1 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” PREDISEÑO AULA PUNTO VIVE DIGITAL
GUILLERMO HERNAN LOPEZ RODRIGUEZ CODIGO 2308112
FUNDACION UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA -UNIAGRARIAPROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTA D.C 2014
2 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” PREDISEÑO AULA PUNTO VIVE DIGITAL
GUILLERMO HERNAN LOPEZ RODRIGUEZ CODIGO 2308112
Ingeniero JONATHAN ESTUPIÑAN RONDON Tutor
FUNDACION UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA -UNIAGRARIAPROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTA D.C 2014
3 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” AGRADECIMIENTOS Este trabajo y la culminación de mi carrera universitaria como ingeniero civil se lo quiero agradecer a Dios, soporte primordial de mis esfuerzos y luchas, a mis hijos que son el motor de mi existir, de ellos en especial a mi Alejandro del alma, por acompañarme siempre en mis desvelos, en mis esfuerzos de tiempo extra, por entender que los sacrificios valen la pena y espero hijitos lindos mi trabajo y mi carrera sean un ejemplo a seguir para ustedes, así como todas las cosas positivas que me acompañan y que de mis errores aprendan y les sirvan para crecer. A mis padres, que nunca pudieron darme estudio de educación superior, pero jamás han dejado de apoyarme, a mis viejitos que los llevo en mi corazón, a ti padre querido que me enseñaste sin querer virtudes tan lindas como la responsabilidad, la honestidad y el trabajo. Madrecita de mi corazón, ser maravilloso que jamás se ha cansado de demostrarme que me ama, que mis palabras serian cortas para darte las gracias, a ti madre mía y que aunque poco lo digo TE AMO con todo mi corazón. A mi hermano que siempre hemos sido algo distanciados y fríos, pero que el cariño, el afecto y el respeto han sido mutuos y sin duda alguna lo quiero de verdad y con cariño puro. A mi amigo Nelson Roa, por todo el apoyo moral, laboral, y económico; quien siempre con su nobleza y capacidad me impulso y colaboro para lograr este objetivo primordial en mi vida. A mi ex esposa, ser maravilloso, madre de mi Alejandro del alma, mujer que me acompaño durante trece años de mi vida, con quien compartí los mejores momentos de mi vida, mujer que ame con mi alma, con todo mi corazón, más que a mí mismo inclusive, gracias a ti, a tu lado aprendí más como persona que lo que soy hoy como ingeniero; la vida hoy cambio, hoy son situaciones diferentes, pero no por eso debo olvidar lo que me has apoyado.
4 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” A mis tíos queridos, Gloria y Rafael, gracias, mis segundos padres, a mi Ex tía Gladis gracias, a mi mejor amigo, AlfredoAvila, gracias. A mi Bella Cecy, negra de mi corazón, la mujer más madura que podre conocer en mi vida, gracias a ti inicie este estudio, gracias a ti arranque con el inglés tan duro, y gracias a ti no desfallecí cuando caí por cosas de la vida y por poco abandono todo a cambio de nada, dos veces en mi vida has aparecido, nací para quererte y respetarte, y sé que naciste para mí, el tiempo de Dios es único. Gracias Dios por regalarme a un ser tan maravilloso como ella.
HERNAN
5 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” TABLA DE CONTENIDO Introducción .................................................................................................................................. 17 Objetivos ....................................................................................................................................... 18 General: ......................................................................................................................................... 18 Específicos: ................................................................................................................................... 18 Capítulo I ...................................................................................................................................... 19 Justificación .................................................................................................................................. 19 Capítulo II ..................................................................................................................................... 19 Marco Teórico ............................................................................................................................... 19 2.1
Historia De Las Tic ........................................................................................................ 19
2.2.
Misión De Las Tic .......................................................................................................... 21
2.3. Visión De Las Tic .............................................................................................................. 21 2.4 Objetivo De Las Tic ............................................................................................................ 22 2.5 Historia Municipal .............................................................................................................. 23 Encuestados: ............................................................................................................................. 26 2.5.1 Telefonía .......................................................................................................................... 26 Operadores de Internet .............................................................................................................. 26 2.5.1.2 Cobertura Escolar.......................................................................................................... 27 2.5.1.3 Deserción Escolar. ........................................................................................................ 27 2.5.1.4 Educación De Adultos Oficial. ..................................................................................... 27
6 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Programa Yo Si Puedo .............................................................................................................. 27 2.5.1.5 Dimensión económica................................................................................................... 28 Promoción y Fomento al Desarrollo Económico .......................................................................... 28 Capitulo III .................................................................................................................................... 32 Proyecto Arquitectónico ............................................................................................................... 32 3.1 Ubicación Topográfica........................................................................................................ 32 3.1.2
Ubicación .................................................................................................................... 33
3.1.3
Ubicación general del municipio ................................................................................ 36
3.1.4. Límites geográficos y ubicación por coordenadas ......................................................... 36 3.1.4. Extensión........................................................................................................................ 37 3.1.5. Demografía .................................................................................................................... 38 3.2. Descripción y uso de la edificación ................................................................................... 39 3.3 Configuración Arquitectónica............................................................................................. 40 3.3.1
Características............................................................................................................ 40
Capitulo IV.................................................................................................................................... 41 Normas De Diseño ........................................................................................................................ 41 4.1 Normas de diseño................................................................................................................ 41 4.2 Métodos de análisis y Diseño ............................................................................................. 42 4.3. Síntesis ............................................................................................................................... 49
7 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Capítulo V ..................................................................................................................................... 50 Análisis Y Diseño ......................................................................................................................... 50 5.1. Paso 1: Pre-dimensionamiento ........................................................................................... 50 5.1.1 Pre dimensionamiento de Vigas....................................................................................... 50 5.1.2. Pre dimensionamiento de columnas................................................................................ 52 5.2. Paso 2: Evaluación de las solicitaciones definitivas. ......................................................... 53 5.2.1. Carga viva. ...................................................................................................................... 54 5.2.2. Carga de granizo ............................................................................................................. 54 5.2.3. Carga Muerta. ................................................................................................................. 54 5.2.4. Carga de viento. .............................................................................................................. 54 5.2.5. Combinaciones de carga ................................................................................................. 55 B.2.4.2.- Combinaciones Básicas ............................................................................................. 55 5.3. Paso 3: obtención del nivel de amenaza sísmica y de los valores Aa y Av. ...................... 56 5.4. Paso 4: “Movimiento sísmico de diseño” .......................................................................... 56 Uso de la estructura ................................................................................................................... 57 5.5. Paso 5: Características de la estructura y del material estructural empleado. ................... 59 5.5.1. Sistema estructural. ......................................................................................................... 59 5.5.2. Materiales........................................................................................................................ 60 Cemento .................................................................................................................................... 62
8 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Concreto estructural .................................................................................................................. 62 Concreto ciclópeo ..................................................................................................................... 62 Perfil metálico para correas y cerchas ...................................................................................... 62 5.6. Pase 6: Grado De Irregularidad De La Estructura Y Procedimiento De Análisis ............. 63 5.7. Paso 7: Determinación De Las Fuerzas Sísmicas .............................................................. 64 Calculo de fuerza horizontal equivalente.................................................................................. 66 5.8. Paso 8: Análisis sísmico de la estructura. .......................................................................... 67 5.9. Paso 9: Desplazamientos Horizontales. ............................................................................. 70 5.10. Paso 10: verificación de derivas. ..................................................................................... 71 Derivas Máximas Como Porcentaje De Hpl .................................................................................. 72 5.11. Paso 11: confinaciones de las diferentes solicitaciones. .................................................. 72 “B.2.4.2.- COMBINACIONES BÁSICAS............................................................................... 72 5.12. Paso 12: Diseño De Elementos Estructurales. ................................................................. 73 5.13. Síntesis ............................................................................................................................. 73 Capítulo VI.................................................................................................................................... 74 Criterios De Diseño Estructural .................................................................................................... 74 Análisis De Suelos ........................................................................................................................ 74 A.1.3.2. Estudios Geotécnicos .................................................................................................. 74 2. Nivel Freático........................................................................................................................ 75
9 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 3. Tipo Perfil Estratigráfico De Suelo....................................................................................... 75 4. Parámetros Sísmicos .......................................................................................................... 76 Capitulo VII ................................................................................................................................. 76 Esquema Eléctrico ........................................................................................................................ 76 7.1
Objeto ............................................................................................................................. 76
7.2.1
Generalidades ............................................................................................................. 77
7.2.2
Alcance Del Trabajo ................................................................................................... 77
7.2.3
Normas Reglamentos Y Códigos ............................................................................... 78
7.3
Tubería Conduit.............................................................................................................. 80
7.4
Conductores Eléctricos................................................................................................... 81
7.5 Cajas Para Salidas .............................................................................................................. 82 7.6 Interruptores Para Control De Alumbrado ......................................................................... 83 7.7 Tomacorrientes .................................................................................................................. 83 7.8 Lámparas Y Luminarias..................................................................................................... 83 Lámparas y tipo de alumbrado .................................................................................................. 85 Cálculo de instalaciones de iluminación interior ...................................................................... 86 Selectividad de iluminación ...................................................................................................... 87 7.9 Tableros De Circuitos ......................................................................................................... 88 7.10 Interruptores Automáticos ............................................................................................... 89
10 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 7.11 Sistema De Tierra Y Neutros ............................................................................................ 89 7.12 Normas Técnicas De Construcción .................................................................................. 90 Objeto........................................................................................................................................ 90 7.14 Cajas Y Accesorios ........................................................................................................... 91 7.15 Instalación De Conductores ............................................................................................. 92 7.16 Interruptores, Tomacorrientes Y Luminarias ................................................................... 93 7.17Tableros Automáticos E Interruptores Automáticos......................................................... 93 7.18 Regatas .............................................................................................................................. 94 7.19 Aclaraciones...................................................................................................................... 94 7.20
Memoria De Cálculo .................................................................................................. 95
7.15.1.2. Calculo De La Corriente Nominal ............................................................................. 96 Calculo De Intensidades Y Protecciones De Cada Uno De Los Circuitos ................................... 97 Circuitos Para Iluminación ....................................................................................................... 97 Capitulo VIII ............................................................................................................................... 101 Esquema Hidráulico .................................................................................................................... 101 8.1. Acueducto ........................................................................................................................ 102 Conexión Domiciliaria:........................................................................................................... 102 Instalación Interna:.................................................................................................................. 103 Consumo: ................................................................................................................................ 103
11 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 8.2. Alcantarillado ................................................................................................................... 103 Desagües: ................................................................................................................................ 103 Pluvial: .................................................................................................................................... 104 Sanitario: ................................................................................................................................. 104 Flujo de bajantes: .................................................................................................................... 104 Capitulo IX.................................................................................................................................. 104 Presupuesto ................................................................................................................................. 104 Características Del Presupuesto .................................................................................................. 105 Presupuesto De La Obra ............................................................................................................. 106 Capitulo X ................................................................................................................................... 109 Cronograma................................................................................................................................. 109 Cronograma Propuesto Para La Construcción Aula Digital ....................................................... 109 Conclusiones ............................................................................................................................... 112 Bibliografía ................................................................................................................................. 114
12 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” CONTENIDO DE TABLAS
Tabla 1. Dinámica Poblacional Por Años Censales……………………………………………...38 Tabla 2: Alturas O Espesores Mínimos De Vigas No Preesforzadas ...………………………...50 Tabla 3. Vigas nervadas en una Dirección……………………………………………………...51 Tabla 4: Valores Del Coeficiente De Importancia, I…………………………………………….58 Tabla 5: Calculo Espectro Elástico De Aceleraciones Por Fracción DeGravedad.. ..………….58 Tabla 5.1: Calculo Espectro Elástico De Aceleraciones Por Fracción De Gravedad……………59 Tabla 6: Propiedades Físicas Del Acero…………………………………………………………61 Tabla 7: Cortante Al Basal………………………………………………………………………66 Tabla 8:Corrección del cortante basal…………………………………………………………..67 Tabla 9: Derivas Máximas Como Porcentaje De Hpl……………………………………………72 Tabla 10: Propiedades Geotécnicas Del Subsuelo………………………………………………75 Tabla 11: Capacidades De La Corriente………………………………………………………...96
13 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” TABLA DE CONTENIDO DE FIGURAS
Figura 1: Encuesta Del Uso Del Computador……………………………………………………24 Figura 2: Resultados Encuesta De Presencia En El Hogar Del Computador……………………25 Figura 3: Resultados Encuesta Uso Del Computador……………………………………………25 Figura 4: Resultados Encuesta Presencia En El Hogar De Internet…………………………….26 Figura 5: Fotografía Ubicación Del Aula Virtual……………………………………………….34 Figura 5.1: Ubicación En Planta Del Aula Virtual……………………………………………....35 Figura 5.2 Esquema Arquitectónico De La Ubicación General De La Obra……………………35 Figura 6: Sección de Viga……………………………………………………………………….52 Figura 7 Pre dimensionamiento de Columnas…………………………………………………...53 Figura 8: Espectro Elásticos De Aceleraciones De Diseño Como Fracción De g……………....57 Figura 9: Sistema Estructural Sap200014…………………………………………………….…59 Figura10: Cubierta En Archicad………………………………………………………………....60 Figura 11:Propiedades del Acero………………………………………………………………..61 Figura 12: Concreto Ciclópeo…………………………………………………………………...62 Figura 13: Perfil Metálico Para Correas Y Cerchas……………………………………………..63 Figura 14:Modo de Vibración 1………………………………………………………………..64 Figura 15: Modo de Vibración 2………………………………………………………………..65 Figura 16: Modo de Vibración 3………………………………………………………………..65 Figura 17:Pantallazo ETABS…………………………………………………………………..68 Figura18: Modo de Vibración 1………………………………………………………………...69 Figura19: Modo de Vibración 2………………………………………………………………...69
14 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Figura 20: Numeración De Nudos………………………………………………………………70 Figura 21: Pantallazo ETAPS Combos……………………………………………………….…71 Figura 22: Lámpara Fluorescente 2x54w T5 De Sobreponer 400k Interior……………………88 Figura 23: Modelación Aula Virtual Luminarias……………………………………………….95
15 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” TABLA DE CONTENIDO DE ANEXOS
ANEXOS Anexo 1 Estudio y avaluó de cargas puntuales sobre nudos para una cubierta Anexo 1.1 Combinaciones de deriva Anexo 2 Zonas de amenazas sísmicas de los municipios NSR-10 Anexo 3. Estudio de suelos Anexo 4 Espectro elástico de aceleraciones para análisis y diseño como fracción de gravedad (g) Anexo 5.1 Requisitos Generales de Diseño Sismo Resistentes Anexo 5.2 Sistema estructurar de pórticos resistente a momentos Anexo 5.3Calculo de irregularidad y R=ΦaxΦpxΦrxRo Anexo 6.1Calculo de periodo "T" y fracción de la gravedad "Sa(g)" Anexo 6.2Calculo de fuerza horizontal equivalente Anexo 6.3Corrección de cortante basal Anexo 6.4Espectro elástico de aceleraciones para análisis y diseño como fracción de la gravedad (g) Anexo 6.5Combinaciones de diseño Anexo 7 Modelo de cubierta, Modelo Pórtico
16 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” ANEXOS DE PLANOS PLANO TOPOGRAFICO Plano Topográfico 1-1 ARQUITECTONICOS Arquitectónicos 1-3 Arquitectónicos 2-3 Arquitectónicos 3-3 PLANOS ESTRUCTURALES Plano estructural 1-7 Plano estructural 2-7 Plano estructural 3-7 Plano estructural 4-7 Plano estructural 5-7 Plano estructural 6-7 Plano estructural 7-7 PLANOS ELECTRICOS Plano eléctrico 1-2 Plano eléctrico 2- 2 PLANOS HIDRAULICOS Plano hidráulico 1-2 Plano hidráulico 2-2
17 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Introducción El mundo moderno y los avances tecnológicos, han hecho que todos nosotros avancemos a pasos de gigante y utilicemos todos los métodos tanto informáticos como locativos para mantenernos a la vanguardia de los requerimientos cotidianos. De ahí la necesidad de muchos municipios de construir Aulas inteligentes, sitios locativos acordes al desarrollo y que facilitan la vida de sus habitantes dándoles oportunidades comunicativas, informativas, laborales, educativas, de ahí la necesidad de llegar al diseño estructural de un aula que cumpla con todas las especificaciones normativas y diseñada para cumplir con todas los requerimientos virtuales para brindar a sus usuarios un acceso a internet cómodo y gratuito. Es así como, ante la necesidad de implementar cada vez más estos espacios, que se llegó a la idea de hacer el pre diseño del aula punto vive digital, que sin duda alguna traerá desarrollo municipal, enseñanza y aprendizaje, motor fundamental para el mundo actual.
18 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Objetivos General: •
Realizar el Pre diseño del AULA PUNTO VIVE DIGITAL, para el municipio de Miraflores Boyacá.
Específicos: •
Recopilación de información y análisis de información existente.
•
Pre diseño topográfico de la obra a realizar.
•
Análisis de documentos arquitectónicos para pre dimensionamiento de la obra.
•
Pre diseño estructural y entrega de memorias paso a paso
•
Pre diseño hidráulico sanitario y entrega de memorias
•
Pre diseño eléctrico y entrega de memorias
•
Realizar presupuesto específico de la construcción del Aula virtual
•
Dar cumplimiento especifico a la NSR-10
•
Planteamiento del diseño de la red eléctrica y puestos de trabajo con normativa
19 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Capítulo I Justificación En el Municipio de Miraflores se le debe dar solución a la falta de escenarios educativos tecnológicos gratuitos, los cuales deben estar dotados de la infraestructura adecuada, tanto estructural, arquitectónica y modular; que sean de propiedad del municipio de Miraflores Boyacá. Construir el “aula punto vive digital” solucionara en gran parte, por no decir que en su totalidad, la cobertura de escenarios educativos acordes al desarrollo tecnológico que el mundo demanda en la actualidad. Esta construcción va dirigida a toda la Comunidad de Miraflores, tanto urbana como rural, beneficiando a cada uno de ellos, empezando por los niños, jóvenes y adultos que desean y quieren superarse y de forma gratuita, se hace necesario construir una estructura de un solo piso, en mampostería y cubierta metálica acorde a la necesidad y en sistema aporticado.
Capítulo II Marco Teórico 2.1
Historia De Las Tic
Pasada la hoja de la tercera versión en Colombia 3.0, donde hemos logrado que se posesione como la cumbre de contenidos digitales más importantes de América Latina, quedan muchos números positivos aprendizajes y experiencias fascinantes, pero más allá de eso una conclusión, nuestro país está viviendo una verdadera revolución de la cultura digital. Todo esto ha hecho que el crecimiento del internet en todo el país sea con el tiempo masivo y de igual forma que sea bien recibido. El Ministerio TIC, a través de la estrategia Gobierno de Línea Colciencias y 17 Alcaldías y gobernaciones, se unen para fortalecer eficiencia y trasparencia con base en el aprovechamiento de las TIC. Consiste en fomentar posibilidades de actividades sanas
20 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” para toda una comunidad gratuitamente para los niños y niñas que no tienen recursos para hacer uso de estas salas de internet. Las administraciones que forman parte de estas iniciativas son: Bolívar. Vichada, Choco, Caldas. Boyacá, Nariño, Vaupés. Guaviare, Huila, San Andrés, Barranquilla, Bogotá, Riohacha, Pasto, Inírida, Manizales y Bucaramanga. Se finalizaron proyectos basados en TIC, que beneficiaran a los ciudadanos y entidades políticas. Fueron propuestos por los mandatarios locales y contaran con una inversión total de $ 15.210 millones de los cuales el MINTIC aportara $ 12.416 millones y las regiones cofinanciaran $ 2.794 millones. En general están orientados a: Disminuir tiempos en trámites, tanto para los ciudadanos, coma para los funcionarios de las diferentes entidades. Reducir el uso del papel, contribuyendo con la conservación del medio ambiente y el ahorro de recursos y espacios físicos. Aumentar la capacidad de gestión de funcionarios y entidades, incrementando la productividad y la cantidad de ciudadanos atendidos. Acrecentar la trasparencia administrativa, mediante tramites agiles. Pero con mayores controles. Fomentar la participación ciudadana, a través de las diferentes plataformas y herramientas tecnológicas dispuestas por cada proyecto. Promover la inclusión social, la equidad y las oportunidades para todas las personas. Impulsar la competitividad y el mejoramiento de la calidad de vida de los colombianos. Ofrecer conjuntos de datos abiertos para construir aplicaciones innovadoras.
21 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Promover el acceso a la formación, trámites y servicios electrónicos del Estado de lenguas nativas, para facilitar la vida de las minorías de las poblaciones. Crear servicios colaborativos entre gobernaciones, municipios y entes descentralizados. Cada iniciativa tiene un enfoque determinado según la necesidad de cada región, la cual es identificada por su respectiva administración y a partir de ella elaborar la propuesta para lograr según el caso, más eficiencia administrativa y participación ciudadana. 2.2.
Misión De Las Tic
El Ministerio de Tecnologías de la información de la comunicación promueve el acceso, uso efectivo y aprobación masivos de las TIC, a través de las políticas y programas, para mejorar la calidad de vida para cada colombiano y el incremento sostenible del desarrollo del país. 2.3. Visión De Las Tic En el 2014 Colombia será un referente internacional dado al alto impacto de penetración y utilización efectiva de las TIC, a los procesos innovadores, tanto del nivel sectorial como industrial, que incentiva el MINTIC. Nuevas sedes educativas de la ciudad de Arauca recibieron 245 computadores, aporte del Ministerio de tecnologías de la información. Un aporte sin antecedentes en esa capital. 26 sedes educativas de los municipios de Saravena y Fortul, en Arauca revolucionaran la calidad de la enseñanza gracias al aporte de equipos de cómputo relacionado por el Ministerio TIC. El Ministerio de tecnologías y las Comunicaciones, según la Ley 1341 o Ley de TIC, es la entidad que se encarga de diseñar, adoptar y promover las políticas, planes, programas, y proyectos del sector de las Tecnologías de la Información y las comunicaciones. Dentro de las
22 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” funciones esta incrementar y facilitar el acceso de todos los habitantes del Territorio Nacional a las Tecnologías de la información y las comulaciones a sus beneficios. La resolución 003756 del 24 de Septiembre del 2013, declara abierto el procedimiento de selección
objetiva número 004 del 2013 para otorgar permisos para el uso del espectro
radioeléctrico. Colombia ya es una potencia en contenidos digitales y con el tiempo va avanzando a pasos agigantados .En todo Colombia se le ha dado la oportunidad de interactuar en proyectos relacionados con el internet. Por eso queremos que este proyecto llegue a todas las personas, principalmente a los que no tienen los recursos para llegar a ser uso del internet. Con los Kioscos VIVE DIGITAL se está
dando un gran paso para llevar tecnología,
innovación y talleres de capacitación a más de 2 millones de Colombianos que viven en zonas lejanas o de difícil acceso, quienes ya no tendrán que desplazarse hasta la cabecera municipal, ya que este beneficio será dado en cada municipio con el fin de promover la educación, el entretenimiento y otros tipos de actividades que se ejecutan por medio del internet. 2.4 Objetivo De Las Tic Los objetivos del ministerio de Tecnologías de la informática y las comunicaciones, conforme lo dispuesto por el artículo 17 de la Ley 1341 de 2009 son: 1. Diseñar, formular, adoptar y promover las políticas, planes y programas y proyectos del sector de Tecnologías de la Información y las comunicaciones, en correspondencia con la constitución política y la Ley con el fin de contribuir al desarrollo económico, social y político de la Nación y elevar el bienestar de los colombianos.
23 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 2. Promover el uso y aprobación de las Tecnologías de la Informática
y las
comunicaciones entre los ciudadanos, las empresas, el Gobierno y las instancias nacionales como soporte en el desarrollo, social, económico y político de la Nación. 3. Impulsar el desarrollo y fortalecimiento del sector de Tecnologías de la Informática y las
comunicaciones,
promover
la
investigación
e
innovación,
buscando
su
competitividad y avances tecnológicos conforme al entorno nacional e internacional. 2.5 Historia Municipal La Administración municipal de Miraflores Boyacá, ha decidido realizar la primera aula virtual “punto vive digital” con el apoyo del Ministerio de
tecnologías de la información y las
telecomunicaciones MINTIC, en este municipio, teniendo como objetivo el paso firme hacia la sociedad del conocimiento. Las TIC tienen que ver hoy en día con todas las actividades sociales y son una verdadera revolución, se han vuelto esenciales para el desarrollo del conocimiento, la economía, la participación ciudadana y el bienestar general. Miraflores no puede ser ajeno al desarrollo actual en Colombia, por eso desde el comienzo de la actual administración municipal se ha entendido el papel de las TIC en Miraflores; se ha apoyado el colegio Sergio Camargo con tabletas digitales distribuidas en la sede y para el uso de los estudiantes, WI FI en las aulas, pero esto no es suficiente debido a la demanda existente tanto de estudiantes como de padres de familia. La sociedad mirafloreña necesita de un aula virtual gratuita para mayor bienestar y desarrollo.
24 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Nuestra Aula virtual brindará a la población mayores oportunidades de acceso al conocimiento y al esparcimiento, contribuyendo de esta manera a superar la exclusión y a cerrar las brechas existentes entre los diferentes ciudadanos. El punto vive digital ayudara a toda la sociedad que no puede ni cuenta con los recursos económicos para acceder a un internet privado y pagar por los servicios allí suministrados. Servilengupa, s.a. e.s.p. realizo una encuesta en el año 2013 para corroborar y tener una estadística real del conocimiento y uso del internet en el municipio de Miraflores Boyacá. Datos de la encuesta: ¿Con qué frecuencia usa un computador? ¿En su casa tienen computador? ¿Usa internet? ¿Tiene internet en su casa? Uso Del Computador
¿Con qué frecuencia usa computador? 80%
68%
60% 40%
17%
20%
15%
0% Diario
¿Con qué frecuencia usa computador?
dos veces al Una vez a la mes semana
Figura 1: Encuesta del uso del computador (Fuente: Oficina de Servicios Públicos Servilengupa Miraflores)
25 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Presencia En El Hogar Del Computador
¿En su casa tienen computador? 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
68%
32% ¿En su casa tienen computador?
si tienen computador
No tienen computador
Figura 2: Resultados encuesta de presencia en el hogar del computador (Fuente: Oficina de Servicios Públicos Servilengupa Miraflores) Uso Del Internet
¿Usa internet? 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
65%
35% ¿Usa internet?
si lo usa
no lo usa
Figura 3: Resultados encuesta uso del computador (Fuente: Oficina de Servicios Públicos Servilengupa Miraflores)
26 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Presencia En El Hogar De Internet
¿Tiene internet en su casa? 100%
80%
80% 60% 40% 20%
20%
¿Tiene internet en su casa?
0% si no lo tiene tiene
Figura 4: Resultados encuesta presencia en el Hogar de internet (Fuente: Oficina de Servicios Públicos Servilengupa Miraflores) Encuestados: En Miraflores existen en la actualidad 1550 hogares en su casco urbano, de los cuales fueron encuestados 1480 y según el último censo de la localidad, en el casco rural existen 1620 hogares. La totalidad urbana de habitantes es de 4996 personas, entre adultos, mujeres y niños. 2.5.1 Telefonía Operadores de Internet El servicio de internet se ofrece a través de los operadores privados Claro y Movistar con usuarios y otros operadores o empresas pequeñas el servicio de internet a través de microondas son ACCES DIGITAL un suscriptor y REDSI con siete abonados Igualmente Telefónica. Estos prestan el servicio con capacidad de 512 Kb a 4.0 Mb. Existen a algunos negocios de internet que prestan el servicio.
27 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 2.5.1.2 Cobertura Escolar “La cobertura en Educación Primaria tiene un ascenso permanente incrementándose en el 2009, gracias a estrategias municipales como el transporte escolar y mejor ambientes escolares, igualmente la puesta en marcha de la opción educativa Yo sí puedo seguir. En el 2010 se ve una disminución debido a que aumenta el total de población entre10 y 6 Años pero disminuye en 38 el número de niños que ingresan al ciclo, y el 2012 se mantiene un leve crecimiento de 1% en el uso y acceso alinternet”1.El comportamiento ha sido positivo en Educación Media especialmente en los Años 2009 y 2010. Mejoró y amplió el transporte escolar y se consolidó este ciclo en la Institución Educativa Técnica Miraflores que no tenía este nivel en los años escolares, este esfuerzo se cumple gracias al apoyo de la Administración Municipal. 2.5.1.3 Deserción Escolar. “Al igual que los esquemas anteriores el año 2008 fue crítico pero el efecto se corrigió en el 2009 y 2010.Aquí además de los esfuerzos de la alcaldía ayudaron los convenios de la Gobernación de Boyacá con uro-arte para ingresar a algunos estudiantes que estaban por fuera del sistema”2. 2.5.1.4 Educación De Adultos Oficial. Programa Yo Si Puedo Orientado por la Fundación Pedagógica Latinoamericana.
1
Fuente: Secretaría de Educación - Dirección de Núcleo Educativo
2
Fuente: Secretaría de Educación - Dirección de Núcleo Educativo
28 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” En el 2011 se atendió el ciclo 23 (grados 6 y 7) con 46 participantes de la IE Técnica Miraflores Y 70 de la IE Sergio Camargo. El programa ha desarrollado proyectos pedagógicos como: _ Artesanía y bisutería _ Cultivos de verduras y hortalizas _ Elaboración trabajos en fomy _ Elaboración de postres chamba, sabajón. 2.5.1.5 Dimensión económica Promoción y Fomento al Desarrollo Económico “El municipio es predominantemente agropecuario, esta es la base económica de aproximadamente del 70% de la población, aunque se ha entrado tecnologías como los son: el Cultivo de tomate larga vida bajo invernadero, la piscicultura, la extracción de madera y la extracción minera de arena y recebo…2 “Sin embargo, en la actualidad se encuentran algunas microempresas familiares que se transforman en forma artesanal sin involucrar ni mano de obra significativa y sin estar organizadas administrativamente entre estas están: trapiches (producción de miel, alfondoque y panela), lácteos (producción de quesos y yogurt), planta de purificación y distribución de agua, y productos combustibles (a partir del maíz y dulces originados del procesamiento de frutas). La economía está dada por el comercio y la prestación de servicios intangibles prestados porlas entidades financieras y administrativas (de nivel nacional y departamental), además de la prestación de servicios profesionales (médicos, odontológicos y abogados principalmente), servicios de mecánica y de mantenimiento automotriz.
29 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Sector Primario. Los productos del municipio en materia agropecuaria son vendidos en el casco urbano y en pocas ocasiones (épocas de abundancia), son sacados para otras ciudades como: Ramiriquí, Tunja o Bogotá. Los principales productos de este sector económico son café, caña, fríjol, maíz, plátano, hortalizas y frutales (naranja, mandarina, banano, zapote, limón, mango, guayaba, chamba, mora, entre otros). Las veredas cuyo renglón principal de la economía es la agricultura son: Chapasía, Miraflores, Ayatá, Pueblo y Cajón, Suna Abajo y la parte baja de la vereda Rusa. En los últimos dos años han incursionado tecnologías como lo son: el cultivo de tomate larga vida bajo invernadero, el cual es impulsado por una asociación de 50 productores agropecuarios que están siendo apoyados económica y tecnológicamente por el municipio. Respecto a la tecnología utilizada en los demás cultivos (50% del área de cultivos que equivalen al 10% del área total del municipio), consiste básicamente en la utilización el uso de tractor de propiedad del municipio, y otros de propiedad privada. Las semillas en la mayoría de estos cultivos no son mejoradas. El personal dedicado a estos cultivos son campesinos con bajo nivel de escolaridad y su producción agrícola se caracteriza por los elevados costos de producción, las practicas inadecuadas de producción, la baja utilización de técnicas y la tradición de cultivos de pancoger, que contribuyen a la baja rentabilidad, productividad y sostenibilidad, lo que ha venido ocasionando la disminución progresiva de estas actividades. La ganadería se desarrolla de manera extensiva y semi intensiva produciendo baja rentabilidad (30% aproximadamente), (la presión de pastoreo es de 0.98animales por Ha) y bajo número de empleos directos. En las veredas de Suna Arriba, Hato, Guamal, Estancia y Tablón, Matarredonda Arriba, San Antonio y Tunjita, se constituyen el renglón principal de la economía; mientras que en las veredas restantes la agricultura y la ganadería son actividades económicamente complementarias. De otro lado está
30 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” el mejoramiento genético de razas por medio de programas dirigidos por la Secretaria de Desarrollo sobre inseminación artificial de ganado bovino y de porcinos mediante ejemplares mejorados genéticamente. Otras actividades económicas representativas del sector primario son la piscicultura principalmente en Rusa, la apicultura en Morro Abajo, Chapasía, Miraflores y Ayatá, la
avicultura (pollos y ponedoras), extracción maderera en Tunjita y San Antonio y la
extracción minera de arena y recebo en Estancia y Tablón y Rusita, las cuales se caracterizan por tener producción pequeña un sistema de explotación a cielo abierto muy baja tecnología y rentabilidad (40%), además ninguna tiene licencia de manejo ni explotación. De otro lado la minería en el municipio se limita al explotación de arena y recebo, esta solo satisface el autoconsumo, se generan alrededor de esta actividad en promedio 65 empleos entre productores, trabajadores en terreno y transportadores del material, quienes tienen un bajo nivel de escolaridad, se maneja en promedio un 35% de rentabilidad. Sector secundario. En Miraflores no se encuentra desarrollado a gran escala el sector secundario, ya que la mayoría de los productos del sector primario son comercializados sin ninguna transformación. Sin embargo, en la actualidad se encuentran algunas microempresas familiares que transforman en forma artesanal sin involucrar tecnología ni mano de obra en forma significativa y sin estar organizadas administrativamente entre estas están: las moliendas o trapiches donde se produce miel, alfondoque y panela y lácteos principalmente con la producción de queso y yogurt, cárnicos de pollo y productos comestibles a partir del maíz y dulces originados del procesamiento de frutas. También están dentro de este sector los talleres de ebanistería que producen todo tipo de muebles, que son destinados para el consumo local de otro lado están los talleres de metalistería y ornamentación, el personal empleado en estas microempresas son de bajo nivel de escolaridad.
31 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Aunque no existen estudios económicos reales sobre la situación de este sector, según encuestas cualitativas y percepción de los talleres realizados, en general la rentabilidad de este sector es baja debido a que la producción es artesanal, baja tecnificación, no se lleva contabilidad, y los procedimientos, organización y administración de las microempresas no está bien constituidos, además que las microempresas citadas surten un mercado pequeño, muy cerrado, no es especializado y es estacionario. Sector Terciario: El sector terciario en el municipio está dado por el comercio y la prestación de servicios intangibles prestados por parte de las entidades financieras y administrativas del nivel nacional y departamental que tienen sede en el municipio, además de la prestación de servicios profesionales (médicos, odontológicos y abogados principalmente), servicios de mecánica y mantenimiento para automotores. La rentabilidad del comercio es de tipo estacionaria, esto quiere decir que depende de la producción y comercialización de productos agropecuarios principalmente del café y ganado vacuno y porcino, su margen de rentabilidad no se puede determinar debido a que no existen estudios al respecto, sin embargo según conversaciones con algunos comerciantes la rentabilidad es muy baja, apenas se logra el punto de equilibrio para los propietarios haciendo que se mantenga pero no que evolucione. Respecto a la rentabilidad de los servicios profesionales prestados en el municipio los que presentan más alta rentabilidad son los prestados por los abogados, ya que estos atienden la demanda de los usuarios de toda la provincia. Los servicios médicos y odontológicos presentan una rentabilidad más baja, que se debe más al régimen de salud vigente en sí, que a la cantidad de la demanda del servicio, estos también atienden la demanda de la provincia. Los servicios de hotelería son prestados en el municipio por 14 hoteles, dos de ellos tienen restaurante, este servicio es rentable en el sentido de que Miraflores es dormitorio de la provincia, porque los
32 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” comerciantes, transportadores, funcionarios y demás habitantes que recorren la región prefieren hospedarse en Miraflores. La rentabilidad de los servicios de mecánica, es relativamente alta (100%), debido a la gran cantidad de vehículos del municipio y de la región que se sirven de estos, es un servicio de buena calidad pero no especializado. El comercio es de abastecimiento local de productos primarios y elaborados, traídos de otros sitios (Bogotá, Tunja, Ramiriquí) como lo son las ferreterías, droguerías, supermercados, almacenes de ropa, tiendas de abarrotes y víveres, frutas y verduras expendidos en la plaza de mercado entre otras, también están algunos productos elaborados localmente como lo son: restaurantes, cafeterías y panaderías, los municipios se surten de este comercio a pequeña escala. En conclusión el comercio de Miraflores es de corte localista sin especialización, es muy bajo el nivel de intercambio hacia afuera debido a la falta de canales y estrategias de comercialización organizadas”3.
Capitulo III Proyecto Arquitectónico 3.1 Ubicación Topográfica El terreno al que se le realizara la topografía en donde se incluya la planimetría y las curvas de nivel, es un terreno plano con ligeras ondulaciones, libre de obstáculos en el área de interés y escasa vegetación.Dado las razones anteriores, se hizo un levantamiento por radiación. El método consiste en ubicar la estación topográfica o teodolito en un punto y desde este radiar o
3
Fuente: POT Miraflores Boyacá.
33 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” dar visual a todos los puntos de interés, anotando para cada uno de ellos: 1) el Angulo vertical 2)el Angulo horizontal y la distancia. En el punto en el que se ubica la estación o teodolito se deben tomar las coordenadas mediante un GPS y desde ahí radiar a otro punto distante en donde también se tome la coordenada con GPS, esto con el fin de determinar un vector posición que permita amarrar las demás coordenadas de los otros puntos. Ya terminado el trabajo en campo se procede a hacer el trabajo de oficina el cual consiste en transformar los ángulos y distancias en coordenadas planas y elevaciones para posteriormente realizar el dibujo que para nuestro caso fue hecho con la ayuda del software AutoCad Civil 3D. De igual forma cabe anotar que este trabajo se realizó por solicitud de la alcaldía municipal ya que no contaban con el levantamiento topográfico del terreno y para el desarrollo de la presente tesis es punto fundamental de arranque para el normal funcionamiento del contenido a realizar. Ver plano levantamiento topográfico 3.1.2 Ubicación El aula punto vive digital, cuyo pre diseño estructural se ha tomado para realizar esta tesis de grado, será una construcción que estará ubicada en el Colombia, departamento de Boyacá, municipio de Miraflores, en el casco urbano, en el barrio el cogollo, a un costado del colegio Sergio Camargo, sede central, y a un costado de la cancha de futbol municipal.
34 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Ubicación
Figura 5: Fotografía Ubicación del aula virtual Se ha elegido este sitio por dos razones primordiales, la primera por ser un terreno firme, plano, de propiedad del municipio y cercano al colegio municipal y la segunda por ser un lugar acogedor, tranquilo y exento de ruidos urbanos que perturban la tranquilidad. La zona es un sector paisajístico, con gran ladera verde, aire puro y lugar de recreación y esparcimiento alrededor, lo que nos llevó a no desentonar en el diseño y se dejaron zonas verdes de esparcimiento dentro de la zona a construir del aula virtual.
35 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Ubicación Del Aula Virtual
Figura 5.1:“Ubicación en planta del aula virtual”4 Esquema Arquitectónico
Figura 5.2“Esquema arquitectónico de la ubicación general de la obra”5
4
Fuente: Planos realizados para el Aula Virtual.
36 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 3.1.3 Ubicación general del municipio El municipio de Miraflores está ubicado al sur oriente del Departamento de Boyacá y es la capital de la Provincia de Lengupá la cual está constituida por los municipios de Berbeo, Zetaquira, Páez, CampohermosoRondón y San Eduardo. El Municipio se encuentra ubicado entre los 5º12’00’’ de latitud norte y 73º09’00’’ de latitud al oeste del meridiano de Greenwich. 3.1.4. Límites geográficos y ubicación por coordenadas •
Con el Municipio de Berbeo: “Partiendo de la desembocadura de la Quebrada Volcán o Volcanera en el río Lengupá, lugar de concurso de los territorios de los Municipios de Zetaquira, Berbeo y Miraflores se sigue aguas abajo por todo el eje del Río Lengupá hasta donde atraviesa la cuchilla Buenavista, frente al cerro El Campanario, lugar de concurso de los municipios de Berbeo, Páez y Miraflores”.
•
Con el Municipio de Campohermoso: “Partiendo del filo de la cuchilla de Buenavista, frente donde nace la Quebrada Colorada punto de concurso de los municipios de Miraflores, Páez y Campohermoso, se continúa por todo el filo de la cuchilla Buenavista en dirección general sudoeste (SO), hasta donde cae en el río Tunjita donde esta cuchilla toma el nombre de San Antonio (coordenadas planas X: 1.0052.400 mts, Y: 1.090.950 mts) lugar de concurso de los municipios de Miraflores, Campohermoso y Garagoa.
5
Fuente: Planos realizados para el Aula Virtual.
37 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” •
Con el Municipio de Páez: “Partiendo del sitio donde el río Lengupá corta a la cuchilla Buenavista, frente al cerro El Campanario, lugar de concurso de los municipios de Berbeo, Páez y Miraflores, se sigue por todo el filo de la cuchilla en dirección Suroeste (SO) hasta ponerse al frente del nacimiento de la Quebrada La Colorada, tomando como tal su brazo más Norte (coordenadas planas X: 1.057.350 mts., Y: 1.107.300 mts.) donde se colocará un mojón y punto de concurso entre Miraflores, Páez y Campohermoso.
•
Con el Municipio de Zetaquira: “Partiendo de la desembocadura de la Quebrada Volcán o Volcanera en el Río Lengupá, lugar de concurso de los municipios de Zetaquira, Berbeo y Miraflores, se sigue por el Río Lengupá aguas arriba hasta donde le desemboca el Río Rusa, por este río aguas arriba hasta encontrar la Laguna de Montejo o de las Truchas, se atraviesa esta para continuar por el nacimiento que da origen a esta laguna y que a su vez forma el Río Rusa y que nace al pie del cerro de Doña Francisca, se continúa hasta llegar a la cumbre de este cerro (coordenada planas X: 1.0066.7600 mts., Y:1.086.820 mts), lugar de concurso de los municipios de Chinavita, Zetaquira, Miraflores y Garagoa.
3.1.4. Extensión •
Área urbana total: 0,88 Km2
•
Área urbana total: 88,00 Ha
•
Área urbanizada actual (aproximado): 75,47 Ha.
•
Área rural total: 284,00 Km2
•
Área rural total: 28,40 Ha
38 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 3.1.5. Demografía “Para la proyección de población se realizó una estimación utilizando los datos históricos de población obtenidos del Departamento Nacional de Estadística DANE; mediante la utilización de modelos matemáticos según lo recomendado por el RAS 2000 (para un nivel de complejidad medio del sistema se tiene la proyección por método aritmético, geométrico y exponencial realizando el ajuste respectivo por cada método”6 Dinámica Poblacional Por Años Censales
Densidad Año
Zona urbana
Zona rural
Densidad Poblacion Densidad
censal Poblaci Poblacion al Urbana Poblacion y años
ón
al Urbana al Rural
Hab/Ha Proyectad Hab/Km2
es
Població
Tasa de
crecimiento
n
crecimiento
%
Hab.
%
Población Hab/Ha
recient Total
Tasa de
Hab.
Actual a
1973
11.614
73,4
46,39
26,52
4.082
-
7.532
-
1985
11.373
70,7
44,67
26,20
3.931
-3,70
7.442
-1,19
1993
8.591
46,6
29,43
21,13
2.590
-34,11
6.001
-19,36
1999
10.449
90,3
57,08
19,11
5.023
93,94
5.426
-9,58
2000
10.895
81,5
51,50
22,40
4.532
-9,78
6.363
17,27
6
Fuente: Estudio – Datos Histórico del DANE – P.B.O.T.
39 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Densidad Año
Zona urbana
Zona rural
Densidad Poblacion Densidad
censal Poblaci Poblacion al Urbana Poblacion y años
ón
al Urbana Hab/Ha
recient Total
al Rural
Hab/Ha Proyectad Hab/Km2
es
Tasa de
Població
Tasa de
crecimiento
n
crecimiento
%
Hab.
%
Población Hab.
Actual a
2005
10.788
86,1
54,44
21,12
4.791
5,71
5.997
-5,75
2006
10.771
87,1
55,06
20,87
4.845
1,13
5.926
-1,18
2007
10.756
88,1
55,68
20,62
4.900
1,14
5.856
-1,18
2008
10.743
89,1
56,32
20,38
4.956
1,14
5.787
-1,18
2009
10.730
90,1
56,95
20,13
5.012
1,13
5.718
-1,19
2010
10.719
91,2
57,61
19,89
5.070
1,16
5.649
-1,21
2015
10.691
96,6
61,06
18,73
5.373
5,98
5.318
-5,86
2019
10.698
101,3
64,03
17,83
5.635
4,88
5.063
-4,80
2020
10.705
102,6
64,82
17,61
5.704
1,22
5.001
-1,22
Tabla 1. “Dinámica poblacional por años censales”7 3.2. Descripción y uso de la edificación En el futuro esta aula virtual será una edificación de grandes luces, por lo cual requiere de una estructura liviana y económica por lo que se ha elegido la de acero, esta construcción será de un
7
Fuente: Estudio – Datos Histórico del DANE – P.B.O.T.
40 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” solo nivel en un área total de 515 metros cuadrados, de la cual estará techada en su totalidad en 400 metros cuadrados. Esta Aula virtual, tendrá un uso exclusivo de internet, gratuito, salón de conferencia, salones de video conferencia, e internet al parque o al aire libre. Igualmente tendrá uso para otros eventos educativos tanto para usuarios de la comunidad urbana y rural, como el de estudiantes de los diferentes centros educativos. 3.3Configuración Arquitectónica 3.3.1 •
Características la estructura arquitectónicamente cuenta con sistema aporticado de muros no estructural, ladrillo a la vista y algunos elementos estructurales en mampostería estructural.
•
Se planta a un solo nivel, permitiendo un fácil acceso a discapacitados.
•
El proyecto está hecho a dos aguas, para mejor manejo pluvial y mejor presentación arquitectónica
•
El proyecto se funde con el entorno, nos permite recuperar un espacio perdido del municipio.
•
Salidas de emergencia hacia afuera
•
Tiene un salón tipo auditorio
•
Tiene un salón dotado de computadores para acceso a internet gratuito
•
Tiene salón de uso para portátiles de los usuarios dotado de mesas y sillas
•
Tiene cuarto de equipos
•
Tiene salón para el administrador
•
Batería de baños
41 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” •
Áreas verdes, parqueaderos y zonas comunes.
Capitulo IV Normas De Diseño 4.1 Normas de diseño. Para el análisis y diseño de estructuras en cuyo uso primordial es la habitación u ocupación de seres humanos, se debe hacer uso de la Norma Sismo Resistente Colombiana vigente. Para nuestro caso la NSR-10. Dado esto y para dejar constancia de lo arriba expuesto, a continuación mostramos un texto fiel copia de la NSR-10, en la cual en su primer título se habla de las normas sismo resistentes colombianas y sus leyes aprobatorias. “TITULO AREQUISITOS GENERALES DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE CAPITULO A.1 INTRODUCCIÓN A.1.1 NORMAS SISMO RESISTENTES COLOMBIANAS A.1.1.1- El diseño, construcción y supervisión técnica de edificaciones en el territorio de la república de Colombia debe someterse a los criterios y requisitos mínimos que se establecen en la Norma Sismo Resistentes Colombianas, las cuales comprenden: (a) La Ley 400 de 1997. (b) La Ley 1229 de 2008. (c) El presente Reglamento Colombiano de construcciones Sismo Resistentes NSR-10 y (d) Las resoluciones expedidas por la “comisión Asesora permanente del Régimen de Construcciones Sismo Resistentes” del Gobierno Nacional, adscrita al Ministerio de
42 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, y creada por el Articulo 39 de la Ley 400 de 1997”8 Para el diseño del sistema hidráulico, sanitario y pluvial se debe hacer uso del Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS-2000 y para el diseño eléctrico la norma a usar es el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas RETIE 4.2 Métodos de análisis y Diseño Para la elaboración de este proyecto se estará enteramente ligado a EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE NSR10 ya que este se convierte en una herramienta fundamental para el diseño de estructuras en Colombia dada que es normativa y que sea tan reciente esta publicación la hace muy actualizada acorde con nuestras necesidades. El seguimiento de esta norma será de carácter obligatorio para el proyecto, prestando especial atención a los siguientes títulos: •
TÍTULO A — REQUISITOS GENERALES DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN
SISMORESISTENTE: El titulo A comienza con un breve resumen acerca de lo que contiene la NSR-10, nos presenta su objeto en el cual nos habla de que los temblores de poca intensidad no deben dañar las estructuras, los de intensidad moderada no deben dañar los elementos estructurales aunque pueda que comprometa los elementos no estructurales y los temblores fuertes dañaría los elementos estructurales y no estructurales, pero no provocaría su colapso. La NSR-10 pretende defender la vida de los ocupantes de la edificaciones y de alguna manera
8
Tomado de la NSR-10 TITULO A-1
43 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” proteger el patrimonio, para esto como sismo de diseño se usa un sismo fuerte y aclara que las estructuras indispensables luego de un sismo fuerte deben permanecer operativas 8. La NSR-10 contiene los requisitos mínimos para el diseño y construcción de edificaciones nuevas con el fin de resistir las fuerzas que le impone la naturaleza y su uso. Para edificaciones construidas antes de la vigencia de la NSR-10, el capítulo .A.10 establece los parámetros a seguir para su revisión y diseño. Este código es aplicable a edificaciones cuyo uso primordial es la ocupación por seres humanos y no se aplica para puentes, torres de transmisión, muelles, estructuras hidráulicas y otra estructura diferente a las edificaciones. En el subcapítulo A.1.3 nos da a conocer el procedimiento de diseño y construcción de edificaciones de acuerdo con la NSR-10. Encontramos que el estudio geotécnico que se debe hacer con base en el titulo H, más que arrojar una serie de valores cualitativos y cuantitativos, debe presentar apreciaciones que le ayude al ingeniero estructural en el diseño. Respecto al diseño arquitectónico, este debe cumplir con lo especificado en el titulo J y K, además de cumplir con la reglamentación urbana vigente. Y el diseño estructural debe ser realizado por un ingeniero civil facultado de acuerdo a lo prescrito por la ley 400 de 1997. Se nos presenta 12 pasos como procedimiento de diseño estructural para edificaciones nuevas y existentes de la siguiente manera: •
Paso 1: Predimensionamiento y coordinación con otros profesionales: se debe definir el
sistema estructural y la dimensiones de una manera tentativa. •
Paso 2: Evaluación de las solicitaciones definitivas: calculamos las solicitaciones que
pueden afectar la estructura teniendo en cuenta las dimensiones definidas en el paso 1 y el Titulo B DE LA NSR-10 “CARGAS”
44 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” •
Paso 3: obtención del nivel de amenaza sísmica y de los valores Aa y Av: ubicar esta
edificación en los mapas de zonificación del Título A.2 para obtener los parámetros Aa y Av •
Paso 4: Movimiento sísmico de diseño: debe definirse el movimiento sísmico de diseño
teniendo en cuenta 1) la amenaza sísmica definida por: Aa, Av o Ad 2) la característica de la estratificación del suelo subyacente a través de los coeficientes Fa y Fv. 3) la importación de la edificación y obtención del coeficiente I. •
Paso 5: Características de la estructura y del material estructural empleado: definir el
sistema estructural en función de la amenaza sísmica, materia estructural empleado, capacidad de disipación de energía, altura de la edificación e irregularidad. •
Pase 6: Grado de Irregularidad de la estructura y procedimiento de análisis: calcular la
irregularidad tanto en planta como en alzado entre otros para definir el procedimiento de análisis. •
Paso 7: Determinación de las fuerzas sísmicas: Obtener fuerzas sísmicas Fs que se
aplicaran a la estructura. •
Paso 8: Análisis sísmico de la estructura: se hace aplicando las fuerzas sísmicas a la
estructura por medio de un modelo matemático y programa de computador. El análisis se hace sin dividir los movimientos sísmicos por R y deben calcularse los desplazamientos máximos y las fuerzas internas que se derivan de ellos. •
Paso 9: Desplazamientos Horizontales: evaluar desplazamientos horizontales y
torsionales y derivas usando el procedimiento dado •
Paso 10: verificación de derivas: comprobar que las derivas de diseño no excedan los
límites del capítulo A.6 y si los excede rigidizarla. •
Paso 11: confinaciones de las diferentes solicitaciones: las solicitaciones se combinan de
acuerdo al capítulo B.2 para obtener de esta manera las fuerzas internas en los elementos que
45 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” deben ser usadas en el diseño. Se debe tener en cuenta también la capacidad de disipación de energía del sistema estructural. •
Paso 12: diseño de elementos estructurales: debe tenerse en cuenta la capacidad de
disipación de energía prescrita en el capítulo A.3, el diseño de los elementos debe realizarse para los valores más desfavorables obtenidos de las combinaciones del paso 11. Los planos estructurales deben contener como mínimo: 1- especificaciones del material 2- tamaño y localización de todos los elementos estructurales, además de la ubicación. 3precauciones a tenerse en cuenta. 4- firma de un ingeniero civil de acuerdo con requisitos de la ley 400. 5- localización y tipo de conexiones entre elementos estructurales y empalmes entre elementos de refuerzo. 6- grado de capacidad de disipación de energía 7- Cargas. 8- grupo de uso al cual pertenece la edificación. Los planos arquitectónicos deben contener el grado de desempeño sísmico de los elementos no estructurales. El subcapítulo A.2 “Zonas de amenaza Sísmica” nos zonifica el territorio colombiano en zonas de amenaza sísmica baja, media y alta con el fin de que a partir de la ubicación de una edificación podamos determinar parámetros como lo son la Aceleración horizontal pico efectiva Aa y la Velocidad horizontal pico efectiva Av. Se describen dos factores de amplificación del espectro por efectos del sitio Fa y Fv que afectan la zona del espectro de periodos cortos e intermedios respectivamente. También se definen 6 tipos de perfil de suelo los cuales que están numerados entre “A” que es un perfil de roca competente y “F” que es el más desfavorable a la hora de construir. Se definen los parámetros para definir el tipo de suelo con base a los 30 m superiores del mismo y ensayos realizados en muestras tomados al menos cada 1.5 m que permiten determinar 1-la velocidad media de onda de cortante en m/s. 2-el número medio de golpes del ensayo de
46 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” penetración estándar 3-resistencia media al corte.
4-Indice de plasticidad. 5- contenido de
agua. En el subcapítulo A.3 se establecen los sistemas estructurales de resistencia sísmica con los diferentes métodos de análisis que están en función del grado de irregularidad, todo esto para calcular el cortante en la base y como se distribuyen estas fuerzas en altura para que se le apliquen a la estructura y se proceda a hacer su análisis. A partir de esto calcularemos las deflexiones horizontales de la estructura y las comparamos con las derivas máximas permitidas. El diseño de los elementos y conexiones debe ser afectado las solicitaciones y combinaciones requeridas por el Titulo B, recordemos que las fuerzas sísmicas deben ser reducidas dividiéndolas por el coeficiente de disipación de energía R. En el diseño el valor del coeficiente de capacidad de disipación de energía R es el coeficiente de disipación de energía básico Ro multiplicado por factores que dependen de: 1) la irregularidad de la edificación en altura φa, 2) la irregularidad en planta φp, 3) la ausencia de redundancia en el sistema de resistencia sísmico φr.
R=φa.φp.φr.Ro. Todos los elementos estructurales y
conexiones se deben diseñar de acuerdo al grado de capacidad de disipación de energía. Si tenemos una estructura con varios tipos de irregularidad en planta se usa el menor valor de φp, y cundo la estructura tenga varios tipos de irregularidad en altura se usa el menor valor de φa. La estructura debe tener resistencia sísmica en todas las direcciones para garantizar la estabilidad. En la norma se presentan cuatro sistemas estructurales que son: 1) Sistemas de muros de carga: es un sistema estructural en el que no encontramos pórticos, las cargas verticales son soportadas por muros de carga y las fuerzas horizontales por muros estructurales. 2) Sistemas Confinados: existen dos tipos 2.1) las cargas verticales son soportadas por un pórtico no
47 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” resistente a momentos y las fuerzas horizontales son soportadas por muros estructurales o pórticos con diagonales. 2.2) las cargas verticales y horizontales son soportadas por pórticos resistentes a momentos combinados con muros estructurales o pórticos con diagonales que no cumplen los requisitos para ser considerados como sistema dual. 3) sistema de pórtico: está conformado por pórticos especiales resistentes a momentos que no tiene diagonales y resiste cargas horizontales y verticales. 4) Sistema Dual: es un sistema que tiene un pórtico espacial resistente a momento, sin diagonales que esta combinado con muros estructurales o pórticos con diagonales. Existen ciertos requisitos que debe cumplir el sistema para que sea considerado como dual las cuales están en función de que parte del sistema soportara las cargas y los momentos. Encontramos también en el Titulo A El Método de la Fuerza Horizontal Equivalente, Método de Análisis Dinámico, Requisitos de Deriva, Interacción Suelo-Estructura, Efectos Sísmicos sobre Elementos Estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia sísmica, elementos no estructurales, edificaciones construidas antes de la vigencia de la presente versión del reglamento, requisitos especiales Para Edificaciones indispensables del grupo de uso III y IV, y definiciones y nomenclatura del Título A. En el Título B encontraremos una serie definiciones y nomenclatura que nos ayudara a entender el tema. Se nos define dos tipos de combinaciones de carga que estarán en función del método de diseño de la siguiente manera: 1.
Combinaciones de carga para ser usadas en el método de esfuerzos de trabajo o en
verificaciones del estado límite de servicio. 2.
Combinaciones de carga mayoradasusando el método de resistencia. El diseño se hace
para la combinación que produzca el efecto más desfavorable en la edificación, cimentación o elemento estructural. El efecto más desfavorable puede ocurrir cuando una o varias de las cargas
48 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” no actúen.Encontraremos valores para emplear en nuestro diseño a la hora de evaluar las cargas muertas, cargas vivas, empuje de tierra y presión hidrostática y fuerzas de viento. •
El Capitulo C CONCRETO ESTRUCTURAL se encontrara: Capítulo c.1 – requisitos generales Capítulo c.2 – notación y definiciones Capítulo c.3 – materiales Capítulo c.4 – requisitos de durabilidad Capítulo c.5 – calidad del concreto, mezclado y colocación Capítulo c.6 – cimbras y encofrados, embebidos y juntas de construcción Capítulo c.7 – detalles del refuerzo Capítulo c.8 – análisis y diseño – consideraciones generales Capítulo c.9 – requisitos de resistencia y funcionamiento Capítulo c.10 – flexión y cargas axiales Capítulo c.11 – cortante y torsión Capítulo c.12 – longitudes de desarrollo y empalmes del refuerzo Capítulo c.13 – sistemas de losa en una y dos direcciones Capítulo c.14 – muros Capítulo c.15 – cimentaciones Capítulo c.16 – concreto prefabricado Capítulo c.17 – elementos compuestos concreto-concreto sometidos a flexión Capítulo c.18 – concreto pre-esforzado Capítulo c.19 – cáscaras y losas plegadas Capítulo c.20 – evaluación de la resistencia de estructuras existentes
49 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Capítulo c.21 – requisitos de diseño sismo resistente Capítulo c.22 – concreto estructural simple Capítulo c.23 – tanques y estructuras de ingeniería ambiental de concreto Estos capítulos constituyen la columna vertebral del diseño de una estructura y su seguimiento y su cumplimento es obligatorio. Estos capítulos son el resultado de años de investigación y actualización de conocimiento existente del tema. 4.3. Síntesis Cada uno de los países tiene normas diferentes para el diseño de estructuras en concreto, su diferencia radica en la microzonificación, algunos requisitos especiales y términos usados. Sin embargo en esencia a todas tienen grandes similitudes y esto se debe a que el principio de diseño y análisis es el mismo y la gran mayoría se derivan de códigos y normas americanas. En nuestro país el uso de normas de diseño se ha venido aplicando debido a siniestros que han ocurrido, que obligaron al Estado colombiano a tomar medidas respecto a que se construyeran viviendas más seguras que salvaguardaran la vida de los ciudadanos. De esta manera nace la Norma Sismo Resistente de 1998 o NSR98 en la cual se encontraban una serie de requisitos que deberían cumplir las edificaciones respecto a su ubicación en el territorio colombiano. Más adelante esta norma se actualizo y dio origen a la Norma Sismo Resistente de 2010 o NSR10, que en esencia es lo mismo que su antecesora con ligeros cambios fruto de la experiencia y avance tecnológico. Dicha norma es la que actualmente como ingenieros estamos llamados a seguir.
50 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Capítulo V Análisis Y Diseño 5.1. Paso 1: Pre-dimensionamiento Para el pre dimensionamiento de estos elementos estructurales se debe tener en cuenta el sitio en el cual se localizara el proyecto, ya que de esto depende de la zona de amenaza sísmica, factor que condiciona algunas medidas longitudinales de estos elementos. Para nuestro caso debido que el proyecto se encuentra en el municipio de Miraflores, la zona de amenaza sísmica es alta y el sistema de capacidad de energía es especial DES. 5.1.1 Pre dimensionamiento de Vigas Para la altura de las vigas es necesario basarse en la siguiente tabla que extraje de la NSR-10: Alturas O Espesores Mínimos De Vigas No Pre Esforzadas TABLA C.9.5(a)- Alturas o espesores mínimos de vigas no preesforzadas o losas reforzadas en una dirección a menos que se calculen las deflexiones Espesor mínimo, h Simplemente Con un extremo Ambos Extremos En voladizo apoyados continuo Continuos elementos Elementos que NO soporten o estén ligados a divisiones u otro tipo de elementos susceptibles de dañarse debido a deflexiones grandes. Lozas macizas ℓ ℓ ℓ ℓ en una dirección 20 24 28 10 Vigas o losas ℓ ℓ ℓ ℓ nervadas en una 16 18.5 21 8 dirección TABLA 2“Alturas o espesores mínimos de vigas no preesforzadas”9
9
Fuente: Tabla C.9.5.(a) NSR-10 C-129
51 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Para nuestro caso dado que las vigas serán elementos que cerraron el pórtico, por tal motivo usaremos el caso de losas nervadas en una dirección, a partir de este criterio determinaremos varias alturas de vigas y tomaremos el valor más elevado. Pre dimensionamiento de vigas
simplemente apoyadas Vigas s o losas L= nervadas en Formula L/.. una dirección H Viga H =
0.26
4.15 16 0.26
con un extremo continuo 4.9 18.5 0.26 H escojido=
ambos extremos en voladizo continuos 4.9 0 21 8 0.23 0.00 0.30
Tabla 3. Pre dimensionamiento de vigas Dado el valor mínimo para la altura de la viga es de 26 cm y que dicha viga no estará sometida a grandes cargas, se pudo haber tomado como altura de viga 25 cm, sin embargo el arquitecto ha exigido que dicho elemento estructural sea de 30 cm para que se vea como un elemento robusto, estético y que le de confianza a los usuarios de la estructura. Dado que la zona de amenaza sísmica es alta y el sistema de capacidad de energía es especial DES, para el ancho de este elemento estructural nos remitimos a la NSR-10 la cual en su numeral C.21.5.1.3 textualmente dice: “El ancho del elemento, bw, no debe ser menor que el más pequeño de 0.3h y 250 mm.”. De esto 0.3h equivaldría a 9 cm, lo cual obliga a tomar un espesor mínimo de 25 cm. En conclusión la sección de la viga para este modelo será de 30 cm de altura por 25 cm de base.
52 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Sección de la Viga
Figura 6: Sección de viga10 Fuente: pantallazo ETABS V.9.5 5.1.2. Pre dimensionamiento de columnas Dado que la zona de amenaza sísmica es alta y el sistema de capacidad de energía es especial DES, nos remitimos al numeral C.21.6.1.1, el cual textualmente dice “La dimensión menor de la sección transversal, medida en una línea recta que pasa a través del centroide geométrico, no debe ser menor de 300 mm. Las columnas en forma de T, C o I pueden tener una dimensión mínima de 0.25 m pero su área no puede ser menor de 0.09 m².” Dado que nuestra estructura es de un solo nivel y que no hay cargas representativas, la sección será de 30 cm, sección que debería ser mayor si el modelo no cumpliera con derivas
10
Sección de Viga ETABS
53 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Pre Dimensionamiento de Columnas
Figura 7: Pre dimensionamiento de Columnas 11 Fuente: pantallazo ETABS V.9.5 5.2. Paso 2: Evaluación de las solicitaciones definitivas. Inicialmente se evaluaran las cargas sobre la cubierta para posteriormente hacer su análisis y diseño, una vez diseñada la estructura metálica de la cubierta y definidos los materiales se procederá a determinar el peso de la estructura para cargarlo al pórtico como carga muerta. Los valores de las diferentes cargas se adjuntan en el anexo 1. Ver Anexo 1
11
Predimensionamiento de Columnas en ETABS
54 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 5.2.1. Carga viva. “Dado que la estructura es de un solo nivel, la carga viva que se aplicara será la carga viva de cubierta. Dicho valor lo extraemos de la Tabla B.4.2.1-2 presente en el título B s de la NSR10, la cual está en función de la inclinación de la cubierta la cual para nuestro caso es del 15% Basado en la tabla “B.4.2.1-2 Cargas vivas mínimas en cubiertas tomare según el tipo de cubierta que es inclinada con pendiente de 15° o menos en estructura metálica o de madera con imposibilidad física de verse sometidas a cargas anteriores a la aquí estipulada”. TomareCarga uniforme en KN/M2 de 0,50”12. Ver norma NSR-10 tabla “B.4.2.1-2 Cargas vivas mínimas en cubiertas B-16. De acuerdo a la tabla anterior nuestra carga viva de cubierta es de 0.5 Kn/m2 5.2.2. Carga de granizo Dado que el proyecto se encuentra a unos 1700 msnm esta carga no aplica, y según la norma NSR-10, en su numeral B.4.8.3- CARGA DE GRANIZO, B 4.8.3.1. Las cargas de granizo G deben tomarse se deben tomar las regiones con más de 2000 msnm. 5.2.3. Carga Muerta. La carga muerta precedente en el modelo corresponde al peso de la teja a usar correas y cercha metálica. 5.2.4. Carga de viento. La carga de viento mínima es de 0.4 KN/m2, la cual se distribuirá de acuerdo a la geometría de la cubierta.
12
Ver norma NSR-10 tabla “B.4.2.1-2 Cargas vivas mínimas en cubiertas pág. B-18
55 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 5.2.5. Combinaciones de carga Las combinaciones de las cargas anteriormente definidas son generadas por medio de las combinaciones básicas de diseño definidas en el literal B.2.4.2 las cuales fueron modificadas por una errata. Dichas combinaciones las presento a continuación según la NSR-10. El literal B.2.4.2. Debe quedar en su totalidad así: B.2.4.2.- Combinaciones Básicas “El diseño de las estructuras, sus componentes y cimentaciones debe hacerse de tal forma que sus resistencias de diseño igualen o excedan los efectos producidos por cargas mayoradasen las siguientes combinaciones”13 1.4D
(B.2.4-1)
1.2D + 1.6L + 0.5 (Lr ó G ó Le)
(B.2.4-2)
1.2D + 1.6. (Lr ó G ó Le) + (1.0L ó 0.5W)
(B.2.4.-3)
1.2D + 1.0w + 1.0L + 0.5 (Lr ó G ó Le)
(B.2.4-4)
1.2D + 1.0.E + 1.0.L
(B.2.4-5)
0.9D + 1.0W
(B.2.4-6)
0.9D + 1.0E
(B.2.4-7)
Como archivo adjunto se presenta las combinaciones de derivas usadas en el modelo. Ver Anexo 1.1
13
Fuente: Literal B.2.4.2- COMBINACIONES BÁSICAS NSR-10 pág. B-6
56 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 5.3. Paso 3: obtención del nivel de amenaza sísmica y de los valores Aa y Av. El nivel de amenaza sísmica depende y los valores de Aa y Av, dependen de la ubicación del proyecto en el territorio colombiano. Para nuestro caso tenemos: Localización del proyecto:
Municipio de Miraflores
Zona de Amenaza Sísmica: Alta Aa:
0.25
Av:
0.25
Estos valores se pueden evidenciar en el anexo 2 VER ANEXO 2:APÉNDICE A-4 valores de Aa, Vv y definición de la zona de amenaza sísmica de los municipios colombianos 5.4. Paso 4: “Movimiento sísmico de diseño”14
14
Fuente: NSR-10 Figura A.2.6.1 Espectro de aceleraciones de Diseño como fracción
de g Pág. A-27
577 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE V DIGIITAL” Espectro E Eláástico
Figura 8: Espectrro elásticoss de aceleraciones de d diseño como c fraccción de g En la deefinición deel moviente sísmico inttervienen las siguientess variables: Localizzación del proyecto:D p efine la zonna de amenaaza sísmica y los valorees de Aa y Av A Tipo dee perfil de suelo: paraa nuestro caaso según ell estudio dee suelos el suelo s es tipoo D, lo cuall nos perm mite definirr los valoress de Fa=1.3 y Fv=1.9. VER ANEXO A 3: Estudio E se suelos Uso de la estructu ura q en la esstructura se localizara un centro de d enseñanzza, el grupoo de uso es III, lo cuall Dado que implicaa que el coefficiente de importancia i a sea I=1.255
58 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” “TABLA A.2.5-1 Valores Del Coeficiente De Importancia, I”15 Grupo de Uso Coeficiente de Importancia I IV 1.50 III 1.25 II 1.10 I 1.0 Tabla 4: valores del coeficiente de importancia, I A partir de estos valores y de R, el cual determinaremos en el numeral 5.6 obtenemos los espectros de diseño y derivas. Espectro Elástico De Aceleraciones como fracción de la gravedad ESPECTRO ELÁSTICO DE ACELERACIONES PARA ANALISIS COMO FRACCIÓN DE LA GRAVEDAD (g) Variables
Aa =
Tabla de datos para el espectro de aceleracion Sa(g) T(s) 0.000 0.406 To 0.146 1.016 Tc 0.702 1.016 1.087 0.655 1.473 0.484 1.859 0.383 2.245 0.317 2.631 0.271 3.017 0.236 3.402 0.209 3.788 0.188 4.174 0.171 TL 4.560 0.156 4.946 0.133 5.332 0.114 5.718 0.099 6.103 0.087 6.489 0.077 6.875 0.069 7.261 0.062 7.647 0.056 8.033 0.050 8.418 0.046
0.3
Av =
0.25
Fa =
1.3
Fv =
1.9
I = 1.25
Espectro Elástico de Aceleraciones de Diseño como fracción de g
Sa(g) 1.20
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 T(s)
TABLA 5: calculo en Excel de espectro elástico de aceleraciones por fracción de gravedad
15
Fuente: NSR-10 Tabla A.2.5-1 Pág. A-26
59 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Espectro Elástico De Aceleraciones como fracción de la gravedad ESPECTRO ELÁSTICO DE ACELERACIONES PARA DISEÑO COMO FRACCIÓN DE LA GRAVEDAD (g) Del formato F.2.1 extraemos el valor de R = 6.30 Tabla de datos para el espectro de aceleracion T(s) Sa(g) 0.000 0.064 To 0.146 0.161 Tc 0.702 0.161 1.087 0.104 1.473 0.077 1.859 0.061 2.245 0.050 2.631 0.043 3.017 0.037 3.402 0.033 3.788 0.030 4.174 0.027 TL 4.560 0.025 4.946 0.021 5.332 0.018 5.718 0.016 6.103 0.014 6.489 0.012 6.875 0.011 7.261 0.010 7.647 0.009 8.033 0.008 8.418 0.007
Espectro Elástico de Aceleraciones de Diseño como fracción de g
Sa(g) 0.18 0.16 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
T(s)
TABLA 5.1: calculo en Excel de espectro elástico de aceleraciones por fracción de gravedad 5.5. Paso 5: Características de la estructura y del material estructural empleado. 5.5.1. Sistema estructural.
Figura 9: Isometría estructural
60 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” El sistema estructural escogido es pórtico. Este sistema está conformado por un pórtico espacial, resistente a momentos, esencialmente completo, sin diagonales, que resiste todas las cargas verticales y fuerzas horizontales. El motivo por el cual se escogió este sistema estructural radica en que este municipio la mano de obra solo conoce este sistema por ser el tradicional, es un sistema funcional para este tipo de estructura y el arquitecto en su modelo ha incorporado muros en ladrillo a la vista enmarcado por vigas y columnas. Los muros de cerramiento serán en mampostería confinada, dado que si se analizarán y diseñaran como pórticos estaríamos obligados a dejar secciones de columnas de 30 cm y vigas de 25 cm x 25 cm las cuales son exageradas para las solicitudes que tendrán estos elementos. La cubierta estará apoyada sobre estructura metálica diseñada en perfiles laminados en frio. Estructura Metálica Cubierta
Figura10: cubierta en archiCAD 5.5.2. Materiales. Los materiales a usar en el proyecto son los siguientes.
61 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Acero: Debe cumplir la norma NTC 2289 "Barras corrugadas y lisas de acero de baja aleación, para el refuerzo de concreto" y demás que apliquen. A continuación se dan a conocer algunas de las propiedades físicas que debe tener este material. Propiedades Físicas Del Acero ‐Modulo de elasticidad E = 2.00E+05 Mpa E = 2.90E+07 PSI ‐Densidad ρ = 7.85 ρ = 7850
Ton/m3 Kg/m3
Resistencia a la fluencia minima Fy PSI kg/cm2 MPA 4218.42 413.69 60000
Resistencia a la fluencia maxima PSI 78000
kg/cm2 5483.94
MPA 537.79
Tabla 6: Propiedades físicas del acero Propiedades Acero
Figura 11: Propiedades del acero llevadas al ETABS16
16
Fuente: Pantallazo ETABS
Resistencia a la traccion minima Fu PSI kg/cm2 MPA 80000 5624.56 551.58
62 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Cemento: El cemento será portlandtipo 1, el cual es el destinado a obras de hormigón en general, al que no se le exigen propiedades especiales de acuerdo a la NTC 30 Concreto estructural:Será la mescla del cemento con los agregados de tal manera que se garantice, la resistencia a la compresión solicitada, para nuestro caso 3000 psi Concreto ciclópeo: Es la mescla de concreto estructural en proporción de un 60% y piedra en proporción de un 40% Concreto Ciclópeo
Figura 12: Concreto ciclópeo Perfil metálico para correas y cerchas Se hará uso de perfilaría metálica Grado 50, las secciones a usar serán tipo C y cajón conformadas por dos C soldadas
63 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Perfil Metálico Para Correas Y Cerchas
Figura 13: Perfil metálico para correas y cerchas 5.6. Pase 6: Grado De Irregularidad De La Estructura Y Procedimiento De Análisis Para el cálculo de la irregularidad de la estructura nos regiremos por los diferentes tipos de irregularidad que define la NSR-10, Es de aclarar que dada la geometría y que la estructura es de un solo nivel, algunos valores se pueden determinar en forma visual. Se adjuntan los modelos planos e isométricos que existen en la norma para el cálculo de irregularidades en el anexo 5.1. El valor de Ro para definir el coeficiente de capacidad de disipación de energía R se extrae de la Tabla A.3-3 “Sistema estructural de pórtico resistente a momentos” Ver Anexo 5.2. Dicho procedimiento se puede apreciar en el anexo 5.3 en forma esquemática Ver Anexo 5.1: tipos de irregularidad en planta y en altura Ver Anexo 5.2: Valor de Ro para el sistema estructural aporticado Ver Anexo 5.3: memoria de cálculo de irregularidades y Ro
64 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 5.7. Paso 7: Determinación De Las Fuerzas Sísmicas Para la determinación de las fuerzas sísmicas se hará por análisis dinámico, valor que será comparado con el método de la fuerza horizontal equivalente para de esta manera obtener el valor de la aceleración para corregir el cortante basal y las fuerzas sísmicas. El proceso a seguir será el siguiente: Obtención del periodo de la estructura (T) y valor de la fracción de la gravedad (Sa): El periodo de la estructura obtenido por FHE es de 0.11 segundos y el obtenido por análisis dinámico es similar. En el anexo 5.4 se aprecia el proceso para el cálculo del periodo por FHE y obtención del valor Sa=1.016
Modo de Vibración 1
Figura 14: Modo de Vibración 1 Fuente: pantallazo ETABS V.9.5
65 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Modo de Vibración 2
Figura 15: Modo de vibración 2 Fuente: pantallazo ETABS V.9.5 Modo de Vibración 3
Figura 16: Modo de Vibración 3 Fuente: pantallazo ETABS V.9.5 Ver Anexo 6.1: Calculo de periodo "T" y fracción de la gravedad “a(g)"
66 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Calculo de fuerza horizontal equivalente A partir del periodo (T) y el valor de la fracción de la gravedad (Sa) determinamos la fuerza horizontal equivalente como el producto de Sa por la Gravedad por la masa de la estructura. Para nuestro caso debido a que la estructura es de un solo nivel, la fuerza horizontal equivalente del piso único es igual al cortante basal (Vs) Cortante Basal
(g) = M = g.M = Vs = Vs = Vs =
9.81 m/s2 50,683 Kg KN = 497 51,494 505 51
51
Ton
Kg KN Ton
Tabla 7: Cortante Basal VER ANEXO 6.2: cálculo de fuerza horizontal equivalente Obtención de corrección de cortante basal: luego de esto comparamos las fuerzas obtenidas por el método de la fuerza horizontal equivalente, para de esta manera determinar los factores de corrección de cortante basal que serán multiplicados por la gravedad en el modelo.
67 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Corrección del cortante basal Configuracion de la estructura
IRREGULAR
90%
Entonces ajustar FHE al
Cortante basal obtenido a partir de la fuerza horizontal equivalente Vs = Vs = Vs =
46,344 455 46
Kg KN Ton
Cortante basal dinamico obtenido a partir de una programa de analisis estructural Spec SISXDER SISYDER
F1 (Kg) 34,921 0
Dir U1 U2
F2 (Kg) 0 36,217
Calculo de factores de correccion de cortante basal y ajuste de "g" Spec SISXDER SISYDER
fraccion
Dir U1 U2
g (m/s2)
1.33
13.02 1.28
12.55
Luego de aplicados los factores para hacer la correccion de cortante basal al programa de analisis, obtenemos los siquientes resultados de cortante basal dinamico los cuales son similares al cortante basal obtenido por FHE, por tal motivo se acepta la correccion Spec SISXDER SISYDER
Mode All All
Dir All All
F1(Kg) 46,348
F2(Kg) 0 46,333
Tabla 8: Corrección del cortante basal Ver Anexo 6.3: Corrección de cortante basal 5.8. Paso 8: Análisis sísmico de la estructura. El análisis de la estructura se hace a partir de las cargasmayoradas sin dividirlas por el coeficiente de capacidad de disipación de energía R. de esta manera determinamos los desplazamientos horizontales y derivas con el fin de corroborar que dichos valores estén dentro de los límites permitidos por la norma. Para el análisis sísmico de la edificación haremos uso del programa ETABS V9.5, programa al cual ingresamos la geometría del pórtico, propiedades de los materiales, geometría de las secciones, espectro de diseño, espectro de deriva, casos de carga estática y combinaciones de diseño.
68 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” ETABS
Figura 17: Pantallazo ETABS En el proceso del análisis sísmico de la estructura podemos observar cómo se desplaza el edificio según los modos de vibración con el fin de identificar movimientos no homogéneos, lo cual nos permite determinar la conveniencia o no de rigidizar determinadas secciones del pórtico que nos permita generar menor gasto de acero o secciones más pequeñas. Dado que nuestra estructura es de un solo nivel y que no tenemos una placa en concreto a nivel de cubierta, tendremos cargas pequeñas que muy seguramente no nos ocasionaran problemas con los desplazamientos y las derivas, todo lo anterior sin olvidar que las secciones son muy robustas por exigencia de la norma y del diseñador arquitectónico.
69 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Modo de Vibración 1
Figura18: Modo de Vibración 1
Modo de Vibración 2
Figura 19: Modo de Vibración 2
70 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 5.9. Paso 9: Desplazamientos Horizontales. Para los desplazamientos horizontales de los nudos, primero que todo debemos identificar su numeración Numeración Nudos
Figura 20: Numeración de Nudos En el programa ETABS, la numeración de los nudos en el sentido vertical son los mismos, por tal motivo se procederán a verificar el desplazamiento de las columnas según la numeración anteriormente mencionada. Para este caso seleccionaremos como datos de salida las derivas para las combinaciones de derivas las cuales podemos observar en el anexo 1.1. La tabla acá generada nos presenta las derivas y los desplazamientos de los nudos en forma conjunta, lo cual facilita su análisis y comprensión. Ver Anexo 6.4: tabla de desplazamientos y derivas.
71 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Formulario para general los desplazamientos de derivas
Figura 21: Pantallazo ETABS combos 5.10. Paso 10: verificación de derivas. Para el cálculo de las derivas se hace a partir del conocimiento de la longitud de las columnas y el desplazamiento relativo de los nudos de la misma. Para nuestro caso, dado que nuestro sistema es aporticado, la deriva máxima no puede ser superior al 1%. De ser mayor se debe proceder a rigidizar la estructura incrementando secciones o colocando elementos de arriostra miento.
72 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Para dar cumplimiento a este numeral nos debemos remitir al” capítulo A.6 de la NSR10”17 Límite de la Deriva: basado en la TABLA A 6.4.1. De la NSR-10 derivas máximas. La deriva máxima para cualquier piso determinada de acuerdo con el procedimiento de A.6.3.1 no puede exceder los límites establecidos en la tabla. TABLA A.6.4.1.
Derivas Máximas Como Porcentaje De Hpl Estructuras de: Concreto reforzado, metálicas, de madera, y de mampostería que cumplan los requisitos de A.6.4.2.2 De mampostería que cumplen los requisitos de A.6.4.2.3 Tabla 9: Derivas máximas como porcentaje de hpl
Deriva Máxima 1.0.% (▲LMAX≤ 0.010hpl) 0.5% (▲LMAX≤ 0.005hpl)
VER ANEXO 6.4: tabla de desplazamientos y derivas. 5.11. Paso 11: confinaciones de las diferentes solicitaciones. Las combinaciones de diseño son generadas por medio de las combinaciones básicas de diseño definidas en el literal B.2.4.2 las cuales fueron modificadas por una errata. Dichas combinaciones las presentamos a continuación “B.2.4.2.- COMBINACIONES BÁSICAS – El diseño de las estructuras, sus componentes y cimentaciones debe hacerse de tal forma que sus resistencias de diseño igualen o excedan los efectos producidos por cargas mayoradasen las siguientes combinaciones”18
17
Ver NSR -10 A.6.3.1.1. A-75
18
Fuente: Literal B.2.4.2- COMBINACIONES BÁSICAS NSR-10 B-6
73 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 1.4D
(B.2.4-1)
1.2D + 1.6L + 0.5 (Lr ó G ó Le)
(B.2.4-2)
1.2D + 1.6. (Lr ó G ó Le) + (1.0L ó 0.5W)
(B.2.4.-3)
1.2D + 1.0w + 1.0L + 0.5 (Lr ó G ó Le)
(B.2.4-4)
1.2 D + 1.0.E + 1.0.L
(B.2.4-5)
0.9D + 1.0W
(B.2.4-6)
0.9D + 1.0E
(B.2.4-7)
Como archivo adjunto se presenta las combinaciones de diseño usadas en el modelo. VER Anexo 6.5 5.12. Paso 12: Diseño De Elementos Estructurales. El diseño de los elementos estructurales en concreto se hizo con el programa ETABS y el diseño de la estructura metálica se hizo con el programa Arquimet 2.0. Se anexan los modelos en forma digital Ver Anexo 7 5.13. Síntesis Cuando el ingeniero diseña una edificación, hay una serie de factores que influyen en el momento de tomar una decisión respecto al sistema estructural a usar. Dichos factores van ligados al uso de la edificación, arquitectura y presupuesto del cliente, dado lo anterior se ha escogido para este proyecto como sistema estructural el aporticado.
74 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Este sistema está conformado por vigas y columnas que resistirán las cargas verticales y horizontales, en el cual los muros son elementos no estructurales y su carencia no influirá en la falla de la estructura. Dado que el proyecto está localizado en el municipio de Miraflores Boyacá y que dicho municipio está en zona de amenaza sísmica alta, era de esperarse que las columnas serian de 30x30 cm y que la base de las vigas seria de 25 cm mínimo, lo cual lleva a tener vigas de 25x30 cm. Dichas sesiones son muy robustas para una construcción de un solo nivel, lo cual hace que el análisis y diseño estará íntimamente ligado a comprobar que se requiere una cuantía mínima en todos los elementos estructurales. El sismo en una edificación tan pequeña que realmente no tiene mayor relevancia dado que la masa concentrada en el nivel de cubierta es muy pequeña y que las secciones de los elementos estructurales son muy robustas, lo cual lleva a pensar que en el municipio donde hay zona de amenaza sísmica alta, realmente en el diseño de edificaciones de un solo nivel con sistema aporticado se está sobrediseñando.
Capítulo VI Criterios De Diseño Estructural Análisis De Suelos TITULO A NSR-10 A.1.3.2. Estudios Geotécnicos ESTUDIO DE SUELOS PARA LA CONSTRUCCION DE UN SALON MULTIPLE EN EL MUNICIPIO DE MIRAFLORES, BOYACA.
75 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” ESTUDIO DE SUELOS Y ANÁLISIS GEOTECNICO
PARA EL DISEÑO DE LA
FUNDACIÓN Y CIMENTACIÓN DE LAS CONSTRUCCIONES PROYECTADAS. SOLICITADO POR: ALCALDIA MUNICIPAL ELABORADO POR: ING. JAVIER VARGAS R. Est. Post. MSc Geotecnia. U.Nal MP 15233-36995 BYC SOGAMOSO – BOYACA RESUMEN DE LAS PROPIEDADES GEOTECNICAS DEL SUBSUELO PARA EL DISEÑO DE LA CIMENTACION
1. PROPIEDADES INDICES DE LA CAPA ENTRE 0 Y 2.40 MTS DE PROFUNDIDAD.
Wn %
IP %
Cohesión Kpa
Fricción
18
12
39
5
Gs
e
2.6 0.3 2 Tabla 10: propiedades geotécnicas del subsuelo
PESO E, ESPECIFICO Kpa KN/m3 16.5 9800
2. Nivel Freático En las perforaciones realizadas no se encontró nivel freático. 3. Tipo Perfil Estratigráfico De Suelo El perfil de suelos del sitio del proyecto corresponde a suelos originados a partir de depósitos coluviales conformados por una capa superior de rellenos en recebos sobre arcillosas limosas marrones y amarillas algo plásticas, bajo las cuales se encuentra un depósito de suelos granulares compuestos por intercalaciones de arenas con capas de gravas y limos arcillosos.
76 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 4. Parámetros Sísmicos 5. Según la Norma NSR - 10 Aa = 0.20 Av = 0.25 Ae = 0.16 Ad = 0.08 Zona de amenaza sísmica = Alta. Tipo Perfil de suelo = D Ver Anexo Estudio de suelos completo ANEXO 3
Capitulo VII Esquema Eléctrico Como requerimiento indispensable para esta obra, es de vital importancia no escatimar esfuerzos en la especificación técnica del sistema eléctrico, debido al objeto de la obra a construir, ya que su funcionamiento está basado en aulas de computo, salón de conferencia y otras zonas de confort WI-FI, por eso la necesidad de apoyarme en un ingeniero eléctrico para tal fin y poder aclarar las dudas correspondientes que tenía para el desarrollo completo de este capítulo. 7.1
Objeto
Las especificaciones expuestas en este documento describen las normas técnicas mínimas para la construcción que deben cumplir los materiales a utilizar en las Instalaciones eléctricas del proyecto. “AULA VIRTUAL, PUNTO VIVE DIJITAL MIRAFLORES – BOYACA”.
DEL MUNICIPIO DE
77 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 7.2.1
Generalidades
El sistema será trifásico de cuatro hilos 208/120 V, 60 ciclos. El sistema se alimentara mediante una acometida subterránea en baja tensión desde el equipo de medida hasta el tablero de distribución. Los planos se han elaborado de acuerdo a la norma ICONTEC 2050, el NATIONAL ELECTRICAL CODE de los Estados Unidos y las normas del OPERADOR DE LA RED. Los planos muestran esquemáticamente la colocación de las tuberías en general, el contratista podrá realizar cambios menores para colocarla de tal forma que se acomode a la estructura y arquitectura del proyecto. El contratista deberá mantener permanentemente en la obra un juego de planos eléctricos que serán usados exclusivamente para consignar en ellos toda reforma que se presente, bien sea por cambios arquitectónicos o modificaciones en las rutas de las tuberías para acomodarse a la estructura o a la arquitectura. Al final de la obra, suministrará planos actualizados de obra ejecutada. Será responsabilidad del contratista de mano de obra, la calidad constructiva con la que se ejecuten las instalaciones eléctricas del proyecto, teniendo para esto que disponer de personal idóneo para este tipo de instalaciones. 7.2.2 Alcance Del Trabajo El proyectista deberá tramitar y obtener el suministro de energía y se compromete a entregar la obra debidamente aprobada por EL OPERADOR DE LA RED. Será responsabilidad del contratista el reportar oportunamente los requerimientos de documentos que debe preparar el propietario, para que dichos trámites se puedan efectuar. Igualmente el contratista de mano de
78 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” obra se compromete a cumplir estrictamente las presentes especificaciones, los planos y las recomendaciones que durante el desarrollo de la obra dé el constructor y el proyectista. Todos los materiales y equipos que se instalen, deberán ser nuevos, y contar con la respectiva certificación de producto expedida por la entidad competente, para cada fabricante, tal como lo exige el reglamento técnico de instalaciones eléctricas RETIE (Resolución Nº 180398 de abril 7 de 2004 modificada mediante resolución No.9 0708 de Agosto del 2013 por el Ministerio de Minas y Energía). El trabajo se ejecutará de acuerdo con las especificaciones que adelante se indican y consistirá en el suministro de toda la mano de obra con sus prestaciones sociales, materiales, herramientas y equipos necesarios para la correcta ejecución de la instalación eléctrica, según se indica en los planos y cantidades de obra; así como todos los costos necesarios para la entrega de los trabajos al Contratante según las especificaciones y normas técnicas, cumpliendo con los tiempos estipulados en el contrato. Se deberá coordinar con EL OPERADOR DE LA RED los trabajos que impliquen manipulación, conexión,
de circuitos de media y baja tensión, así como las maniobras para
operación coordinadamente con el centro de control. Deberá incluirse el suministro, instalación y montaje, puesta en servicio y pruebas de funcionamiento del sistema de alumbrado y tomas de uso general, con polo a tierra y salidas especiales, tableros de distribución, acometidas. 7.2.3 Normas Reglamentos Y Códigos Todos los materiales necesarios para la ejecución de la instalación eléctrica deberán tener la certificación permanente de producto autorizado por el REGLAMENTO TÉCNICO DE
79 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” INSTALACIONES ELÉCTRICAS (RETIE), POR EL INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TECNICAS (ICONTEC) y/o tener vigente el certificado de conformidad de producto expedido por la CORPORACION CENTRO DE INVESTIGACION Y DESARROLLO TECNOLOGICO (CIDET) del sector eléctrico colombiano, ó en su defecto contar con el sello UL otorgado por UNDERWRITERS LABORATORIES INC., Para los productos no listados por las anteriores certificaciones. Los procedimientos que se usen para la instalación de materiales y equipos eléctricos se ajustarán a lo establecido por el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (RETIE), en el reglamento de la Empresa Distribuidora de Energía que suministrará el servicio ESP, a la norma Técnica 2050, a las del National Electric Code NEC de los Estados Unidos y a los particulares que aquí se establezcan. Dichos reglamentos y normas se aplicarán como si estuviesen anotadas en éstas especificaciones. Son también de aplicación las normas NTC: 7
911 Alambres conductores y cables para usos eléctricos.
8
979 Tubos de PVC rígido para alojar y proteger conductores eléctricos.
9
1099 Conductores unipolares aislados con material termoplástico.
10 1337 Interruptores para instalaciones eléctricas de alumbrado. 11 1630 Plásticos. Tubos de PVC rígidos para ductos de comunicaciones y redes eléctricas subterráneas. 12 1650 Electricidad. Clavijas y tomacorrientes para uso general doméstico. 13 2116 Equipos de maniobra y control de baja tensión. Parte 1 interruptores automáticos.
80 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 7.3 Tubería Conduit La tubería para las salidas en muro será PVC que cumpla con las normas técnicas colombianas de especificaciones similares a la producida por PAVCO. Deberá ser suministrada e instalada con todos sus accesorios de ensamble previstos por el fabricante, debidamente revisados.Deberá evitarse que la tubería sea tapada por cualquier elemento durante la construcción de la obra, taponando los extremos de los tramos en el momento de la instalación con papel o similares.Los planos muestran en líneas generales el recorrido aproximado de los tramos de tubería; El contratista deberá verificar que no existan interferencias con otras instalaciones, antes de iniciar el tendido de cada tramo. Un tramo de tubería entre salida y salida, salida y accesorio, o accesorio y accesorio, no tendrá más curvas que el equivalente a cuatro ángulos rectos (360º) para distancias hasta 15 metros; y un ángulo recto (90º) para distancias hasta 45 metros. Para distancias intermedias, se calcula proporcionalmente, Las curvas a instalar deberán ser las estandarizadas por el fabricante para cada diámetro. Toda tubería que llegue a los tableros y cajas, debe llegar en forma perpendicular. La tubería se fijara a las cajas y tableros mediante adaptadores terminales PVC con contratuercas de tal forma que garanticen una buena fijación mecánica. Para permitir la continuidad a tierra de la tubería, cada tramo tendrá un hilo de continuidad, consistente en un alambre de cobre de color verde de calibre mínimo # 12 AWG y/o según especificaciones en los planos. Este hilo de continuidad se instalará desde los barrajes de tierra de los tableros de distribución y tableros de circuitos hasta los tornillos de los cajas metálicas de llegada y se fijara a los aparatos con polo a tierra común.
81 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 7.4 Conductores Eléctricos Los cables y alambres que se utilizaran en la instalación deberán ser de cobre rojo electrolítico del 99% de pureza, temple suave y aislamiento termoplástico para 600 voltios tipo THW 75º centígrados. Los conductores hasta el calibre # 10 AWG serán de un sólo hilo, del #8 AWG al #2 AWG, serán de 7 hilos, del calibre #1/0 AWG hasta el #4/0 serán de 19 hilos y del #250 MCM, serán de 37 hilos. Los empalmes necesarios deben hacerse siempre en las cajas previstas para ello y en ningún caso dentro de las tuberías. Los empalmes llevarán un aislamiento en cinta, de igual característica mecánica y eléctrica que las cubiertas aislantes de los mismos conductores. En todos los conductores que se suministren deberá estar debidamente identificado su calibre, voltaje,
fabricante, etc. Dichos conductores deben cumplir con las normas nacionales
ICONTEC. Los conductores deberán cumplir el código de colores establecido por EL OPERADOR DE LA RED. Fases
Amarillo, azul y rojo
Neutro
Blanco o Gris Natural
Tierra
Verde
Continuidad Cable Desnudo o Verde Para conductores de calibre igual o mayor al 6 AWG, deberá marcarse en sus extremos con una cinta distintiva de colores normalizados. Cada conductor se identificará en ambos extremos y en las cajas de acceso mediante etiquetas de fibra, con los números asignados en los planos y en los diagramas de tableros, se unirán por medio de amarres plásticos (cinturones).
82 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” En todas las cajas deberán dejarse por lo menos 20 cm. Para las conexiones de los aparatos correspondientes. Durante el proceso de colocación de los conductores en la tubería no se permitirá la utilización de aceite o grasa mineral como lubricante. Para la instalación de conductores dentro de la tubería se debe revisar y secar si son necesarias las tuberías donde le hubiera podido entrar agua. Este proceso se deberá ejecutar únicamente cuando se garantice que no entrara agua posteriormente a la tubería y que en desarrollo de los trabajos pendientes de construcción no se dañarán los conductores. 7.5 Cajas Para Salidas En donde las instalaciones queden empotradas, las cajas para salidas de lámparas, toma corrientes, tomas telefónicas, interruptores de control de alumbrado serán de lámina de hierro galvanizada, calibre americano número 20 como mínimo con profundidad no inferior a 2” de las siguientes características: -
Cajas de 2"x4" (Ref. 5.800) para todas las salidas de tomas e interruptores; que conecten máximo dos tubos de ½”.
-
Cajas de 4"x4" (Ref. 2.400) para todos los interruptores y tomas que no estén incluidos en el caso anterior dotándoseles del correspondiente suplemento atornillado a la caja.
-
Cajas octogonales de 4" para todas las salidas de lámparas bien sea en el techo o en el muro, a excepción de los sitios donde figura tubería de 3/4", los cuales llevarán cajas Ref. 2.400.
-
Cajas de doble fondo galvanizadas para toma Trifásica de 50 A. y caja galvanizada Ref: 240V. para toma bifásica de 20 A.
83 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” -
Las cajas y accesorios para acometidas del tablero general a los demás tableros serán de acuerdo a las especificadas en los planos.
7.6 Interruptores Para Control De Alumbrado Los interruptores para control de alumbrado serán del tipo de incrustar, apropiados para instalaciones con corriente alterna, con una capacidad de 10Amp. 250V de contacto permanente, dos posiciones con terminales de tornillo para recibir alambres de cobre de calibres #12 y #14 AWG con herrajes, tornillos y placa exterior. Se deben conectar únicamente al conductor activo. Los interruptores dobles, triples, conmutables y dobles conmutables deberán tener características similares a las anteriores y cumplir con el artículo 380 del Código Eléctrico Colombiano. Los interruptores cuando se coloquen en posición vertical deberán quedar orientados de tal forma que hacia arriba queden encendidos y hacia abajo queden apagados. Cuando se coloquen en posición horizontal, quedaran encendiendo hacia la derecha y apagando hacia la izquierda. 7.7 Tomacorrientes Los tomacorrientes de uso general serán dobles, con polo a tierra, con una capacidad de 15 amp 120 v con terminales de tornillo apropiados para recibir cables #12 Y #14 AWG con herrajes, tornillos y placa. Se instalaran en posición horizontal, serán de características similares a la mejor línea fabricada por LUMINEX Legrand. 7.8 Lámparas Y Luminarias Introducción A La Iluminación Interior La mayor parte de las actividades se realizan en el interior de edificios, con iluminación natural. Pero generalmente esta iluminación es insuficiente porque no incide toda la luz necesaria o porque se trabaja tras la puesta del Sol. Por ello es necesaria la presencia
84 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” de una iluminación artificial que permita el desarrollo de estas actividades de la mejor manera posible y en varias condiciones. En la determinación de los niveles de iluminación adecuados para una instalación hay que tener en cuenta que los valores recomendados para cada tarea y entorno se basan en valoraciones subjetivas de los usuarios, como la comodidad visual, el rendimiento visual, y la sensación de bienestar. El usuario estándar no existe. Por ello se debe buscar una solución de compromiso que consiga un ambiente de trabajo lo más adecuado posible para todos los usuarios y en distintas condiciones ambientales. El tipo de lámparas y luminarias a emplear en cada caso dependen de múltiples factores, como la iluminancia, el color, la potencia total instalable, el consumo eléctrico, la simplicidad y coste de instalación y mantenimiento, dimensiones del local a iluminar, tipo de actividades a realizar en el local, etc. En el caso específico de los centros de estudio de todo tipo, suelen emplearse luminarias para lámparas fluorescentes, debido
al
equilibrio
entre
eficiencia y
consumo. La
complejidad de las luminarias puede variar, pudiendo disponer de elementos auxiliares de mejora, como sistemas de orientación de la luz, difusores y rejillas contra el deslumbramiento. Los niveles de iluminación adecuados y recomendados para cada local dependen de las actividades que se vayan a realizar en él. En general, el nivel de iluminación se puede dividir en mínimo, recomendado y óptimo. En cada caso se escoge el valor de entre las tres posibilidades según las condiciones y el presupuesto. Cabe destacar que existe un deterioro de las instalaciones de alumbrado, por deterioro del flujo luminoso o por falta de limpieza de la lámpara, que provoca una disminución de los niveles
85 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” de iluminancia. Para mantener los niveles iniciales es necesario un plan de limpieza y reposición periódico de las lámparas. Lámparas y tipo de alumbrado Es preferible emplear lámparas de descarga en aulas de informática, siempre que sea posible. El calor generado por las lámparas de incandescencia junto al calor desprendido por los ventiladores y disipadores de los ordenadores puede generar un ambiente a excesiva temperatura para desarrollar las tareas adecuadamente durante largo tiempo. Además, obliga a invertir en sistemas de climatización más potentes y caros, con el consecuente aumento en el consumo eléctrico junto al mayor consumo de las lámparas. Las lámparas de descarga pueden generar niveles de calor muy por debajo de las de incandescencia, según el tipo. Los sistemas de alumbrado de aulas de informática que se utilizan a lo largo de toda la jornada diaria, tanto impartiendo clases como durante libre acceso, hace que su uso sea continuo y sin gran número de apagados y encendidos. Esto implica la necesidad de emplear lámparas con una máxima eficiencia durante el funcionamiento, a pesar de posibles picos de consumo y deterioro durante periodos transitorios de encendido. También cabe añadir que la mayor duración de las lámparas de descarga, frente a las incandescentes, en condiciones normales, puedo ahorrar mucho tiempo y dinero en mantenimiento en locales complicados como las aulas de los centros educativos. Dentro del grupo de las lámparas de descarga parece que lo más razonable es instalar fluorescentes. Se pueden resumir las razones más importantes en: • Buena distribución del flujo luminoso a lo largo del tubo.
86 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” • Coste bajo. • Consumo bajo en funcionamiento continuo. • Índice de Rendimiento de color (IRC) alto. Buena representación de los colores. • Periodo transitorio de encendido muy cortó. • Eficacia alta. • Facilidad de limpieza y reposición. En todo tipo de aulas es muy recomendable emplear un alumbrado general de distribución uniforme, ya que estos locales pueden albergar un gran número de personas repartidas por todas partes. Sólo en casos muy concretos, como en mesas de dibujo técnico se requiere iluminación localizada e individual de la zona de trabajo. No es el caso de aulas donde se trabaja con pantallas de ordenador, ya que estas iluminan su propia zona de trabajo, facilitando la labor del sistema de alumbrado. Es muy conveniente disponer de paredes y techo de color casi blanco, lo más claros posible, para aprovechar las interreflexiones de la luz sobre estas superficies, evitando así sombras generadas por la iluminación directa y disminuyendo la potencia lumínica necesaria. Por las mismas razones es muy importante aprovechar al máximo la luz natural del exterior, mediante grandes ventanales. Cálculo de instalaciones de iluminación interior Para el cálculo de los niveles de iluminación de una instalación de alumbrado de interiores es suficiente con obtener el valor medio del alumbrado general usando el método de los lúmens [5]. En caso de que sea necesario conocer los valores de las
87 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” iluminancias en algunos puntos concretos con iluminación localizada se recurre al método del punto por punto. El método de los lúmens permite calcular u obtener el valor medio de la iluminancia en un ambiente
cerrado
iluminado
con
alumbrado
general,
no
localizado.
Se
utiliza
principalmente para casos de iluminación de interiores en los que se realicen actividades de poca precisión, que es el caso habitual.
Según calculo programa dialux
Selectividad de iluminación En todos los cálculos se considera que no entra luz por la puerta, aunque sea un día claro y esté totalmente abierta, ya que no sería un caso habitual. En cambio, se considera que por la pared con ventanas de la izquierda sí que puede entrar luz natural del exterior. Esta posible iluminación natural es muy útil por ser de buena calidad para la vista (contiene todas las radiaciones visibles) y, al entrar lateralmente respecto a los usuarios, es difícil que produzca deslumbramientos directos o indirectos.
Sin embargo, en los cálculos de la instalación
necesaria no se tiene en cuenta esta iluminación diurna, ya que gran parte de las clases pueden darse de noche, sobretodo en invierno. Pero para aprovechar esta iluminación de gran calidad y gratuita, se dispone de un sistema eléctrico de selectividad de las luminarias. Este debe permitir alternar entre las distintas opciones de encendido de los fluorescentes: El resumen de luminarias especificadas para el proyecto es el siguiente:
88 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Lámpara Fluorescente
Figura22: Lámpara Fluorescente 2x54W T5 de sobreponer 400k con difusor acrílico uso interior 7.9 Tableros De Circuitos Los tableros de automáticos serán trifásicos con barraje de 225 Amp y barraje de neutro y tierra con espacio para la conexión de los hilos de continuidad y espacio para totalizador. Estarán provistos de puerta y cerradura y llevaran un directorio de identificación de los circuitos derivados. Las cajas para estos tableros serán construidos en lámina calibre 14 pintados con esmalte gris horneado de gran dureza. El barraje tendrá espacio para conectar el número de interruptores termomagnéticosenchufables dados en las cantidades de obra. Se dispondrá de espacio para la ubicación del tablero general de control, el cual cumplirá las especificaciones de los anteriores tableros.
89 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 7.10 Interruptores Automáticos Los interruptores termomagnéticos que protegen los diferentes circuitos en los tableros serán de enchufar tipo QUICKLAG, iguales o similares a los fabricados por LUMINEX, de los amperajes dados en los cuadros de circuitos y una capacidad de corto circuito de 10 kA RMS simétricos a 120V, con disparo térmico inverso para sobrecargas y disparo magnético instantáneo para corto circuitos. Los interruptores termomagnéticos del tablero general de baja tensión y los totalizadores en los tableros de control de iluminación serán de tipo industrial de una capacidad mínima de 25 KA RMS simétricos a 208 V de características similares a los fabricados por LUMINEX Legrand. 7.11 Sistema De Tierra Y Neutros Toda instalación eléctrica requiere disponer de un sistema de puesta a tierra S.P.T, que garantice que en cualquier punto del interior o exterior de la edificación, normalmente accesible a las personas no queden sometidas a tensiones peligrosas de paso, contacto o transferidas. De acuerdo a lo anterior, el RETIE ha establecido los parámetros que debe cumplir el S.P.T teniendo en cuenta las variables particulares de cada proyecto. Para ello se debe efectuar un diseño de S.P.T Las variables para realizar el diseño del S.P.T, suponen mediciones e información que debe suministrar el operador de red EBSA S.A. Resistencia del terreno, máxima tensión de contacto, corriente máxima de falla a tierra, y tiempo máximo de despeje de la falla. El diseño del S.P.T, deberá realizarse coordinadamente con el profesional del ente que efectúe la certificación de las instalaciones eléctricas del proyecto.
90 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Las conexiones de los diferentes elementos que conforman el S.P.T deberán efectuarse mediante soldadura exotérmica diseñada para tal fin. El
S.P.T deberá atender los requisitos del Artículo 15 del RETIE realizando conexiones
equipotenciales. Para verificar las características del electrodo de puesta a tierra y el cumplimiento del S.P.T, se deberá construir una caja de inspección con dimensiones mínimas de 0.3 x 0.3 x 0.3 m. Cuando por requerimientos el proyecto tenga varias puestas a tierra, todas ellas deberán estar interconectadas eléctricamente de acuerdo al criterio IEC-6100-5-2 Los conductores del S.P.T deben cumplir con lo establecido en la tabla 250-95 de la NTC 2050, deben ser continuos sin medios de desconexión, y cuando se empalmen se deben emplear las técnicas y elementos aceptados y certificados para tal uso. Los conductores del S.P.T.
Deben acompañar a los conductores activos durante todo su
recorrido y por la misma canalización. Todos los barrajes de tierras de los tableros de automáticos y de iluminación estarán conectados firmemente a través del neutro con el sistema de tierra del tablero general y armario de medidores. 7.12 Normas Técnicas De Construcción Objeto Las presentes especificaciones contemplan las calidades y normas técnicas mínimas que deben cumplir los contratistas de mano de obra que construirán las instalaciones eléctricas del proyecto 7.13Instalación Tubería
91 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Dado que los planos muestran esquemáticamente la colocación de la tubería, el contratista hará los cambios menores que consideren necesarios para acomodar la estructura del edificio. Adicionalmente mantendrá en la obra un juego de planos arquitectónicos que utilizará para consignar las reformas que se presenten y al final suministrará un juego actualizado con las obras ejecutadas. Los tramos de tubería entre salida y salida, salida y accesorio, accesorio y accesorio no contendrán más curvas que el equivalente a cuatro ángulos rectos (360°) para distancias hasta quince metros (15 m) y un ángulo recto (90°) para distancias entre 45 metros (para distancias intermedias se calcula proporcionalmente. Estas curvas podrán hacerse en obra siempre y cuando el diámetro interior del tubo no sea apreciablemente reducido, manteniendo los radios de curvatura indicados en la tabla 346.10 del Código Nacional Eléctrico de los Estados Unidos (NEC). Para diámetros de tubería superiores a 1" se usarán los codos normalizados. Toda tubería que llegue a los tableros o cajas lo hará en forma perpendicular y se prolongará exactamente lo necesario para instalar los bushings contratuerca. Los tramos que sea necesario cortar en la obra, serán limados para que no queden con rebaba que pueda estropear el aislamiento de los conductores. 7.14 Cajas Y Accesorios Las cajas irán empotradas en las paredes teniendo en cuenta que deben quedar a ras con la superficie, sin mostrar salientes ni hundimientos. Todas las tapas así como los aparatos deberán quedar niveladas y a ras con la superficie donde se instalen. La altura para salidas especiales se
92 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” coordinará conjuntamente con los constructores y con los planos de detalles de cada área específica. En los casos en los que se requiere cajas de empalme o de tiro, sus dimensiones dependerán del número de tubos y del calibre así como del número de tubos que se vaya a empalmar según el artículo número 370 del NEC. 7.15 Instalación De Conductores Para la instalación de conductores se debe revisar y secar si es necesaria la tubería donde hubiera podido entrar agua. Este proceso se deberá ejecutar únicamente cuando se garantice que no entrara agua posteriormente y durante el desarrollo de los trabajos pendientes de construcción, no se dañarán los conductores. Durante el proceso de colocación de estos en la tubería no se permitirá el uso de grasa mineral o aceite como lubricante. Todas las conexiones en las cajas de salida y derivación correspondiente a los sistemas de alumbrado y tomas hasta el calibre #8 AWG se hará por medio de empalmes mecánicos de conexión. Para las conexiones cuyos calibres serán superiores al #8 AWG. Los empalmes se harán mediante bornes especiales para tal fin. Todas las derivaciones o empalmes deberán quedar entre las cajas de salida o de paso y en ningún caso dentro de los tubos: Entre caja y caja serán tramos continuos. Para la identificación de los diferentes circuitos instalados dentro de un mismo tubo o conectados al mismo sistema se recomienda el uso de conductores de los siguientes colores:
93 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” NEUTRO
: Color Blanco o Gris Natural
TIERRA
: Color Verde
FASES
: Colores amarillo, azul y rojo
CONTINUIDAD
: Color verde
Conductores de neutro de tierra superiores a #8 AWG deberán claramente marcados en sus extremos y en todas las cajas de paso intermedias. El mínimo calibre que se utilizará en las instalaciones de alumbrado será el #12 AWG. En todas las cajas deben dejarse por lo menos 15 cm de conductor para la conexión de los aparatos correspondientes y en los tableros una longitud adicional igual al medio perímetro de la caja para permitirla correcta derivación del mismo. 7.16 Interruptores, Tomacorrientes Y Luminarias Los interruptores cuando se coloque en posición vertical deben quedar encendiendo hacia arriba y apagando hacia abajo, los tomacorrientes se colocarán en posición horizontal. Las lámparas incandescentes se ubicarán en la placa de techo en coordinación con el Constructor. 7.17
Tableros Automáticos E Interruptores Automáticos
Los tableros deberán quedar perfectamente nivelados y adosados a la pared. La altura de instalación será de 1.50 m por encima del piso acabado. Los tableros se derivaran y alambraran siguiendo exactamente la numeración de los circuitos dada en los planos para garantizar el equilibrio de las fases. Esta derivación se ejecutará de forma ordenada de tal manera que quede claro el recorrido de los conductores y posteriormente se pueda retirar, arreglar o cambiar cualquiera de las conexiones
94 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” sin interferir con las demás. Adicionalmente en cada tablero se dejará una tarjeta donde se identificaran claramente las áreas de cobertura de los diferentes circuitos. 7.18 Regatas Las regatas que seannecesarias hacer para la instalación de tuberías y empotramiento de cajas serán por cuenta del contratista, tratando en todo caso de alterar lo menos posible la estructura y la rigidez de los sectores donde se efectúen dichas regatas. El encargado de la obra civil se encargara una vez instalada la tubería y las distintas cajas, de cubrir y afinar las regatas y las perforaciones que se puedan presentar. 7.19 Aclaraciones Las anteriores especificaciones y normas de construcción no eximen, de ninguna forma la responsabilidad del Contratista que ejecute las instalaciones eléctricas, ya que cualquier incongruencia u omisión que existan en las mismas o en los planos debe ser informada antes de su ejecución a los constructores y el proyectista, para hacer las aclaraciones o complementaciones respectivas. Los cambios o reformas que se efectúen durante el proceso constructivo, y que alteren la carga total de alguna de las zonas, deberán ser consultados con el proyectista para evaluar su incidencia en el sistema general de distribución de baja tensión. De otra parte, el contratista verificara con los proveedores de equipos La capacidad de requerimientos necesarios para su funcionamiento; comparándolos con los dados en los planos y cuadros de circuitos a fin de observar el cumplimiento de los mismos. Anexo esquema arquitectónico luminarias:
95 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Modelación Luminarias
Figura 23: Modelación aula virtual luminarias 7.20
Memoria De Cálculo
7.20.1. Selección De Conductores 7.20.1.1. Generalidades Para la selección de los conductores de alimentación de tableros se utiliza el Siguiente método: - Se calcula la corriente nominal de la carga y se selecciona el menor cable con capacidad mayor que la corriente nominal. - Se revisa la regulación del conductor. El valor máximo para un circuito desde el tablero de distribución principal no debe exceder el 3 % de caída de Tensión.
96 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” - Se revisa la capacidad del cable con relación con los equipos de Protección instalada para el mismo. La capacidad del cable debe ser mayor que la capacidad del interruptor. Capacidades De La Corriente CALIBRE AWG OKCMIL (MCM)
14 12 10 8 6 4 3 2 1 1/0 2/0 3/0
TEMPERATURA REGIM DEL CONDUCTOR 90°C THHN COBRE 25 30 40 55 75 95 110 130 150 170 195 225
Tabla 11: capacidades de la corriente Fuente: código eléctrico Colombiano Norma NTC 2050 7.15.1.2. Calculo De La Corriente Nominal El valor de la corriente de diseño para la selección de protecciones esta dado Por: X 1.25 (A) Donde P, potencia activa, es el valor de la carga a alimentar dada en, (w) Y (V) el voltaje de conexión en Voltios Los resultados de la corriente nominal para los conductores de alimentación delos tableros de distribución se resumen en la tabla del Anexo.
97 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Calculo De Intensidades Y Protecciones De Cada Uno De Los Circuitos Circuitos Para Iluminación Circuito 1
1512 120 I = 12.6 A Calibre del conductor AWG # 12 Protección = I x 1.25 Protección = 4.26 x 1.25 Protección = 5.33A Protección = 1X15A Circuito 2
1260 120 I = 10.5 A Calibre del conductor AWG # 12 Protección = I x 1.25 Protección = 5.33x 1.25 Protección = 6.66 A Protección = 1X15A Circuito 3
98 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL”
1436 120 I = 11.96 A Calibre del conductor AWG # 12 Protección = I x 1.25 Protección = 4.54 x 1.25 Protección = 5.67A Protección = 1X15A TOMAS GFCI Circuito 4
1260 120 I = 10.5 A Calibre del conductor AWG # 12 Protección = I x 1.25 Protección = 10 x 1.25 Protección = 12.5A Protección = 1X20A Circuito 5
99 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 864 120 I = 7.2 A Calibre del conductor AWG # 12 Protección = I x 1.25 Protección = 13.33 x 1.25 Protección = 16.66A Protección = 1X20A Circuito 6
1620 120 I = 13.5 A Calibre del conductor AWG # 12 Protección = I x 1.25 Protección = 13.33 x 1.25 Protección = 16.66A Protección = 1X20A Circuito 7
1620 120 I = 13.5 A
100 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Calibre del conductor AWG # 12 Protección = I x 1.25 Protección = 16.66 x 1.25 Protección = 20A Protección = 1X20A Circuito 8
1260 120 I = 10.5 A Calibre del conductor AWG # 12 Protección = I x 1.25 Protección = 13.33 x 1.25 Protección = 16.66A Protección = 1X20A Circuito 9
1080 120 I=9A Calibre del conductor AWG # 12 Protección = I x 1.25 Protección = 7.5A x 1.25
101 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Protección = 9.375A Protección = 1X15A CIRCUITO PARA TOMA TRIFASICA Circuito 10-11-12
2200 √3 208
0.9
I = 6.78 A Calibre del conductor AWG # 12 Protección = I x 1.25 Protección = 6.78 x 1.25 Protección = 8.48A Protección = 3X15A
Capitulo VIII Esquema Hidráulico Se realizara el diseño hidráulico de la edificación, sanitario y agua potable basándome en el RAS 2000 y en la NSR-10 y de acuerdo a la topografía pues el diseño es muy sencillo y completamente a gravedad.
102 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 8.1. Acueducto Conexión Domiciliaria: La conexión domiciliaria, es la parte de la instalación comprendida entre la red de servicio público y el medidor. La intermitencia en la prestación del servicio de agua, o la insuficiencia de la mismaen los aparatos, hacen que éstos produzcan malos olores, se ensucien y se causen enfermedades. Las dificultades de ésta clase se deben generalmente a la falta de cuidado en la planeación y mano de obra defectuosa en la instalación del servicio de agua. En conversaciones adelantadas con la empresa de servicios públicos servilengupa s.a. e.s.p me han certificado que la presión que existe en el sector es de 20m.c.a. y que ellos hacen toda la instalación hidráulica hasta el medidor inclusive. El diámetro de la tubería es aprobado por la empresa y lo hacen mediante un diámetro de media pulgada en tubería de polietileno agua fría. Para los puntos de agua fría se incluye los materiales, equipos y herramientas necesarias para garantizar el adecuado suministro de agua potable a los aparatos sanitarios, lavamanos, llaves terminales, etc. Este valor unitario debe contemplarse desde el registro de control a la salida. Estas instalaciones deben cumplir con todas las normas y requisitos estipulados por la empresa municipal, el Código Colombiano de Fontanería, el diseñador y con las especificaciones exigidas por los fabricantes de los elementos y accesorios con el fin de garantizar su adecuado funcionamiento. Para el recibo debe cumplir con todas las pruebas hidráulicas exigidas por la Interventoría.
103 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Instalación Interna: La instalación interna del aula virtual esta demarcada en el plano hidráulico ANEXO, y consta de tubería de media pulgada, en tubería de PVC alta presión y accesorios del mismo diámetro, llegando el flujo hasta el almacenamiento de 1000 lts en dos tanques de pvc de 500 lts cada uno. De ahí sale la derivación para los sanitarios y lavamanos de la sección de hombres y mujeres de la edificación. Consumo: El consumo depende del buen servicio que preste la empresa o entidad correspondiente, del grado social y nivel de vida de las personas de determinado lugar. En este caso tomaremos una dotación tipo universidad el cual es de 50 litros día por persona. 8.2. Alcantarillado Desagües: Para este ítem se debe tener en cuenta toda la mano de obra necesaria, herramientas y accesorios para instalación de desagües desde la descarga de cada aparato indicado, hasta el empate con la bajante o ramal horizontal más cercano. Estas instalaciones deben cumplir con todas las normas y requisitos estipulados por la empresa municipal, el Código Colombiano de Fontanería y con las especificaciones exigidas por los fabricantes de los elementos y accesorios con el fin de garantizar su adecuado funcionamiento. Para el recibo debe cumplir con todas las pruebas exigidas por la Interventoría. Medida y forma de pago.
104 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Pluvial: Los bajantes de las vigas canales, son trasladadas hasta la caja de inspección y en diámetro de cuatro pulgadas, en tubería para aguas lluvias. Las tuberías de desagüe deben funcionar a flujo libre o canales y en condiciones uniformes. El flujo a tubo lleno produce fluctuaciones de presión que pueden destruir los sellos hidráulicos. Se recomienda que la tubería funcione al 50% de su profundidad y en casos extremos al 75% Sanitario: Este tipo de desagüe recibe la descarga producto de las actividades fisiológicas humanas, producto del uso normal de los usuarios del aula virtual. Flujo de bajantes: La bajante funciona verticalmente y recibe las aguas servidas de los aparatos instalados en los baños. En este caso son caudales pequeños y el agua baja pegada a la pared interior de la tubería. El caudal máximo de la capacidad en la bajante diseñada es de tubería de cuatro pulgadas y con 7 litros por segundo máximo. Ver anexo planos hidráulicos y sanitarios.
Capitulo IX Presupuesto El presupuesto de obra es la predicción monetaria o cálculo aproximado que nos representa la obra a realizar. Al presupuestar esta obra se calcula de que está compuesta, es decir, una composición cualitativa y la cantidad de unidades de cada componente, en forma de cantidad y finalmente aplicar precios a cada uno de los ítems y obtener su valor aproximado basado en los
105 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” precios estimados por la gobernación de Boyacá, tabla que se encuentra ubicada en la página web de la gobernación, área de planeación e infraestructura. Para realizar este presupuesto también se realizó previamente el proyecto basado en planos a un análisis geométrico, a un análisis estratégico y a un análisis de entorno de la ubicación del aula virtual para el municipio de Miraflores. Análisis Geométrico: Este se realizó basado en los planos de construcción, es decir la determinación de cantidad de volúmenes como lo pueden ser cómputos de metraje, y el análisis de los precios unitarios. Análisis Estratégico: Acá en este análisis se tiene en cuenta la forma que se administrara la obra en el desarrollo de la misma, tiempo estimado, cuadrilla de trabajo, y que de una y otra forma no están determinadas en los planos de la obra del aula virtual. Análisis del Entorno: al basarse en este análisis se puede determinar el donde se va a construir la obra, en este caso Miraflores Boyacá y que requerimientos sectoriales implica su construcción por requerimientos gubernamentales, siguiendo los parámetros exigidos por los mismos para tal fin y basados en sus tablas de lista oficial de precios.
Características Del Presupuesto Para realizar este presupuesto se tiene en cuenta unas características de tipo planeación, es decir como de obligatorio seguimiento: será de carácter aproximado, (más o menos al costo real de la obra) será de manera singular, (único, basado en su localización, clima y medio ambiente) es de forma temporal (su vigencia es limitada en el tiempo), y será una herramienta de control (control de obra).
106 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Este presupuesto puede variar por diversos factores en el tiempo, como lo puede ser el incremento del costo en servicios y los insumos, aparición de nuevas técnicas o nuevos productos y algunos otros que puedan sobrevenir con el tiempo y las características del mismo. El costo total de la obra será asumido por la Alcaldía Municipal de Miraflores.
Presupuesto De La Obra PRESUPUESTO DE LA OBRA ITEM
DESCRIPCION
Und CANT
1 Localización y replanteo 2 Excavación manual para Zapatas
M2 M3
VALOR UNIT 793 $ 3200 34 $ 31000
VALOR TOTAL $ 2.537.600,00 $ 1.054.000,00
Excavación manual para vigueteria de 3 arrastre
M3
17,4
$ 31000
$ 539.400,00
Suministro, figurado e instalación de 4 hierro para zapatas
Kg
378
$ 2956
$ 1.117.368,00
Suministro e instalación de hierro para 5 vigas de cimentación
kg
1196
$ 2956
$ 3.535.376,00
Suministro e instalación flejes viga de 6 arrastre
Kg
877
$ 2956
$ 2.592.412,00
Suministro e instalación de hierro para 7 columnas
Kg
955
$ 2956
$ 2.822.980,00
Suministro e instalación de flejes para 8 columnas
Kg
731
$ 2956
$ 2.160.836,00
Suministro e instalación de hierro para 9 vigas de cubierta
Kg
632
$ 2956
$ 1.868.192,00
Suministro e instalación de flejes para 10 viga de cubierta 11 Muro en ladrillo estructural 12 Concreto de Zapatas 21 MPA
Kg M2 M3
781 $ 2956 46 $ 69100 10,8 $ 460000
$ 2.308.636,00 $ 3.178.600,00 $ 4.968.000,00
13 Concreto Viga de arrastre 21 MPA
M3
17,4 $ 460000
$ 8.004.000,00
Concreto viga de amarre sobre muro 21 14 MPA 15 Columnas en concreto 21 MPA
M3 M3
17,4 $ 507000 8,22 $ 797498
$ 8.821.800,00 $ 6.555.433,56
107 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” 16 Estructura metálica para teja 17 18 19 20 21
Suministro e instalación de Templetes Suministro e instalación de teja termo acústica tipo trapezoide A360 Muro ladrillo semi prensado santa fe Caja de inspección de 0,6*0,6 en ladrillo Caja de inspección en ladrillo de 0,8*0,8
Suministro e instalación de tubería 22 sanitaria interna
23
Suministro e instalación sanitario avanti plus blanco lavamanos con pedestal, sanitario, grifería e incrustaciones
ML
186,75 $ 135957
ML
111,77
$ 2956
$ 330.392,12
M2
548
$ 31713
$ 17.378.724,00
M2
479
$ 66826
$32.009.654,00
UN
4 $ 258310
$ 1.033.240,00
UN
4 $ 368000
$ 1.472.000,00
ML
41
$ 25.389.969,75
$ 29705
$ 1.217.905,00
UN
5 $ 375592
$ 1.877.960,00
Suministro e instalación de orinal 24 mediano completo
UN
2 $ 199081
$ 398.162,00
Suministro e instalación Acometida 25 completa de alcantarillado 6"
ML
26
Suministro e instalación de acometida de acueducto externa de 3/4", completa con derivación y accesorios incluye medidor
Suministro e instalación de bajantes y cruces de aguas lluvias de 3” y red 27 interna de 4"
28
Suministro e instalación de acometida de acueducto interna de 1/2", completa con derivación y accesorios
UN
10
$ 31309
$ 313.090,00
1 $ 245632
$ 245.632,00
ML
101
$ 53477
$ 5.401.177,00
ML
44
$ 5642
$ 248.248,00
1,75 $ 835163
$ 1.461.535,25
Construcción de viga canal en concreto impermeabilizado 4000 psi incluido 29 materiales M3 Losa maciza de cimiento de 3000 psi e= 30 0,10 M2 Suministro e instalación de malla electro 31 soldada U 84 M2
548
$ 50945
$ 27.917.860,00
548
$ 3844
$ 2.106.512,00
108 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL”
32
Pañete impermeabilizado 1:4 para baños
M2
93
$ 13416
$ 1.247.688,00
M2
93
$ 39190
$ 3.644.670,00
UN
1 $ 555270
$ 555.270,00
UN
1 $ 355642
$ 355.642,00
Acometida Subterránea de 10 m Bombillos Salida lámpara toma completa
UN UN UN UN
3 $ 242756 1 $ 311424 100 $8500 100 $ 92682
$ 728.268,00 $ 311.424,00 $ 850.000 $ 9.268.200,00
Suministro e instalación de acabados para pisos en cerámica
M2
548
Suministro e instalación enchape porcelana olímpica o similar de muro para baños Suministro e instalación contador 33 trifásico Suministro e instalación de tablero parcial de 18 circuitos 34 Tierra tablero general Varilla cooperwell
35 36 37 38 39 40 41
Suministro e instalación de puertas en lamina calibre 18 con anticorrosivo Suministro e instalación de ventanas lamina calibre 18 con anticorrosivo
$ 38331
$ 21.005.388,00
M2
30 $ 142742
$ 4.282.260,00
M2
28,6 $ 171135
$ 4.894.461,00
13 $ 100787
$ 1.310.231,00
42
Suministro e instalación de marco en lamina calibre 18
UN
43
Suministro e instalación de chapas Naffer
UN
AIU TOTAL
8
$ 50000
$ 400.000,00 $ 219.738.196 $ 26.368.583.52
12% $ 246.106.779.52
109 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Capitulo X Cronograma Cronograma Propuesto Para La Construcción Aula Digital Duración
En meses En semanas 6 24 Cuadrilla: Ingeniero Residente uno (1),Tres (3) oficiales, cinco (5) obreros y un (1) maestro general
ITEM Actividad Localización y replanteo Excavación manual para Zapatas Excavación manual para vigueteria de arrastre Instalación de Hierro para Zapatas Instalación de Hierro para vigas de Cimentación Instalación de flejes para vigas de arrastre Instalación de hierro para columnas Instalación de flejes para columnas Instalación de Hierro para vigas de cubierta Instalación de flejes para viga de cubierta Construcción de muro en ladrillo estructural
DURACIÓN EN SEMANAS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4
110 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Fabricación y aplicación de concreto para zapatas Fabricación y aplicación de concreto para vigas de arrastre Fabricación y aplicación de concreto para viga de amarre sobre muro Fabricación y aplicación de concreto para columnas Instalación de estructura metálica para teja Instalación de templetes Instalación de teja termo acústica Construcción de muros en ladrillo Construcción de cajas de inspección para alcantarillado Instalación de tubería sanitaria interna y externa Instalación de tubería de acueducto interna y externa Instalación de bajantes y cruces de aguas lluvias Construcción de viga canal en concreto impermeabilizado Construcción de Losa maciza de cimiento Instalación de malla electrosoldada Instalación de pañete impermeabilizado para baños Construcción de enchape porcelana olímpica o similar muro para baños Instalación de medidor trifásico para energía eléctrica. Instalación de tablero parcial de 18 circuitos Instalación Varilla cooperwell
111 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Instalación de puntos eléctricos, toma y luminarias. Instalación de acabados para pisos en cerámica instalación de marcos Instalación de ventanas Instalación de vidrios instalación de puertas internas y externas Instalación de chapas
112 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Conclusiones
•
Se considera que el objetivo de un pre diseño estructural es el de determinar las características físicas de la estructura, que nos permita garantizar la absorción de cargas a las que va estar sujeta, sin sufrir daño alguno dándonos seguridad y que cumpla con la función adecuada de una estructura en condiciones de servicio de manera funcional.
•
Se da cumplimiento a todos los objetivos planteados, tanto general como específicos, cumpliendo a cabalidad las metas planteadas para la tesis en mención del aula virtual para Miraflores Boyacá.
•
En el diseño estructural de esta aula virtual, es importante conocer las características mecánicas del material a emplear en la construcción del mismo, ya que estas serán las que soporten las cargas y proporcionen la resistencia y estabilidad necesaria. Cabe hacer mención que la resistencia es la propiedad más importante del material estructural, ya que es la que define la fuerza que será capaz de soportar un elemento estructural antes de que falle (esfuerzo).
•
Por recomendaciones arquitectónicas y de forma estética se determinó las construcción de las columnas de 0.3 m * 0.3 m, ya que visualmente son más confiables, y ya que el valor mínimo para la altura de la viga es de 26 cm y que dicha viga no estará sometida a grandes cargas, se pudo haber tomado como altura de viga 25 cm, sin embargo el
113 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” arquitecto ha sugerido que dicho elemento estructural sea de 30 cm para que se vea como un elemento robusto, estético y que le de confianza a los usuarios de la estructura.
•
Es muy importante hacer énfasis especial aparte de todo lo estructural, en todo el sistema eléctrico, pues es de vital importancia gracias al uso que se le dará al Aula a construir y apoyado en un ingeniero eléctrico se ha realizado este amplio capítulo ya que la envergadura del proyecto así lo requiere. El sistema eléctrico debe quedar muy bien planteado y especificado en cuanto a todo el proceso constructivo y los materiales a utilizar siguiendo siempre las sugerencias estipuladas por el RETIE.
•
No se hace tanta mención a todo lo que tiene que ver con el internet porque tenemos una zona WI FI para el aula virtual.
•
El Aula Virtual obtenida fue diseñada para brindar a los usuarios finales la facilidad de trabajar en un ámbito dinámico e interactivo, que proporciona a gran escala mayores beneficios para los usuarios más necesitados y de forma gratuita; permitir el acceso virtual y en sitios apropiados para tal fin conllevan al desarrollo integral de las personas.
•
Se recomienda valorar la posible construcción y utilización de aulas virtuales como apoyo a la enseñanza y desarrollo de los habitantes de estas regiones tan apartadas.
114 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL” Bibliografía •
ASOCIACION COLOMBIANA DE INGENIERIA SISMICA. Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10, Marzo del 2010
•
BEER, F. & JOHNSTON, R. Mecánica de materiales 2ed. Mcgraw hill. Santa Fe de Bogotá, Colombia, 2001.
•
JACK C. McCORMAC& RUSSEL H. BROWN, Diseño de Concreto Reforzado, Octava Edición Alfaomega
•
SEGURA Franco, Jorge. Estructuras de Concreto I. Universidad Nacional de Colombia, Facultad de ingeniería, Bogotá, 2001.
•
ASOCIACION COLOMBIANA DE INGENIEROA SISMICA, historia, [En Línea]
http://www.asosismica.org.co/?idcategoria=1052 •
LÓPEZ GONZÁLEZ, Miguel. Diseño Estructural [En Línea]
http://www.monografias.com/trabajos6/dies/dies.shtml •
VALENCIA CLEMENT GABRIEL, Diseño Básico de Estructuras de Acero, Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería.
•
código eléctrico Colombiano Norma NTC 2050
•
MINTIC Ministerio de tecnologías de la información y las telecomunicaciones
•
NORMAS APA SEXTA EDICION
•
POT Miraflores Boyacá
•
RAS 2000
•
RETIE
•
Servilengupa s.a. e.s.p. Miraflores Boyacá
115 AULA VIRTUAL “PUNTO VIVE DIGITAL”