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UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
PROPUESTA DE UNA EDIFICACION PARA UNA ESTACION DE RADIODIFUSION SONORA DE F.M.
HACIENDO USO DE TIERRA TECNIFICADA
Trabajo Especial de Grado presentado para optar
al título de Ingeniero Civil
TUTOR:
ING. JESUS MEDINA
C.I. # 7.624.053
Maracaibo, Octubre de 2003
DERECHOS RESERVADOS
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
PROPUESTA DE UNA EDIFICACION PARA UNA ESTACION DE RADIODIFUSION SONORA DE F.M.
HACIENDO USO DE TIERRA TECNIFICADA
Trabajo Especial de Grado presentado para optar
al título de Ingeniero Civil
____________________ ____________________
CALIXTO LANDAETA, ROCA GONZALEZ,
Ivilisvette del Carmen Sinda Kelly
C.I. # 15.098.960 C.I. # 15.016.957
Maracaibo, Octubre de 2003
DERECHOS RESERVADOS
Este jurado aprueba el Trabajo Especial de Grado titulado “PROPUESTA DE UNA EDIFICACION PARA UNA ESTACION DE RADIODIFUSION SONORA DE F.M. HACIENDO USO DE TIERRA TECNIFICADA” que presentan las Bachilleres CALIXTO LANDAETA, Ivilisvette del Carmen y ROCA GONZALEZ, Sinda Kelly, para optar al título de Ingeniero Civil.
Maracaibo, Octubre de 2003
JURADO EXAMINADOR
ING. JESUS MEDINA C.I. # 7.624.053
ING. JOSE BRAVO ING. PABLO GONZALEZ C.I. # 12.177.180 C.I. # 916.652
ING. NANCY URDANETA C.I. # 5.818.597
DIRECTORA DE LA ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
ING. JOSE FRANCISCO BOHORQUEZ C.I. # 3.379.454
DECANO DE LA FACULTAD DE INGENIERIA
DERECHOS RESERVADOS
DEDICATORIA
Al Señor Jesucristo por haberme permitido culminar esta etapa de mis
estudios ya que me ha dado la sabiduría y entendimiento que he necesitado,
y porque sé que espiritualmente ha estado conmigo dándome la fortaleza día
a día.
A mis padres: Mary y Enrique, por ayudarme en todas las etapas de mi vida
y servirme de apoyo en todo momento, por su constancia, confianza y
dedicación, por brindarme todo su amor, y enseñarme que hay que luchar
por lo que se quiere…. hoy en día podemos ver el resultado de todos los
esfuerzos.
A mis hermanos y familiares, quienes me apoyaron desde el fondo de sus
corazones…
Sinda K.
DERECHOS RESERVADOS
DEDICATORIA A Dios por estar siempre presente ante todas las cosas, en mis
pensamientos y en todos mis actos.
A mis padres, por ser mi apoyo día a día, por ser ellos los formadores de la
persona que soy y ayudarme a llegar a cumplir una de mis grandes metas
como es mi graduación.
A mi esposo e hija, por darme el apoyo, la compañía que necesitaba en los
buenos y malos momentos, y ser ellos un regalo que Dios me ha dado en la
vida.
Gracias a todos...
Ivilisvette
DERECHOS RESERVADOS
AGRADECIMIENTOS
- Al Arq. Lucas Mieses, por su gran aporte en el diseño arquitectónico de la
presente investigación, la cual fue de mucha ayuda en nuestros comienzos.
- Al Ing. Víctor Piñero, por compartir sus conocimientos y experiencias en lo
que a tierra tecnificada se refiere.
- Muy especialmente al Ing. Sebastián Loyo por su gran dedicación y
paciencia en todo momento, sin importarle hora, ni día y por su apoyo y
aporte de información.
- Al Ing. Jesús Medina, por su interés de orientarnos en la investigación y
ayudarnos en todo momento.
- A Orazio, por el aporte de sus conocimientos artísticos aplicados en la
maqueta del trabajo de grado.
- A José L. López, por su colaboración y aporte de información en el área de
telecomunicaciones.
A todos aquellos quienes directa o indirectamente hicieron posible el
desarrollo de esta investigación, muchas gracias y Dios los bendiga…
DERECHOS RESERVADOS
INDICE GENERAL
Página
APROBACION DEL JURADO…………………………………………………… III
DEDICATORIA…………………………………………………………………..…IV
AGRADECIMIENTOS……………………………………………………………..VI
INDICE GENERAL………………………………………………………………VII
INDICE DE TABLAS………………………………………………………………X
INDICE DE PLANOS…………………………………………………………….XI
RESUMEN………………………………………………………………………..XII
INTRODUCCION…………………………………………………………...……XIII
CAPITULO I. EL PROBLEMA.
1.1 Planteamiento del problema…………………….………………………16
1.2 Formulación del problema………………………….……………………17
1.3 Justificación e importancia de la investigación…………………….…17
1.4 Objetivos de la investigación…………..……………………………19
• Objetivo General………………….………………………..….19
• Objetivos Específicos…………………………………………….19
1.5. Alcances…………………………………………………………….………19
1.6. Delimitación de la investigación……………..…………………………21
• Espacial – Temporal……………..…..………………………….21
CAPITULO II. MARCO TEORICO.
2.1 Antecedentes………………………………………………………………..…23
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2.2. Fundamentación Teórica……………………………………………………24
2.2.1. Manufactura del ladrillo de Tierra Tecnificada..…………………25
2.2.1.1. Dosificación del bloque de tierra tecnificada…………26
2.2.1.2. Fuente o depósito de tierra…………..…………………27
2.2.2. Materiales y Métodos……………………………………………...27
2.2.2.1. El suelo………….…………………………………………27
2.2.2.2. El cemento…….……..……………………………………28
2.2.2.3. El agua………………………….…………………………29
2.2.3. Maquinarias para construcción con tierra……………………..…31
2.2.3.1. Prensas manuales…………………………………….…31
Prensa mecánica………..…………………………31
Prensa hidráulica.....…………………………32
Prensa mecanizada (pesadas)……………...……33
2.2.3.2. Motorizadas………………………………………………34
Prensas mecánicas………………………………..34
Prensas hidráulicas……………………………….34
2.2.4. Ventajas y propiedades de la tierra tecnificada……………......35
2.2.5. Desventajas del ladrillo de Tierra Tecnificada…………………40
2.2.6. Análisis comparativo de precios unitarios entre el ladrillo de
tierra tecnificada y el bloque ornamental de cemento tradicional .....40
2.2.7. Causas de las fallas en las construcciones de tierra……43
2.2.8. Resistencia de muros a cargas verticales………………….……44
2.2.9. Resistencia de muros a cargas laterales……………………….45
2.2.10. Objetivos del proyectista estructural……………………………46
2.2.11. Ventajas del acero como material estructural…………………48
2.2.12. Desventajas del acero como material estructural…………….52
2.2.13. Soldadura……………………………………………….…………54
2.2.13.1. Ventajas de la soldadura………….…………………54
2.2.13.2. Desventajas de la soldadura…………………………56
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2.2.14. Juntas con Pernos………..……………………………………57
2.3. Definición de términos básicos………………………….…………57
2.4. Sistema de variables e indicadores…………………….…………60
CAPITULO III. MARCO METODOLOGICO.
3.1. Tipo de investigación………………….…………………………………..…63
3.2. Diseño de la investigación…………………………...……………………63
3.3. Población y muestra……………………………….…………………………64
3.3.1. Población………………………………….…………………………64
3.3.2. Muestra…………………………………...……………………..64
3.4. Técnicas de recolección de la información…...…………………………65
3.5. Metodología del diseño………………………...……………………………66
CAPITULO IV. ANALISIS Y PRESENTACION DE LOS RESULTADOS. 4.1. Análisis y presentación de los resultados…………….……………………70
Conclusiones y Recomendaciones…………………………………….………108
Bibliografía………………………………………………………………..………111
Anexos…………………………………………………………………….………113
DERECHOS RESERVADOS
INDICE DE TABLAS
Tabla # 1. Resultados de reacciones comunes para cada coeficiente de
aceleración utilizado………………………………………………………………80
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INDICE DE PLANOS
Diseño Arquitectónico y Detalles de la Edificación
Figura 1. Croquis……………………………………………………………….….92
Figura 2. Planta baja………………………………………………………………93
Figura 3. Planta alta…………………………………………………………….…94
Figura 4. Fachadas posterior y frontal…………………………………..………95
Figura 5. Fachadas lateral izquierda y derecha…………………………..……96
Figura 6. Corte A-A y B-B………………………………….……………….……97
Figura 7. Planta techo…………………………………………..…………………98
Figura 8. Planta de envigado nivel piso…………………………………………99
Figura 9. Planta de envigado nivel entrepiso……………………………….…100
Figura 10. Planta de envigado nivel techo…………………………………….101
Figura 11. Planta de fundaciones propuestas………………………...………102
Figura 12. Detalle de fundación (F-1)…………………………………….……103
Figura 13. Detalle de fundación (F-2)…………………………………….……104
Figura 14. Detalle de fundación (F-3)…………………………………….……105
Figura 15. Detalle de conexión de columna metálica – ladrillo de tierra..…106
Figura 16. Detalle típico de losa acero tipo SIGALDECK……………………107
DERECHOS RESERVADOS
CALIXTO LANDAETA, Ivilisvette del Carmen y ROCA GONZALEZ, Sinda Kelly. “PROPUESTA DE UNA EDIFICACION PARA UNA ESTACION DE RADIODIFUSION SONORA DE F.M. HACIENDO USO DE TIERRA TECNIFICADA”. Trabajo Especial de Grado para optar al título de Ingeniero Civil. Escuela de Ingeniería Civil. Facultad de Ingeniería. Universidad Rafael Urdaneta. Maracaibo. Octubre de 2003.
RESUMEN
Esta investigación tiene como objetivo general realizar una Propuesta de una Edificación para una Estación de Radiodifusión Sonora de F.M. Haciendo Uso de Tierra Tecnificada, creando así un espacio especialmente diseñado tanto arquitectónica como estructuralmente, reduciendo los costos con el uso del ladrillo de tierra y cuya estructura pueda ser construida en cualquier parte del territorio Nacional por su resistencia sísmica obtenida mediante cálculos estructurales haciendo uso del programa SAP 2000N. A nivel de infraestructura resulta más económico debido a que el número de apoyos son menores con respecto a una construcción tradicional, igualmente sucede con la losa acero, ya que hace las veces de encofrado e incrementa el refuerzo. Este estudio se clasifica por su naturaleza en descriptivo. Las técnicas de recolección de información fueron el análisis de contenido y análisis secundario. Durante el desarrollo de la presente investigación se siguió una metodología adaptada de Adarfio, Tulio y Navega, Margarita (T.E.G. 2001).
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INTRODUCCION
El adobe se ha utilizado durante siglos para construir casas y otras
edificaciones en Babilonia, en el antiguo Egipto y en numerosas culturas
europeas, especialmente en la zona meridional, africanas y americanas. La
tierra arcillosa o barro se encuentra por todo el mundo, especialmente en
zonas áridas o semiáridas. La tierra tecnificada proviene de un suelo con una
característica granulométrica en la que hay mayor presencia de arena que de
arcilla, es decir, más grueso que ligante.
Los ladrillos, a parte de hacer la función de cerramiento, también hacen
función térmica, acústica y estructural, lo cual lo diferencia de lo convencional
que hacen solo la función de cerramiento o divisoria.
Este proyecto propone, una alternativa tecnoconstructiva de solución al
problema como es la carencia de una Edificación adaptada a una Estación
de Radiodifusión Sonora de F.M. en la que se utiliza Tierra Tecnificada como
material Básico Aislante y estructura en acero, aplicando un método de
cálculo estructural estático y dinámico - espacial con tres zonificaciones
sísmicas, el cual permite adaptar la edificación a cualquier accidente
topográfico en distintas parte del país; de igual manera, la tierra tecnificada
puede ser aplicada a cualquier tipo de construcción de un nivel a dos niveles
a las que se les pueden dar diferentes usos incluyendo habitacionales;
siendo su factibilidad económica y técnica ya demostrada a través de
experiencias realizadas en el ámbito Regional, Nacional e Internacional .
Con esta técnica se disminuyen en gran cantidad los costos de construcción
con respecto al sistema convencional.
La propuesta dará a conocer una técnica constructiva en donde se combinen
materiales tradicionales (tierra) y convencionales (cemento), identificando las
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propiedades y aplicaciones que tiene. El presente Trabajo está estructurado
en cuatro capítulos:
El Capítulo I está formado por el Planteamiento y la Formulación del
problema, la Justificación e Importancia, los objetivos planteados y la
delimitación del problema.
El Capítulo II describe los antecedentes, la Fundamentación Teórica,
la definición de términos básicos y el sistema de variables.
El Capítulo III consta del tipo y diseño de la investigación, población y
muestra, las técnicas de recolección de información y la metodología
empleada.
El Capítulo IV está conformado por el análisis e interpretación de los
resultados.
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I. EL PROBLEMA
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1.1. PLANTEMIENTO DEL PROBLEMA
En toda obra civil es necesario garantizar la calidad y el
comportamiento de los materiales utilizados mediante la ejecución de
ensayos de control de calidad y la incorporación de otros sistemas más
novedosos.
Es ampliamente conocido, que los locales donde funcionan las emisoras de
radiodifusión sonora, (tanto A.M. como F.M.), son en su gran mayoría,
viviendas que fueron construidas para uso familiar, como quintas o
apartamentos, a los cuales se les hacen modificaciones costosas para
adecuarlos de alguna forma y cumplir con las normas exigidas por CONATEL.
De esta manera, se hace necesario el estudio de una edificación
especialmente diseñada para este tipo de empresas que cumpla con todas
las normas establecidas y a un costo accesible para el Radiodifusor, bien sea
que esté iniciando operaciones, o aquel que desee optimizar el
funcionamiento correcto de una emisora.
La tierra es un recurso natural que abunda en todas las partes del mundo,
por lo que se hace realmente fácil su localización, además, presenta
características y propiedades muy útiles para la construcción. Víctor Piñero
expresa que la tierra tecnificada es una cal viva por la presencia de
carbonato cálcico, que es un estabilizante del adobe en forma conjunta con
el estabilizante cemento más el estabilizante compactación, los cuales se
conjugan para desarrollar este elemento de suelo-cemento-caliche, en este
caso, el de una edificación para una estación de radiodifusión sonora de f.m.,
ya que resulta ser un aislante térmico, absorbe las emisiones radioeléctricas,
bloqueando así, las interferencias, las cuales producen problemas en los
circuitos de Audio y Radio Frecuencia de la emisora.
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1.2. FORMULACION DEL PROBLEMA
De lo antes expuesto se deriva la siguiente investigación, en la cual se hará una Propuesta de una Edificación para una Estación de Radiodifusión Sonora de F.M. Haciendo Uso de Tierra Tecnificada. 1.3. JUSTIFICACION E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACION
El hombre, en la búsqueda de mejorar los métodos de construcción,
ha tratado de conseguir la mayor eficiencia y seguridad al momento de
diseñar cualquier sistema estructural. Contribuyendo con estas mejoras, se
hace una Propuesta de una Edificación para una Estación de Radiodifusión
Sonora de F.M., en la que se emplea “TIERRA TECNIFICADA”, que en su
uso demuestra cualidades como:
- Material de fácil localización y adquisición.
- Aproximadamente un 20% de economía para la construcción.
- Evita la resonancia de las señales de audio que se generan en el
estudio, evitando la instalación en la sala de “Estudio” de costosos paneles
que absorban las señales conocidas como paneles de acústica.
- Actúa como material aislante térmico. Tiene la ventaja de aislar el
calor externo, presentando en el interior del edificio un ambiente con
temperatura agradable. Por lo tanto, es menos la inversión y consumo de
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energía eléctrica con aires acondicionados de gran capacidad de
enfriamiento.
- Absorbe las emisiones radioeléctricas, bloqueando las interferencias
que producen problemas en los circuitos de Audio y Radiofrecuencia de la
Emisora. Con esto se ahorra la necesidad de instalar un blindaje conocido
como “Malla Faraday” que consiste en una malla de cobre que recubre todas
las paredes y techo del local donde se ubican los equipos electrónicos de la
Emisora de Radio.
- No requiere mano de obra especializada. Cualquier constructor y
maestro de obra puede ser entrenado para su utilización en un corto período
de tiempo. Por lo que, el tiempo de construcción puede ser acelerado.
Basados en lo anterior, se considera relevante el presente estudio, dado que
representa un sistema innovador y un aporte a la Ingeniería Civil. Esta
propuesta marca un punto de partida para otras investigaciones relacionadas
con el tema, a la vez que permitirá una fuente de consulta para la posterior
realización de trabajos, ahondando aún más en el campo de estudio
desarrollado.
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1.4. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION OBJETIVO GENERAL Proponer un modelo de Edificación para una Estación de Radiodifusión
Sonora de F.M. haciendo uso Tierra Tecnificada.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
- Aprovechar el uso de Tierra Tecnificada como material aislante básico en
la edificación en función de la economía.
- Considerar la acústica en la sala de control de la Estación de Radiodifusión
Sonora de F.M. con la utilización de Tierra Tecnificada.
- Desarrollar el cálculo estructural simplificado estático y dinámico.
1.5. ALCANCES
• Proponer una técnica constructiva para la ejecución de una
edificación para una Estación de Radiodifusión Sonora de F.M.
utilizando Tierra Tecnificada, y a partir de ésta se realicen otros
proyectos.
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• Disminuir los costos de construcción utilizando paredes
armadas con ladrillos de tierra por ser una técnica fácil y de
rápida construcción.
• Aprovechar al máximo los materiales de construcción que nos
brinda el tipo de suelo local.
• Estudio o innovación de una técnica constructiva que requiere
ser retomada rescatando la utilización de la materia prima local
y capacitando recurso humano.
• Crear una estructura liviana resistente a movimientos sísmicos
y adaptable a cualquier tipo de terreno, sin necesidad de hacer
modificaciones en el medio ambiente.
• Aprovechar las ventajas que ofrece la utilización de adobes
como aislante contra el calor, frío y ruido; resistente al fuego, a
insectos, fácil de moldear, trabajar, perforar o reparar.
• Realizar una propuesta arquitectónica con los requerimientos
de los espacios a utilizar.
• Crear espacios adecuados para la realización de las diferentes
actividades que han de llevarse a cabo dentro de la estación de
Radiodifusión Sonora de F.M.
• Generación de empleos.
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1.6. DELIMITACION DE LA INVESTIGACION DELIMITACION ESPACIAL Los resultados de este trabajo especial de grado tienen aplicabilidad en todo
el territorio nacional, en especial en el sector de la construcción y la
radiodifusión. Podrá servir de referencia para estudiantes universitarios,
técnicos y profesionales que tengan necesidad de referirse al presente
estudio para mejorar sus diseños en Emisoras de Radiodifusión Sonora.
DELIMITACION TEMPORAL Para la ejecución, estudio y desarrollo de la investigación se efectuará
en el período académico comprendido entre Octubre de 2002 y Agosto de
2003.
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II. MARCO TEORICO
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2.1. ANTECEDENTES
Desde que se inventaron las ciudades, hace unos 10.000 años, los
hombres han utilizado la tierra para edificar ciudades enteras: fortificaciones,
templos y viviendas.
El arquitecto francés Francois Cointeraux (1740-1830) fue quien en 1787
inventó diversos procedimientos para “estabilizar” la tierra y hacerla más
resistente en el aspecto mecánico o químico.
A comienzos del siglo XX este tipo de arquitectura comienza a decaer ante la
aparición de los materiales industriales como el acero, el cemento y el
hormigón armado.
A partir de l972 la crisis energética y económica internacional obligó a
cambios en la forma de pensar y comenzaron a surgir métodos alternativos,
especialmente destinados al ahorro energético en la construcción.
Existen experiencias recientes de construcciones realizadas en países
desarrollados como Francia y también en países latinoamericanos como
Chile, Brasil y Paraguay.
Existen experiencias con mampuestos de suelo-cemento en numerosas
provincias argentinas: Chaco en 1960, Tucumán en 1967, Jujuy en 1969,
Buenos Aires en las localidades de Lobos en 1971 y Junín en 1973, en
Mendoza en 1977, en Salta en 1981, en Chaco en l991, con muy buenos
resultados.
Si bien la construcción de tierra es una técnica conocida desde hace muchos
años, no se utiliza con frecuencia en la actualidad.
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Hoy en día se han realizado diversos estudios basados en la construcción
con tierra y su mejoramiento como es el caso de Adarfio y Naveda (2001),
en el trabajo especial de grado “PROPUESTA TECNOCONSTRUCTIVA DE MURO ARMADO CON TIERRA PARA LA SEDE DE LA ASOCIACION VENEZOLANA PARA EL AVANCE DE LA CIENCIA (AsoVAC) CAPITULO FALCON”. Realizado en la Universidad Nacional Experimental Francisco de
Miranda , donde se plantea un método de cálculo para la estructura de muro
portante.
2.2. FUNDAMENTACION TEORICA Los proyectistas estructurales pueden sentirse orgullosos de la parte
que han desempeñado en el desarrollo a nivel mundial. Las ciudades, las
regiones agrícolas e industriales están llenas de sorprendentes estructuras
diseñadas por miembros de su profesión. Sin embargo, todas estas notables
estructuras palidecerán frente a las estructuras que diseñarán las nuevas
generaciones de proyectistas.
Las estructuras del futuro ofrecerán grandes oportunidades para el
desenvolvimiento de los nuevos ingenieros dentro del campo estructural.
El proyectista estructural distribuye y dimensiona las estructuras y las partes
de éstas para que soporten satisfactoriamente las cargas a las que quedarán
sometidas. Sus funciones son: el trazo general de la estructura, el estudio de
las formas estructurales posibles, la consideración de las condiciones de
carga, el análisis de esfuerzos, deflexiones, etc., el diseño de los elementos y
la preparación de los planos. Más precisamente, la palabra diseño se refiere
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al dimensionamiento de las partes de una estructura después de que han
calculado las fuerzas, usando como material constructivo al acero estructural.
2.2.1. MANUFACTURA DEL LADRILLO DE TIERRA TECNIFICADA.
Según Paúl Graham Mchenry Jr. (1996, p. 73), el principal requisito
para los ladrillos de tierra tecnificada es de tipo climatológico. Debe haber
ciertos periodos de clima seco en los cuales moldear y curar los ladrillos, lo
cual ha dado origen a la opinión muy extendida de que el uso de ladrillos de
tierra está limitado a tierras áridas. Esto no es necesariamente así. Cualquier
área con un clima que permita periodos de una semana o más sin lluvia, será
adecuada. Los ladrillos se pueden hacer con una amplia variedad de tierras
tales como arena, grava y arcilla.
Los elementos modulares de suelo - cemento brindan la racionalidad de su
proceso de fabricación y sus cualidades técnicas tales como buena
resistencia mecánica y al paso de la humedad, regularidad dimensional y
competitivo costo con respecto al ladrillo cocido.
De ello surge que utilizando una técnica actualizada y proyectos adecuados
es posible conseguir viviendas de bajo costo con buenas condiciones
térmicas, acústicas y con buena durabilidad.
DERECHOS RESERVADOS
2.2.1.1. DOSIFICACION DEL LADRILLO DE TIERRA TECNIFICADA. Las dosificaciones que se usan para este tipo de ladrillo según Víctor
Piñero (2003), es de 5 partes de tierra (5 carretillas para un saco) que da
aproximadamente 80 ladrillos por saco de cemento.
Para efectos de la máquina manual existen accesorios para desarrollar
elementos de refuerzos verticales y horizontales, para estos se cambia la
dosificación, en vez de 5 carretillas se usan 4 para un saco de cemento que
proporciona aproximadamente 65 - 70 ladrillos por saco de cemento, los
cuales presentan unas dimensiones de 30 cms de largo por 15 cms de
ancho y 10 cms de espesor.
La humedad para la mezcla de los ladrillos de tierra varía entre 10 y 15% de
humedad, en cambio para el mortero (para pegar los bloques), se aumenta
la humedad pasando del 20%.
Al aumentar el 20%, disminuye la resistencia ya que a mayor cantidad de
agua, menor resistencia, entonces se compensa añadiendo 3 de arena, 2 de
caliche y 1 de cemento más el 20 % de humedad que permite unir los
ladrillos y mantener una homogeneidad estructural en el muro. Las juntas de
mortero entre ladrillo y ladrillo es de 2 cm, resultando 26 ladrillos por metro
cuadrado. El secado de los ladrillos dura una semana bajo sombra.
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2.2.1.2. FUENTE O DEPOSITO DE TIERRA.
La fuente de tierra puede estar ubicada en el mismo sitio de la
construcción, producto de la excavación de sótano, letrinas y otras áreas, o
de la tierra sobrante de la nivelación.
Si la fuente de tierra está ubicada lejos de sitio de construcción, ésta se
deberá acumular en el punto de manufactura. La distribución física de la
operación de manufactura se debe planear con cuidado para evitar la
manipulación excesiva del material y de los ladrillos terminados.
2.2.2. MATERIALES Y METODOS
2.2.2.1. El suelo La tierra para la fabricación de ladrillos de tierra tecnificada se
encuentra disponible en cantidades virtualmente ilimitadas casi en cualquier
parte. Evidentemente, algunas tierras se pueden considerar ideales y otras
inapropiadas, pero la mayoría serán satisfactorias con tan solo
modificaciones menores. Una idea errónea muy común es que se debe usar
tierra especial “de adobe”. Se pueden encontrar ejemplos de muros de tierra
tanto en desfiladeros de alta montaña como en las húmedas tierras bajas de
la costa.
Técnicamente, todo suelo exento de materia orgánica, puede ser usado para
ser estabilizado con cemento.
DERECHOS RESERVADOS
Debe estar formado por una mezcla de arena, limo y arcilla; estos dos
últimos en proporción tal que den cohesión suficiente a la mezcla y buena
composición granulométrica, sin que se originen contracciones perjudiciales.
Algunos investigadores e instituciones que estudiaron el tema, aconsejan
límites dentro de los cuales se hallan los suelos más aptos: Arena: entre 40 y
85% y la suma de Arcilla y Limo entre 15 y 60 %, con lo que se llega a la
conclusión que la tolerancia de proporciones es bastante amplia.
El estudio granulométrico de un suelo no basta para definir su aptitud para
ser usado como suelo-cemento.
Muchos suelos tienen características granulométricas similares y su
comportamiento tecnológico es distinto.
2.2.2.2. El cemento
El cemento que se emplea generalmente y en particular en este
estudio es el denominado portland.
La determinación práctica del porcentaje de cemento en las mezclas
utilizadas se realiza experimentalmente variando la proporción del volumen
de cemento entre un 8 % y un 12 %. Usando suelos con un porcentaje de
arena del 50%, se puede asegurar su estabilización con un 10% de cemento.
DERECHOS RESERVADOS
2.2.2.3. El agua
La cantidad de agua que se utiliza es un factor fundamental. La falta o
exceso de agua exige un mayor trabajo en la compactación, dificultando la
cohesión de los componentes de la mezcla. También afecta la resistencia y
durabilidad del material.
Cada tipo de suelo requiere un grado de humedad determinado para su
correcta compactación. La cantidad de agua total oscila generalmente entre
eI 8 y eI 16%. Se utiliza agua potable o agua libre de impurezas.
Cuando se cuenta con un suelo en condiciones de ser empleado, se le
incorpora el cemento para obtener el material con el que se elaboran los
componentes modulares. Se trabaja con 8%, 10% y 12 % de cemento para
los distintos suelos en estudio.
Trabajando con la mezcla de 9 partes de suelo con 1 parte de cemento en
volumen se cubren las necesidades para estabilizar todos los suelos
definidos como óptimos.
Mediante un sencillo ensayo de campo, se determina prácticamente la
humedad óptima de la mezcla.
La compactación de los mampuestos se realiza en una bloquera. Se utiliza
una prensa construida en el Departamento de Estabilidad., similar a la
versión mejorada de la conocida prensa manual CINVA-RAM y BREPACK
PRESS.
Se elaboran mampuestos con las distintas mezclas que a continuación se
detallan:
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Cuadro de Dosificaciones utilizadas para elaborar los mampuestos
(Ejemplo)
Identificación Suelos Cemento
% A Suelo natural + 30% arena 8
10 12
B Suelo natural + 40% arena 8 10 12
C Suelo natural
10
D
Suelo natural + 40% arena 10
Para asegurar un fraguado eficiente a los ladrillos se los protege del sol y de
la lluvia. Se los acopia en un lugar cubierto y bien ventilado. Después de 14,
21 y 28 días de fabricación se ensayan los ladrillos a compresión simple. Se
utiliza este ensayo como uno de los parámetros a considerar para comprobar
la aptitud de las mezclas de suelo cemento, ya que el esfuerzo al que se
encuentran sometidos los ladrillos en la mampostería es el esfuerzo de
compresión.
Se pueden encontrar algunos suelos de nuestra región que necesitan la
incorporación de arena para optimizar su comportamiento, de lo contrario
necesitarían mayor porcentaje de cemento para lograr buena resistencia y
durabilidad, lo que incidiría en el costo del producto.
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2.2.3. MAQUINARIA PARA LA CONSTRUCCION CON TIERRA
Dentro de los múltiples procesos productivos para la construcción en
tierra, el más novedoso y con proyecciones a futuro, es el de ladrillos
comprimidos mecánicamente de acuerdo al Programa Iberoamericano de
Ciencia y Tecnología para el Desarrollo (1995, p. 204). A continuación se
presentan algunos tipos de prensas manuales, motorizadas, hidráulicas que
se han creado.
2.2.3.1. Prensas Manuales
• Prensas Mecánicas
Es el tipo llamado Cinva-Ram y sus ventajas son evidentes: livianas,
con cierta solidez, bajo precio, simpleza de fabricación y reparación.
Dentro de sus inconvenientes, pueden mencionarse el desgaste rápido, un
solo tipo de molde, débil presión y rendimiento bajo. Este tipo ha sido
mejorado (Tek-Block, Stevin, Ceneema, Dart-Ram, Geo 50 y Mack 1) y
apuntan al aspecto productivo independiente del ciclo mecánico de la prensa.
La producción media de una Cinva-Ram o similar, es de 300 ladrillos por día,
pudiendo ser aumentado hasta 1200 ladrillos. Estas prensas son producidas
principalmente en los Estados Unidos, Suiza, Bélgica, Camerún, Zambia,
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Colombia, Marrueco, etc. y, los planos de la mayoría de éstas máquinas
están disponibles en el mercado.
Descripción: Prensa manual mejorada CINVA-RAM Fuente: Habiterra (1995, p. 204)
• Prensa Hidráulica Una pequeña prensa, creada por BRE (Inglaterra) y comercializada
por Multi-Bloc, ha aportado un mejoramiento a la Cinva-Ram. El sistema de
rótula y biela de la Cinva ha sido doblado por un pistón hidráulico que
permite la obtención de presiones de 100 bars, su hipercompresión la hace
útil para la compactación de suelos muy expansivos como las tierras negras
tropicales.
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Descripción: Prensa manual hidráulica CINVA-RAM Fuente: Habiterra (1995, p. 205)
• Prensas Mecanizadas (pesadas)
La concepción de esta máquina permite un mejoramiento en la
organización del trabajo alrededor de esta prensa, si bien son más pesadas y
costosas (de una a siete veces el precio de una Cinva-Ram). Ofrecen una
presión superior al mínimo de 20 bars y son de manipulación y
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mantenimiento sencillo. Los modelos existentes no son todos de la misma
calidad.
2.2.3.2. Motorizadas
• Prensas Mecánicas
Se trata de una nueva generación de máquinas disponibles en el
mercado auguran. A pesar del precio que es cuatro a siete veces superior
que el de las prensas manuales pesadas, su factibilidad económica es
excelente. Este modelo entró en el mercado con el nombre de Majo y LP9.
Sus creadores han enfrentado algunos problemas aún no del todo resueltos:
la tierra no debe perturbar en ningún caso el funcionamiento de la máquina si
penetra en ella; la seguridad de manipulación debe estar garantizada; no
debe funcionar al revés, en caso de inversión del motor eléctrico, etc. En
resumen, deben ser conocidas por el usuario para que éste pueda elegir
entre un motor eléctrico, térmico u otro. Estas prensas son muy dependientes
de las operaciones previas de producción: harneo, dosificación y mezcla.
• Prensas Hidráulicas
Su rendimiento es bajo y su costo, elevado. Tuvieron un cierto éxito en
los años 50-60, pero desaparecieron rápidamente del mercado (Winget). En
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los años 70 volvieron a aparecer, pero su confiabilidad sigue siendo
controvertida.
Se obtienen tasas de compresión igual o superior a dos y permiten trabajar
con un harneo mecánico (primer paso hacia la automatización), y la
hidráulica permite fácilmente un compactamiento doble (prensa tob-system),
pero la hidráulica asimismo, ocasiona algunos problemas que le son propios:
la bomba resulta delicada; la temperatura del aceite, en climas tropicales
sube rápidamente poniendo en peligro su funcionamiento, etc.
eventualmente, y por estas razones, estas prensas funcionan mejor en
medios tecnológicamente avanzados.
2.2.4. VENTAJAS Y PROPIEDADES DE LA TIERRA TECNIFICADA.
Las ventajas comprobadas de la arquitectura de tierra han sido las
respuestas más contundentes a los tradicionales prejuicios, a continuación
se enumeran algunas de las ventajas asociadas con estas construcciones:
La tierra es un material abundante y disponible en muchas regiones del
mundo, ya que las arcillas y lateritas propicias a la construcción, constituyen
el 74% de la corteza terrestre. No implica, por lo tanto, ni compra, ni
transporte, ni transformación de carácter industrial. Su uso garantiza el
mantenimiento de los equilibrios ecológicos respecto al medio ambiente y la
vida.
La diversidad de usos posibles para éste material permite escoger entre una
mano de obra muy abundante y poco especializada, sistemas familiares y
prácticas más elaboradas según las condiciones reales de las diversas
sociedades.
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La utilización de la tierra favorece la autonomía de cada quien a nivel de
grupo o de una Nación, pues permite expresar independencia cultural,
económica y energética.
La tierra permite frecuentemente escapar a las restricciones de un mercado o
monopolio comercial, al mismo tiempo que se mantienen las posibilidades de
una producción moderna no contaminadora. La utilización de la tierra indica
una revalorización de las condiciones locales de cada sociedad y de su
capacidad autónoma de respuesta.
Recurrir a la tierra, facilita la reinserción vital de la arquitectura en las de
diversas tradiciones culturales de cada comunidad.
La tierra, es un material especialmente apropiado para una mejor adaptación
a los requerimientos de una época en la que se hace necesario ahorrar
energía.
Tanto en las regiones frías, como en las más cálidas, las construcciones en
tierra, se ha adaptado a las condiciones climáticas.
Bien utilizado este material, ofrece en cualquier parte del mundo, un confort
térmico muy apreciado, pues, asegura una regulación natural y óptima entre
las temperaturas exteriores e interiores.
La tierra es un material que por su propia naturaleza y por los procedimientos
asociados a su empleo, permite la manifestación de los impulsos expresivos
sensuales y estéticos del ser humano. De esta manera, la construcción no
impone la fragmentación de la materialidad y la espiritualidad en el aspecto
de edificar.
Las principales ventajas y propiedades son:
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Eficiencia y economía en construcción.
• Su uso se traduce en una reducción de los costos de
construcción y consecuente aumento en la productividad.
• Menores costos de transporte y almacenaje.
• Disminución de requerimiento de mano de obra especializada.
• Ubicación precisa y control de materiales.
• Máximo aprovechamiento del material, con baja producción de
escombros.
• No requiere aislamiento térmico adicional.
• Rapidez de construcción.
Aislamiento acústico
En general, el sonido radia en las ondas en todas las direcciones de
una fuente del punto hasta que encuentre obstáculos como paredes o cielos
rasos. Dos características de estas ondas acústicas son de interés particular
para nosotros en la acústica arquitectónica: La intensidad y la frecuencia. La intensidad es una medida física de una onda acústica que determina qué
tan chillón se percibe un sonido. También se puede medir la frecuencia de
una onda acústica, la cual se percibe como tono.
Cuando el sonido golpea una superficie, un número de cosas puede ocurrir,
incluyendo: La transmisión; el sonido atraviesa la superficie en el espacio
más allá de ella, como con poco equipaje de paso a través de una ventana.
La absorción; la superficie amortigua el sonido como una esponja absorba
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agua. La reflexión; el sonido golpea la superficie y dirección de cambios
como una pelota saliéndose dando tumbos de una pared. La difusión; el
sonido golpea la superficie y se esparce en muchas instrucciones, como
alfileres que se golpeó por una pelota de boliche.
Una medida acústica importante llamó a Reverberation Time (RT o RT (60)) determina el qué tan rápidamente un sonido decae en un cuarto. El tiempo
de reverberación depende de los materiales de volumen físico y de la
superficie de un cuarto. Los espacios grandes, como catedrales y gimnasios,
usualmente tienen las veces más largas de reverberación y suenan “vivos” o
algunas veces “boomy”. La parte pequeña se aloja, como dormitorios y los
estudios de grabación, están usualmente sonidos menos reverberantes y
“secos” o “totalmente”.
El Noise Reduction (NR) de una pared (también expresado en dB) entre dos
cuartos es encontrado midiendo lo que produjo el porcentaje del sonido en
un cuarto atraviesa la pared en el cuarto vecino. (Vea Figura). El NR se
calcula sustrayendo el nivel de ruido en dB en la sala de recibo del nivel de
ruido en el cuarto de la fuente.
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La frecuencia, es un factor importante en la mayoría de medidas acústicas.
El sonido ocurre cuando una fuente vibrante causa fluctuaciones pequeñas
en el aire, y la frecuencia sea la tasa de repetición de estas vibraciones. La
frecuencia es medida en el hertz (Hz), donde 1 Hz = 1 ciclo por segundo.
Resistencia y durabilidad
Los ladrillos de tierra tecnificada, a parte de hacer un cerramiento,
también hacen función estructural, lo cual lo diferencia de lo convencional.
Dichos ladrillos presentan una resistencia de 45 Kg/m2 a la compresión y de
1/5 de este a la flexión.
Es un material muy durable, que no se degrada bajo condiciones climáticas
extremas. Los ladrillos de tierra no se cuecen ya que al incorporarle cemento
éste modifica el comportamiento de sus partículas y mejora su estabilidad, le
confiere mayor resistencia y durabilidad.
Resistencia al fuego
La tierra tecnificada no contiene materias combustibles y es altamente
resistente al fuego, satisfaciendo todas las exigencias y ofreciendo máxima
protección contra incendios.
Es ideal para la construcción de muros cortafuego, especialmente en la que
son construcciones de la industria minera, química y otras de alto riesgo. Su
utilización en industrias o bodegas en que se manejan productos inflamables,
disminuye la propagación del fuego en caso de incendios.
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Por este motivo es también óptimo para la construcción de viviendas
pareadas y de establecimientos comerciales.
2.2.5. DESVENTAJAS DEL LADRILLO DE TIERRA TECNIFICADA
Aunque el uso de los ladrillos de tierra tienen pocas desventajas, se pueden
nombrar las siguientes:
• Mayor peso en relación al ladrillo tradicional:
Ladrillo de tierra tecnificada = 15 Kg
Bloque ornamental de dos huecos de concreto = 9 Kg
• Mano de obra artesanal a nivel constructivo, (no de elaboración).
• Mayor vulnerabilidad debido al sistema de mortero aplicado.
2.2.6. ANALISIS COMPARATIVO DE PRECIOS UNITARIOS ENTRE EL LADRILLO DE TIERRA TECNIFICADA Y EL BLOQUE ORNAMENTAL DE CEMENTO TRADICIONAL
DERECHOS RESERVADOS
2.2.7. CAUSAS DE LAS FALLAS EN LAS CONSTRUCCIONES DE TIERRA
Las causas principales por las cuales se producen las fallas
constructivas en las edificaciones de tierra son las siguientes:
• Mala calidad del ladrillo en lo que se refiere a la materia prima utilizada
y a la técnica de producción.
• Dimensionamiento inadecuado de los ladrillos, especialmente en su
altura, que, en la mayoría de los casos es demasiado grande.
• Traba (traslape) horizontal insuficiente entre los ladrillos
principalmente cuando están colocados a tizón, es decir, con el lado
más largo puesto a lo ancho del muro, motivada casi siempre por el
mal dimensionamiento de los ladrillos.
• Trabas inadecuadas y deficientes en los encuentros de muros,
produciéndose juntas verticales de tres o más hiladas.
• Mano de obra deficiente en la colocación de los ladrillos.
• Dimensionamiento incorrecto de los muros, poco espesor, excesiva
longitud y altura.
• Vanos de las puertas y ventanas muy anchos y con muy poco
empotramiento en los dinteles.
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• Poca o ninguna protección en los muros contra su debilitamiento
contra el fenómeno de la erosión.
2.2.8. RESISTENCIA DE MUROS A CARGAS VERTICALES.
El método representativo para determinar la capacidad soporte de
carga vertical de los muros de mampostería corresponde el ensayo de
compresión uniaxial de pilas.
Este ensayo, se caracteriza por la presencia de un estado de esfuerzo muy
particular en el conjunto producto de la diferencia de los módulos de
elasticidad del mortero y de la pieza.
La diferencia de los módulos de elasticidad, provoca diferentes
deformaciones verticales, acompañadas con alargamientos transversales,
que, conjuntamente con la adherencia y fricción en las caras de contacto
entre los dos materiales, impide que haya desplazamiento relativo y a su vez,
dichas deformaciones, no sean tan distintas si se deforma libremente. Este
fenómeno se conoce como efecto de junta.
Para éste ensayo se pueden definir principalmente tres tipos de fallas, las
cuales son:
1. Aplastamiento de la pieza (falla del material).
2. Agrietamiento verticales debido a las deformaciones transversales y
longitudinales del mortero.
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3. Aplastamiento del mortero, el cual generalmente no ocasiona la falla del
elemento, ya que por estar colocado en capas delgadas es retenido por las
piazas.
2.2.9. RESISTENCIA DE MUROS A CARGAS LATERALES
El diseño sismorresistente de muros de mampostería requiere de la
evaluación de su comportamiento bajo la acción de cargas laterales. Para
producir éste efecto se han realizado numerosas investigaciones en las
cuales dichas solicitaciones son aplicadas estáticamente por medio de ciclos
de cargas o a través de cargas laterales en una dirección para así hallar una
relación carga-deformación y poder determinar propiedades como la
resistencia, rigidez, ductilidad y modo de fallas.
Las formas de aplicar éstas solicitaciones son a través de los siguientes
ensayos:
1. Ensayos de compresión diagonal: el cual es representativo para la
determinación de la resistencia al corte en muros. En éste ensayo la cara
horizontal se aplica en un extremo superior restringiendo las deflexiones
verticales, quedando el otro extremo apoyado sobre una traba rígida.
2. Ensayo en voladizo: éste tipo de prueba representa los esfuerzos
conjuntos de la fuerza constante, la flexión y la carga axial. En éste ensayo
se somete el muro a una carga horizontal en su extremo superior sin
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restringir las deformaciones en éste extremo y aplicando al mismo tiempo
una carga vertical uniforme.
En los dos tipos de ensayos se utilizan muretes cuadrados representando
esfuerzos de tensión a lo largo de toda la diagonal con un valor máximo en el
centro y prolongándose hacia los extremos. Dicho esfuerzo máximo de
tensión varía dependiendo del nivel de carga vertical que pueda haber sobre
el muro, de la esbeltez del elemento y de la forma de aplicar la carga.
Estas variaciones pueden predecirse teóricamente por medio del análisis
elástico y encontrar el valor del esfuerzo en cada caso. Este criterio es solo
aplicable a materiales homogéneos e isotópicos, características que no se
presentan en la mampostería, ya que presentan propiedades elásticas
diferentes.
2.2.10. OBJETIVOS DEL PROYECTISTA ESTRUCTURAL
El proyectista estructural debe aprender a distribuir y a proporcionar
las partes de la estructura de manera que puedan montarse prácticamente,
que tengan resistencia suficiente y que sean económicas. Estos conceptos
se analizan brevemente a continuación.
• Seguridad Una estructura no sólo debe soportar con seguridad las cargas
impuestas sino soportarlas en forma tal que las deflexiones y vibraciones
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resultantes no sean excesivas y alarmen a los ocupantes o causen grietas en
ella.
• Costo El proyectista siempre debe tener en mente la posibilidad de abatir los
costos de la construcción sin sacrificar la resistencia. Algunos aspectos de
construcción que se pueden analizar para reducir los costos son: uso de
miembros estructurales estándar, uso de conexiones y detalles simples y el
uso de elementos y materiales que no requieren un mantenimiento excesivo
a través de los años.
• Factibilidad
Otro objetivo es el diseño de estructuras que puedan fabricarse y
montarse sin mayores problemas. Los proyectistas necesitan conocer lo
relativo a los métodos de fabricación y deben adaptar sus diseños a las
instalaciones disponibles.
Los proyectistas deben aprender también todo lo relativo al detallado y al
montaje de las estructuras. Entre más sepa sobre los problemas, tolerancias
y márgenes de taller y campo, mayor será la posibilidad de que sus diseños
resulten razonables, prácticos y económicos. Este conocimiento debe incluir
información relativa al envío de los elementos estructurales a la obra ( por
ejemplo, el tamaño máximo de las partes que pueden transportarse por
camión) así como a la disponibilidad de mano de obra y equipo de montaje.
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Quizá el proyectista deba hacerse la pregunta, “¿podría yo erigir esta
estructura si me enviaran a montarla?”.
Por último el proyectista debe dimensionar las partes de la estructura de
manera que éstas no interfieran con las partes mecánicas (tuberías, ductos,
etc.) o arquitectónicas.
2.2.11. VENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL Una persona que viaja por Estados Unidos podría concluir que el
acero es el material estructural perfecto; vería un sinfín de puentes, edificios,
torres y otras estructuras de acero. Después de ver todas estas estructuras
de acero, se sorprendería al saber que el acero no se fabricó
económicamente en los Estados Unidos sino hasta finales del siglo XIX y que
las primeras vigas de patín ancho no se laminaron sino hasta 1908.
La supuesta perfección de este metal, tal vez el más versátil de todos los
materiales estructurales, parece más razonable cuando se considera su gran
resistencia, poco peso, facilidad de fabricación y otras propiedades
convenientes. Estas y otras ventajas del acero estructural se analizarán en
detalle en los siguientes párrafos.
• Alta resistencia La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será poco
el peso de las estructuras; esto es de gran importancia en puentes de
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grandes claros, en edificios altos y en estructuras con malas condiciones en
la cimentación.
• Uniformidad
Las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el tiempo
como es el caso de las estructuras del concreto reforzado.
• Elasticidad El acero se acerca más en su comportamiento a las hipótesis de
diseño que la mayoría de los materiales, gracias a que sigue la ley e Hooke
hasta esfuerzos bastante altos. Los momentos de inercia de una estructura
de acero puede calcularse exactamente, en tanto que los valores obtenidos
para una estructura de concreto reforzado son relativamente imprecisos.
• Durabilidad
Si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado durarán
indefinidamente. Investigaciones realizadas en los aceros modernos, indican
que bajo ciertas condiciones no se requiere ningún tipo de mantenimiento a
base de pintura.
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• Ductilidad
La ductilidad es la propiedad que tiene un material de soportar
grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. Cuando se
prueba a tensión un acero con bajo contenido de carbono, ocurre una
reducción considerable de la sección transversal y un gran alargamiento en
el punto de falla, antes de que se presente la fractura. Un material que no
tanga esta propiedad probablemente será duro y frágil y se romperá al
someterlo a un golpe repentino.
En miembros estructurales sometidos a cargas normales se desarrollan altas
concentraciones de esfuerzos en varios puntos. La naturaleza dúctil de los
aceros estructurales comunes les permite fluir localmente en esos puntos,
evitándose así fallas prematuras. Una ventaja adicional de las estructuras
dúctiles es que, al sobrecargarlas, sus grandes deflexiones ofrecen evidencia
visible de la inminencia de la falla.
• Tenacidad
Los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y
ductilidad. Un miembro de acero cargado hasta que se presentan grandes
deformaciones será aún capaz de resistir grandes fuerzas. Esta es una
característica muy importante porque implica que los miembros de acero
pueden someterse a grandes deformaciones durante su fabricación y
montaje, si fracturarse, siendo posible doblarlos, martillarlos, cortarlos y
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taladrarlos sin daño aparente. La propiedad de un material para absorber
energía en grandes cantidades se denomina tenacidad.
• Ampliaciones de estructuras existentes
Las estructuras de acero se adaptan muy bien a posibles adiciones.
Se pueden añadir nuevas crujías e incluso alas enteras de acero ya
existentes y los puentes de acero con frecuencia pueden ampliarse.
• Propiedades diversas
Otras ventajas importantes del acero estructural son: (a) gran facilidad
para unir diversos miembros por medio de varios tipos de conectores como
son la soldadura, los tornillos y los remaches, (b) posibilidad de prefabricar
los miembros, (c) rapidez d montaje, (d) gran capacidad para laminarse en
una gran cantidad de tamaños y formas, (e) resistencia a la fatiga, (f) rehuso
posible después de desmontar una estructura y (g) posibilidad de venderlo
como “chatarra” aunque no pueda utilizarse en su forma presente.
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2.2.12. DESVENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL
En general el acero tiene las siguientes desventajas.
• Costo de mantenimiento
La mayor parte de los aceros son susceptibles a la corrosión al estar
expuestos al aire y al agua y, por consiguiente, deben pintarse
periódicamente. El uso de aceros intemperizados para ciertas aplicaciones,
tiende a eliminar este costo.
• Costo de la protección contra fuego
Aunque algunos miembros estructurales son incombustibles, sus
resistencias se reducen considerablemente durante los incendios, cuando los
otros materiales de un edificio se queman. Han ocurrido muchos incendios
en edificios vacíos en los que el único material combustible era el mismo
edificio. El acero es un excelente conductor de calor, de manera que los
miembros de acero sin protección pueden transmitir suficiente calor de una
sección o compartimiento incendiado de un edificio a secciones adyacentes
del mismo edificio e incendiar el material presente. En consecuencia, la
estructura de acero de un edificio debe protegerse con materiales con ciertas
características aislantes o el edificio deberá acondicionarse con un sistema
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de rociadores para que cumpla con los requisitos del Código de Construcción
de la localidad en que se halle.
• Susceptibilidad al pandeo
Entre más largos y esbeltos sean los miembros a compresión, mayor
es el peligro de pandeo. Como ya se indicó, el acero tiene una alta
resistencia por unidad de peso, pero al usarse como columnas no resulta
muy económico ya que debe usarse bastante material, sólo para hacer más
rígidas las columnas contra el posible pandeo.
• Fatiga
Otra característica inconveniente del acero es que su resistencia
puede reducirse si se somete a un gran número de inversiones del signo del
esfuerzo, o bien, a un gran número de cambios de la magnitud del esfuerzo
de tensión. (Se tienen problemas de fatiga sólo cuando se presentan
tensiones). En la práctica actual se reducen las resistencias estimadas de
tales miembros, si se sabe de antemano que estarán sometidos a un número
mayor de ciclos de esfuerzos variables que cierto número límite.
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2.2.13. SOLDADURA
La soldadura es un proceso en el que se unen partes metálicas
mediante el calentamiento de sus superficies a un estado plástico,
permitiendo que las partes fluyan y se unan con o sin la adición de otro
metal fundido. Resulta imposible determinar exactamente cuándo se originó
la soldadura, pero sucedió hace varios miles de años.
En la actualidad, la mayoría de los ingenieros aceptan que las juntas
soldadas tienen una resistencia considerable a la fatiga. También se admite
que las reglas que gobiernan la calificación de los soldadores, las mejores
técnicas utilizadas y los requerimientos para mano de obra de las
especificaciones de la AWS (American Welding Society), hacen de la
inspección de la soldadura un problema menos difícil. Como consecuencia,
la soldadura se permite ahora en casi todos los trabajos estructurales,
excepto en algunos puentes.
2.2.13.1. VENTAJAS DE LA SOLDADURA
Actualmente es posible aprovechar las grandes ventajas que la
soldadura ofrece, ya que los temores de fatiga e inspección se han eliminado
casi por completo. Algunas de las muchas ventajas de la soldadura, se
presentan a continuación:
• Para la mayoría de la gente, la primera ventaja está en el
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área de la economía, porque el uso de la soldadura permite grandes ahorros
en el peso del acero utilizado. Las estructuras soldadas permiten eliminar un
gran porcentaje de las placas de unión y de empalme, tan necesarias en las
estructuras remachadas o atornilladas, así como la eliminación de las
cabezas de remaches o tornillos. En algunas estructuras de puente es
posible ahorrar un 15% o más del peso de acero con el uso de soldadura.
La soldadura también quiere menos trabajo que el que se necesita para el
remachado, porque un soldador puede reemplazar a la cuadrilla normal
remachadora de cuatro hombres.
• La soldadura tiene una zona de aplicación mucho mayor que
los remaches o los tornillos. Por ejemplo, una columna de tubo de acero y las
dificultades para conectarla a otros miembros de acero, con remaches o
tornillos. Una conexión remachada o atornillada puede resultar virtualmente
imposible, pero una conexión soldada, no presentará dificultades.
• Las estructuras soldadas son estructuras más rígidas, porque
los miembros por lo general están soldados directamente uno a otro. Las
conexiones con remaches o tornillos, se realizan a menudo a través de
ángulos de conexión o placas que se deforman debido a la transferencia de
carga, haciendo más flexible la estructura completa. Por otra parte, la mayor
rigidez puede ser una desventaja donde se necesiten conexiones de extremo
simples, con baja resistencia a los momentos. E tal caso, el calculista debe
tener cuidado de especificar el tipo de junta.
• El proceso de fusionar las partes por unir, hace a las
estructuras realmente continuas. Esto se traduce en la construcción de una
sola pieza y puesto que la juntas soldadas son tan fuertes o más que el metal
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base, no debe haber limitaciones a las uniones. Esta ventaja de la
continuidad ha permitido la erección de un sin fin de estructuras de acero
estáticamente indeterminadas, esbeltas y agraciadas, en todo el mundo.
Algunos de los más prominentes defensores de la soldadura se han referido
a las estructuras remachadas y atornilladas, con sus pesadas placas y gran
número de remaches o tornillos, semejante a tanques o carros blindados, al
compararlas con las limpias y suaves líneas de las estructuras soldadas.
• Resulta más fácil realizar cambios en el diseño y corregir
errores durante el montaje (y a menor costo), si se usa soldadura. En
relación con esta ventaja se tiene el caso de las reparaciones realizadas con
soldadura en equipo militar en condiciones de batalla durante las décadas
pasadas.
Otro detalle que a menudo es importante es lo silencioso que
resulta soldar. Sobretodo lo importante de éste hecho cuando se trabaja
cerca de hospitales o escuelas, o cuando se realizan adiciones a edificios
existentes. Cualquiera que tenga un oído cercano a lo normal, que haya
intentado trabajar en una oficina a pocos cientos de pies de un trabajo de
remachado, estará de acuerdo con esta ventaja.
• Se usan menos piezas y, como resultado, se ahorra tiempo en detalle,
fabricación y montaje de la obra.
2.2.13.2. DESVENTAJAS DE LA SOLDADURA
• Mala aplicación de la soldadura a un elemento
• Escoger el tipo de electrodo adecuado
• La mano de obra tiene que ser especializada
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2.2.14.JUNTAS CON PERNOS. De acuerdo a su comportamiento, su fácil inspección y a su ejecución
en frío, es decir, que no tienden a modificar las propiedades del acero, las
juntas apernadas se constituyen en las de mayor uso y aceptación por parte
de los organismos que normalizan el diseño estructural en acero, a pesar de
la mayor facilidad de diseño y ejecución y por lo tanto de popularidad de las
juntas soldadas. El AISC establece en la actualidad el diseño de juntas
apernadas del tipo denominado por fricción que son aquellas en donde no se
considera ningún desplazamiento relativo entre los elementos que se están
uniendo, por lo que, los factores de seguridad que se establecen son
mayores que los considerados en las juntas por desplazamiento. Estas
juntas por fricción, solamente pueden ser ejecutadas con pernos de alta
resistencia, de los cuales, para estructuras normales de acero, es decir,
fabricadas con acero A-36 o su equivalente nacional S-25, los pernos a
utilizar serían los clasificados como pernos A-325.
2.3. DEFINICION DE TERMINOS BASICOS
ACERO Aleación de hierro que contiene entre un 0,04 y un 2,25% de carbono y a la
que se añaden elementos como níquel, cromo, manganeso, silicio o vanadio,
entre otros. (Encarta, 2001)
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ACUSTICA Término empleado para la ciencia que se ocupa del sonido en su conjunto.
Generalmente suele usarse para referirse a la acústica arquitectónica, la
rama especial de esta ciencia que trata de la construcción de zonas
cerradas, de forma que se logre una buena audición de las palabras o la
música. (Encarta, 2001)
ADOBE
Masa de arcilla o de tierra arcillosa sin cocer, a veces moldeada con paja que
una vez moldeada se deja al aire para que tome solidez, sus medidas varían
en cada región. (Adarfio y Navega, 2001)
BLOQUE DE TIERRA PRENSADO
La tierra es apisonada en molde o compactada con una prensa.
(Adarfio y Naveda, 2001)
ESTRUCTURA Conjunto de elementos diseñados y construidos para soportar cargas y
resistir fuerzas. (Calixto y Roca, 2003)
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HORMIGON O CONCRETO Mezcla de aglomerante, arena y grava canto rodado amasado con agua.
Según el aglomerante empleado, el hormigón es de cemento o de cal, si
entran ambos componentes se llama bastardo. (Adarfio y Naveda, 2001)
MAMPOSTERIA
Es la obra hecha con ladrillos, bloques, adobes o piedras que se unen con
un mortero. (Calixto y Roca, 2003)
MAMPOSTERIA PORTANTE
Impone de acuerdo al tipo de disposición, la necesidad de una resistencia
superior en los elementos suficiente para soportar las cargas que debe
soportar o que tenga una resistencia tal que se diseñe la estructura para ella.
(Adarfio y Naveda, 2001)
MAMPOSTERIA NO PORTANTE
Es aquella cuya función principal es la de conformar muros que sirvan para
dividir espacios sin tener una función expresa o táctica de soportar techos o
niveles superiores.
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Este tipo de mampostería conforma las participaciones o fachadas en
edificios con sistemas portantes en pórticos de concreto, acero o, incluso
madera. (Adarfio y Naveda, 2001)
MACHONES Son elementos verticales de concreto armado o de acero confinante de la
mampostería. (Calixto y Roca, 2003)
DINTELES Son vigas que se colocan sobre las puertas y ventanas, su ancho mínimo
son de 10 cms. (López 1992, p. 86)
2.4. SISTEMA DE VARIABLES E INDICADORES
En la presente investigación se consideraron dos variables, cada una con
sus respectivos indicadores:
1. VARIABLE A: Edificación.
Definición conceptual: es un conjunto de elementos diseñados y construidos
para soportar cargas y resistir fuerzas, todo lo anterior hecho basado en un
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material de acero resistiendo bien los esfuerzos a compresión, a tensión y a
los movimientos sísmicos. (Calixto, Roca 2003)
La medición de las variables se efectuará a través de los siguientes
indicadores:
• Losa acero
• Cerchas
• Uniones
2. VARIABLE B: Tierra Tecnificada.
Definición conceptual: se define como la mezcla de arena, arcilla, cal y
cemento como material estabilizante, siendo este último el responsable de
darle mayor resistencia al bloque. (Calixto, Roca 2003).
La medición de las variables se efectuará a través de los siguientes
indicadores:
• Eficiencia y economía
• Aislante acústico
• Aislante térmico
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III. MARCO METODOLOGICO
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3.1. TIPO DE INVESTIGACION
Luego de conocer el problema y profundizar en el estudio mediante la
revisión bibliográfica disponible, se hace necesario definir el tipo de
investigación de acuerdo a los objetivos planteados y el fin que se persigue.
En base a lo anterior, se determinó tomar en cuenta criterio de clasificación
según el autor a saber:
Según Dankhe (1986) citado por Hernández y otros (1991, p.60), es tipo de
investigación es descriptiva, ya que busca especificar las propiedades
importantes de fenómenos para ser sometidos a análisis. En este caso se
refiere a la Tierra Tecnificada como material básico aislante térmico y
acústico, cuya estructura es en acero, lo cual se analizará en la presente
investigación.
3.2. DISEÑO DE LA INVESTIGACION Por CHAVEZ (1994, p. 48), “el diseño es un método específico de una
serie de actividades sucesivas y organizadas, las cuales deben adaptarse a
las particularidades de cada investigación e indicar las pruebas a efectuar y
las técnicas a utilizar para recolectar y analizar los datos”.
En la presente investigación, el diseño es no experimental. Para Hernández y
otros (1991, p. 82) “la investigación no experimenta es aquella que se realiza
sin manipulación deliberada de la variable, es decir, es una investigación
donde no hacemos variar intencionalmente la variable independiente. Lo que
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hacemos es observar fenómenos tal y como se da en su contexto natural,
para después analizarlos”.
Este estudio está dirigido hacia una propuesta de una edificación para una
estación de radiodifusión sonora de f.m. haciendo uso de tierra tecnificada.
3.3. POBLACION Y MUESTRA 3.3.1. POBLACION
Según CHAVEZ (1994, p. 77) “es el universo de la investigación sobre
el cual se pretende generalizar los resultados”. Tomando en consideración
esta definición se determina que la población está representada por los
sistemas estructurales en elementos de acero.
3.3.2. MUESTRA
De acuerdo a CHAVEZ (1994, p. 82), una muestra “es una porción
representativa de la población que permite generalizar los resultados de una
investigación”. Se deduce que la muestra en el presente estudio son las
propiedades de la Tierra Tecnificada.
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3.4. TECNICAS DE RECOLECCION DE INFORMACION En toda investigación deben aplicarse una serie de técnicas o
instrumentos para medir las variables preestablecidas. Según Hernández y
otros (1991, p. 242-243), “toda medición o instrumentos de recolección de
datos debe reunir dos requisitos esenciales: confiabilidad y validez. La
confiabilidad se refiere al grado en que su aplicación repetida al mismo sujeto
u objeto produce iguales resultados…. La validez, en términos generales, se
refiere al grado en que un instrumento realmente mide la variable que
pretende medir”.
Para la presente investigación se definieron las siguientes técnicas de
información y recolección de información:
Análisis de contenido Puede ser aplicado virtualmente a cualquier forma de comunicación
(programas televisivos o radiofónicos, artículos de prensa, libros, poemas,
conversaciones, pinturas, discursos, cartas, melodías, reglamentos, etc.).
Según Hernández y otros (1991, p. 301), “es una técnica para estudiar y
analizar la comunicación de manera objetiva, sistemática y cuantitativa”.
En el presente caso se analizarán libros, páginas web, normas COVENIN,
ACI y otros, constituyéndose en las formas de comunicación disponibles para
sustentar toda la información acerca de elaboración, comportamiento y
ventajas de la tierra tecnificada así como también la aplicación del programa
de cálculos estructurales SAP 2000N.
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Análisis secundario. Debido a que parte de la información será recolectada de las
conclusiones de estudios realizados por otros investigadores, se hace
necesario la utilización del análisis secundario Hernández y otros (1991, p.
324) ya que los mismos representan una fuente comprobada y confiable.
3.5. METODOLOGIA DEL DISEÑO La metodología del diseño está representada en una serie de
actividades sucesivas y organizadas adaptadas al caso particular de la
investigación. La metodología establece el orden de dichas actividades en
las cuales se resumen todo el trabajo de investigación. La metodología
utilizada en la presente se basa en la seguida por Adarfio, Tulio y Naveda,
Margarita (2001) en su trabajo especial de grado titulado “PROPUESTA TECNOCONSTRUCTIVA DE MURO ARMADO CON TIERRA PARA LA SEDE DE LA ASOCIACION VENEZOLANA PARA EL AVANCE DE LA CIENCIA (AsoVAC) CAPITULO FALCON” de la que se tomaron algunas
propiedades del material de construcción.
A continuación se presentan las fases de elaboración de la presente investigación:
Fase 1: Diseño arquitectónico de la edificación.
Se realizó un diseño especialmente para una edificación donde funcionará
una estación de radiodifusión sonora de f.m., tomando en cuenta las
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dimensiones y distribución conveniente de los espacios requeridos para
dicha actividad.
Fase 2: Búsqueda de material bibliográfico.
El material bibliográfico básico fue el relacionado con la utilización del ladrillo
de Tierra Tecnificada, lo referente a sus características, propiedades y
aplicación en la edificación.
Fase 3: Cálculos de la estructura de acero estática y dinámica e
infraestructura.
Para los cálculos, se tomaron en cuenta una serie de factores como
materiales y cargas tomando en cuenta tres valores de riesgo sísmico
aplicados a la estructura haciendo uso del programa SAP 2000N. Con lo
antes nombrado se procedió a dimensionar los elementos de carga de la
misma para garantizar su soporte.
La metodología de cálculo empleada fue:
1. Análisis de cargas (Según Normas COVENIN 2002-88).
2. Análisis de transmisión de cargas a las correas por su ancho tributario.
3. Combinaciones de cargas utilizadas (Según Normas 1753).
4. Análisis sísmico (Según Normas COVENIN 1756-1:2001).
5. Introducción de datos en el programa SAP 2000N.
6. Análisis matricial de estructura.
7. Diseño de los elementos estructurales por el método LRFD 93
(Estados Límites) equivalente a la Norma COVENIN 1618 de
Estructuras de Acero.
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8. Dibujo de detalles de estructura.
9. Análisis de las cargas para tipos de fundaciones.
10. Diseño de fundaciones mediante el programa SAFE.
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IV. ANALISIS Y PRESENTACION DE LOS RESULTADOS
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4.1. ANALISIS Y PRESENTACION DE LOS RESULTADOS.
• SISTEMA ESTRUCTURAL
El presente trabajo consiste en el cálculo estructural de una edificación
para una emisora de FM, que estará ubicada cualquier parte del territorio
nacional en zonas donde el riesgo sísmico es bajo (Ao = 0,15g), moderado
(Ao = 0,25g), alto (Ao = 0,40g), el cual estará compuesto por planta baja
colgante que funcionará como un piso, el entrepiso y el techo, ésta
edificación es de forma regular y la estructura será metálica con perfiles
CONDUVEN, las conexiones serán soldadas en su mayoría, solamente en la
conexión superestructura e infraestructura será apernada. Las tabiquerías
serán de ladrillos de tierra tecnificada, debido a que estos son fáciles de
construir en cualquier parte y resulta más económico que el ladrillo tradicional,
las fundaciones se adaptaran a cada tipo suelo según la resistencia
admisible en cada zona. Estas pueden ser zapatas aisladas o pilotes según
sea el caso. (Ver cuadros)
Tipo de suelo
FUNDACION AISLADA SUPERFICIAL TIPO ZAPATA
PROF. DE DESPLANTE
(Df EN M)) FUNDACION
TIPO CARGA Q
CAPAC.
ADM. DEL SUELO (Kg/m2)
DIMENSIONES DE ZAPATA
(M) AREA DE ZAPATA
(M2
1.00 8
12,884.7463
20,132.42
0.80M*0.80M
0.64
1.50 2
25,400.1594
31,358.22
0.90M*0.90M
0.81
ARENA LIMOSA
(SM)
ARCILLA (CL)
ARENA
ARCILLOSA (SC)
2.00 6 33536.6811 37159.76 0.95M*0.95M 0.90
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Tipo de suelo
FUNDACION TIPO PILOTE
LONGITUD DE
PILOTE (M)
DIAMETRO DEL PILOTE
(M)
FUNDACION TIPO CARGA Q
CAPAC. ADM DE SUELO
(TON)
4 0.5 8 12,884.7463 ≥ 13
5 0.5 2 25,400.1594
≥ 26
ARENA LIMOSA (SM)
ARCILLA (CL)
ARENA ARCILLOSA
(SC 6 0.5 6 33,536.6811 ≥ 34
El sistema estructural empleado en la súper- estructura es el formado por
unos diafragmas en losa maciza con encofrado perdido tipo losas acero
sigaldeck, apoyado sobre correas metálicas en cerchas con perfiles
ECO140x60, estas van apoyadas sobre grandes cerchas ortogonales con
perfiles ECO160x65 que se apoyan directamente sobre las fundaciones,
dichas losas estarán colgando de las grandes cerchas, logrando obtener un
sistema estructural con pocos puntos de apoyo sobre el suelo, esto resulta
mas económico para el sistema de fundaciones. Es sucede igual en el piso,
entrepiso y techo que será de losa acero donde se economiza en el
encofrado y en el acero de refuerzo de dichos losas y en cuanto a las
cerchas soldadas, por su geometría son mas fáciles de construir tanto en
taller como en sitio en forma de kit, para luego realizar el montaje en sitio,
esto hace que dichas cerchas sean mas económicas y mas livianas que los
perfiles doble te con conexiones apernadas. Lo más relevante de este
sistema es la combinación de la estructura metálica con el adobe como
elemento de tabiquería no portante.
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• CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES
En este proyecto solamente se describen las características de los
materiales que forman los elementos estructurales:
Concreto: Formado por arena, piedra picada, cemento, agua y/o aditivo plastificante. en
este proyecto se plantea un concreto de 210 kg/cm2 a los 28 días, con una
densidad aproximada de 2,5 ton/m2 y un modulo de elasticidad de 238.752
kg/cm2
Acero en perfiles: En este proyecto se utilizaran perfiles CONDUVEN de fluencia 3.515 kg/cm2
y mallas para repartición para las losas cuya resistencia a la fluencia es
5.000 kg/cm2.
Recomendaciones para la cimentación:
- La profundidad de desplante debe ser mínimo 1,50 m, o hasta lograr
un estrato resistente a la penetración.
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- Bajo de la zapata debe colocarse concreto pobre o una base de piedra
picada para lograr un efectivo recubrimiento.
• CARGAS SOBRE LAS LOSAS
EN PISO
Carga permanente para una losa maciza de e = 15 cm. Con losa acero tipo
Sigaldeck.
Análisis de cargas
h = 15 cms
Pp = 297 Kg/m2
Γc = 2500 Kg/m3
Calibre losa acero = 20
Cargas “piso” Carga muerta
Pp = 297 Kg/m2
Sobre piso = 0.05 m * 2000 kg/m3 =100 Kg/m2
Tabiquería de losa de adobe = 150 Kg/m2 (norma COVENIN 2002)
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Peso del ladrillo = 15 Kg
Son 26 ladrillos/m2
Baldosa, cerámica o granito (según las normas) = 100 Kg/m2
Cielo raso = no
∑ = 647 Kg/m2+7.52 Kg/m2 (Pp lámina)
∑CM= 654.52 Kg/m2
Carga Viva piso= 250 Kg/m2 (oficina)
W total = 654.52+250= 904.52 Kg/m2
Cargas “Entrepiso”
CM= 674.52 + Pp cielo raso
CM = 674.52 Kg/m2 + 20 Kg/m2
CM= 694.52 Kg/m2
CV = 250 Kg/m2
W total = 934.52 Kg/m2
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Cargas “Techo”
h = 10 cms
calibre = 20
Ppcemento = 177 Kg/m2
Pplámina = 7.52 Kg/m2
Impermeabilización = 4 Kg/m2
Cielo raso = 20 Kg/m2
Pendiente = 0.03 m * 2000 Kg/m3 = 60 Kg/m2
∑CM = 268.52 Kg/m2
CV = 100 Kg/m2 (techo no visitable)
W total = 368.52 Kg/m2
• COMBINACIONES DE CARGA. (SEGUN COVENIN 1753-01)
1.-CARGA PERMANENTE, VARIABLE. U = 1.4CP+1.7CV
2.-CARGA PERMANENTE, VARIABLE MÁS SISMO. U = 0.75(1.4CP+1.7 CV+1.4F) ± 1.0 S
U = 0.9CP ±1.0 S.
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3.-CARGA PERMANENTE, VARIABLE MAS VIENTO. U = 0.75(1.4CP+1.7 CV+1.4F) ± 1.0 W
U = 0.9CP ±1.0 W.
• CONSIDERACIONES SISMICAS SEGUN NORMA COVENIN 1756-01 (SISMORRESISTENTE)
1. Zonificación sísmica: Según tabla 4.2, para todo el país.
2. Movimiento de diseño: Según tabla 4.1, el coeficiente de
aceleración espectral será el siguiente:
Ao = 0.15*g (m/seg2 ) zona riesgo sísmico bajo.
Ao = 0.25*g (m/seg2 ) zona riesgo sísmico moderado.
Ao = 0.40*g (m/seg2 ) zona riesgo sísmico alto.
3. Forma espectral del terreno de fundación: para este proyecto
se podrá adoptar una forma espectral para todas las zonas
sísmicas con suelos arenosos o densos Vsp ( 250-400 )
m/seg2 y, H (15-50) m, se obtiene de la tabla 5.1 la forma
espectral S1 con ϕ igual a 1.00
4. Clasificación según el uso. De acuerdo al capitulo 6.1 se
clasifica como grupo B1
5. Factor de importancia: Según tabla 6.1 α = 1.00
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6. Clasificación según el nivel de diseño: Según tabla 6.2, para
todas zonas sísmica grupo B1 ⇒ ND3
7. Clasificación según el tipo de estructura. Según cap. 6.3, esta
estructura se puede clasificar en tipo IIIa.
8. Clasificación según las regularidad estructural: Según cap.
6.5.1, se considera como estructura REGULAR.
9. Factor de reducción de respuesta ( R ) . Según tabla 6.4, con
ND3 y el tipo IIIa, el factor R = 5.
10. Espectro de diseño: Según tabla 7.1
para S1 ⇒ β = 2.4 , T o = 0.1,
T* =0.4, P = 1,00
Según tabla 7.2 caso R> 5 ⇒ T+ = 0.1( R-1)
T+ = 0.4 seg.
Periodo fundamental ( T ).
Según cap. 9.3.2 el periodo fundamental de cualquier
estructura es:
∑
∑
=
== N
ieii
N
iedi
Qg
wT
1
1
2)(*2
δ
δπ
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Este valor se debe tomar como alternativa para iniciar el cálculo, pero el
programa SAP2000N, dará valores más precisos. Se entrará con la
siguiente formula según el tipo de edificación III a:
T = 0.07hn 0.75 = 0.07* (5.6) 0.75 = 0.25 seg.
Según capítulo 7.2 (espectro de diseño) T < T+
El método utilizado en este proyecto fue el análisis dinámico - espacial
espectral digitalizado con tres (03) grados de libertad por planta y 9
modos de vibración, realizado con el modelador Sap2000n.
• DATOS ESPECTRALES
Para Ao = 0,15 g
F U N C T I O N D A T A FUNCTION LABEL = ZONA015 TIME INCREMENT = 0.000 TIME VALUE TIME VALUE TIME VALUE TIME VALUE 0.000 0.150E+00 0.100 0.114E+00 0.200 0.930E-01 0.300 0.800E-01 0.400 0.720E-01 0.500 0.600E-01 0.600 0.520E-01 0.700 0.460E-01 0.800 0.420E-01 0.910 0.370E-01 1.010 0.340E-01 1.100 0.320E-01 1.200 0.300E-01 1.300 0.280E-01 1.400 0.260E-01 1.500 0.250E-01 1.610 0.240E-01 1.700 0.230E-01 1.800 0.220E-01 1.900 0.210E-01 2.000 0.200E-01 2.110 0.190E-01 2.210 0.180E-01 2.300 0.180E-01 2.400 0.170E-01 2.500 0.170E-01 2.600 0.160E-01 2.700 0.160E-01 2.800 0.150E-01 2.900 0.150E-01 3.000 0.140E-01
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Para Ao = 0,25 g
F U N C T I O N D A T A FUNCTION LABEL = ZONA025 TIME INCREMENT = 0.000 TIME VALUE TIME VALUE TIME VALUE TIME VALUE 0.000 0.250E+00 0.100 0.191E+00 0.200 0.155E+00 0.300 0.134E+00 0.400 0.120E+00 0.500 0.101E+00 0.600 0.870E-01 0.700 0.770E-01 0.800 0.690E-01 0.910 0.620E-01 1.010 0.570E-01 1.100 0.530E-01 1.200 0.500E-01 1.300 0.470E-01 1.400 0.440E-01 1.500 0.420E-01 1.610 0.390E-01 1.700 0.380E-01 1.800 0.360E-01 1.900 0.350E-01 2.000 0.330E-01 2.110 0.320E-01 2.210 0.310E-01 2.300 0.300E-01 2.400 0.290E-01 2.500 0.280E-01 2.600 0.270E-01 2.700 0.260E-01 2.800 0.250E-01 2.900 0.250E-01 3.000 0.240E-01
para Ao = 0,40 g F U N C T I O N D A T A FUNCTION LABEL = ZONA040 TIME INCREMENT = 0.000 TIME VALUE TIME VALUE TIME VALUE TIME VALUE 0.000 0.339E+00 0.100 0.305E+00 0.200 0.247E+00 0.300 0.214E+00 0.400 0.192E+00 0.500 0.161E+00 0.600 0.139E+00 0.700 0.123E+00 0.800 0.111E+00 0.910 0.920E-01 1.010 0.920E-01 1.100 0.850E-01 1.200 0.800E-01 1.300 0.750E-01 1.500 0.670E-01 1.600 0.630E-01 1.700 0.600E-01 1.800 0.580E-01 1.900 0.550E-01 2.000 0.530E-01 2.100 0.510E-01 2.200 0.490E-01 2.300 0.470E-01 2.400 0.460E-01 2.500 0.440E-01 2.600 0.430E-01 2.700 0.420E-01 2.800 0.400E-01 2.900 0.390E-01 3.000 0.380E-01
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• El ladrillo de Tierra Tecnificada tiene buena resistencia a la
compresión y resistencia frente a los fenómenos climatológicos.
• La adición de cemento al suelo permite obtener un material que reúne
las siguientes ventajas:
Reducido cambio volumétrico, por absorción o pérdida
de humedad.
Excelente acabado. Aristas firmes.
Resistencia a la compresión similar y hasta superior a la
del ladrillo común de arcilla cocida.
• Economía, ya que la producción de este material ocupa
casi exclusivamente recursos locales, en cuanto a mano de obra y materia
prima, lo que permite reducir los costos.
• Con la simple incorporación de arena se consiguen
suelos artificiales que pueden ser estabilizados con cemento. Sólo es
necesario realizar el reconocimiento del tipo de suelo con el que se va a
trabajar, para definir la necesidad o no de la incorporación de arena y
determinar el porcentaje de cemento a utilizar.
• La construcción de la prensa con dos moldes permite incrementar la
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producción de ladrillos por jornada de trabajo lo que reduce sensiblemente el
costo unitario.
• La calidad de los ladrillos puede ser controlada fácilmente ya que la
operación de la máquina es muy simple y requiere mínimo de experiencia. La
humedad del moldeo y el curado desempeñan un papel relevante en la
resistencia a la compresión de los mampuestos.
• Los ladrillos curados al aire presentan una retracción promedio menor
a 0,02% valor bastante bajo, lo que permite prever un buen comportamiento
en la mampostería.
• La colocación de estos ladrillos es similar a la del método
tradicional de ladrillos cocidos o ladrillos de adobe usando un mortero de
barro.
• Los resultados de los ensayos realizados hasta la
actualidad, permiten comprobar que con este material se pueden conseguir
buena resistencia, buen aspecto y economía.
• El empleo de la estructura de acero planteada
resulta resistente a los movimientos sísmicos y es aplicable a cualquier parte
del país con sus diferentes zonificaciones y accidentes topográficos.
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RECOMENDACIONES
• Se recomienda utilizar ladrillos de Tierra Tecnificada por
sus excelentes propiedades en cualquier tipo de construcción, bien sea de
uso comercial, industrial o vivienda familiar.
• Efectuar estudios posteriores si se desea optimizar y
garantizar el comportamiento de los ladrillos en situación de sismos a pesar,
de que hasta los momentos, han tenido buena resistencia por la presencia de
cemento que actúa como estabilizante.
• Mejorar la dosificación del mortero para obtener mayor
resistencia a los movimientos evitando agrietamientos en las paredes.
• Realizar un estudio del suelo en el que se va a construir
para asegurar que su resistencia sea mayor a las carga aplicadas.
DERECHOS RESERVADOS
BIBLIOGRAFIA
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- Norma Venezolana. Estructuras de Acero para Edificaciones. Método de
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