto
Figura 5.3. Aditivo acelerante Sikaset
64
Figura. 5.4. Piedra picada procedente de Barinas. Llenado de cuñetes
Figura 5.5. Arena proveniente de la Vega de Aracay. Arreglo del material
El transporte del concreto desde el lugar de mezclado hasta el lugar de vaciado se
realizaba con carretillas como se evidencia en la Figura 5.6.
65
Figura 5.6. Concreto transportado en carretillas
Se empleaba un vibrador cada 20 a 30 cm durante 5 a 10 segundos para expulsar
el aire y llenar todos los espacios dispuestos por el encofrado. El procedimiento de
vibrado se puede observar en la Figura 5.7.
Figura 5.7. Vibrado de concreto cada 20 a 30 cm
66
Se elaboraron dos cilindros testigos de la muestra de concreto siguiendo las
recomendaciones y procedimientos establecidos por Febres (2006):
- El molde deberá estar limpio, su superficie interior así como su base, deben
estar aceitadas.
- Las probetas deben moldearse en el lugar donde se almacenarán durante
las primeras 20 horas.
- Los moldes deben estar en la sombra y cuidarse de la evaporación.
- El concreto se vacía en los moldes, en tres capas de igual volumen
aproximadamente, si se va a completar por el método de la barra.
- Serán 25 golpes para un cilindro de diámetro nominal de 150 mm y los
golpes deben distribuirse uniformemente en toda la sección transversal.
- Después de compactar el concreto, debe enrasarse la probeta con la barra o
cuchara de albañilería, de manera que la superficie quede perfectamente
lisa y al ras con el borde.
- Las probetas deber retirarse de los moldes en un lapso de tiempo
comprendido entre 20 y 48 horas, después de su elaboración y se
almacenarán hasta el momento del ensayo directamente bajo agua saturada
de cal.
Se puede observar parte del procedimiento de elaboración de los cilindros de
concreto en las Figuras 5.8 y 5.9.
67
Figura 5.8. Limpieza y preparación de moldes
Figura 5.9. Compactación del concreto con barra en los moldes
68
La Figura 5.10 da testimonio de parte de las vigas de riostra vaciadas durante el
día.
Figura 5.10. Vigas de riostra vaciadas
Terminado el vaciado, se procedió a la limpieza de la maquinaria y de las
herramientas, lo cual permite aumentar su vida útil. En la Figura 5.11 se aprecia al
personal obrero ejecutando esta tarea y parte de la maquinaria ya limpia.
Figura 5.11. Limpieza de maquinaria
69
5.1.3. Control en instalación de columnas, vigas de carga y vigas de
amarre del primer nivel
Para el manejo de los perfiles que servirán de columnas se realizó la colocacion de
unos “ganchos” que permiten que el anzuelo del camión-grúa pueda sujetar el perfil
y movilizarlo. Estos “ganchos” son una cabilla de 3/8” doblada en forma de U, los
cuales se pueden observar claramente en la Figura 5.12.
Figura 5.12. “Ganchos” preparados para la movilización e instalación del perfil
Se evidenció un estado de corrosión inicial en algunos perfiles. Su almacenaje no
era el adecuado. Por el tiempo de ejecución y manejo de maquinaria (alquiler de
camión-grúa), el proceso de instalación no se detuvo, pero se recomendó la
reparación y recubrimiento del perfil con la pintura anticorrosiva lo antes posible.
La instalación de la columna comienza con el chequeo de los ejes y la limpieza de
la placa base de restos de concreto y arena depositados durante el vaciado de las
vigas de riostra y el relleno de las áreas huecas dispuestas entre las vigas de
riostra. Colocada la columna en su eje, se realiza el control de nivelación en ambos
70
sentidos y se ejecuta un punteo de soldadura con electrodos E6013. En la Figura
5.13 se detalla el proceso de limpieza, nivelación y soldadura para la instalación de
una columna.
Figura 5.13. Fases del proceso para la instalación de una columna.
Este proceso se repite para todas las columnas dispuestas en el proyecto y hasta
no estar instaladas la totalidad de ellas, con sus respectivas vigas de carga y
amarre, no se puede realizar la soldadura definitiva con el electrodo E70xx, ya que
ésta puede conceder desplazamientos si el elemento no se encuentra arriostrado.
La Figura 5.14 muestra la etapa de la conexión con el punteo de electrodo E6013.
Figura 5.14. Detalle de puntos de soldadura E6013 en la base de la columna
71
Se produjeron retrasos y una alta disminución del rendimiento motivado al estado
del camión-grúa, el cual constantemente presentaba fallas de funcionamiento y en
varias oportunidades requirió realizarle manteniendo a las bujías y al carburador. A
su vez, en dos oportunidades se presentaron problemas con el sistema de
elevación, con atascamiento de la guaya remolcadora. Para ello se requirió bajar el
perfil, desmontar la pluma y reparar la polea principal del sistema. Se pidió el
reemplazo del camión por uno más eficiente y seguro que garantizara el dinero
invertido en su alquiler y el rendimiento esperado. En la Figura 5.15 se puede
apreciar la reparación, en una de las oportunidades, del camión-grúa.
Figura 5.15. Reparación del sistema de elevación
Como trabajo en paralelo a la instalación de las columnas, se realizaba el montaje
de las vigas de carga y vigas de amarre. Con la ayuda de un nivel de manguera,
que se puede apreciar en la Figura 5.16, se estableció la cota para la colocación de
ambas vigas, evitando así arrastrar cualquier tipo de error que se pudiese
ocasionar en la instalación de las placas base a un mismo nivel.
72
Figura 5.16. Nivel de manguera y cota para instalación de vigas
Siendo las vigas de amarre perfiles ECO 260x90, su peso requería la ayuda de la
grúa para su montaje, además de la instalación de ángulos de soporte que
facilitaran la colocación del perfil a nivel y su punteo con soldadura E6013. Dichos
ángulos deben ser removidos para la instalación de la placa que servirá de unión
definitiva entre los perfiles.
En la Figura 5.17 se observa la secuencia de instalación de una viga de carga: se
sujeta el perfil a una cadena contigua al sistema de elevación del camión-grúa, se
eleva la viga hasta apoyarla en los ángulos ya dispuestos, se nivela la viga y por
último se aplican los puntos de soldadura.
La colocación de las vigas de amarre era un proceso más expedito, pues siendo
éstas perfiles ECO 140x65 no se requería de la grúa, ya que eran fácilmente
levantados entre dos ayudantes, lo cual es apreciable en la Figura 5.18.
Al igual que en las columnas no se podrá realizar la soldadura definitiva hasta no
encontrarse colocados todos los elementos del mismo nivel, ya que pueden
generarse desplazamientos de elementos.
73
Figura 5.17. Secuencia de instalación de viga de carga
Figura 5.18. Secuencia de instalación de viga de amarre
74
Para el final de la semana (del 2 al 6 de marzo) se logró tener instaladas las
columnas de los pórticos A, B y C y las vigas de carga y amarre entre dichos
pórticos.
La grúa fue llevada a mantenimiento y su nueva condición mejoró notablemente el
rendimiento, y se logró tener completa la instalacion de las columnas y casi
completa la instalacion de las vigas del primer nivel. En cuanto a las vigas de
carga, solo faltó el corte e instalacion de la viga circular ubicada entre los pórticos 8
y 9. Para concluir la instalacion de las vigas de amarre quedó pendiente los detalles
de amarre de las vigas que sirven de contorno para la escalera. La Figura 5.19.
muestra el estado de la estructura finalizada la semana.
Figura 5.19. Estatus de la estructura
75
5.1.4. Control en instalación de correas y losacero
Las correas que servirán de soporte para la losa del primer nivel están compuestas
por perfiles ECO 120x60 y su instalación prosiguió según lo establecido en el
nuevo plano de envigado definido.
El material fue montado y distribuido sobre las vigas de carga, las cuales tenían ya
instalada la placa que sirve de conexión entre ella y las columnas. En la Figura 5.20
se pueden observar las correas distribuidas aproximadamente en su respectiva
ubicación.
Figura 5.20. Correas del primer nivel dispuestas para ser instaladas
Con la ayuda de una cinta métrica se iba dando la separación correspondiente a
cada elemento y luego de chequeada su nivelación se procedía a colocar un
cordón de soldadura que uniera la correa con la viga de carga, procedimiento que
se evidencia en la Figura 5.21.
76
Figura 5.21. Ubicación e instalación de correas de la losa del primer nivel
Considerando que la longitud total de la correa era ampliamente superior a la del
perfil se debieron realizar empalmes entre las mismas. Estas se dispusieron de tal
forma que quedaran sobre las vigas de carga y así las correas mantuvieran el
principio de comportarse como elementos simplemente apoyados. Por otra parte,
se consideró alternar la ubicación de los empalmes con el fin de evitar generar un
plano de falla. En la Figura 5.22 se observa un soldador realizando el empalme de
las correas por encima de una viga de carga.
Se presentaron constantes tormentas y lluvias intermitentes que generaron un
descenso importante en los rendimientos previstos y, por tanto, en los tiempos de
ejecución de la partida. Como se puede apreciar en la Figura 5.23 es un estado del
tiempo que imposibilita el trabajo de soldar.
77
Figura 5.22. Empalme de correa sobre viga de carga
Figura 5.23. Estado del tiempo en la obra contemplado a lo largo de la semana
78
Culminada la instalación de las correas, se procedió a la instalación de las láminas
de acero galvanizado (losacero). Las mismas, cuando era necesario, eran cortadas
a la medida mediante el uso de un soplete a nivel de planta baja y posteriormente
cargadas al nivel superior. Dicho procedimiento se puede apreciar en la Figura
5.24.
En la Figura 5.25 se puede apreciar un detalle de la losacero, la correa y la viga de
carga. En ella se evidencia como funciona el sistema de cargas: la lámina de acero
galvanizado carga a la correa, la cual a su vez se encuentra apoyada sobre la viga
de carga.
Figura 5.24. Corte y montaje de losacero
79
Figura 5.25. Detalle entre losacero, correa y viga de carga
Las láminas de acero galvanizado son conectadas a las correas por medio de la
soldadura de una arandela a tope. En la Figura 5.26 se presenta el momento en el
que el soldador realiza dicho procedimiento. Estas arandelas eran soldadas a
intervalos de 30 a 50 cm a lo largo de la conexión entre la correa y la losacero.
Figura 5.26. Instalación de arandela a tope en losacero
80
Queda pendiente la instalación del conector de corte, el cual, según el manual para
la instalación de losacero (2008), permite la adherencia de la losa a la estructura,
estabilizando la placa y evitando vibraciones. La misma fue postergada pues el
vaciado de la losa no se realizará a corto plazo y su instalación puede generar
peligros al movilizarse a través del encofrado.
En la Figura 5.27 se aprecia un detalle del acabado de la losa, teniendo las
respectivas atenciones con los vacios para una de la escaleras y un traga luz
dispuesto en la arquitectura.
Figura 5.27. Detalle de vacios y encofrado
La instalación de la losacero del primer nivel se logró culminar satisfactoriamente,
como se observa en la Figura 5.28. A partir de ella se facilitará la instalación de las
vigas que servirán de soporte para el techo del primer nivel, las vigas de soporte
para la losa del segundo nivel y el llenado de concreto de las columnas.
81
Figura 5.28. Panorámica del encofrado colaborante instalado
5.1.5. Control en la instalación de vigas de carga y amarre para el techo
del primer nivel
Motivado a las condiciones climáticas presentadas en la obra en las últimas
semanas se tomó la decisión de acelerar la instalación del techo con la finalidad de
poder trabajar en los niveles inferiores, así las condiciones no fuesen las más
idóneas.
Ayudados por el encofrado colaborante, el cual permite desplazarse con seguridad
a lo largo del nivel, fue posible la instalación de andamios los cuales eran apoyados
sobre listones de madera que evitaban generar cualquier daño a la lámina
galvanizada.
82
Las vigas de carga correspondían a perfiles ECO 140x60 y ECO 160x65, según
fuese el caso. Ello era reflejado con total claridad en el plano de planta techo
dispuesto en obra.
La instalación comenzaba con la nivelación, por medio de un nivel de manguera, de
las distintas alturas a las que debían ir dispuestas las vigas, bien sea de carga o
amarre.
Las vigas de carga eran instaladas empotrándolas en el tope de la columna en los
casos que la disposición de las mismas lo permitiera, como se observa en la Figura
5.29. De no ser así, la instalación de la viga era a tope con la cara correspondiente
de la columna. Prevalece el criterio de columna fuerte-viga débil, por lo que bajo
ningún concepto la sección de la columna era afectada a lo largo de su luz libre.
Figura 5.29 Viga de carga empotrada en el tope de la columna
Por las dimensiones de los perfiles, éstos eran instalados por el personal sin
necesidad de la ayuda de algún tipo de maquinaria. En la Figura 5.30 se observa la
colocación de una viga de carga.
83
Figura 5.30. Colocación e instalación de viga de carga del techo del primer nivel
Instaladas las vigas de carga de una sección de techo con la misma pendiente, se
procedía a la instalación de las vigas de amarre. Las vigas de amarre
correspondían a perfiles ECO 140 x 60.
La disposición de estos perfiles era de tope entre las columnas. Como se observa
en la Figura 5.31 su disposición era inclinada, por lo que se requería generar cortes
diagonales en los perfiles que les permitieran encajar en el pórtico.
Figura 5.31. Instalación y punteo de soldadura de viga de amarre.
La soldadura definitiva no será dispuesta hasta no estar ensambladas todas las
vigas del techo de forma que no se generen desplazamientos diferenciales entre
elementos.
84
5.1.6. Control en la preparación e instalación de correas de techo,
machihembrado y teja
Paralelo a la instalación de las vigas del techo se comenzaron a preparar las
correas que servirán de apoyo para el techo de machihembrado y teja que será
colocado posteriormente. Las correas son perfiles ECO 120x60 separados cada 60
cm. Los perfiles eran cortados según la disposición del techo en los planos.
A las correas se les instaló, con puntos de soldadura, una tapa de acero selladora
en el extremo que así lo necesitara, con el fin de evitar la intromisión de cualquier
sucio y/o animal. También se soldaban en la parte superior del perfil clavos cada 45
cm, los cuales servirán de soporte para el listón de madera necesario para la
instalación del machihembrado. En la Figura 5.32 se observan los perfiles
alineados con sus tapas ya colocadas y al soldador instalando los clavos según las
especificaciones ya indicadas.
Concluido el trabajo de soldadura sobre la correa, se procedía a colocar el listón de
madera sobre los clavos ya dispuestos. En la Figura 5.33 se observa la secuencia
de ejecución: el listón es cortado a medida y, posteriormente, clavado junto al perfil.
Con esto, las correas quedaron listas para su colocación e instalación sobre las
vigas del techo.
Figura 5.32. Instalación de clavos en correas
85
Figura 5.33. Secuencia de instalación de listón de madera sobre correas
Las correas eran instaladas sobre las vigas de carga del techo. Para la primera
sección del techo que se instaló donde todas las correas eran de longitud constante
y no requería de ningún corte especial el proceso fue bastante expedito. En la
Figura 5.34 se aprecian las correas ya instaladas de la primera sección del techo.
Figura 5.34. Correas de primera sección de techo
86
Por el contrario, la siguiente sección del techo que comprendía 4 limahoyas llevó
más tiempo, por lo que se requería generar un corte especial al perfil para que
encajara a disposición. En la Figura 5.35 se contempla un detalle de las correas
dispuestas en la limahoya.
Figura 5.35. Detalle de correas sobre limahoya
Instaladas las correas se procedía a la colocación del machihembrado, el cual
constaba de madera de pino en láminas de 3.6 m x 0.10 m. El material fue curado
en taller y se acoplaba sobre los listones de madera dispuestos sobre las correas
con la ayuda de clavos de acero. En la Figura 5.36 se observa al personal de
carpintería realizando el montaje del machihembrado sobre las correas.
Figura 5.36. Ensamblaje del machihembrado y ajuste a las correas
87
Considerando que la sección a techar era grande y no se contaba con suficiente
personal para ir instalando machihembrado y manto impermeabilizante a la vez, a
medida que se colocaba el machihembrado se cubría con manto para evitar que la
madera pudiese verse afectada por la lluvia.
El manto es una membrana asfáltica impermeabilizante de la marca IPA, modelo
ECOLINE 3000 y, según lo indicado en sus especificaciones, cuenta con un
refuerzo de fibra de vidrio y recubrimiento a ambos lados de asfalto y muestra un
acabado de arena en la cara superior y foil fundible en la cara inferior que permite
su adherencia, con el calentamiento, al machihembrado.
El manto viene dispuesto en rollos de 10 m2 y un espesor de 3.15 mm. En la Figura
5.37 se observa un detalle de las correas con los listones de madera, el
machihembrado ya instalado y el manto cubriendo el machihembrado.
Figura 5.37. Detalle de elementos que forman el techo
88
Se instalaron los llamados “goteros”, los cuales consisten en un ángulo de acero de
espesor muy pequeño que evita cualquier tipo de infiltración de agua al
machihembrado en el borde del techo sobre el cual cae el agua a la canal.
Instalado el manto sobre el machihembrado, se procedió a replantear la separación
de las tejas con pintura y subir las mismas en paquetes de 10 a 15 unidades.
Dichos paquetes se distribuían a lo largo del techo de forma uniforme. En la Figura
5.38 se puede apreciar un paño del techo que ya tiene instalado el manto y sobre el
cual descansan los paquetes de tejas de forma uniforme.
Figura 5.38. Paquetes de tejas sobre un paño del techo ya impermeabilizado
Posteriormente, se preparó un mortero de arena fina y cemento para la adhesión
de las tejas al manto. Las tejas eran colocadas con un solape de 10 cm y el
procedimiento permitía rendimientos superiores a los 50 m2 de techo cubierto de
teja al día. En la Figura 5.39 se puede observar la instalación de la teja, donde un
obrero va colocando el mortero sobre las líneas de pintura replanteadas y dos
obreros van colocando la teja, según la disposición que se requiera.
89
Figura 5.39. Procedimiento de instalacion de tejas
4.1.7 Control en la instalación de vigas de carga y amarre del segundo
nivel
Concluida la instalación de las correas para el techo del primer nivel, se comenzó la
instalación de los elementos que servirán de apoyo para la losa del segundo nivel.
Las vigas de carga estaban compuestas por perfiles ECO 260x90 y ECO 220x90
mientras que las vigas de amarre eran perfiles ECO 140x60.
Por medio de un nivel de manguera se determinaba la altura de entrepiso a la cual
debían ir dispuestas las vigas, bien sea de carga o amarre. La instalación de las
vigas de amarre resultaba expedita pues el material ya se encontraba preparado y
el personal adiestrado en la tarea. En la Figura 5.40 se aprecian instaladas todas
las vigas de amarre de un paño.
90
Figura 5.40. Vigas de amarre de la losa del segundo nivel
Por el contrario, las vigas de carga presentaron mayor dificultad y demora.
Considerando el peso de las mismas fue necesario emplear un sistema de poleas
que permitiese elevar el perfil hasta la altura deseada, como se aprecia en la Figura
5.41.
Figura 5.41. Elevación de viga de carga para su instalación
91
A continuación se presenta la Figura 5.42 donde se puede apreciar el estado de la
estructura al momento de concluir el periodo de las pasantías: el techo del primer
nivel muestra un avance del 70 % y la losacero del segundo nivel ya está instalada.
Figura 5.42. Estado de la estructura para el momento de finalizar las pasantías
92
CAPÍTULO 6
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1. Conclusiones
Las actividades realizadas en las pasantías permitieron la puesta en marcha de
todos los conocimientos tanto teóricos como prácticos que fueron adquiridos
durante la formación académica en la Universidad de los Andes, logrando así,
cumplir satisfactoriamente los objetivos trazados.
Las pasantías resultan de gran importancia pues permiten un completo desarrollo
del Ingeniero Civil generando capacidad creadora y de adaptación, aporte de ideas
y soluciones, efectividad al establecer y conducir proyectos, entre otras. Queda
demostrada la buena formación impartida en las aulas de nuestra casa de estudio.
En cuanto a las actividades desarrolladas en el diseño y control de estructuras
destaca la búsqueda de diseños económicos de alta funcionalidad. La optimización
de los materiales y recursos sin sacrificar calidad marcan la diferencia en una
solución viable y eficiente.
Se deben generar cómputos y listas de compra de materiales de calidad, a partir de
la cual exista la menor cantidad de desperdicio y/o material de sobra en obra. El
ingeniero residente debe velar por el máximo aprovechamiento de los mismos.
En campo es fundamental controlar cada detalle, el ingeniero es responsable de
todo lo que ocurre en obra y de él depende de que la programación se cumpla y la
ejecución sea la correcta. Se debe inspeccionar la calidad y el manejo de los
materiales, el buen funcionamiento de la maquinaria y equipos puestos a cargo y
coordinar, a partir de un buen liderazgo, al personal y las actividades pendientes.
93
Fue posible contribuir con soluciones técnicas a problemas reales generados a lo
largo de la ejecución de la obra, entendiendo que la optimización de los materiales
y recursos es esencial.
El estar en campo permitió mejorar la toma de decisiones al momento de diseñar, y
las consecuencias que éstas generan en los costos, dificultades constructivas y
tiempo del proyecto.
6.2. Recomendaciones
A LA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
- Impartir e impulsar de manera más temprana y eficaz la utilización de
software de dibujo, digitalización de planos, análisis estructural y control de
obras sin dejar a un lado el conocimiento teórico-práctico.
- Continuar esforzándose por ofrecer al estudiantado una educación de
calidad.
- Establecer en cada materia del ciclo profesional salidas técnicas para dar al
estudiante una enseñanza más completa entre teórica y práctica, para así
tener mayor conocimiento y percepción de la realidad.
- Impulsar el mejoramiento de conocimientos creando intercambios con
laboratorios, alumnos, profesores e ingenieros de otras universidades y
empresas tanto públicas como privadas, no solo en el territorio nacional sino
también fuera del mismo.
- Crear nociones de diseño y función arquitectónica entendiendo las
repercusiones que las soluciones estructurales dadas tienen sobre éstos.
94
A LA EMPRESA
- Continuar ofreciendo a los estudiantes de las distintas universidades del país
oportunidades de capacitación por medio del proceso de las pasantías.
- Velar por el control de calidad de todas las actividades que se llevan a cabo,
con el fin de contar en el país con obras que cumplan con todas las normas
industriales.
- Incentivar al personal en la actualización, utilización y mejoramiento de los
software de computación, que permitan realizar las actividades con mayor
eficiencia.
- Seguir generando soluciones seguras y eficientes adaptadas al mercado del
país y las exigencias de sus normas.
A LOS ENTES GUBERNAMENTALES:
- Invertir en la investigación y desarrollo de técnicas constructivas que se
adapten a la realidad del país.
- Promover el desarrollo de mano de obra capacitada en tareas de seguridad,
control de calidad, soldadura, vaciado de concreto, transporte de mezclas y
otros materiales constructivos.
- Incentivar el uso de técnicas constructivas y materiales alternativos que se
adapten a cada región del país.
- Lograr en el país una comercialización de todos los productos necesarios
para la ejecución de obras civiles.
- Desarrollar normas que se adapten a la cotidianidad de la construcción
venezolana.
95
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- Carnevali R. (2001). “Estructuras de acero (método LRFD)”. Trabajo
presentado como credencial de mérito para ascender a la categoría de
profesor asociado, p. 313, Mérida, Venezuela.
- Febres C. (2006). “Materiales de construcción y ensayos relacionados”.
Publicaciones ULA, p. 292, Mérida, Venezuela.
- Hierrobeco (2009). “Catálogo de productos”. p. 91, Caracas, Venezuela.
- Lamigal (2008). “Manual para la instalación de losacero”. p. 4, Valencia,
Venezuela.
- Norma COVENIN 1753-2003 (2003). “Proyecto y construcción de obras en
concreto estructural”. Fondonorma, p. 124, Caracas, Venezuela.
- Norma COVENIN 1756-1 (2001). “Edificaciones sismorresistentes”.
Fondonorma, p. 124, Caracas, Venezuela.
- Norma COVENIN 2002-88 (2002). “Criterios y acciones mínimas para el
proyecto de edificaciones”. Fondonorma, p. 123, Caracas, Venezuela.
- Porrero J. (2009). “Manual del concreto estructural”. Impresos Minipres C.A.,
p. 503, Caracas, Venezuela.
- Recomendaciones UNICON para la soldadura de perfiles.
www.unicon.co.ve. Búsqueda: 02/03/2015.
- Scheuren A. (2011). “Estructuras”. Talleres gráficos universitarios, p. 493,
Mérida, Venezuela.
96
ANEXOS