pasarela puente
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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERA ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
DISEO ESTRUCTURAL DE UNA PASARELA PEATONAL ATRAYENTE, SEGURA Y FUNCIONAL EN LA TRONCAL 17 DE VENEZUELA
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO
REALIZADO POR LOS BACHILLERES:
DAZ VILLASMIL, KIMBERLY PAOLA
C.I.: 19.907.105
SALAZAR VSQUEZ, AMINEANGEL
C.I.: 19.392.644
TUTOR ACADMICO:
PROF.: ING. RAMN CADENAS VILLANUEVA
MARACAIBO, DICIEMBRE 2010
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DISEO ESTRUCTURAL DE UNA PASARELA PEATONAL ATRAYENTE, SEGURA Y FUNCIONAL EN LA TRONCAL 17 DE VENEZUELA
Daz V., Kimberly P. Salazar V., Amineangel
C.I.: 19.907.105 C.I.: 19.392.644
Calle 74 entre avenidas 3G y 3H Calle 77 entre avenidas 3F y 3G
Telfono: (0261) 7937081 Telfono: (0261) 7923863
[email protected] [email protected]
Ing. Ramn Cadenas V.
Tutor Acadmico
Ing. Francisco Diez
Tutor Industrial
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AGRADECIMIENTOS Agradecemos a Dios, a nuestros padres y a todos los profesionales e instituciones
que, muy amablemente, guiaron nuestro trabajo para la ideal consecucin del proyecto;
entre ellos: COSA, Ing. Ramn Cadenas, Ing. Francisco Diez, Ing. Jess Medina, Ing.
Richard Manare, Arq. Jaimeth vila y Daniel Astudillo.
Kimberly Daz y Amineangel Salazar
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NDICE GENERAL Pg. RESUMEN
ABSTRACT
INTRODUCCIN
Captulo I: Planteamiento del Problema
1.1 Naturaleza del problema 11
1.2 Objetivos 12
1.2.1. Objetivo general 12
1.2.2. Objetivos especficos 13
1.3 Justificacin e importancia 13
1.4 Delimitacin del problema 14
1.4.1. Temporal 14
1.4.2. Espacial 14
1.4.3. Cientfica 14
Captulo II: Marco Terico
2.1. Antecedentes 16
2.2. Bases tericas 18
2.2.1. Puentes 18
2.2.1.1. Clasificacin de puentes 18
2.2.2. Puente peatonal 19
2.2.3. Ventajas y desventajas de la colocacin de puentes peatonales 20
2.2.4. Especificaciones del diseo de puentes peatonales 20
2.2.5. Factores a tomar en cuenta en la construccin de puentes peatonales 24
2.2.6. Trnsito peatonal 28
2.2.7. Registro de colisiones de vehculos 28
2.2.8. Troncal 17 de Venezuela 29
2.3. Definicin de trminos bsicos 29
2.4. Sistema de variables 31
2.4.1. Variable 31
2.4.2. Definicin conceptual 31
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2.4.3. Definicin operacional 31
Captulo III: Marco metodolgico
3.1. Tipo de investigacin 35
3.2. Diseo de la investigacin 35
3.3. Poblacin 36
3.4. Muestra 36
3.5. Tcnicas e instrumentos de recoleccin 38
3.6. Procedimiento metodolgico 40
Captulo IV: Anlisis de resultados
4.1. Evaluacin de los riesgos, necesidad y caractersticas de la pasarela 44
4.2. Informacin obtenida de la troncal 17 (Ruta: Maracaibo- El venado) 48
4.3. Seleccin de la ubicacin 48
4.4. Diseo arquitectnico de la pasarela 53
4.4.1. Propuestas de diseo consideradas 53
4.4.2. Caracterizacin y dimensionamiento del diseo seleccionado 55
4.4.3. Dimensionamiento de barandas y escaleras 58
4.5. Diseo estructural 59
4.5.1. Rampa central 59
4.5.2. Descansos 69
4.5.3. Rampas laterales 71
4.6. Concepcin final del diseo 71
4.7. Factibilidad econmica y viabilidad constructiva 73
4.7.1. Cmputos mtricos 73
4.7.2. Cumplimiento de parmetros 76
CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES
BIBLIOGRAFA
Anexos
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NDICE DE FIGURAS Pg. Captulo II Figura 2.1. Sobrecargas admisibles de la Losacero 23 Figura 2.2. Volumen de concreto para los distintos espesores de losa 23
Figura 2.3. Escalera con baranda y pasamanos 26
Figura 2.4. Alturas normativas de las barandas 27
Figura 2.5. Distanciamiento en pasamanos 27
Figura 2.6. Ubicacin de la Troncal 17 de Venezuela 29
Captulo IV Figura 4.1.Evaluacion del riesgo en la Troncal 17 44
Figura 4.2. Opinin de los encuestados acerca de la colocacin de policas acostados
45
Figura 4.3. Respuesta de los transentes a la colocacin de una pasarela 46
Figura 4.4. Seleccin de los tems que les gustara encontrar sobre la pasarela 47
Figura 4.5. Mapa Satelital del El Venado 49
Figura 4.6. Mapa Satelital ampliado del El Venado 49
Figura 4.7. Croquis de la ubicacin de la pasarela 50
Figura 4.8. Lugar de ubicacin del puente en el sentido Maracaibo-El Venado 51
Figura 4.9. Lado derecho de la va en el sentido Maracaibo-El Venado 51
Figura 4.10. Lado izquierdo de la va en el sentido Maracaibo-El Venado 52
Figura 4.11. Modelo 1 53
Figura 4.12. Modelo 2 53
Figura 4.13. Modelo 3 53
Figura 4.14. Modelo 4 54
Figura 4.15. Modelo 5 54
Figura 4.16. Modelo 6 54
Figura 4.17. Vista de planta de la pasarela 55
Figura 4.18. Vista de planta de la pasarela con cotas altimtricas 57
Figura 4.19. Barandas 58
Figura 4.20. Vista de la Fachada Principal 60
Figura 4.21. Vista de la estructura 60
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Figura 4.22. Vista 3D de la estructura 61
Figura 4.23. Espectro de Respuesta 64
Figura 4.24. Geometra final de la estructura 67
Figura 4.25. Vista en 3D de la geometra de la estructura 67
Figura 4.26. Vista 3D de la rampa central 68
Figura 4.27. Vista 3D del lateral de la rampa 68
Figura 4.28. Descanso derecho 69
Figura 4.29. Descanso izquierdo 69
Figura 4.30. Vista 3D del descanso derecho 70
Figura 4.31. Vista 3D del descanso izquierdo 70
Figura 4.32. Vista de la pasarela, sentido El Venado-Maracaibo 72
Figura 4.33. Concepto final del puente peatonal 72
Figura 4.34. Resumen general del Presupuesto 75
Anexo A Figura A.1. Policas acostados de diversas dimensiones
Figura A.2. Reductor de velocidad de proporcin irregular
Figura A.3. Falta de sealizacin
Figura A.4. Eje promotor de la economa informal
Figura A.5. Economa informal en cada polica acostado
Figura A.6. Nios sin supervisin caminando en los linderos de la va
Figura A.7. Afluencia de vehculos de dos ruedas
Figura A.8. Peatones cruzando la carretera
Figura A.9. Ubicacin de la pasarela
Figura A.10. Lindero derecho de la va, sentido Mcbo-El Venado
Figura.A.11. Templo pastoral Valle de Cristo
Figura A.12. Carretera no consolidada hacia viviendas cercanas
Figura. A.13. Tendido elctrico en la zona de ubicacin
Figura A.14. Lindero izquierdo de la va, sentido Mcbo-El Venado
Figura A.15. rbol referencial
Figura A.16. Terreno disponible en el lindero izquierdo
Figura A.17. Venta de repuestos
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Figura A.18. Vista de la zona, sentido El Venado-Mcbo
Figura A. 19. Detalle de elevacin columnas-barandas
Figura A. 20. Seccin 2-2 de las barandas
Figura A.21. Diseo adaptado a la realidad
Figura A.22. Puente peatonal en 3D
Figura A.23. Vista de la pasarela, sentido El Venado-Maracaibo
Figura A.24. Vista de la pasarela, sentido Maracaibo-El Venado
Figura A.25. Vista lateral desde las escaleras del lado izquierdo de la pasarela
Anexo B Figura B.1. Reportaje de Diario de Los Andes
Anexo C Presupuesto general del proyecto
Anlisis de Precio Unitario de Partidas
Grfico de incidencia de insumos
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NDICE DE TABLAS
Pg. Captulo II Tabla 2.1. Trnsito peatonal sin carga 21 Tabla 2.2. Trnsito peatonal con carga 21
Captulo IV Tabla 4.1. Pesos de los elementos a ubicar en la plaza 61
Tabla 4.2. Parmetros del diseo sismorresistente 63
Tabla 4.3. Perfiles de los elementos 68
Tabla 4.4. Perfiles de los elementos de los descansos 70
Tabla 4.5. Cmputos mtricos 73
Tabla 4.6. Lista de Cotejo 76
Anexo B
Tabla B.2. Encuesta para los pobladores de El Venado
Tabla B.3. Lista de Cotejo
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DAZ VILLASMIL, KIMBERLY PAOLA Y SALAZAR VSQUEZ, AMINEANGEL. DISEO ESTRUCTURAL DE UNA PASARELA PEATONAL ATRAYENTE, SEGURA Y FUNCIONAL EN LA TRONCAL 17 DE VENEZUELA TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PRESENTADO PARA OPTAR AL TTULO DE INGENIERO CIVIL. UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA, FACULTAD DE INGENIERIA. ESTADO ZULIA, MARACAIBO, VENEZUELA, 2010, 80 p.
RESUMEN A raz del exponencial crecimiento poblacional y de la expansiva industria econmica, los espacios fsicos para el desarrollo y desplazamiento individual se aminoran sin cesar. Las camineras y veredas se sustituyen vertiginosamente por canales vehiculares, dejando a los peatones sin zonas seguras para moverse; de esta forma, es necesario recurrir a la implementacin de las pasarelas peatonales como alternativa de cruce de vas, sin embargo, su actual concepcin y ergonoma deja de resultar la ms favorable. Por esta razn, la presente investigacin est basada en disear un puente peatonal atractivo, seguro y funcional, de forma que con su apariencia, invite a los peatones a utilizarlo. El atractivo requerido encontr eco en la construccin de una plaza area, en voces de los pobladores de la ciudad El Venado, cuya ubicacin a los linderos de la transitada Troncal 17 de Venezuela, la convirti en el lugar piloto ideal para el modelado del proyecto. La pasarela se dise cuidadosamente en base a las normas venezolanas, dando paso a una estructura segura y funcional; asemejando estticamente un conjunto de semi elipses en acero, las cuales fueron computadas, junto con las rampas de acceso, y analizadas econmicamente para dictaminar su factibilidad constructiva. Todos los diseos se expresan en imgenes, acompaadas de breves narraciones sobre sus caractersticas principales. PALABRAS CLAVE: Pasarela Peatonal, Carretera Troncal 17, Peatn Correos electrnicos: [email protected], [email protected]
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DAZ VILLASMIL, KIMBERLY PAOLA AND SALAZAR VSQUEZ, AMINEANGEL. "STRUCTURAL DESIGN OF AN ATTRACTIVE, SAFE AND FUNCTIONAL FOOTBRIDGE FOR THE TRONCAL 17 OF VENEZUELA" SPECIAL DEGREE OF WORK SUBMITTED TO QUALIFY FOR THE CIVIL ENGINEER TITLE. UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA, FACULTY OF ENGINEERING. ZULIA STATE, MARACAIBO, VENEZUELA, 2010, 80 p.
ABSTRACT As a result of exponential population growth and the expansive economic industry, physical spaces for the development and individual displacement erode steadily. The walkways and sidewalks are quickly replaced by new vehicles lanes, leaving the pedestrians without safe to move. In consequence it is necessary the implementation of the pedestrian walkways as alternative crossing track, however, its current design and ergonomics ceases to be the most favourable. For this reason, the present research is based on designing an attractive, safe and functional footbridge, whichs appearance, invite pedestrians to use it. Required appeal found echo in the construction of an air plaza, at the voices of the residents of El Venado, whose location to the boundaries of the busy line of the Troncal 17 of Venezuela, became the ideal pilot for the modeling project. The gateway was carefully designed based on Venezuelan standards, giving way to a safe and functional structure; aesthetically symbolize a set of semi ellipses in steel, which were computed, along with access ramps, and economically analyzed to determine their constructive feasibility. All designs are expressed in images, accompanied by brief narratives about its main features. Key words: Footbridge, Highway, Pedestrian E-mail: [email protected], [email protected]
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INTRODUCCIN Arribar al lugar al que cada persona se dirige, siempre desea hacerse de forma
segura y eficiente: utilizando el menor tiempo y esfuerzo posible, de acuerdo a lo que
las posibilidades de cada individuo le permitan. Esto es, un hecho elemental y cotidiano
en el mundo actual, el cual, demanda de manera constante mayor espacio para el libre
e ininterrumpido desplazamiento de los individuos en una ciudad, pueblo o entidad
independientemente de los medios que cada persona posea. A falta de tal espacio
fsico para cubrir todos los requerimientos del pblico, se recurre al ingenio humano en
busca de una forma de organizacin civil, dando cabida a distintos elementos cuyo fin
sea aminorar la interferencia que ocasiona un medio de traslado sobre otro. Un ejemplo
claro y bsico en el panorama venezolano son los reductores de velocidad o policas
acostados, los cuales, permiten el cruce de personas entre linderos opuestos de una
va con la desaceleracin forzada de un vehculo. Estos, en principio, tenan una
disposicin especfica, sin embargo, su implementacin ha resultado peligrosa a horas
de la noche y se han volcado en un uso desvirtuado.
En Venezuela, los policas acostados se han convertido en la nueva imagen de las
carreteras intranacionales (troncales), donde no slo se colocan para prevenir la
proximidad de una zona escolar o militar, permitiendo el paso de los que por all deban
caminar; sino que se utilizan para promover la comercializacin informal. Con este
basamento enftico, se genera el impulsor de esta investigacin que busca dar solucin
al paso de peatones en las vas altamente transitadas por vehculos a velocidades
elevadas. Los testimonios de los conductores de las troncales y viajeros frecuentes
muestran indignacin por la inseguridad y el tiempo de viaje perdido a causa de estos
elementos arbitrariamente dispuestos a lo largo de las carreteras, especialmente en la
poblacin de El Venado ubicada en la Troncal 17, zona que por tales caractersticas
servir como el eje piloto del proyecto.
Como principal respuesta a este problema se requiere de la implementacin de una
pasarela peatonal, de forma que se permita el libre trnsito de vehculos y el cruce
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seguro de peatones por la va, sin embargo, para dar cabida a las necesidades de cada
transente, se debe ejecutar un proyecto atractivo, que cuente con los elementos de
seguridad para todo usuario y que garantice su funcionalidad a travs del tiempo.
As pues, en el Captulo I de esta investigacin, se plantea explcitamente el
problema que la situacin ha generado, los objetivos que se pretenden alcanzar para
solucionarlo, junto con las razones y delimitaciones que lo enmarcan. De esta manera,
se proyecta disear una pasarela peatonal atrayente, segura y funcional para ser
potencialmente ubicada en la troncal 17 de Venezuela, creando un proyecto de
inversin en mejoras para una comunidad que pide eufricamente soluciones
inmediatas.
En el captulo II se encontrarn las bases tericas extradas del material referencial y
bibliogrfico, compuestas especialmente por normativas del pas, cuyo uso y consulta
resulta imperante para la ejecucin del proyecto. Seguidamente, el captulo III, explica
la metodologa descriptiva manejada para la consumacin de la investigacin, dando
claras de su tipo, diseo, as como de las tcnicas y herramientas a utilizar.
El captulo IV, por otro lado, mostrar los anlisis de los resultados arrojados de la
indagacin hecha en el sitio donde se pretende ubicar la pasarela, con el objetivo de
conocer lo que la poblacin de esa zona considerara atractivo en el puente peatonal
para darle uso prioritario; en base a esos resultados se proceder al diseo de la
propuesta estructural que ser sometida a una evaluacin precio-beneficio, la cual,
dictaminar su factibilidad econmica y viabilidad de construccin en las zonas
pobladas de las carreteras de Venezuela.
De esta manera se estarn dando directrices para la reduccin y pronta desaparicin
en el panorama vial nacional, del irritante e inseguro polica acostado que amenaza
diariamente la seguridad de los viajeros y moradores de los lugares donde se les ubica.
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CAPTULO I El problema
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CAPITULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1. Naturaleza del Problema
Constantemente, el hombre se desenvuelve en un mundo bastante agitado para
consumar metas y proyectos de distinta ndole. Cada una de estas actividades cuenta
con exigencias determinadas que requieren de acciones bien ejecutadas en el menor
tiempo posible. Es as como las personas viven buscando la manera de desarrollarse
mejor y ms rpido de lo que lo han venido haciendo, invirtiendo valiosamente su
tiempo con los recursos que manejan. A raz de esto, los vehculos a motor, por su
capacidad de desarrollar altas velocidades, se han convertido en el ms eficaz y
popular elemento para el transporte rpido, razn por lo cual, los ingenieros,
conjuntamente con otros profesionales se han dado a la tarea de crear espacios viales
que permitan un flujo de automviles de una forma cmoda y certera en el menor
tiempo posible.
Vas de acceso masivo de rpida circulacin de vehculos, se han puesto en prctica
desde los ltimos aos para acortar el tiempo de traslado desde una ciudad o centro
poblado a otro. Buscando la manera de permitir el paso de transentes y de brindar
mayor seguridad a los conductores, se han colocado ciertos elementos que permitan un
trfico ordenado y de acuerdo a las normativas de seguridad exigidas, sin embargo, al
extralimitarse con la colocacin de algunos de ellos, especficamente, reductores de
velocidad, se ha tergiversado su beneficio dando origen a diversos problemas sociales.
Ubicaciones incorrectas, dimensiones equivocadas, falta de sealizacin e
iluminacin inadecuada, personas que se aprovechan de los pasajeros cuando estos
reducen la velocidad, traen como consecuencias daos en los vehculos, irritacin en
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las personas que conducen, prdida de tiempo en el viaje y accidentes que pueden
llegar a ser mortales. (Ver Anexo B.1)
Segn www.quiminet.com (2010) los reductores de velocidad son eficaces y
necesarios en zonas residenciales, escolares, zonas donde se requiera de baja
velocidad con afluencia de trfico pesado, paso de peatones, ciclistas y nios donde el
rayado de cebra es insuficiente. De esta manera, todos aquellos que no cumplan con la
normativa de ubicacin exigida deben eliminarse, de forma que permita un trnsito
fluido de vehculos. De qu manera podrn entonces las personas que as lo requieran
cruzar la va sin riesgos?, la respuesta a esta problemtica ya existe, est basada en la
construccin de puentes peatonales o pasarelas apropiadas para el paso de individuos;
no obstante, la presencia de escaleras para llegar a ellas hace que la propuesta no sea
lo suficientemente atractiva para su uso, adems de que omite la dificultad de aquellas
personas que no cuentan con la agilidad necesaria para subirlas. Es por esto que se
han construido rampas normativas con una pendiente de 8, sin embargo, hacen que el
camino sea demasiado largo y tedioso. A raz de esto surge el incentivo para la
presente investigacin, tomando como lugar de estudio la troncal 17 de Venezuela por
ser la carretera ms cercana y de mayor afluencia del estado Zulia, en la cual se
buscar recolectar y utilizar informacin suministrada por los propios pobladores para
determinar De qu forma se debe disear una pasarela en la troncal 17 de Venezuela para hacerla atrayente, segura y funcional?
1.2. Objetivos:
1.2.1. Objetivo general:
Disear una pasarela atrayente, segura y funcional para la Troncal 17 de Venezuela.
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1.2.2. Objetivos especficos:
Determinar la necesidad del puente peatonal y las caractersticas que requiere para convertirse en una estructura atrayente.
Disear un modelo estructural de pasarela considerando las normas venezolanas para puentes peatonales
Analizar la factibilidad econmica, viabilidad constructiva y la capacidad de atraer usuarios del diseo propuesto.
1.3. Justificacin e importancia
La gran cantidad de accidentes automovilsticos, asaltos armados y prdidas de
vidas que se generan diariamente en la carretera troncal 17 de Venezuela por la mala
ubicacin de los reductores de velocidad, son suficientes razones como para que se
tome la decisin de eliminar todos aquellos que no cumplan con las normativas,
creando una va alterna para permitir el paso de peatones de un lindero a otro de la va.
(Ver Anexo B.1)
Tales pasos alternos, en esta investigacin, pretenden ser representadas por
puentes peatonales que vayan ms all de un simple camino seguro. Se busca que las
pasarelas cuenten con los recursos necesarios y que hasta ahora han sido omitidos,
para ofrecer una propuesta atractiva, funcional, ergonmica y segura al usuario, de
forma que prefieran tomar este pasaje antes de cruzar la calle o recurrir a la colocacin
arbitraria de los popularmente denominados policas acostados que tantas molestias y
daos ocasionan.
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1.4. Delimitacin del Problema
1.4.1. Temporal
La investigacin da inicio el 1ero de Mayo del 2010 y culmina en el mes de
Diciembre del mismo ao.
1.4.2. Espacial
Se llevar a cabo en la Troncal 17 de Venezuela, una autopista que conecta los
Estados Zulia y Lara.
1.4.3. Cientfica
El proyecto busca dar solucin al acceso de peatones en las carreteras nacionales
mediante el diseo de la superestructura de una pasarela atractiva, segura y funcional,
enmarcada en la rama estructural de la ingeniera civil.
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CAPTULO II Marco terico
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CAPITULO II
MARCO TERICO
2.1. Antecedentes Barrera, Jos: Diseo de Puente Colgante para la Aldea Pueblo Nuevo y Red de
Alcantarillado Sanitario para la Aldea Tizubn, San Jacinto, Chiquimula (2007). Trabajo
Especial de Grado para la Universidad de San Carlos de Guatemala, Guatemala. La
investigacin contiene, en forma detallada, el procedimiento que se llev a cabo para el
desarrollo de los proyectos de diseo de puente colgante para la aldea Pueblo Nuevo y
la red de alcantarillado sanitario para la aldea Tizubn, San Jacinto, en vista de que se
detectara la falta de condiciones sanitarias adecuadas y la gran necesidad de
comunicacin de los pobladores de Pueblo Nuevo con la cabecera municipal. El diseo
del puente colgante que se maneja en el trabajo en cuestin es un foco de referencia
importantsimo para el modelado de la pasarela que se pretende realizar en el proyecto.
Vsconez, Kathia Miranda: Diseo de puentes peatonales utilizando caa guadua
como elemento de construccin (2005). Trabajo Especial de Grado de la Escuela
Superior Politcnica del Litoral, Ecuador. La autora toma la caa guadua como material
de construccin para dos puentes de 10,00 y 20,00 metros de longitud, realizando 22
pruebas para determinar el valor mximo de carga admitido por el material. El diseo de
un puente de 10,00m de longitud se hizo a base de cerchas, mientras que con el
mtodo de Elementos Finitos se realiz el diseo del puente de 20,00m y su posterior
anlisis de costos de construccin. En base a un anlisis de precio unitario y utilizando
esta referencia, se obtienen puntos importantes para seleccionar el material ms
adecuado para la construccin de la pasarela.
Seiler, Christian; Httner, Susanne; Maurial, Andreas: Deduccin y verificacin de
un modelo consistente de cargas inducidas por peatones y su aplicacin prctica
(2004). Trabajo de grado de la Universidad de Ciencias Aplicadas (FH) de Munich,
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Alemania; basado en las afectaciones del aumento de la esbeltez de los puentes
peatonales, los efectos dinmicos en estas estructuras y la incidencia de un fenmeno
de resonancia de los peatones debido a sus cargas casi-armnicas. Las solicitaciones
que la aplicacin de estas cargas pueden generar en la estructura son muy importantes
al momento de predimensionar y calcular el modelo de pasarela, en particular para el
caso de amortiguamiento bajo, las deformaciones y aceleraciones que pueden afectar a
las personas en el puente, de tal manera que este no satisfaga sus condiciones de
operacin.
lvarez, Jos y Aparicio, ngel: Comportamiento ssmico de puentes arco (2003).
Artculo publicado por la Revista de Ingeniera Ssmica No. 68 21-53, Catalua, Espaa.
El objetivo perseguido con este artculo es mostrar un panorama del estado del
conocimiento que actualmente se tiene sobre la respuesta ssmica analtica de los
puentes arco. Los estudios referentes al anlisis de la respuesta ssmica de estas
estructuras han sido escasos, y si ha de buscarse un proyecto ptimo es imprescindible
que el diseador cuente con informacin relativa a su desempeo bajo efectos
ssmicos. En esta investigacin se modela un tipo de puente que, por sus
caractersticas de resistencia a la compresin axial, clasifica como buena resea para el
diseo de la pasarela que se pretende llevar a cabo en este proyecto.
Gerbaudo, Carlos y Cocco, Leonardo: Puente peatonal modular y armable con
ensamblaje manual(2003), ostentando esta investigacin como Trabajo de Ascenso
para la Universidad Nacional de Crdoba, se presentan los estudios y anlisis
realizados para el diseo de un puente peatonal para el cruce del Ro Condorito en la
Provincia de Crdoba, Argentina. Las adversidades de los aspectos topogrficos,
geotcnicos, constructivos y ambientales condicionaron fuertemente el diseo y
caractersticas del puente peatonal, resultando finalmente un diseo de puente metlico
modular y armable con estructura principal en arco de 27,24m de luz y tablero
suspendido. Con este proyecto se obtiene informacin importante acerca de la
influencia de las caractersticas generales de la zona de estudio en la determinacin del
modelo de pasarela peatonal.
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2.2. Bases tericas El respaldo conceptual que enmarca las diversas fases de la investigacin se
describe a continuacin haciendo uso del anlisis de algunas referencias y materiales
bibliogrficos. De esta forma se logran nutrir los datos disponibles, generando un
compendio completo de recursos para el encaminado desenvolvimiento del proyecto.
2.2.1. Puentes
Es una construccin, por lo general artificial, que permite salvar un accidente
geogrfico o cualquier otro obstculo fsico como un ro, un can, un valle, un camino,
una va frrea, un cuerpo de agua, o cualquier obstruccin. El diseo de cada puente
vara dependiendo de su funcin y la naturaleza del terreno sobre el que el puente es
construido. Es necesaria su implementacin cuando se tiene un alto volumen de
incidencia.
2.2.1.1. Clasificacin de puentes
Segn su estructura
Existen seis tipos principales de puentes: puentes viga, en arco, colgantes y
atirantados. El resto de tipos son derivados de estos. Cada uno se describe brevemente
a continuacin:
- Colgante: Est constituido por dos columnas, unidas por un cable principal de donde
cuelgan tirantes, que trabajando a traccin, sostienen el tablero de circulacin.
- En arco: El apoyo de este puente es un elemento en forma de arco que trabaja en su
mayora a compresin.
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- Atirantado: Son un conjunto de tirantes que se colocan desde una columna al tablero,
uno paralelo al otro, para garantizar su estabilidad.
- En viga: trabaja a traccin en la zona inferior de la estructura y compresin en la
superior, es decir, soporta un esfuerzo de flexin. No todos los viaductos son puentes
viga; muchos son en mnsula.
Segn su uso Un puente es diseado para trenes, trfico automovilstico o peatonal, tuberas de
gas o agua para su transporte o trfico martimo. En algunos casos puede haber
restricciones en su uso. Por ejemplo, puede ser un puente en una autopista y estar
prohibido para peatones y bicicletas, o un puente peatonal, posiblemente tambin para
bicicletas.
2.2.2. Puente peatonal
Los puentes peatonales son parte de la infraestructura vial que permite el cruce
seguro de los peatones a travs de vas donde las velocidades vehiculares no permiten
un cruce seguro a nivel. Citando a la Norma Venezolana COVENIN 2245, (1990), una
pasarela se entiende como: aquel puente pequeo para uso peatonal, que sirve para
unir dos superficies ubicadas al mismo nivel. Esta misma fuente, afirma que las rampas
y pasarelas se clasificarn segn su inclinacin, de la manera que sigue:
- De 0 a 7: Pasarela
- De 8 a 15: rampas de inclinacin media
- De 16 a 20: rampas empinadas.
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2.2.3. Ventajas y desventajas de la colocacin de puentes peatonales
Desde el punto de vista de planificacin de transporte la gran ventaja de estas
estructuras es que son los nicos pasos de peatones compatibles con flujos de
vehculos ininterrumpidos, con los que consiguen las mejores prestaciones en
capacidad y seguridad.
En general, los pasos a distinto nivel constituyen el grupo ms costosos de pasos de
peatones, tanto en trminos econmicos, como en cuanto al gasto energtico a que
obligan a los peatones y pueden suponer una barrera psicolgica para su uso, debido a
que alargan el camino con respecto a un paso de cebra o con semforos, por lo que su
utilizacin se restringir a los casos en que sean totalmente imprescindibles.
2.2.4. Especificaciones del diseo de puentes peatonales
- Se debe hacer un levantamiento topogrfico en donde se indique toda la
infraestructura existente, ubicacin de vas, paradas, servidumbre vial, etc.
- El puente ser de una sola luz (sin pilas intermedias).
- Todo el diseo del puente deber basarse en las Especificaciones AASHTO
ltima edicin, de la ACI 318-95 y el Manual de Especificaciones Tcnicas
Generales para la Construccin de Carreteras y Puentes del MOP edicin
vigente.
- Las especificaciones de carga, estarn basadas en la norma 2002-88: criterios y
acciones mnimas para el proyecto de edificaciones, con una carga viva de
diseo de 500 kg/m.
- Las pilas o soportes extremos estarn a 6,00m., mnimo del borde de los
hombros y sin obstaculizar el libre flujo de las aguas del sistema de drenaje de
las vas.
- La altura mnima libre entre el punto ms bajo de la superestructura y el ms alto
de la va (incluyendo los hombros) ser de 5,50m.
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OS
-
- El diseo debe contemplar la iluminacin necesaria para la seguridad de los
peatones y trfico vehicular en horas de la noche, aprobado por el MOP.
Segn la Norma Venezolana 2245 (1990), para el diseo de rampas y pasarelas se
debe tomar en cuenta:
Diseo El ancho mnimo de las rampas y pasarelas ser de acuerdo al trfico de usuarios,
segn lo mostrado en las tablas 2.1 y 2.2:
Tabla 2.1. Trnsito peatonal sin carga
Nmero de personas Ancho mnimo (metros)
1 0,90
2 1,20
3 1,80
4 2,40
Para ms de cuatro personas
Si es nmero par: ancho mnimo anterior x
1,3333
Si es nmero impar: ancho mnimo anterior x
1,5
Tabla 2.2. Trnsito peatonal con carga
Nmero de personas Ancho mnimo (metros)
1 1,00
2 2,15
Adems se deben tomar en cuenta las siguientes consideraciones;
- Reducir al mnimo la longitud del paso de peatones, suprimiendo las bandas de
la seccin que no sean estrictamente necesarias en ese punto.
- Suprimir y evitar la posibilidad de obstculos.
DERECHOS
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OS
-
- Mantener, en lo posible, una trayectoria que sea prolongacin rectilnea de los
itinerarios peatonales mediante los que se accede.
Materiales constructivos Se usan diversos materiales en la construccin de puentes. En la antigedad, se
utilizaba principalmente madera y posteriormente se us roca. Ms recientemente se
han construido los puentes metlicos brindndole mayor fuerza a la estructura. Los
principales materiales que se usan para la edificacin de los puentes peatonales y
rampas, segn la Norma Venezolana 2245, (1990) son:
- Madera
La madera utilizada deber ser fuerte, seca, sana, libre de nudos y rajaduras que
afecten su resistencia. Durante su colocacin en obra no deber tener pintura, laca u
otro recubrimiento opaco que impida la fcil inspeccin y deteccin visual de fallas en la
estructura de la misma.
- Metal
Todas las partes metlicas debern ser de aluminio, acero, hierro maleable, u otro
material adecuado en dureza y resistencia al uso previsto. No presentarn desgaste,
corrosin, ni fallas estructurales. Los largueros de las escaleras de metal deben tener
una seccin que impida flexiones extremas al usarlas.
Las superficies de rampas y pasarelas debern fabricarse de lminas corrugadas
recubiertas con material anti resbalante, o cualquier otro para minimizar el riesgo de
resbalones. Adems, se debe implementar un recubrimiento anticorrosivo.
Existen otros casos de rampas en los que se coloca una lmina de acero con una
delgada losa de concreto, dando lugar a lo que hoy da se conoce como Losacero, en la
Figura 2.1 y 2.2, se detalla mayor informacin.
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-
Figura 2.1. Sobrecargas admisibles de la Losacero
Figura 2.2. Volumen de concreto para los distintos espesores de losa
El refuerzo contra la retraccin y la temperatura consiste en una malla
electrosoldada de acero cuyas dimensiones deben tener un rea mnimo de 0,00075
veces el rea de la seccin de concreto, lo que para 8cm representa una malla de
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100x100x4 mm, el cual ser colocado sobre las laminas Losacero, a 2 cm por debajo
del borde superior del concreto.
- Concreto
Debe contar con el refuerzo metlico segn el clculo estructural, de manera que
soporte la carga para la cual ha sido diseada.
De igual forma se pueden utilizar otros materiales como la piedra o una mixtura de
los anteriormente descritos.
Seguridad
- Las rampas y pasarelas que queden a una distancia mayor o igual a 1,50m.
sobre el nivel del piso, se protegern con barandas de 0,90m de altura, con
una barra intermedia a 0,45m y rodapi de 15cm.
- Cuando la rampa o pasarela pase por encima de un lugar de trabajo, o un paso
de personal, la superficie transitable de las mismas no deber presentar
intersticios mayores de 12mm de ancho.
2.2.5. Factores a tomar en cuenta en la construccin de puentes peatonales
Ubicacin
En vas de rango metropolitano y carcter de autopista o autova, slo se admiten
pasos de peatones a distinto nivel.
El diseador debe tomarse el tiempo de realizar una inspeccin en la zona donde va
a ubicar su puente peatonal para asegurarse de la necesidad. Si el proyecto fuera ms
riguroso, un conteo peatonal determinara la correcta ubicacin del puente, ya que en
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-
muchos planos no aparecen la ubicacin de los mercados o colegios, que son los polos
de captacin del flujo peatonal.
Los Proyectos de Urbanizacin debern estudiar la conveniencia de formalizar pasos
de peatones, al menos, en los siguientes puntos:
- En los puntos en que una calzada interrumpe la continuidad lineal de las aceras
o itinerarios peatonales (bulevares, calles peatonales, sendas).
- En las proximidades de edificios generadores de trfico peatonal intenso
(escuelas, hospitales, centros administrativos, centros de empleo, grandes
establecimientos comerciales, etc.).
- Junto a intercambiadores de transporte y paradas de transporte colectivo.
- En puntos de elevada accidentabilidad peatonal.
- Se debe procurar situar los pasos de peatones en la prolongacin del recorrido
natural del peatn.
Elementos
- Escaleras
Segn las Normas Venezolanas COVENIN 3657, 3658, 187 y 3298 (1990):
- Las escaleras de uso pblico deben tener un ancho mnimo de 1,20m.
- La superficie de la huella debe ser anti resbalante y sealar el borde de la
misma.
- Peldaos entre 28 y 32cm. de huella y entre 14 y 18cm. de contrahuella, sin
salientes.
- En las construcciones nuevas, la primera y la ltima huella deben quedar a
nivel con los pisos que conectan.
- La contrahuella debe ser llena (no vaca) con tope para el pie del usuario.
- La extensin de las barandas no debe ser menor de 30cm sin que por ello se
constituyan en obstculos, en cuyo caso, se extendern no ms all de la lnea
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-
de continuidad de los tabiques o paredes del nivel correspondiente (vase
figura 2.3).
Figura 2.3. Escalera con baranda y pasamanos
- Rampas antideslizantes
Las rampas antideslizantes debern contar con un ancho libre mnimo de 0,90m sin
entrabamientos para el desplazamiento y consultar una pendiente mxima de 12%.
Cuando se requieran juntas estructurales o de dilatacin, en la superficie de
circulacin no deben acusarse huelgas superiores a dos centmetros.
Las rampas y las terrazas que tengan diferencias de nivel de piso de al menos
1,00m respecto de los espacios que los rodean debern consultar una solera de borde
con una altura mnima de 0,30m.
La superficie de piso que enfrenta a las escaleras deber tener una franja con una
textura distinta, de aproximadamente 0,50m de ancho, que seale su presencia al no
vidente.
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- Barandas en rampas y escaleras
Cuando sean necesarias para la seguridad de las personas, ante el peligro de cada
por ausencia de paredes laterales, deben disponerse barandas firmes en rampas y/o
escaleras cuya altura del pasamanos se ubique entre 80 y 90cm., capacidad de carga
no menor a 100 Kgf., y distanciamiento entre barras 15cm al menos en un sentido. La superficie de sujecin por los usuarios, debe tener las mismas caractersticas que los
pasamanos. (Vase Figura 2.4 y 2.5)
Figura 2.4. Alturas normativas de las barandas
Figura 2.5. Distanciamiento en pasamanos
Los antepechos, las barandas y pasamanos de escaleras y balcones, tanto
exteriores como interiores, se disearn para resistir una carga horizontal por unidad de
longitud, aplicada transversalmente en el borde superior de los mismos, igual a 50
Kgf/m en el caso de viviendas y edificaciones de uso privado, o a 100 Kgf/m si son de
uso pblico. (COVENIN 2002-88)
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2.2.6. Trnsito peatonal
Todas las normas de trnsito analizadas regulan los derechos y deberes de los
peatones. Los conductores estn obligados a respetar a los transentes y a considerar
su vulnerabilidad cumpliendo con los derechos de paso establecidos, sin embargo, esto
no se cumple en Venezuela. Estos, a su vez, deben comportarse adecuadamente en la
va pblica cumpliendo en detalle lo normado, entre lo que se suele incluir circular por
las aceras, veredas, pasos elevados o puentes peatonales, atravesar calles con
cuidado, por sendas peatonales o cebras, y obedecer los semforos peatonales y
dems seales. Las normas de trnsito y los principios generales de responsabilidad
prescriben, en general, que el peatn es responsable por los daos y perjuicios que
cause en su obrar imprudente y en contravencin con las disposiciones legales en la
materia.
Como se mencionara, todas las leyes de trnsito regulan la circulacin peatonal; sin
embargo, el nfasis en aplicar sanciones y la atencin de la polica de trnsito se
orienta ms a los conductores de vehculos que a los transentes. El incremento de la
desobediencia a esas leyes como importante causa de lesiones no intencionales ha
hecho que muchas normas incorporen sanciones especficas para los peatones,
aunque queda por evaluar si las autoridades encargadas del control de trnsito las
imponen efectivamente.
2.2.7. Registro de Colisiones de Vehculos
La capacidad de adoptar medidas correctivas que determinen una disminucin
efectiva en las lesiones y muertes ocasionadas por el trnsito vehicular depende en
gran parte del aporte de las estadsticas. Entre los pases estudiados, slo las normas
de trnsito de la Argentina, Colombia, Mxico, el Uruguay y Venezuela contemplan la
organizacin y funcionamiento de un registro unificado de colisiones y atropellos por
vehculos. No obstante y con deficiencias y aciertos, todos los pases cuentan en alguna
medida con estadsticas en la materia. Las fuentes fundamentales de datos de
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-
accidentes son la polica de trnsito, las historias mdicas de las salas de emergencia,
las actas de defuncin de los registros pblicos y los datos recabados por las
compaas de seguro.
2.2.8. Troncal 17 de Venezuela
La Troncal 17, mejor conocida como Lara-Zulia, es una carretera que parte de la
cabecera oriental del Puente Rafael Urdaneta y permite la comunicacin del estado
Lara con el centro-occidente de Venezuela. Es una arteria vial de suma importancia en
el pas, que garantiza, entre otras cosas, el intercambio de productos a nivel nacional
propios de la economa venezolana. (Vase Figura 2.6)
Figura 2.6. Ubicacin de la Troncal 17 de Venezuela
2.3. Definicin de Trminos Bsicos
Pasarela: Estructura que permite el paso de peatones sobre cuerpos de agua, vas de trfico o valles en las montaas. Se pueden construir con diferentes tipos
de materiales, tamaos y diseos.
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Troncal: Designacin dada en Venezuela para las carreteras interestatales que comunican los centros poblados de mayor importancia en el pas.
Transente - Peatn: Es la persona que transita a pie por las vas y terrenos pblicos.
Reductores de Velocidad: Son dispositivos elevados, eficaces y necesarios para aumentar la seguridad en zonas residenciales, escolares, urbanas, para permitir
el paso de peatones y ciclistas; cuyo funcionamiento se basa en disminuir la
velocidad de los vehculos mediante la friccin de los cauchos con los
dispositivos. Los comnmente colocados en Venezuela son denominados
policas acostados.
Atrayente: Capaz de captar el inters del pblico.
Accesibilidad: Es la condicin de las edificaciones y su entorno urbano que
garantiza y/o facilita a las personas su ingreso, el recorrido, su utilizacin y el
egreso de las mismas en forma segura, autnoma y cmoda.
Discapacidad: Trmino genrico que incluye dficit, limitaciones en la actividad y
restricciones de participacin. Indica los aspectos negativos de la interaccin
entre un individuo (con una condicin de salud) y sus factores ambientales.
Transitabilidad: Caracterstica de las vas de circulacin en las edificaciones y en
los espacios urbanos, que permiten el libre trnsito de las personas con
seguridad y comodidad.
Escaleras: Elemento usado para la circulacin vertical de personas, compuesto por una serie de escalones que permiten subir o bajar de un nivel a otro.
Rampa: Es aquella superficie inclinada utilizada para salvar un desnivel entre dos superficies.
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2.4. Sistema de Variables
2.4.1. Variable
Diseo de una pasarela peatonal (vase Cuadro de Variables)
2.4.2. Definicin conceptual
Se considera la actividad o proceso creativo y tcnico encaminado a idear,
dimensionar y especificar los elementos tiles y estticos para la ejecucin de una
pasarela peatonal.
2.4.3. Definicin operacional
Evala la eficiencia del diseo de pasarela en base a los elementos que la hagan
ms atractiva, segura y funcional para los usuarios.
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CUADRO DE VARIABLES Titulo: DISEO ESTRUCTURAL DE UNA PASARELA PEATONAL ATRAYENTE,
SEGURA Y FUNCIONAL EN LA TRONCAL 17 DE VENEZUELA OBJETIVO GENERAL: Disear una pasarela atrayente, segura y funcional para la troncal 17 de Venezuela.
Objetivo Variable Dimensiones Indicadores
Determinar la necesidad
del puente peatonal y las
caractersticas que
requiere para convertirse
en una estructura
atrayente.
Diseo de una pasarela peatonal
Requerimiento de la pasarela
- Visita al sitio de estudio - Encuesta a los pobladores de la zona - Comprobacin de la necesidad
Caractersticas de una
estructura atrayente
- Preferencias de los usuarios acerca del foco principal de atraccin
- Arquitectura y estructura novedosa en la fachada
Esttica - Arquitectura minimalista - Recursos ornamentales - Estructura sencilla y eficiente
Disear un modelo
estructural de pasarela
considerando las normas
venezolanas para puentes
peatonales
Ubicacin
- Condicin del terreno - Ubicacin de servicios pblicos - Presencia de policas acostados o reductores de velocidad - Zona comercial, escolar o de alto flujo de transentes
Seguridad
- Colocacin de barandas y pasamanos - Pisos anti resbalantes - Rampas con pendiente normativa - Escaleras que cumplen con las normas arquitectnicas - Cumplimiento de las Normas venezolanas para puentes
peatonales
Funcionalidad
- Rampas de acceso para discapacitados, sillas de ruedas y carriolas de bebs
- Longitud de rampas de acceso - Escaleras normativas para todo usuario - Descansos intermedios - Altura libre del puente
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Analizar la factibilidad
econmica, viabilidad
constructiva y la capacidad
de atraer usuarios del
diseo propuesto.
Factibilidad econmica
- Cmputos mtricos de los materiales a utilizar - Costo de materiales - Costo de equipos - Costo de la mano de obra - Anlisis de Precios Unitarios
Viabilidad constructiva
- Materiales de fcil obtencin - Construccin rpida - Ejecucin no invasiva; fuera de propiedad privada
Capacidad de
atraer a los usuarios
- Disminucin de riesgo para los peatones - Ubicacin estratgica - Creacin de una zona recreacional - Rampas y escaleras de fcil acceso
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CAPTULO III Marco metodolgico
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CAPITULO III
MARCO METODOLGICO
3.1. Tipo de investigacin El propsito o alcance de esta investigacin es de tipo descriptivo. Con ella se busca
especificar las propiedades, caractersticas y rasgos importantes de una pasarela
peatonal para que sea atrayente, segura y funcional; midiendo, evaluando y
recolectando datos sobre los diversos aspectos, dimensiones y componentes que darn
luz verde al ideal diseo de la estructura, describiendo as cada una de las variables
necesarias para su ptima consumacin (Sampieri, 2004).
3.2. Diseo de la investigacin Como factor fundamental para el desarrollo de la investigacin, se recolectar
informacin en la zona de estudio, asociada a los gustos y preferencias visuales de las
personas que habitan cerca de donde se pretende ubicar el puente peatonal. Esta
medicin proyecta realizarse a travs de la aplicacin de una encuesta sencilla a una
muestra representativa de pobladores, incurriendo en un diseo no experimental
transeccional de campo cuyo propsito est vinculado con la determinacin de las
caractersticas que hacen una pasarela atractiva segn las opiniones de los futuros
usuarios (Sampieri, 2004). Bajo este mismo concepto se medir someramente la
poblacin que transita por la zona con el fin de definir las dimensiones aproximadas
requeridas para el diseo funcional de la estructura, permitiendo el paso cmodo del
nmero de usufructuarios estipulados por unidad de tiempo. Con esto, se proceder al
diseo del modelo de puente peatonal para, posteriormente, analizar su factibilidad
econmica, haciendo uso de la computacin de materiales y de la capacidad de atraer
usuarios.
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3.3. Poblacin
Segn Sampieri, 2004 En los diseos de investigacin no experimentales se utiliza
el enfoque cuantitativo. Para este tipo de enfoque, se trabaja con el trmino poblacin
asociado al conjunto de todos los casos que concuerdan con una serie de
especificaciones. Las poblaciones deben situarse claramente en torno a sus
caractersticas de contenido, de lugar y en el tiempo.
Se tom como poblacin todas las zonas donde se concentra una cantidad
significativa de habitantes en la Troncal 17 de Venezuela, entre las que figuran Carora,
El Venado y Palmarito, reconocidas por tener un alto ndice de accidentes vehiculares.
3.4. Muestra
En la presente investigacin, se estudi la poblacin de la Parroquia Manuel
Guanipa Matos, perteneciente al Municipio Baralt de la ciudad El Venado en el Estado
Zulia. Esta zona fue seleccionada por presentar altos niveles de accidentes,
principalmente en los linderos de la Troncal 17, se encuentran colegios, por lo que
muchas de las vctimas son nios y adolescentes. Es una zona comercial, que se
encuentra en constante movimiento, lo que la convierte en un foco importante. Esta a
aproximadamente 1 hora 30 minutos de Maracaibo en carretera.
El Venado Cuenta con treinta sectores: La Chinita, La Pedrera, San Antonio, 18 de
mayo, El Estadio, Las Brisas, El Silencio, Pueblo Aparte, San Antonio, El Paraso, etc.
para totalizar una poblacin aproximada que va de 15 mil a 20 mil habitantes. El estudio
se realizar especficamente en el sector San Antonio el cual cuenta con 498
habitantes, por ser uno de los sectores ms poblados, con mayor ndice de accidentes,
instalaciones visitadas por los viajeros y por tener en uno de los linderos de la autopista,
el Liceo Jos Agustn Lpez.
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La muestra es un subgrupo de la poblacin. En los diseos de investigacin
transeccionales cuantitativos son esenciales las muestras probabilsticas, ya que se
pretende hacer estimaciones de variables en la poblacin, mediante encuestas, cuyos
resultados se analizan con pruebas estadsticas. Los elementos de este tipo de muestra
tienen iguales posibilidades de ser seleccionados porque la eleccin se realiza al azar.
Para determinar el tamao de la muestra y seleccionar los elementos muestrales se
aplican las siguientes ecuaciones:
Donde:
n : Es el tamao provisional de la muestra
: Es la varianza de la muestra
: Es la varianza de la poblacin
Donde:
N : Es la poblacin
n : Es el tamao de la muestra
Aplicando las ecuaciones, se obtiene:
: Es la varianza de la muestra, la cual se obtiene con la ecuacin:
: Es la varianza de la poblacin, valor estndar adoptado: 0,030
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N : 498 habitantes
La muestra para la investigacin ser de 50 personas, seleccionadas al azar para
ser encuestadas acerca de sus gustos y preferencias en cuanto a las caractersticas de
la estructura, permitirles corroborar la alta ocurrencia de accidentes automovilsticos y
fortalecer la necesidad de implementar una pasarela peatonal sobre la autopista.
3.5. Tcnicas e instrumentos de recoleccin
En el presente trabajo, los investigadores no pertenecen al grupo observado y slo
se hacen presentes con el propsito de obtener informacin de los pobladores.
Por ello, se recolect informacin de testimonios orales y escritos de personas que
han tenido contacto directo: han sido observadores de accidentes vehiculares por los
policas acostados y familiares de las victimas arrolladas por los vehculos a altas
velocidades.
Ante todo se busc que la pasarela tenga la capacidad de atraer usuarios, por lo
que se aplic una encuesta con la intencin de confirmar la alta ocurrencia de
accidentes automovilsticos, la necesidad de implementar una pasarela peatonal sobre
la autopista y las caractersticas de la estructura. El instrumento de recoleccin estuvo
conformado por 9 preguntas cerradas y 2 preguntas abiertas, ste se puede encontrar
en Anexo B.2.
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La esttica de la pasarela se logr con el asesoramiento de un Arquitecto el cual
trabaj con las ideas de los tesistas y la informacin proporcionada por los pobladores,
logrando una estructura sencilla, elegante y atrayente para los usuarios.
La ubicacin de la pasarela fue el resultado de la observacin del sitio, tomando en
cuenta la presencia de zonas comerciales, escuelas y policas acostados y teniendo
presente la informacin obtenida de los pobladores de la zona a la hora de ser
encuestados.
La informacin de la zona se obtuvo con una visita al lugar, donde previamente
ubicado el sitio de la pasarela, se procedi a medir el ancho de la va y dems
mediciones necesarias para darle dimensiones a la estructura.
Se emplearon elementos que registren aspectos visuales (cmaras fotogrficas) y
mapas obtenidos de Google Earth, con la ubicacin exacta.
Todo el diseo del puente estuvo basado en Norma Venezolana 2245 (1990), para el
diseo de rampas y pasarelas.
Las escaleras segn las Normas Venezolanas COVENIN 3657, 3658, 187 y 3298
(1990).
A travs de estas normas se obtuvo: longitud de rampas de acceso, dimensin de
las escaleras de acceso, altura libre del puente, correcta colocacin de barandas y
pasamanos, la pendiente normativa de la rampa de acceso y todos aquellas
caractersticas que le otorguen a la estructura una correcta funcionalidad y seguridad al
usuario.
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3.6. Procedimiento metodolgico
A continuacin se presentan las actividades que se llevaron a cabo en la
investigacin para el cumplimiento de los objetivos planteados.
Determinar la necesidad del puente peatonal y las caractersticas que requiere para convertirse en una estructura atrayente.
- Se estableci la zona de estudio de la Troncal 17 por presentar altos niveles de
accidentes vehiculares, adems de ser una zona comercial y encontrarse
aproximadamente a 1 hora 30 minutos por tierra, con una velocidad promedio
desde Maracaibo.
- Se dise una encuesta con cinco preguntas que buscan corroborar la alta
ocurrencia de accidentes automovilsticos, mediante preguntas personales
acerca de su circulacin por la zona y su participacin o conocimiento sobre los
accidentes que ocurren; tres preguntas que permiten fortalecer la necesidad de
implementar una pasarela peatonal sobre la autopista y su compromiso con la
utilizacin frecuente de ella; dos preguntas abiertas acerca de lo que se desea
encontrar sobre el puente, una con opciones preestablecidas y la otra donde el
encuestado puede manifestar sus ideas. Incluye adems una casilla de
observaciones para asentar todos los datos extras suministrados por las
personas.
- Se determin la muestra a la que se le aplicara el instrumento de recoleccin de
datos.
- Se visit, va terrestre, la zona de estudio establecida, con el fin de aplicar la
encuesta y determinar el nmero de reductores de velocidad presentes en el
camino con la ayuda de una memoria fotogrfica.
- Se totalizaron las respuestas obtenidas y se redactaron las observaciones
suministradas.
- Se seleccion la opcin con mayor ndice de preferencia para formar parte de las
caractersticas de la estructura.
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- Se escogi un diseo arquitectnico de la pasarela, al cual se incluy la
caracterstica seleccionada por los pobladores y dems detalles que constituyera
una estructura sencilla y elegante.
Disear un modelo estructural de pasarela considerando las normas venezolanas para puentes peatonales
- Se determin la ubicacin de la pasarela mediante la observacin del sitio,
tomando en cuenta la presencia de zonas comerciales, escuelas, policas
acostados y espacio disponible; teniendo presente la informacin obtenida de los
encuestados.
- Se realiz una segunda visita al sitio donde se tomaron todas las medidas que
delimitaban el espacio con el que se contaba para dar lugar a la estructura,
complementndolas con una memoria fotogrfica. (Ver Anexo A)
- Se calcularon las cargas vivas y muertas aplicadas a la estructura segn la
norma COVENIN 2002-88.
- Se fijaron las dimensiones, pendientes y dems elementos exigidos por
COVENIN 2245-1990 para el diseo seguro de puentes peatonales del boceto,
con el fin de dar forma a la estructura en el programa de dibujo AutoCAD.
- Se determinaron las combinaciones de carga a aplicar a la estructura segn la
Norma 1618-98.
- Se cargaron todos los datos en el programa Staad Pro de manera de obtener las
reacciones, cortes y momentos de la estructura, fijando las dimensiones
definitivas.
- Se calcularon los prticos para los descansos.
- Se determin el apoyo para las rampas laterales.
- Se ejecut un modelo 3D de la pasarela con el programa Sketch Up, donde se
observa claramente el concepto del diseo, incluyendo el paisajismo.
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Analizar la factibilidad econmica, viabilidad constructiva y la capacidad de atraer usuarios del diseo propuesto.
- Se realiz la computacin de materiales (cmputos mtricos) para obtener una
aproximacin de la cantidad de insumos que se requerir en el diseo.
- Se gener el presupuesto con Anlisis de Precio Unitario utilizando el programa
Lulowin 2008, cuya base de datos fue actualizada segn el ndice 2010 del
Banco Central de Venezuela.
- Se comprob la factibilidad econmica del diseo y la viabilidad de su
construccin.
- Se ratific la capacidad de atraer usuarios del diseo propuesto mediante la
evaluacin de una serie de aspectos enlistados a lo largo de la ejecucin de la
investigacin.
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CAPTULO IV Anlisis de resultados
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CAPTULO IV
ANLISIS DE RESULTADOS
4.1. Evaluacin de los riesgos, necesidad y caractersticas de la pasarela
Se muestran a continuacin los resultados de la encuesta (Ver Anexo B.2) que
pretenda: determinar gustos y preferencias en cuanto a las caractersticas de la
estructura, corroborar la alta ocurrencia de accidentes automovilsticos y fortalecer la
necesidad de implementar una pasarela peatonal sobre la autopista.
Figura 4.1.Evaluacin del riesgo en la Troncal 17
La Figura 4.1 muestra el nmero de personas que afirman el alto nivel de riesgo en
el que se encuentran los pobladores de El Venado al atravesar la carretera, ciudad que
se ha desarrollado vertiginosamente en sus linderos.
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Con tristeza, los encuestados referidos en la segunda serie de la Figura 4.1
nombraron a todos aquellos familiares o conocidos, que fueron vctimas de un
arrollamiento; mencionando tambin que las motocicletas formaban parte de estas
tragedias.
11
22
17
Buena
TienesusProsysusContras
Mala
Nmerodepersonas
Figura 4.2. Opinin de los encuestados acerca de la colocacin de policas
acostados para el paso peatonal
Dirigentes de la zona, de manera de proporcionar una solucin a los accidentes
producidos diariamente en la autopista, tomaron la iniciativa de colocar reductores de
velocidad a lo largo de ella, de manera de que los vehculos se trasladaran con
velocidades inferiores y los transentes pudieran atravesar la va con menor riesgo.
(Ver Anexo B.1)
Fueron diversas las opiniones de los encuestados, acerca de esta medida, segn se
muestra en la Figura 4.2, quienes en su mayora, coincidan en que no era la mejor
solucin, ya que si se haban disminuido los arrollamientos pero haban incrementado
los accidentes automovilsticos y la inseguridad para los viajeros, segn explicaban: al
disminuir la velocidad, se encuentran en riesgo los conductores de ser atracados.
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Figura 4.3. Respuesta de los transentes a la colocacin de una pasarela.
Los encuestados vieron como una buena solucin la colocacin de una pasarela
peatonal que les proporcionara seguridad a la hora de atravesar la carretera.
Luego de corroborar que la estructura iba a ser aceptada y utilizada por los
habitantes, se propuso la idea de crear no slo una pasarela como un elemento
funcional y seguro, sino tambin atrayente; una especie de zona recreacional, con un
concepto urbanstico que le proporcionara al transente un ambiente y confort que lo
invitara a dirigirse hacia la parte superior de la estructura, idea que adoptaron con
mucha afinidad. De manera de conseguir aquello que se deba colocar en la parte
superior del puente, se les invit a seleccionar uno de los tems siguientes.
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Elijaalguno(s)delositemsquedeseaencontrarsobrelapasarela
13%
4%
11%
51%
19%2%
Jardn
TiendadeartesanasLocaldegolosinasPlaza
FuentedesodaExposiciondeesculturas
Figura 4.4. Seleccin de los tems que les gustara encontrar sobre la pasarela.
La respuesta con mayor incidencia es la plaza, la cual se observa en el Figura 4.4
con un 52% de inclinacin.
Adicionalmente se dio a conocer que en El Venado no existen zonas recreacionales,
de manera que combinar la necesidad de la estructura con la de la creacin de una
zona de encuentro seria fructfera para la poblacin.
Adems se incluy en la encuesta una pregunta completamente abierta donde los
encuestados de diversas edades podan participar con sus ideas en la concepcin de la
estructura. Obteniendo lo siguiente: heladera, venta de lotera, zona recreacional,
cancha de futbolito, parque infantil y fuente. Coincidan en que queran una zona donde
pudiesen compartir con otras personas.
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4.2. Informacin obtenida de la Troncal 17 (Ruta: Maracaibo - El Venado)
A lo largo del recorrido de 86 Km que conecta, la ciudad de Maracaibo y El Venado,
se totalizaron 65 policas acostados, en los cuales se pudieron observar las siguientes
caractersticas:
Poseen diversidad de dimensiones. Ver en Anexos la Figura A.1. Sus proporciones son irregulares. Ver en Anexos la Figura A.2. No poseen la sealizacin adecuada, en lo que se incluye: pintura, iluminacin y
avisos de alerta para el conductor. Ver en Anexos la Figura A.3.
Funcionan como ejes promotores de la economa informal, en la cual los vendedores se exponen al riesgo de ser atropellados. Ver en Anexos las Figuras
A.4 y A.5.
Estn escasamente distanciados uno de otro (menos de 60metros). Estn arbitrariamente distribuidos a lo largo de la va. Aumentan el tiempo de viaje a aproximadamente 30 minutos. Se pudieron observar nios, sin supervisin, caminando en los linderos de la va.
Ver en Anexos la Figura A.6.
Existe una gran afluencia de vehculos de dos ruedas (motocicletas), en la autopista. Ver en Anexos la Figura A.7.
Se observ como los peatones cruzan frecuentemente la carretera. Ver en Anexos la Figura A.8.
4.3. Seleccin de la ubicacin
Al momento de seleccionar el sitio de ubicacin del puente peatonal se tomaron en
cuenta los siguientes factores:
Zonas comerciales cercanas Espacio disponible (construccin no invasiva)
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Alto ndice de ocurrencia de accidentes Reductores de velocidad no normados en las adyacencias del terreno
Con ayuda de la herramienta electrnica Google Earth, se obtuvo una vista satelital
de la ciudad El Venado, la cual se observa en la Figura 4.5. En ella se distingue en
color amarillo la Troncal 17 de Venezuela, mientras que en la Figura 4.6 en color
anaranjado se observa la ubicacin exacta de la pasarela.
Figura 4.5. Mapa Satelital del El Venado
Figura 4.6. Mapa Satelital ampliado del El Venado
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Se determin la ubicacin de la pasarela mediante la observacin del sitio y teniendo
presente la informacin obtenida de los encuestados. Un esbozo del lugar escogido se
muestra a continuacin en la Figura 4.7.
Figura 4.7. Croquis de la ubicacin de la pasarela
Entre las imgenes presentes en la memoria fotogrfica que ilustran en la realidad lo
representado por la Figura 4.7, se encuentran:
Un panorama general de la ubicacin de la estructura donde se puede apreciar, en el sentido Maracaibo-El Venado, las referencias descritas en el croquis
anterior.
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Figura 4.8. Lugar de ubicacin del puente en el sentido Maracaibo-El Venado
Vista del lateral derecho con respecto a la Figura 4.8. Obsrvese en ella: el terreno disponible para la ubicacin de la pasarela; a sus lados se encuentra un
Templo Pastoral y un camino de acceso a viviendas.
Figura 4.9. Lado derecho de la va en el sentido Maracaibo-El Venado
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Vista del lateral izquierdo con respecto a la Figura 4.8. Obsrvese en ella: el terreno disponible para la ubicacin de la pasarela; a sus lados se encuentra una
Venta de Repuestos y un gran rbol referencial que formar parte del concepto
paisajstico del proyecto.
Figura 4.10. Lado izquierdo de la va en el sentido Maracaibo-El Venado
Para mayor informacin visual del sitio, ver en Anexo A: Figura A.9 hasta la A.18.
El lindero derecho presenta un desnivel de al menos un metro y medio que se
extiende a lo largo de 45,00m aproximadamente, el cual deber ser rellenado con
material A2 y compactado con apisonadores hasta lograr un 95% del Proctor
Modificado. Previo a este relleno debe realizarse una deforestacin liviana y limpieza
para el terraceo.
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4.4. Diseo arquitectnico de la pasarela
4.4.1. Propuestas de diseo consideradas
Se modelaron algunas propuestas arquitectnicas para, posteriormente, someterlas
a evaluacin y seleccionar el diseo ms propicio para utilizar en el proyecto. Seis de
estas propuestas se muestran a continuacin:
Figura 4.11. Modelo 1
Figura 4.12. Modelo 2
Figura 4.13. Modelo 3
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Figura 4.14. Modelo 4
Figura 4.15. Modelo 5
Figura 4.16. Modelo 6
Entre los 6 modelos pre-seleccionados se analizaron los siguientes factores para
elegir la propuesta definitiva:
Estructura sencilla que armonizara con el estilo de la zona Idealizacin estructural de fcil diseo, que se ajustara a los conocimientos
obtenidos durante el curso de la carrera.
Se descart la construccin de terraplenes para soportar las rampas extremas ya que proporcionaba, visualmente, una estructura robusta y requera demasiado
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espacio para cumplir con ngulos reglamentarios para la estabilidad de los
taludes.
En base a estos factores se opt por el diseo mostrado en la Figura 4.16: Modelo 6.
4.4.2. Caracterizacin y dimensionamiento del diseo seleccionado
Se fijaron las dimensiones, pendientes y dems elementos exigidos por COVENIN
2245-1990 para el diseo seguro de puentes peatonales. La vista de planta del diseo
se muestra en la Figura 4.17.
Figura 4.17. Vista de planta de la pasarela
La estructura propuesta est compuesta principalmente por dos fases que se
describen a continuacin:
Rampas de acceso laterales: envueltas en un concepto paisajstico basado en taludes de tierra, proporcionando una pendiente aparentemente natural que
motiva el trnsito del peatn y le proporciona facilidades a los discapacitados.
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La rampa central: es el foco de atraccin principal del concepto. All est situada la plaza o zona de recreacin social, que cuenta con cuatro espacios de reunin,
cada uno compuesto por tres bancas de madera, armonizadas con jardineras de
agradables caractersticas y adecuada iluminacin. Est apoyada en cinco arcos
de distintos tamaos los cuales le dan a la estructura un carcter de amplitud.
Las dimensiones adoptadas para cada uno de estos elementos estn determinadas
por el espacio de terreno disponible en la zona seleccionada, cumpliendo asimismo con
las normas venezolanas.
En primera parte, las rampas laterales no tienen igual forma ni medida, pues fueron
adaptadas a las franjas disponibles de terrenos. La que se proyecta al lado derecho
(sentido El Venado-Maracaibo) est compuesta por tres tramos con 12% de pendiente,
tal y como lo estipula la Norma COVENIN 2245-1990, siendo sus longitudes
respectivas: 3,50x3,00 m, 12,00x3,00 m y 7,85x4,25 m; asimismo cuenta con tres
descansos, dos intermedios entre los tramos 1-2 y 2-3, cuyas cotas alcanzan los 0,42m
y 1,86 m, respectivamente. Al segundo descanso se puede acceder, de forma alterna,
por medio de una escalera. El ltimo de estos espacios planos, est a una altura de
2,80 m y conecta las pendientes de acceso descritas con la rampa principal del puente.
La rampa del lado izquierdo consta de tres tramos: uno de 4,25x3,00m, y dos de
9,55x3,00m, con dos descansos intermedios de cotas 0,50m y 2,30m, respectivamente.
El tercer tramo est conectado a la rampa principal del puente por medio de un
descanso de 2,80m de altura, el cual cuenta con una escalera auxiliar para el acceso
electivo.
Por su parte, la rampa principal posee una pendiente de 12% en sus accesos
extremos con 21,85m de longitud cada uno, disminuyendo el nivel de inclinacin
paulatinamente hasta alcanzar el punto de mayor altura (cota 6,50m), en
correspondencia con lo exigido por la Norma COVENIN 2245-1990 para el paso seguro
de vehculos pesados con carga elevada. Todo esto totaliza 75,26m de largo por 7,00m
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de ancho, siendo la distancia destinada para el trnsito peatonal mayor a 2,30m, tal y
como lo estipula COVENIN 2245-1990 (Ver Tabla 2.1 en Captulo II). El ancho del
puente tambin est dictaminado por la disposicin de bancas y jardineras en la parte
media de la estructura, que consolidan el ambiente recreativo en forma de plaza que
representa el foco de atraccin para los usuarios.
Figura 4.18. Vista de planta de la pasarela con cotas altimtricas
Las bancas metlicas estn dispuestas en grupos de reunin. Se proyecta colocar
en cada uno de estos espacios, dos asientos de 1,80x0,50m, y una banca central de
2,45x0,50m. Las jardineras, por su parte, poseen dimensiones irregulares, dos de las
cuales pueden aproximarse a 10,55x1,25m, quedando las dos restantes con
7,35x1,25m, de esta manera sern distribuidas convenientemente entre las zonas de
reunin para crear un ambiente armnico y privado.
4.4.3. Dimensionamiento de barandas y escaleras Las barandas que protegern las rampas de acceso y centrales de la pasarela se
disearon con una altura de 1,00m a todo lo largo de la estructura, con cuatro tubos de
espaciados a 15cm. Cumpliendo, asimismo con lo propuesto por COVENIN 2245-
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1990, donde se plantea que las rampas y pasarelas que queden a una distancia mayor
o igual a 1,50m sobre el nivel del piso, deben ser mayores a 0,90 m.
Figura 4.19. Barandas Ver detalle de barandas en Anexo A: Figura A.19 y Seccin 2-2 en Anexo A: Figura A.20. Las escaleras se disearn segn las Normas Venezolanas COVENIN 3657, 3658,
187 y 3298 (1990):
- Las escaleras de uso pblico deben tener un ancho mnimo de 1,20m, razn
por la cual, las manejadas en el presente diseo poseen 4,42 y 6,68m, lado
derecho e izquierdo de la estructura, respectivamente.
- El nmero de peldaos colocados entre descansos no es mayor a 6, tal y como
lo indica la Figura 2.1.
- Los peldaos deben estar entre 28 y 32cm. de huella. En esta propuesta se
manejan 30 cm de huella en cada escalera.
- La contrahuella no debe poseer salientes y debe oscilar entre 14 y 18cm. En
las dos escaleras de la propuesta, se manejan contrahuellas de 15,5cm
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4.5. Diseo estructural
Se seleccion el acero como el material principal de la estructura debido a que es
capaz de cubrir grandes luces sin deformarse, no requiere de encofrado, posee un
tiempo de ensamblaje corto, es liviano, no se requieren camiones de mezclado, existe
menos prdida de material, entre otras caractersticas que convierten al acero en una
mejor opcin para la estructura de este modelo, frente al concreto armado.
4.5.1. Rampa central Se eligi el programa Staad Pro, para el clculo estructural del modelo. Este
consista bsicamente en dos grandes vigas de carga de acero, las cuales reciben las
solicitaciones de las correas de 7,00m a una separacin mxima de 1,40m que
soportan y contrarrestan la flexin de la losa de piso, construida con Losacero. Las
vigas de carga se extienden a todo lo largo del permetro de la rampa principal,
transmitiendo los esfuerzos a cinco apoyos en forma de arco, proyectados a su vez con
perfiles tubulares de acero. Las correas poseen 2 nervios de amarre, aproximadamente a 2,33m de distancia,
debido a que tienen una longitud de 7,00m que propiciara su pronta deformacin.
El mtodo de ingreso de la geometra de la pasarela al programa Staad Pro se
realiz importando el archivo de la Fachada en un formato DXF desde el AutoCAD,
programa dentro del cual se aplicaron comandos para dividir en partes iguales los
arcos de apoyo y la rampa en segmentos mximos de 1,40m, de forma que se
demarcaran los nodos necesarios para el lenguaje del programa (Staad Pro). Estos
nodos fueron conectados con los de la rampa correspondiente para generar as el
apoyo de la viga de carga, obteniendo un modelo como el que se observa en la Figura
4.20.
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Figura 4.20. Vista de la Fachada Principal
Posteriormente, se culmin el diseo del puente peatonal agregando los dems
elementos: correas, nervios de amarre, la segunda viga de carga con sus respectivos
arcos y las condiciones de apoyo empotradas de la estructura. Obsrvese Figura 4.20.
Figura 4.21. Vista de la estructura
Se asign el perfil correspondiente a cada elemento, a manera de
predimensionamiento. Con ayuda del comando del programa para la visualizacin en
3D, se obtuvo la siguiente Figura:
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Figura 4.22. Vista 3D de la estructura
La carga viva aplicada ser la establecida por la norma COVENIN 2002-88, para
puentes peatonales que es de 500 Kg/m.
En cuanto a la carga muerta, se distribuye el peso propio en toda la estructura, con
una plantilla de mortero de 2,00 cm de espesor de densidad 2000 Kg/m y un peso de
40 Kg/m; y una sobrecarga de 65 Kg/m, en el rea central de la rampa, la cual se
obtiene de la suma del peso de las jardineras, mampostera y bancas metlicas, de
acuerdo a lo descrito en la Tabla 4.1.
Tabla 4.1. Pesos de los elementos a ubicar en la plaza
Cantidad Factor Total
Mampostera 1233 Ladrillos 3,11 Kg/Ladrillo 3834 Kg
Volumen Factor Total
Relleno (capa vegetal) 12,03 m 1700 Kg/m 20451Kg
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Estos pesos sern divididos entre el rea ocupada por las dos jardineras ubicadas a
cada lado de la parte central de la rampa. Distribuyendo la cantidad de kilogramos en
una longitud de 2,33m (correspondiente a la distancia entre vigas de carga) en vez de
1,43m (ancho de jardineras), se obtiene un largo de 15,06m, dando un total de 65
Kg/m, conociendo que 500 kg/m ya fueron previstos en el clculo como carga viva.
Una vez seleccionado, de la Figura 2.1, el calibre 22 y espesor 8,00cm de la
Losacero, se determin el volumen de concreto de 0,0526 m/m de la Figura 2.2, ms
el volumen de concreto de la plantilla de 2cm . Este valor se transform en acero,
obtenindose un espesor de 0,020m. Estos valores fueron considerados como peso
propio de la estructura y relacionados como elementos de dimensiones especficas,
repartidos a lo largo de la rampa, en forma de platos (de acuerdo al lenguaje del
programa).
Se introdujeron en el programa los siguientes valores:
CASO DE CARGA 1: CARGA PERMANENTE:
- Peso propio de los elementos: Y -1
- Peso ejercido por la plaza (Tabla 4.1): GY -65
CASO DE CARGA 2: CARGA VARIABLE
- Carga viva en la estructura: GY -500
Adems de esto, se consider, una fuerza horizontal aplicada en el borde superior
de las barandas de 100 Kg/m, originando un momento torsor de 100 kg.m, tal y como lo
plantea la Norma COVENIN 2002-88 en el Captulo de Acciones Variables Horizontales,
estableciendo que los antepechos, las barandas y pasamanos de escaleras y
balcones, tanto exteriores como interiores, se disearn para resistir una carga
horizontal por unidad de longitud, aplicada transversalmente en el borde superior de los
mismos, igual a 100 kgf/m en estructuras para uso pblico.
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Como parte del CASO DE CARGA 2, se incluyeron momentos en los nodos de los
bordes de toda la pasarela de FZ 100 MX 100 Kg.m
El CASO DE CARGA 3, est considerada como varga variable de techo, sin
embargo, esta condicin no aplica en el proyecto y se le estableci el valor -1 para no
afectar la relacin que contempla, quedando como se muestra:
CASO DE CARGA 3: CARGA VARIABLE EN TECHO
- GY -1
Para el anlisis ssmico de la estructura, se ubic la ciudad de El Venado en una
zona 3, en correspondencia con lo expuesto por COVENIN 1756-2001, utilizando un
Nivel de Diseo 2 (ND2) ya que la estructura tiene una altura menor a 10 metros y
posee un nivel de importancia clasificable dentro del Grupo B2. El espectro de Diseo
se muestra, a continuacin, en la Tabla 4.2 y Figura 4.23 con una grfica de
Aceleracin Espectral vs. Perodo.
Tabla 4.2. Parmetros del diseo sismorresistente
Parmetros
Zona Ssmica 3
Tipo de Estructura I
Forma espectral del suelo S2
Grupo B2
Nivel de diseo ND2
Ao 0,2
2,6 T* 0,7
P 1
1 R 4
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OS
-
64
T 0,3
To 0,175
0,8 C 1,114
Figura 4.23. Espectro de Respuesta
Las aceleraciones horizontales y verticales producidas durante unos intervalos de
tiempo se introducen al Staad y se muestran mediantes los siguientes casos de carga:
CASO DE CARGA 4: CARGA SISMICA HORIZONTAL X
CASO DE CARGA 5: CARGA SISMICA Y
CASO DE CARGA 6 CARGA SISMICA Z
Para los efectos del viento, en correspondencia con la norma COVENIN MINDUR
2003-86: Acciones del viento sobre las construcciones, la estructura se clasifica:
- Segn el uso: Grupo C.
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- Segn las caractersticas de respuesta: Tipo III.
- Tipos de exposicin: Tipo C.
- Construccin tipo: Abierta.
- Tipos de exposicin para los componentes y cerramientos: "C"
- Velocidad bsica del viento para el estado Zulia: 96km/h.
A partir de esos parmetros se establece que la incidencia del factor viento en los
elementos no supera los 20 Kg/m, por lo que se introdujo este valor de manera
simplificada dentro del caso de carga que sigue:
CASO DE CARGA 7: CARGA DE VIENTO
Siguiendo COVENIN 1756-2001, se tom en consideracin que estara el 25% de la
carga viva y el 100% de la carga muerta en el momento del sismo.
La Norma 1618-98 plantea las Hiptesis de solicitaciones para el estado lmite de
agotamiento resistente, estableciendo que las cargas mayoradas sobre la estructura,
sus miembros, juntas y conexiones, as como su sistema de fundacin, se determinarn
de la hiptesis de solicitaciones que produzca el efecto ms desfavorable. El efecto
ms desfavorable puede ocurrir cuando una o ms solicitaciones no estn actuando,
por lo que todas las combinaciones indicadas a continuacin deben ser investigadas,
igualmente se investigarn las cargas de magnitud inferior a las mximas especificadas
pero que actan con un gran nmero de ciclos. Cuando la solicitacin pueda cambiar
de direccin, se tendr en cuenta en todas las combinaciones posibles, cambiando
adecuadamente sus signos:
1,4 CP
1,2 CP + 1,6 CV + 0,5 CVt
1,2 CP + 1,6 CVt + (0,5 CV o 0,8 W)
1,2 CP + 1,3 W +0,5 CV+ 0,5 CVt
0,9 CP 1,3 W
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1,2 CP + CV S 0,9 CP S
Las combinaciones de carga introducidas en el programa fueron: 1,4 CP
1,2 CP + 1,6 CV + 0,5 CVT
1,2 CP + CV + SISMO X
1,2 CP + CV - SISMO X
1,2 CP + CV + SISMO Z
1,2 CP + CV - SISMO Z
1,2 CP + CV + SISMO Y
1,2 CP + CV - SISMO Y
1,2 CP + 1,6 CVT + CV + 0,8 W
1,2 CP - 1,6 CVT + CV + 0,8 W
1,2 CP + 1,6 W + CV + 0,5 CVT
1,2 CP - 1,6 W + CV + 0,5 CVT
0,9 CP + 1,6 W
0,9 CP - 1,6 W
Las caractersticas del material consideradas para su insercin en el Staad Pro
fueron:
ISOTROPIC STEEL E 2,09042e+010 POISSON 0,3 DENSITY 7833,41 ALPHA 1,2e-005 DAMP 0,03, cumpliendo con la Norma 1618-98: Estructuras de Acero para
Edificaciones, mtodo de los estados lmites.
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Una vez efectuado el anlisis de estos elementos, se presentaron fallas en muchos
puntos de la estructura. Esto fue motivo ineludible para el incremento de los apoyos,
generando 4 vigas principales de carga, soportadas por 5 arcos, conservando en todo
momento la fachada principal (Figura 4.19). Esto puede observarse en la Figura 4.24.
Figura 4.24. Geometra final de la estructura
Figura 4.25. Vista en 3D de la geometra de la estructura
Finalmente se obtuvo el perfil de acero estructural ASTM A36 de cada uno de los
elementos que conforman la estructura con mdulo de fluencia 2530 Kg/cm, los cuales
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se observan en la Tabla 4.3, garantizando la estabilidad y sismorresistencia de la
estructura.
Tabla 4.3. Perfiles de los elementos
Elemento Perfil seleccionado
Correa IPN 120
Vigas de carga HEB 450
Arcos de apoyo HEB 450
La determinacin de estos elementos finaliza el diseo de la rampa central, lo cual
se puede observar en las Figuras 4.26 y 4.27:
Figura 4.26. Vista 3D de la rampa central
Figura 4.27. Vista 3D del lateral de la rampa
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4.5.2. Descansos Son los que conectan la rampa central con las laterales. Poseen una cota de 2,80m
y se disearn con una superficie de Losacero apoyada en correspondencia con lo que
sigue:
- El descanso derecho estar constituido por dos vigas de carga y tres vigas de
amarre de acero, soportadas por 4 columnas del mismo material.
Figura 4.28. Descanso derecho
- El descanso izquierdo contar con dos ejes de vigas de carga, tres ejes de
vigas de amarre y 6 columnas. Todos los elementos son de acero estructural.
Figura 4.29. Descanso izquierdo
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Todos los elementos fueron modelados en el Staad Pro con las mismas
solicitaciones y carac