Informe alova 1

CONSTRUCCIONES ALOVA, C.A.

INFORME DE CALCULO ESTRUCTURAL Y RECOMENDACIONES GENERALES

Ing° Héctor Mayaudón C.I.: 9.872.945 Maturín, Junio de 2015

INFORME SOBRE CONVENIENCIA DE MÉTODOS CONSTRUCTIVOS PARA LA EJECUCIÓN DEL PROYECTO HUAYLLANI INFORME Nº 01

PREAMBULO: El objeto del este informe es el de hacer la comparación de los diferentes constructivos desde el punto de vista de dos variables fundamentales , una más importante que la otra pero sin dejar de ser importantes las dos , las cuales son, El costo y la rapidez de construcción.

Todos los sistemas constructivos tienen sus ventajas y desventajas unos sobre los otros, dependiendo de los sitios y uso de las edificaciones a construir, en este caso el uso será Habitacional y los sistemas constructivos propuestos son los siguientes.

• • •

Sistema Constructivo con concreto armado y acero estructural de alta resistencia.

Sistema Constructivo con estructuras de perfiles de acero.

Sistema Constructivo con estructuras de concreto armado Tipo túnel.

Para comenzar este estudio se escogió el primer sistema constructivo (Concreto Armado)para ser tomado como sistema inicial de comparación, para lo cual se tomo el proyecto arquitectónico del Arquitecto Franklin Ortega, el cual es un edificio de 8 plantas con se desarrollara en el sistema constructivo que resulte más favorecido en este estudio que se presenta a continuación.

Para el inicio del estudio antes mencionado se procedió a realizar el cálculo estructural de la edificación que se desprende del diseño arquitectónico del Arquitecto Franklin Ortega, pero en el sistema constructivo de método tradicional en concreto Armado con acero estructural de alta resistencia y de esta manera tener las propiedades de los elementos de dicha estructura y acto seguido sacar los costos de la estructuras en concreto para luego compararla con los otros métodos constructivos y escoger el más conveniente.

Para este cálculo estructural se procedió a realizar los chequeos y procedimiento con el objeto de definir las propiedades físicas de los elementos estructurales y de esa manera desarrollar los respectivos cómputos para general los costos de estructura de ese sistema constructivo.

SISTEMA CONSTRUCTIVO TRADICIONAL EN CONCRETO ARMADO: El método constructivo adoptado para esta edificación es el método tradicional de concreto armado donde los elementos estructurales se desarrollaron y sus características fueron las siguientes:

LOSAS: Las losas adoptadas para esta edificación fueron las losas nervadas en una sola dirección cuyas especificaciones son las siguientes: • • • •

•

Losa Nervada en una sola dirección, de uso Losa de entrepiso de e= 20 cms Area de la losa es de 204,92 m2 por cada ala y cada nivel.

El area de acero asociada a los nervios de las losas son cabillas de ½” .

Se Calcularon un total de 5 losas discriminadas en planta de longitudes según lo siguiente: LE – 1 = 5 = 10,95 m LE - 2 = 4 = 9,65 m LE - 3 = 7,77 m Las losas Propuestas deberán ser armadas con bloques piñata de anime de altura de 15 cms, con concreto de 250 kg/cm2 a los 28 dias y acero estructural de alta resistencia de fy= 4200 kg/cm2 en cabillas de ½” , dispuestas en dos por cada nervio los cuales están separados a cada 0,50 m uno del otro.

ESTRUCTURAS: La Estructura de esta edificación será aporticada, con pórticos en dos direcciones que son, sentido de carga en el cual se encuentran contenidos los pórticos de carga y sentido Antisísmico en el cual están contenidos los pórticos antisísmicos, todos los mismos seran confeccionados en concreto armado de Rcc = 250 kg/cm2 a los 28 dias y acero de alta resistencia de Fy = 4200 Kg/cm2 , mejor conocida como concreto armado.

PORTICOS DE CARGA: Son los pórticos mas largos, serán estructuras planas cuya función en la edificación es la de transmitir las cargas provenientes de las losas a las vigas de carga y luego a las columnas y están compuestos por elementos Horizontales y verticales llamados vigas y columnas cuyas dimensiones son las siguientes: COLUMNAS NIVEL

UBICACION 1,2,3 4,5,6 7,8

ESQUINERA 35 X 35 30 X 30 30 X 30

BORDE 40 X 40 35 X 35 30 X 30

CENTRALES 45 X 45 35 X 35 30 X 30

VIGAS DE CARGA (30 X 30)

Los aceros resultantes de estos cálculos para todos los elementos varían en barras de ½” y 5/8”, dependiendo obviamente del elemento citado, estos aceros serán presentados en profundidad en los detalles de cada una de las vigas y columnas.

PORTICOS ANTISISMICOS O DE RIOSTRAMIENTO: Son los pórticos más cortos de la edificación desarrollados en este calculo y cuya función es la de rigidizar la estructura en el sentido perpendicular al sentido de carga, igualmente estos pórticos están compuestos por elementos horizontales y verticales, llamados vigas y columnas los cuales tienen las siguientes características: COLUMNAS: NIVEL

UBICACION 1,2,3 4,5,6 7,8

ESQUINERA 35 X 35 30 X 30 30 X 30

BORDE 40 X 40 35 X 35 30 X 30

CENTRALES 45 X 45 35 X 35 30 X 30

VIGAS ANTISISMICAS (25 X 20)

Los aceros resultantes para estos elementos resultantes de los cálculos son para:

Vigas antisísmicas

6 O ½”

ESTRIBOS

10 cm 10 cm

20 cm

10 cm

10 cm

25 cm 20 cm 1 cabilla de 3/8” x 0,80 m

Vigas de carga

6 O ½”

ESTRIBOS

10 cm 10 cm 10 cm

30 cm

20 cm

30 cm

25 cm 1 cabilla de 3/8” x 1,10 m

COLUMNAS

Esquineras

10 O ½”

ESTRIBOS

10 cm 10 cm 10 cm

35 cm

30 cm

35 cm

30 cm 1 cabilla de 3/8” x 1,40 m

De borde

8 O 5/8”

ESTRIBOS

10 cm 10 cm 10 cm

40 cm

35 cm

40 cm

35 cm 1 cabilla de 3/8” x 1,60 m

Centrales

12 O 5/8 ”

ESTRIBOS

10 cm 10 cm 10 cm

45 cm

40 cm

45 cm

40 cm 1 cabilla de 3/8” x 1,80 m

Y los mismos serán detallados en los planos finales de este proyecto una vez definido el sistema estructural a utilizar.

VIGAS DE RIOSTRA O ARRIOSTRAMIENTO Las vigas de riostra de este modelo estructural esta contemplado como de 30 cm X 30 cm con un acero de 4 cabillas de ½” a lo largo de todo su desarrollo y estribos colocados a cada 10 y a cada 20 cms dependiendo la ubicación del mismo

Vigas de riostra

4 O ½”

ESTRIBOS

10 cm 10 cm 10 cm

30 cm

20 cm

30 cm

25 cm 1 cabilla de 3/8” x 1,10 m

FUNDACIONES Las fundaciones propuestas en este modelo estructural son las tradicionales Zapatas aisladas, aplicadas sobre un suelo de una capacidad de soporte de 1,5 kg/cm2 resultando elementos con las siguientes características.

Esquineras

0,30m

1,60m

1,60m

Detalle Vista en planta

10 O 1/2”

Acero en pedestal

1,60 m

0,40 m 0,40 m

0,40 m

1,60 m 0,40 m

Estribos 0,30 m 0,10 m

0,10 m 0,35 m

0,35 m

1 O 3/8” x 1,60m 14 O de 3/8” x 1,70 en c/s

Borde Y centrales

0,30m

2,20 m 2,20 m

Detalle Vista en planta

12 O 5/8”

Acero en pedestal

2,20 m

0,55 m 0,55 m

0,55 m

2,20 m 0,55 m

1 O 3/8” x 2,20m 0,30 m

Estribos 0,10 m 0,50 m 0,10 m

0,50m 17 O de 1/2” x 2,30 en c/s

ANALISIS DE LOS RESULTADOS Una vez hecho el cálculo estructural de este modelo, hacemos el análisis de los resultados y procedemos a interpretar los mismos con el objeto de poder encontrar mejoras en el mismo que nos haga la estructura mas eficiente y por ende mas económica.

ANALISIS DE LA ARQUITECTURA DE LA PLANTA DE LA EDIFICACION. De las luces de geometría: Una vez hecho la estructuración en planta definiendo los ejes de carga y antisísmicos, se pudo observar que las luces o separación entre columnas, es relativamente pequeña tomando en cuenta que el límite entre una luz pequeña y una grande es de 6m , siendo las utilizadas en este modelo estructural desde 3,18 m hasta 4.00m pudiéndose llegar siendo conservadores hasta los 6, 00 m antes nombrados, teniendo esto ventajas pero también desvantajas como lo son: VENTAJAS: 1. Las luces al ser más pequeñas lógicamente producen mayor numero de columnas rigidizando asi la estructura en general (haciéndola más fuerte al tener más columnas).

2. También se tiene la ventaja que los elementos estructurales tales como las vigas y columnas tienen dimensiones más pequeñas ya que las mismas dependen directamente de las luces o separación entre columnas, mejor conocidas también como vanos.

DESVENTAJAS: 1. Como desventaja tenemos que al ser las luces más pequeñas

obviamente las

dimensiones de los elementos son menores pero se generan mas elementos (columnas y vigas), por ende mas acero y concreto armado y esto podría incidir sensiblemente en los costos de la edificación.

2. También podemos decir que al haber más elementos verticales y horizontales, el proceso de encofrado, vaciado es decir la fabricación de los mismos podría ser sensiblemente mayor en tiempo debido al mayor número de elementos.

DE LA INTERRUPCION DEL ULTIMO EJE DE CARGA: Analizando la planta de la edificación en sus líneas resistentes (ejes) en ambos sentidos notamos que en el ultimo eje el mismo se corta creando esto ventajas y desventajas que nombramos a continuación.

VENTAJA: 1. Al interrumpir el eje tenemos columnas y vigas que no se fabricaran por lo tanto seran por ese concepto menos elementos que construir lo cual podría disminuir el tiempo de construcción de la edificación.

DESVENTAJA: 1. Que las normas venezolanas nos indican que mientras más regular sea la estructura mejor será su comportamiento ante eventos sísmicos o esfuerzos laterales sobre la estructura, en este caso la misma pierde un poco de regularidad al interrumpirse el ultimo eje, disminuyendo quizá imperceptiblemente su eficiencia ante cargas externas como las sísmicas o cualquier otra de tipo horizontal.

RECOMENDACIONES: Como el objeto de este informe es el de hacer el estudio de los diferentes sistemas constructivos para tomar decisiones de cuál sería el sistema más idóneo a la hora de construirlo tomando en consideración los dos aspectos más importantes como lo son el costo de construcción y la rapidez las cuales serán las variables a comparar entre los diferentes sistemas constructivos, ahora bien que sistemas comparamos..?, obviamente debemos partir de una propuesta inicial la cual es la presentada por el Arqº Franklin Ortega el cual es un diseño arquitectónico, el cual deberá ser sometido a ajustes lógicos desde los puntos de vista de los otros profesionales involucrados para tratar de optimizarla haciéndola lo mas eficiente posible ya que eficiencia por definición significa hacer el trabajo con los menores recursos, aplicando esto a la estructura de la edificación, es decir que la estructura contemplada en el proyecto propuesto cumpla con su trabajo al menor costo posible optimizándola asi, siendo esta propuesta llamada Propuesta Inicial o Sistema “0”,, para luego compararla con los otros sistemas constructivos desde el punto de vista de las variables antes descritas como lo son los costos y la rapidez de construcción.

Para proceder a la comparación de los sistemas constructivos debemos primero optimizar de forma eficiente la propuesta que ya se tiene, haciendo las modificaciones arquitectónicas

propuestas y luego compararla con la propuesta inicial y verificar asi que su comportamiento es mejor o peor y de allí se desprendería nuestro diseño final del sistema “0” o inicial con el cual comenzaríamos a comparar

con los otros sistemas constructivos comom loson

estructuras de aceros y construcciones tipo túnel.

ENTONCES: Se recomienda hacer las modificaciones arquitectónicas propuestas para verificar si la eficiencia del modelo propuesto se modifica para mejor y de ser asi adoptarlo como definitivo sistema inicial “0”.

Ver imágenes

Ver como se continúan las líneas resistentes es decir las vigas aunque no se utilicen, solo con el objeto de mejorar el comportamiento de la estructura como conjunto.

Ver la imagen siguiente donde la norma venezolana toca el tema de la interrupción de los ejes y como compensar esa deficiencia originada por esta interrupción.

Se recomienda una vez realizado lo anterior hacer la homologaci贸n del sistema inicial propuesto a estructuras de acero, es decir ver que elementos de acero serian los equivalentes a nuestra propuesta inicial y de esa manera poder hacer la estimacion de costos para

comparar con nuestro modelo inicial para verificar las ventajas y desventajas de este sistema constructivo propuesto en acero que llamaremos Sistema constructivo “1”.

Se Recomienda una vez realizado el ejercicio anterior proceder a desarrollar un sistema constructivo alternativo que lo llamaremos Sistema Constructivo “2” y que se refiere al sistema constructivo tipo túnel, el cual a mi criterio lo descartaría debido a la cantidad de concreto, acero y encofrados involucrados en su proceso constructivo y que a todas luces se vislumbra como más costoso que los otros sistemas constructivos antes nombrados, pero no se debería descartar de tajo a priori.

Al haberse realizado lo anterior se recomienda a proceder a realizar los cómputos métricos de las cantidades de los tres sistemas constructivos con el objeto de generar los costos de cada sistema constructivo, el cual es la variable que nos va a definir en realidad el sistema constructivo a utilizar ya que la otra variable de la rapidez de construcción en los tres sistemas es perfectible por separado incorporando orden, planificación y tecnología en el proceso constructivo.

Ahora bien los cómputos métricos a realizar en los tres sistemas constructivos, con el objeto de comparar serán los de la estructura en todos los sistemas ya que los demás cómputos ajenos a la estructura son los mismos en los tres sistemas, por lo tanto seria una perdida de recursos comparar cosas iguales y de tiempo al desarrollarlas en este momento como lo son la electricidad, cerramientos, instalaciones sanitarias y etc. Ya que son las mismas en los tres sistemas.

SISTEMA INICIAL “ 0 ” PROPUESTO (METODO CONSTRUCTIVO TRADICIONAL CONCRETO ARMADO) COMPUTOS METRICOS La estructura del sistema inicial propuesto es la tradicional para lo cual se harán los computos métricos siguiendo el orden a continuación: 1. Infraestructura. a. Concreto en bases de zapatas. b. Concreto en pedestales. c. Concreto en vigas de riostra. d. Acero en bases de zapatas. e. Acero en pedestales.

f.

Acero en vigas de riostra.

2. Superestructura. a. Concreto en columnas. b. Concreto en vigas de carga. c. Concreto en vigas antisísmicas. d. Concreto en losas nervadas. e. Acero en columnas. f.

Acero en vigas de carga.

g. Acero en vigas antisísmicas. h. Acero en losas Nervadas.

COMPUTOS METRICOS 1. Infraestructura. a. Concreto en bases de zapatas.

36,47 M3

b. Concreto en pedestales.

9,12 M3

c. Concreto en vigas de riostra.

12,91 M3

d. Acero en bases de zapatas.

1894,24 KG

e. Acero en pedestales.

977,90 KG

f.

1158,15 KG

Acero en vigas de riostra.

2. Superestructura. a. Concreto en columnas.

110,28 M3

b. Concreto en vigas de carga.

56,93 M3

c. Concreto en vigas antisísmicas.

25,76 M3

d. Concreto en losas nervadas.

144,05 M3

e. Acero en columnas.

13.100,79 M3

f.

Acero en vigas de carga.

6.095,20 KG

g. Acero en vigas antisísmicas.

3863,52 KG

h. Acero en losas Nervadas.

3779,49 KG

TOTAL COMPUTOS METRICOS 1. Infraestructura a. Concreto

58,50 M3

b. Acero

4030,29 KG

2. Superestructura a. Concreto

337,02 M3

b. Acero

26.839 KG

TOTAL COMPUTOS METRICOS 1. Total Estructura a. Concreto

395,52 M3

b. Acero

30869.29KG

Nota: todos estos cálculos se refieren solo a un ala del edificio propuesto con 8 niveles , también se somete a consideración lo relativo a los encofrados y el área de planta de esta sola ala es de 204,92 m2.

En estos momentos se está realizando la consulta para la homologación del edificio al sistema constructivo en acero.

INGº HÉCTOR MAYAUDON